(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の配列ピッチでｘ方向に沿って配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に複数のキャップを装着するためのキャップ装着方法であって、
前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで前記複数のキャップをｘ方向に沿って水平方向に対して傾斜させて配列する工程と、
配列された前記複数のキャップを、同時に、吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップを、同時に、対応する前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とするキャップ装着方法。
【請求項２】
所定の配列ピッチでｘ方向に沿って配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に複数のキャップを装着するためのキャップ装着方法であって、
前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで前記複数のキャップをｘ方向に沿って配列する工程と、
配列された前記複数のキャップを、同時に、吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップを、水平方向に対して傾斜させる工程と、
吸着された前記複数のキャップを、同時に、対応する前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とするキャップ装着方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のキャップ装着方法において、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップをｘ方向に沿って微小範囲内で動かすことにより、前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部の実際の位置に対する前記複数のキャップのｘ方向の位置を微調整した後に、前記複数のキャップを挿入することを特徴とするキャップ装着方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のキャップ装着方法において、
ｘ方向に直交する方向をｙ方向とするとき、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップの先端を対応する前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に挿入して、前記複数のキャップの先端が対応する前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部の内壁面に当たるまで前記複数のキャップをｙ方向に前進させることで、前記複数のキャップのｙ方向の位置合わせを行うことを特徴とするキャップ装着方法。
【請求項５】
所定の配列ピッチでｘ方向に配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に複数のキャップを装着するためのキャップ装着装置であって、
ｘ方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで前記複数のキャップを水平方向に対して傾斜させて配列してｘ方向に搬送するキャップ搬送配列ユニットと、
吸着機構を有し、ｘ方向及びｘ方向に直交するｙ方向に移動可能なキャップ吸着ユニットと
を備え、
前記キャップ吸着ユニットは、前記キャップ搬送配列ユニットにより配列された前記複数のキャップを、前記吸着機構により、同時に、水平方向に対して傾斜した状態で吸着し、吸着した前記複数のキャップを、同時に、対応する前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に水平方向に対して傾斜した状態で挿入するようになっていることを特徴とするキャップ装着装置。
【請求項６】
所定の配列ピッチでｘ方向に配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に複数のキャップを装着するためのキャップ装着装置であって、
ｘ方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで前記複数のキャップを配列してｘ方向に搬送するキャップ搬送配列ユニットと、
吸着機構を有し、ｘ方向及びｘ方向に直交するｙ方向に移動可能なキャップ吸着ユニットとを備え、
前記キャップ吸着ユニットは、前記キャップ搬送配列ユニットにより配列された複数のキャップを、前記吸着機構により、同時に、吸着し、吸着した前記複数のキャップを、水平方向に対して傾斜させ、吸着した前記複数のキャップを、同時に、対応する前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜した状態で挿入するようになっていることを特徴とするキャップ装着装置。
【請求項７】
請求項６に記載のキャップ装着装置において、
前記キャップ搬送配列ユニットは、前記複数のキャップを水平方向に載置する水平載置面を有するステージを備え、
前記吸着機構は、水平先端面を有する複数の吸着コレットを備え、
前記吸着機構は、上記複数の吸着コレットが、鉛直方向に下降してそれぞれの水平先端面に前記複数のキャップを吸着し、前記複数のキャップを吸着後に水平方向に対して傾斜することにより、吸着した前記複数のキャップを水平方向に対して傾斜した状態にするように構成されていることを特徴とするキャップ装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法及びキャップ装着装置に関し、特に半導体素子パッケージに設けられたキャップ装着凹部にキャップを装着するための方法及びその方法を実現するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体素子パッケージ（以下、単に「パッケージ」とも言う）は一般に、キャップを装着するための部分（以下、キャップ装着部）が大きく、それに応じてキャップ自身も大きかった。そのため、キャップを半導体素子パッケージに装着する際には、これまでは、キャップを機械的にガイドに挟み、位置決めを行う方式が取られてきた。また、半導体素子パッケージの位置決めについても、機械的に基準面に挟むことで位置を決定する方式が取られてきた。【０００３】
しかし、近年の半導体素子パッケージの微小薄型化に伴い、半導体素子パッケージにおけるキャップ装着部及びキャップも微小薄型化している。キャップ装着前のパッケージは薄型の金属フレーム上に配列して搭載されているため、パッケージが回転しやすく、パッケージ相互間の位置が異なる場合がよくある。このような状況において、微小薄型のキャップを機械的にクランプして位置決めを行おうとすると、パッケージの前後・左右・回転方向に対してのキャップの位置決めが安定せず、キャップ装着の位置精度が不安定でばらついてしまう問題があった。また、キャップの位置決めが安定しないことから、キャップ装着時にキャップを半導体素子パッケージに引っ掛けたり、キャップを破損させたりする問題もあった。また、キャップが小さいため、キャップをクランプすること自体が困難であるという問題もあった。【０００４】
ところで、複数の半導体素子パッケージにつき、位置認識処理カメラ等の認識システムを用いて、一個一個順番にキャップ装着部を認識した上で、キャップの装着を行うことが知られている（特許文献１参照）。この技術を用いれば上述のキャップ装着時の位置精度に関する問題は解消することができる。しかしながら、一個一個順番にキャップ装着部を認識した上でのキャップを装着方法は、複数の半導体素子パッケージ全体としてキャップ装着時間が長びくという問題がある。【０００５】
