(57)【要約】【課題】担持体上に半導体デバイスを整合させるための装置及び方法を提供すること。【解決手段】担持体上に配置された複数の半導体デバイスを整合させるための装置及び方法が提供される。整合ガイドは使用時の各デバイスに隣接して設置され、かつ各半導体デバイスの所望の整合に対応するように配置される。整合に関しては、半導体デバイスは複数のホルダーを備える位置決めデバイスによって保持され、各ホルダーは半導体デバイスを保持する力を生成するように形状構成される。アクチュエーターも設けられて、これらのアクチュエーターが作動して位置決めデバイス及びホルダーを移動させて半導体デバイスを整合ガイドに対して偏倚させ、これらの半導体デバイスが前記整合ガイドと整合される。【選択図】図６Ｄ
2006191121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
担持体上に配置された複数の半導体デバイスを整合させる装置であって、
使用時に各デバイスに隣接して設置され、かつ各半導体デバイスの所望の整合に対応するように配置される整合ガイドと、
複数のホルダーを備え、各ホルダーは半導体デバイスを保持する力を生成するように形状構成される、位置決めデバイスと、
作動して前記位置決めデバイス及び前記ホルダーを移動させ、これらの位置決めデバイス及びホルダーが前記整合ガイドと整合されるまで前記半導体デバイスを配向するように該半導体デバイスを該整合ガイドに対して偏倚させるアクチュエーターと、
を備える装置。
【請求項２】
複数の前記半導体デバイスは実質的に平面上に配置され、及び
前記アクチュエーターは作動して、前記半導体デバイが配置される平面と実質的に平行な平面に沿って、前記位置決めデバイス及び前記ホルダーを移動させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ホルダーが、前記半導体デバイスを保持すべく前記担持体を貫通して延在するように前記担持体に形成された開口を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ホルダーは作動して真空吸引力によって前記半導体デバイスを保持する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ホルダーは弾発性を有する保持表面を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
弾発性を有する前記保持表面は静電防止ゴム材料で作られる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ホルダーは、中央空洞が形成された堅固な保持表面を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
堅固な前記保持表面は金属で作られ、かつ堅固な保持表面の各々は硬化した頂部表面を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
堅固な前記保持表面は同じ平面上にある頂部表面を有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記整合ガイドは、少なくとも２つの方向に半導体デバイスを整合させるために前記担持体に形成された少なくとも２つの基準エッジを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記担持体上に位置決め可能であり、かつ作動して前記担持体を平らにする水平調節力を加える固締プレートを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記固締プレートは前記担持体上の前記半導体デバイスの位置に対応する開口を備え、これにより、前記固定プレートを前記担持体に係合後、前記半導体デバイスは前記固締プレートを通じてアクセス可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記担持体に係合し且つ前記水平調節力を加えるための前記固締プレートに連結された可撓性ストッパを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記整合ガイドは、少なくとも２つの方向に半導体デバイスを整合させるための前記固締プレートに取り付けられた、少なくとも２つのガイドエッジを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
作動して前記整合ガイドの少なくとも１つに向けて半導体デバイスの少なくとも一側に接触し且つ力を加え、かつ前記半導体デバイスを解放するために前記半導体デバイスから離れるように移動可能である、前記担持体に連結されたグリッパーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ホルダーが前記半導体デバイスを保持する時に、前記担持体を支持するために前記位置決めデバイスに連結された堅固なピンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
