(57)【要約】【課題】中継ステージを基板ステージに一体に取り付けることにより、中継ステージ独自の移動手段を省き、ボンディング装置の製作コストを押さえると同時にボンディング装置の小型化を図る。【解決手段】課題解決のため、ボンディング装置に次の手段を採用する。第１に、チップを一時的に載置する中継ステージと、移動機構に取り付けられた基板を載置する基板ステージと、供給トレイ上のチップを中継ステージに受け渡すチップ吸着ヘッドと、供給トレイ上の基板を基板ステージに受け渡す基板吸着ヘッドと、中継ステージ上のチップを基板ステージ上の基板にボンディングするボンディングヘッドと、チップがボンディングされた基板を吸着保持して収納トレイに受け渡す完成品吸着ヘッドとを備えたボンディング装置とする。第２に、中継ステージと基板ステージとを移動機構に一体に取り付ける。【選択図】　　　　図１
2004103647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップを一時的に載置する中継ステージと、ＸＹ軸方向に移動可能な移動機構に取り付けられた基板を載置する基板ステージと、供給トレイ上のチップを吸着保持して中継ステージに受け渡すチップ吸着ヘッドと、供給トレイ上の基板を吸着保持して基板ステージに受け渡す基板吸着ヘッドと、中継ステージ上のチップを保持して基板ステージ上の基板にボンディングするボンディングヘッドと、チップがボンディングされた基板を吸着保持して収納トレイに受け渡す完成品吸着ヘッドとを備えたボンディング装置において、中継ステージと基板ステージとを上記ＸＹ軸方向に移動可能な移動機構に一体に取り付けたことを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
完成品吸着ヘッドをボンディングヘッドと一体に取り付け、完成品を基板ステージから取り出し収納トレイに受け渡す際に、次のチップを供給トレイから取り出し、中継ステージに受渡を行うことを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップと基板を供給してボンディングを行い、完成品を収納するボンディング装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チップと基板を供給してボンディングを行い、完成品を収納するボンディング装置は従来より存在した。例えば特許文献１に記載されたボンディング装置は、チップトレイからチッププリアライメント部（中継ステージに相当する）へチップを移動する手段と、基板トレイから基板プリアライメント部へ基板を移動する手段と、基板プリアライメント部からボンディングステージ（基板ステージに相当する）へ、またボンディングステージから完成品トレイへ基板及び完成品（チップがボンディングされた後の基板）を移動する手段とを備えている。
【０００３】
しかし、上記ボンディング装置は、チップ、基板、完成品（チップがボンディングされた後の基板）を移動する手段をおのおの備えているため、ボンディング装置の製作がコスト高となり、かつボンディング装置が大型化する問題点を有していた。
【０００４】
そこで特許文献２に示されるようなチップ及び基板を移動する手段と完成品の移動手段を兼用したコンパクト且つ低コストで製作可能なボンディング装置が提案された。しかし、ボンディング装置のコンパクト化、低コスト化の要請は更に大きなものとなっている。また、特許文献２に示されるボンディング装置は、中継ステージが基板ステージに対して独立して移動可能な構造であるため、構造や動作が複雑であるという問題点を有していた。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２２９７２４号公報
【特許文献２】特開２００２−５７１６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、中継ステージを基板ステージに一体に取り付けることにより、中継ステージ独自の移動手段を省き、ボンディング装置の製作コストを押さえると同時にボンディング装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記課題を解決するため、ボンディング装置に次の手段を採用する。
第１に、チップを一時的に載置する中継ステージと、ＸＹ軸方向に移動可能な移動機構に取り付けられた基板を載置する基板ステージと、供給トレイ上のチップを吸着保持して中継ステージに受け渡すチップ吸着ヘッドと、供給トレイ上の基板を吸着保持して基板ステージに受け渡す基板吸着ヘッドと、中継ステージ上のチップを保持して基板ステージ上の基板にボンディングするボンディングヘッドと、チップがボンディングされた基板を吸着保持して収納トレイに受け渡す完成品吸着ヘッドとを備えたボンディング装置とする。
