(57)【要約】【課題】搬送路上のヒートシンクを搬送する際のオーバーランを確実に防止すると共に必要最低限の吸着力とするようにして傷の発生を防止してヒートシンク表面の酸化を極力防止すること。【解決手段】間欠送り装置４の送り爪１１により搬送路上を滑らせながら、ヒートシンク３は間欠搬送される。そして、半田塗布ステーションでは、真空レギュレータ１４の真空度が所定値となるように設定され、吸引孔１２を介して吸着力が「中」で吸引された状態のヒートシンク３上に、平面方向に移動した塗布ノズル２１が下降することにより半田５を塗布する。次の装着ステーションでは、真空レギュレータ１４の真空度が所定値となるように設定され、吸引孔１２を介して吸着力が「強」で吸引された状態のヒートシンク３上に半田５を介して平面方向に移動した装着ノズル２２が下降してダイ６を装着する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠搬送装置の各送り爪によりヒータブロックに形成された搬送路上を滑りながら複数の作業ステーションに間欠送りされる各ヒートシンク上に半田を介してダイを装着する半導体素子の装着装置において、前記送り爪による前記ヒートシンクの搬送の際のオーバーランを防止すべく、前記各作業ステーションにおいて前記ヒートシンクの下面を真空吸着するための吸引路を前記ヒータブロックに形成すると共に各吸引路を吸着力を設定するための各真空レギュレータを介して真空源に接続したことを特徴とする半導体素子の装着装置。
【請求項２】
ヒートシンク上に半田を塗布する半田塗布ステーション、ヒートシンク上に半田を介してダイを装着する装着ステーション及びヒートシンク上にダイを装着したワークを移載する移載ステーションを備え、各真空レギュレータによって各ステーションでの吸着力を装着ステーション、半田塗布ステーション、移載ステーションの順に強く設定したことを特徴とする半導体素子の装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、間欠搬送装置の各送り爪によりヒータブロックに形成された搬送路上を滑りながら複数の作業ステーションに間欠送りされる各ヒートシンク上に半田を介してダイを装着する半導体素子の装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この半導体素子の装着装置においては、各作業ステーションでワークを位置決めして各作業を行うために、ワーク下面を真空吸着することが知られている（例えば、特開平１１−７２９２９号公報）。更には、間欠搬送装置の送り爪により搬送路上を滑らせながらヒートシンクを間欠送りさせる場合には、搬送路上のヒートシンクを搬送する際のオーバーランを防止する必要があるために、ヒートシンクの下面を真空吸着させる。
【０００３】
【特許文献】
特開平１１−７２９２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヒートシンクと前記搬送路との間に発生する摩擦力はヒートシンクと搬送路の摩擦係数により、更に真空吸着力が加えられるため、必要以上の摩擦力が発生することとなる。これにより接触面に傷が発生し、ヒートシンク表面の酸化を誘発することとなり、後工程に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００５】
そこで本発明は、搬送路上のヒートシンクを搬送する際のオーバーランを確実に防止すると共に必要最低限の吸着力とするようにして傷の発生を防止してヒートシンク表面の酸化を極力防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、間欠搬送装置の各送り爪によりヒータブロックに形成された搬送路上を滑りながら複数の作業ステーションに間欠送りされる各ヒートシンク上に半田を介してダイを装着する半導体素子の装着装置において、前記送り爪による前記ヒートシンクの搬送の際のオーバーランを防止すべく、前記各作業ステーションにおいて前記ヒートシンクの下面を真空吸着するための吸引路を前記ヒータブロックに形成すると共に各吸引路を吸着力を設定するための各真空レギュレータを介して真空源に接続したことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、ヒートシンク上に半田を塗布する半田塗布ステーション、ヒートシンク上に半田を介してダイを装着する装着ステーション及びヒートシンク上にダイを装着したワークを移載する移載ステーションを備え、各真空レギュレータによって各ステーションでの吸着力を装着ステーション、半田塗布ステーション、移載ステーションの順に強く設定したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図に基づき詳述する。