(57)【要約】【課題】ピックアップツールによってピックアップされた半導体チップを上下面が逆になるよう反転させるとき、その反転方向を変えることができるようにしたことにある。【解決手段】部品供給部から取出した半導体チップを反転させる反転ピックアップユニット１５は、第１の回転軸線Ｏ１が水平になるよう配置される回転体３７と、回転体に設けられた取付け部材３９と、取付け部材に設けられ第１の回転軸線と水平方向において直交する第２の回転軸線Ｏ２を中心にして回転可能に設けられて部品供給部から半導体チップを取出すピックアップツール１６と、回転体を第１の回転軸線を中心にして１８０度回転駆動してピックアップツールが取出した半導体チップを上下方向が逆向きになるよう反転させる第１の回転駆動源３５と、ピックアップツールを第２の回転軸線を中心にして１８０度回転駆動してピックアップツールが部品供給部から取出した半導体チップを上下面が逆向きになるよう反転させる第２の回転駆動源４２を具備する。【選択図】      図２
2012074509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から半導体チップを取出し、反転機構によって上下面を反転させてから実装ツールに受け渡して被実装部材に実装する実装装置であって、
上記反転機構は、
第１の回転軸線を有し、この第１の回転軸線が水平になるよう配置される回転体と、
この回転体に設けられた取付け部材と、
この取付け部材に設けられ上記第１の回転軸線と水平方向において直交する第２の回転軸線を有し、この第２の回転軸線を中心にして回転可能に設けられて上記部品供給部から上記半導体チップを取出すピックアップツールと、
上記回転体を上記第１の回転軸線を中心にして１８０度回転駆動し上記回転体に上記取付け部材を介して設けられた上記ピックアップツールが上記部品供給部から取出した上記半導体チップを上下方向が逆向きになるよう上記第１の回転軸線と直交する第１の垂直面に沿う方向に反転させる第１の回転駆動源と、
上記ピックアップツールを上記第２の回転軸線を中心にして上記回転体による回転方向と直交する方向に１８０度回転駆動して上記ピックアップツールが上記部品供給部から取出した上記半導体チップを上下面が逆向きになるよう上記第１の垂直面に対して直交する第２の垂直面に沿う方向に反転させる第２の回転駆動源と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置。
【請求項２】
上記半導体チップは方向性を有し、上記被実装部材はテープ状部材であって、
上記半導体チップはテープ状部材の長手方向に所定間隔で実装された後、上記テープ状部材の上記半導体チップが実装された部分を、上記長手方向において隣り合う部分が逆向きの台形状になるよう打ち抜いて電子部品が形成されるようになっていて、
上記テープ状部材の長手方向において隣り合う一対の半導体チップの一方は上記第１の回転駆動源によって反転させられて上記実装ツールに受け渡されてから上記テープ状部材に実装され、他方は上記第２の回転駆動源によって反転させられて上記実装ツールに受け渡されてから上記テープ状部材に実装されることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実装装置。
【請求項３】
ピックアップツールによって部品供給部から半導体チップを取出し、このピックアップツールを回転駆動して半導体チップの上下面を反転させて実装ツールに受け渡して被実装部材に実装する実装方法であって、
上記ピックアップツールを第１の垂直面に沿う方向に回転駆動する工程と、