発明者が調べた限りでは、位置認識処理カメラ等の認識システムを用いない簡単な方法で、金属フレームに搭載された半導体素子パッケージのキャップ装着部に精度よくキャップを搭載する方法を開示した先行技術文献は発見されなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２５２０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、キャップの装着精度向上及び安定したアセンブリ品質、並びに装着作業のスピードアップを実現することができる半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法及びその方法を実現するキャップ装着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法は、
所定の配列ピッチでｘ方向に沿って配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部にキャップを装着するためのキャップ装着方法であって、
複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップをｘ方向に沿って配列する工程と、
配列された複数のキャップを、同時に、水平方向に対して傾斜させて吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップを、同時に、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とする。【０００９】
前記吸着する工程では、前記複数のキャップを傾斜面に載置し、前記傾斜面に対応する傾斜先端面を有する吸着コレットを鉛直方向に下降させて、前記傾斜先端面にキャップを吸着してもよいし、または、前記複数のキャップを水平面に載置し、水平先端面を有する吸着コレットを鉛直方向に下降させて、前記水平線端面にキャップを吸着して、前記水平面からキャップを持ち上げた後、吸着コレットを傾斜させてもよい。【００１０】
一実施形態では、前記吸着する工程において、配列された前記複数のキャップのｘ方向の位置を粗調整した後に、前記複数のキャップを吸着する。【００１１】
前記吸着する工程において、吸着後の前記複数のキャップのｘ方向の位置を微調整してもよい。【００１２】
一実施形態では、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップをx方向に沿って微小範囲内で動かすことにより、前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部の実際の位置に対するこれら複数のキャップのx方向の位置を微調整した後に、これらのキャップを挿入する。【００１３】
ここで、「微小範囲」とは、キャップ装着凹部のｘ方向の寸法公差の約１２０％〜４００％の範囲を言い、例えば、キャップ装着凹部のｘ方向の寸法公差が±２５μｍであれば、±３０μｍ〜±１００μｍの範囲である。また、ここで符号＋は、ｘ方向前方を表し、符号−はｘ方向後方を表す。【００１４】
一実施形態では、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップそれぞれの先端を対応するキャップ装着凹部の内壁面に当てた状態で、これらのキャップを動かすことにより、対応するキャップ装着凹部に対する各キャップの角度位置を調整することもできる。【００１５】
一実施形態では、ｘ方向に直交する方向をｙ方向とするとき、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップの先端を対応するキャップ装着凹部に挿入して、それらの先端が対応するキャップ装着凹部の内壁面に当たるまで前記複数のキャップをｙ方向に前進させることで、前記複数のキャップのｙ方向の位置合わせを行う。【００１６】
一実施形態では、キャップ装着方法は、半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に先端が挿入された複数のキャップを、２段階のスピードで、対応するキャップ装着凹部内に圧入する工程をさらに備え、２段目のスピードは、１段目よりも遅い。【００１７】
本発明に係る前記キャップ装着方法は、本発明に係るキャップ装着装置によって実現することができる。【００１８】
このキャップ装着装置は、所定の配列ピッチでｘ方向に配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部にキャップを装着するためのキャップ装着装置であって、
ｘ方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップを配列してｘ方向に搬送するキャップ搬送配列ユニットと、
吸着機構を有し、ｘ方向及びｘ方向に直交するy方向に移動可能なキャップ吸着ユニットと
を備え、
前記キャップ吸着ユニットは、前記キャップ搬送配列ユニットにより配列された複数のキャップを、前記吸着機構により、同時に、前記半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に対して傾斜する方向に吸着し、吸着した前記複数のキャップを、同時に、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜させて挿入するようになっていることを特徴とする。【００１９】
前記キャップ搬送配列ユニットは、前記複数のキャップを傾斜して載置するための傾斜載置面を有するステージを備え、前記吸着機構は、前記ステージの傾斜載置面に対応する傾斜先端面を有する複数の吸着コレットを備え、前記吸着機構は、前記複数の吸着コレットが、鉛直方向に下降して、それぞれの傾斜先端面にキャップを吸着するように構成されていてもよい。【００２０】
また、前記キャップ搬送配列ユニットは、前記複数のキャップを水平方向に載置する水平載置面を有するステージを備え、前記吸着機構は、水平先端面を有する複数の吸着コレットを備え、前記吸着機構は、上記複数の吸着コレットが、鉛直方向に下降してそれぞれの水平先端面にキャップを吸着し、キャップ吸着後に傾斜することにより、吸着したキャップを傾斜させるように構成されていてもよい。【００２１】
一実施形態では、本発明のキャップ装着装置は、前記キャップ吸着ユニットを移動させる搬送機構を備え、前記キャップ吸着ユニットによる吸着直後及び／又は前記キャップ装着凹部への挿入前において、前記キャップ吸着ユニットを前記搬送機構によりｘ方向に沿って微小範囲内で移動させることにより、前記複数のキャップのｘ方向の位置を微調整するようになっている。【００２２】
前記キャップ吸着ユニットによる吸着前に、ｘ方向に関して前記キャップ吸着ユニットに対する前記キャップ搬送配列ユニットの位置を調整することにより、前記複数のキャップのｘ方向の位置を粗調整するようにしてもよい。【００２３】
キャップ装着装置は、ｙ方向に関して前記吸着機構に吸着された複数のキャップの位置決めを行うための位置決め部材を備えていてもよい。【００２４】
一実施形態では、キャップ装着装置は、半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に先端が挿入されたキャップを、２段階の下降動作で前記キャップ装着凹部内に圧入する圧入ユニットをさらに備え、２段目の下降動作のスピードは、１段目よりも遅い。【００２５】
前記圧入ユニットは、前記キャップ吸着ユニットとは異なるユニットによって構成されてもよいし、または、前記キャップ吸着ユニットが前記圧入ユニットを兼ねてもよい。【００２６】
また、前記圧入ユニットは、キャップへの過負荷を検出する過負荷センサーを有していてもよい。【００２７】
また、キャップ装着装置は、前記キャップ吸着ユニットによるキャップの吸着の有無を検出する吸着センサーを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、半導体素子パッケージへのキャップ装着において、キャップの装着精度向上及び安定したアセンブリ品質、並びに装着作業のスピードアップを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャップ装着装置の概略構成図であって、キャップ配列工程中の状態を示す。
【図２】図１のキャップ装着装置の動作図であって、キャップ吸着工程直前の状態を示す。
【図３】図１のキャップ装着装置の動作図であって、キャップ吸着工程直後の状態を示す。
【図４】図１のキャップ装着装置の動作図であって、キャップ挿入工程直前の状態を示す。