図１及び図２において、１は半導体素子の装着装置で、この装着装置１の上流側からヒータ（図示せず）を埋設したヒータブロック２上に順次供給されるヒートシンク３を加熱しながら間欠送り装置４で間欠送りしながら、順次該ヒートシンク３上に半田５を塗布して、この半田５を介してヒートシンク３上にダイ６をボンディングしたワ−ク７を移載装置８によりキャリア治具９に複数個、例えば２個ずつ移載して収納するものである。
【０００９】
なお、半導体素子の装着装置１の各機器の設置スペースの関係によりコンパクト化すべく、前記ヒータブロック２の搬送方向と前記キャリア治具９の搬送方向とは直交しており、キャリア治具９は２ピッチずつ図示しない駆動源により移動されるものである。
【００１０】
前記間欠送り装置４は、前記ヒートシンク３の搬送方向に沿って設けられるトランスファ１０と、搬送路上の各ヒートシンク３に係止して搬送路上を滑られせながら移動させるために該トランスファ１０に所定間隔毎に設けられる複数の送り爪１１と、前記トランスファ１０を所定長さの１ピッチずつ往復動させる往復駆動源（図示せず）と、該往復駆動源によりトランスファ１０を１ピッチ往動作により移動させた後端を支点として上方へ揺動させてヒートシンク３と送り爪１１との係止を解除する揺動駆動源（図示せず）とを備えている。
【００１１】
そして、前記ヒートシンク３を前記間欠送り装置４で間欠送りする各作業ステーションでは、前記ヒータブロック２には上下に貫通する吸引孔１２が開設され、同内径の各吸引孔１２は吸引路となる各吸引管１３及び各真空レギュレータ１４を介して真空源１５に並列接続される。この半導体素子の装着装置１の運転中は、常時真空源１５により吸引動作が行われる。
【００１２】
最初の作業ステーションは前記ヒータブロック２上に供給されるヒートシンク３の厚さをレーザー変位計から成る厚さ計測センサ２０が計測するワーク厚さ検出ステーションであり、真空源１５に接続する吸引孔１２を介して吸引された状態のヒートシンク３の基準面である前記ヒータブロック２からの長さ、即ちヒートシンク３の厚さが計測される。この厚さ計測センサ２０からの厚さ情報に基づき、後述する装着ステーションにおける装着ノズル２２の下降量が図示しないマイクロコンピュータから構成される制御装置により算出される。そして、このワーク厚さ検出ステーションの吸引孔１２に連通する真空レギュレータ１４を真空度が所定値となるように設定し、吸着力を「弱」とする。
【００１３】
次の作業ステーションは前記ヒータブロック２上のヒートシンク３上に半田５を図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動可能な塗布ノズル２１が塗布する半田塗布ステーションであり、真空源１５に接続する吸引孔１２を介して吸引された状態のヒートシンク３上に半田５が塗布される。そして、この半田塗布ステーションの吸引孔１２に連通する真空レギュレータ１４を真空度が所定値となるように設定し、吸着力を「中」とする。
【００１４】
次の作業ステーションは前記ヒータブロック２上のヒートシンク３上に半田５を介して図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動可能な装着ノズル２２がダイ６を装着する装着ステーションであり、真空源１５に接続する吸引孔１２を介して吸引された状態のヒートシンク３上に半田５を溶融しながらダイ６が装着される。そして、この装着ステーションの吸引孔１２に連通する真空レギュレータ１４を真空度が所定値となるように設定し、吸着力を「強」とする。
【００１５】
次の次の作業ステーション及びその次の作業ステーションは半田５を介してヒートシンク３上にダイ６をボンディングした前記ヒータブロック２上のワ−ク７を移載装置８によりキャリア治具９に２個ずつ移載する移載ステーションであり、真空源１５に接続する吸引孔１２を介して吸引された状態のワーク７がピックアップされキャリア治具９に移載される。そして、これらの移載ステーションの吸引孔１２に連通する真空レギュレータ１４を真空度が所定値となるように設定し、吸着力を「弱」とする。
