CN102235459B - 反动吸收装置和半导体装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现了轻型化的反动吸收装置，以及提供一种使用实现了轻型化的反动吸收装置、进一步缩短处理时间的生产率或质量高的半导体装配装置。反动吸收装置具有配重机构部，该配重机构部包括：通过第一滚珠丝杠在预定方向移动的负载单元；在与上述预定方向相反的方向产生反作用力的第二滚珠丝杠；以及具有用于驱动上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠的驱动电机的驱动单元，上述反动吸收装置还具有反动吸收单元，其一端侧具有与上述第二滚珠丝杠接合的螺母，另一端侧固定在可与上述配重机构部相对移动的装置基座上。

Description

反动吸收装置和半导体装配装置

技术领域

本发明涉及一种半导体装配装置和反动吸收装置，尤其涉及能提供实现了轻型化的反动吸收装置且生产率和运转率高的半导体装配装置。

背景技术

在半导体制造装置中具有将半导体芯片(裸芯片，以下称芯片)焊接到引线框等的衬底上的芯片焊接器。在芯片焊接器中，用焊接头对芯片(die)进行真空吸附，经高速上升、水平移动和下降之后将其安装到衬底上。

通常使装置高速化时，由高速移动物体引起的振动增大，由于该振动而导致装置难以达到目标精度。作为降低该振动的反动吸收装置的现有例已有专利文献1所记载的技术。在专利文献1中采用以下方法：如图7所示，追加配重cw(counter weight)，用电机m驱动导程不同的2种滚珠丝杠n1、n2，使处理头(例如焊接头部)的负载f和配重cw如箭头所示那样反向移动，从而防止振动的产生。

专利文献1：日本特开2004-263825号公报

发明内容

配重的质量与驱动力之间通常是反比的关系，在上述现有技术中，为了达到减振的效果，需要与该驱动相反的运动量。例如，在负载与配重为相同质量时，配重的驱动能量需要与负载驱动相同，从而驱动电机的输出需要2倍。为了减小配重的驱动能量，则只要增加配重质量即可(配重质量为2倍时驱动能量为1/2)，但是这样会导致反动吸收装置的重量增加。另外，将提供该驱动能量的驱动系统和配重部合计后的整体重量也会增加。

本发明是鉴于上述课题做出的，本发明的第一目的在于提供一种实现了轻型化的反动吸收装置。

此外，本发明的第二目的在于提供一种使用实现了轻型化的反动吸收装置、进一步缩短处理时间的生产率或质量高的半导体装配装置。

为了达到本发明的第一目的，本发明的第一特征在于，包括：基座；被固定在上述基座上的支承体；动力源；利用上述动力源而进行移动的负载单元；配重机构(平衡机构)，其包括上述动力源和上述负载单元，利用上述动力源与上述负载单元相对地进行移动；以及支承部件，其设置在上述支承体上，可移动地支承上述配重机构。

本发明的第二特征在于，通过上述动力源的工作，上述负载单元通过第一滚珠丝杠移动，上述配重机构通过第二滚珠丝杠被可移动地支承在上述支承体上。

本发明的第三特征在于，包括：装置基座；被固定在装置基座上的支承体；配重机构部，其包括：第一滚珠丝杠、通过上述第一滚珠丝杠在预定方向移动的负载单元、在与上述预定方向相反的方向上产生反作用力的第二滚珠丝杠、以及具有驱动上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠的动力源的驱动单元；支承部件，其通过上述第二滚珠丝杠将上述配重机构部可移动地支承在上述支承体上；以及反动吸收单元，其可旋转地支承上述第一滚珠丝杠的一端和上述第二滚珠丝杠的一端，并被固定在可与上述配重机构部相对移动的装置基座上。

为了达到上述目的，上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠呈一条直线状配置，且具有同一方向的丝杠。

另外，上述装置基座被固定成不能移动，上述配重机构部沿上述装置基座移动。

上述动力源直接或间接地驱动上述第一滚珠丝杠或上述第二滚珠丝杠中任一方滚珠丝杠的一端，或者直接或间接地驱动上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠双方滚珠丝杠的各自的一端。在此，间接是指滚珠丝杠通过齿轮机构或带机构等与动力源接合。此外，直接是指滚珠丝杠不通过齿轮机构或带机构等而直接与动力源接合。