上記第１の垂直面と直交する第２の垂直面に沿う方向に上記ピックアップツールを回転駆動する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体ウエハを分割して作られた半導体チップを被実装部材に実装するためのチップの実装装置及び実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）などの電子部品を製造する場合、半導体ウエハをさいの目状に分断して形成された半導体チップを実装装置である、フリップチップボンダによって被実装部材としてのキヤリアテープやリードフレームなどのテープ状部材に実装する。ついで、このテープ状部材に実装された上記半導体チップを樹脂などによってパッケージしてから、上記テープ状部材を所定形状に打ち抜くことで、上記ＴＣＰが形成される。
【０００３】
上記フリップチップボンダは半導体チップの供給部を有する。この供給部にはさいの目状の多数の上記半導体チップに分断された半導体ウエハが上記半導体チップに形成された回路パターンを上に向けて供給位置決めされている。
【０００４】
上記供給部の半導体チップはピックアップツールによって取出される。ピックアップツールによって取出された半導体チップは、このピックアップツールによって上下面が反転させられてから、実装ツールに受け渡される。そして、実装ツールは上記半導体チップを上記テープ状部材に対して位置決めして実装するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８８９７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のフリップチップボンダは、ピックアップツールが所定の一方向、つまり１つの垂直面に沿う方向にだけ回転駆動されるようになっていた。そのため、ピックアップツールは、供給部から取出した半導体チップを、このピックアップツールの回転方向に対してだけ方向を変えて実装ツールに受け渡すようになっていた。
【０００７】
しかしながら、半導体チップをピックアップツールから実装ツールに受け渡す際、半導体チップの方向をピックアップツールの１つの回転方向だけでなく、それ以外の回転方向、つまり上記１つの垂直面に沿う方向（この方向を第１の方向という）だけでなく、この垂直面と直交する垂直面に沿う方向（この方向を第２の方向という）に対しても向きを代えて実装ツールに受け渡すことが要求されることがある。
【０００８】
たとえば、上記半導体チップが実装されるテープ状部材に対し、隣り合う半導体チップの向きを逆方向にして実装したい場合には、上記テープ状部材に対して隣り合う半導体チップが第１の方向と第２の方向に交互に実装することが要求されることがある。
【０００９】
しかしながら、従来のピックアップツールは半導体チップを１つの垂直面に沿う方向にだけしか反転させることができなかったので、２つの方向に対して交互に反転させることが要求される場合には、上記ピックアップツールが上記供給部から半導体チップをピックアップする毎に、上記供給部の上記半導体ウエハが載置されたテーブルを１８０度回転させなければならなかった。
【００１０】
しかしながら、ピックアップツールが半導体チップをピックアップする毎に、テーブルを１８０度回転させるようにしたのでは、タクトタイムが長くなり、生産性が大幅に低下するということになる。
【００１１】
この発明は、ピックアップツールによってピックアップされた半導体チップを２つの方向に反転させることができるようにした半導体チップの実装装置及び実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、部品供給部から半導体チップを取出し、反転機構によって上下面を反転させてから実装ツールに受け渡して被実装部材に実装する実装装置であって、
上記反転機構は、
第１の回転軸線を有し、この第１の回転軸線が水平になるよう配置される回転体と、
この回転体に設けられた取付け部材と、
この取付け部材に設けられ上記第１の回転軸線と水平方向において直交する第２の回転軸線を有し、この第２の回転軸線を中心にして回転可能に設けられて上記部品供給部から上記半導体チップを取出すピックアップツールと、
上記回転体を上記第１の回転軸線を中心にして１８０度回転駆動し上記回転体に上記取付け部材を介して設けられた上記ピックアップツールが上記部品供給部から取出した上記半導体チップを上下方向が逆向きになるよう上記第１の回転軸線と直交する第１の垂直面に沿う方向に反転させる第１の回転駆動源と、
