(57)【要約】【課題】本発明は、チップの厚さのバラツキによる影響を受けることなく正確な高さにチップを搭載できる電子モジュールの製造技術の提供を目的とする。【解決手段】固定部２に対して上下動可能な第１可動部３と、固定部２と第１可動部３の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段５と、第１可動部３に対して上下動可能な第２可動部６と、第１可動部３と第２可動部６の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段８と、第２可動部の下限を決めるストッパー９と、チップを把持する把持部１０とを設け、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部６をストッパー９に接触させるとともに上昇自在な状態にし、第１可動部３を所定距離Ｚｆ下げて把持部１０をチップ上面に接触させ、第２可動部６が移動した距離Ｃｆよりチップの厚さを評価してチップの搭載位置を決定し、把持部１０によりチップを把持して当該搭載位置までチップを上昇させてチップを搭載させる。【選択図】図１
2004273805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置であって、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をチップ上面に接触させて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを移動させてチップを搭載対象面に搭載させるチップ搭載装置。
【請求項２】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置であって、把持部でチップを搭載対象面の上方で保持しているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げてチップを搭載対象面に接触させて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを移動させてチップを搭載対象面に搭載させるチップ搭載装置。
【請求項３】
前記把持部が空気の吸引によりチップ上面を吸着して把持するものである請求項１または請求項２に記載のチップ搭載装置。
【請求項４】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を使用するチップ搭載方法であって、チップを搭載対象面に置き、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をチップ上面に接触させて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを移動させてチップを搭載対象面に搭載させるチップ搭載方法。
【請求項５】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を使用するチップ搭載方法であって、チップを把持部で把持して搭載対象面の上方に保持し、第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げてチップを搭載対象面に接触させて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを移動させてチップを搭載対象面に搭載させるチップ搭載方法。
【請求項６】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を使用するＩＣモジュール製造方法であって、ＩＣチップを接着対象面に置き、ＩＣチップが接着対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をＩＣチップ上面に接触させて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離ＣｆによりＩＣチップの厚さを評価してＩＣチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりＩＣチップを把持して当該接着位置までＩＣチップを移動させてＩＣチップを接着対象面に接着させるＩＣモジュール製造方法。
【請求項７】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を使用するＩＣモジュール製造方法であって、ＩＣチップを把持部で把持して接着対象面の上方に保持し、第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げてＩＣチップを接着対象面に接触させて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離ＣｆによりＩＣチップの厚さを評価してＩＣチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりＩＣチップを把持して当該接着位置までＩＣチップを移動させてＩＣチップを接着対象面に接着させるＩＣモジュール製造方法。
【請求項８】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムであって、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触する高さに移動するように第２移動手段に指令し、第２可動部がストッパーに接触して停止したときに第２可動部が第１可動部に対して上昇自在な状態になるように第２移動手段に指令し、把持部がチップ上面に接触して停止するように所定距離Ｚｆだけ第１可動部を下げるように第１移動手段に指令し、第１可動部が停止したときに第２高さ検知手段の出力値を読み込み、当該出力値より第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを計算し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを移動させるように指令する、チップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラム。
