CN104465413A - 芯片贴装机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种芯片贴装机，其抑制对贴装精度存在直接影响的贴装头自身的振动，使芯片贴装机等装置能够高精度化及高速化。该芯片贴装机具有：晶圆供给部，其供给用于拾取芯片的晶圆；工件供给搬运部，其用于供给搬运基板；以及芯片贴装部，其具有贴装头部，该贴装头部从所述晶圆供给部拾取所述芯片，并将所述芯片贴装于所述基板，在该芯片贴装中，所述贴装头部在下方具有用于吸附所述芯片的前端部，所述贴装头部在上方具有用于抑制第1方向的振动的第1减震器。

Description

芯片贴装机
技术领域
本发明涉及芯片贴装机，尤其涉及降低了贴装头的振动的芯片贴装机。
背景技术
半导体制造装置中有一种将半导体芯片(芯片)贴装于引线框等基板(以下称为基板)上的芯片贴装机。在芯片贴装机中，利用贴装头对芯片进行真空吸附，高速上升后水平移动，然后下降并安装在基板上。
通常如果使装置高速化，则高速移动物体产生的振动就会变大，由于该振动而导致装置难以得到目标精度。在同时实现装置的高速化及高精度化时，最大的障碍就是振动。
作为应对振动的措施，以往以来进行的是提高刚性及降低加振力。但是，如果考虑到装置的成本、尺寸、生产性等，在进行提高刚性及降低加振力时，自然存在局限。
因此，以往以来，在芯片贴装机及引线贴装机等贴装机中，采用了反向移动机构等振动抑制机构。这些机构是用于使装置的部件动作时产生的加振力不会施加在支架上。因此，对于部件自身的振动没有效果。
例如，作为用于降低装置振动的反向移动吸收装置的现有例子，在专利文献1中公开了其中一种。专利文献1中，具有基座；固定在基座上的支承体；动力源；负载单元，其通过动力源进行移动，至少以对半导体进行组装的处理头为负载；反向移动机构，其含有动力源和负载单元，通过动力源而相对于负载单元向相反方向移动；以及支承部，其设置于支承体，可移动地支承反向移动机构，通过使振动抵消而防止振动发生。
专利文献1：日本特开2013－100917号公报
在专利文献1中，能够降低贴装头部的固定基座的振动，但无法降低贴装头自身的振动。
对贴装头前端部的振动进行抑制这一技术，对芯片贴装机等装置的高精度化及高速化是非常重要的。搭载于贴装头平台上的反向移动机构能够抑制施加在支架上的振动，但无法抑制贴装头的前端部等贴装头自身的振动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芯片贴装机，该芯片贴装机能够抑制对贴装精度产生直接影响的贴装头自身的振动，使芯片贴装机等装置能够高精度化及高速化。
为了实现上述目的，本发明的芯片贴装机在贴装头部的贴装头自身安装减震器。即，本发明的芯片贴装机的第1特征在于，其具有：晶圆供给部，其供给用于拾取芯片的晶圆；工件供给搬运部，其用于供给搬运基板；以及芯片贴装部，其具有贴装头部，该贴装头部从所述晶圆供给部拾取所述芯片，并将所述芯片贴装于所述基板，在该芯片贴装机中，所述贴装头部在下方具有用于吸附所述芯片的前端部，所述贴装头部在上方具有用于抑制第1方向的振动的第1减震器。
本发明的第2特征在于，在上述本发明的第1特征的芯片贴装机中，所述贴装头部在上方还具有第2减震器，该第2减震器用于抑制与所述第1方向不同的第2方向的振动。
本发明的第3特征在于，在上述本发明的第1特征或第2特征的芯片贴装机中，所述第1减震器是具有质量、固有振动频率及粘性的减震器固有值的动态减震器，所述减震器固有值是基于所述贴装头的质量及振动时的振动频率而计算出的。
本发明的第4特征在于，在上述本发明的第2特征或第3特征的芯片贴装机中，所述第2减震器是具有质量、固有振动频率及粘性的减震器固有值的动态减震器，所述减震器固有值是基于所述贴装头的质量及振动时的振动频率而计算出的。
本发明的第5特征在于，在上述本发明的第1特征至第4特征的任一特征的芯片贴装机中，所述第1方向为所述贴装头的振动最大的方向。
本发明的第6特征在于，在上述本发明的第2特征至第4特征的任一特征的芯片贴装机中，所述第2方向为所述贴装头的振动第二大的方向。
发明效果
根据本发明，能够抑制对贴装精度产生直接影响的贴装头自身的振动，实现芯片贴装机等装置能够高精度化及高速化的芯片贴装机。
