(57)【要約】【課題】エアベアリングシリンダが高速で下動する場合でもロッドが慣性力により不用意に変位するのを防止し得る部品実装装置を得る。【解決手段】シリンダ本体１１のロッド挿通孔１２に挿通されたロッド１３をシリンダ本体１１に非接触支持した状態と、同ロッド１３をロッド挿通孔１２の内周面に当接させた状態とを切換可能に構成した。チップＴの搬送時にロッド１３をロッド挿通孔１２の内周面に当接した状態に切り換えておけば、ロッド１３がロック状態となっているため、エアベアリングシリンダ４が高速で下動する場合でもロッド１３が慣性力により不用意に変位するのを防止できる。【選択図】　　　図１
2004104024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体に設けられたロッド挿通孔にロッドをその長手方向に移動可能に挿通し、そのロッドを加圧エアによってシリンダ本体に非接触支持するエアベアリングシリンダを備え、当該エアベアリングシリンダを駆動してロッドの先端部に保持した被実装部品を相手部品の近傍まで搬送し、かつその被実装部品を相手部品に実装する部品実装装置において、
前記エアベアリングシリンダのロッドをシリンダ本体に非接触支持した状態と、同ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とを切換可能に構成した部品実装装置。
【請求項２】
被実装部品の搬送時にはロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とし、被実装部品を相手部品近傍まで搬送した後、加圧エアによりロッドをシリンダ本体に非接触支持した状態に切り換えることを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【請求項３】
ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態では、ロッド側面とロッド挿通孔の内周面とが面接触されることを特徴とする請求項１又は２記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記ロッド挿通孔には通路を介して吸引装置を接続し、該吸引装置の吸引によりロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させるよう構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の部品実装装置。
【請求項５】
請求項４記載の部品実装装置において、前記ロッド挿通孔には、前記吸引装置による吸引部と反対側の部位に通路を介して加圧装置を接続し、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させる際、その反対側から加圧装置による加圧を行うよう構成したことを特徴とする部品実装装置。
【請求項６】
被検査部品を把持し、その部品を把持した状態で検査を行う部品検査装置において、
前記部品の一側に当接されるストッパ面が設けられた固定部と、前記部品の他側に当接されるロッドとを備え、
そのロッドをシリンダ本体に設けられたロッド挿通孔にその長手方向に移動可能に挿通し、そのロッドを加圧エアによってシリンダ本体に非接触支持するように構成し、
そのロッドの移動方向をストッパ面へ接離する方向に指向させ、
そのロッドのストッパ面側への移動によりストッパ面とロッドとによって前記部品を把持した状態で前記ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させて当該ロッドの長手方向への移動を規制するように構成した部品検査装置。
【請求項７】
被検査部品を把持し、その部品を把持した状態で検査を行う部品検査装置において、
前記部品の一側に当接されるストッパ面、及びその部品が載置される載置面が設けられた固定部と、前記部品の他側に当接されるロッドとを備え、
そのロッドをシリンダ本体に設けられたロッド挿通孔にその長手方向に移動可能に挿通し、そのロッドを加圧エアによってシリンダ本体に非接触支持するように構成し、
そのロッドの移動方向をストッパ面へ接離する方向に指向させ、
そのロッドのストッパ面側への移動によりストッパ面とロッドとによって前記部品を把持した状態で前記ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させて当該ロッドの長手方向への移動を規制するように構成し、
さらに、前記ストッパ面及び載置面には加圧エアを噴出して部品を浮上させる浮上手段を備えた部品検査装置。
【請求項８】
ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態では、ロッド側面とロッド挿通孔の内周面とが面接触されることを特徴とする請求項６又は７記載の部品検査装置。
【請求項９】
前記ロッド挿通孔には通路を介して吸引装置を接続し、該吸引装置の吸引によりロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させるよう構成したことを特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載の部品検査装置。
【請求項１０】
請求項９記載の部品検査装置において、前記ロッド挿通孔には、前記吸引装置による吸引部と反対側の部位に通路を介して加圧装置を接続し、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させる際、その反対側から加圧装置による加圧を行うよう構成したことを特徴とする部品検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品実装装置及び部品検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
