(57)【要約】【解決手段】  ボンディング装置３は、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器６と、レーザ光を導光する導光手段７と、チップ１を基板２にボンディングするボンディングヘッド８と、ボンディングヘッド８をボンディング位置まで移動させるボンディングヘッド移動手段９とを備えている。  レーザ発振器をボンディングヘッドと別体に設けるとともに、上記導光手段は、ボンディング位置の近傍に設けた照射バレル４３と、照射バレルを往復動させる照射バレル移動手段４４と、ボンディングヘッドに設けられるとともに照射バレルと接続可能な受光部２３とを備えている。  上記ボンディングヘッド移動手段がボンディングヘッドを上記ボンディング位置まで移動させると、上記照射バレル移動手段が照射バレルを前進位置まで移動させて上記ボンディングヘッドの受光部に接続させる。【効果】  ボンディングヘッドを軽量化して高精度に移動させることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記レーザ発振器から発振されたレーザ光を導光する導光手段と、供給位置でチップを吸着保持するとともにチップを基板に当接させたボンディング位置で上記導光手段が導光したレーザ光によりチップを加熱して基板にボンディングするボンディングヘッドと、上記ボンディングヘッドを上記供給位置とボンディング位置との間で移動させるボンディングヘッド移動手段とを備えたボンディング装置において、
上記レーザ発振器は、上記ボンディングヘッドと別体に設けられ、
上記導光手段は、上記ボンディング位置の近傍に設けた照射バレルと、上記照射バレルを後退位置と前進位置とに往復動させる照射バレル移動手段と、上記ボンディングヘッドに設けられるとともに上記前進位置に位置した照射バレルと接続可能な受光部とを備え、
上記ボンディングヘッド移動手段がボンディングヘッドを上記ボンディング位置まで移動させると、上記照射バレル移動手段が照射バレルを後退位置から前進位置まで移動させて、当該照射バレルを上記ボンディングヘッドの受光部に接続し、この状態で上記レーザ発振器がレーザ光を発振すると、レーザ光は上記受光部によって上記ボンディングヘッド内に導光されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
上記導光手段は、上記レーザ発振器と照射バレルとの間に上記レーザ光を導光する可撓性を有した光ファイバを備えることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。
【請求項３】
照射バレルの前方に開閉可能なシャッタ手段を設け、
上記照射バレルが上記後退位置に位置する際には、上記シャッタ手段を閉鎖して上記照射バレルからのレーザ光を遮断し、
上記照射バレルが上記前進位置に移動する際には、上記シャッタ手段を開放して上記照射バレルの移動を許容することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のボンディング装置。
【請求項４】
揺動可能に設けられるとともに後退位置に位置した上記照射バレルに係合するロックアームと、上記ボンディングヘッドに設けられた押圧ピンとを備え、
上記ボンディングヘッドがボンディング位置に移動すると、上記押圧ピンがロックアームを揺動させて上記照射バレルとの係合を解除し、上記照射バレルの前進を許容することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボンディング装置に関し、詳しくはチップを吸着保持するとともにレーザ光によりチップを加熱して基板にボンディングするボンディングヘッドを備えたボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品からなるチップを基板上にボンディングするボンディング装置として、レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記レーザ発振器から発振されたレーザ光を導光する導光手段と、供給位置でチップを吸着保持するとともにチップを基板に当接させたボンディング位置で上記導光手段が導光したレーザ光によりチップを加熱して基板にボンディングするボンディングヘッドと、上記ボンディングヘッドを上記供給位置とボンディング位置との間で移動させるボンディングヘッド移動手段とを備えたものが知られている。
またこのようなボンディング装置として、上記レーザ発振器をボンディングヘッドに設け、レーザ発振器ごとボンディングヘッドを移動させるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８２１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のようにレーザ発振器ごとボンディングヘッドを移動させる構成の場合、ボンディングヘッドが重くなることから、ボンディングヘッドの正確な位置決めが困難であるという問題があった。