【図５】図１のキャップ装着装置の動作図であって、キャップ挿入工程直後の状態を示す。
【図６】本発明の一実施形態におけるキャップの吸着位置決め及びピックアップ方法を説明する図であって、搬送配列ユニットにおけるステージと、吸着ユニットにおける吸着コレットの形状を示す。
【図７】本発明の一実施形態におけるキャップ吸着後のｘ方向の吸着位置の微調整を説明する図であって、（Ａ）はステージ上のキャップの概略平面図、（Ｂ）は吸着直後の吸着コレットとキャップとステージの概略断面図、（Ｃ）は微調整の範囲を示す図である。
【図８】図６のキャップ装着装置におけるキャップ挿入工程時の吸着コレットの動作の流れを説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態における圧入工程の動作の流れを示す図である。
【図１０】半導体素子パッケージでのキャップ先端挿入工程を示す図であって、キャップのｘ方の位置の微調整方法と、半導体素子パッケージとキャップとの位置関係を示す。
【図１１】図１０に示す工程に続くキャップ先端位置決め工程を示す図であって、キャップ先端が半導体素子パッケージのキャップ装着凹部の内壁面（基準面）に当接している状態を示す。
【図１２】図１１に示す工程に続くキャップ圧入工程を示す図であって、圧入ユニットの２段階下降動作を示す。
【図１３】図１２に示す工程に続いて、キャップの装着完了後の半導体素子パッケージの状態を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態におけるキャップの吸着位置決め及びピックアップ方法を説明する図であって、図６に示したものとは異なる搬送配列ユニットにおけるステージと吸着ユニットにおける吸着コレットの形状を示す。
【図１５】図１４に示した吸着コレットのキャップ挿入工程時の動作の流れを説明する図である。
【図１６】図１４の吸着コレットを用いた圧入工程の動作の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の半導体素子パッケージのためのキャップ装着装置及びキャップ装着方法を図示の実施形態により説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るキャップ装着装置１の概略構成図を図１に示す。このキャップ装着装置１は、図１に示すように、装着ステージ２上に２列に配列された複数の半導体素子パッケージ３に、パーツフィーダ５から供給される複数のキャップ６を同時に（つまり一括して）装着するように構成されている。
【００３２】
具体的には、キャップ装着装置１は、パーツフィーダ５から供給されるキャップ６を、半導体素子パッケージ３の配列ピッチ（以下、パッケージピッチ）で配列する２つのキャップ搬送配列ユニット７と、整列されているキャップ搬送配列ユニット７（図２参照）それぞれから複数個（図示の例では２０個）のキャップを吸着によりピックアップする２つのキャップ吸着ユニット８と、キャップ６を半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１（図８参照）に圧入する圧入ユニット９とを備えている。また、このキャップ装着装置は、図示はされないが、キャップ搬送配列ユニット７を搬送する搬送機構及びキャップ吸着ユニット８を搬送する搬送機構を備える。さらに、キャップ装着装置は、キャップ吸着ユニット８の下方に、吸着によりピックアップされたキャップを位置決めするための位置決めガイド１０を有する（図６参照）。
【００３３】
図１に示した非限定的な例では、複数の半導体素子パッケージ３は、端子部４（図１０参照）を構成する薄型の金属フレーム上に図示しない半導体素子を搭載し、それを樹脂モールドしてなるものである。
【００３４】
２つのキャップ搬送配列ユニット７は、半導体素子パッケージ３の配列方向（以下、ｘ方向という）に関して、対称に配置されている。各キャップ搬送配列ユニット７は、キャップ載置用のｘ方向に延びるステージ７１と、ステージ７１をパッケージピッチに応じたピッチで設けられた仕切り７２と、ステージ７１の長手方向（ｘ方向）の一方の縁部に沿って設けられた位置決め突起７３（図６参照）とを備えている。位置決め突起７３は、ｘ方向に直交するｙ方向についてキャップ６を位置決めするためのものである。ステージ７１の長手方向（ｘ方向）に延びるもう一方の縁部は、パーツフィーダ５からキャップ６を受け取るために開放されている（図６、図７参照）。ステージ７１の上面は、図６に示すように、開放側の縁部から位置決め突起７３が設けられた縁部に行くに従って下降する傾斜載置面７４を形成している。
【００３５】
このような傾斜載置面７４を採用する理由は、複数の半導体素子パッケージ３の間でキャップ装着凹部の位置にばらつきがあっても、複数のキャップの装着を安定よく、一括して、行えるようにするためである。つまり、半導体素子パッケージ３が薄型フレーム上に搭載されているため、薄型フレームの撓み等によって、半導体素子パッケージ３がある方向に回転したりし易く、そのためキャップ装着凹部の位置が不安定になり、また、キャップ装着凹部３１間でのずれも生じるため、キャップを水平方向に保ったままキャップ装着凹部に挿入するのは極めて困難である。しかし、キャップ６を水平方向に対して傾斜して配置することで、この斜め方向を保ったままキャップを吸着してピックアップして、キャップ装着凹部に装着する場合には、キャップ装着凹部側のマージンが実質的に大きくなるため、このような困難を解消できるのである。
【００３６】
傾斜載置面７４の傾斜角度は、５度〜１５度の範囲内で設定される。傾斜角度が前記５度〜１５度の範囲内であれば挿入時のマージンを大きくできる。
【００３７】
同様に、２つのキャップ吸着ユニット８も、半導体素子パッケージ３の配列方向であるｘ方向に関して対称に配置されている。これら２つのキャップ吸着ユニット８は、対向する側の縁部を接触させた状態、つまり、背中合わせの状態で配置されている。各キャップ吸着ユニット８は、パッケージピッチに応じたピッチでｘ方向に配列された複数の吸着コレット８１と、これら複数の吸着コレット８１を保持する保持板８２と、保持板８２に保持された複数の吸着コレット８１を同時に動かすための作動機構を備えている。各吸着コレット８１は、図示しない真空装置に接続されており、中央部に、真空引き用のチャネル８２を有する。各吸着コレット８１の先端面８３は、ステージ７１の傾斜載置面７４に対応する角度、すなわち、５度〜１５度の範囲内の角度で傾斜する傾斜先端面となっている。
【００３８】
圧入ユニット９は、ｘ方向に延びる略直方体の圧入部材９１（図８，９に断面を示す）と、この圧入部材９１を作動する図示しない作動部とを備える。また、圧入ユニット９には、図９に示すように、バネ１２の圧縮によって圧入部材９１の下降動作時のキャップ６への過負荷を検出する過負荷センサー１３が取り付けられている。過負荷センサー１３の出力信号は作動部に入力されるようになっており、これにより、キャップ６へ過負荷がかかっているかどうかを確認しながら、圧入動作を行うことができる。その結果として、キャップ６への過負荷に起因するパッケージへのダメージを最大限回避することができる。圧入ユニット９の作動部は、後述するように、圧入部材９１に２段階の下降動作を行わせるようになっている。
【００３９】
次に、図１〜図５を参照しながらキャップ装着装置１の基本的動作の流れを説明すると共に、図６〜図１３を参照しながら、キャップ装着装置１によるキャップ装着工程の詳細を説明する。
【００４０】
（キャップ配列工程）
まず、図１に示すように、パーツフィーダ５にキャップ６を充填し、キャップ搬送配列ユニット７をｘ方向にシフトさせながら、パーツフィーダ５からキャップ搬送配列ユニット７にキャップ６を一個ずつ移送する。
【００４１】
より具体的には、２つのキャップ搬送配列ユニット７が同期して図中の矢印に示すｘ方向にパッケージピッチに応じた距離だけ移動すると、対応するパーツフィーダ５からキャップ６が、仕切り７２によって仕切られたステージ７１の傾斜斜面７４上に載置される。つまり、キャップ６は水平方向に対して傾斜した状態でステージ７１に載置される。このとき、ステージ７１に設けられた位置決め突起７３にキャップが当接することにより（図６の（I)参照）、キャップ６のｙ方向（x方向に直交する方向）の位置決めが行われる。このようにして、キャップ搬送配列ユニット７は、キャップ６を一個一個受け取りながら、キャップ吸着ユニット８への受け渡し位置へと前進する。