［部品実装装置］
被実装部品、例えば半導体チップを相手部品に実装するためのチップボンディング装置が部品実装装置の一種として知られている。このチップボンディング装置では、ウェハを切断して得られたチップをリードフレーム上に搬送し、該リードフレーム上にチップを所定の接合圧にて押圧することにより、ボンディングを行っている。
【０００３】
また近年では、エアベアリングシリンダを備えたボンディング装置が実用化されており、同ボンディング装置ではエアベアリングシリンダによってチップが搬送される。すなわち、エアベアリングシリンダのロッドの先端部に設けられた治具にチップを保持し、その状態で駆動装置によりシリンダを移動させることによりチップを搬送する。そして、エアベアリングシリンダのロッドの推力でボンディング用の接合圧を発生させている。
【０００４】
図６に示すように、かかるエアベアリングシリンダ７１は本体７２を有し、この本体７２にはロッド挿通孔７３が形成されている。ロッド挿通孔７３にはロッド７４が挿通され、本体７２の両端からロッド７４の軸線方向の両端部がそれぞれ突出している。ロッド７４の側面には、同側面から突出する圧力作用部７５が設けられている。前記本体７２のロッド挿通孔７３を形成する内周面には、圧力作用部７５を収容するシリンダ溝７６が形成されている。シリンダ溝７６は圧力作用部７５によって同圧力作用部７５を挟んだ２部屋に区画され、一方が推力室７７、もう一方がキャンセル室７８となっている。そして、圧力作用部７５の各室７７，７８側に向けられた面は、それぞれ圧力作用面７５ａ，７５ｂとなっている。
【０００５】
本体７２の外周面には推力ポート７９及びキャンセルポート８０が形成されている。推力ポート７９は通路８１を介して推力室７７に、キャンセルポート８０は通路８２を介してキャンセル室７８に連通されている。両ポート７９，８０には図示しない圧力制御弁からの配管が接続される。このため、推力室７７内の圧力及びキャンセル室７８内の圧力がそれぞれ圧力制御弁により制御されると、その圧力に応じてロッド７４の圧力作用面７５，７５ｂに作用する圧力が変化し、その圧力に応じてロッド７４がその軸線方向へ移動する。
【０００６】
本体７２のロッド挿通孔７３内周面における前記シリンダ溝７６を挟んだ両端部には、環状の軸受け用多孔質体８３がそれぞれ設けられている。多孔質体８３の奥には流通溝８４が形成され、本体７２の外周面に形成されたベアリングポート８５と通路８６を介して連通されている。ベアリングポート８５には図示しない圧力供給源からの配管が接続される。そして、ベアリングポート８５に圧力供給源から加圧エアが供給されると、かかる加圧エアが通路８６、流通溝８４を介して多孔質体８３に供給され、同多孔質体８３内部を介してその内周面全体から噴出される。これにより、多孔質体８３の内周面とロッド７４の外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。その結果、ロッド７４が本体７２の両端部で非接触支持される。
【０００７】
かかる構成のエアベアリングシリンダ７１は、ボンディング装置において次のように駆動制御される。すなわち、チップをウェハからリードフレーム上に配置するまで、図示しない制御装置により圧力制御弁が制御されて推力室７７及びキャンセル室７８がそれぞれ所定の圧力に制御され、ロッド７４は中立位置で保持される。そして、ロッド７４によりチップを所定の接合圧で押圧する際には、必要な接合圧が発生するように、制御装置により圧力制御弁を制御して推力室７７内の圧力を所定圧に加圧制御する。
［部品検査装置］
部品検査装置として、被検査部品、例えば半導体チップの導電性等を検査する半導体検査装置が半導体の検査工程で用いられている。この半導体検査装置では、図１０に示すように、半導体チップＴにプローブ等の検査器具９１を直接接触させることにより、そのチップＴの検査を行うようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
［部品実装装置］
通常、ボンディング装置では、チップの搬送時、チップをリードフレーム上に配置する直前までは駆動装置によりエアベアリングシリンダ７１を高速で移動させ、その後低速移動に変わりチップの配置、押圧が行われる。このため、リードフレームの上方ではエアベアリングシリンダ７１はチップをリードフレーム上に配置する直前まで高速で下動することになる。このとき、エアベアリングシリンダ７１のロッド７４は、前述した通り、推力室７７内の圧力及びキャンセル室７８内の圧力がそれぞれ所定の圧力に制御されることにより、中立位置に保持されている。
【０００９】
ところが、エアベアリングシリンダ７１があまりに高速で下動するため、推力室７７及びキャンセル室７８内のエア圧によって保持されただけのロッド７４はシリンダ７１全体の動きに追随できず、慣性力によってロッド７４が本体７２に対して上方に変位してしまうことになる。すると、チップをリードフレーム上に配置する直前で高速移動から低速移動に変わったとき、上方にあったロッド７４が今度は逆方向の慣性力により本体７２に対して下方に変位してしまい、保持したチップをリードフレーム上に適切でない接合圧で押圧してしまうという問題があった。
【００１０】
このようにロッド７４が慣性力で不用意な動きをしてしまうという問題は、ボンディング装置以外の部品実装装置においても、エアベアリングシリンダを高速で移動させる場合には、同様に発生してしまう。