【請求項９】
固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムであって、チップを把持部で把持して搭載対象面の上方に保持しているときに第２可動部をストッパーに接触する高さに移動するように第２移動手段に指令し、第２可動部がストッパーに接触して停止したときに第２可動部が第１可動部に対して上昇自在な状態になるように第２移動手段に指令し、チップが搭載対象面に接触して停止するように所定距離Ｚｆだけ第１可動部を下げるように第１移動手段に指令し、第１可動部が停止したときに第２高さ検知手段の出力値を読み込み、当該出力値より第２可動部が第１可動部に対して移動した距離Ｃｆを計算し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを移動させるように指令する、チップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンチップ等チップ状の部品を所定の位置に移動させて搭載させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロボットを用いて、シリコンウェハより切り出したＩＣチップ等のチップ状の電子部品を所定の収納位置から取り出し、搭載対象面へ移動させて搭載させてパッケージモジュールを製造することは広く行われている。機能の高度化および製品の小型化の要求に伴い、精度の高いチップ状部品の位置決めが要求されるようになってきている。ＩＣチップの位置決めにおいて、回路の接続に直接左右するＸＹ方向、すなわち取付け対象に対する縦横方向の高精度化はすでに研究・開発は進んでいる。一方、Ｚ方向、すなわち、高さ方向の位置制御についてはさほど考慮が払われてこなかった。たとえば、特許文献１にはコレットの交換によってコレットの先端の長さが変わっても、ＩＣチップ上面に正確に接触できるように補正のための高さ制御を行うことが記載されている。しかしながら、製品の高機能化・小型化を実現するためにチップの積層化が進んでおり、また、機械的な素子を含むマイクロ電子機械（ＭＥＭＳ）と呼ばれるパッケージモジュールが現れてきており、ＩＣチップの厚みのバラツキの影響や接着剤の粘度等の物性の影響を受けることないように、ＩＣチップ等を接着により固定する場合の高さ方向の位置決めも高精度が求められている。そこで、接着層の厚さを均一にするためにペースト状の接着剤を避けてフィルム状接着剤を使用することが、例えば、非特許文献１に記載されている。また、接着剤にフィラーと呼ばれる径が均一な粒状の充填材を添加して、フィラーの径により接着層の厚さを一定にするようなことも行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２５７９３６号公報
【非特許文献１】藤田和弥ほか、シャープ技報、第７１号、１９９８年８月、ｐ．５８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＩＣチップを把持し所定位置へ移動させる手段として、コレットと呼ばれる吸引ノズルをロボットのアームの先端に設けることが一般的に行われている。この場合、コレットの先端はチップの上面に接するので、ロボットはチップ上面の位置についての情報を把握することはできるが、接着面となるチップ下面の位置を直接把握することはできない。そこで、チップ上面の高さからチップの厚さだけ差し引いた位置を下面の高さとして位置決めを行っている。しかしながら、チップの厚さは必ずしも一定でない。したがって、厚さのバラツキ分だけ、下面位置の情報に誤差が出ることになり、この情報に基づいて制御することにより、ＩＣチップの高さ方向の精度にバラツキがでることになる。また、接着層の厚さを精度よく制御することができない。そこで、接着後にレーザー変位計により膜厚の検査を行うが、チップ表面の状態によりレーザー変位計の値に誤差が出るため、正確な膜厚の検査は困難である。それに、製造後に検査を行うということは、それだけ余分な作業が発生することになる。
【０００５】接着層の厚さを一定にする技術としてフィルム状接着剤を使用する非特許文献１に記載の発明や、フィラーを含む接着剤を用いる技術があるが、これらの場合、接着層の厚さはフィルムの厚さやフィラーの粒径で決まってしまうため、接着層の厚さを自由に設定することができない。また、特許文献１に記載の発明は、チップの厚さに関する情報を把握したり、この情報を高さ制御に反映するようなものではなく、結局、チップの厚さのバラツキによる高さ方向の位置決め制御の不正確さを解消するものではない。本発明は、チップの厚さのバラツキによる影響を受けることなく正確な高さにチップを搭載することができる技術を簡易な構成で提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係るチップ搭載装置は、固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置であって、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をチップ上面に押し当てて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して上昇した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップが規定のクリアランスを確保できる搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを上昇させてチップを搭載対象面に搭載させるものである。前記把持部を空気の吸引によりチップ上面を吸着して把持するとすることもできる。