担持体上に配置された複数の半導体デバイスを整合させる方法であって、
各半導体デバイスに隣接して整合ガイドを設置し、これにより、前記整合ガイドが各半導体デバイスの所望の整合に対応するように配置される段階と、
位置決めデバイスに含まれる複数のホルダーの１つのホルダーで生成された力で各半導体デバイスを保持する段階と、
前記位置決めデバイス及び前記ホルダーをアクチュエーターで移動させ、これらの位置決めデバイス及びホルダーが前記整合ガイドと整合されるまで前記半導体デバイスを配向するように該半導体デバイスを該整合ガイドに対して偏倚させる段階と、
を備える方法。
【請求項１８】
複数の前記半導体デバイスは実質的に平面上に配置され、及び、前記アクチュエーターは作動して、前記半導体デバイが配置される平面と実質的に平行な平面に沿って、前記位置決めデバイス及び前記ホルダーを移動させる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ホルダーは、前記半導体デバイスを保持する真空吸引力を生成する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ホルダーは弾発性を有する保持表面を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ホルダーは、中央空洞が形成された堅固な保持表面を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記整合ガイドは、少なくとも２つの方向に半導体デバイスを整合させるために前記担持体に形成された少なくとも２つの基準エッジを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記担持体を平らにすべく水平調整力を加えるために該担持体上に固締プレートを位置決めする段階を更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記整合ガイドは、少なくとも２つの方向に半導体デバイスを整合させるために前記固締プレートに取り付けられた、少なくとも２つのガイドエッジを備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記整合ガイドの少なくとも１つに向けて半導体デバイスの少なくとも一側に力を加え、及び、前記位置決めデバイス及び前記ホルダーを移動させて前記整合ガイドに対して前記半導体デバイスを偏倚させる以前に該半導体デバイスからこうした力を解放する段階を更に備える、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送又は処理のためのような様々な目的のために担持体上の半導体デバイスの配置に関し、特に前記担持体上の半導体デバイスの整合に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボール・グリッド・アレイ（「ＢＧＡ」）パッケージのような半導体デバイスは、通常、寸法が小さく、かつ稼動率を増大させるように搬送され及び／又はバッチで処理される。アレイ形態で配置されたＢＧＡパッケージ上で実行されるプロセスの実例は、半田ペースト印刷、半田ボール取付及び試験を含む。担持体の幾つか又は全ての半導体デバイスの処理は高スループットに帰着するが、処理に先立つ担持体の半導体デバイスの正確な整合を要する。半導体デバイスの好ましくない整合は整合に引き続くプロセスの歩留まりに直に影響する。整合能力及び精度は微細ピッチに対してはより臨界的にさえなる。
【０００３】
担持体上の半導体デバイスを整合させるために様々なアプローチが従来技術で実行されてきた。空洞アプローチでは、半導体デバイスを受容するために開かれた空洞が形成された案内プレートは半導体デバイスのエッジに対してそれを整合させるために使用される。「マルチ・ハンドラー上の多重ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）デバイスをテストするためのユニバーサルシステム及びその方法(Universal Contactor System for Testing Ball Grid Array (BGA) Devices on Multiple Handlers and Method Therefor)」と題する従来技術文献では、空洞アプローチは、案内プレートが整合のためにＢＧＡパッケージを受容するように構成された空洞を有するとして記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第５，６８８，１２７号明細書
【０００４】
空洞の開口寸法は、デバイス入口点から空洞の内側部分まで徐々に減じられる。ＢＧＡパッケージは狭くなっていく開口によって案内され、かつ内側部分で空洞の内壁と整合される。
