CN107211567B - 封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种封装装置，其包括：主台座(11)，安装着封装平台；门形框架(20)，支持于主台座(11)上；封装头(70)，沿Y方向移动自如地支持于门形框架(20)；副台座(80)，与主台座(11)隔开而配置；及Y方向负荷支承部(54)，以沿X方向移动自如且Y方向的移动被约束的方式安装于副台座(80)，X方向固定件(30)安装于副台座(80)，由连接构件(53)将安装于门形框架(20)的Y方向固定件的一端与Y方向负荷支承部(54)连接。由此，抑制使多个封装头沿XY方向移动时发生的主台座的振动。

Description

封装装置

技术领域

本发明涉及一种封装装置的构造。

背景技术

在利用导线(wire)将半导体晶粒(semiconductor die)的电极与基板的电极之间连接的封装装置中，使用使接合头(Bonding Head，BH)沿XY方向(XY方向为水平面内彼此正交的方向)移动的BH移动装置。而且，部分打线接合(wire bonding)装置中，使用使吸附晶圆的接合平台沿XY方向移动的平台移动装置等。这些各装置中，多使用利用滚珠螺杆或音圈马达等而使BH或平台沿XY方向移动者。

另一方面，近年来，提出使用线性马达而使平台沿XY方向移动的方法(例如参照专利文献1)。专利文献1记载的平台装置中，线性马达的可动件安装于在工件载置台上前后滑动的平台，在与工件载置台不同的副台座固定线性马达的固定件，为了由与工件载置台不同的副台座接收施加至利用线性马达使平台移动时的固定件的反作用力，且使平台移动时振动不会传递至工件载置台，提出抑制加工时的工件的振动而提高加工精度的方法。

而且，在对基板的表面涂布用以接合电子零件的膏(paste)的膏涂布装置中，提出如下构成，即，包含：配置于台座上的2根Y轴移动装置，利用这一Y轴移动装置沿Y方向移动的两个支持构件，安装于各支持构件的X轴移动装置，及安装于X轴移动装置的多个涂布头，在每个支持构件的各头之间描绘不同的涂布图案(例如参照专利文献2的图1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第4554559号公报

[专利文献2]日本专利第4400836号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

且说，近年来，寻求包括多个封装头，对各封装头分别进行个别的XY方向移动动作，在一个基板的各位置同时封装多种电子零件，由此实现封装速度、效率的提高。所述情况下，专利文献1记载的技术能够应对向X方向、Y方向中的任一方向的移动，但存在无法应用于向XY方向的移动的问题。而且，若使用如专利文献2记载的XY驱动机构，则因多个封装头的移动而产生的振动会相互干涉而使得搭载着封装平台的台座振动，从而存在封装精度降低的情况。

本发明目的在于在使多个封装头沿XY方向移动的封装装置中，抑制安装着封装平台的主台座的振动，本发明的另一目的在于在使多个封装头沿XY方向移动的封装装置中，降低一封装头的移动对另一封装头的位置造成的影响。

[解决问题的技术手段]

本发明的封装装置包括：主台座，安装着封装平台；门形框架(gantry frame)，以跨越主台座上的方式沿Y方向延伸且其两端分别沿X方向移动自如地支持于主台座上；封装头，沿Y方向移动自如地支持于门形框架；X方向线性马达，将门形框架沿X方向驱动；Y方向线性马达，将封装头沿Y方向驱动；副台座，与主台座隔开而配置；Y方向负荷支承部，以沿X方向移动自如且Y方向的移动被约束的方式安装于副台座；X方向线性马达包含：安装于副台座的X方向固定件，及安装于门形框架的端部的X方向可动件，Y方向线性马达包含：相对于门形框架而沿Y方向移动自如地安装的Y方向固定件，及安装于封装头的Y方向可动件，所述封装装置包括将Y方向固定件的一端与Y方向负荷支承部连接的连接构件。

本发明的封装装置中，适宜的是：封装头、门形框架及Y方向线性马达为多个，各封装头分别支持于各门形框架且利用各Y方向线性马达沿Y方向驱动，在各门形框架的各端部分别安装着X方向可动件，在各端部侧分别与共用的X方向固定件组合，且在各端部侧分别构成多个X方向线性马达。

本发明的封装装置中，适宜的是：Y方向负荷支承部为多个且被安装于副台座的共用构件，连接构件为多个且各连接构件将各Y方向固定件与各Y方向负荷支承部连接。

本发明的封装装置中，适宜的是包括：各位置检测传感器，对各X方向可动件相对于主台座的各X方向位置进行检测；以及控制部，对由各位置检测传感器检测到的各X方向可动件的各X方向位置数据进行反馈而进行各X方向可动件的位置控制。

本发明的封装装置中，适宜的是包括：各位置检测传感器，对各Y方向可动件相对于支持于主台座的门形框架的各Y方向位置进行检测；以及控制部，对由各位置检测传感器检测到的各Y方向可动件的各Y方向位置数据进行反馈而进行各Y方向可动件的位置控制。

本发明的封装装置中，适宜的是Y方向固定件相对于门形框架经由在Y方向具有自由度的连接构造体而被安装着，也适宜的是连接构造体为板弹簧。

[发明的效果]

本发明实现如下效果，即，在使多个封装头沿XY方向移动的封装装置中，可抑制安装着封装平台的主台座的振动。而且，本发明也实现如下另一效果，即，在使多个封装头沿XY方向移动的封装装置中，可降低一封装头的移动对另一封装头的位置造成的影响。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的封装装置的立体图。