【０００７】本発明に係るチップ搭載方法は、固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を使用するチップ搭載方法であって、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をチップ上面に押し当てて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して上昇した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップの搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを上昇させてチップを搭載対象面に搭載させるものである。
【０００８】本発明に係るＩＣモジュール製造方法は、固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を使用するＩＣモジュール製造方法であって、ＩＣチップが接着対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をＩＣチップ上面に押し当てて停止させ、その際に第２可動部が第１可動部に対して上昇した距離Ｃｆを第２高さ検知手段により検出し、距離ＣｆによりＩＣチップの厚さを評価してＩＣチップの接着位置を決定し、把持部によりＩＣチップを把持して当該接着位置までＩＣチップを上昇させてＩＣチップを接着対象面に接着させるものである。
【０００９】本発明に係るチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムは、固定部と、固定部に対して上下動可能な第１可動部と、第１可動部を固定部に対して上下動させる第１移動手段と、固定部と第１可動部の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段と、第１可動部に対して上下動可能な第２可動部と、第２可動部を第１可動部に対して上下動させる第２移動手段と、第１可動部と第２可動部の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段と、第２可動部の第１可動部に対する下限位置を決めるストッパーと、第２可動部に設けられたチップを把持するための把持部とを有するチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムであって、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部が下降するように第２移動手段に指令し、第２可動部がストッパーに接触して停止したときに第２可動部が第１可動部に対して上昇自在な状態になるように第２移動手段に指令し、把持部がチップ上面に押し当てて停止するように所定距離Ｚｆだけ第１可動部を下げるように第１移動手段に指令し、第１可動部が停止したときに第２高さ検知手段の出力値を読み込み、当該出力値より第２可動部が第１可動部に対して上昇した距離Ｃｆを計算し、距離Ｃｆによりチップの厚さを評価してチップの搭載位置を決定し、把持部によりチップを把持して当該搭載位置までチップを上昇させ、チップを搭載面に搭載させるように指令するものである。
【００１０】また、本発明に係るチップ搭載装置、チップ搭載方法、およびチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムでは、チップが搭載対象面に置かれているときに第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げて把持部をＩＣチップ上面に押し当てて停止させる代わりに、チップを把持部で把持して搭載対象面の上方に保持し、第２可動部をストッパーに接触させるとともに上昇自在な状態にして、第１可動部を所定距離Ｚｆだけ下げてチップを搭載対象面に押し当てて停止させるようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るチップの搭載装置の概要を示す説明図である。チップの搭載装置１の固定部２は床など基準になる位置に固定された台座であるのが通常であるが、可動物でもよい。本発明において「固定部」とは、第１可動部を支持する部材であればよく、この部材が可動であっても、後述の一連の動作中に一定の位置にあればよい。第１可動部３は第１移動手段４を介して固定部２に対して上下動できるように取付けられている。固定部２と第１可動部３の間には両者の相対的な位置を検知する第１高さ検知手段５が設けられている。第２可動部６は第２移動手段７を介して第１可動部３に対して上下動できるように取付けられている。第１可動部３と第２可動部６の間には両者の相対的な位置を検知する第２高さ検知手段８が設けられている。ストッパー９は第２可動部６の上下動する範囲の下限を決めるもので、ストッパー９が第１可動部３の一部とあたることにより、第２可動部６は第１可動部３に対してそれより下には移動できなくなるようになっている。第２可動部６の下端にはチップを吸引して把持する把持部１０が設けられている。また、マイクロコンピュタ等の制御器１１が設けられており、第１高さ検知手段５、第１移動手段４、第２高さ検知手段、第２移動手段７を監視・制御している。