【０００５】
このアプローチの問題は、半導体デバイスのジャミングを避けるためにＢＧＡパッケージと空洞の内壁との間に空隙が存在しなければならないことである。以前の個別化プロセスの結果としての寸法の変動の何れにも適合するように付加的な空隙が加えられるべきである。ＢＧＡパッケージと空洞との間の結果として得られる空隙は好ましくない整合に帰着する。さらにまた、空洞の内壁とＢＧＡパッケージとの間の案内相互作用は、特に初期の誤整合が大きい場合にはパッケージの潜在的な傾斜すなわち位置ずれを生じさせ得る。
【０００６】
別様に、ピン・アプローチでは、半導体デバイスと、ピンが整合のために通過する担持体と、の両方に形成された開口を具備する担持体に対して半導体デバイスを整合させるために２つ以上のピンが使用される。担持体に対して半導体デバイスを整合させるためのこのアプローチは、"型紙なせんのための正確で早い位置決めメカニズム(Precise and Rapid Positioning Mechanism for Stencil Printing)"と題する別の従来技術文献と、"ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）整合の方法、整合及び半導体デバイスアセンブリーの試験方法(Method of Ball Grid Array (BGA) Alignment, Method of Testing, Alignment Apparatus and Semiconductor Device Assembly)"と題するまた別の従来技術文献と、に記載されている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【特許文献２】米国特許第６，３３８，２９７号明細書
【特許文献３】米国特許出願第2003／０４２６２６第公報
【０００７】
このピン・アプローチによれば、担持体に半導体デバイスに対する各当接位置に同じパターンの開口が形成された状態で、２つ以上の開口が各半導体デバイスに形成される。半導体デバイス及び担持体に形成した開口は、ピンが整合を支援すべく半導体デバイス及び担持体の両方の開口を通過するように予め整合される。
【０００８】
このアプローチは、入力／出力接続部を配置するための有効領域を減じる、半導体デバイスに穴を形成しなければならないという欠点を有する。また、これらの穴は吸引カップが真空吸引を使用するピック−アンド−プレイス動作間に半導体デバイスを吸引する有効領域を減じる。別の欠点は、半導体デバイス及び担持体の両方のピン及び開口が最小の空隙を有しなければ、正確な整合は達成することができないという欠点である。しかしながら、ピン及び開口が緊密に嵌合するようにこれらのピン及び開口が類似する寸法からなる場合に、複数の半導体デバイスを自動化された装置によって担持体と整合させることは、不可能ではなくとも、非常に難しくなるこれは大量生産に好適でない手動整合を要し得る。自動化装置を加え得るとしても、整合されていない半導体デバイスの対応する開口内へのピンの打ち込みは潜在的な傾斜である位置ずれを生じさせ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それ故に、従来技術の上述した欠点を回避する、担持体上に半導体デバイスを整合させるための装置及び方法を提供しようと試みることが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様によれば、担持体上に配置された複数の半導体デバイスを整合させるための装置であって、使用時に各デバイスに隣接して設置され、かつ各半導体デバイスの所望の整合に対応するように配置される、整合ガイドと、複数のホルダーを備え、各ホルダーは半導体デバイスを保持する力を生成するように形状構成される、位置決めデバイスと、作動して前記位置決めデバイス及び前記ホルダーを移動させ、これらの位置決めデバイス及びホルダーが前記整合ガイドと整合されるまで前記半導体デバイスを配向すべく該半導体デバイスを該整合ガイドに対して偏倚させる、アクチュエーターと、を備える装置が提供される。
【００１１】
本発明の第２様相によれば、担持体上に配置された複数の半導体デバイスを整合させるための方法であって、整合ガイドを、各半導体デバイスの所望の整合に対応するように配置される該各半導体デバイスに隣接して設置する段階と、各半導体デバイスを、位置決めデバイスに含まれる複数のホルダーの中の１つのホルダーで生成された力で保持する段階と、前記位置決めデバイス及び前記ホルダーをアクチュエーターで移動させ、これらの位置決めデバイス及びホルダーが前記整合ガイドと整合されるまで前記半導体デバイスを配向すべく該半導体デバイスを該整合ガイドに対して偏倚させる段階と、を備える方法が提供される。
【００１２】