附图说明
图1是本发明一个实施例的芯片贴装机的从上方观察到的概念图。
图2是用于说明本发明的芯片贴装机及芯片贴装方法的一个实施例的动作的示意图。
图3是用于说明本发明的芯片贴装机的贴装头的侧视图。
图4是用于说明在本发明的芯片贴装机的贴装头上安装的减震器的一个实施例的图。
图5是用于说明在本发明的芯片贴装机的贴装头上安装减震器的一个实施例的图。
附图标记的说明
11：晶圆供给部，12：工件供给搬运部，13：芯片贴装部，100：芯片贴装机，111：晶圆盒升降机，112：拾取装置，121：堆料装载机，122：送框机，123：卸载机，131：预成型部，132：贴装头部，200：控制部，401：晶圆，402：芯片，403：贴装头，404：基板，405：晶圆识别相机，406：基板识别相机，407：仰拍相机，409：旋转中心，410：贴装头的中心，412：前端部，450：减震器，451：减震器安装部，452：附加质量，453：粘性部，454：弹簧部。
具体实施方式
以下，利用附图等说明本发明的一个实施方式。
另外，以下的说明用于说明本发明的一个实施方式，并不限制本发明的范围。因此，本领域的技术人员能够采用将这些各要素或所有要素替换为与其等同的要素的实施方式，当然这些实施方式也包含在本发明的范围内。
此外，在各图的说明中，对于具有共通的功能的结构要素标注相同的附图标记，并尽可能避免重复说明。
【实施例1】
基于图1至图4说明本发明的第1实施方式。
图1是本发明一个实施例的芯片贴装机的从上方观察到的概念图。首先，基于图1说明芯片贴装机的基本构成例。100为芯片贴装机，11为晶圆供给部，12为工件供给搬运部，13为芯片贴装部，200为控制部。如上所述，芯片贴装机100由晶圆供给部11、工件供给搬运部12、芯片贴装部13、以及对这些构成设备(包含未图示的设备在内的构成设备)进行控制的控制部200构成。
在晶圆供给部11中，111为晶圆盒升降机，112为拾取装置。另外，在工件供给搬运部12中，121为堆料装载机，122为送框机，123为卸载机。另外，在芯片贴装部13中，131为预成型部，132为贴装头部。
在图1中，晶圆盒升降机111具有收容有晶圆环的晶圆盒(未图示)，并依次将晶圆环供给至拾取装置112。拾取装置112移动晶圆环，以使得作为拾取对象的芯片能够由移送工具从晶圆环拾取。
堆料装载机121将要贴装芯片的工件(基底或基板，以下称为基板)供给至送框机122。送框机122将基板经由送框机122上的2处处理位置(预成型部及芯片贴装部各自的处理位置)而搬运至卸载机123。卸载机123保管搬运来的基板。
预成型部(芯片粘接剂涂覆装置)131在由送框机122搬运来的基板上涂覆芯片粘接剂。贴装头部132由拾取装置112拾取作为拾取对象的芯片并上升，使芯片移动到送框机122上的贴装点。然后，贴装头部132使芯片在移动到了的贴装点处下降，将芯片安装在涂覆有芯片粘接剂的基板上的贴装点处。此外，在芯片的背面(粘接面)上预先粘附有薄膜状的粘接剂。
图2是用于说明本发明的芯片贴装机及芯片贴装方法的一个实施例的动作的示意图。另外，图3是用于说明本发明的芯片贴装机的芯片贴装部13的贴装头的侧视图。此外，在图2及图3中，未图示本发明的减震器。
401为晶圆，402为芯片，403为贴装头部132的贴装头，404为基板，405为对芯片402进行拍摄的晶圆识别相机，406为对基板404进行拍摄的基板识别相机。另外，407是用于对正在由贴装头403拾取中的芯片的背面进行拍摄的仰拍相机(under vision camera)。此外，贴装头403具有使贴装头403旋转的旋转机构，409为贴装头403的旋转中心，410为贴装头403的中心，412为对芯片402进行拾取的贴装头403的前端部(吸附部)。此外，晶圆识别相机405、基板识别相机406及仰拍相机407例如是使用CCD摄像元件或CMOS摄像元件的摄像装置。
首先，基于图2说明贴装头403的动作。
在图2中，晶圆识别相机405对拾取装置112的晶圆401的图案面(表面)进行拍摄，使用拍摄到的数据进行图案识别等图像处理。其结果是，进行位置修正，以消除1个芯片402的中心位置与拾取装置112的贴装头403的前端部412的中心(或旋转中心409)及上顶块(未图示)的中心位置P0之间的偏差。
