(57)【要約】【課題】この発明は装置本体の小型化を図ることができるようにした実装装置を提供することにある。【解決手段】装置本体１に設けられ基板を搬送して所定の位置に位置決めするガイドレール２と、装置本体に水平方向に駆動可能に設けられたリングホルダ４と、内部に半導体チップを保持したウエハリングが収納され少なくとも一部がリングホルダの水平方向の移動範囲内に位置するように配設されたカセット３と、カセットに収納されたウエハリングを取り出してリングホルダに供給するチャック２９と、リングホルダを水平方向に駆動してチャックによってカセットから供給されたウエハリングを位置決めするときにカセットをリングホルダが干渉しない高さに退避させる上下駆動機構６と、水平方向に位置決めされたウエハリングから半導体チップを取り出してガイドレールに位置決めされた基板に実装する実装ツール３３を具備する。【選択図】      図１
2008078412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
装置本体と、
この装置本体に設けられ上記基板を搬送して所定の位置に位置決めする搬送手段と、
上記装置本体に水平方向に駆動可能に設けられたリングホルダと、
内部に半導体チップを保持したウエハリングが収納され一部が上記リングホルダの水平方向の移動範囲内に位置するように配設されたカセットと、
このカセットに収納されたウエハリングを取り出して上記リングホルダに供給する供給手段と、
上記リングホルダを水平方向に駆動して上記供給手段によって上記カセットから供給された上記ウエハリングを位置決めするときに上記カセットを上記リングホルダが干渉しない高さに退避させる上下駆動機構と、
水平方向に位置決めされた上記ウエハリングから上記半導体チップを取り出して上記搬送手段によって位置決めされた上記基板に実装する実装手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
【請求項２】
上記カセットが上記リングホルダと干渉しない高さに退避したか否かを検出する検出手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【請求項３】
上記搬送手段は上記装置本体の幅方向に沿って設けられ、上記カセットは上記装置本体の前後方向の一端に設けられていて、
上記リングホルダは上記搬送手段の下方に入り込む高さで水平方向に駆動可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【請求項４】
上記リングホルダの水平方向の移動範囲は、このリングホルダに供給されたウエハリングに保持された全ての半導体チップを上記実装手段によって取り出して上記基板に実装することができる範囲であって、
上記カセットに収納されたウエハリングを上記リングホルダに供給するために上記供給手段によって取り出すときの位置は、上記リングホルダの上記移動範囲内であることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【請求項５】
上記上下駆動機構は、上記実装手段によって上記半導体チップを実装するとき、上記カセットに上記リングホルダが干渉しないよう上記カセットを退避させることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はウエハリングに保持された半導体チップをピックアップして基板に実装する実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に半導体チップを実装する、たとえばダイボンダやインナリードボンダなどの実装装置においては、上記基板を搬送して所定の位置で位置決めする搬送手段が設けられている。この搬送手段によって位置決めされた基板には実装ツールによって上記半導体チップが実装される。
【０００３】
半導体チップはウエハリングに保持されている。すなわち、ウエハリングには樹脂製シートに貼着された半導体ウエハが保持され、この半導体ウエハが賽の目状に分断されて上記半導体チップとなっている。
【０００４】
上記ウエハリングはカセットに上下方向に所定間隔で収納されていて、このカセットからチャックによって取り出されてリングホルダ上に供給載置される。ウエハリングがリングホルダに供給されると、ピックアップ位置に位置決めされた半導体チップが突き上げられる。突き上げられた半導体チップは上記実装ツールによってピックアップされて上記基板に実装される。