以上の問題に鑑み、本発明はボンディングヘッドの移動を高精度に行うことが可能なボンディング装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１の発明にかかるボンディング装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、上記レーザ発振器から発振されたレーザ光を導光する導光手段と、供給位置でチップを吸着保持するとともにチップを基板に当接させたボンディング位置で上記導光手段が導光したレーザ光によりチップを加熱して基板にボンディングするボンディングヘッドと、上記ボンディングヘッドを上記供給位置とボンディング位置との間で移動させるボンディングヘッド移動手段とを備えたボンディング装置において、
上記レーザ発振器は、上記ボンディングヘッドと別体に設けられ、
上記導光手段は、上記ボンディング位置の近傍に設けた照射バレルと、上記照射バレルを後退位置と前進位置とに往復動させる照射バレル移動手段と、上記ボンディングヘッドに設けられるとともに上記前進位置に位置した照射バレルと接続可能な受光部とを備え、
上記ボンディングヘッド移動手段がボンディングヘッドを上記ボンディング位置まで移動させると、上記照射バレル移動手段が照射バレルを後退位置から前進位置まで移動させて、当該照射バレルを上記ボンディングヘッドの受光部に接続し、この状態で上記レーザ発振器がレーザ光を発振すると、レーザ光は上記受光部によって上記ボンディングヘッド内に導光されることを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にかかるボンディング装置は、請求項１に記載のボンディング装置において、上記導光手段は、上記レーザ発振器と照射バレルとの間に上記レーザ光を導光する可撓性を有した光ファイバを備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にかかるボンディング装置は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のボンディング装置において、照射バレルの前方に開閉可能なシャッタ手段を設け、
上記照射バレルが上記後退位置に位置する際には、上記シャッタ手段を閉鎖して上記照射バレルからのレーザ光を遮断し、
上記照射バレルが上記前進位置に移動する際には、上記シャッタ手段を開放して上記照射バレルの移動を許容することを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明にかかるボンディング装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のボンディング装置において、揺動可能に設けられるとともに後退位置に位置した上記照射バレルに係合するロックアームと、上記ボンディングヘッドに設けられた押圧ピンとを備え、
上記ボンディングヘッドがボンディング位置に移動すると、上記押圧ピンがロックアームを揺動させて上記照射バレルとの係合を解除し、上記照射バレルの前進を許容することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、レーザ発振器をボンディングヘッドとは別体に設けたため、ボンディングヘッドを軽量化することができ、高速かつ高精度に移動させることができる。
そして上記導光手段により、ボンディングヘッドがボンディング位置に位置した際に、照射バレルが前進位置に移動してボンディングヘッドに設けた受光部に接続されることから、照射バレルから照射されるレーザ光が外部に漏れることはなく、作業者の安全を確保することが可能となっている。
【００１０】
請求項２の発明によれば、光ファイバを上記レーザ発振器と照射バレルとの間に設けたことで、レーザ発振器から照射バレルまでの導光を容易に行うことができ、また照射バレルが後退位置から前進位置まで移動する距離は、上記ボンディングヘッドが移動する距離よりも短いため、光ファイバを直接ボンディングヘッドに接続する場合に比べて、光ファイバの屈曲を少なくして破損を防止することができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、照射バレルが後退位置に位置しているとき、すなわち上記ボンディングヘッドがボンディング位置に位置していないときに、誤って照射バレルからレーザ光が照射されても、上記シャッタ手段がレーザ光を遮断するため、作業者の安全を確保することが可能となっている。
【００１２】
