(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の載置部の上面に基板を載置して搬送する基板搬送キャリアであって、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記載置部の上面に開孔し前記基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を真空吸引手段と接続するための開口部とを備え、前記載置部は複数の板部材を積層した多層構造であり、前記内孔は前記多層構造を構成する中間層の板部材に形成された切り欠き溝であることを特徴とする基板搬送キャリア。
【請求項２】
電子部品が実装される基板を作業位置において下受けする基板下受け装置であって、板状の載置部の上面に基板を載置して搬送する基板搬送キャリアと、この基板搬送キャリアを所定の作業位置に保持する位置保持手段と、前記作業位置においてその上面に設けられた凸部が基板搬送キャリアの基板載置位置に形成された貫通孔に下方から挿通し、基板の下面に当接して基板を下方から下受けするか、もしくはその上面を基板搬送キャリアの基板の載置部の下面に当接させることにより基板搬送キャリアを下方から下受けする下受け部と、この下受け部を基板搬送キャリアに対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記基板を真空吸着するための真空吸引手段とを備え、前記基板搬送キャリアは、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記載置部の上面に開孔し前記基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を前記真空吸引手段と接続するための開口部とを備え、前記載置部は複数の板部材を積層した多層構造であり、前記内孔は前記多層構造を構成する中間層の板部材に形成された切り欠き溝であることを特徴とする基板下受け装置。
【請求項３】
電子部品を基板に搭載するボンディング装置であって、板状の載置部の上面に基板を載置して搬送する基板搬送キャリアと、この基板搬送キャリアを所定の作業位置に保持する位置保持手段と、前記作業位置においてその上面に設けられた凸部が基板搬送キャリアの基板載置位置に形成された貫通孔に下方から挿通し、基板の下面に当接して基板を下方から下受けするか、もしくはその上面を基板搬送キャリアの基板の載置部の下面に当接させることにより基板搬送キャリアを下方から下受けする下受け部と、この下受け部を基板搬送キャリアに対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記基板を真空吸着するための真空吸引手段と、電子部品の上面に当接して押圧し前記下受け部によって下受けされた基板に電子部品をボンディングするボンディング手段とを備え、前記基板搬送キャリアは、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記載置部の上面に開孔し前記基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を前記真空吸引手段と接続するための開口部とを備え、前記載置部は複数の板部材を積層した多層構造であり、前記内孔は前記多層構造を構成する中間層の板部材に形成された切り欠き溝であることを特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品がボンディングされる基板を載置して搬送する基板搬送キャリアおよび基板搬送キャリアに載置された基板を下受けする基板下受け装置ならびにボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップが実装される小型のパッケージ基板やフレキシブル基板などのフィルム状の薄い基板は単体では取り扱いが難しいため、通常複数の基板を板状の基板搬送キャリアに保持させた状態で取り扱われ、基板への半導体チップのボンディングも、基板を基板搬送キャリアに保持させた状態で行われる。ボンディング位置においては、基板を正しい位置に位置決めして安定した姿勢で保持する必要があるため、ボンディング装置には一般に、基板を真空吸着して位置を保持するとともに下方から下受けしてボンディング荷重を受ける基板下受け装置が設けられている。基板下受け装置は基板の下面に当接する下受け部材を備えており、従来よりこの下受け部材に基板を真空吸着するための吸着機構が設けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの吸着機構は、下受け部材の上面に開孔する多数の微細な吸着孔や、これらの吸着孔を真空吸引手段に連通させるための真空吸引用の内孔などで構成されていることから、下受け部材の部品製作過程においては複雑な加工を必要とする。しかも下受け部材は基板種類ごと個別に対応したものを準備する必要があることから、従来よりこのような基板搬送キャリアに載置されて取り扱われるパッケージ基板の基板下受け装置は、吸着機構の構成に起因して製作に高コストを必要としており、簡易な構成で低コストの基板下受け装置が求められていた。