【０００５】
上記実装ツールによる半導体チップのピックアップは同じ位置で行なわれる。したがって、ウエハリングに保持された多数の半導体チップを上記実装ツールによって順次ピックアップする場合、上記ウエハリングが供給保持されたリングホルダを水平方向であるＸ、Ｙ方向に駆動し、ピックアップする半導体チップをピックアップ位置に順次位置決めするようにしている。
【０００６】
上記カセットは、上記チャックが内部に収容された最上段から最下段までのウエハリングを出し入れすることができる範囲で上下方向に駆動されるようになっている。しかしながら、カセットは最大上昇位置或いは最大下降位置まで駆動された状態において、水平方向に駆動される上記リングホルダが干渉する高さになっていた。
【０００７】
そのため、上記カセットを水平方向に駆動される上記リングホルダの移動範囲から外れる位置に配置し、このカセットに上記リングホルダが干渉することなく、ウエハリングの半導体チップをピックアップ位置に位置決めすることができるようにしている。
【０００８】
特許文献１には、ウエハリングをカセットから引き出してこのウエハリングに保持されたシートを引き伸ばすためのリングホルダに相当する引き伸ばし装置に供給することが示されている。
【特許文献１】特開平５−６７６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、リングホルダがカセットに干渉するのを避けるため、カセットをリングホルダの水平方向の移動範囲から外れた位置に配置すると、これらを配置するために必要とする平面上の面積が大きくなるから、配置面積の増大に伴って装置が大型化するということがあった。
【００１０】
しかも、最近では半導体ウエハの大型化にともなってカセットやリングホルダが大型化する傾向にある。しかしながら、カセットやリングホルダが大型化しても、装置をできるだけ小型化し、クリーンルームにおける実装装置が占める設置面積を少なくすることが強く要望されている。
【００１１】
この発明はカセットの一部がリングホルダの水平方向の移動範囲内に位置していても、上記リングホルダがカセットに干渉することなく移動させることができるようにした半導体チップの実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
装置本体と、
この装置本体に設けられ上記基板を搬送して所定の位置に位置決めする搬送手段と、
上記装置本体に水平方向に駆動可能に設けられたリングホルダと、
内部に半導体チップを保持したウエハリングが収納され少なくとも一部が上記リングホルダの水平方向の移動範囲内に位置するように配設されたカセットと、
このカセットに収納されたウエハリングを取り出して上記リングホルダに供給する供給手段と、
上記リングホルダを水平方向に駆動して上記供給手段によって上記カセットから供給された上記ウエハリングを位置決めするときに上記カセットを上記リングホルダが干渉しない高さに退避させる上下駆動機構と、
水平方向に位置決めされた上記ウエハリングから上記半導体チップを取り出して上記搬送手段によって位置決めされた上記基板に実装する実装手段と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。
【００１３】
上記カセットが上記リングホルダと干渉しない高さに退避したか否かを検出する検出手段が設けられていることが好ましい。
【００１４】
上記搬送手段は上記装置本体の幅方向に沿って設けられ、上記カセットは上記装置本体の前後方向の一端に設けられていて、
上記リングホルダは上記搬送手段の下方に入り込む高さで水平方向に駆動可能に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記リングホルダの水平方向の移動範囲は、このリングホルダに供給されたウエハリングに保持された全ての半導体チップを上記実装手段によって取り出して上記基板に実装することができる範囲であって、
上記カセットに収納されたウエハリングを上記リングホルダに供給するために上記供給手段によって取り出すときの位置は、上記リングホルダの上記移動範囲内であることが好ましい。
【００１６】