本発明の一実施形態を図示する添付図面を参照して以下に本発明を詳細に説明する。図面及び関連する記載の特殊性は特許請求の範囲によって規定されるような本発明を広く認識しようとする一般性に取って代わるものとして理解すべきでない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による半導体デバイスを整合させるための装置及び方法の好ましい実施形態の実例を添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、半導体デバイス２を整合させるために押圧ブロック１２に取り付けた弾発性及び可撓性を有する吸引カップ１３の形態をした弾発性保持表面を具備するホルダを備える、本発明の第１の好ましい実施形態による、押圧ブロック１２のような位置決めデバイスの等角図である。各ホルダーは半導体デバイス２を保持する力を生成するように形状構成される。押圧ブロック１２は、整合の間に、Ｘ及びＹ方向のアクチュエーター１４、１５の形態をしたアクチュエーターによって、それぞれ、Ｘ及びＹ方向の両方に移動することができる。
【００１５】
本発明の前述の実施形態に従えば、可撓性吸引カップ１３の配列は、Ｘ及びＹ方向の両方に移動することができる押圧ブロック１２に取り付けられる。押圧ブロック１２がデバイス２と接触するようになるエレベーター（図示せず）によって上向きに移動する時には、各半導体デバイス２は吸引カップ１３によって保持される。吸引カップは、吸引カップ１３が半導体デバイス１２に接触する時に半導体デバイス２の担持体上の位置からの追出しを阻止するように、押圧ブロック１２が上向きに動く時に作動すべきである。可撓性吸引カップ１３の柔軟性は、半導体デバイス２の追出しの可能性を更に減じる。
【００１６】
図２は、担持体１内に予め形成される、デバイス整合用基準エッジ１７の形態をした整合ガイドを組み込んだ担持体１の等角図である。少なくとも１つのポケット３は、１つの半導体デバイス２を収容するように構成された各ポケット３を具備する担持体１に形成される。各ポケット３は、担持体１を貫通して延在し、かつ担持体１の底部から半導体デバイス２を保持する可撓性吸引カップ１３のための中央開口が形成される。半導体デバイス２はポケット３の支持表面４に支持され、かつ支持表面４から突出する基準エッジ１７によってポケット３内で境界づけられる。
【００１７】
基準エッジ１７は厳しい寸法許容差制限の元で担持体１内に予め成形される。２つの基準エッジ１７は、Ｘ方向で整合させるために使用される一方の基準エッジと、Ｙ方向で整合させるために使用される他方の基準エッジと、によって、各デバイス２の整合のために各ポケット３内に形成される。基準エッジ１７は正確な寸法許容差制限で形成され、担持体１内に固有に作り付けられる、案内エッジ又は点を備え得る。あるいは、案内ガイドは予め整合された案内エッジ又は取り付けられた点を具備する固締プレート又は頂部クランプによって形成し得る。
【００１８】
図３は、頂部クランプ１８に取り付けられた、複数の予め整合された案内エッジ１９、２０を組み込んだ頂部クランプ１８の形態をした固締プレートの上部表面の等角図である。各担持体ポケット３には、頂部クランプ１８が担持体上に配置される時に２つの案内エッジ１９、２０が設けられる。一方の１９はＸ方向でデバイスを整合させるためのものであり、他方の２０はＹ方向でデバイスを整合させるためのものである。
【００１９】
図４は、担持体１の上部表面に係合するように構成された頂部クランプ１８の下側の等角図である。プラスチック製ＪＥＤＥＣトレイのような幾つかの担持体はオーブンで繰返しリフロー処理を受けた後で大きな反りを有し得る。この反りは担持体１を横切るデバイスのために不均一な高さを創出する。結果として、吸引カップ１３は担持体の反りのためにより高いデバイス２の幾つかに到達し得る。その間に、押圧ブロック１２の高さが上記デバイス２の高さに適合するように上昇される場合、通常の高さのポケット３に対応する吸引カップ１３はポケット３内への過度の超過移動のためにポケット３からデバイス２の追出しを引き起こし得る。それ故に、整合に先立って担持体１上に水平力を加える固締機構を有するようにすることが提案される。
【００２０】
担持体１を平らすなわち水平にする方法を以下に説明する。例えば、エアシリンダーのような可撓性ストッパ２１は、頂部クランプ１８に取り付けられる。コンベヤ軌道２２上に載っている担持体１によって、頂部クランプ１８は頂部から担持体１を押圧する可撓性ストッパ２１によって下降され、かくしてコンベヤ軌道２２に対して担持体を平らにする。剛直なピン１６は、押圧ブロック１２、好ましくは可撓性ストッパ２１の近くの位置に取り付けられる。図５は、担持体１及びブロック１２上に位置づけられた頂部クランプ１８の平面図である。押圧ブロック１２が移動して上がるにつれ、剛直なピン１６は底部から担持体１に接触するようになり、かつコンベヤ軌道水準から、デバイス整合及び引き続く処理のための規定された高さ及び共平面まで担持体１を上昇させる。１つの利点は、衝突によりデバイス２がポケット３から飛び出ることを回避するためにストッパ２１が頂部クランプ１８及び押圧ブロック１２と接触するようになる時、ストッパ２１の可撓性が担持体１に対するダンピングを与える。他の利点は、このストッパが担持体１をコンベヤ軌道高さから整合及び処理のために規定された高さまで上昇させる間の平らな状態に保持可能にすることである。