請求項４の発明によれば、照射バレルが後退位置に位置しているとき、すなわち上記ボンディングヘッドがボンディング位置に位置していないときに、ロックアームが照射バレルの前進を規制するため、前進位置に移動した照射バレルにボンディングヘッドが干渉しないようにすることができる。
また、例えば作業者が不用意に照射バレルに触れた場合であっても、照射バレルの移動を阻止することができ、作業者の安全を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例に係るボンディング装置の平面図
【図２】ボンディング装置の正面図
【図３】ボンディング装置の側面図
【図４】ボンディングヘッドおよびレーザ光照射手段の拡大断面図
【図５】照射ヘッド移動手段およびシャッタ手段を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図示実施例について説明すると、図１〜図３は電子部品からなるチップ１を電子回路基板や半導体基板（ウエハ）等の基板２の表面にボンディングするためのボンディング装置３を示し、上記ボンディング装置３は、上記チップ１を基板２の所要の位置に押し当てた状態で、チップ１の裏面に形成したバンプを加熱溶融させることで、当該チップ１を基板２に装着するものとなっている。
上記ボンディング装置３は、上記チップ１を供給するチップ供給手段４と、上記基板２を支持するボンディングステージ５と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器６と、上記レーザ発振器６から発振されたレーザ光Ｌを導光する導光手段７と、チップ１を吸着保持するとともに上記レーザ光Ｌによりチップ１を基板２にボンディングするボンディングヘッド８と、上記ボンディングヘッド８を移動させるボンディングヘッド移動手段９と、上記チップ１および基板２を撮影する撮影手段１０とを備えている。
そして、図１はボンディング装置３の平面図を、図２は正面図を、図３は側面図をそれぞれ示し、以下の説明において、図１の図示左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向、図３の上下方向をそれぞれＺ方向と呼ぶこととする。
【００１５】
まず、上記ボンディングヘッド８を移動させる上記ボンディングヘッド移動手段９について説明すると、ボンディングヘッド移動手段９はＸ方向に設けられたＸ方向レール１１と、該Ｘ方向レール１１に沿って移動するＸ方向スライダ１２と、当該Ｘ方向スライダ１２に設けたＺ方向レール１３と、当該Ｚ方向レール１３に沿って昇降するとともに上記ボンディングヘッド８を保持するＺ方向スライダ１４とから構成されている。
上記Ｘ方向スライダ１２およびＺ方向スライダ１４は図示しない駆動手段によって駆動されるようになっており、以下の説明において、上記ボンディングヘッド８が上記チップ供給手段４からチップ１を受け取る位置を供給位置と呼び、上記ボンディングステージ５の基板２にチップ１をボンディングする位置をボンディング位置と呼ぶこととする。
なお、図２、図３のボンディングヘッド８は、上記ボンディング位置に対して上方に位置しており、ボンディングする際にはこの状態からＺ方向に下降して、チップ１を基板２に当接させるようになっている。
【００１６】
上記チップ供給手段４は、Ｙ方向に設けられたＹ方向レール１５と、当該Ｙ方向レール１５に沿って移動可能に設けられたチップ１を支持する中継ステージ１６と、フラックスを収容したフラックス塗布ステージ１７とから構成されている。
上記Ｙ方向レール１５は上記ボンディングヘッド移動手段９のＸ方向レール１１と交差するように設けられており、通常、上記中継ステージ１６は図１における図示下端の待機位置に、フラックス塗布ステージ１７は図示上端の待機位置に位置している。
そして、中継ステージ１６およびフラックス塗布ステージ１７は、それぞれ図示しない駆動手段によってＹ方向レール１５に沿って移動し、上記Ｘ方向レール１１に沿って移動するボンディングヘッド８の移動経路と交差する供給位置まで移動するようになっている。
【００１７】
上記ボンディングステージ５は、その上面に基板２を吸着保持するようになっており、当該ボンディングステージ５の下方には当該ボンディングステージ５をＸ方向およびＹ方向に移動させるＸ−Ｙテーブル１８が設けられている。
ここで、上記ボンディングヘッド８は、上記ボンディングヘッド移動手段９によって決まったボンディング位置に下降するようになっている。
これに対し、上記ボンディングステージ５は上記Ｘ−Ｙテーブル１８によってＸ−Ｙ方向に移動され、ボンディングステージ５に載置された基板２の所要の位置を、ボンディングヘッド８に吸着保持されたチップ１の位置に合わせるようになっている。
【００１８】
上記撮影手段１０は、図示しない駆動手段によって上記Ｘ方向レール１１に沿って移動可能となっており、通常は図１に示す図示左方端の待機位置に位置している。