上記上下駆動機構は、上記実装手段によって上記半導体チップを実装するとき、上記カセットに上記リングホルダが干渉しないよう上記カセットを退避させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、カセットを、水平方向に駆動されるリングホルダが干渉しない高さに退避させることができるようにしたから、カセットの少なくとも一部をリングホルダの水平方向の移動範囲内に位置させ、これらを設置するために要する水平方向の面積を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。  
図１は実装装置としてのダイボンダの側面図、図２は平面図であって、このダイボンダは横断面形状が前後方向に沿って細長い矩形状をなした箱型状の装置本体１を備えている。この装置本体１の前後方向中途部の所定の高さ位置には、所定間隔で平行に離間した一対のガイドレール２が幅方向に沿って配置されている。
【００１９】
一対のガイドレール２はリードフレームや樹脂製テープなどの基板Ｗを移動可能に支持する。ガイドレール２に支持された基板Ｗは、図示しない駆動機構によって上記ガイドレール２に沿ってピッチ送りされる。上記ガイドレール２と上記駆動機構とで搬送手段を構成している。
【００２０】
上記装置本体１内には、カセット３とリングホルダ４とが上記ガイドレール２の配置方向に対して直交する、装置本体１の前後方向に沿って配置されている。つまり、カセット３は装置本体１の前端側に配置され、リングホルダ４はカセット３よりも後端側に設置されている。
【００２１】
上記カセット３は後述する構成の上下駆動機構６によって上下駆動される載置テーブル７上に載置されていて、内部には図１に鎖線で示すように複数のウエハリング８が上下方向に所定間隔で収納保持されている。上記カセット３に収納されたウエハリング８は、このカセット３の一側面から出し入れ可能となっている。
【００２２】
上記ウエハリング８には図示しない樹脂シートが張設されている。この樹脂シートには図２に鎖線で示す半導体ウエハ１１が貼着されている。この半導体ウエハ１１は賽の目状に分断されて多数の半導体チップ１２となっている。
【００２３】
図１に示すように、上記リングホルダ４は上面となる水平面１４ａと、側面となる垂直面１４ｂを有するＬ字状をなしている。水平面１４ａには上記カセット３に収納されたウエハリング８が後述するように供給保持され、垂直面１４ｂは支持体１５に保持固定されている。支持体１５に設けられた上記リングホルダ４の水平面１４ａの高さは、上記ガイドレール２の下面よりもわずかに低い位置になるように設定されている。
【００２４】
図１に示すように、上記支持体１５はＹテーブル１７に立設されている。このＹテーブル１７はＸテーブル１８上に上記装置本体１の前後方向であるＹ方向に沿って移動可能に設けられ、Ｙ駆動源１９によって駆動されるようになっている。
【００２５】
上記Ｘテーブル１８は、上記装置本体１内に設けられたベース２１上に装置本体１の幅方向である、上記Ｙ方向と直交するＸ方向に沿って設けられた一対のＸレール２０に移動可能に設けられていて、Ｘ駆動源２２によって駆動されるようになっている。それによって、上記リングホルダ４は、上記ガイドレール２の下面側でＸ、Ｙ方向である、水平方向に駆動可能に設けられていている。
【００２６】
図２に示すように、上記装置本体１内の幅方向一側には上記カセット３に対してウエハリング８を出し入れするための出し入れ装置２４が設けられている。この出し入れ装置２４は上記装置本体１内の幅方向一側に前後方向に沿って設けられたレール２５を有する。このレール２５には可動体２６が移動可能に設けられている。この可動体２６は、上記レール２５に設けられたコイルと、上記可動体２６に設けられた磁石（ともに図示せず）とで構成されたリニアモータによって上記レール２５に沿って駆動されるようになっている。
【００２７】
上記可動体２６には支柱２７が立設され、この支柱２７の上端にはアーム２８が基端を固定して水平に設けられている。このアーム２８の先端は上記装置本体１の幅方向中央に延出されていて、その先端には上下方向に所定の高さ寸法を有するチャック２９が設けられている。それによって、上記チャック２９は装置本体１の幅方向中央を前後方向に沿って駆動されるようになっている。
【００２８】