【００２１】
図６Ａ〜図６Ｄは、本発明の第１実施形態による担持体１内の半導体デバイス２を整合させるための方法の作業手順を示す。図６Ａでは、担持体１内の半導体デバイス２は押圧ブロック１２上の位置まで搬送され、かつコンベヤ軌道２２上に配置される。
【００２２】
図６Ｂでは、可撓性ストッパ２１を具備する頂部クランプ１８及び案内エッジ１９、２０は、担持体１をコンベヤ軌道２２に対して平らにするために下降させる。ストッパ２１の可撓性は、該ストッパが頂部クランプ１８と接触するようになり、かくしてデバイス２が担持体ポケット３から飛び出ることを阻止する時に担持体１に対してダンピングを与える。
【００２３】
図６Ｃでは、吸引カップ１３が吸引することによって、押圧ブロック１２は、頂部クランプ１８に向かって剛直なピン１６によって担持体１をコンベヤ軌道２２から所定水準まで持ち上げるべく、昇降機（図示せず）によって上向きに移動する。頂部クランプ１８のストッパ２１の可撓性により、担持体１は該担持体１を持ち上げる間中平らに保持し得る。同時に、半導体デバイス２は担持体１の支持表面４に対して吸引カップ１３で保持される。コンベヤ軌道２２と担持体１との間には間隙２３がある。
【００２４】
図６Ｄでは、押圧ブロック１２は、半導体デバイス２が押圧ブロックによって偏倚され、かつ整合のために頂部クランプ１８内で案内エッジ１９、２０に対する吸引カップ１３によって引っ張られるように、Ｘ及びＹ方向のそれぞれに沿って整合されアクチュエーター１４、１５によって、Ｘ及びＹ方向（Ｙ方向は図示せず）の両方に移動する。半導体デバイスは、該半導体デバイスが案内エッジ１９、２０と整合されるまで偏倚且つ配向される。従って、半導体デバイス２は、担持体１の平面上に実質的に配置され、アクチュエーター１４、１５は作動して半導体デバイス２が配置される平面に実質的に平行な平面に沿って押圧ブロック１２及び吸引カップ１３を移動させる。半導体デバイス２の動きは、デバイス２と整合のための担持体１の支持表面４との間の摺動摩擦を減じるために適切な水準まで吸引カップによる真空圧を制御することによって促進される。
【００２５】
一旦、半導体デバイス２が基準エッジ１７と整合されると、吸引カップによる真空圧は、引き続く処理における半導体デバイス２の位置ずれを回避するために高水準に設定される。好ましくは、頂部クランプ１８は、担持体１上デバイス２の位置に対応する開口を備え、これにより、半導体デバイス２は、頂部クランプ１８の担持体１への係合後に頂部クランプ１８を通じてアクセス可能である。
【００２６】
図７Ａ及び図７Ｂは、半導体デバイス２の整合を行なう押圧ブロック１２の可撓性吸引カップ１３の平面図及び側面図である。
【００２７】
図７Ａは整合に先立つポケット３内のデバイス２を示す。間隙２４は、案内エッジ１９、２０と半導体デバイス２との間に存在する。半導体デバイス２の整合に先立って、吸引カップ１３の真空圧力は、デバイス２と担持体１の支持表面４との間の摺動摩擦を減じるべく適切な水準に制御される。十分に小さな摺動摩擦によって、押圧ブロック１２が基準エッジ１７に向かってＸ及びＹ方向に移動するにつれて、吸引カップ１３によって保持される半導体デバイス２は整合のために基準エッジ１７に対しても移動する。
【００２８】
図７Ｂでは、押圧ブロック１２がＸ及びＹ方向の両方に移動するにつれて、吸引カップ１３によって保持されるデバイス２は頂部クランプ１８内の案内エッジ１９、２０に対して移動する。吸引カップ１３の可撓性により、半導体デバイスは図に示すように形状が変形し、かくして、要求された整合を達成するためにデバイス２と基準エッジ１７との間の最初の誤整合を削除することができる。
【００２９】
整合後、吸引カップ１３の真空圧力は引き続く処理においてデバイス２の位置ずれを防ぐように整合された位置にデバイス２を堅固に固定すべく制御することができる。
【００３０】
吸引カップ１３は、静電放電による損害から半導体デバイス２を防ぐために帯電防止ゴム材料を備えることが好ましい。
【００３１】
上述した整合方法は、低プロファイル案内フィーチャーを備えた担持体ポケット３に特にふさわしい。デバイス２は担持体ポケット３の支持表面４から持ち上げられないから、低プロファイル案内フィーチャーによりデバイス２をポケット３から飛び出させない。一旦、デバイス２が案内フィーチャーを越えて持ち上げられると、ポケット３内にデバイス２が戻ってくるのを難しくし得る。
【００３２】