［部品検査装置］
図１０に示すように、チップＴにプローブ等の検査器具９１を直接接触させた際には、チップＴに外力が作用することは避けられない。そして、この外力によってチップＴは移動してしまう。近年では、検査されるチップＴは非常に小さいもので、たとえ作用する外力が微小であってもチップＴは移動してしまうし、また、たとえ微小な移動であっても検査器具９１との接触が適切に行われなくなってしまうという問題がある。
【００１１】
そこで、検査器具９１を接触させる際には、チップＴを真空吸着させておくことでチップＴを固定する構成が考えられる。しかしながら、非常に小さなチップＴを真空吸着させることはほとんど不可能である。
【００１２】
このような問題は、半導体検査装置以外の部品検査装置においても、被検査部品に検査器具による外力が作用する場合には、同様に発生してしまう。
【００１３】
本発明は、以上のような問題を解消し得る部品実装装置及び部品検査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
以下に、上記課題を解決し得る手段等について項を分けて列挙する。なお、必要に応じてその作用、効果、具体的手段等についても付記する。
【００１５】
手段１．シリンダ本体に設けられたロッド挿通孔にロッドをその長手方向に移動可能に挿通し、そのロッドを加圧エアによってシリンダ本体に非接触支持するエアベアリングシリンダを備え、当該エアベアリングシリンダを駆動してロッドの先端部に保持した被実装部品を相手部品の近傍まで搬送し、かつその被実装部品を相手部品に実装する部品実装装置において、
前記エアベアリングシリンダのロッドをシリンダ本体に非接触支持した状態と、同ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とを切換可能に構成した部品実装装置。
【００１６】
手段２．手段１において、被実装部品の搬送時にはロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とし、被実装部品を相手部品近傍まで搬送した後、加圧エアによりロッドをシリンダ本体に非接触支持した状態に切り換えることを特徴とする部品実装装置。
【００１７】
手段１によれば、エアベアリングシリンダのロッドをシリンダ本体に非接触支持した状態と同ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とが切り換えられる。特に手段２によれば、被実装部品の搬送時にはロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とされ、被実装部品を相手部品近傍まで搬送した後、加圧エアによりロッドをシリンダ本体に非接触支持した状態に切り換えられる。
【００１８】
かかる場合、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態とすることで、シリンダ本体に対してロッドが不用意に変位するといった不都合が防止できる。故に、ロッド先端部に被実装部品を保持し、その状態でエアベアリングシリンダを移動させる場合にも、ロッドの不用意な変位が抑制でき、ひいては被実装部品の実装を好適に実施することが可能となる。
【００１９】
手段３．手段１又は２において、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態では、ロッド側面とロッド挿通孔の内周面とが面接触されることを特徴とする部品実装装置。
【００２０】
手段３によれば、ロッド側面とロッド挿通孔の内周面とを面接触させることで、ロッド挿通孔の内周面に確実にロッドを当接させることができる。故に、手段１，２の効果をより一層確かなものとすることができる。
【００２１】
手段４．手段１乃至３の何れかにおいて、前記ロッド挿通孔には通路を介して吸引装置を接続し、該吸引装置の吸引によりロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させるよう構成したことを特徴とする部品実装装置。
【００２２】
手段４によれば、吸引装置の吸引によりロッドがロッド挿通孔の内周面に当接されるため、かかるロッドの当接状態を確実なものとし、実用上望ましい部品実装装置が実現できる。
【００２３】
手段５．手段４において、前記ロッド挿通孔には、前記吸引装置による吸引部と反対側の部位に通路を介して加圧装置を接続し、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させる際、その反対側から加圧装置による加圧を行うよう構成したことを特徴とする部品実装装置。
【００２４】
手段５によれば、吸引装置による吸引に加え、反対側からの加圧装置による加圧によりロッドの当接状態が保持される。故に、より一層好適な効果を得ることができる。
【００２５】
手段６．被検査部品を把持し、その部品を把持した状態で検査を行う部品検査装置において、
前記部品の一側に当接されるストッパ面が設けられた固定部と、前記部品の他側に当接されるロッドとを備え、
そのロッドをシリンダ本体に設けられたロッド挿通孔にその長手方向に移動可能に挿通し、そのロッドを加圧エアによってシリンダ本体に非接触支持するように構成し、
そのロッドの移動方向をストッパ面へ接離する方向に指向させ、
そのロッドのストッパ面側への移動によりストッパ面とロッドとによって前記部品を把持した状態で前記ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させて当該ロッドの長手方向への移動を規制するように構成した部品検査装置。