【０００４】
そこで本発明は、簡易な構成で低コストの基板搬送キャリアおよび基板下受け装置ならびにボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の基板搬送キャリアは、板状の載置部の上面に基板を載置して搬送する基板搬送キャリアであって、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記載置部の上面に開孔し前記基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を真空吸引手段と接続するための開口部とを備え、前記載置部は複数の板部材を積層した多層構造であり、前記内孔は前記多層構造を構成する中間層の板部材に形成された切り欠き溝である。
【００１０】
請求項２記載の基板下受け装置は、電子部品が実装される基板を作業位置において下受けする基板下受け装置であって、板状の載置部の上面に基板を載置して搬送する基板搬送キャリアと、この基板搬送キャリアを所定の作業位置に保持する位置保持手段と、前記作業位置においてその上面に設けられた凸部が基板搬送キャリアの基板載置位置に形成された貫通孔に下方から挿通し、基板の下面に当接して基板を下方から下受けするか、もしくはその上面を基板搬送キャリアの基板の載置部の下面に当接させることにより基板搬送キャリアを下方から下受けする下受け部と、この下受け部を基板搬送キャリアに対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記基板を真空吸着するための真空吸引手段とを備え、前記基板搬送キャリアは、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記載置部の上面に開孔し前記基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を前記真空吸引手段と接続するための開口部とを備え、前記載置部は複数の板部材を積層した多層構造であり、前記内孔は前記多層構造を構成する中間層の板部材に形成された切り欠き溝である。
【００１３】
請求項３記載のボンディング装置は、電子部品を基板に搭載するボンディング装置であって、板状の載置部の上面に基板を載置して搬送する基板搬送キャリアと、この基板搬送キャリアを所定の作業位置に保持する位置保持手段と、前記作業位置においてその上面に設けられた凸部が基板搬送キャリアの基板載置位置に形成された貫通孔に下方から挿通し、基板の下面に当接して基板を下方から下受けするか、もしくはその上面を基板搬送キャリアの基板の載置部の下面に当接させることにより基板搬送キャリアを下方から下受けする下受け部と、この下受け部を基板搬送キャリアに対して相対的に昇降させる昇降手段と、前記基板を真空吸着するための真空吸引手段と、電子部品の上面に当接して押圧し前記下受け部によって下受けされた基板に電子部品をボンディングするボンディング手段とを備え、前記基板搬送キャリアは、前記基板を所定位置に位置決めする位置決め手段と、前記載置部の上面に開孔し前記基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を前記真空吸引手段と接続するための開口部とを備え、前記載置部は複数の板部材を積層した多層構造であり、前記内孔は前記多層構造を構成する中間層の板部材に形成された切り欠き溝である。
【００１４】
本発明によれば、基板搬送キャリアに、板状の載置部の上面に開孔し基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して前記載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を真空吸引手段と接続するための開口部とを備えることにより、基板下受け部に真空吸着機構を設ける必要がなく、基板下受け部の構成を簡易化して低コスト化の基板搬送キャリアを実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のボンディング装置の斜視図、図２（ａ）、図３は本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの平面図、図４は本発明の一実施の形態のボンディング装置によるボンディング動作の動作説明図、図５は本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図、図６（ａ）は本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図、図６（ｂ）は本発明の一実施の形態のボンディング装置によるボンディング動作の動作説明図である。
【００１６】
