(57)【要約】【課題】ピックアップミス時の無駄な動作を抑制することが可能なチップ反転装置を提供する。【解決手段】ウエハリングからチップをピックアップして反転させるフリップヘッド１１と、フリップヘッド１１のチップ４をピックアップして収容部へ移送するボンディングヘッド１２で構成する。フリップヘッド１１のツール２２先端にチップ４吸着用のバキューム穴２３を設け、ツール２２基端に発光ダイオード２４を設ける。ボンディングヘッド１２のツール４１先端にチップ４吸着用のバキューム穴４２を設け、ツール４１基端にバキューム穴４２からの光量を検出する受光センサ４３を設ける。【選択図】　　　　図１
2004031412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップをバキューム穴で吸着して下面を上向きにする反転用ヘッドと、該反転用ヘッドに保持されたチップをバキューム穴で吸着して所定箇所へ移送する移送用ヘッドとを備えたチップ反転装置において、
前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドの一方に、そのバキューム穴から光を投光する投光手段を設けるとともに、他方に、そのバキューム穴から進入した光を検出する受光手段を設けたことを特徴とするチップ反転装置。
【請求項２】
前記反転用ヘッドのチップを前記移送用ヘッドに引き渡す領域に、チップ非吸着の前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドを配置した状態で、前記受光手段が受ける前記投光手段からの光量が最大となる位置をチップの受け渡し位置に設定したことを特徴とするチップ反転装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体などのチップを反転させるチップ反転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハリングに支持されたウエハのチップを裏返し、リードフレームに移送してボンディングする際には、チップ反転装置が用いられていた。
【０００３】
該チップ反転装置は、ウエハリングのチップを吸着した後、アームの軸中心に回転してチップ下面を上向きにする反転用ヘッドと、該反転用ヘッドに保持されたチップを、その上部から吸着する移送用ヘッドとを備えており、該移送用ヘッドは、保持したチップを前記リードフレームのボンディング位置まで移送するように構成されている。
【０００４】
このチップ反転装置を始動する前段階では、反転用ヘッドをチップの引き渡し位置へ移動するとともに、この反転用ヘッドの真上に前記移送用ヘッドが位置するように目視により位置合わせを行い、この位置を、受け渡し位置として記憶させる、所謂ティーチングを行っていた。
【０００５】
そして、前記移送用ヘッドには、光を検出する受光センサが設けられており、チップを吸引する為に開口したバキューム穴からの光を検出できるように構成されている。また、この移送用ヘッドへのチップの受け渡し位置と、チップの搬送先との間には、通過する前記移送用ヘッドのバキューム穴へ向けて投光するＬＥＤが設けられている。
【０００６】
これにより、前記反転用ヘッドがチップのピックアップミスを起こし、チップを移送用ヘッドへ引き渡すことができなかった場合、該移送用ヘッドのバキューム穴が開口状態となり、前記ＬＥＤからの光を前記受光センサが検出することによって、ピックアップミスを判定できるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなチップ反転装置にあっては、移送用ヘッドがチップの受け渡し位置から搬送先への移動を開始した後で無ければ、チップのピックアップミスを発見することができなかった。
【０００８】
このため、反転用ヘッドがチップのピックアップミスを起こしたにも関わらず、移送用ヘッドを、前記受け渡し位置から前記搬送先までの移動を開始せざるを得なかった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ピックアップミス時の無駄な動作を抑制することが可能なチップ反転装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の請求項１のチップ反転装置にあっては、チップをバキューム穴で吸着して下面を上向きにする反転用ヘッドと、該反転用ヘッドに保持されたチップをバキューム穴で吸着して所定箇所へ移送する移送用ヘッドとを備えたチップ反転装置において、前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドの一方に、そのバキューム穴から光を投光する投光手段を設けるとともに、他方に、そのバキューム穴から進入した光を検出する受光手段を設けた。