上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠相互平行地配置。

上述第一滚珠丝杠的导程比上述第二滚珠丝杠的导程长。

另外，为了达到本发明的第二目的，除上述特征以外，本发明的特征还在于，上述半导体装配装置是芯片焊接器，对上述芯片焊接器所具有的焊接头、预制头、晶片环保持器中至少一个直动式装置应用上述反动吸收装置。

根据本发明，能够提供实现了轻型化的反动吸收装置。

此外，根据本发明，能够提供使用实现了轻型化的反动吸收装置、进一步缩短处理时间的生产率或质量高的半导体装配装置。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的X反动吸收装置的基本结构的图。

图2是表示图1所示的X反动吸收装置的工作例的图。

图3是表示从上方观察本发明一个实施方式的芯片焊接器的示意图和焊接头部的图。

图4是表示本发明第二实施方式的Z反动吸收装置的基本结构的图。

图5是表示本发明第三实施方式的反动吸收装置的基本结构的图。

图6是表示本发明第四实施方式的反动吸收装置的基本结构的图。

图7是表示反动吸收装置的现有例的图。

标号说明

1晶片供给部

2工件供给搬运部

3芯片焊接部

5、9反动吸收装置

6X反动吸收装置

7Z反动吸收装置

8配重机构部

10芯片焊接器

12晶片环保持器

32焊接头部

32a焊接头

61驱动单元

61a负载侧滚珠丝杠

61b反动吸收侧滚珠丝杠

61c驱动电机

61d驱动固定板

61e引导部

61f1、61f2齿轮

62负载单元

62a负载固定基座

62b负载螺母

62c负载引导部

63反动吸收单元

63a反动吸收螺母

63b反动吸收体

64、65装置基座

Fm负载单元62的质量

Km配重机构部的质量

R负载侧滚珠丝杠与反动吸收侧滚珠丝杠的导程比

具体实施方式

以下根据附图，以芯片焊接器作为半导体装配装置的例子来说明本发明的实施方式。

图3是表示从上方观察本发明一个实施方式的芯片焊接器10的示意图和焊接头部32的图。芯片焊接器大致分为晶片供给部1、工件供给搬运部2以及芯片焊接部3。

晶片供给部1包括晶片盒升降机11和晶片环保持器12。晶片盒升降机11具有填充有晶片环的晶片盒(未图示)，并将晶片环供给到晶片环保持器12。在后述的焊接处理时，晶片环保持器12将保持着晶片环的晶片胶带向下拉伸，使芯片的间隔变宽，由上推部自芯片下方上推芯片，使芯片的拾取性提高。另外，晶片环保持器12被配置在XY直动式工作台上，拾取后直接移动到下一个芯片位置，准备进行接下来的拾取。

工件供给搬运部2包括堆料装料器21、框架给料器22以及卸料器23。通过框架给料器22上的2个处理位置将由堆料装料器21供给到框架给料器22的工件(引线框架)搬运到卸料器23。

芯片焊接部3具有预制部31和焊接头部32。预制部31对由框架给料器22搬运来的工件涂敷芯片粘接剂。焊接头部32从晶片环保持器12拾取芯片后上升，使芯片平行移动至框架给料器22上的焊接点。然后，焊接头部32使芯片下降，并将芯片焊接到涂敷有芯片粘接剂的工件上。

焊接头部32包括：X反动吸收装置6，其使焊接头(参照图4的32a)在晶片环保持器12内的拾取位置与焊接点之间、即X方向移动；和Z反动吸收装置7，其被固定在X反动吸收装置6上(成为负载)，使焊接头32a上下(Z方向)移动。

以下，使用附图说明本发明的特征即反动吸收装置的实施方式。图1是表示第一实施方式的X反动吸收装置6的基本结构的图。图2是表示使固定Z反动吸收装置7的负载单元62向右方移动的状态的图。

X反动吸收装置6大致分为：作为移动对象的在虚线框内所示的负载单元62；使上述负载单元如图1所示的箭头那样在左右方向移动的驱动单元61；实现降低由负载单元产生的振动的配重的作用的反动吸收单元63；以及支承或固定这些部件的装置基座64。