上記撮影手段１０は同時に上方および下方を撮影可能なカメラ１９を備え、当該カメラ１９は図２に示すようにボンディングヘッド８に吸着保持されたチップ１と上記ボンディングステージ５上の基板２との間に挿入可能な高さに設けられている。
そして上記ボンディングヘッド８が上記ボンディングステージ５の上方まで移動すると、上記カメラ１９が上記待機位置より移動して、チップ１の裏面と基板２の上面とを撮像し、Ｘ−Ｙテーブル１８はその撮像結果に応じてボンディングステージ５を移動させ、チップ１と基板２との位置合わせを行う。
【００１９】
上記ボンディングヘッド８は、上記ボンディングヘッド移動手段９のＺ方向スライダ１４に対してＺ方向に移動可能に設けられた本体部２１と、上記Ｚ方向スライダ１４に固定されたロードセル２２と、上記本体部２１の下端に設けられるとともに上記導光手段７を構成する受光部２３（図４参照）と、チップ１を吸着するための吸着部２４（図４参照）とを備えている。
上記本体部２１は、上記Ｚ方向スライダ１４に設けられたスライダ機構２１ａによってＺ方向に移動可能となっている。
また本体部２１の上部にはハンガーアーム２１ｂが設けられており、このハンガーアーム２１ｂが上記ロードセル２２に上方から当接することで、上記ロードセル２２に上記本体部２１と受光部２３と吸着部２４とによる荷重が作用するようになっている。
そしてロードセル２２はこれら上記本体部２１、受光部２３、吸着部２４の荷重を計測することで、ボンディングヘッド８が下降してチップ１が基板２に当接した際に、上記基板２に作用する荷重を測定するものとなっている。
具体的には、ボンディングヘッド８がＺ方向スライダ１４と一体的に下降し、チップ１が基板２と当接すると、Ｚ方向スライダ１４は下降を継続するものの、ボンディングヘッド８は基板２によって下降が規制されることとなる。
その結果、ボンディングヘッド８の荷重をロードセル２２と基板２とで受けるようになり、例えばボンディングヘッド８の自重が３０Ｎの場合、ロードセル２２の計測値が２５Ｎであるとすると、差分の５Ｎが基板２に作用していることとなる。
なお、上記基板２に所定の荷重を作用させるための構成として、上記ロードセル２２に代えてエアシリンダ等の他の手段を用いてもよい。
【００２０】
上記受光部２３は、上記本体部２１の下面に固定されたミラーケーシング２５と、当該ミラーケーシング２５の内部に設けられた反射ミラー２６とから構成されている。
上記ミラーケーシング２５は、図示右方、すなわち図３におけるボンディングヘッド８のＸ方向レール１１側に向けて開口する開口部２５ａを備えており、当該開口部２５ａには、図４（ｂ）に示すように上記導光手段７を構成する照射バレル４３が挿入されるようになっている。
またミラーケーシング２５の下面には上記吸着部２４に向けて貫通孔が形成されており、この貫通孔は透明なガラス板２７によって気密を保った状態で閉鎖されている。
上記反射ミラー２６は、図４（ｂ）に示すように上記開口部２５ａに挿入された照射バレル４３から水平方向に照射されたレーザ光Ｌを下方に反射させて、上記ガラス板２７を介して上記吸着部２４へと導光するようになっており、ミラーケーシング２５内に設けられた図示しない調整手段により角度が調整可能となっている。
【００２１】
上記吸着部２４は、上記ミラーケーシング２５の下面に固定されたツールケーシング３１と、上記ツールケーシング３１の下面に設けたマスク３２と、当該マスク３２の下面に設けたツールベース３３と、当該ツールベース３３の下面に吸着保持されて上記チップ１を吸着保持するツール３４とから構成されている。
上記ツールケーシング３１には上下に貫通孔が形成され、その上方の貫通孔は上記ミラーケーシング２５の下面に設けられた上記ガラス板２７によって閉鎖され、下方の貫通孔は上記ツールベース３３によって閉鎖されている。
また上記ツールケーシング３１には図示しない負圧供給手段に接続されたツール吸着用負圧ポート３５と、チップ吸着用負圧ポート３６とが設けられており、ツール吸着用負圧ポート３５は上記ツールケーシング３１の下面に連通し、上記チップ吸着用負圧ポート３６は上記ツールケーシング３１の内部空間に連通している。
上記マスク３２は中央にアパーチャ３２ａの形成された薄板状の部材となっており、上記アパーチャ３２ａは上記ツール３４に吸着保持されるチップ１の大きさに合わせて形成されている。
また上記マスク３２には、上記ツールケーシング３１の上記ツール吸着用負圧ポート３５に連通する貫通孔３２ｂが形成され、またマスク３２の下面にはこの貫通孔３２ｂと連通する図示しない連通溝が形成されており、マスク３２の下面には上記ツール吸着用負圧ポート３５を介して負圧が供給されるようになっている。
【００２２】