さらに、この方法はデバイスの整合を支援するグリッパーを具備する担持体を取り扱うために修正し得る。図８はグリッパー２６を備える担持体１の等角図である。このタイプの担持体１は、各担持体ポケット３で組み込み基準エッジ１７と同様にグリッパー・ハンドル２７を具備するグリッパー２６を有する。グリッパー２６は、該グリッパーがデバイス２に向かって偏倚され、かつ、第１にポケット３内のデバイスを基準エッジ１７の一方に向けて押圧しかくしてデバイスエッジの一方は自己整合される。グリッパー・ハンドル２７を押圧することによって、グリッパー２６は開かれて固締からデバイスを解放し、そして、グリッパー２６は、グリッパー・ハンドル２７を解放後自身に固有な復元力によって固締状態に復元し得る。
【００３３】
担持体１内のデバイス２の残りのエッジをグリッパーと整合させるために、グリッパー・プッシャ（図示せず）は押圧ブロック１２と一体になし得る。グリッパー・プッシャは、グリッパー２６を開くために、例えば、エアシリンダーによって作動し得る。担持体１は、各ポケット１内で吸引カップ１３によって保持されたデバイス２と共に、頂部クランプ１８及び押圧ブロック１２によって第１に平らになされる。その後、グリッパー・プッシャは、固締グリッパー２６からデバイス２を解放するためにグリッパー・ハンドル２７を押圧する。グリッパー２６からの固締力なしで、押圧ブロック１２が移動する時にデバイス２はポケットの残りの基準エッジ１７と自由に整合する。最後に、グリッパー・プッシャは、グリッパー２６が、デバイス２をポケット３の前述した基準エッジ１７と自己整合すべくその固締状態まで自身を復元可能にするクリッパ・ハンドル２７を解放する。このように、デバイス２の両エッジは整合される。
【００３４】
図９Ａ〜図９Ｄは、グリッパー２６を備える担持体１内の半導体デバイス２を整合させる方法の走査手順を示す。
【００３５】
図９Ａでは、デバイス２は、担持体ポケット内のグリッパー２６によって固締される。基準エッジ１７とデバイス２との間には空隙２８がある。図９Ｂでは、グリッパー・プッシャ（図示せず）は、固締からデバイス２を解放するためにグリッパー・ハンドル２７を押圧することによってポケット３内のグリッパー２６を開く。これは、グリッパー２６とデバイス２との間に空隙２９を創出する。図９Ｃでは、押圧ブロック１２はＸ方向に移動し、従って、吸引カップ１３はポケット３のＸ方向基準エッジ１７でデバイス２を整合させるのと同じ方向にデバイス２を引っ張る。図９Ｄでは、グリッパー・プッシャはグリッパー・ハンドル２７を解放する。グリッパー２６はポケット３のＹ方向基準エッジ１７でデバイス２を自己整合すべくその固締状態まで自身を復元する一方で、デバイス２の左案内エッジは依然として可撓性吸引カップ１３によって誘引された復元力によって担持体の左案内エッジと緊密に接触した状態に保持される。
【００３６】
図１０は、半導体デバイス２の整合のための押圧ブロック１２に取り付けられた堅固な吸引リング３０を具備する、本発明の第２の好ましい実施形態による押圧ブロック１２の等角図である。
【００３７】
上述したように、担持体表面４の上手く制御された高さは、スクリーン印刷のように、引き続く処理と同様にデバイス２を整合させるためには臨界的である。しかしながら、担持体の幾つかの種類、特にプラスチック製担持体は、良好な寸法上の制御のために含まれた組立プロセス又は高組立費用の制限により、様々な担持つ表面４の要求される高さを提供し得る。
【００３８】
この種類の担持体を処理するために、堅固な保持表面を備える、好ましくは堅固な封入された吸引リング３０の形態をしたホルダー、によって置換された吸引カップを具備する本発明の別の実施形態がある。各堅固な保持表面であるリング３０には、その底部側からデバイス２に対する吸引を与えるための中央空洞が機械加工される。押圧ブロック１２は、堅固な吸引リング３０を真空にした状態で上向きに移動する。堅固な吸引リング３０は、デバイス２が依然として担持体ポケット３の案内フィーチャーによって境界づけられた状態で、担持体１のデバイス支持表面４より上の高さまでデバイス２を持ち上げる。各堅固な吸引リング３０の頂部表面の高さは、各デバイス２の一貫した高さを提与えるべく上手く制御される。
【００３９】
半導体デバイス２の整合に先立って、堅固な吸引リング３０の真空圧力はデバイス２と吸引リング３０との間の摺動摩擦を減じるために適切な水準に制御される。押圧ブロック１２がＸ方向及びＹ方向の両方の基準エッジ１７に向かって移動する時、吸引リングによって保持される半導体デバイス２は整合のために基準エッジ１７に対しても移動する。十分に低い摺動摩擦によって、整合されていないデバイス２は基準エッジ１７に対する何れかの初期の誤整合を除去すべく堅固な吸引リング３０に対して摺動及び配向することができる。結果として担持体１内の全てのデバイス２が同時に整合することになる。また、デバイス２は堅固な吸引リング３０の頂部表面上に支持された時、デバイス２の高さは上手く制御することができる。
【００４０】
基準エッジは担持体１によって又は頂部クランプ１８によって形成することができる。後者については、デバイス２が持ち上げられて引き続く整合作用のために案内エッジ１９、２０によって規定された境界内に入る時にデバイス２の傾斜の可能性を減じるように、案内エッジ１９、２０の下側部分は外向きに傾斜している。