【００４２】
ステージ７１のすべて（２０個）の区画へのキャップ６の移送が終了すると、キャップ搬送配列ユニット７は、キャップ吸着ユニット８への受け渡し位置を越えてさらに前進した後、受け渡し位置まで戻る。このようにして、ｘ方向に関して、キャップ搬送配列ユニット７におけるキャップ６をキャップ吸着ユニット８の吸着コレット８１に整列させ（図２参照）、ｘ方向位置の粗調整を行う。
【００４３】
（キャップ吸着工程）
次に、図２に示すように、２つのキャップ吸着ユニット８の一方（例えば、図２中、左側のキャップ吸着ユニット８）を、搬送機構により、対応する搬送配列ユニット７の方へとｙ方向（例えば、図２中、左方向）に移動する。そして、複数の吸着コレット８１を同時に鉛直方向に下降させて（図６の(II）参照）、ｘ方向の位置が粗調整された複数のキャップ６を同時に、吸着コレット８１によって傾斜状態で吸着する（図６の(III）参照）。この吸着状態で、図７に示すように、キャップ吸着ユニット８をｘ方向に微小範囲で、この例では、±３０μｍ〜±１００μｍの範囲で移動させることにより（図７の（Ｃ）参照）、半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１のｘ方向の設定位置に対して、キャップ６のｘ方向の位置の微調整を行う。なお、図７の（Ｂ）では、キャップ搬送配列ユニット７のステージ７１の上部のみが示されている。キャップ６のｘ方向の位置の微調整後、図６の（IV）に示すように、吸着コレット８１を鉛直方向に上昇させ、キャップ６をキャップ搬送配列ユニット７からキャップ吸着ユニット８へとピックアップ移送する。そして、図６の(V)に示すように、吸着後のキャップ６を位置決めガイド１０に当てることにより、半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１のｙ方向の設定位置に対して、キャップ６の位置決めを行う。その後、キャップ吸着ユニット８を図２に示す元の位置まで戻す。次いで、もう一方のキャップ吸着ユニット８（例えば、図２中、右側のキャップ吸着ユニット８）を、先とは反対のy方向（例えば、図２中、右方向）へ移動させ、以降は上述と同様の動作を繰り返す。
【００４４】
なお、第１実施形態では、２つのキャップ吸着ユニット８に共通の搬送機構と作動機構を設け、まず、一方のキャップ搬送配列ユニット７から対応する一方のキャップ吸着ユニット８へのキャップ６の移送を行った後、他方のキャップ搬送配列ユニット７から残りのキャップ吸着ユニット８へのキャップ６の移送を行うようにしている。しかし、これに代えて、後述する第３実施形態で説明するように、各キャップ吸着ユニット８専用の搬送機構と作動機構とを設けて、２つのキャップ吸着ユニット８を同時に別々の方向に移動させて対応するキャップ搬送配列ユニット７からキャップをピックアップ移送するようにしてもよい。
【００４５】
また、図示の例では、半導体素子パッケージ３を２列に配列しているため、パーツフィーダ５、キャップ搬送配列ユニット７、キャップ吸着ユニット８をそれぞれ２つ用意したが、半導体素子パッケージ３が１列に配列されている場合には、パーツフィーダ５、キャップ搬送配列ユニット７、キャップ吸着ユニット８はそれぞれ１つでよい。
【００４６】
次に、図３に示すように、ｘ方向及びy方向について位置決めされたキャップ６を吸着した２つのキャップ吸着ユニット８を、装着ステージ２までｘ方向に沿って移動させる。
【００４７】
（キャップ挿入工程）
続いて、図４に示すように、キャップ吸着ユニット８から装着ステージ２の半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１へキャップ６を挿入して搭載する。
【００４８】
具体的には、図８の（V1)に示すように、アライメント済みの半導体素子パッケージ３上に、キャップ６を斜めに吸着した複数の吸着コレット８１を移動させ、次に、これらの吸着コレット８１を同時に、図８の（V1I)に示すように、鉛直方向に下降させて、キャップ６の先端部をキャップ装着凹部３１内に挿入する。この挿入前に、複数のキャップ６のｘ方向の位置を、対応するキャップ装着凹部３１の実際の位置に対して、微調整する。
【００４９】
半導体素子パッケージ３は薄型金属フレームに搭載されているため、半導体素子パッケージ３の回転等によって、キャップ装着凹部３１の実際位置が設置位置から多少ずれることがよくある。キャップ挿入前に、このようにキャップ装着凹部３１の実際位置の設定位置からのずれを吸収するために、上述のように、キャップ挿入前に、複数のキャップ６のｘ方向の位置を微調整するのである。
【００５０】
具体的には、例えば、図１０に示すように、複数のキャップ６（図１０には１つのみ示す）の先端をキャップ装着凹部にほんの僅かだけ押し込んだ状態で、キャップ６を吸着しているキャップ吸着ユニット８をx方向に沿って微小範囲（例えば、±３０μｍ〜±１００μｍの範囲）で揺動することにより、キャップ６と半導体素子パッケージ３とのｘ方向の隙間Ｃが両側において略等しくなるように調整するのである。このような簡単な方法で、複数のキャップ装着凹部３１の実際位置の設定位置からのずれを吸収することができる。この結果、ｘ方向の位置に関してキャップ装着凹部３１に対して正確に位置決めされた状態で、複数のキャップ６の先端を更に押し込んで、それぞれのキャップ装着凹部３１に同時に挿入することができる。図１０に示した例では、キャップ６の先端は略５度〜１５度の傾斜で挿入される。挿入後の状態では、通常、キャップ先端の位置決め凸部６２は、キャップ装着凹部３１の先端側内壁面に設けられた相補形状の凹部３２とは非接触である。
【００５１】
次に、図８の（VIII）に示すように、キャップ６の先端をキャップ装着凹部３１に挿入したまま、キャップ６の先端がキャップ装着凹部３１の先端側の内壁面に接触するまで、キャップ吸着ユニット８による吸着状態のままキャップ６をｙ方向に前進させて、キャップ装着凹部３１の実際のｙ位置に対して、キャップ６のｙ方向の位置決めを行う。
【００５２】
具体的には、図１１に示すように、キャップ先端の位置決め凸部６２がキャップ装着凹部３１の凹部３２にきっちりと嵌まり込むまで、キャップ６を半導体素子パッケージ３の先端側へ移動させる。このとき、合わせて、半導体素子パッケージ３の回転に起因するキャップ装着凹部３１の回転方向に対してのキャップ６の位置合わせも行う。
【００５３】
本実施形態においては、ｘ方向、y方向、回転方向についての位置合わせを含む上記のキャップ挿入工程は、２つのキャップ吸着ユニット８に共通の搬送機構と作動機構を用いて、これらのキャップ吸着ユニット８を１つずつ順番に操作して、装着ステージ２に搭載された２列の半導体素子パッケージ３に対して一列ずつ順番に実施している。順番に行うのは、一方の列の半導体素子パッケージ３の向きが他方の列の半導体素子パッケージ３の向きと反対であるため、２つのキャップ吸着ユニット８の動きがｙ方向に関して逆方向になるからである。
【００５４】
しかし、後述の第３実施形態で説明するように、２つのキャップ吸着ユニット８それぞれに対して個別に搬送機構と作動機構を設けることにより、上記のキャップ挿入工程を、装着ステージ２に搭載された２列の半導体素子パッケージ３に対して同時に行うようにしてもよい。もちろん、半導体素子パッケージ３が一列のみの場合には、１つのキャップ吸着ユニット８のみを操作すればよい。
【００５５】
キャップ先端の位置決め後、図８の（IX）に示すように、吸着コレット８１を上昇させて、キャップを吸着状態から開放した後、２つのキャップ吸着ユニット８を、図１、図５に示す箇所（供給ステージ）まで戻す。
【００５６】
キャップ装着装置１は、図示しない吸着センサーを有しており、吸着コレット８１を上昇させた際に、この吸着センサーによって、吸着コレット８１の先端面におけるキャップ６の有無を検出することにより、キャップ６が半導体素子パッケージ３に装着されたかどうかを、２列または１列の半導体素子パッケージ３全てについて同時に確認する。つまり、吸着センサーにより、これらの半導体素子パッケージについて、同時に、キャップ装着ミスの有無を検出することが可能となる。
【００５７】
（キャップ圧入工程）