【００２６】
手段６によれば、シリンダ本体に対して非接触支持されかつ長手方向に移動し得るロッドをストッパ面に向けて移動させると、部品が固定部に設けられたストッパ面とロッドとの間で挟持される。この状態で、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させて当該ロッドの長手方向への移動を規制することで、部品が確実に固定される。その結果、部品に対して外力が加わる検査を行っても、部品の位置ずれを生じることがない。しかも、シリンダ本体に対して非接触支持されたロッドを利用して部品を挟持している。かかるロッドは非接触支持されていることからその移動において摩擦が生じない。このため、微小な推力の制御を行うことができる。これにより、挟持の際に生じる応力を非常に小さくすることができ、かかる応力に弱い部品であっても、当該部品を破壊することなく挟持することができる。
【００２７】
手段７．被検査部品を把持し、その部品を把持した状態で検査を行う部品検査装置において、
前記部品の一側に当接されるストッパ面、及びその部品が載置される載置面が設けられた固定部と、前記部品の他側に当接されるロッドとを備え、
そのロッドをシリンダ本体に設けられたロッド挿通孔にその長手方向に移動可能に挿通し、そのロッドを加圧エアによってシリンダ本体に非接触支持するように構成し、
そのロッドの移動方向をストッパ面へ接離する方向に指向させ、
そのロッドのストッパ面側への移動によりストッパ面とロッドとによって前記部品を把持した状態で前記ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させて当該ロッドの長手方向への移動を規制するように構成し、
さらに、前記ストッパ面及び載置面には加圧エアを噴出して部品を浮上させる浮上手段を備えた部品検査装置。
【００２８】
手段７によれば、シリンダ本体に対して非接触支持されかつ長手方向に移動し得るロッドをストッパ面に向けて移動させると、部品が固定部に設けられたストッパ面とロッドとの間で挟持される。この状態で、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させて当該ロッドの長手方向への移動を規制することで、部品が確実に固定される。その結果、部品に対して外力を加える検査を行っても、部品の位置ずれを生じることがない。しかも、シリンダ本体に対して非接触支持されたロッドを利用して部品を挟持している。かかるロッドは非接触支持されていることからその移動において摩擦が生じない。このため、微小な推力の制御を行うことができる。これにより、挟持の際に生じる応力を非常に小さくすることができ、かかる応力に弱い部品であっても、当該部品を破壊することなく挟持することができる。
【００２９】
ここで、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させるとロッドの軸心位置が当接前後で若干ずれるため、部品に対してそのずれに基づく外力が作用する。また、部品を載置面に直接載置するとロッドの移動により部品の一側がストッパ面と当接するまで部品は載置面上を移動するため、当該部品と載置面との間に摩擦が生じる。そこで、固定部側において浮上手段によって部品を浮上させておき、ロッドの移動と同期させてその浮上量を徐々に減少させれば、部品に加わる外力を低減することができるし、部品と載置面との間に摩擦が発生することを防止できる。
【００３０】
手段８．手段６又は７において、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させた状態では、ロッド側面とロッド挿通孔の内周面とが面接触されることを特徴とする部品検査装置。
【００３１】
手段８によれば、ロッド側面とロッド挿通孔の内周面とを面接触させることで、ロッド挿通孔の内周面に確実にロッドを当接させることができる。故に、手段６，７の効果をより一層確かなものとすることができる。
【００３２】
手段９．手段６乃至８の何れかにおいて、前記ロッド挿通孔には通路を介して吸引装置を接続し、該吸引装置の吸引によりロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させるよう構成したことを特徴とする部品検査装置。
【００３３】
手段９によれば、吸引装置の吸引によりロッドがロッド挿通孔の内周面に当接されるため、かかるロッドの当接状態を確実なものとし、実用上望ましい部品検査装置が実現できる。
【００３４】
手段１０．手段９において、前記ロッド挿通孔には、前記吸引装置による吸引部と反対側の部位に通路を介して加圧装置を接続し、ロッドをロッド挿通孔の内周面に当接させる際、その反対側から加圧装置による加圧を行うよう構成したことを特徴とする部品検査装置。
【００３５】
手段１０によれば、吸引装置による吸引に加え、反対側からの加圧装置による加圧によりロッドの当接状態が保持される。故に、より一層好適な効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下に、第１の実施形態について図１乃至図５を参照しつつ説明する。なお、図１乃至図３はエアベアリングシリンダを示す一部断面図であり、図４はエアベアリングシリンダの動作を示す概略図であり、図５は部品実装装置を示す概略斜視図である。なお、図２は図１におけるロッドを別の側面（９０度回転させた側面）からみた状態を示している。
【００３７】