第２に、中継ステージと基板ステージとを上記ＸＹ軸方向に移動可能な移動機構に一体に取り付ける。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の改良に関するもので、完成品吸着ヘッドとボンディングヘッドとを一体に取り付け、完成品を基板ステージから取り出し、収納トレイに受け渡す際に、次のチップを供給トレイから取り出し、中継ステージに受渡を行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、ボンディング装置の一実施例を示す概略分解斜視図であり、図２は、基板ステージ部及びピックアンドプレース部を示す平面図である。実施例にかかるボンディング装置１は、チップ５としてレーザダイオード（ＬＤ）やフォトディテクタ（ＰＤ）等の光学部品を用い、該チップ５を基板６に搭載するボンディング装置である。レーザダイオード（ＬＤ）やフォトディテクタ（ＰＤ）等のチップ５の大きさは１辺０．５ｍｍ程度の方形上のもので、基板６も数ミリ程度の非常に小さいものである。
【００１０】
ボンディング装置１は、ボンディングユニット２と基板ステージ部３とピックアンドプレース部４とを主要部とするものである。
【００１１】
ボンディングユニット２は、Ｚ軸駆動モータ２１により上下動する取付プレート２２に基板認識用の第２のカメラ２３と、チップを吸着保持して基板にボンディングするボンディングヘッド２４と、完成品吸着ヘッド２５とを取り付けたものである。実施例におけるボンディングユニット２は、制御精度を保つためＺ軸方向（上下方向）のみの移動機構となっている。
【００１２】
ボンディングヘッド２４は、中継ステージ３２上のチップ５を吸着保持し、基板ステージ３１上の基板６へ下降し、チップ５を基板６にボンディングするものであり、Ｚ軸駆動モータ２１により、退避位置（図１のボンディングヘッド２４の位置）とその下方のボンディング位置に位置する基板ステージ３１の間を昇降可能とされている。
【００１３】
完成品吸着ヘッド２５は、完成品（チップ５がボンディングされた基板６）を吸着保持するもので、基板ステージ３１上に下降して、完成品を吸着保持し、上昇し、更に、完成品トレイ３３及び不良品トレイ３４が下方に移動後、下降して完成品を完成品トレイ３３、又は、完成品が不良品であれば不良品トレイ３４に収納する機能を有する。
【００１４】
第２のカメラ２３は、基板ステージ３１上の、基板６の位置を認識し、第３のカメラ３５と共同してボンディングのための基板６とチップ５の位置合わせを行うためのものである。
【００１５】
基板ステージ部３には、基板ステージ３１、中継ステージ３２、基板収納トレイとして完成基板を収納する完成品トレイ３３、不良品を収納する不良品トレイ３４と、チップ５を観察する第３のカメラ３５と、第２のカメラ２３と第３のカメラ３５の位置合わせに用いるキャリブレーション３６が設けられている。
【００１６】
基板ステージ３１は、基板６とチップ５がボンディングされるステージであり、他方、中継ステージ３２は、チップ吸着ヘッド４７で運ばれてきたチップ５をボンディングヘッド２４に受け渡すためにチップ５を一時的に載置するためのものである。
【００１７】
基板ステージ部３には、Ｘ軸駆動モータ１０によるＸ軸方向（図２中左右方向）への移動と、Ｙ軸駆動モータ１１によるＹ軸方向（Ｘ軸方向に直交する方向で、基板ステージ３１がボンディング位置へ進退する水平方向で、図２中上下方向）への移動とが可能なＸＹテーブル３７が存在する。
【００１８】
該ＸＹテーブル３７に、上記中継ステージ３２、完成品トレイ３３、不良品トレイ３４、第３のカメラ３５、キャリブレーション３６が一体的に取り付けられている。尚、基板ステージ３１は、ＸＹテーブル３７上にΘ軸駆動モータ１２により回転可能とされたΘテーブル１３上に取り付けられており、Θ軸調整機能を有している。勿論、中継ステージ３２は、独立したΘ軸駆動装置を有する。
【００１９】
ピックアンドプレース部４には、ワーク載置テーブル４１が固定されており、該ワーク載置テーブル４１には、基板トレイ４２及び素子トレイ４３が配置されている。ワーク載置テーブル４１は、中継ステージ３２の設置高さより高い位置に設置されている。素子トレイ４３及び基板トレイ４２は、格子状に仕切られており、仕切空間に１つのチップ５、１つの基板６が収納されている。尚、チップ５は表面（電極が現れている面）が、下向とされた所謂フェイスダウンの状態で素子トレイ４３に収納されている。
【００２０】
ピックアンドプレース部４には、Ｚ軸駆動モータ４４で昇降する取付ベース４５に基板吸着ヘッド４６と、チップ吸着ヘッド４７と、第１のカメラ４８とが一体に取り付けられている。尚、第１のカメラ４８は、素子トレイ４３上のチップ５と基板トレイ４２上の基板６を観察する。基板吸着ヘッド４６には回転角調整のためのΘ軸駆動モータ４９が装備されている。
【００２１】
ピックアンドプレース部４はＸ軸駆動モータ５０でＸ軸方向に移動可能とされる駆動機構が存在する。該駆動機構は、基板吸着ヘッド４６で吸着保持した基板６及びチップ吸着ヘッド４７で吸着保持したチップ５を、基板ステージ３１及び中継ステージ３２に移送する移送手段であり、ボンディングユニット２に干渉しないようにボンディングユニット２の手前側に位置されている。
【００２２】