【００４１】
図１１Ａ−図１１Ｂは、半導体デバイスの整合を行なう押圧ブロックの堅固な吸引リングの平面図及び側面図である。
【００４２】
図１１Ａは、整合に先立つデバイス２を示す。半導体装置２は担持体支持部表面４から持ち上げられ、かつ堅固な吸引リング３０の頂部表面に支持され、かくして堅固な吸引リング３０によってはその高さを正確に制御することができる。デバイス２の高さは担持体１の上手くない寸法制御によって影響を受けるが、依然としてポケット３によって案内される。案内エッジ１９、２０とデバイス２の間に空隙２４、コンベヤ軌道２２と担持体１との間に空隙２５、及びデバイス２と担持体１との間に空隙３１が存在する。
【００４３】
図１１Ｂは、基準エッジ１９、２０と整合されるデバイス２を示す。堅固なリング３０の真空レベルは十分に小さな滑り摩擦を達成するために適切なレベルに制限される。これは、半導体デバイス２を、堅固な吸引リング３０の頂部表面に亘って摺動可能にし、かつ、従って、押圧ブロック１２がＸ及びＹ方向の両方向に移動する時に頂部クランプ１８内で案内エッジ１９、２０と整合可能にする。従って、半導体デバイス２は担持体１の代わりに堅固な吸引リング３０の平面上に実質的に配置される。そして、アクチュエーター１４、１５は作動して、半導体デバイス２が配置される平面に実質的に平行な平面に沿って押圧ブロック１２及び堅固な吸引リング３０を移動させる。
【００４４】
整合後、吸引リング３０の真空圧力は整合された位置にデバイス２を堅固に固定すべく制御することができる。
【００４５】
本発明の実施形態に類似して、吸引リングアプローチは、従来技術による方法と比較して、整合の間にデバイス傾斜又は位置ずれを引き起こす危険性は際待て低い。吸引リングによる真空は半導体デバイスの傾斜検出のために使用することができる。
【００４６】
吸引リングは種々のタイプの材料を備えることができるが、硬化した頂部表面を有する金属材料を使用すること、生成した静電荷の何れをも散逸させること、及びデバイスがこれらの材料上を摺動する耐久性のある頂部表面を形成することは好ましい。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態は、こられの方法が、デバイスと基準エッジとの間の空隙を最小化するように働くか、あるいはこうした空隙の必要性を実際に削除する時に、複数の半導体デバイスを整合させるためのより正確な方法を提示することが理解されるであろう。これらの方法は、開口のような半導体デバイス上に特別な整合フィーチャーを作る必要もない。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態は、ピン又は基準エッジのような整合フィーチャーと半導体デバイスとの間に鉛直な案内の相互作用を何れも含まない。したがって、整合によって引き起こされるデバイス傾斜又は位置ずれの危険性は減じられる。さらにまた、構成は単純且つ費用効率が高い。担持体上の各半導体デバイスに対する個々の整合機構を有する代わりに、全てのデバイスの正確な整合を達成するために単一の位置決めテーブル上に取り付けられた複数の可撓性吸引カップ又は堅固なリングがある。
【００４９】
その上、担持体の全てのデバイスは同時に整合することができ、かつ整合方法は自動装置によって容易に採用することができるため、この整合方法は迅速であり、これらを大量生産のために適したものにする。押圧ブロック上に取り付けられた可撓性吸引カップを使用することによって、第１実施形態はデバイス用低プロファイル案内フィーチャーで担持体を更に処理可能である。押圧ブロックにおける寸法上の高さ制御によって堅固な吸引リングを使用することによって、第２実施形態は担持体ポケットのデバイス支持表面が上手くない寸法上の高さ制御を有する担持体を更に処理可能である。担持体の反りを最小にするために、本発明の好ましい実施形態は平ら且つデバイスのより正確な整合のために担持体の反りの何れをも滑らかにすることができる利点を提示する。
【００５０】
本願明細書に記載された発明は、変形、変更及び／又は特に記載された以外の付加を受けるものであり、かつ本発明は、上述の記載の精神及び範囲内に該当するこうした変形、変更及び／又は付加の全てを含むことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】半導体デバイスの整合のための押圧ブロックに取り付けられた可撓性吸引カップを具備する、本発明の第１の好ましい実施形態による押圧ブロックの等角図である。
【図２】担持体内に予め形成されたデバイス整合用基準エッジを含む担持体の等角図である。
【図３】頂部クランプ上に取り付けられた複数の予め整合された案内エッジを含む頂部クランプの上部表面の等角図である。
【図４】担持体の上部表面に係合するように構成された頂部クランプの下側の等角図である。