最後に、図９の（X)に示すように圧入ユニット９を装着ステージ２上に移動させた後、図９の（XI)及び図１２，１３に示すように、圧入部材９１の２段階の下降動作により、キャップ６を対応するキャップ装着凹部３１に押し込む。
【００５８】
圧入部材９１の２段階の下降動作は、１段目が高速で、２段目が低速で行われる、１段目と２段目の下降動作の切り換えは、パッケージ内部部品にダメージを極力与えないように、キャップ６がパッケージ内部部品（ワイヤー等）に弾性接触しないタイミングで行うのがよい。また、それに加えて、下降動作は、パッケージ内部やパッケージ外装に大きな衝撃が加わらないよう過負荷センサー１３の出力を確認しながら行うので、パッケージ内部やパッケージ外装のダメージを防止できる。
【００５９】
２段階の圧入動作により、傾斜状態で挿入されていたキャップ６は、キャップ装着凹部３１に水平方向に嵌合された状態となり、キャップ装着動作を完了する。
【００６０】
圧入完了後、図９の（XII)に示すように、圧入ユニット９つまり圧入部材９１を上昇させ、元の位置に戻す。
【００６１】
上記の工程の結果、図１３に示すような、半導体素子パッケージ３とキャップ６との高品質なアセンブリが得られる。
【００６２】
上記の説明から分かるように、第１実施形態に係るキャップ装着装置の構成及びこのキャップ装着装置によって実施されるキャップ装着方法によれば、たとえ、複数の半導体素子パッケージ間でキャップ装着凹部の実際の位置にバラツキがあっても、キャップ装着凹部の位置を認識システムを用いて位置認識することなく、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に安定的に挿入して、キャップを精度よく装着することが可能となる。この結果、安定したアセンブリ品質を得ることが可能となる。
【００６３】
また、第１実施形態によれば、複数のキャップ６の同時処理を行っているので、キャップの個別処理に比べて、装着作業の格段のスピードアップが実現できる。
【００６４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態に係るキャップ装着装置の概略構成図は、図１に示したキャップ装着装置１から圧入ユニット９を除いたものに略相当する。したがって、以下の説明において、図１〜１３に示した参照番号を、一部の参照番号を除いて、第２実施形態のキャップ装着装置にも適宜使用することとする。
【００６５】
第２実施形態は、キャップ配送配列ユニット７とキャップ吸着ユニット８の構成が、第１実施形態のものと異なる。また、キャップ吸着ユニット８が圧入ユニットを兼ねる点において、第１実施形態と異なる。それ以外の構成は、第１実施形態と基本的に同じであり、説明を省略する。以下、図１４〜１６を参照しながら、第１実施形態と異なる点を説明する。なお、図１４は、第２実施形態におけるキャップの吸着位置決め及びピックアップ方法を説明する図であって、第２実施形態のキャップ搬送配列ユニット７の断面形状とキャップ吸着ユニット８における吸着コレット８１の形状を示している。図１５は、図１４に示した吸着コレットのキャップ挿入工程時の動作の流れを説明する図である。図１６は、図１４の吸着コレットを用いた圧入工程の動作の流れを示す図である。
【００６６】
図１４に示すように、第２実施形態では、ステージ７１は、水平載置面７５を備えている。ステージ７１は、第１実施形態の位置決め突起７３は備えておらず、その代わりに、ステージ７１と吸着コレット８１との間には位置決め用のクランプ機構１１が備わっている。また、吸着コレット８１の先端は、第１実施形態と異なり、斜めにカットされておらず、水平な先端面８４となっており、その代わりに、吸着コレット８１自体を傾ける機構を備えている。第２実施形態において、吸着コレット８１を傾ける角度は、第１実施形態における吸着コレット８１の傾斜先端面８３の傾斜角度に相当し、５度〜１５度の範囲内の角度である。
【００６７】
以下、図１〜５及び図１４〜図１６を参照しながら、第１実施形態とは異なる第２実施形態におけるキャップ配列工程、キャップ吸着工程、キャップ挿入工程、及びキャップ圧入工程の動作の流れを説明する。
【００６８】
（キャップ配列工程）
まず、図１に示すように、パーツフィーダ５にキャップ６を充填し、キャップ搬送配列ユニット７をｘ方向にシフトさせながら、パーツフィーダ５からキャップ搬送配列ユニット７にキャップ６を一個ずつ移送する。
【００６９】
より具体的には、２つのキャップ搬送配列ユニット７が同期して図中の矢印に示すｘ方向にパッケージピッチに応じた距離だけ移動すると、図１４の（I)に示すように、対応するパーツフィーダ５からキャップ６が、仕切り７２によって仕切られたステージ７１の水平載置面７５上に載置される。そして、図１４の（II)に示すように、キャップ６はクランプ機構１１によってｙ方向に位置決めされる。このようにして、キャップ搬送配列ユニット７は、キャップ６を一個一個受け取りながら、キャップ吸着ユニット８への受け渡し位置へと前進する。
【００７０】
なお、第２実施形態において、位置決め突起クランプ機構１１を備える代わりに、第１実施形態と同様に、ステージ７１が、y方向位置決め用の位置決め突起７３を備えていてもよい。この場合には、キャップ６を位置決め突起７３に当てることで、ｙ方向の位置決めを行うことができる。
【００７１】
ステージ７１のすべて（２０個）の区画へのキャップ６の移送が終了すると、キャップ搬送配列ユニット７は、キャップ吸着ユニット８への受け渡し位置を越えてさらに前進した後、受け渡し位置まで戻る。このようにして、ｘ方向に関して、キャップ搬送配列ユニット７におけるキャップ６をキャップ吸着ユニット８の吸着コレット８１に整列させ（図２参照）、ｘ方向位置の粗調整を行う。
【００７２】
（キャップ吸着工程）
次に、図２に示すように、２つのキャップ吸着ユニット８の一方（例えば、図２中、左側のキャップ吸着ユニット８）を、搬送機構により、対応する搬送配列ユニット７の方へとｙ方向（例えば、図２中、左方向）に移動する。そして、複数の吸着コレット８１を同時に鉛直方向に下降させて、ｘ方向の位置が粗調整された複数（図示の例では、２０個）のキャップ６を同時に、吸着コレット８１によって吸着する（図１４の(III）参照）。この吸着状態で、キャップ吸着ユニット８をｘ方向に微小範囲で、この例では、±３０μｍ〜±１００μｍの範囲で移動させることにより（図７の（Ｃ）参照）、半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１のｘ方向の設定位置に対して、キャップ６のｘ方向の位置の微調整を行う。キャップ６のｘ方向の位置の微調整後、図１４の（IV）に示すように、吸着コレット８１を鉛直方向に上昇させ、キャップ６をキャップ搬送配列ユニット７からキャップ吸着ユニット８へとピックアップし、続いて、図１４の(V)に示すように、吸着コレット８１をy方向に傾斜させ、吸着後のキャップ６を位置決めガイド１０に当てることにより、半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１のｙ方向の設定位置に対して、キャップ６の位置決めを行う。その後、キャップ吸着ユニット８を図２に示す元の位置まで戻す。続いて、次いで、もう一方のキャップ吸着ユニット８（例えば、図２中、右側のキャップ吸着ユニット８）を、先とは反対のy方向（例えば、図２中、右方向）へ移動させ、以降は上述と同様の動作を繰り返す。
【００７３】
なお、第２実施形態では、２つのキャップ吸着ユニット８に共通の搬送機構と作動機構を設け、まず、一方のキャップ搬送配列ユニット７から対応する一方のキャップ吸着ユニット８へのキャップ６の移送を行った後、他方のキャップ搬送配列ユニット７から残りのキャップ吸着ユニット８へのキャップ６の移送を行うようにしている。しかし、これに代えて、後述する第３実施形態で説明するように、各キャップ吸着ユニット８専用の搬送機構と作動機構とを設けて、２つのキャップ吸着ユニット８を同時に別々の方向に移動させて対応するキャップ搬送配列ユニット７からキャップをピックアップ移送するようにしてもよい。
【００７４】
また、図示の例では、半導体素子パッケージ３を２列に配列しているため、パーツフィーダ５、キャップ搬送配列ユニット７、キャップ吸着ユニット８をそれぞれ２つ用意したが、半導体素子パッケージ３が１列に配列されている場合には、パーツフィーダ５、キャップ搬送配列ユニット７、キャップ吸着ユニット８はそれぞれ１つでよい。