同样地，基板识别相机406对搬入至芯片贴装部13的基板404的规定芯片粘接位置(贴装点)进行拍摄，并通过图案识别等图像处理来进行贴装头403的位置偏移修正，以使得芯片402能够安装于芯片粘接位置的中心位置处，然后安装芯片。
另外，仰拍相机407在贴装头403拾取芯片402后向基板402移动过程中，从下方对吸附在前端部412上的芯片402进行拍摄。使用拍摄到的数据，经图案识别等图像处理而识别出芯片402的中心位置，并进行贴装头403的位置偏移修正，以使得芯片402能够正确地安装在基板404的贴装点P处，然后安装芯片402。
然后，为了再次向基板404的其它贴装点或是另行搬入的基板404的贴装点上安装新芯片402，贴装头403高速返回到拾取装置112的贴装头403的前端部412的中心位置P0处。
图3是以箭头示出贴装头403及其振动方向的一个例子的图。(a)是从近前侧观察里侧的贴装头403的侧视图，(b)是从上游侧观察下游侧的贴装头403的侧视图。
如图2的说明所示，贴装头403在位置P0和位置P之间高速移动。移动后，贴装头403在某些位置处停止。在停止时，由于是从高速中骤然停止的动作，所以贴装头403自身发生振动。即，在贴装头403停止动作时，如图3(b)所示，贴装头403特别是在近前侧和里侧的方向上以头部、底部沿箭头方向摆动的方式发生振动。并且，在图3(a)的侧视图中，由于沿与纸面垂直的方向振动，所以振动并不大。
如上述所示，贴装头403反复进行开始移动、移动及停止的动作，在每次进行这些动作时，贴装头403自身都发生振动。
作为上述振动的对策，在贴装头上安装减震器，对贴装头自身的振动有效。
基于图4，说明在贴装头上安装有减震器的本发明的芯片贴装机的一个实施例。图4是用于说明在本发明的芯片贴装机的贴装头上安装减震器的一个实施例的示意图。450是设置在贴装头403上部的减震器。
减震器450由作为减震器质量MD的附加质量452、具有粘性阻尼CD的粘性部453、决定减震器的固有振动频率νD的弹簧部454、以及将附加质量452、粘性部453及弹簧部454固定在贴装头403上的减震器安装部451构成。
如图4所示，在贴装头403自身上安装有独立的减震器450。
该减震器450具有附加质量MD、粘性阻尼CD、减震器的固有振动频率νD来作为固有值，与贴装头403所具有的固有值(附加质量MB、固有振动频率)中对贴装精度最具影响的值配合着决定减震器450的附加质量MD、粘性阻尼CD、以及减震器的固有振动频率νD的值。
减震器450基于在贴装头403动作时产生的振动而进行动作。
根据上述实施例，由于贴装头403动作时产生的振动的能量由减震器吸收，所以能够加快贴装头的振动的衰减。由此，能够抑制直接影响贴装精度的贴装头自身的振动，实现芯片贴装机等装置能够高精度化及高速化的芯片贴装机。
【实施例2】
实施例1中的减震器为动态减震器，通过有效地设定减震器的固有值，能够应对大范围的振动频率。
对于图4的贴装头403，将振动时的振动频率设为ν1，将质量设为MB。另外，对于减震器450，将质量设为MD，将固有振动频率设为νD，将粘性设为CD。此时，如果γ＝MD/MB，则
νD＝ν1/(l+γ)， C D = 2 M D T { 3 γ / 8 ( 1 + γ ) 3 }
由此计算出固有振动频率νD、粘性CD。
上述算式是根据大亦绚一郎的《基于空气衰减控制型动态阻尼器的振动控制的研究》，明治大学科学技术研究所纪要，第9卷，P109-141,15-Jan-1973得到的。
根据上述实施例，通过有效地设定减震器的固有值，能够应对大范围的振动频率，能够在实施例1的效果的基础上，进一步有效地降低贴装头的振动。其结果，能够抑制对贴装精度存在直接影响的贴装头自身的振动，实现芯片贴装机等装置能够高精度化及高速化的芯片贴装机。
【实施例3】
实施例1及实施例2中的减震器是针对振动大的Y方向(近前侧-里侧方向)的。但是，在图3中，即使在没有振动的X方向(上游侧-下游侧方向)上，有时贴装头也会产生与Y方向相比小但对精度也产生影响的振动。减震器550基于在贴装头403动作时产生的振动而进行动作。
