(57)【要約】      （修正有）【課題】接合機械、特にフリップチップ接合器のチップ転送ステーションに関する。このステーションは、搬送フィルムに用意された電子回路を捕捉してこれらを回路基盤、特にセラミック基板へ転送する装置である。特に高精度でチップを定置でき、他方確実に機能して、精密なチップや回路基盤の接触軌道を傷つけることのないこの種の装置の改良型を得ることにある。【解決手段】搬送ユニット１は駆動モータ３と、これに結合されたベルト伝動機構５と、ベルト伝動機構により駆動される吸込みニードル反転手段７とを備え、吸込みニードル反転手段は旋回軸Ａに着座した吸込みニードルホルダと、旋回軸に回転不能に連結されたプーリー９とを具備する。吸込みニードルホルダは、Ｚ方向にのみ移動できる吸込みニードルキャリッジを取り付けた誘導ブロックを備え、かつ吸込みニードルを支え、かつ旋回軸に平行に方位した合くぎまたはボルトを支持する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合機械、特にフリップチップ接合器、のチップ転送ステーションであって、多軸定置機構並びに定置機構に取り付けられかつこれにより位置付けされる吸込みニードルモジュールと、ハウジング（１３）と、チップ、特にフリップチップタイプ、を捕捉するための真空導管に連結された吸込みニードルと、吸込みニードル搬送ユニット（１）とを有し、搬送ユニット（１）が駆動モータ（３）と、これに結合されたベルト伝動機構（５）と、ベルト伝動機構（５）により駆動される吸込みニードル反転手段（７）とを具備し、吸込みニードル反転手段が旋回軸（Ａ）に着座した吸込みニードルホルダ（１１）と、旋回軸に回転不能に連結されたプーリー（９）とを具備するチップ転送ステーションにおいて、
吸込みニードルホルダ（１１）は、Ｚ方向にのみ移動できる吸込みニードルキャリッジ（１９）を取り付けた誘導ブロック（１５）を具備し、かつ吸込みニードルを支え、また旋回軸に平行に方位した合くぎまたはボルト（３５）を支持し、さらに
吸込みニードルキャリッジから突出する合くぎまたはボルトと係合する駆動フォーク（３３）は、旋回軸を介してプーリーに回転不能に連結され、吸込みニードルキャリッジは駆動フォーク（３３）により駆動されて、もっぱら＋Ｚ及び−Ｚ方向へ移動され、これにより軸線上の誘導ブロックは停止装置により１８０°に制限された角範囲を旋回でき、駆動フォーク（３３）は１８０°を越えて旋回できることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項２】
請求項１に記載のチップ転送ステーションにおいて、吸込みニードルキャリッジ（１９）はばね押しにより誘導ブロック（１５）に取り付けられ、及び／または吸込みニードルは弾力的に吸込みニードルキャリッジに装着されることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項３】
請求項１あるいは２に記載のチップ転送ステーションにおいて、吸込みニードルキャリッジ（１９）は、誘導ブロック（２１）のＺ摺動路（１７）に可動配置された第１のキャリッジ成分（２１）と、第１のキャリッジ成分のＺ摺動路（２３）をばね押しにより移動可能な第２のキャリッジ成分（２５）との並行キャリッジとして構築されることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項４】
請求項３に記載のチップ転送ステーションにおいて、第１のキャリッジ成分のＺ摺動路は引張りばね（３１）として作用するコイルばねを備え、これの第１の端部は第１のキャリッジ成分（２１）に装着され、これの第２の端部は第２のキャリッジ成分（２５）に装着されることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のチップ転送ステーションにおいて、吸込みニードルキャリッジ（１９）は誘導ブロック（１５）のＺ摺動路（１７）にばね押しにより取り付けられることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項６】
請求項５に記載のチップ転送ステーションにおいて、誘導ブロック（１５）のＺ摺動路（１７）は圧縮ばね（２９）として作用するコイルばねを備え、その第１の端部は誘導ブロックの当たり面に支持され、その第２の端部は吸込みニードルキャリッジ（１９）の当たり面（２１ａ）に支持されることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項７】
請求項５に記載のチップ転送ステーションにおいて、旋回軸と関連して誘導ブロックに、圧縮ばねとして作用するうず巻ばねが設けられ、その第１の端部は誘導ブロックの当たり面に支持され、その第２の端部は吸込みニードルキャリッジの当たり面に支持されることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のチップ転送ステーションにおいて、旋回軸は真空導管の一部を形成する中空構造物であり、可撓性または剛性の連結細管（４３）を介して吸込みニードルの基端部に連結されることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のチップ転送ステーションにおいて、ハウジング（１３）に第１と第２の停止装置（３７、３９）が設けられて正確に１８０°領域を画定し、この領域を吸込みニードルホルダ（１１）が旋回できることを特徴とするチップ転送ステーション。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のチップ転送ステーションを用いた、接合機械、特にフリップチップ型の接合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は接合機械、特にフリップチップ接合器のチップ転送ステーションに関する。このステーションは、搬送フィルムに用意された電子回路を捕捉してこれらを回路基盤、特にセラミック基板へ転送する装置である。