【００７５】
次に、図３に示すように、ｘ方向及びy方向について位置決めされたキャップ６を吸着した２つのキャップ吸着ユニット８を、装着ステージ２までｘ方向に沿って移動させる。
【００７６】
（キャップ挿入工程）
続いて、図４に示すように、キャップ吸着ユニット８から装着ステージ２の半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１へキャップ６を挿入して搭載する。
【００７７】
具体的には、図１５の（V1)に示すように、アライメント済みの半導体素子パッケージ３上に、キャップ６を斜めに吸着した複数の吸着コレット８１を移動させ、次に、これらの吸着コレット８１を同時に、図１５の（V1I)に示すように、傾斜状態のまま下降させて、キャップ６の先端部をキャップ装着凹部３１内に挿入する。この挿入前に、複数のキャップ６のｘ方向の位置を、対応するキャップ装着凹部３１の実際の位置に対して、微調整する。
【００７８】
具体的には、例えば、図１５の（VII)に示すように、複数のキャップ６（図１５には１つのみ示す）の先端をキャップ装着凹部にほんの僅かだけ押し込んだ状態で、キャップ６を吸着しているキャップ吸着ユニット８をx方向に沿って微小範囲（例えば、±３０μｍ〜±１００μｍの範囲）で揺動することにより、キャップ６をキャップ装着凹部３１に合わせ込むのである。このような簡単な方法で、複数のキャップ装着凹部３１の実際位置の設定位置からのずれを吸収することができる。この結果、ｘ方向の位置に関してキャップ装着凹部３１に対して正確に位置決めされた状態で、複数のキャップ６の先端を更に押し込んで、それぞれのキャップ装着凹部３１に同時に挿入することができる。図１５に示した例では、キャップ６の先端は略５度〜１５度の傾斜で挿入される。挿入後のキャップの状態は、図１０に示したものと同様である。
【００７９】
次に、図１５の（VIII）に示すように、キャップ６の先端をキャップ装着凹部３１に挿入したまま、キャップ６の先端がキャップ装着凹部３１の先端側の内壁面に接触するまで、キャップ吸着ユニット８による吸着状態のままキャップ６をｙ方向に前進させて、キャップ装着凹部３１の実際のｙ位置に対して、キャップ６のｙ方向の位置決めを行う。
【００８０】
具体的には、第１実施形態と同様、図１１に示すように、キャップ先端の位置決め凸部６２がキャップ装着凹部３１の凹部３２にきっちりと嵌まり込むまで、キャップ６を半導体素子パッケージ３の先端側へ移動させる。このとき、合わせて、半導体素子パッケージ３の回転に起因するキャップ装着凹部３１の回転方向に対してのキャップ６の位置合わせも行う。
【００８１】
第２実施形態においては、ｘ方向、y方向、回転方向についての位置合わせを含む上記のキャップ挿入工程は、第１実施形態と同様に、２つのキャップ吸着ユニット８に共通の搬送機構と作動機構を用いて、これらのキャップ吸着ユニット８を１つずつ順番に操作して、装着ステージ２に搭載された２列の半導体素子パッケージ３に対して一列ずつ順番に実施している。順番に行うのは、前述の通り、一方の列の半導体素子パッケージ３の向きが他方の列の半導体素子パッケージ３の向きと反対であるため、２つのキャップ吸着ユニット８の動きがｙ方向に関して逆方向になるからである。
【００８２】
しかし、後述の第３実施形態で説明するように、２つのキャップ吸着ユニット８それぞれに対して個別に搬送機構と作動機構を設けることにより、上記のキャップ挿入工程を、装着ステージ２に搭載された２列の半導体素子パッケージ３に対して同時に行うようにしてもよい。もちろん、半導体素子パッケージ３が一列のみの場合には、１つのキャップ吸着ユニット８のみを操作すればよい。
【００８３】
キャップ先端の位置決め後、図１５の（IX）に示すように、吸着コレット８１を上昇させて、キャップを吸着状態から開放した後、吸着コレット８１の姿勢を元の垂直状態に戻す。
【００８４】
吸着コレット８１を上昇させた際に、吸着センサーによって、吸着コレット８１の先端面におけるキャップ６の有無を検出することにより、キャップ６が半導体素子パッケージ３に装着されたかどうかを、２列または１列の半導体素子パッケージ３全てについて同時に確認する。
【００８５】
（キャップ圧入工程）
最後に、図１６（X)(XI)に示すように、垂直姿勢に戻された吸着コレット８１の２段階の下降動作により、吸着コレット８１の水平先端面８４で、斜め装着されたキャップ６を対応するキャップ装着凹部３１に押し込む。なお、このキャップ圧入工程は、２列の半導体素子パッケージ３へのキャップ挿入が完了した後に、２列の半導体素子パッケージ３に対して同時に行ってもよいし、各列の半導体素子パッケージ３へのキャップ挿入が完了する度に、行ってもよい。
【００８６】
吸着コレット圧入部材９１の２段階の下降動作の効果は、第１実施形態で説明したとおりである。
【００８７】
２段階の圧入動作により、傾斜状態で挿入されていたキャップ６は、キャップ装着凹部３１に水平方向に嵌合された状態となり、キャップ装着動作を完了する。
【００８８】
圧入完了後、吸着コレット８１を上昇させ、吸着ユニット８を図１，５に示す元の位置（供給ステージ）に戻す。
【００８９】
上記の工程の結果、半導体素子パッケージ３とキャップ６との高品質なアセンブリが得られる。
【００９０】
図１４には示していないが、吸着コレット８１に対しても、第１実施形態の図９に示したようなバネ１２と過負荷センサー１３を設けてもよい。
【００９１】
上記の説明から分かるように、第２実施形態に係るキャップ装着装置の構成及びこのキャップ装着装置によって実施されるキャップ装着方法によれば、たとえ、複数の半導体素子パッケージ間でキャップ装着凹部の実際の位置にバラツキがあっても、キャップ装着凹部の位置を認識システムを用いて位置認識することなく、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に安定的に挿入して、キャップを精度よく装着することが可能となる。この結果、安定したアセンブリ品質を得ることが可能となる。
【００９２】
また、第２実施形態によれば、複数のキャップ６の同時処理を行っているので、キャップの個別処理に比べて、装着作業の格段のスピードアップが実現できる。
【００９３】
また、第２実施形態によれば、ステージ７１の載置面７１は水平であり、また、吸着コレット８１の先端面も水平であるので、既存のステージや吸着コレットを利用することができる。
【００９４】
また、第２実施形態によれば、キャップ吸着ユニット８が圧入ユニットを兼ねているので、その分部品点数が少なくなる。
【００９５】
なお、第１実施形態及び第２実施形態において、図示したキャップ６の形状（先端形状含む）、半導体素子パッケージ３の形状、キャップ装着凹部３１の形状（内壁面の形状を含む）は限定的なものではなく、用途に応じて適宜変更されるものである。
【００９６】
また、一度に装着するキャップの数は、適宜設定されるものであり、第１及び第２実施形態で説明し、図示したものに限定されるものではない。
【００９７】
（第３実施形態）
第３実施形態は、上記第１実施形態または上記第２実施形態を一部変更して、キャップ装着動作のさらなるスピードアップを図るものである。上記第１実施形態及び上記第２実施形態から変更のない部分については、明細書が冗長になるため、ここでは説明を省略する。また、上記第１実施形態及び上記第２実施形態に関して説明した変更可能事項（例えば、キャップの形状等）は、この第３実施形態にも同様に適用できるものである。以下、上記第１及び第２実施形態と異なる点のみを説明する。
【００９８】
第１及び第２実施形態では、２つのキャップ吸着ユニット８に共通の搬送機構と作動機構を設けて、キャップ吸着工程とキャップ挿入工程において、２つのキャップ吸着ユニット８を順番に操作するようにしていたが、この第３実施形態では、２つのキャップ吸着ユニット８それぞれに専用の搬送機構と作動機構を設けて、２つのキャップ吸着ユニット８を個別に操作するようにしている。したがって、この第３実施形態では、２つのキャップ吸着ユニット８の搬送機構と作動機構を同時に（同期して）動かすことにより、２つのキャップ吸着ユニット８の同時操作が可能となる。
【００９９】