【００１１】
すなわち、ウエハリングに支持されたウエハのチップを裏返して、所定箇所へ移送する際には、反転用ヘッドのバキューム穴でチップを吸着するとともに、該反転用ヘッドに吸着されたチップの下面を上向きにする。そして、この反転用ヘッドに保持されたチップを、移送用ヘッドのバキューム穴で吸着して所定箇所へ移送する。
【００１２】
このとき、前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドの一方には、そのバキューム穴から光を投光する投光手段が設けられており、他方には、そのバキューム穴から進入した光を検出する受光手段が設けられている。このため、前記反転用ヘッドがチップのピックアップミスを起こした場合、該反転用ヘッドのバキューム穴と前記移送用ヘッドのバキューム穴間での光の通過が許容され、この光は前記受光手段で検出される。
【００１３】
これにより、前記反転用ヘッドでのチップのピックアップミスを検出することができ、前記移送用ヘッドの前記所定箇所までの移送動作の省略が可能となる。
【００１４】
また、請求項２のチップ反転装置においては、前記反転用ヘッドのチップを前記移送用ヘッドに引き渡す領域に、チップ非吸着の前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドを配置した状態で、前記受光手段が受ける前記投光手段からの光量が最大となる位置をチップの受け渡し位置に設定した。
【００１５】
すなわち、このチップ反転装置を始動する前段階では、反転用ヘッドに保持されたチップを移送用ヘッドに引き渡す際の位置合わせを行う必要がある。
【００１６】
このとき、前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドの一方には、そのバキューム穴から光を投光する投光手段が設けられており、他方には、そのバキューム穴から進入した光を検出する受光手段が設けられている。
【００１７】
このため、前記チップを引き渡す領域に、チップ非吸着の前記反転用ヘッド及び前記移送用ヘッドを配置した状態で、前記受光手段が受ける前記投光手段からの光量が最大となる位置をチップの受け渡し位置に設定することにより、チップを引き渡す反転用ヘッドの真上に前記移送用ヘッドが位置合わせされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるチップ反転装置１を示す図であり、該チップ反転装置１は、図２にも示すように、ウエハリング２のシート３上に支持されたウエハのチップ４，・・・を裏返し、トレー５に凹設された所定箇所としての収容部６，・・・へ移送する装置である。
【００１９】
このチップ反転装置１は、前記ウエハリング２からチップ４をピックアップして反転させる反転用ヘッドとしてのフリップヘッド１１と、該フリップヘッド１１に保持されたチップ４をピックアップして前記収容部６へ移送する移送用ヘッドであるボンディングヘッド１２とを備えている。
【００２０】
前記フリップヘッド１１は、図１に示したように、Ｌ字状のアーム２１と、該アーム２１に設けられた円筒状のツール２２とを備えており、先細りしたツール２２の先端には、供給された負圧によってチップ４を吸着するバキューム穴２３が開口している。このツール２２の基端部には、投光手段としての発光ダイオード２４（電球等でも可）が設けられており、該発光ダイオード２４が発光した際に、バキューム穴２３から、その延長上へ向けて光２５を投光できるように構成されている。
【００２１】