【図５】担持体及び押圧ブロック上に位置付けられた頂部クランプの平面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態による担持体の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による担持体の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態による担持体の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態による担持体の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図７Ａ】半導体デバイスの整合を行なう押圧ブロックの可撓性吸引カップの平面図である。
【図７Ｂ】半導体デバイスの整合を行なう押圧ブロックの可撓性吸引カップの側面図である。
【図８】グリッパーを備える担持体の等角図である。
【図９Ａ】グリッパーを備える担持体内の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図９Ｂ】グリッパーを備える担持体内の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図９Ｃ】グリッパーを備える担持体内の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図９Ｄ】グリッパーを備える担持体内の半導体デバイスを整合させる方法の操作手順を示す図である。
【図１０】半導体デバイスの整合のための押圧ブロックに取り付けられた堅固な吸引リングを具備する、本発明の第２の好ましい実施形態による押圧ブロックの等角図である。
【図１１Ａ】半導体デバイスの整合を行なう押圧ブロックの堅固な吸引リングの平面図である。
【図１１Ｂ】半導体デバイスの整合を行なう押圧ブロックの堅固な吸引リングの側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  担持体
２  半導体デバイス
３  ポケット
４  支持表面
１２  押圧ブロック
１３  可撓性吸引カップ
１４、１５  アクチュエーター
１６  剛直なピン
１７  基準エッジ
１８  頂部クランプ
１９、２０  案内エッジ
２１  可撓性ストッパ
２２  コンベヤ軌道
２３、２４、２５  間隙
２６  固締グリッパー
２７  グリッパー・ハンドル
２８、２９  空隙
３０  吸引リング
３１  空隙
【図１】
2006191121.tif 000003
【図２】
2006191121.tif 000004
【図３】
2006191121.tif 000005
【図４】
2006191121.tif 000006
【図５】
2006191121.tif 000007
【図６Ａ】
2006191121.tif 000008
【図６Ｂ】
2006191121.tif 000009
【図６Ｃ】
2006191121.tif 000010
【図６Ｄ】
2006191121.tif 000011
【図７Ａ】
2006191121.tif 000012
【図７Ｂ】
2006191121.tif 000013
【図８】
2006191121.tif 000014
【図９Ａ】
2006191121.tif 000015
【図９Ｂ】
2006191121.tif 000016
【図９Ｃ】
2006191121.tif 000017
【図９Ｄ】
2006191121.tif 000018
【図１０】
2006191121.tif 000019
【図１１Ａ】
2006191121.tif 000020
【図１１Ｂ】
2006191121.tif 000021
【外国語明細書】
2006191121.tif 000022
2006191121.tif 000023
2006191121.tif 000024
2006191121.tif 000025
2006191121.tif 000026
2006191121.tif 000027
2006191121.tif 000028
2006191121.tif 000029
2006191121.tif 000030
2006191121.tif 000031
2006191121.tif 000032
2006191121.tif 000033
2006191121.tif 000034
2006191121.tif 000035
2006191121.tif 000036
2006191121.tif 000037
2006191121.tif 000038
2006191121.tif 000039
2006191121.tif 000040
2006191121.tif 000041
2006191121.tif 000042
2006191121.tif 000043
2006191121.tif 000044
2006191121.tif 000045
2006191121.tif 000046
2006191121.tif 000047