上記ピックアップツールを上記第２の回転軸線を中心にして上記回転体による回転方向と直交する方向に１８０度回転駆動して上記ピックアップツールが上記部品供給部から取出した上記半導体チップを上下面が逆向きになるよう上記第１の垂直面に対して直交する第２の垂直面に沿う方向に反転させる第２の回転駆動源と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。
【００１３】
上記半導体チップは方向性を有し、上記被実装部材はテープ状部材であって、
上記半導体チップはテープ状部材の長手方向に所定間隔で実装された後、上記テープ状部材の上記半導体チップが実装された部分を、上記長手方向において隣り合う部分が逆向きの台形状になるよう打ち抜いて電子部品が形成されるようになっていて、
上記テープ状部材の長手方向において隣り合う一対の半導体チップの一方は上記第１の回転駆動源によって反転させられて上記実装ツールに受け渡されてから上記テープ状部材に実装され、他方は上記第２の回転駆動源によって反転させられて上記実装ツールに受け渡されてから上記テープ状部材に実装されることがこのましい。
【００１４】
この発明は、ピックアップツールによって部品供給部から半導体チップを取出し、このピックアップツールを回転駆動して半導体チップの上下面を反転させて実装ツールに受け渡して被実装部材に実装する実装方法であって、
上記ピックアップツールを第１の垂直面に沿う方向に回転駆動する工程と、
上記第１の垂直面と直交する第２の垂直面に沿う方向に上記ピックアップツールを回転駆動する工程と
を具備したことを特徴とする半導体チップの実装方法にある。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、ピックアップツールを第１の垂直面に沿う第１の方向と、第１の垂直面に対して直交する第２の方向とに回転させて上記ピックアップツールによってピックアップされた半導体チップを反転させることができるようにしたから、たとえば被実装部材に複数の半導体チップを順次並べて実装するとき、隣り合う半導体チップの被実装部材の長手方向に沿う方向を逆向きにして実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。
【図２】図１に示す実装装置の反転ピックアップユニットを拡大して示す平面図。
【図３】反転ピックアップユニットのピックアップツールの第１の回転軸線と第２の回転軸線を中心とする回転を説明するための図。
【図４】回路基板がＴＣＰを介して接続された液晶表示パネルの斜視図。
【図５】ＴＣＰに形成された端子を示す図。
【図６】テープ状部材からＴＣＰを台形状にして打ち抜くときの説明図。
【図７】半導体チップを第１の回転駆動源によって反転させる前と反転させた後の方向を示す説明図。
【図８】半導体チップを第２の回転駆動源によって反転させる前と反転させた後の方向を示す説明図。
【図９】テープ状部材からＴＣＰを２列で打ち抜くときの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１はこの発明の一実施の形態の実装装置の概略的構成を示し、この実装装置は被実装部材としてのキヤリアテープやリードフレームのテープ状部材１を所定方向に沿って搬送する搬送装置２を備えている。この搬送装置２は所定間隔で平行に配置された一対のガイドレール３を有し、これらのガイドレール３に沿って上記テープ状部材１が図示しない送り機構によって間欠的にピッチ送りされるようになっている。上記テープ状部材１はピッチ送りされるごとに、図示せぬクランパによって上記ガイドレール３に位置決め保持される。
【００１９】
上記テープ状部材１の所定の部位が搬送装置２によって実装位置に搬送されると、その実装位置には後述する部品供給部１１から供給された半導体チップ４が実装される。上記実装位置には、上記テープ状部材１の下面を支持するステージツール５が図１に示す第１の駆動機構６によって水平方向であるＸ、Ｙ及び上下方向であるＺ方向に駆動可能に設けられている。