上記ツールベース３３は石英などのレーザ光Ｌを透過させるプレート状の部材となっており、当該ツールベース３３は上記ツールケーシング３１の下面に固定されたリング状部材３７によって保持されている。
上記ツールベース３３には、上下に貫通するツール吸着用貫通孔３３ａおよびチップ吸着用貫通孔３３ｂが形成されており、上記ツール吸着用貫通孔３３ａは上記マスク３２のアパーチャ３２ａよりも外側に形成され、かつ上記マスク３２の下面に形成された連通溝と連通する位置に形成されている。
これにより、上記ツール吸着用貫通孔３３ａには上記ツール吸着用負圧ポート３５を介して負圧が供給され、これによりツールベース３３の下面で上記ツール３４を吸着保持するようになっている。
一方、上記チップ吸着用貫通孔３３ｂは上記マスク３２のアパーチャ３２ａよりも内側に形成され、上記ツールケーシング３１の空間を介して上記チップ吸着用負圧ポート３６から負圧が供給されるようになっている。
【００２３】
そして、上記ツール３４はシリコンカーバイト製の非常に薄い部材となっており、上述したように上記ツール吸着用負圧ポート３５の負圧によってツールベース３３の下面に吸着保持されている。
またツール３４にはツールベース３３のチップ吸着用貫通孔３３ｂに合わせてチップ吸着孔３４ａが形成されており、チップ吸着用負圧ポート３６からの負圧をツール３４の下面に供給して、チップ１を吸着保持するものとなっている。
そして上記ツール吸着用負圧ポート３５には常時負圧が供給されて上記ツールベース３３からツール３４が脱落しないようになっており、一方チップ吸着用負圧ポート３６にはチップ１を吸着保持する際に負圧が供給されるようになっている。
【００２４】
次に、レーザ発振器６および当該レーザ発振器６から発振されたレーザ光Ｌを導光する導光手段７について説明する。
レーザ発振器６は図３に示すように上記ボンディングヘッド８とは別体に設けられており、また上記導光手段７は、上記レーザ発振器６に接続された光ファイバ４２と、光ファイバ４２の先端部を収容する照射バレル４３と、照射バレル４３を進退動させる照射バレル移動手段４４と、上記ボンディングヘッド８に設けられた受光部２３と、照射バレル４３の前方に設けたシャッタ手段４５とから構成されている。
上記レーザ発振器６は半導体レーザ発振器６であって、周波数が約９００ｎｍの近赤外線レーザ光を照射し、当該レーザ光Ｌを上記ツール３４に照射することで、間接的に上記チップ１を加熱するようになっている。なお、このレーザ光Ｌは直接見ると失明の危険があり、外部に漏れないようにする必要がある。
上記光ファイバ４２は可撓性を有するとともに図示しない樹脂製のカバーによって被覆されており、その先端は上記照射バレル４３の後端より挿入されて該照射バレル４３の内部に固定されている。
【００２５】
上記照射バレル４３は図２、図３に示すようにＸ方向レール１１の下面に固定された保持部材４６によってボンディング位置に位置したボンディングヘッド８の近傍に設けられている。
また照射バレル４３は上記光ファイバ４２からのレーザ光ＬをＹ方向に向けて水平に照射するように設けられており、また照射バレル４３にはレーザ光Ｌを集光する集光レンズ４７と、レーザ光Ｌを透過させるガラス板４８とが設けられている。
照射バレル４３は上記照射バレル移動手段４４によってＹ方向に進退動するようになっており、図４（ａ）に示す後退位置と、図４（ｂ）に示す前進位置とに移動するようになっている。
そして図４（ｂ）に示すように、上記ボンディングヘッド８が上記照射バレル移動手段４４によってボンディング位置に位置した状態で、その後照射バレル移動手段４４が照射バレル４３を後退位置から前進位置まで前進させる。
すると、照射バレル４３の先端が上記受光部２３におけるミラーケーシング２５の開口部２５ａに挿入され、受光部２３と照射バレル４３とが接続状態となる。
【００２６】
図５を用いて照射バレル移動手段４４およびシャッタ手段４５について説明すると、まず照射バレル移動手段４４は、上記保持部材４６に設けられて上記照射バレル４３をＹ方向に移動させるＹ方向レール５１と、上記照射バレル４３をＹ方向レール１５に沿って進退動させるエアシリンダ５２とから構成され、さらに照射バレル４３を後退位置に保持するロック手段５３を有している。
図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｙ方向レール５１は上記保持部材４６の上面に固定されており、また図５（ａ）に示すように上記照射バレル４３の側面には上記エアシリンダ５２に連結されたブラケット５４が設けられている。
上記エアシリンダ５２は図示しないエア給排手段によって上記ブラケット５４ごと照射バレル４３をＹ方向に進退動させるようになっており、上記照射バレル４３を上記後退位置（図５（ａ）、（ｂ））と、前進位置（図５（ｃ））とに位置させるようになっている。