【００１６】
ここで、前記送り爪１１で前記ヒータブロック２に形成された図示しない搬送路上のヒートシンク３を搬送する際のオーバーランを防止する必要があるために、ヒートシンク３の下面を真空吸着するが、ヒートシンク３と前記搬送路との間に発生する摩擦力はヒートシンク３と搬送路の摩擦係数により、更に真空吸着力が加えられるため、必要以上の摩擦力が発生することとなる。これにより接触面に傷が発生し、ワーク７表面の酸化を誘発することとなり、後工程に悪影響を及ぼすこととなるため、必要最低限の吸着力とするために、前述したようにオーバーランをしても良い作業ステーションでは「弱」、オーバーランを確実になくしたい作業ステーションでは「中」、搬送後外力が加わることが想定される作業ステーションは「強」に設定するものである。
【００１７】
次に、図３乃至図６に基づき、移載装置８について説明する。２５は移載動作の駆動源である駆動シリンダーで、該シリンダー２５のロッドは装置本体２６に対してベアリング２７を介して回動可能な連結軸２８に連結されている。
【００１８】
そして、前記装置本体２６には、第１筒体２９に設けられたブールスプラインのナット３０に規制されて図示しない駆動源により上下動可能なるも回動ができない第１移載ノズル３１と、第２筒体３２に設けられたブールスプラインのナット３３に規制されて図示しない駆動源により上下動可能なるも回動ができない第２移載ノズル３４とが設けられる。そして、前記第１筒体２９及び第２筒体３２の中間部と前記装置本体２６との間には夫々ベアリング３５、３６が設けられている。また、前記第１筒体２９及び第２筒体３２周囲にはプーリ３７、３８が設けられ、これらのプーリ３７、３８と同じ歯数のタイミングベルト３９が両プーリ３７、３８に跨るように張架される。４０は前記タイミングベルト３９にテンションを印加するためのテンションローラである。
【００１９】
以上の構成により、以下動作について説明する。先ず、図示しない上流側装置より半導体素子の装着装置１にヒートシンク３がヒータブロック２上に１個ずつ順次供給される。そして、往復駆動源（図示せず）により前記トランスファ１０を所定長さの１ピッチずつ往動させることにより各送り爪１１により搬送路上の各ヒートシンク３に係止して移動させ、揺動駆動源（図示せず）によりトランスファ１０を後端を支点として上方へ揺動させてヒートシンク３と送り爪１１との係止を解除して、更に前記往復駆動源により復動作して１ピッチ戻り、前記揺動駆動源によりトランスファ１０を後端を支点として下方へ揺動させるということを繰り返すこととなるが、その間各作業ステーションで後述するように各作業を行う。
【００２０】
最初のワーク厚さ検出ステーションでは真空源１５に接続する吸引孔１２を介して吸着力が「弱」で吸引された状態のヒートシンク３の厚さを厚さ計測センサ２０が計測する。この場合、ヒートシンク３の基準面であるヒータブロック２からの長さ、即ちヒートシンク３の厚さｔが検出され、この厚さ計測センサ２０からの厚さ情報に基づき、装着ノズル２２の下降量が制御装置により算出される。
【００２１】
次の半田塗布ステーションでは吸引孔１２を介して吸着力が「中」で吸引された状態のヒートシンク３上に、平面方向に移動した塗布ノズル２１が下降することにより半田５を塗布する。
【００２２】
次の装着ステーションでは吸引孔１２を介して吸着力が「強」で吸引された状態のヒートシンク３上に半田５を介して平面方向に移動した装着ノズル２２が下降してダイ６を装着する。この場合、制御装置により装着ノズル２２の下降量が算出されているので、即ちマイクロコンピュータで構成される制御装置のＲＡＭ（記憶装置）に格納されているヒートシンク３の標準厚さ（厚さ基準値）をＴとし装着後の半田５の厚さを１００μｍにしたい場合には装着ノズル２２の下降量は待機位置の装着ノズル２２に吸着保持されたダイ６の下面から標準厚さＴのヒートシンク３の上面までの距離Ｚから１００μｍを引いた値となるが、前記標準厚さＴと前記厚さ計測センサ２０により得られたヒートシンク３の厚さｔとの差を加味して下降させることにより、一定の半田厚（１００μｍ）を得ることができる。従って、ヒートシンク３の製作上の厚さバラツキをカバーしたボンディング後の半田厚を確保できることとなる。なお、この装着の際には、いわゆるスクラブ動作を行う。
【００２３】
次の次の移載ステーション及びその次の移載ステーションでは、吸引孔１２を介して吸着力が「弱」で吸引された状態のヒートシンク３上に半田５を介してダイ６が装着されたワーク７を移載装置８によりキャリア治具９に２個ずつ移載する。