【００２０】
上記ステージツール５の上方には、上記テープ状部材１の上面に上記半導体チップ４を実装するための実装ツール７が第２の駆動機構８によってＸ、Ｙ及びＺ方向に駆動可能に設けられている。Ｘ及びＺ方向は図１に矢印で示す。
【００２１】
上記部品供給部１１は図示せぬ駆動源によってＸ、Ｙ方向に駆動されるウエハステージ１２を有する。このウエハステージ１２には多数の半導体チップ４に分割された半導体ウエハ１３が貼着されたウエハシート１４ａが張設されたウエハリング１４が供給保持される。
【００２２】
上記ウエハシート１４ａに保持された半導体チップ４のうち、所定の位置の半導体チップ４は上記ウエハステージ１２の下方に配置された図示せぬ突き上げピンによって突き上げられる。突き上げピンによって突き上げられた半導体チップ４は反転機構としての反転ピックアップユニット１５に設けられたピックアップツール１６によってピックアップされるようになっている。ピックアップツール１６の先端には吸引ノズル１６ａが設けられている。
【００２３】
上記ピックアップツール１６には図示しない吸引ポンプが接続され、この吸引ポンプによって吸引ノズル１６ａの先端に吸引力が発生し、その吸引力で突き上げピンによって突き上げられた半導体チップ４を吸着するようになっている。
【００２４】
上記反転ピックアップユニット１５は図２に示すようにベース１８を備えている。このベース１８は、上記部品供給部１１から上記搬送装置２に向かって水平に配置されたガイドロッド１９に沿うＸ方向に移動可能に支持されていて、図示しない駆動源、たとえばリニアモータなどによって上記ガイドロッド１９に沿って駆動されるようになっている。
【００２５】
上記ベース１８の前面には上下方向に沿う一対の支持部２１が幅方向に所定間隔で突設されている。これら支持部２１の前端面にはそれぞれＺレール２２が設けられている。上記ベース１８の前面にはＺテーブル２３が背面に設けられた一対の受け部材２４を上記Ｚレール２２に移動可能に係合させて設けられている。
【００２６】
上記Ｚテーブル２３は、ボイスコイルモータからなる第１のＺ駆動源２６によって上記ベース１８の前面で、上記Ｚレール２２に沿って上下方向に駆動される。上記第１のＺ駆動源２６は、上記ベース１８の前面に設けられたコイル２７と、上記Ｚテーブル２３の背面の上記コイル２７と対向する位置に設けられた磁石２８とによって構成されている。そして、上記コイル２７に通電することで、その電圧の向きに応じて上記Ｚテーブル２３を上昇方向或いは下降方向に駆動させることができるようになっている。
【００２７】
なお、上記Ｚテーブル２３はばね２９によって上昇方向に付勢されていて、このばね２９の付勢力に抗して上記第１のＺ駆動源２６によって下降方向に駆動されるようになっている。
【００２８】
図１と図２に示すように、上記Ｚテーブル２３の一側下端部にはアーム部３１が側方に向かって突設されている。このアーム部３１の先端部には図２に示すように回転駆動機構３２が設けられている。この回転駆動機構３２はモータ３３と減速機３４とが直列に接続された第１の回転駆動源３５を有し、この第１の回転駆動源３５が上記アーム部３１の先端部の背面に設けられている。
【００２９】
上記第１の回転駆動源３５の出力軸３６は上記アーム部３１の背面から前面側に突出し、この出力軸３６の先端には円盤状の回転体３７の一方の面が取付け固定されている。上記第１の回転駆動源３５は上記出力軸３６の軸線Ｏ１が水平になるよう上記アーム３１に設けられている。
【００３０】
上記回転体３７の他方の板面には一対の帯板状の取付け部材３９が基端を連結固定して所定間隔で平行に設けられている。この取付け部材３９の先端部には支軸４１の両端部が回転可能に支持されている。一方の取付け部材３９の外面には第２の回転駆動源４２が設けられ、この第２の回転駆動源４２の出力軸４３は上記支軸４１の一端部に連結されている。
【００３１】