図５に示されているように、部品実装装置としてのチップボンディング装置１は、図示しない回動軸を中心として回動可能に設けられた回動筒部２と、同回動筒部２の外周面に基端が固定された連結部３と、同連結部３の先端に上下動可能に設けられたエアベアリングシリンダ４とを備えている。エアベアリングシリンダ４のロッド１３の下端には被実装部品としてのチップＴを保持するための治具５が設けられている。そして、図示しない制御装置Ｓの制御により図示しない駆動装置Ｋが駆動され、これにより回動筒部２が回動したり、エアベアリングシリンダ４が連結部３に対して上下動したりする。なお、被実装部品としては半導体チップＴに限らず、例えば光デバイス等の光学部品を用いることもできる。
【００３８】
このボンディング装置１では、まず、ウェハＷを切断して得られたチップＴ上にエアベアリングシリンダ４を配置し、その状態でエアベアリングシリンダ４を下動させて治具５でチップＴを保持する。その後、チップＴを保持したままエアベアリングシリンダ４を上動させる。次いで、回動筒部２を回動させてエアベアリングシリンダ４を相手部品としてのリードフレームＦ上に配置させる。その後、エアベアリングシリンダ４を下動させてチップＴをリードフレームＦ上の実装位置に配置し、さらに所定の接合圧で押圧することによりボンディングが行われる。
【００３９】
ここで、前記エアベアリングシリンダ４は、次のような構成を備えている。
【００４０】
すなわち、図１及び図２に示すように、エアベアリングシリンダ４は本体１１を有し、この本体１１にはロッド挿通孔１２が形成されている。ロッド挿通孔１２にはロッド１３がその軸線方向（長手方向）に移動可能に挿通され、本体１１の両端からロッド１３の軸線方向の両端部がそれぞれ突出している。このロッド挿通孔１２及びロッド１３はその横断面形状が四角形状に形成されている。ロッド１３の側面には、同側面から突出する一対の圧力作用部１４がロッド１３の中心軸線を中心として対称となるように設けられている。前記本体１１のロッド挿通孔１２の内周面には、圧力作用部１４を収容する一対のシリンダ溝１５が形成されている。シリンダ溝１５は圧力作用部１４によって同圧力作用部１４を挟んだ２部屋に区画され、一方が推力室１６、もう一方がキャンセル室１７となっている。そして、圧力作用部１４の各室側に向けられた面は、それぞれ圧力作用面１４ａ，１４ｂとなっている。
【００４１】
本体１１の外周面には推力ポート１８及びキャンセルポート１９が形成されている。推力ポート１８は通路２０を介して推力室１６に、キャンセルポート１９は通路２１を介してキャンセル室１７に連通されている。両ポート１８，１９には圧力供給源Ｐに接続された圧力制御弁Ｂ１，Ｂ２からの配管Ｌ１，Ｌ２が接続される。このため、各ポート１８，１９に加圧エアが供給されると、加圧エアが通路２０，２１を介して対応する室１６，１７に供給され、各室１６，１７が加圧雰囲気となる。そして、推力室１６内の圧力とキャンセル室１７内の圧力がそれぞれ所定の圧力となるように、制御装置Ｓにより圧力制御弁Ｂ１，Ｂ２が制御される。なお、この制御装置Ｓはエアベアリングシリンダ４を駆動する駆動装置Ｋの制御も行う。
【００４２】
本体１１のロッド挿通孔１２内周面における前記シリンダ溝１５を挟んだ両端部には、環状の軸受け用多孔質体２２がそれぞれ、同多孔質体２２の内周面がロッド挿通孔１２の内周面と面一となるように設けられている。多孔質体２２の奥には流通溝２３が形成され、流通溝２３は本体１１の外周面に形成されたベアリングポート２４と通路２５を介して連通されている。
【００４３】
ベアリングポート２４には、制御装置Ｓの制御によりベアリングポート２４が圧力供給源Ｐにつながる場合と、ベアリングポート２４が吸引装置としての真空装置Ｖ（例えば、真空ポンプ）とつながる場合とに切り換える切換装置Ｃ（例えば、切換弁）からの配管Ｌ３が接続されている。真空装置Ｖはベアリングポート２４と真空装置Ｖがつながった場合に、制御装置Ｓにより駆動される。
【００４４】
そして、ベアリングポート２４と圧力供給源Ｐとがつながるとベアリングポート２４に加圧エアが供給され、加圧エアが通路２５、流通溝２３を介して多孔質体２２に供給される。加圧エアは多孔質体２２内部を介してその内周面全体から噴出される。これにより、多孔質体２２の内周面とロッド１３の外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。その結果、ロッド１３が本体１１の両端部で非接触支持される。他方、ベアリングポート２４と真空装置Ｖがつながると、真空装置Ｖが駆動されてベアリングポート２４に真空圧が作用する。これにより、通路２５を介して多孔質体２２の内周面とロッド１３の側面（より具体的には、Ｙ側面）との間に多孔質体２２の内周面側への吸引力が作用する。そして、通路２５が流通溝２３内に開口する箇所の付近にある多孔質体２２がロッド１３の吸引部となっている。
【００４５】
また、本体１１の外周面には加圧ポート２６が設けられている。加圧ポート２６は、通路２７を介してロッド１３の圧力作用部１４が設けられていない側面のうちの一方（Ｘ側面）と多孔質体２２との間に連通している。加圧ポート２６には圧力供給源Ｐにつながる加圧装置Ａ（例えば、圧力制御弁）からの配管Ｌ４が接続されている。加圧装置Ａは制御装置Ｓにより駆動制御される。
【００４６】
そして、制御装置Ｓにより加圧装置Ａが駆動されると、加圧ポート２６には加圧エアが供給され、通路２７を介してロッド１３の前記Ｘ側面と多孔質体２２との間に噴出される。これにより、図３に示すように、ロッド１３をロッド挿通孔１２の内周面に押圧する力が発生し、ロッド１３のＸ側面とは反対の側面（Ｙ面）がロッド挿通孔１２の内周面に押圧される。この加圧エアによる押圧力と前述した多孔質体２２の内周面側への吸引力とがあいまって、ロッド１３はロッド挿通孔１２の内周面に密着し、その状態でロッド１３の移動が規制される（ロック状態）。