このフリップヘッド１１のアーム２１は、当該アーム２１を平面方向及び上下方向に移動する図外の移動機構によって移動自在に支持されている。このアーム２１の端部には、回転軸３１が設定されており、当該アーム２１は、この回転軸３１を中心に回転できるように構成されている。これにより、前記アーム２１を、前記回転軸３１中心に１８０度回転させることで、図２の（ａ）から（ｂ）に示したように、下向きに配置されたツール２２先端を上向きにできるように構成されており、ツール２２先端に吸着されるとともにバンプ（電極）が設けられたチップ４の上面３２を下向きに、つまりチップ４の下面３３を上向きにできるように構成されている。
【００２２】
前記ボンディングヘッド１２は、図１に示したように、アームと（図示省略）、該アームに設けられた円筒状のツール４１とを備えており、先細りしたツール４１の先端には、供給された負圧によってチップ４を吸着するバキューム穴４２が開口している。このツール４１の基端部には、受光手段としての受光センサ４３が設けられており、該受光センサ４３は、前記バキューム穴４２から進入した光２５の光量を検出して電気信号に変換するように構成されている。
【００２３】
このボンディングヘッド１２のアームは、当該アームを平面方向及び上下方向に移動する図外の移動機構により移動自在に支持されている。これにより、当該ボンディングヘッド１２のツール４１を、図２の（ｃ）に示したように、反転されたフリップヘッド１１のツール２２の真上に配置した状態で、当該フリップヘッド１１に保持されたチップ４を、ボンディングヘッド１２のツール４１のバキューム穴４２で吸着して前記フリップヘッド１１から受け取るとともに、吸着保持したチップ４を、図２の（ｄ）に示したように、前記トレー５の収容部６へ移送して収容できるように構成されている。
【００２４】
図３は、チップ反転装置１を示すブロック図であり、該チップ反転装置１は、マイコンを備えた制御部５１を中心に構成されている。該制御部５１には、前記フリップヘッド１１を作動させるフリップヘッド駆動部５２と、前記ボンディングヘッド１２を作動させるボンディングヘッド駆動部５３とが接続されており、これらへ制御信号を出力することによって、前記フリップヘッド１１及び前記ボンディングヘッド１２の位置制御及び前記フリップヘッド１１の回転制御を行えるように構成されている。
【００２５】
また、前記制御部５１には、前記フリップヘッド１１に設けられた発光ダイオード２４が接続されており、該発光ダイオード２４の発光を制御できるように構成されている。さらに、前記制御部５１には、前記ボンディングヘッド１２に設けられた受光センサ４３が接続されており、該受光センサ４３で受光した光量に応じた電気信号が入力されるように構成されている。
【００２６】
以上の構成にかかる本実施の形態において、このチップ反転装置１を始動する前段階では、フリップヘッド１１に保持されたチップ４をボンディングヘッド１２に引き渡す際の位置合わせを行い、その動作を、図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００２７】
すなわち、前記フリップヘッド１１から前記ボンディングヘッド１２へチップ４を受け渡す位置を定める際には、メインルーチンからティーチング処理が呼び出され、制御部５１からフリップヘッド駆動部５２へ制御信号を出力することによって、フリップヘッド１１をチップ４を引き渡す位置へ移動する（Ｓ１）。そして、前記制御部５１は、ボンディングヘッド駆動部５３へ制御信号を出力することで、ボンディングヘッド５３を、チップ４を受け取る領域へ移動し（Ｓ２）、前記フリップヘッド１１に設けられた発光ダイオード２４を発光させる（Ｓ３）。
【００２８】
この状態で、前記ボンディングヘッド１２を水平方向に移動しつつ受光センサ４３から信号を入力し、該受光センサ４３にて検出された光量が最大となる位置、すなわちフリップヘッド１１のツール２２のバキューム穴２３とボンディングヘッド１２のツール４１のバキューム穴４２とが一直線上に配置された状態を、マイコンのＲＡＭに確保された領域に、受け渡し位置として記憶し（Ｓ４）、メインルーチンへ戻る。
【００２９】
このように、前記チップ反転装置１では、前記フリップヘッド１１に、そのバキューム穴２３から光２５を投光する発光ダイオード２４が設けられており、前記ボンディングヘッド１２に、そのバキューム穴４２から進入した光２５を検出する受光センサ４３が設けられている。このため、前記チップ４を引き渡す領域に、チップ４非吸着の前記フリップヘッド１１及び前記ボンディングヘッド１２を配置し、前記受光センサ４３が受ける前記発光ダイオード２４からの光量が最大となる位置を、チップ４の受け渡し位置に設定することによって、チップ４を引き渡すフリップヘッド１１のツール２２のバキューム穴２３の真上に、チップ４を受け取る前記ボンディングヘッド１２のツール４１のバキューム穴４２を位置合わせすることができる。