上記第２の回転駆動源４２は、その出力軸４３の軸線Ｏ２が上記第１の回転駆動源３５の出力軸３６の軸線Ｏ１に対して同一水平面上で直交するよう配置されている。
【００３２】
上記支軸４３には上記ピックアップツール１６の軸方向の中途部が取り付けられている。したがって、このピックアップツール１６は、上記第１の回転駆動源３５が作動したときにはその出力軸３６の軸線Ｏ１を中心にして１８０度回転駆動され、上記第２の回転駆動源４２が作動したときには上記支軸４１の軸線Ｏ２を中心にして１８０度回転駆動されるようになっている。
【００３３】
すなわち、上記ピックアップツール１６は、図３に示すように上記第１の回転駆動源３５の出力軸３６の軸線Ｏ１が直交する第１の垂直面Ｖ１に沿う矢印Ｒ１で示す方向と、上記第２の回転駆動源４２の出力軸４３の軸線Ｏ２が直交するとともに、上記第１の垂直面Ｖ１に対して直交する第２の垂直面Ｖ２に沿う矢印Ｒ２で示す方向との２つの方向に対して１８０度回転駆動されるようになっている。
【００３４】
つぎに、上記構成の実装装置によって半導体チップ４をテープ状部材１に実装するときの動作について説明する。まず、反転ピックアップユニット１５のピックアップツール１６が部品供給部１１の図示しない突き上げピンによって突き上げられる半導体チップ４の上方に位置決めされる。ついで、Ｚテーブル２３によってピックアップツール１６が下降方向に駆動され、突き上げピンによって突き上げられた半導体チップ４をその下端面で吸着する。
【００３５】
ピックアップツール１６が半導体チップ４を吸着すると、ピックアップツール１６はＸ方向の搬送装置２に近づく方向に駆動され、図１に鎖線で示すように受け渡し位置Ｄに位置決めされる。
【００３６】
そして、ピックアップツール１６は受け渡し位置Ｄで第１の回転駆動源３５或いは第２の回転駆動源４２のいずれかによって１８０度回転駆動される。つまり、部品供給部１１でピックアップした半導体チップ４を上下面が逆向きになるよう反転させる。
【００３７】
ついで、実装ツール７が第２の駆動機構８によって駆動され、上記受け渡し位置Ｄで上記ピックアップツール１６によって反転させられた半導体チップ４の上方に位置決めされた後、下降方向に駆動されて上記半導体チップ４を上記ピックアップツール１６から受け取る。
【００３８】
上記ピックアップツール１６から半導体チップ４を受け取った実装ツール７は、搬送装置２のガイドレール３上で位置決めされたテープ状部材１の上記半導体チップ４が実装される図１にＢで示す実装位置の上方に位置決めされた後、下降方向に駆動される。それによって、上記ピックアップツール１６に保持された半導体チップ４は上記テープ状部材１に実装される。
【００３９】
このとき、ステージツール５が上昇方向に駆動され、このステージツール５によって上記テープ状部材１の上記半導体チップ４が実装される部分の下面が支持される。したがって、上記テープ状部材１には実装位置Ｂで上記半導体チップ４が確実に実装されることになる。
【００４０】
そして、上記テープ状部材１には半導体チップ４が長手方向に沿って所定間隔で実装される。テープ状部材１の半導体チップ４が実装され終わった部分は図示しないが樹脂によって覆われた後、その部分が所定形状に打ち抜かれて電子部品としてのＴＣＰが形成されることになる。
【００４１】
図４に示すように、テープ状部材１から打ち抜かれたＴＣＰ４５は、基板としての液晶表示パネル４６に回路基板４７を接続するために用いられる。つまり、図５に示すように、ＴＣＰ４５の液晶表示パネル４６に接続される一側部と、回路基板４７に接続される他側部には複数の端子４５ａ，４５ｂが形成され、これらの端子４５ａ，４５ｂがそれぞれ液晶表示パネル４６に形成された端子４６ａと、回路基板４７に形成された端子４７ａに接続される。
【００４２】
ところで、液晶表示パネル４６に設けられる端子４６ａは、回路基板４７に設けられる端子４７ａに比べて間隔が密になっている。そのため、液晶表示パネル４６の端子４６ａと、回路基板４７の端子４７ａの数が同じである場合、図５に示すようにＴＣＰ４５の形状を台形状にし、この台形状の上辺に液晶表示パネル４６に接続される端子４５ａを設け、底辺に回路基板４７に接続される端子４５ｂを上辺よりも配置間隔が疎になるように設けるということが行なわれる。