【００４７】
ボンディング装置１では、かかる構成のエアベアリングシリンダ４を次のように制御駆動する。
【００４８】
すなわち、まず、制御装置Ｓは圧力制御弁Ｂ１を制御して、ロッド１３でチップＴを押圧するのに必要な接合力が発生するように推力室１６内の圧力を所定の圧力に調整する。この圧力がロッド１３の圧力作用面１４ａに作用することにより、ロッド１３はその先端に設けられた治具５でチップＴを保持した状態で、中立位置から下動した位置に移動する。この状態で、チップＴをリードフレームＦ上に配置する直前まで、制御装置Ｓは、ベアリングポート２４と真空装置Ｖとがつながるように切換装置Ｃを切り換えるとともに、真空装置Ｖ及び加圧装置Ａを制御し、図３及び図４（ａ）に示すように、ロッド１３がロッド挿通孔１２の内周面を押圧するロック状態とする。このときロッド１３は本来の中心軸線からずれた状態となっている。ロッド１３はロック状態とされているため、エアベアリングシリンダ４が高速で下動する場合でも慣性力によりロッド１３が本体に対して不用意に変位することはない。
【００４９】
次に、チップＴをリードフレームＦ上に配置する直前の位置までエアベアリングシリンダ４が下動すると、図４（ｂ）に示すように、ロッド１３のロック状態は解除される。すなわち、制御装置Ｓは、ベアリングポート２４と真空装置Ｖとがつながるように切換装置Ｃを切り換えるとともに、真空装置Ｖ及び加圧装置Ａを制御して、ロッド１３が本体１１に対し加圧エアによって非接触支持された状態とする。なお、推力室１６内の圧力は必要な押圧力が発生するように調整された圧力で維持されている。この状態からエアベアリングシリンダ４は低速で下動する。このときは、エアベアリングシリンダ４の下動が低速であるため、ロッド１３がロック状態とされていなくてもロッド１３が慣性力により不用意に変位することはない。
【００５０】
エアベアリングシリンダ４が低速で下動すると、図４（ｃ）に示すように、チップＴはリードフレームＦ上の実装位置に配置される。そして、さらにエアベアリングシリンダ４が低速で下動しつづけると、図４（ｄ）に示すように、本体１１が下動を続けるため、このときロッド１３にはチップＴをリードフレームＦ上に押圧する押圧力が発生する。これにより、チップボンディングが行われる。
【００５１】
このように、本実施形態のボンディング装置１では、チップＴをリードフレームＦ上に配置する直前まで、制御装置Ｓは切換装置Ｃ、真空装置Ｖ及び加圧装置Ａを制御して、ロッド１３がロッド挿通孔１２の内周面を押圧するロック状態とするため、エアベアリングシリンダ４が高速で下動する場合でもロッド１３が慣性力により不用意に変位するのを防止することができる。
［第２の実施形態］
以下に、第２の実施形態について図７乃至図９を参照しつつ説明する。なお、図７は部品検査装置を示す一部断面図であり、図８は部品検査装置による被検査部品の固定操作を示す一部断面図であり、図９は部品検査装置の別の実施形態を示す断面図である。
【００５２】
部品検査装置としての半導体検査装置３１は、図７に示すように、エアベアリングシリンダ３２と、被検査部品としての半導体チップＴを載置する固定部としての治具３３とを備えている。なお、被検査部品としては半導体チップ３に限らず、例えば光デバイス等の光学部品を用いることもできる。
【００５３】
エアベアリングシリンダ３２は本体３４を有し、この本体３４には本体３４の設置面Ｇに対して平行にロッド挿通孔３５が形成されている。ロッド挿通孔３５にはロッド３６が挿通され、本体３４の両端からロッド３６の軸線方向の両端部がそれぞれ突出している。このロッド挿通孔３５及びロッド３６はその横断面形状が四角形状に形成されている。
【００５４】
ロッド３６はその軸線方向の中間部位で、同一形状でありながら軸線方向に対する横断面積が一段階小さくなるように形成されている。すなわち、ロッド３６は横断面積の大きい第１ロッド部３６ａと、横断面積の小さい第２ロッド部３６ｂとから構成され、両ロッド部３６ａ，３６ｂの横断面積の違いにより形成される段部３７を有している。そして、この段部３７によって形成される面が圧力作用面３８となっている。前記本体３４のロッド挿通孔３５の内周面には、ロッド３６の段部３７がその空間内に配置されるように環状のシリンダ溝３９が形成されている。なお、以下では第１ロッド部３６ａ側をロッド３６の先端として説明する。
【００５５】
本体３４の外周面には推力ポート４１が形成されている。推力ポート４１は通路４２を介してシリンダ溝３９に連通されている。推力ポート４１には圧力供給源Ｐに接続された圧力制御弁Ｂ３からの配管Ｌ５が接続される。このため、推力ポート４１に制御装置Ｓにより圧力制御弁Ｂ１で所定の圧力に制御された加圧エアが供給されると、その加圧エアが通路４２を介してシリンダ溝３９内に供給されて、シリンダ溝３９内が所定の圧力に調整される。そして、シリンダ溝３９内の圧力に応じてロッド３６の圧力作用面３８に作用する圧力が変化し、その圧力に応じてロッド３６がその先端側へ移動する。
【００５６】
本体３４のロッド挿通孔３５内周面における前記シリンダ溝３９を挟んだ両端部には、環状の軸受け用多孔質体４３がそれぞれ、同多孔質体２２の内周面がロッド挿通孔３５の内周面と面一となるように設けられている。多孔質体４３の奥には流通溝４４が形成され、流通溝４４はその底面のロッド３６下側で開口する通路４５を介して本体３４の外周面に形成されたベアリングポート４６と連通されている。
【００５７】