【００１２】図２は上述のチップの搭載装置によるチップの搭載方法を示すための動作の説明図である。本図においては一部の部材の図示を省略している。図２（ａ）に示すように把持部１０でチップ１３を把持し、台座１２の上方で停止させる。このとき、第１可動部３は固定部に対して所定の高さＺ０に位置している。ここで第２可動部６をストッパー９と接する位置まで下げる。ここで、第２高さ検知手段８の値Ｃをゼロ点（Ｃ＝Ｃ０＝０）にリセットする。また、第２可動部６が第１可動部３に対して移動できるように第２移動手段７を制御する。ただし、この状態においては第２可動部６の自重により第２可動部６は上昇することなく、Ｃ＝０の高さにとどまる。
【００１３】次に、図２（ｂ）に示すように第１可動部３を一定の距離Ｚｆだけ下げる。チップ１３の厚さにはある程度の範囲でバラツキがあるが、予めその厚さの最小値を把握しておき、最も厚さが小さいときでもチップ１３が台座１２に当たるような値に距離Ｚｆを設定しておく。第１可動部３がＺｆだけ下がったときにチップ１３が台座１２に当たるので、把持部１０は上へ押し上げられることにより第２可動部６が上へ押し上げられる。このときの第２高さ検知手段８の値Ｃを読み込み、Ｃｆとする。ここで、台座１２の上面の高さが常に一定であるとすると、値Ｃｆはチップ１３の厚さを反映した指標値となる。チップ１３がより厚いときは値Ｃｆは大きくなり、より薄いときは値Ｃｆは小さくなる。図２に示す例では値Ｃｆよりチップ１３の厚さそのものを直接求めることはできないが、チップ間の相対的な比較は行うことができる。例えばチップ１３が標準的な厚さである場合のＣｆの値をＣｆｓとして把握しておけば、各チップ１３における値Ｃｆとの差ΔＣｆ＝Ｃｆ−Ｃｆｓは、各チップの厚さの標準からのずれを示す。従って、以上の手順によりチップ１３の厚さを相対的にでも把握することにより、それ以降のチップ１３の高さ制御に反映することができる。
【００１４】なお、値Ｃｆを求めるのには上述の手順のほかに、以下の手順でもよい。すなわち、チップ１３を台座１２の上に置き、把持部１０をチップ１３の上方であって第１可動部が所定高さＺ０である位置へ移動させて、ここで第２可動部６をストッパー９と接する位置まで下げる。第２高さ検知手段８の値Ｃをゼロ点（Ｃ＝Ｃ０＝０）にリセットする。ついで、第２可動部６が第１可動部３に対して移動できるように第２移動手段７を制御する。そして、第１可動部３を所定の距離Ｚｆだけ下げて、把持部１０をチップ１３に押し当てる。第１可動部３が停止するまでに第２可動部６は第１可動部３に対してある程度上昇する。この状態における第２高さ検知手段８の値Ｃを読み込みＣｆとする。
【００１５】図２（ｃ）はチップ１３を把持部１０で把持し、台座１２とチップ１３の間隔がΔｈになる高さｈへ上昇させた状態を示している。この高さで台座１２とチップ１３を接着すれば、接着層の厚さはΔｈとなる。ここで、従来の技術によればチップ１３の厚さを正確に把握することができなかったので、それぞれのチップ１３の厚さの違いにあわせて高さｈを変えながら接着層の厚さΔｈが一定になるように制御することができなかった。しかし、本発明によればそれぞれのチップ１３の厚さの違いが把握できるので、例えば標準的な厚さのチップ１３の場合の高さをｈｓとすると、ｈ＝ｈｓ＋ΔＣｆ、と補正することにより、チップ１３の厚さのバラツキがあっても接着層の厚さΔｈが一定になるように制御することができる。
【００１６】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。本実施例は本発明をマイクロ電子機械の製造に適用した例である。図３は本実施例における作業手順を示す説明図、図４は本実施例において製造するマイクロ電子機械の例を示す正面図、図５はチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムのアルゴリズムを示すフローチャートである。本実施例においては固定部、第１移動手段、第１高さ検知手段は図示を省略している。第１可動部５はロボット軸であり、Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ方向に可動であるが、本発明は高さＺ方向の制御に係るものであるので、Ｘ−Ｙ−θ方向の機構、動作はＩＣパッケージ製造用ロボットの周知の技術を用いればよく、ここでの図示・説明は省略する。第２移動手段７はエアスライダであり、レール７ａとスライダ７ｂを有する。第２高さ検知手段８は高分解能のリニアスケールである。第２可動部６の先端部には把持部として吸引によりＩＣチップを把持するコレットを設けている。
【００１７】図４に示すマイクロ電子機械は、複数のチップを有する複合モジュールの一種であり、ステム１４と呼ばれる台座に、ベースＩＣ１５、アンプＩＣ１６およびセンサ１７を有し、それぞれの部材は接着剤によって接着される。マイクロ電子機械とは、微細に形成した機械的な素子を含むチップを有するパッケージであり、ロボットの運動制御やナビゲーション等に使用される。本実施例では、センサ１７が機械的な素子である。
【００１８】まずステム１４を把持部１０の下におき、第１可動部３を決められた高さＺ０に移動させる。ここで、エアスライダ内の空気を出してストッパー９と第１可動部３に設けられた接触部材１８と接触するまで下げる。この位置が第２可動部６の第１可動部３に対する下限位置となる。ここで、図６はストッパー９の拡大正面図である。ストッパー９はボールベアリング１９を有し、ボール２０が下向きに突き出した状態で取付けられている。一方、接触部材１８は水平に設けられた板材であり、ボール２０と接触部材１８は点接触するため、位置決め精度は極めて高いものとなる。この位置にて第２高さ検知手段８の値Ｃをゼロにする。また、エアスライダは解放されており、自由に上昇できる状態にあるが、第２可動部６自体の自重により下限位置にとどまっている。