なお、上記照射バレル移動手段４４を構成するエアシリンダ５２については、照射バレル４３を前進位置と後退位置との間で移動させられるのであれば、その他の手段を用いることも可能である。
【００２７】
上記ロック手段５３は、上記回転可能に軸支されたロックアーム５５と、上記ボンディングヘッド８に設けられて上記ロックアーム５５を回転させる押圧ピン５６と、上記ブラケット５４の先端に設けた係止ブロック５７とから構成されている。
上記ロックアーム５５は、図２に示すように上記保持部材４６に回転可能に軸支されており、図２の図示左方、すなわちボンディングヘッド８側の端部が上方に位置するよう、図示右方の他端側の方が重く設定されている。
上記押圧ピン５６は上記ボンディングヘッド８の本体部２１の側面に固定されており、上記ボンディングヘッド８がボンディング位置まで下降する際に、上記ロックアーム５５の左端部を下方に押圧して、当該ロックアーム５５を回転させるようになっている。
上記係止ブロック５７は上記ロックアーム５５が上記押圧ピン５６によって押圧されていない状態において、当該ロックアーム５５の図２の右方（図５（ａ）では図示下方側）の端部と当接し、上記照射バレル４３の前進を阻止するようになっている。
一方、上記ロックアーム５５が上記押圧ピン５６によって回転されると、上記係止ブロック５７とロックアーム５５との当接状態が解除されて上記ブラケット５４の前進が許容される、照射バレル４３を前進位置に位置させることが可能となっている。
すなわち、上記ボンディングヘッド８がボンディング位置に位置していない場合、換言すると照射バレル４３の前方にミラーケーシング２５の開口部２５ａが位置していない場合には、上記ロックアーム５５が係止ブロック５７に当接して、照射バレル４３が後退位置から移動できないようになっている。
そして、ボンディングヘッド８がボンディング位置に下降することで、上記ロックアーム５５と係止ブロック５７との当接状態が解除されて照射バレル４３が前進可能となり、当該照射バレル４３を上記ミラーケーシング２５の開口部２５ａに挿入することが可能となる。
【００２８】
次に上記シャッタ手段４５は、上記照射バレル４３の前方に設けた２枚のシャッタ６１、６２と、上記ブラケット５４とともに進退動するサスペンションシリンダ６３とから構成されている。
図４および図５（ａ）に示すように、上記シャッタ６１、６２は上記照射バレル４３が通過可能な幅で設けられたステー６４に軸支されており、上記ボンディングヘッド８に向けて上下に開くように設けられている。
各シャッタ６１、６２の端部にはそれぞれ先端に溝の形成されたスイングアーム６１ａ，６２ａが設けられており、シャッタ６１、６２の閉鎖状態（図５（ｂ））では、その先端がそれぞれ後方の照射バレル４３側に傾斜し、開放状態（図５（ｃ））では前方のボンディングヘッド８側に傾斜するようになっている。
上記サスペンションシリンダ６３は、図５（ａ）に示すようにブラケット５４に固定されており、またこのサスペンションシリンダ６３を構成するサスペンションロッド６３ａは、上記ステー６４近傍に設けられたロッドブラケット６５に摺動可能に保持されている。
そして上記サスペンションロッド６３ａの先端には、上記シャッタ６１、６２のスイングアーム６１ａ，６２ａに形成された溝に係合する２本のピン６３ｂが設けられており、上記サスペンションシリンダ６３が上記ブラケット５４ごと前進すると、ピン６３ｂが前進して上記スイングアーム６１ａ，６２ａを後方から前方へと揺動させ、上記シャッタ６１、６２を閉鎖状態から開放状態とするようになっている。
このとき、サスペンションシリンダ６３のサスペンションロッド６３ａは上記シャッタ６１、６２からの抵抗によって相対的に後退するようになっており、シャッタ６１、６２が開放された後のサスペンションロッド６３ａの移動を吸収するようになっている。
【００２９】
上記構成を有するボンディング装置３の動作について説明すると、まず上記チップ供給手段４において、図示しないチップ供給装置が待機位置に位置した中継ステージ１６にひとつのチップ１を載置すると、その後チップ１を載置した中継ステージ１６は上記供給位置へと移動する。
すると、上記ボンディングヘッド８が上記ボンディングヘッド移動手段９によって上記供給位置の上方まで移動し、その後下降して中継ステージ１６のチップ１を吸着保持する。
具体的には、上記ボンディングヘッド８に設けた吸着部２４のチップ吸着用負圧ポート３６を介して、上記ツールベース３３のチップ吸着用貫通孔３３ｂと上記ツール３４のチップ吸着孔３４ａとに負圧を供給し、これによりツール３４の下面にチップ１を吸着保持するようになっている。
その後、上記ボンディングヘッド８はチップ１を吸着保持したまま一旦上昇し、上記中継ステージ１６に代えて上記フラックス塗布ステージ１７が上記供給位置まで移動する。