つまり、キャップ吸着工程において、第１及び第２実施形態では、共通の搬送機構と作動機構により、一方のキャップ搬送配列ユニット７から対応する一方のキャップ吸着ユニット８へのキャップ６の移送を行った後、他方のキャップ搬送配列ユニット７から残りのキャップ吸着ユニット８へのキャップ６の移送を行うようにしていた。一方、この第３実施形態の一例では、それぞれのキャップ吸着ユニット８専用の搬送機構と作動機構により、２つのキャップ吸着ユニット８を、同時に、別々の方向（反対方向）に移動させて対応するキャップ搬送配列ユニット７からキャップをピックアップ移送する。したがって、第３実施形態のキャップ吸着工程に要する時間は、第１及び第２実施形態のキャップ吸着工程に比べて、略半分に短縮できる。
【０１００】
また、キャップ挿入工程において、第１及び第２実施形態では、共通の搬送機構と作動機構により、２つのキャップ吸着ユニット８を１つずつ順番に操作して、装着ステージ２に搭載された２列の半導体素子パッケージ３に対して一列ずつ順番にキャップの挿入を行っていた。一方、この第３実施形態の一例では、それぞれのキャップ吸着ユニット８専用の搬送機構と作動機構とにより、２つのキャップ吸着ユニット８を同時に個別に操作することにより、装着ステージ２に搭載された２列の半導体素子パッケージ３に対して、同時にキャップの挿入を行う。したがって、第３実施形態のキャップ挿入工程に要する時間は、第１及び第２実施形態のキャップ挿入工程に比べて、略半分に短縮できる。
【０１０１】
なお、２つのキャップ吸着ユニット８の同時動作は、それぞれの搬送機構、作動機構を同期信号により互いに同期させる等の方法で簡単に実現可能である。
【０１０２】
また、２つのキャップ吸着ユニット８それぞれの搬送機構、作動機構の動作は、必ずしも同期させる必要は無く、動作のタイミングに多少のずれが生じてもよい。この場合であっても、第１及び第２実施形態よりも、キャップ装着時間を短縮できる。
【０１０３】
最後に、本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。
【０１０４】
本発明の一側面に係る半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法は、
所定の配列ピッチでｘ方向に沿って配列された複数の半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１にキャップ６を装着するためのキャップ装着方法であって、
複数の半導体素子パッケージ３の配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップ６をｘ方向に沿って配列する工程と、
配列された複数のキャップ６を、同時に、水平方向に対して傾斜させて吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップ６を、同時に、対応する半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０１０５】
本発明の方法によれば、キャップ６を水平方向に対して傾斜させて吸着し、傾斜状態のまま対応する半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１内に挿入することから、キャップ装着凹部３１に対して平行に挿入する場合に比べて、キャップ挿入時のキャップ装着凹部側のマージンが実質的に大きくなるため、キャップ装着凹部３１への挿入が容易である。また、キャップ６を傾斜状態でキャップ装着凹部３１に挿入してキャップ６の挿入先端をキャップ装着凹部３１の内壁面に当てることで、キャップ装着凹部３１に対するキャップ６の位置を簡単に調整することができる。これにより、たとえ、複数の半導体素子パッケージ３間でキャップ装着凹部３１の実際の位置にバラツキがあっても、キャップ装着凹部３１の位置を認識システムを用いて位置認識することなく、対応する半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１に安定的に挿入して、キャップ６を精度よく装着することが可能となる。この結果、安定したアセンブリ品質を得ることも可能となる。
【０１０６】
また、本発明によれば、キャップ装着凹部３１の位置を認識システムを用いて個別に位置認識することが不要となるため、複数のキャップ６の同時処理が可能となり、装着作業のスピードアップが実現できる。
【０１０７】
前記吸着する工程では、前記複数のキャップ６を傾斜面７４に載置し、前記傾斜面７４に対応する傾斜先端面８３を有する吸着コレット８１を鉛直方向に下降させて、前記傾斜先端面８３にキャップ６を吸着してもよいし、または、前記複数のキャップ６を水平面７５に載置し、水平先端面８４を有する吸着コレット８１を鉛直方向に下降させて、前記水平先端面８４にキャップ６を吸着して、前記水平面７５からキャップ６を持ち上げた後、吸着コレット８１を傾斜させてもよい。
【０１０８】
前記のいずれの方法であっても、傾斜状態でのキャップ６の吸着が実現できる。なお、後者の方法を用いた場合には、既存のキャップ載置用のステージ及び吸着コレットを利用することができる。
【０１０９】
一実施形態では、前記吸着する工程において、配列された前記複数のキャップ６のｘ方向の位置を粗調整した後に、前記複数のキャップ６を吸着する。
【０１１０】
キャップ吸着前に複数のキャップ６のｘ方向の位置を粗調整しておくことにより、キャップ挿入時のキャップ６の位置決めが容易になる。
【０１１１】
前記吸着する工程において、吸着後の前記複数のキャップ６のｘ方向の位置を微調整してもよい。
【０１１２】
キャップ６のｘ方向の位置の微調整により、キャップ装着凹部３１の設定位置に対するキャップ６の位置精度を上げることができる。
【０１１３】
一実施形態では、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップ６をx方向に沿って微小範囲内で動かすことにより、前記複数の半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１の実際の位置に対するこれら複数のキャップ６のx方向の位置を微調整した後に、これらのキャップ６を挿入する。
【０１１４】
半導体素子パッケージ３が薄型金属フレームに搭載されている場合、キャップ装着凹部３１の位置が不安定になりがちである。すなわち、半導体素子パッケージ３の回転等によって、キャップ装着凹部３１の実際位置が設置位置から多少ずれることがよくある。しかし、このようにキャップ装着凹部３１の実際位置が設定位置からずれていても、キャップ挿入前に、例えばキャップ６の先端をキャップ装着凹部３１にほんの僅かだけ押し込んだ状態で、これらのキャップ６をx方向に沿って微小範囲で動かす（揺動する）ことにより、実際のキャップ装着凹部３１の位置のずれを簡単に吸収することができる。したがって、ｘ方向の位置に関してキャップ装着凹部３１に対して正確に位置決めされた状態で、複数のキャップ６をそれぞれのキャップ装着凹部３１に同時に挿入することができる。位置認識カメラ等の認識システムによるキャップ装着凹部３１の位置認識は不要である。
【０１１５】
また、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップ６それぞれの先端６２を対応するキャップ装着凹部３１の内壁面３２に当てた状態で、これらのキャップ６を動かすことにより、対応するキャップ装着凹部３１に対する各キャップ６の角度位置を調整することもできる。
【０１１６】
一実施形態では、ｘ方向に直交する方向をｙ方向とするとき、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップ６の先端を対応するキャップ装着凹部３１に挿入して、それらの先端３２が対応するキャップ装着凹部３１の内壁面６２に当たるまで前記複数のキャップ６をｙ方向に前進させることで、前記複数のキャップ６のｙ方向の位置合わせを行う。
【０１１７】
この方法では、複数のキャップ装着凹部３１の実際位置に対する各キャップ６のy方向の位置合わせを、キャップの先端３２が対応するキャップ装着凹部３１の内壁面３２に当たるまでｙ方向に前進させるだけで行うことができる。位置認識カメラ等の認識システムによるキャップ装着凹部３１の位置認識は不要である。その結果、複数のキャップ６のy方向の位置合わせを簡単、迅速に行うことができる。
【０１１８】