驱动单元61包括：使负载单元62移动的负载侧滚珠丝杠61a；用连接部61f连接到负载侧滚珠丝杠61a、要使反动吸收单元63移动的反动吸收侧滚珠丝杠61b；使两个滚珠丝杠旋转的驱动电机61c；支承驱动电机和两个滚珠丝杠的“コ”字形的驱动固定板61d；以及可使上述驱动固定板在装置基座64上移动的基座引导部61e。

负载单元62包括：固定或支承在前端具有焊接头32a(参照图3)的负载即反动吸收装置7的负载固定基座62a；被固定在上述负载固定基座上、在负载侧滚珠丝杠上移动的负载螺母62b；通过上述负载螺母使负载单元62在驱动固定板61d上的移动平稳地进行的负载引导部62c。根据此结构，利用负载侧滚珠丝杠61a的旋转使负载单元62如图1的箭头所示那样在左右方向移动。

上述反动吸收侧滚珠丝杠61b和上述负载侧滚珠丝杠61a的螺纹方向均向正向(同向)转动。进而，上述反动吸收侧滚珠丝杠61b的导程Rh与上述负载侧滚珠丝杠61a的导程Rd的导程比R具有式(1)的关系。

R＝Rd/Rh    ：R＞1    (1)

反动吸收单元63具有反动吸收体63b，将该反动吸收体63b的一端侧固定于在反动吸收侧滚珠丝杠61b上移动的反动吸收螺母63a上，将其另一端侧固定在装置基座64上。

上述装置基座64被固定在焊接头部32上，如上述那样固定反动吸收单元63。另外，上述装置基座通过基座引导部61e在箭头所示的方向可移动地支承着包括粗线框内所示的驱动单元61和负载单元62的配重机构部8。

图2是表示具有这种结构的反动吸收装置6的工作例的图。图2表示通过使上述负载侧滚珠丝杠61a和上述反动吸收侧滚珠丝杠61b正向旋转(沿相同方向)而使负载单元62向箭头A所示的右方移动的例子。当使其向左方移动时，如括号内所示那样进行相反的工作。

在图2的情况下，通过上述负载侧滚珠丝杠61a和上述反动吸收侧滚珠丝杠61b的旋转，要使负载单元62向右(左)方移动，反动吸收单元63也向右(左)方移动。但是，反动吸收单元63被固定在装置基座64上，因此相反地反动吸收侧滚珠丝杠61b受到反作用力，相对于装置基座64向箭头C所示的左方移动。其结果，粗线框内所示的配重机构部8通过基座引导部61e朝着箭头B所示的左(右)方在装置基座64上移动。

在这种情况下，负载单元62也要随着驱动单元61的移动向左(右)方移动，但根据式(1)的关系，上述负载侧滚珠丝杠61a的导程(移动量)较大，因此负载单元62向箭头A所示的右(左)方移动。通过将式(1)所示的导程比R设为适当的值，就能够得到充分的动作范围。

在本实施方式中，如上所述，包括如图2所示的用粗黑框表示的驱动单元61和负载单元62的配重机构部8实现了与负载单元62反向移动的配重负载(平衡负载)的作用。即，占据反动吸收装置的大致整体的配重机构部8的质量Km成为吸收振动的配重负载。这是第一实施方式的特征。若将上述质量Km与虚线所示的负载单元62的质量Fm的比设为M(＝Km/Fm)，则M与式(1)所示的导程比R的比值M∶R越是接近1，振动越是相抵消。尤其是，当提高抵消程度时，优选上述M∶R比值在0.95～1.05的范围内。另外，在第一实施方式的说明中，将上述负载侧滚珠丝杠61a与反动吸收侧滚珠丝杠61b的旋转设为同向，但也能够设为反向。