以下、ボンディング装置１で１個の基板６に対し１個のチップ５をボンディングする場合の動作について図３のフロー図に従って説明する。図３左側の流れがピックアンドプレース部４の動作で、同図中右側の流れがボンディングユニット２の動作を示している。
【００２３】
第１に、素子トレイ４３上のチップ５を第１のカメラ４８で認識し、基板トレイ４２上の基板６を第１カメラで認識した後、認識した基板６及び認識したチップ５をおのおの基板吸着ヘッド４６及びチップ吸着ヘッド４７が下降して、吸着保持する。尚、基板吸着ヘッド４６は、第１のカメラ４８での認識結果に従い、吸着保持前にΘ軸駆動モータ４９が作動し、Θ軸が調整される。
【００２４】
ピックアンドプレース部４は、Ｘ軸駆動モータ５０の作動により、基板ステージ部３側に移動し、チップ５を吸着したチップ吸着ヘッド４７は、中継ステージ３２にチップ５を受け渡す。受け渡された中継ステージ３２上のチップ５は第１のカメラ４８で認識される。認識後、中継ステージ３２は、Θ軸を調整される。他方、基板吸着ヘッド４６は、基板ステージ３１上に基板６を受け渡す。
【００２５】
ピックアンドプレース部４は、Ｘ軸駆動モータ５０の作動により、基板トレイ４２及び素子トレイ４３側に移動し、次のチップ５及び次の基板６を第１のカメラ４８で認識し、認識した基板６の保持、認識したチップ５の保持を行う。
【００２６】
予定数に達していなければ、中継ステージ３２にチップ５を受け渡し、受け渡された中継ステージ３２上のチップ５は第１のカメラ４８で認識される。尚、認識後、中継ステージ３２は先と同様にΘ軸を調整する。
【００２７】
他方、ボンディングユニット２では、基板ステージ３１上の完成品を完成品吸着ヘッド２５で保持し、完成品を完成品トレイ３３に収納する。
【００２８】
その後、ボンディングヘッド２４が中継ステージ３２上のチップ５を保持する。保持されたチップ５のチップ位置を第３のカメラ３５で認識する。他方、第２のカメラ２３で基板ステージ３１上の基板位置を認識し、基板６とチップ５の位置合わせを行い、その後ボンディングする。
【００２９】
予定数を終了していなければ、基板ステージ３１上の完成品を完成品吸着ヘッドで保持する。完成品を完成品トレイ３３に収納して、次のボンディングを行う。予定数を終了していれば、基板ステージ３１上の完成品を完成品吸着ヘッド２５で保持し、完成品トレイ３３に収納して終了する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、チップを一時的に載置する中継ステージと、ＸＹ軸方向に移動可能な移動機構に取り付けられた基板を載置する基板ステージと、供給トレイ上のチップを吸着保持して中継ステージに受け渡すチップ吸着ヘッドと、供給トレイ上の基板を吸着保持して基板ステージに受け渡す基板吸着ヘッドと、中継ステージ上のチップを保持して基板ステージ上の基板にボンディングするボンディングヘッドと、チップがボンディングされた基板を吸着保持して収納トレイに受け渡す完成品吸着ヘッドとを備えたボンディング装置において、中継ステージと基板ステージとを上記ＸＹ軸方向に移動可能な移動機構に一体に取り付けたものとしたので、中継ステージ独自の移動機構を必要とせずコンパクトなボンディング装置となった。
【００３１】
請求項２記載の発明の効果ではあるが、完成品吸着ヘッドをボンディングヘッドに一体に取り付け、完成品を基板ステージから取り出し収納トレイに受け渡す際に、次のチップを供給トレイから取り出し、中継ステージに受渡を行うものとしたので、完成品の収納のための独自の移動機構を必要としない上、並行処理により作業工程を減少させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボンディング装置の一実施例を示す概略分解斜視図
【図２】基板ステージ部及びピックアンドプレース部を示す平面図
【図３】ボンディング動作を示すフロー図
【符号の説明】
１．．．．．ボンディング装置
２．．．．．ボンディングユニット
３．．．．．基板ステージ部
４．．．．．ピックアンドプレース部
５．．．．．チップ
６．．．．．基板
１０．．．．Ｘ軸駆動モータ
１１．．．．Ｙ軸駆動モータ
１２．．．．Θ軸駆動モータ
１３．．．．Θテーブル
２１．．．．Ｚ軸駆動モータ
２２．．．．取付プレート
２３．．．．第２のカメラ
２４．．．．ボンディングヘッド
２５．．．．完成品吸着ヘッド
３１．．．．基板ステージ
３２．．．．中継ステージ
３３．．．．完成品トレイ
３４．．．．不良品トレイ
３５．．．．第３のカメラ
３６．．．．キャリブレーション
３７．．．．ＸＹテーブル
４１．．．．ワーク載置テーブル
４２．．．．基板トレイ
４３．．．．素子トレイ
４４．．．．Ｚ軸駆動モータ
４５．．．．取付ベース
４６．．．．基板吸着ヘッド
４７．．．．チップ吸着ヘッド
４８．．．．第１のカメラ
４９．．．．Θ軸駆動モータ
５０．．．．Ｘ軸駆動モータ
【図１】
2004103647.tif 000003
【図２】
2004103647.tif 000004
【図３】
2004103647.tif 000005