【００３０】
このとき、前記受光センサ４３が受ける発光ダイオード２４からの光量が最大となる位置を、チップ４の受け渡し位置に設定したため、ボンディングヘッド１２を目測でフリップヘッド１１の真上に位置合わせする従来と比較して、より正確な位置合わせを確実に行うことができる。
【００３１】
また、各ヘッド１１，１２を移動する移動機構を利用することによって、受け渡し位置の位置合わせを自動化することができる。よって、ボンディングヘッド１２を手動でフリップヘッド１１の真上に位置合わせする従来と比較して、作業性が向上する。
【００３２】
一方、このチップ反転装置１を用いて、ウエハリング２に支持されたウエハのチップ４を裏返してトレー５の収容部６へ移送する際には、メインルーチンから図５に示す移送処理が呼び出される。すると、図２の（ａ）に示すように、フリップヘッド１１のツール４１をウエハリング２の所定のチップ４上に移動するとともに、フリップヘッド１１のバキューム穴２３に負圧を供給して前記チップ４を吸着保持した後（ＳＢ１）、該フリップヘッド１１を、図２の（ｂ）に示すように、回転軸３１を中心に１８０度回転させ、当該フリップヘッド１１に吸着されたチップ４の下面３３を上向きにする（ＳＢ２）。
【００３３】
そして、このチップ４を保持したフリップヘッド１１を、図２の（ｃ）に示すように、前記ＲＡＭに記憶された受け渡し位置６１へ移動した後（ＳＢ３）、前記ボンディングヘッド１２を前記受け渡し位置６１へ移動して、前記フリップヘッド１１のツール２２のバキューム穴２３の真上に、前記ボンディングヘッド１２のツール４１のバキューム穴４２を配置する（ＳＢ４）。
【００３４】
この状態において、前記フリップヘッド１１に設けられた発光ダイオード２４を発光させ、この光２５が、受光センサ４３で受光されるか否かを、受光センサ４３からの信号より判断する（ＳＢ５）。
【００３５】
このとき、受光センサ４３にて発光ダイオード２４からの光２５が受光されなかった場合には、図１の（ｂ）に示したように、フリップヘッド１１のツール２２のバキューム穴２３が閉鎖されており、フリップヘッド１１のバキューム穴２３にチップ４が吸着されている。このため、ボンディングヘッド１２のツール４１先端をフリップヘッド１１に保持されたチップ４に当接させ、フリップヘッド１１のバキューム穴２３への負圧の供給を遮断する一方、ボンディングヘッド１２のバキューム穴４２へ負圧を供給して、フリップヘッド１１のチップ４を前記ボンディングヘッド１２へ受け渡す受け渡し処理を実行する（ＳＢ６）。
【００３６】
そして、前記チップ４を吸着保持したボンディングヘッド１２を、図２の（ｄ）に示すように、トレー５の所定の収容部６上へ移動し、バキューム穴４２への負圧の供給を遮断することによって、前記チップ４を前記収容部６へ移送し（ＳＢ７）、メインルーチンへ戻る。
【００３７】
一方、前記ステップＳＢ５の判断において、受光センサ４３にて発光ダイオード２４からの光２５が受光された場合には、図１の（ａ）に示したように、フリップヘッド１１のツール２２のバキューム穴２３が開口しており、フリップヘッド１１のバキューム穴２３にチップ４が吸着されてい無い。このため、前記ＲＡＭに確保されたピックアップミスフラグをセットし、フリップヘッド１１によるウエハリング２からのチップ４のピックアップを再度行う等のピックアップミス処理を実行して（ＳＢ８）、メインルーチンへ戻る。
【００３８】
このように、前記フリップヘッド１１には、そのバキューム穴２３から光２５を投光する発光ダイオード２４が、前記ボンディングヘッド１２には、そのバキューム穴４２から進入した光２５を検出する受光センサ４３が設けられており、前記フリップヘッド１１がチップ４のピックアップミスを起こした場合には、該フリップヘッド１１のバキューム穴２３と前記ボンディングヘッド１２のバキューム穴４２間での光２５の通過が許容され、前記発光ダイオード２４からの光２５を前記受光センサ４３で検出することができる。
【００３９】