根据上述本发明的第一实施方式，能够通过由反动吸收单元产生与由负载单元产生的振动相反的振动来降低或抵消工作时的振动。

根据上述本发明的第一实施方式，不需要追加作为配重的质量，就能够将反动吸收装置做成轻小型。其结果，能够更加高速地驱动反动吸收装置。

另外，由于能够将反动吸收装置做成轻小型，因此能够缩短直到降低或抵消振动为止的时间，能够加快节拍时间。由于直到降低或抵消振动为止的时间很短，因此能够不用牺牲节拍时间而使焊接头在振动消失之后执行下一工序，因而能够提高质量。

图4是表示本发明第二实施方式的Z反动吸收装置7的基本结构的图。Z反动吸收装置7具有通过焊接头32a吸附芯片、并为了进行焊接使芯片上下移动的功能。Z反动吸收装置7的基本结构基本上与图1所示的第一实施方式相同，但有几个不同点。以下以不同点为中心进行说明。在图4中对具有与第一实施方式相同功能的零部件标以相同的符号。

第一不同点在于，第一实施方式中的负载是使图4所示的焊接头32a上下移动的Z反动吸收装置7，但第二实施方式中的负载是使Z反动吸收装置的前端上下移动的焊接头。

因此，第二不同点在于，在Z反动吸收装置7中，为了使焊接头32a上下移动、并易于吸附、焊接芯片，将具有焊接头的负载单元62设置在前端侧，将反动吸收单元63设置在顶部的驱动电机61c附近。

第三不同点在于，Z反动吸收装置7的装置基座65是X反动吸收装置6的负载固定基座62a，或者被固定在负载固定基座62a上。

其他的结构和工作与第一实施方式相同。另外，图4与图2相同，用粗黑框表示实现配重负载作用的包括驱动单元61和负载单元62的配重机构部8，用虚线框表示负载单元62。

在上述本发明的第二实施方式中也能够通过由反动吸收单元产生与由负载单元产生的振动相反的振动来降低或抵消工作时的振动。

第二实施方式中实现配重负载作用的配重机构部8也上下移动，因此看起来驱动电机的负载容量增大。但是，现有例中也需要使具有相同质量的配重上下移动，因此电机的负载容量不变。

另外，在上述本发明的第二实施方式中，也不需要追加作为配重的质量，能够将反动吸收装置做成轻小型。其结果，能够实现反动吸收装置的驱动的高速化。

进而，由于能够将Z反动吸收装置做成轻小型，因此第一实施方式所示的X反动吸收装置6能够进一步做成轻小型，能够使焊接头部32整体轻小型化。

另外，在图3所示的芯片焊接器10中，能够通过应用具有本发明实施方式所示的X、Z这2个自由度的直动式工作的焊接头部，来降低芯片焊接时的等待时间和低速驱动时间，因此能够提高产量。此外，能够降低芯片焊接时的振动，因此能够提高产品质量，尤其能够提高芯片焊接精度。

通常，在芯片焊接器中，除上述焊接头部以外，预制头部具有X、Z方向这2个自由度的直动式动作，晶片环保持器具有X、Y方向这2个自由度的直动式动作。另外，X、Y、Z是为了便于说明而标记的符号，符号本身没有意义。

因此，若将上述说明的本发明的反动吸收装置也应用于预制头、晶片环保持器，则能够进一步降低芯片焊接时的等待时间和低速驱动时间，因此能够提高产量。此外，由于能够降低芯片焊接时的振动，因此能够进一步提高产品的质量，尤其能够提高芯片焊接精度。

图5是表示能够应用于X反动吸收装置6和Z反动吸收装置7的第三实施方式即反动吸收装置9。在第三实施方式中，基本工作、结构也与第一及第二实施方式相同。

以下重点说明不同点。

在第三本实施方式中，不将负载侧滚珠丝杠61a和反动吸收侧滚珠丝杠61b在一条直线上配置，而是平行地配置。由于平行地驱动，因此通过齿轮61f1及61f2将驱动电机61c的驱动力传递到反动吸收侧滚珠丝杠61b。由于用齿轮进行驱动力的传递，因此负载侧滚珠丝杠61a与反动吸收侧滚珠丝杠61b的螺纹方向设置成反向。其结果，反动吸收单元63要与负载单元62在同一方向移动。但是，反动吸收单元63被固定在装置基座64上，因此相对于装置基座64在与负载单元62的相反方向移动。其结果，粗线框内所示的配重机构部8也通过基座引导部61e相对于装置基座64在与负载单元62的相反方向移动。