【０００２】
【従来の技術】
周知のフリップチップ法では、接合機械の回路（チップ）はフィルムの下に位置するピンによりフィルムから持ち上げられ、それから１８０°回転する吸込みニードルにより捕捉されて別の吸込みニードルに転送され、最終的に直接接合のためこれらを関連した接触軌道に載置することで精密に回路基盤に対して定置される。この種の装置は日本国特許第ＪＰ０２  ０５６９４４号に記載されるが、併せて１９９０年５月１４日付け日本特許抄録０１４巻、第２２５（Ｅ−０９２７）も参照されたい。他の同様の装置は欧州特許第ＥＰ１０５７３８８Ｂ１からも知られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、特に高精度でチップを定置でき、他方確実に機能して、精密なチップや回路基盤の接触軌道を傷つけることのないこの種の装置の改良型を得ることにある。
【０００４】
この目的は、請求項１に記載の特徴を持ったチップ転送ステーションにより達成される。本発明の基礎となるアイデアの有利なさらなる展開は従属クレームの主題となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
提案したチップ転送ステーションは、基部本体に取り付けられた多軸定置機構と、定置機構により定置でき、かつ真空導管に装着された（第１の）吸込みニードルを含有する吸込みニードルモジュールとを有する。定置機構は、ベルトを連結した駆動モータを具備する吸込みニードル搬送ユニットと、前記ベルトにより駆動される吸込みニードル反転手段とを組み込んでいる。反転手段は旋回軸に着座した吸込みニードルホルダと、旋回軸に固定連結されたプーリーとを具備する。
【０００６】
本発明のアイデアは吸込みニードルホルダを、簡単に記述すれば、摺動キャリッジを着座させた誘導ブロックとして構築して、実際の吸込みニードルのホルダを提供する。加えて、本発明のアイデアによれば、吸込みニードルキャリッジは駆動フォークを介して作動され、駆動フォークは旋回軸を介してプーリーに回転不能に結合されて、その両突又と、キャリッジに取り付けられた合くぎまたはボルトとで挟持される。駆動フォークにより、本発明の主態様によれば、吸込みニードルキャリッジは駆動され、その動きはプラスとマイナスのＺ方向に拘束される。
【０００７】
一方、誘導ブロックそれ自体の旋回軸上の回転は停止装置により正確に１８０°に制限され、そして駆動フォークは１８０°を越えて回転できる。この方法によりキャリッジを作動し誘導すれば、吸込みニードルはチップ表面に接近しそれに触れながら、正確に位置取りされた垂直径路に沿って移動する。つまり、チップが吸込みニードルにより捕捉される際に発生して相当な損傷の危険すなわち無駄を呈するだろうところの、吸込みニードルとチップ表面との相対的な横の動きは確実に防止される。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、吸込みニードルの誘導ブロック内への取付けはばね押し式であるか、及び／または吸込みニードルは弾力的にキャリッジに装着される。さらにより特化された設計では、吸込みニードルキャリッジは並列キャリッジとして構築され、その第１の成分は誘導ブロックの摺動路内をＺ方向に移動でき、第２の成分は第１のキャリッジ成分のＺ摺動路内をばね押しにより移動できる。
【０００９】
ばねを組み合せたこの使用法により、吸込みニードルは「ソフト」な誘導でチップ表面に接近でき、許されない大きな縦の圧力（これは、上記のフォークの誘導により横方向の相対運動が退けられると、チップに対する唯一の残された危険の元となる）による表面への損傷は回避される。
【００１０】
誘導ブロックへの吸込みニードルキャリッジの、あるいは並行キャリッジの第１の成分の、ばね押し誘導を実現する第１の有用な設計−本発明の観点からこれが好ましい−では、縦の誘導手段は誘導ブロックにコイルばねの形で配設され、これが誘導ブロックとキャリッジとの間で圧縮ばねとして作用する。これとは別の実施形態では、２つの成分間のばね応力は、旋回軸と関連したうず巻ばねにより生じる。ここでは鋼のばねの代わりにエラストマのばね要素も使用できる。
【００１１】
上述の並行構成による吸込みニードルキャリッジの場合、第２のキャリッジ成分の第１の成分に対するばね押し誘導は、この２つの成分間に配設される引張りばねにより実行されるのが好ましい。具体的に言えば、これもやはり鋼のコイルばねの形を取るが、エラストマ要素により形成することもできる。
【００１２】
構造的に簡単な方法で必要な真空を吸込みニードルに加えるには、旋回軸を中空にして真空導管部分を作り、可撓性や剛性の管を介して吸込みニードルの基端部に結合する。
【００１３】
全体の吸込みニードルホルダ、特にキャリッジ部分の旋回運動の上述した正確な画定は、チップ転送ステーションの基部本体に配設された２つの停止装置により有利に達成される。これらは必要であれば調整でき、またニードルがその接近中に確実にチップ表面に直角に移動されるように作用し、さらに均一に画定された位置を設定して、第２の吸込みニードルへチップを転送する作用もする。