まず図１を参照してボンディング装置１について説明する。図１において、キャリア搬送部２は１対の搬送路３を備えており、搬送路３には基板搬送キャリア４（以下、単に「キャリア」４と略記。）が載置されている。キャリア４には、基板５が載置されており、基板５の実装位置５ａには、ボンディングヘッド７（ボンディング手段）のボンディングツール７ａを電子部品６の上面に当接させて押圧することにより電子部品６がボンディングされる。このボンディング動作時には、キャリア４は搬送路３によってボンディング位置に保持される。したがって搬送路３は、キャリア４を所定の作業位置に保持する位置保持手段となっている。
【００１７】
搬送路３の下方には、基板下受け部８（基板下受け装置）が配設されている。基板下受け部８は、上面に凸部９ａが設けられた下受け部材９（下受け部）を保持ブロック１０を介して加熱ブロック１３上に装着し、加熱ブロック１３をＸＹＺテーブル１４によって移動可能に保持させた構成となっている。
【００１８】
ＸＹＺテーブル１４を駆動することにより、下受け部材９はキャリア４に対して水平方向に位置合わせされるとともに、下受け部材９の凸部９ａは基板５の下面に当接して基板５を下方から下受けする。これにより、ボンディングヘッド７による電子部品６のボンディング時の荷重は、下受け部材９によって支持される。ＸＹＺテーブル１４は、下受け部材９をキャリア４に対して相対的に昇降させる昇降手段となっている。またヒータ１３ａを駆動することにより加熱ブロック１３が加熱され、これにより下受け部材９を介して基板５に熱が伝達される。
【００１９】
保持ブロック１０の端面には吸着パッド１１が吸着面を上向きにして装着されており、吸着パッド１１は真空チューブ１２を介して真空吸引手段１５と接続されている。下受け部材９がキャリア４に対して上昇した状態では、吸着パッド１１はキャリア４の下面に当接する。これにより後述するように、キャリア４に設けられた吸着孔から真空吸引して基板５をキャリア４に真空吸着により保持するようになっている。
【００２０】
次に図２、図３を参照して、キャリア４について説明する。図２に示すようにキャリア４は、上面に複数の基板５を載置する細長形状の板状部材である載置部２０に、下記要素を設けた構成となっている。載置部２０の上面には、位置決めピン２２が立設されており、位置決めピン２２を基板５に設けられた位置決め孔５ｂに嵌合させることにより、基板５を載置部２０の基板載置位置に位置決めする。位置決めピン２２および位置決め孔５ｂは、基板５を載置部２０の所定位置に位置決めする位置決め手段となっている。
【００２１】
載置部２０の各基板載置位置には貫通孔２１が形成されており、ボンディング時には、貫通孔２１に下受け部材９の凸部９ａが下方から挿通し、基板５の下面に当接して下受けする。載置部２０の上面の貫通孔２１の周囲には、複数の吸着孔２３が開孔している。吸着孔２３は、載置部２０の内部に設けられた真空吸引用の内孔２４と連通しており、内孔２４を真空吸引することにより吸着孔２３から真空吸引し、基板５を載置部２０の上面に真空吸着により保持する。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、載置部２０は、３枚の板部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃを積層した多層構造となっており、貫通孔２１は板部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃのすべてを貫通して形成されている。そして図３（ｂ）に示すように、最上層の板部材２０ｃには、貫通孔２１、位置決めピン２２および吸着孔２３が形成されており、中間層に位置する板部材２０ｂには、貫通孔２１および内孔２４を構成する切り欠き溝２４ａが形成されている。そして最下層の板部材２０ａには、貫通孔２１および開口部２５が設けられている。開口部２５は、３枚の板部材を積層した状態において内孔２４に連通する。
【００２３】
この開口部２５はキャリア４を基板下受け部８に位置決めした状態で吸着パッド１１の上方に位置し、下受け部材９を上昇させることにより、載置部２０上面の吸着孔２３は、内孔２４、開口部２５および吸着パッド１１を介して真空吸引手段１５と接続される。すなわち吸着パッド１１は、開口部２５と真空吸引手段１５を接続する接続手段であり、また開口部２５と真空吸引手段１５は、接離自在に構成されている。
【００２４】
このボンディング装置は上記のように構成されており、次に図４を参照してボンディング動作について説明する。図４（ａ）は、載置部２０上に基板５を載置したキャリア４がキャリア搬送部２によって基板下受け部８上に搬入された状態を示している。この状態では、基板５はキャリア４に対して位置決めピン２２によって位置決めされている。また下受け部材９の凸部９ａは載置部２０に設けられた貫通孔２１に位置合わせされており、吸着パッド１１は開口部２５の下方に位置している。
【００２５】
この後、ＸＹＺテーブル１４を駆動して下受け部材９を上昇させることにより、図４（ｂ）に示すように、凸部９ａが貫通孔２１内に下方から挿通して基板５の下面に当接するとともに、吸着パッド１１が載置部２０の下面に当接する。そしてこの状態で真空チューブ１２を介して真空吸引することにより、開口部２５、内孔２４を介して吸着孔２３から真空吸引する。これにより、基板５は載置部２０の上面に吸着保持される。
【００２６】