一実施形態では、キャップ装着方法は、半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１内に先端が挿入された複数のキャップ６を、２段階のスピードで、対応するキャップ装着凹部内に圧入する工程をさらに備え、２段目のスピードは、１段目よりも遅い。
【０１１９】
このキャップを圧入する工程において、傾斜状態でキャップ装着凹部３１に挿入されたキャップ６は、キャップ装着凹部３１内で略水平方向となり、半導体素子パッケージ３とキャップ６とのアセンブリが完成する。圧入の際、圧入スピードを２段階とし、１段目のスピードを高速とし、２段目のスピードを低速とし、速度の切り替えタイミングを調整することで、圧入に要する時間を全体として大幅に増加させることなく、半導体素子パッケージ３の内部部品（ワイヤ部品等）にキャップが弾性接触してダメージを与えることを防止することができる。
【０１２０】
本発明に係る前記キャップ装着方法は、本発明に係るキャップ装着装置１によって実現することができる。
【０１２１】
このキャップ装着装置１は、所定の配列ピッチでｘ方向に配列された複数の半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１にキャップを装着するためのキャップ装着装置であって、
ｘ方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージ３の配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップ６を配列してｘ方向に搬送するキャップ搬送配列ユニット７と、
吸着機構８１を有し、ｘ方向及びｘ方向に直交するy方向に移動可能なキャップ吸着ユニット８と
を備え、
前記キャップ吸着ユニット８は、前記キャップ搬送配列ユニット７により配列された複数のキャップ６を、前記吸着機構８１により、同時に、前記半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１に対して傾斜する方向に吸着し、吸着した前記複数のキャップ６を、同時に、対応する半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１内に傾斜させて挿入するようになっていることを特徴とする。
【０１２２】
このキャップ装着装置１においては、ｘ方向に移動可能なキャップ搬送配列ユニット７によって、複数のキャップ６が、複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで配列されてｘ方向に、キャップ吸着ユニット８の位置まで搬送される。そして、複数のキャップ６は、吸着機構８１により、同時に、前記半導体素子パッケージのキャップ装着凹部３１に対して傾斜する方向に吸着されて半導体素子パッケージ３が配列されている場所２まで運ばれた後、対応する半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１内に傾斜させて挿入される。このように、このキャップ装着装置１は、キャップ搬送配列ユニット７とキャップ吸着ユニット８との組み合わせにより、本発明のキャップ装着方法を実施することができ、キャップ装着方法について説明した効果を奏することができる。
【０１２３】
また、このキャップ装着装置１は、カメラ等を用いた位置認識システムが不要であるため、装置の製造コストをその分低減することができる。
【０１２４】
前記キャップ搬送配列ユニット７は、前記複数のキャップ６を傾斜して載置するための傾斜載置面７４を有するステージ７１を備え、前記吸着機構は、前記ステージ７１の傾斜載置面７４に対応する傾斜先端面８３を有する複数の吸着コレット８１を備え、前記吸着機構は、前記複数の吸着コレット８１が、鉛直方向に下降して、それぞれの傾斜先端面８３にキャップ６を吸着するように構成されていてもよい。
【０１２５】
また、前記キャップ搬送配列ユニット７は、前記複数のキャップ６を水平方向に載置する水平載置面７５を有するステージ７１を備え、前記吸着機構は、水平先端面８４を有する複数の吸着コレット８１を備え、前記吸着機構は、上記複数の吸着コレット８１が、鉛直方向に下降してそれぞれの水平先端面８５にキャップ６を吸着し、キャップ吸着後に傾斜することにより、吸着したキャップ６を傾斜させるように構成されていてもよい。
【０１２６】
一実施形態では、本発明のキャップ装着装置１は、前記キャップ吸着ユニット８を移動させる搬送機構を備え、前記キャップ吸着ユニット８による吸着直後及び／又は前記キャップ装着凹部への挿入前において、前記キャップ吸着ユニットを前記搬送機構によりｘ方向に沿って微小範囲内で移動させることにより、前記複数のキャップのｘ方向の位置を微調整するようになっている。
【０１２７】
前記キャップ吸着ユニット８による吸着直後のキャップ６のｘ方向の位置調整は、キャップ装着凹部３１の設定位置に対して行われ、キャップ装着凹部３１への挿入前のキャップ６のｘ方向の位置調整は、キャップ装着凹部３１の実際位置に対して行われる。
【０１２８】
また、前記キャップ吸着ユニット８による吸着前に、ｘ方向に関して前記キャップ吸着ユニット８に対する前記キャップ搬送配列ユニット７の位置を調整することにより、前記複数のキャップ６のｘ方向の位置を粗調整するようにしてもよい。
【０１２９】
キャップ装着装置１は、ｙ方向に関して前記吸着機構に吸着された複数のキャップ６の位置決めを行うための位置決め部材１０を備えていてもよい。
【０１３０】
一実施形態では、キャップ装着装置１は、半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部３１内に先端が挿入されたキャップ６を、２段階の下降動作で前記キャップ装着凹部３１内に圧入する圧入ユニット８，９をさらに備え、２段目の下降動作のスピードは、１段目よりも遅い。
【０１３１】
前記圧入ユニット９は、前記キャップ吸着ユニット８とは異なるユニット９によって構成されてもよいし、または、前記キャップ吸着ユニット８が前記圧入ユニットを兼ねてもよい。
【０１３２】
また、前記圧入ユニット８，９は、キャップへの過負荷を検出する過負荷センサー１３を有していてもよい。
【０１３３】
この場合、過負荷センサー１３によって、キャップ６へ過負荷がかかっているかどうかを確認しながら、圧入動作を行うことができるので、キャップ６への過負荷に起因する半導体素子パッケージ３へのダメージを最大限回避できる。
【０１３４】
また、キャップ装着装置１は、前記キャップ吸着ユニット８によるキャップ６の吸着の有無を検出する吸着センサーを備えていてもよい。
【０１３５】
この場合、複数の半導体素子パッケージ３へのキャップ装着動作の後に、吸着センサーにより、これら複数の半導体素子パッケージについて、同時に、キャップ装着ミスの有無を検出することが可能となる。
【０１３６】
なお、本発明のキャップ装着方法及びキャップ装着装置は、キャップ装着凹部の位置が不安定になりがちな状態で配置された複数の半導体素子パッケージへのキャップの装着に使用すれば有益なものであるが、キャップ装着凹部の位置が比較的安定しているような場合にも使用できるものである。
【符号の説明】
【０１３７】
１  キャップ装着装置
２  装着ステージ
３  半導体素子パッケージ
４  端子部
５  パーツフィーダ
６  キャップ
７  キャップ搬送配列ユニット
８  キャップ吸着ユニット
９  圧入ユニット
１０  位置決めガイド
１１  クランプ機構
１２  バネ
１３  過負荷センサー
３１  半導体素子パッケージ３のキャップ装着凹部
３２  キャップ装着凹部３１の先端側内壁面の凹部
６２  キャップ先端の位置決め凸部
７１  キャップ搬送配列ユニット７のステージ
７２  仕切り
７３  位置決め突起
７４  ステージ７１の傾斜載置面
７５  ステージ７１の水平載置面
８０  キャップ吸着ユニット８の保持板
８１  キャップ吸着ユニット８の吸着コレット
８２  吸着コレット８１のチャネル
８３  吸着コレット８１の傾斜先端面
８４  吸着コレット８１の水平先端面
９１  圧入ユニット９の圧入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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