【００１４】
本発明の他の利点並びに有用な特徴は、図面を参照した例示的な好ましい実施形態についての以下の記述において明らかとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、フリップチップ接合器の一部として用いるための、本発明によるチップ転送ステーションの重要な成分を構成する吸込みニードル搬送ユニット１を示している。吸込みニードル搬送ユニットの要素には、ベルト伝動機構５に結合された駆動モータ３と、ベルトにより駆動される吸込みニードル反転手段７とがある。反転手段は、ベルト伝動機構のベルトと係合するプーリー９（図では殆ど他の要素に隠れている）と、旋回軸Ａの周りを回転できる吸込みニードルホルダ１１とを具備する。吸込みニードル搬送ユニット１はハウジング１３の内部または側部に配設され、吸込みニードルそれ自身は図面から省かれている。
【００１６】
図２及び３に示すように、吸込みニードルホルダは旋回軸Ａに固定着座した誘導ブロック１５と、並行摺動キャリッジ１９とを具備し、並行摺動キャリッジ１９は誘導ブロック１５に取り付けられ、第１の摺動路１７を介してＺ方向に移動できる。このキャリッジは摺動路１７と直接係合する第１のキャリッジ成分２１と、第１の成分２１に取り付けられ、第２の摺動路２３を介してＺ方向に移動できる第２のキャリッジ成分２５とを具備する。誘導ブロック１５の摺動路１７の隣に、第１の鋼コイルばね２９により囲繞された鉛直の誘導ロッド２７が配設される。
【００１７】
第１のキャリッジ成分２１の表面の突出部２１ａは適当な孔を具備して、誘導ロッド２７を取り囲み、コイルばね２９の（上方）当たり面を形成する。ばね２９はその下端部で当たり面（それとしては図示せず）に当接して支持される。コイルばね２９は圧縮ばねとして作用し、図２及び図３に示した吸込みニードルホルダ１１の作動位置において、誘導ブロック１５に対し並行キャリッジ１９をその最上可能位置へ押し上げようとする応力を加える。
【００１８】
第２の摺動路２３に隣接して、第１のキャリッジ成分２１と第２のキャリッジ成分２５とはそれぞれロッドまたはボルト（図では区別せず）を備え、これらの間に第２の鋼コイルばね３１が引張りばねとして装着される。これは２つの部分２１、２５を相対的最下位許容位置に引っ張ろうとするが、第２のキャリッジ成分２５の下位に取り付けてある吸込みニードル（図示せず）が並行キャリッジ１９の下方移動中に障害物（特に転送されるチップの表面）と遭遇した場合、第２のキャリッジ成分２５を上方へ逃避させる。
【００１９】
図３に、ベルト伝動機構５（図１）により伝達される吸込みニードルホルダの軸線Ａの周りの回転運動を、吸込みニードルの−Ｚ方向への直線運動に変換する要素が示してある。この要素は駆動フォーク３３であり、これの両突又の間に担持ボルト３５が配設されて、駆動フォークと対面する第１のキャリッジ成分２１の側部から突出している。吸込みニードルホルダ１１はハウジング１３の停止装置３７により、軸線Ａの周りを１８０°を越えて回転することを阻止されるから、回転運動は上述の並行キャリッジ１９の正確に案内される垂直運動へ変換され、これにより並行キャリッジ１９は転送されるチップの表面に接近する。この際さらに指摘すべきは、ハウジング１３（図１）の追加的停止装置３９が、吸込みニードルホルダの別の回転方向への旋回運動を類似のやり方で制限することである。
【００２０】
吸込みニードルがチップを離さないように、その圧力は誘導ブロック１５の第１の真空接合具４１から、接合細管４３と、第２のキャリッジ成分２５の第２の真空接合具４５と、第２のキャリッジ成分２５の下側の吸込みニードル接合具４７とを通過し、吸込みニードルの末端で終端する導管を介して低められる。
【００２１】
本発明の実施態様は、上述の例並びにこれと関連して紹介した態様とに限らず、当業者の力量内の数多の変形においてもまた可能である。具体的に言えば、上述の態様により提案した解決策についてのいろいろな組み合せは本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１実施形態による吸込みニードル搬送ユニットの（蓋を一部除去した）斜視図である。
【図２】図２は、吸込みニードル搬送ユニットの一部を形成する吸込みニードル反転手段の、１角度からの斜視図である。
【図３】図３は、吸込みニードル搬送ユニットの一部を形成する吸込みニードル反転手段の、１角度からの斜視図である。
【符号の説明】
１  吸込みニードル搬送ユニット
３  駆動モータ
５  ベルト伝動機構
７  吸込みニードル反転手段
９  プーリー
１１  吸込みニードルホルダ
１３  ハウジング
１５  誘導ブロック
１７、２３  摺動路
１９  並行キャリッジ
２１、２５  キャリッジ成分
２１ａ  突出部
２７  誘導ロッド
２９  鋼コイルばね（圧縮ばね）
３１  鋼コイルばね（引張りばね）
３３  駆動フォーク
３５  担持ボルト
３７、３９  停止装置
４１、４５  真空接合具
４３  接合細管
４７  吸込みニードル接合具
Ａ  旋回軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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