ベアリングポート４６には、制御装置Ｓの制御によりベアリングポート４６が圧力供給源Ｐにつながる場合と、ベアリングポート４６が真空装置Ｖ（例えば、真空ポンプ）とつながる場合とに切り換える切換装置Ｃ（例えば、切換弁）からの配管Ｌ６が接続されている。真空装置Ｖはベアリングポート４６と真空装置Ｖがつながった場合に、制御装置Ｓにより駆動される。
【００５８】
そして、ベアリングポート４６と圧力供給源Ｐとがつながるとベアリングポート４６に加圧エアが供給され、加圧エアが通路４５、流通溝４４を介して多孔質体４３に供給される。加圧エアは多孔質体４３内部を介してその内周面全体から噴出される。これにより、多孔質体４３の内周面とロッド３６の外周面との間に環状の圧力エア層が形成され、静圧がもたらされる。その結果、ロッド３６が本体３４の両端部で非接触支持される。他方、ベアリングポート４６と真空装置Ｖがつながると、真空装置Ｖが駆動されてベアリングポート４６に真空圧が作用する。これにより、多孔質体４３の内周面とロッド３６の下面との間に多孔質体４３の内周面側への吸引力が作用する。そして、通路４５が流通溝４４内に開口する箇所の付近にある多孔質体４３がロッド３６の吸引部となっている。
【００５９】
また、本体３４の外周面には加圧ポート４７が設けられている。加圧ポート４７は通路４８を介してロッド３６の上面と多孔質体４３との間に連通している。加圧ポート４７には圧力供給源Ｐにつながる加圧装置Ａ（例えば、圧力制御弁）からの配管Ｌ７が接続されている。加圧装置Ａは制御装置Ｓにより駆動制御される。そして、制御装置Ｓにより加圧装置Ａが駆動されると、加圧ポート４７には加圧エアが供給され、通路４８を介してロッド３６の上面と多孔質体４３との間に噴出される。
【００６０】
もう一つの構成部品である治具３３は、エアベアリングシリンダ３２の本体３４が設置された設置面Ｇ上に、第１ロッド部３６ａの前方に設置されている。そして、エアベアリングシリンダ３２のロッド３６の延長上にチップ検査部５１を備えている。このチップ検査部５１は、設置面Ｇと平行に形成されたチップ載置面５２と、同チップ載置面５２に対して垂直に形成されたストッパ面５３とから構成されている。このため、チップ検査部５１はその縦断面がＬ字状に形成されている。
【００６１】
以上のように構成された半導体検査装置３１では、まず、図示しない搬送装置により、図８（ａ）に示すように、半導体チップＴがチップ検査部５１のチップ載置面５２に載置される。このとき、エアベアリングシリンダ３２では、制御装置Ｓにより切換装置Ｃを制御してベアリングポート４６が圧力供給源Ｐにつなげられ、ベアリングポート４６に加圧エアが供給されている。これにより、加圧エアが多孔質体４３の内周面全体から噴出され、ロッド３６が本体３４の両端部で非接触支持されている。
【００６２】
次に、図８（ｂ）に示すように、推力ポート４１に制御装置Ｓにより圧力制御弁Ｂ３で所定の圧力に制御された加圧エアが供給されると、その加圧エアが通路４２を介してシリンダ溝３９内に供給されて、シリンダ溝３９内が所定の圧力に調整される。これにより、シリンダ溝３９内の圧力に応じてロッド３６の圧力作用面３８に作用する圧力が変化し、その圧力に応じてロッド３６がその先端側へ移動する。ロッド３６がその先端側へ移動すれば、ロッド３６の先端面がチップＴの側面に当接することになる。推力ポート４１に供給される加圧エアは、ロッド３６の先端面がチップＴの側面に当接し、さらにチップＴをチップ検査部５１のストッパ面５３に当接させその状態でチップＴを押圧しうるだけの推力、具体的には、１０ｍｇ程度の推力が発生するように、その圧力が制御装置Ｓ及び圧力制御弁Ｂ３により制御される。
【００６３】
次いで、制御装置Ｓにより切換装置Ｃを制御してベアリングポート４６が真空装置Ｖにつなげられるとともに、真空装置Ｖが駆動されてベアリングポート４６に真空圧が作用する。これにより、多孔質体４３の内周面とロッド３６の下面との間に多孔質体４３の内周面側への吸引力が作用する。それに加え、制御装置Ｓにより加圧装置Ａが駆動され、加圧ポート４７に加圧エアが供給される。これにより、加圧エアが通路４８を介してロッド３６の上面と多孔質体４３との間に噴出され、ロッド３６をロッド挿通孔３５の内周面下側に押圧する力が発生し、図８（ｃ）に示すように、ロッド３６の下面がロッド挿通孔３５の内周面下側に押圧される。この加圧エアによる押圧力と前述した多孔質体４３の内周面側への吸引力とがあいまって、ロッド３６はロッド挿通孔３５の内周面下側に密着し、その状態でロッド３６の移動が規制される（ロック状態）。
【００６４】
その結果、チップ載置面５２に載置されたチップＴがストッパ面５３に当接した状態でチップＴを押圧したままロッド３６がロック状態となることから、治具３３のチップ検査部５１にあるチップＴはその移動が規制される。なお、このとき、ロッド３６の先端面と当接したチップＴには下方向への応力が作用することになるが、ロッド３６の推力は１０ｍｇ程度の推力であるため、実用上ほとんど問題はない。
【００６５】
その後、このチップＴに対しプローブ等の図示しない検査器具を当接させて検査が行われる。このとき、検査器具からチップＴに対して外力が作用しても、チップＴの移動が規制されているためにチップＴが移動して位置ずれしてしまうことがなく、適切な検査を行うことができる。
【００６６】
しかも、エアベアリングシリンダ３２は本体３４に対してロッド３６が非接触支持されているため、例えば１０ｍｇ程度といった微小な推力の制御を行うことができる。このため、応力に弱いチップＴを用いたとしてもロッド３６の推力でチップＴが破壊されることを防止できる。
【００６７】