そして図４（ｃ）に示すように、凸部９ａによって下面を支持された基板５の上面に、ボンディングヘッド７のボンディングツール７ａに保持された電子部品６がボンディングされる。ボンディングが完了したならば、まずボンディングヘッド７が上昇し、次いで基板５の真空吸着状態が解除された後、図４（ｄ）に示すように下受け部材９が下降する。これにより、凸部９ａによる基板５の下受け状態が解除されるとともに、吸着パッド１１が載置部２０の下面から離脱する。そしてこの後、キャリア４がキャリア搬送部２によって搬出され、ボンディング動作が完了する。
【００２７】
なお、上記ボンディング時において、図５に示すように載置部２０に載置された基板５を、別体の押さえプレートによって上方から押さえ込むようにしてもよい。図５（ａ）では、基板５ごとに個別の押さえプレート２６を複数枚用いる例を示しており、図５（ｂ）では、連続した押さえプレート２７を１枚用いる例を示している。
【００２８】
いずれの例においても、押さえプレート２６，２７には、基板５の実装位置５ａを露呈させるための開口２６ａ，２７ａが設けられており、開口２６ａ，２７ａを介して電子部品６のボンディングが行われる。そして押さえプレート２６，２７の位置合わせは、位置決めピン２２を位置合わせ孔２６ｂ、２７ｂに嵌合させることによって行われる。
【００２９】
また連続した押さえプレート２７を位置合わせするために、図５（ｂ）に示すように全体位置合わせ用のピン２８を載置部２０に設け、ピン２８を押さえプレート２７に設けられた位置合わせ孔２７ｃに嵌合させるようにしてもよい。
【００３０】
上記キャリア４および基板下受け部８の構成において、下受け部材９はボンディング時の荷重を下方から支持するのみで、基板５を吸着保持する機能は必要とされない。したがって、従来の基板下受け装置のように下受け部材の上面に開孔する多数の微細な吸着孔や、これらの吸着孔を真空吸引手段に連通させるための真空吸引用の内孔などを設ける必要がなく、部品加工を簡略化して低コストの基板下受け装置が実現される。また基板５を保持するためのキャリア４の構成として、板部材を積層した多層構造を採用していることから、真空吸引用の内孔を加工容易な切り欠き溝によって形成することができ、基板種類ごと多種類のキャリアを準備する場合にあっても、コストアップを招くことなく低コストでキャリアを製作することができる。
【００３１】
なお本実施の形態では、ボンディング時の荷重を下方から支持する方法として、キャリア４に設けられた貫通孔２１を介して基板５の下面に下受け部材９の凸部９ａを当接させて基板５を直接支持する方法を用いているが、図６（ａ）に示すように、載置部２０’に貫通孔を設けない構成としてもよい。この場合には、電子部品６のボンディングに際し、図６（ｂ）に示すように、基板５を吸着孔２３によって真空吸着して保持するとともに、下受け部材９’の上面を載置部２０’の下面に当接させることによって、ボンディング時の荷重を支持する。
【００３２】
また本実施の形態では、高さ位置が固定された搬送路３に対して、下受け部材９を昇降可能に配設した構成例を示したが、下受け部材９を上下固定配置としキャリア４の搬送・位置支持を行う搬送路３を昇降自在に構成することによって、下受け部材９をキャリア４に対して相対的に昇降させるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、基板搬送キャリアに、板状の載置部の上面に開孔し基板を真空吸着する吸着孔と、この吸着孔と連通して載置部の内部に形成された真空吸引用の内孔と、この内孔を真空吸引手段と接続する開口部とを備えたので、基板下受け部に真空吸着機構を設ける必要がなく、基板下受け部の構成を簡易化して低コストの基板搬送キャリアを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のボンディング装置の斜視図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの平面図
【図３】本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図
【図４】本発明の一実施の形態のボンディング装置によるボンディング動作の動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の基板搬送キャリアの斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態のボンディング装置によるボンディング動作の動作説明図
【符号の説明】
１  ボンディング装置
２  キャリア搬送部
３  搬送路
４  キャリア
５  基板
６  電子部品
７  ボンディングヘッド
８  基板下受け部
９  下受け部材
１４  ＸＹＺテーブル
１５  真空吸引手段
２０  載置部
２１  貫通孔
２２  位置決めピン
２３  吸着孔
２４  内孔
２５  開口部
【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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