由此，如示出本实施方式的图5所示，设置有用于对图4的Y方向的振动进行抑制的减震器450，同时还设置有对X方向的振动进行抑制的减震器550。此外，在Y方向上使用其它方法抑制振动的情况或Y方向的振动不构成妨碍的情况下等，也可以设置仅对X方向的振动进行抑制的图5所示的减震器。
该减震器550具有附加质量MD’、粘性阻尼CD’、减震器的固有振动频率νD’来作为固有值，与贴装头403所具有的固有值(附加质量MB，固有振动频率νB)中对贴装精度最具影响的固有值相配合着确定减震器550的附加质量MD’、粘性阻尼CD’以及减震器的固有振动频率νD’的值。此外，优选对贴装头403连同减震器450包括在内确定固有值(附加质量MB’，固有振动频率νB’)。
减震器550基于在贴装头403动作时产生的振动而进行动作。
此外，减震器550的质量MD’、固有振动频率νD’、粘性CD’也可以基于实施例2所示出的算式而算出。
另外，在本实施例中，在Y方向和与Y方向正交的X方向上设置减震器，但在不同的两个方向上设置即可。另外，优选该2个方向是贴装头403的振动最大的方向和第二大的方向。
根据实施例3，能够在实施例1、实施例2的效果的基础上，进一步有效地降低贴装头的振动。其结果，能够抑制对贴装精度存在直接影响的贴装头自身的振动，实现芯片贴装机等装置能够高精度化及高速化的芯片贴装机。。
此外，在上述实施例1中，为了从晶圆中拾取芯片并对拾取后的芯片的位置进行修正而使用了仰拍相机。但是，即使是没有使用仰拍相机的芯片贴装机也可以，只要是使用贴装头的芯片贴装机就都能够应用本发明。例如，在具有从晶圆中拾取芯片并载置于中间工作台的贴装头、以及从中间工作台拾取芯片并向基板安装芯片的贴装头的情况下，哪一种贴装头都可以应用本发明。此外，本发明也能够应用于倒装芯片贴装机中。

Claims (8)

1.一种芯片贴装机，其具有：晶圆供给部，其供给用于拾取芯片的晶圆；工件供给搬运部，其用于供给搬运基板；以及芯片贴装部，其具有贴装头部，该贴装头部从所述晶圆供给部拾取所述芯片，并将所述芯片贴装于所述基板，所述芯片贴装机的特征在于，
所述贴装头部在下方具有用于吸附所述芯片的前端部，所述贴装头部在上方具有用于抑制第1方向的振动的第1减震器。
2.根据权利要求1所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述贴装头部在上方还具有第2减震器，该第2减震器用于抑制与所述第1方向不同的第2方向的振动。
3.根据权利要求1所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述第1减震器是具有质量、固有振动频率及粘性的减震器固有值的动态减震器，所述减震器固有值是基于所述贴装头的质量及振动时的振动频率而计算出的。
4.根据权利要求2所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述第1减震器是具有质量、固有振动频率及粘性的减震器固有值的动态减震器，所述减震器固有值是基于所述贴装头的质量及振动时的振动频率而计算出的。
5.根据权利要求2所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述第2减震器是具有质量、固有振动频率及粘性的减震器固有值的动态减震器，所述减震器固有值是基于所述贴装头的质量及振动时的振动频率而计算出的。
6.根据权利要求4所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述第2减震器是具有质量、固有振动频率及粘性的减震器固有值的动态减震器，所述减震器固有值是基于所述贴装头的质量及振动时的振动频率而计算出的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述第1方向是所述贴装头的振动最大的方向。
8.根据权利要求2、以及权利要求4至6中任一项所述的芯片贴装机，其特征在于，
所述第2方向是所述贴装头的振动第二大的方向。
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