另外，图5中用齿轮进行驱动力的传递，但在用同步带进行驱动轮的传递的情况下，能够通过使螺纹方向相同来进行与图5相同的工作。

因此，在第三实施方式中，也将配重机构8作为配重负载，因此能够通过由反动吸收单元63产生与由负载单元62产生的振动相反的振动来降低或抵消工作时的振动。

另外，在第三实施方式中也不需要重新设置配重，因此能够将反动吸收装置做成轻小型。其结果，能够实现反动吸收装置的驱动的高速化。

进而，根据第三实施方式，将负载单元62和反动吸收单元63相对于装置基座64在附图上上下配置。其结果，能够缩短反动吸收装置在移动方向的长度。另外，配置不限于图5所示的方式，例如也可以将负载单元62和反动吸收单元63在图面进深方向前后地配置在装置基座64上。

以上说明中对芯片焊接器作为半导体装配装置的例子进行了说明，但也能够应用于如处理头高速工作那样的其他的半导体装配装置。

图6表示第四本实施方式的反动吸收装置5。在本发明的第四实施方式中，在驱动电机61c的左侧配置反动吸收侧滚珠丝杠61b，在驱动电机61c的右侧配置负载侧滚珠丝杠61a。此时，为了使电机61c、负载侧滚珠丝杠61a及反动吸收侧滚珠丝杠61b的各旋转中心一致，将驱动电机61c、负载侧滚珠丝杠61a和反动吸收侧滚珠丝杠61b配置在一条直线上。负载侧滚珠丝杠61a和反动吸收侧滚珠丝杠61b的各自的一端可旋转地支承在驱动固定板61d上。

在第四实施方式中，基本工作也与第一实施方式和第二实施方式相同。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本领域技术人员能够根据上述说明进行各种替换例、修正及变形，本发明在不超出其要旨的范围内包括上述各种替换例、修正及变形。

Claims (9)

1.一种反动吸收装置，其特征在于，包括：

装置基座；

支承体，其被固定在装置基座上；

配重机构部，其包括第一滚珠丝杠；通过上述第一滚珠丝杠沿预定方向移动、至少将装配半导体的处理头作为负载的负载单元；在与上述预定方向相反的方向上产生反作用力的第二滚珠丝杠；以及具有驱动上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠的动力源的驱动单元；

反动吸收单元，其包括所述支承体、和通过上述第二滚珠丝杠将上述配重机构部可移动地支承的支承部件，上述反动吸收单元可旋转地支承上述第一滚珠丝杠的一端和上述第二滚珠丝杠的一端，且被固定在能与上述配重机构部相对移动的装置基座上。

2.根据权利要求1所述的反动吸收装置，其特征在于，

上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠呈一条直线状配置，且具有同一方向的丝杠。

3.根据权利要求1所述的反动吸收装置，其特征在于，

上述装置基座以不能移动的方式被固定，上述配重机构部沿上述装置基座进行移动。

4.根据权利要求2或3所述的反动吸收装置，其特征在于，

上述动力源直接或间接地驱动上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠中任一方的滚珠丝杠的一端，或者直接或间接地驱动上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠双方的滚珠丝杠的各自一端。

5.根据权利要求1所述的反动吸收装置，其特征在于，

上述第一滚珠丝杠和上述第二滚珠丝杠相互平行地配置。

6.根据权利要求1所述的反动吸收装置，其特征在于，

上述第一滚珠丝杠的导程比上述第二滚珠丝杠的导程长。

7.一种半导体装配装置，其特征在于，

在权利要求1至4中任一项所述的反动吸收装置的负载单元中设置有装配半导体的处理头，且利用上述处理头来装配半导体。

8.根据权利要求7所述的半导体装配装置，其特征在于，

上述半导体装配装置是芯片焊接器，上述反动吸收装置被应用于上述芯片焊接器所具有的焊接头、预制头、晶片环保持器中至少一个的直动式装置中。

9.根据权利要求8所述的半导体装配装置，其特征在于，

上述直动式装置具有相互正交的2个自由度。