【００２４】
以下、この移載装置８の動作を詳述する。先ず、図示しない駆動源が駆動すると、第１移載ノズル３１及び第２移載ノズル３４とがナット３０、３３に案内されながら下降して、各ワーク７を夫々真空吸着してヒータブロック２上から取出す。
【００２５】
そして、駆動シリンダー２５が駆動するとそのロッドが伸張して、連結軸２８が一点鎖線で示す円弧状の軌跡を描きながら第１移載ノズル３１を支点として装置本体２６が反時計方向に９０度回動して、図２及び図３に示す状態から図７及び図８に示す状態となる。
【００２６】
このとき、前記装置本体２６は前記ロッドの伸張によりナット３０に回動を規制された第１移載ノズル３１を支点としてベアリング３５により反時計方向に９０度回動するため、図７に示すように、第１移載ノズル３１が前述の如く下降することによりキャリア治具９の収納部にヒータブロック２の先頭のワーク７を移載できるが、図３及び図８におけるＡ乃至Ｄで示すように、プーリ３７の位置は変わらずにワーク７の向きは変わらない状態で移載できる。
【００２７】
またこのように、第１筒体２９及び第１移載ノズル３１は回動しないが、前記第１筒体２９及び第２筒体３２周囲のプーリ３７、３８にタイミングベルト３９が跨るように設けられているので、前記装置本体２６が９０度回動する際にはプーリ３８が９０度回動することによりベアリング３６を介して第２筒体３２（及び第２移載ノズル３４）は時計方向に９０度回動することとなる。このため、結果として、図３及び図８におけるＥ乃至Ｈで示すように、第２移載ノズル３４に吸着されたヒータブロック２上の２番目のワーク７の向きも変わらない状態でキャリア治具９の収納部に移載できる。しかも、第１移載ノズル３１及び第２移載ノズル３４により、前記ヒータブロック２上でダイボンディングの終了した複数のワーク７を吸着して取出した当該複数のワーク７を同時に同じ方向に揃えた状態で前記キャリア治具９に移載収納することができる。
【００２８】
この移載後、図示しない駆動源によりキャリア治具９を２ピッチ分搬送させ、次の移載に備える。そして、以上のように順次ヒータブロック２上からワーク７を２個ずつ移載装置８によりキャリア治具９の収納部に同じ向きにした状態で移載することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では移載ノズルを２個設けたが、この２個に限らず、筒体、プーリ、ベアリングなども含めて３個以上設けることは可能である。
【００３０】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、搬送路上のヒートシンクを搬送する際のオーバーランを確実に防止すると共に必要最低限の吸着力とするようにして傷の発生を防止してヒートシンク表面の酸化を極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワーク収納装置の一部正面図である。
【図２】ワーク収納装置の一部平面図である。
【図３】移載装置の平面図である。
【図４】移載装置の縦断正面図である。
【図５】移載装置の一部縦断側面図である。
【図６】移載装置の一部縦断側面図である。
【図７】移載動作後のワーク収納装置の一部平面図である。
【図８】移載動作後の移載装置の平面図である。
【符号の説明】
１                装着装置
２                ヒータブロック
３                ヒートシンク
４                間欠送り装置
７                ワーク
９                キャリア治具
１０              トランスファ
１１              送り爪
１２              吸引孔
１４              真空レギュレータ
１５              真空源
２１              塗布ノズル
２２              装着ノズル
【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】
2004200470.tif 000008
【図７】
2004200470.tif 000009
【図８】
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