これにより、前記フリップヘッド１１がチップ４のピックアップミスを起こした場合であっても、前記フリップヘッド１１から前記ボンディングヘッド１２へのチップ４の受け渡し位置６１において、これを判別することができ、前記ボンディングヘッド１２による移送先への動作を省略することができる。
【００４０】
したがって、ボンディングヘッド１２がチップ４の受け渡し位置６１から搬送先への移動を開始した後で無ければ、チップ４のピックアップミスを発見することができなかった従来と比較して、フリップヘッド１１がピックアップミスを起こした場合であっても、ボンディングヘッド１２の搬送先への移動を開始してしまうといった無駄な動作を解消することができ、装置の高速化に寄与することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態にあっては、ウエハリング２のチップ４をトレー５の収容部６に移送する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでは無く、例えばウエハリング２のチップ４を、リードフレームのボンディング箇所に直接移送する装置に応用しても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１のチップ反転装置にあっては、チップを反転する反転用ヘッド及び該反転用ヘッドからチップを引き受ける移送用ヘッドの一方には、光を投光する投光手段が設けられており、他方には、光を検出する受光手段が設けられている。このため、前記反転用ヘッドがチップのピックアップミスを起こした場合、該反転用ヘッドのバキューム穴と前記移送用ヘッドのバキューム穴間での光の通過が許容され、前記投光手段からの光を前記受光手段で検出することができる。
【００４３】
これにより、前記反転用ヘッドがチップのピックアップミスを起こした場合であっても、前記反転用ヘッドから前記移送用ヘッドへのチップの受け渡し位置において、これを検出することができ、前記移送用ヘッドによる移送先への動作を省略することができる。
【００４４】
したがって、移送用ヘッドがチップの受け渡し位置から搬送先への移動を開始した後で無ければ、チップのピックアップミスを発見することができなかった従来と比較して、反転用ヘッドがピックアップミスを起こした場合であっても、移送用ヘッドの搬送先への移動を開始してしまうといった無駄な動作を解消することができ、装置の高速化に寄与することができる。
【００４５】
また、請求項２のチップ反転装置においては、チップを引き渡す領域に、チップ非吸着の反転用ヘッド及び移送用ヘッドを配置した状態で、受光手段が受ける投光手段からの光量が最大となる位置をチップの受け渡し位置に設定することで、始動前段階において、チップを引き渡す反転用ヘッドの真上に前記移送用ヘッドを位置合わせすることができる。
【００４６】
このとき、前記受光手段が受ける投光手段からの光量が最大となる位置をチップの受け渡し位置に設定したため、移送用ヘッドを目測で反転用ヘッドの真上に位置合わせする従来と比較して、より正確な位置合わせを確実に行うことができる。
【００４７】
また、各ヘッドを移動する機構を利用することにより、受け渡し位置の位置合わせを自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】同実施の形態の動作を示す説明図である。
【図３】同実施の形態を示すブロック図である。
【図４】同実施の形態のテーチング処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施の形態の移送処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　チップ反転装置
４　　チップ
６　　収容部（所定箇所）
１１　　フリップヘッド（反転用ヘッド）
１２　　ボンディングヘッド（移送用ヘッド）
２３　　バキューム穴
２４　　発光ダイオード（投光手段）
２５　　光
３３　　下面
４３　　受光センサ（受光手段）
５１　　制御部
６１　　受け渡し位置
【図１】
2004031412.tif 000003
【図２】
2004031412.tif 000004
【図３】
2004031412.tif 000005
【図４】
2004031412.tif 000006
【図５】
2004031412.tif 000007