上記チャック２９の高さは上記ガイドレール２の下面を通過する高さであって、前進方向である、装置本体１の前面方向に駆動されると、上記カセット３内に入り込んで、チャック２９と同じ高さに位置決めされたウエハリング８を挟持できるようになっている。
【００２９】
ウエハリング８を挟持したチャック２９は後退方向に駆動され、そのウエハリング８を上記リングホルダ４の水平面１４ａに供給する。このとき、リングホルダ４の水平面１４ａの高さは、上記ガイドレール２の下面を通過する上記チャック２９の下端よりもわずかに低い位置に設定される。それによって、上記チャック２９はリングホルダ４の水平面１４ａにぶつかることなく、この水平面１４ａの上方を装置本体１の前後方向に沿って移動できるようになっている。
【００３０】
リングホルダ４の水平面１４ａに載置されたウエハリング８の半導体チップ１２は図１に示す実装手段３１によって１つずつ取り出され、上記ガイドレール２に沿って搬送位置決めされた上記基板Ｗに実装される。
【００３１】
上記実装手段３１は先端に吸着ノズル３２が設けられた実装ツール３３を有する。この実装ツール３３は、Ｘ、Ｙ、Ｚ機構３４（詳細は図示しない）によって水平方向及び上下方向に駆動されるようになっている。
【００３２】
それによって、上記実装ツール３３は上記リングホルダ４に保持されたウエハリング８から半導体チップ１２を１つずつ取り出し、その半導体チップ１２を上記ガイドレール２の所定の位置に位置決めされた基板Ｗの実装位置Ｂ（図２に示す）に実装できるようになっている。
【００３３】
上記実装ツール３３によってウエハリング８から半導体チップ１２が取り出される位置である、ピックアップ位置を図２にＰで示す。上記ウエハリング８が載置された上記リングホルダ４は、全ての半導体チップ１２を順次ピックアップ位置に位置決めするようＸ、Ｙ方向に駆動される。このときのリングホルダ４の水平方向の移動範囲を図２にＲで示す。
【００３４】
上記カセット３はその一部である、上記装置本体１の前後方向に沿う後端部の一部が上記リングホルダ４の移動範囲Ｒ内に位置している。
【００３５】
上記カセット３内のウエハリング８をリングホルダ４に供給するために、上記チャック２９が上記ウエハリング８を取り出す位置は、上記リングホルダ４の移動範囲Ｒとなっている。そのため、半導体チップ１２を上記実装ツール３３によって順次ピックアップして基板Ｗに実装する際、上記カセット３は上記リングホルダ４が干渉する位置にある。
【００３６】
一方、上記カセット３は、上記上下駆動機構６によって下降方向に駆動され、上記移動範囲Ｒ内を水平方向に駆動される上記リングホルダ４に当たらない高さに退避させることができるようになっている。
【００３７】
すなわち、上記実装ツール３３によってリングホルダ４に供給されたウエハリング８の半導体チップ１２をピックアップして上記基板Ｗに実装するとき、上記カセット３を上記リングホルダ４が干渉しない下降位置に退避させることができるようになっている。
【００３８】
上記上下駆動機構６は図３と図４に示すように上記ベース２１に立設されたガイド体３７を有し、このガイド体３７の垂直面には図３に示すように平行に離間した一対のリニアガイド３８が垂直に設けられている。一対のリニアガイド３８には、側面形状がＬ字状の上記載置テーブル７の垂直面に設けられた一対の受け部材３９がスライド可能に係合している。
【００３９】
上記載置テーブル７の垂直面の幅方向中央部にはナット体４１が設けられている。このナット体４１にはねじ軸４２が螺合している。このねじ軸４２は図４に示すように上記ガイド体３７の垂直面に設けられた支持部材４３に回転可能に支持されている。
【００４０】
上記ねじ軸４２の上記支持部材４３の下端側に突出した端部には従動プーリ４４が嵌着されている。この従動プーリ４４と、上記ガイド体３７に設けられた回転駆動源４５によって回転駆動される駆動プーリ４７とにはベルト４８が張設されている。したがって、上記回転駆動源４５が作動して上記ねじ軸４２が回転駆動されれば、その回転方向に応じて上記載置テーブル７が上昇方向或いは下降方向に駆動されるようになっている。
【００４１】
図１に鎖線で示すように上記載置テーブル７が下降限まで駆動されたとき、この載置テーブル７に載置されたカセット３はその上面が水平方向に駆動される上記リングホルダ４の下面よりも低い位置まで下降するようになっている。