【００４３】
ところで、図６に示すように半導体チップ４が長手方向に所定間隔で実装されたテープ状部材１からＴＣＰ４５を台形状にして打ち抜く場合、長手方向に対して隣り合う台形の向きを逆向きにして打ち抜くことで、テープ状部材１を無駄なく使用できるようにすることができる。
【００４４】
しかしながら、その場合、半導体ウエハ１３から分割された半導体チップ４は方向性を持っているから、隣り合うＴＣＰ４５の部分の台形状の部分に実装される半導体チップ４の向き（方向）を、上記テープ状部材１の長手方向に対して逆向きにしなければならない。テープ状部材１の各台形状の部分に実装される半導体チップ４の向きを図６に矢印Ｄで示す。
【００４５】
上記テープ状部材１の長手方向に対して隣り合うＴＣＰ４５の部分に実装される半導体チップ４の向きを逆向きにする場合、まず、最初に上記ピックアップツール１６が部品供給部１１から半導体チップ４をピックアップしたならば、上記ピックアップツール１６を第１の回転駆動源３５によって図３に示す回転軸線Ｏ１を中心にして矢印Ｒ１で示す第１の垂直面Ｖ１に沿う方向に１８０度回転させる。
【００４６】
そして、ピックアップツール１６によって反転させられた半導体チップ４は実装ツール７で受け渡されてテープ状部材１に実装される。部品供給部１１の半導体チップ４の向きが図７（ａ）に矢印Ｄ１で示す向きであるならば、ピックアップツール１６によって回転軸線Ｏ１を中心にして反転させられた半導体チップ４の向きは図７（ｂ）にＤ２で示すように上記テープ状部材１の長手方向に対して逆向きになる。
【００４７】
このようにして反転させた１つ目の半導体チップ４をテープ状部材１に実装したならば、つぎに部品供給部１１からピックアップツール１６がピックアップした２つ目の半導体チップ４は、上記ピックアップツール１６を第２の回転駆動源４２によって図３に示す回転軸線Ｏ２を中心にして第２の垂直面Ｖ２に沿って１８０度回転させる。
【００４８】
それによって、半導体チップ４は上下面が反転させられるものの、その方向性は図８（ａ）に示すように部品供給部１１にあるときの方向Ｄ１と、図８（ｂ）に示すように反転させられた方向Ｄ１とが同じ方向にある。
【００４９】
したがって、上記テープ状部材１には最初に実装された半導体チップ４の向きと、つぎに実装された半導体チップ４の向きを、上記テープ状部材１の長手方向に対して逆向きとすることができるから、上記テープ状部材１を隣り合う部分が逆向きの台形状となるように打ち抜いて形成されるそれぞれのＴＣＰ４５に実装された半導体チップ４の向きを同じにすることができる。
【００５０】
つまり、テープ状部材１からＴＣＰ４５を台形状に打ち抜いて形成することができるため、ＴＣＰ４５を打ち抜いたあとのテープ状部材１の残りが少なくなるから、その分、無駄を減少させることができる。
【００５１】
なお、上記一実施の形態ではテープ状部材１からＴＣＰ４５を一列で打ち抜く場合について説明したが、図９に示すようにテープ状部材１の幅寸法と、ＴＣＰ４５の大きさによっては、テープ状部材１の幅方向に対して２列でＴＣＰ４５を打ち抜くことがある。
【００５２】
そのような場合であっても、それぞれの劣後値で隣り合う部分に実装される半導体チップ４の向きを逆にすることで、各ＴＣＰ４５に実装される半導体チップ４の向きを同じにすることができる。
【符号の説明】
【００５３】
４…半導体チップ、７…実装ツール、１１…部品供給部、１５…反転ピックアップユニット（反転機構）、１６…ピックアップツール、３５…第１の回転駆動源、３７…回転体、３９…取付け部材、４２…第２の回転駆動源。
【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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