なお、図９に示すように、図示しない搬送装置によりチップＴを治具３３のチップ載置面５２に載置する際、チップＴを浮上させた状態で載置されるように治具３３を構成してもよい。すなわち、チップ検査部５１を構成するチップ載置面５２には、同面５２と面一となるように浮上手段としての第１多孔質体５４が埋設されている。また、ストッパ面５３には同面５３と面一となるように浮上手段としての第２多孔質体５５が埋設されている。第１多孔質体５４の奥には流通溝５６が形成され、流通溝５６は治具３３の外周面に設けられた第１浮上用ポート５７と通路５８を介して連通されている。第２多孔質体５５の奥には流通溝５９が形成され、流通溝５９は治具３３の外周面には設けられた第２浮上用ポート６０と通路６１を介して連通されている。両浮上用ポート５７，６０はそれぞれ圧力供給源Ｐに接続された圧力制御弁Ｂ４，Ｂ５からの配管が接続されている。なお、第２多孔質体５５は省略することも可能である。
【００６８】
この構成では、制御装置Ｓにより圧力制御弁Ｂ４，Ｂ５を制御し、チップＴを浮上させるのに必要な圧力に制御された加圧エアが第１浮上用ポート５７及び第２浮上用ポート６０に供給され、この加圧エアが通路を介して第１多孔質体５４及び第２多孔質体５５から噴出される。この状態で、図示しない搬送装置によりチップＴがチップ載置面５２に載置される。このとき、両多孔質体５４，５５から加圧エアが噴出しているため、チップＴはチップ載置面５２から浮上した状態で載置される。
【００６９】
その後、制御装置Ｓにより各圧力制御弁Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を制御して第１多孔質体５４及び第２多孔質体５５から噴出される加圧エアの圧力、ロッド３６の推力がそれぞれ制御される。すなわち、チップＴがチップ載置面５２から浮上した状態で、ロッド３６の移動と同期させてチップＴの浮上量を徐々に減少させる。これにより、最終的には仮想線で示したように、チップＴがチップ載置面５２上に載置され、かつその一側がストッパ面５３に当接し他側がロッド３６の先端部に当接してロッド３６の推力により押圧された状態でチップＴが保持される。
【００７０】
この構成によれば、ロッド３６がロック状態となった際にその軸心位置が若干ずれることでチップＴに対してそのずれに基づく外力が作用するが、かかる外力を低減することができる。また、チップ載置面５２に載置されたチップＴをストッパ面５３に当接させる際に、チップ載置面５２とチップＴとの間に摩擦が生じることがなく、チップＴを保護することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、ロッド挿通孔３５及びロッド３６の横断面形状を四角形状としたが、その他の形状であってもよい。ただ、ロッド３６の回り止めやロッド３６がロッド挿通孔３５の内周面に押圧された状態で確実にロッド３６を保持するには角形状であることが望ましい。
【００７２】
第１実施形態及び第２実施形態では、エアベアリングシリンダ４，３２に、加圧ポート２６，４７及び加圧装置Ａ等を設けて、ロッド１３，３６の側面に加圧エアを噴出するように構成したが、かかる構成は必ずしも設けなくてよい。もっとも、ロッド１３，３６のロックを確実に行うためには、加圧装置Ａ等を設けた方が好ましい。
【００７３】
第１実施形態及び第２実施形態では、環状の軸受け用多孔質体２２，４３をその内周面がロッド挿通孔１２，３５の内周面と面一となるように設けたが、ロッド挿通孔１２，３５の内周面から若干突出するように設けてもよい。この場合、厳密にはロッド１３，３６は多孔質体２２，４３の内周面に押圧されることになる。
【００７４】
第１実施形態及び及び第２実施形態における各多孔質体２２，４３，５４，５５は、例えば焼結アルミニウム、焼結銅、焼結ステンレス等の金属材料によって構成することができるが、それ以外にも、焼結三フッ化樹脂、焼結四フッ化樹脂、焼結ナイロン樹脂、焼結ポリアセタール樹脂等の合成樹脂材料や、焼結カーボン、焼結セラミックスなどによって構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のチップボンディング装置に用いられたエアベアリングシリンダを示す一部断面図。
【図２】図１におけるロッドを別の側面からみた状態を示す一部断面図。
【図３】ロッドのロック状態を示す一部断面図。
【図４】第１実施形態のチップボンディング装置によるチップボンディング工程を示す概略図。
【図５】第１実施形態のチップボンディング装置の概略斜視図。
【図６】第１実施形態の従来技術を示す一部断面図。
【図７】第２実施形態の半導体検査装置を示す一部断面図。
【図８】第２実施形態の半導体検査装置による半導体チップの把持操作を示す一部断面図。
【図９】第２実施形態の半導体検査装置の別の実施形態を示す断面図。
【図１０】第２実施形態の従来技術を示す一部拡大図。
【符号の説明】
１…部品実装装置としてのチップボンディング装置、４…エアベアリングシリンダ、１１…シリンダ本体、１２…ロッド挿通孔、１３…ロッド、２５…通路、２７…通路、３１…部品検査装置としての半導体検査装置、３３…固定部としての治具、３４…シリンダ本体、３５…ロッド挿通孔、４５…通路、４８…通路、３６…ロッド、５４，５５…浮上手段としての多孔質体、５２…載置面としてのチップ載置面、５３…ストッパ面、Ａ…加圧装置、Ｆ…相手部品としてのリードフレーム、Ｔ…被実装部品又は被検査部品としての半導体チップ、Ｖ…吸引装置としての真空装置。
【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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