【００４２】
それによって、半導体チップ１２の実装時に上記カセット３の一部が平面的には上記リングホルダ４の移動範囲Ｒ内に位置していても、上記載置テーブル７を下降限まで下降させておくことで、上記リングホルダ４が図１に鎖線で示すようにカセット３側に駆動されても、このリングホルダ４は上記載置テーブル７に載置された上記カセット３に干渉することなく、移動範囲Ｒ内を水平方向に駆動させることができるようになっている。
【００４３】
上記カセット３が上記上下駆動機構６によってリングホルダ４の下面よりも低い位置に駆動されたとき、そのことは図２に示す検出手段５１によって検出される。検出手段５１は上記ガイド体３７の側面に設けられた投光器５２と、上記載置テーブル７に載置されたカセット３を挟んで上記ベース２１に立設された支柱５３に設けられた受光器５４からなる。
【００４４】
そして、上記カセット３が上記リングホルダ４の下面に当たらない高さまで下降したときに、上記受光器５４が上記投光器５２からの出射光Ｌを受光してそのことが検出されるようになっていて、この検知に基いて上記リングホルダ４は水平方向に駆動されるようになっている。
【００４５】
このように構成されたダイボンダによれば、リングホルダ４とカセット３を、装置本体１の前後方向に沿って配置するとともに、上記カセット３の一部がリングホルダ４の移動範囲Ｒ内に位置するよう配置した。
【００４６】
そして、上記カセット３を上下駆動機構６によって上下動可能に設けるようにした。この上下駆動機構６による上記カセット３の上下方向の駆動高さは、上記チャック２９がカセット３に対してウエハリング８を出し入れできる範囲内だけでなく、リングホルダ４が移動範囲Ｒ内を水平方向に駆動されたときに、リングホルダ４がカセット３に干渉することのない高さまで下降させることができるようになっている。
【００４７】
したがって、カセット３をその一部がリングホルダ４の移動範囲Ｒ内に、このリングホルダ４にぶつかることなく配置することが可能となるから、カセット３とリングホルダ４の水平方向の配置面積を小さくし、装置本体１を小型化することが可能となる。つまり、この実施の形態ではカセット３とリングホルダ４を装置本体１の前後方向に沿って配置したから、装置本体１の前後方向の寸法を小さくすることが可能となる。
【００４８】
上記カセット３が上記リングホルダ４に対して干渉しない高さまで下降すると、そのことが検出手段５１の投光器５２と受光器５４によって検出され、その検出に基いて上記リングホルダ４が水平方向に駆動される。
【００４９】
したがって、カセット３がリングホルダ４に干渉しない高さまで下降する前に上記リングホルダ４が水平方向に駆動されることがないから、カセット３が下降位置に退避する前に、上記リングホルダ４が駆動されてカセット３にぶつかるのを確実に防止することができる。
【００５０】
上記一実施の形態では実装装置としてダイボンダを例に挙げて説明したが、フリップチップボンダなどの他の実装装置であっても、この発明を適用することが可能である。
【００５１】
また、搬送手段はガイドレールに限られず、コンベア方式など他の手段であってもよく、要は基板を所定方向に沿って搬送し、半導体チップを実装する位置で位置決めできる構成であればよい。
【００５２】
また、上記一実施の形態ではカセットを下降方向に駆動してリングホルダと干渉しない高さに退避させるようにしたが、上昇方向に駆動してリングホルダとの干渉を避けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の一実施の形態を示す実装装置の側面図。
【図２】カセットとリングホルダの配置状態を示す平面図。
【図３】カセットが載置される載置テーブルを示す平面図。
【図４】図３に示す載置テーブルの縦断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１…装置本体、２…ガイドレール（搬送手段）、３…カセット、４…リングホルダ、６…上下駆動機構、１１…半導体ウエハ、１２…半導体チップ、２９…チャック（供給手段）、３１…実装手段、３３…実装ツール。
【図１】
2008078412.tif 000003
【図２】
2008078412.tif 000004
【図３】
2008078412.tif 000005
【図４】
2008078412.tif 000006