すると、上記ボンディングヘッド８が再び下降して、上記チップ１の裏面に形成されたバンプにフラックス塗布ステージ１７のフラックスを付着させるようになっている。
【００３０】
一方、ボンディングステージ５には、図示しない基板供給手段が基板２を供給しており、また上記Ｘ−Ｙテーブル１８が所要の基板２における上記チップ１をボンディングする位置を上記ボンディング位置まで移動させる。
そして、フラックスの塗布されたチップ１を保持したボンディングヘッド８は、ボンディングヘッド移動手段９によって上記ボンディングステージ５の上方まで移動する。
すると、上記撮影手段１０がＸ方向レール１１を移動して、上記カメラ１９をボンディングヘッド８と基板２の間に位置させ、その撮像結果に基づいてＸ−Ｙテーブル１８がボンディングステージ５をＸ―Ｙ方向に移動させ、上記チップ１と基板２との位置あわせを行う。
このとき、ボンディングヘッド８はボンディング位置の上方に位置しており、上記レーザ供給手段６の照射バレル４３は上記照射バレル移動手段４４によって後退位置に位置している。
また上記ロック手段５３は上記ボンディングヘッド８が下降していないことから、上記ロックアーム５５は上記係止ブロック５７に係合しており、照射バレル４３は前進位置への移動が規制されている。
さらに、上記シャッタ手段４５は、上記ブラケット５４に固定されたサスペンションロッド６３ａが後退しているため、上記シャッタ６１、６２は閉鎖状態に維持され、仮に上記レーザ発振器６からレーザ光Ｌが誤照射された場合であっても、レーザ光Ｌをシャッタ６１、６２によって外部に漏れないようにしている。
【００３１】
上記チップ１と基板２との位置合わせが終了すると、ボンディングヘッド８は下降してチップ１を基板２に当接させたボンディング位置に位置し、さらに上記ロードセル２２によって計測しながら、基板２に所要の荷重を作用させる。
そしてボンディングヘッド８が下降すると、ボンディングヘッド８に設けた押圧ピン５６が上記ロックアーム５５を揺動させて上記係止ブロック５７との係合状態が解除され、上記ロック手段５３が解除され、上記照射バレル４３が前進位置へと移動可能な状態となる。
そしてボンディングヘッド８がボンディング位置に位置すると、上記照射バレル移動手段４４を構成する上記エアシリンダ５２が作動して、ブラケット５４ごと上記照射バレル４３を後退位置から前進位置へと移動させる。
このようにして照射バレル４３が前進すると、これと一体的に上記シャッタ手段４５を構成するサスペンションロッド６３ａが前進するため、上記シャッタ６１、６２が開放されて、照射バレル４３が通過可能となる。
【００３２】
そして、上記照射バレル移動手段４４によって照射バレル４３が後退位置から前進位置まで移動すると、当該照射バレル４３の先端が上記ボンディングヘッド８に設けられたミラーケーシング２５の開口部２５ａに挿入され、ボンディングヘッド８と照射バレル４３とが接続される（図４（ｂ））。
照射バレル４３が前進位置に移動してミラーケーシング２５に挿入されると、レーザ発振器６がレーザ光Ｌを照射し、このレーザ光Ｌは上記光ファイバ４２を導光された後、上記集光レンズ４７によって集光され、さらに上記反射ミラー２６で反射して上記吸着部２４へと導光される。
吸着部２４に入射したレーザ光Ｌは、上記マスク３２に形成されたアパーチャ３２ａによって所定の照射範囲に形成され、その後上記ツールベース３３を透過した後、上記ツール３４に照射される。
すると、ツール３４はレーザ光Ｌによって加熱され、このツール３４に吸着保持されたチップ１が伝熱によって加熱され、チップ１に形成されたバンプが溶融する。
そして上記レーザ発振器６が上記レーザ光Ｌの照射を停止すると、バンプが冷却して再び固化するため、チップ１が基板２に固定されることとなる。
【００３３】
その後、照射バレル移動手段４４が照射バレル４３を前進位置から後退位置に移動させて、照射バレル４３をミラーケーシング２５より離脱させ、またこれに伴って上記シャッタ手段４６のシャッタ６１、６２が閉鎖状態となる。
そして、次のチップ１を吸着保持するため、上記ボンディングヘッド８がボンディングヘッド移動手段９によって上昇すると、上記押圧ピン５６がロックアーム５５より離脱し、当該ロックアーム５５がブラケット５４に設けた係止ブロック５７に当接する。これにより照射バレル４３は再び上記ロック手段５３によって前進位置への移動が規制されることとなる。
【００３４】
上記実施例によれば、レーザ発振器６をボンディングヘッド８とは別体に設けたため、ボンディングヘッド８を軽量化することができ、これによりボンディングヘッド８の移動を高速かつ高精度に行うことができる。
これに対し特許文献１のようにボンディングヘッドにレーザ発振器６を設けると、ボンディングヘッドが重くなり、ボンディングヘッドを移動させると、慣性などによってボンディングヘッドを高精度に位置決めできないという問題が発生する。