【００１９】ついで、図３（ｂ）に示すように第１移動手段を一定の距離Ｚｆだけ下降させる。この距離Ｚｆは、把持部１０がステム１４に必ず接触するように設定されている。把持部１０がステム１４に接触する際に、把持部１０は押し上げられる。ここで、制御器１１は第２高さ検知手段８の値Ｃを読み、Ｃｆ１とする。すなわち、把持部１０はステム１４との接触により距離Ｃｆ１だけ押し上げられたことになり、第１移動手段の基準高さＺ０からステム１４の上面までのストロークはＺｆ−Ｃｆ１となる。
【００２０】次に図３（ｃ）に示すようにステム１４の上面に装着されるベースＩＣ１５を把持部１０（コレット）で吸着し、ステム１４の上方でＺ０の高さに第１可動部３を移動させる。第２可動部６をボール２０と接触部材１８とが接触するまで下げ、エアスライダを解放する。再度、第１移動手段を一定の距離Ｚｆ１だけ下降させて、第２高さ検知手段８の値Ｃを読み、Ｃｆ２とする。制御器にてＣｆ２とＣｆ１の差ｔを求めると（ｔ＝Ｃｆ２−Ｃｆ１）、ｔがベースＩＣ１５の厚さとなる。
【００２１】以上の手順でステム１４の高さＺｆ−Ｃｆ１、およびベースＩＣ１５の厚さｔが求められた。接着層の厚さをΔｈになるように接着するためにコレットの高さＺｂは
Ｚｂ＝Ｚ０−（Ｚｆ−Ｃｆ１）＋（Ｃｆ２−Ｃｆ１）−Δｈ
＝Ｚ０−Ｚｆ＋Ｃｆ２−Δｈ
で求められる。ステム１４の上面に接着剤を適量塗布した後に、上記Ｚｂの位置へベースＩＣ１５を移動させれば、接着層の厚さは正確にΔＴとなる。ベースＩＣ１５を移動させる方法として第１移動手段４、第２移動手段７或いはその両方を作動させて行うことができるが、接着剤の粘性を考慮しながら正確に接着層の厚さを制御するためには、第２可動手段６を下限位置まで下げて固定し、第１移動手段４により第１可動部を制御させることが好ましい。この場合、第１可動部の固定部２に対する上昇距離がΔｈ−Ｃｆ１となるように制御すればよい。
【００２２】ベースＩＣ１５が固定されたら、ベースＩＣ１５とアンプＩＣ１６の接着およびベースＩＣ１５とセンサ１７の接着を行わなければならないが、上述の手順を繰り返すことにより、アンプＩＣ１６とセンサ１７の厚さのバラツキに影響を受けることなく、正確な接着層の厚さで接着を行うことができる。
【００２３】本実施例では、コレットをチップ搭載対象面等に接触させてその位置を把握するために、第１可動部を固定部に対して下降させることにより行い、接触の際に第２可動部が第１可動部に対して持ち上げられるときのずれの大きさを精度のよい第２高さ検知手段で読み取っているので、数値Ｃｆ１、Ｃｆ２を正確に把握することができる。
【００２４】本実施例においてはエポキシ樹脂等のペースト状の接着剤を使用する。接着剤を設定の厚さよりもやや厚く接着対象面に塗布し、その後、上からチップで押さえつけながら設定の厚さになる位置で固定する。従って、接着層の厚さは柔軟に変更することができる。例えば本実施例では、ステム１４とベースＩＣ１５、ベースＩＣ１５とアンプＩＣ１６、およびベースＩＣ１５とセンサ１７の３つの接着層があるが、これらの厚さはそれぞれ異なる。フィルム状接着剤やフィラー入り接着剤を使用する場合、接着層の厚さはフィルムの厚さまたはフィラーの粒径によって決められてしまうため、３つの接着層を異なる厚さにしようとすれば３種類の接着剤を準備しなければならない。一方、本発明によれば、制御プログラムで接着層の厚さΔｈを変えるだけで、容易に異なる厚さを実現できる。従って、最適な接着層の厚さを試験で求める場合でも、本発明によれば複数の異なる接着層の厚さに正確に接着された多数のサンプルを容易に作ることができる。
【００２５】以上、ＩＣチップを接着してマイクロ電子機械を製造する例を説明したが、チップとしてＩＣパッケージや表面実装用の各種電子部品を使用し基板への実装を行う等、チップ状の部材を搭載する様々な分野で本発明を適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上、本発明は、チップの厚さにバラツキがあっても正確な高さ方向の位置精度でチップの搭載を行うことができるという効果を有する。高さ方向の位置精度を向上させるので、本発明を特にマイクロ電子機械に適用した場合に、性能の向上や品質の安定化を実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチップの搭載装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明に係るチップの搭載装置の動作の説明図である。
【図３】本発明に係るチップの搭載装置の一実施例の動作の説明図である。
【図４】本発明の実施例において製造するマイクロ電子機械の例を示す正面図である。
【図５】本発明に係るチップ搭載装置を制御するためのコンピュータープログラムのフローチャートである。
【図６】ストッパーの詳細を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
１．チップの搭載装置
２．固定部
３．第１可動部
４．第１移動手段
５．第１高さ検知手段
６．第２可動部
７．第２移動手段
８．第２高さ検知手段
９．ストッパー
１０．把持部
１１．制御手段
１２．台座
１３．チップ（ＩＣチップ）
１４．ステム
１５．ベースＩＣ
１６．アンプＩＣ
１７．センサ
１８．接触部材
１９．ボールベアリング
２０．ボール
【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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