また上述したように上記レーザ発振器６から照射されるレーザ光Ｌは、直視すると失明の恐れがあり危険であるが、本実施例では上記照射バレル４３をボンディング位置近傍に設けて、該ボンディング位置に位置したボンディングヘッド８に側方から接続するため、レーザ光Ｌが外部に漏出することはなく、作業者の安全を確保することができる。
【００３５】
また上記レーザ発振器６と上記照射バレル４３とを光ファイバ４２によって接続したことにより、レーザ光Ｌの導光を容易に行うことが可能であり、また光ファイバ４２の損傷を防止することも可能となっている。
すなわち、仮に光ファイバ４２を直接ボンディングヘッド８に接続すると、安全のため光ファイバ４２をフレキシブルチューブにて覆うことが想定されるが、このフレキシブルチューブは重く屈曲性が悪いことから、フレキシブルチューブの変形が抵抗となってボンディングヘッド８の位置決め精度が低下したり不要な振動が生じるという問題が発生する。
また、ボンディングヘッド８は上述したように供給位置とボンディング位置との間で大きく移動するため、これに追従するように光ファイバ４２も大きく屈曲させなければならず、繰り返しの屈曲によって光ファイバ４２が断線してしまうという問題が発生する。
【００３６】
さらに、上記照射バレル４３の前方にシャッタ手段を設けることにより、仮にボンディングヘッド８がボンディング位置に位置していないときに、誤作動等によってレーザ光Ｌが照射バレル４３より照射されるような事態が発生しても、当該レーザ光をシャッタ６１、６２によって阻止することができ、作業者の安全を確保することができる。
【００３７】
そして、上記照射バレル移動手段４４にロック手段５３を設けて、ボンディングヘッド８がボンディング位置に位置するまでは、ロックアーム５５によって照射バレル４３の前進を阻止するため、誤作動によって照射バレル４３が前進して、この照射バレル４３にボンディングヘッド８が干渉してしまうことを防止できる。
また、例えば作業者が不用意に照射バレル４３に触れた場合であっても、照射バレル４３の移動を阻止することができ、作業者の安全を確保することができる。
【００３８】
なお上記実施例における上記導光手段７では、レーザ発振器６から照射されたレーザ光Ｌを光ファイバ４２によって照射バレル４３まで導光しているが、上記光ファイバ４２に代えて複数の反射ミラーを組み合わせてレーザ光Ｌを導光するような構成としてもよい。
また照射バレル４３は、本実施例のように、開口部２５ａを介してミラーケーシング２５の内部にまで挿入されるようにして上記受光部２３に接続されるのが安全上望ましいが、レーザ光Ｌの漏洩を防止できるのであれば、照射バレル４３の端部が開口部２５ａの開口面と面一になる程度でも良い。
そして上記実施例では、ボンディング位置とはボンディングヘッド８が下降してチップ１が基板２に押し当てられている状態を示し、この状態で照射バレル４３を前進位置に移動させて上記受光部２３に接続するようにしているが、ボンディング位置とはこの状態に限られるものではない。
例えば、ボンディングヘッド８を下降させて、チップ１が基板２の若干上方で停止するようにし、その状態で照射バレル４３を前進位置に移動させて上記受光部２３に接続し、その後ボンディングヘッド８をさらに下降させてチップ１を基板２に押し当ててからレーザ光Ｌによりボンディングするようにしてもよい。
つまり、照射バレル４３が受光部２３に接続された状態で、ボンディングヘッド８がさらに下降することとなるが、この場合上記実施例におけるミラーケーシング２５の開口部２５ａを上下方向に大きく形成して、照射バレル４３がミラーケーシング２５に干渉しないようにすればよい。
その場合、上記開口部２５ａの外縁に可撓性・耐熱性のある遮光部材を設けて、当該遮光部材によってレーザ光Ｌの漏れを防止することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  チップ                        ２  基板
３  ボンディング装置              ４  チップ供給手段
５  ボンディングステージ          ６  レーザ発振器
７  導光手段                      ８  ボンディングヘッド
８  ボンディングヘッド移動手段    ２３  受光部
２４  吸着部                      ２５  ミラーケーシング
２５ａ  開口部                    ４２  光ファイバ
４３  照射バレル                  ４４  照射バレル移動手段
４５  シャッタ手段
【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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