图2是本发明的实施方式的封装装置的平面图。

图3是表示本发明的实施方式的封装装置的门形框架的支持部与X方向线性马达的剖面的说明图。

图4是表示安装于本发明的实施方式的封装装置的门形框架的封装头与Y方向线性马达的剖面的说明图。

图5是表示本发明的实施方式的封装装置的门形框架与Y方向固定件的连接的说明图。

[符号的说明]

10：封装平台

11：主台座

12、27、86：线性导件

20：门形框架

21：壳体

23：脚部

24：臂

25：平板

26：滑件

30：X方向固定件

31：支持板

32、52：永久磁铁

35：X方向线性马达

40：X方向可动件

41：基底板

42、62：线圈

50：Y方向固定件

51、61：框架

53：连接构件

54：Y方向负荷支承部

55：Y方向线性马达

58：连接构造体

59：板弹簧

60：Y方向可动件

70：封装头

72：轴

73：封装工具

74：悬挂构件

75：滑件

80：副台座

81、82：柱

84、85：梁

90、94：线性编码器

91、95：垫

92、96：固定部

93、97：移动部

100：封装装置

X、Y、Z：方向

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式的封装装置进行说明。如图1所示，本实施方式的封装装置100包括：主台座11，支持于主台座11上的门形框架20，支持于门形框架20的封装头70，将门形框架20沿X方向驱动的X方向线性马达35，将封装头70沿Y方向驱动的Y方向线性马达55，与主台座11隔开而配置的副台座80，及安装于副台座80的Y方向负荷支承部54，Y方向线性马达55的Y方向固定件50的一端与Y方向负荷支承部54由连接构件53连接。另外，X方向、Y方向为水平面上彼此正交的方向，本实施方式中，如图1所示，将门形框架20延伸的方向设为Y方向，将与其正交的方向设为X方向进行说明。而且，Z方向为与XY面垂直的上下方向。

如图1所示，主台座11为具有四边形状的平面的台座，在所述台座的上表面安装着封装平台10。封装平台10在其上真空吸附封装半导体晶粒的基板。在主台座11上表面的相向的两边的附近处，相互并行地安装着线性导件12。如图1、图3所示，滑件26沿X方向移动自如地安装于线性导件12上。而且，在两个线性导件12的各滑件26上，分别安装着门形框架20的各脚部23。即，门形框架20以跨越主台座11上的方式沿Y方向延伸，两端的各脚部23安装于滑件26而利用安装于主台座11的线性导件12沿X方向移动自如地支持。

而且，本实施方式的封装装置100如图1所示，包括以包围主台座11的周围的方式而与主台座11隔开的副台座80。副台座80为如下框架，即，包括：配置于主台座11的四角的外侧的柱81，配置于柱81的图1所示的Y方向正侧的柱82，及将各柱81、柱82连接的梁84。如图1、图3所示，在沿X方向延伸的梁84上，安装着X方向线性马达35的X方向固定件30。如图3所示，X方向固定件30在支持板31上隔开空间而相向配置着永久磁铁32。永久磁铁为长条型，多个永久磁铁朝向X方向排列。在X方向固定件30的永久磁铁32间的空间配置着X方向线性马达35的X方向可动件40的线圈42。线圈42以在其表面与两侧的永久磁铁32的表面间形成极窄间隙的方式配置。线圈42固定于上侧的基底板41，基底板41利用螺栓等固定于平板25，所述平板25安装于自门形框架20的脚部23延伸的臂24的前端。因此，X方向线性马达35的各X方向可动件40与各门形框架20一并沿X方向移动。

如图1所示，在一个(共用)X方向固定件30安装着两个X方向可动件40。共用的X方向固定件30的组合各X方向可动件40的部分，分别形成X方向线性马达35。因此，图1中搭载着合计四个X方向线性马达35。

而且，如图3所示，在主台座11的X方向可动件40侧的侧面，安装着朝向X方向呈直线状延伸的线性编码器90的固定部92，在自X方向可动件40朝向主台座11侧延伸的L字形的垫(rug)91的前端安装着线性编码器90的移动部93。

如图1、图4所示，封装头70支持于门形框架20。如图4所示，在封装头70中储存Z方向移动机构，所述Z方向移动机构使前端安装着封装工具73的轴72沿Z方向上下移动。Z方向移动机构使封装工具73上下移动，将半导体晶粒按压至吸附固定于封装平台10的基板上。在门形框架20的内部设置着空间，在内面的两侧安装着两根沿Y方向延伸的线性导件27。在各线性导件27分别安装着滑件75，在两个滑件75安装着封装头70的悬挂构件74。

如图1、图2所示，Y方向线性马达55的Y方向固定件50，经由在Y方向具有自由度的连接构造体58，而以沿Y方向移动自如的方式安装于门形框架20的各脚部23间。连接构造体58是为了确保Y方向固定件50用以释放自Y方向可动件60所接收的反作用力的Y方向的自由度，例如，可为线性导件、并行连杆等。如图4所示，Y方向固定件50是在两端经由连接构造体58安装于各脚部23的槽形框架51的内面，隔开空间而将永久磁铁52相向地配置而成者。与X方向固定件30同样地，永久磁铁为长条型，多个永久磁铁朝向Y方向排列。在Y方向固定件50的永久磁铁52间的空间，配置着安装于自封装头70朝向Y方向固定件50延伸的框架61中的线圈62。线圈62以其表面与两侧的永久磁铁52的表面间形成极窄间隙的方式配置。因此，Y方向可动件60与封装头70一并沿Y方向移动。如图1、图2所示，本实施方式的封装装置100在两个门形框架20分别安装着封装头70与Y方向线性马达55，因而搭载着合计两个Y方向马达。

而且，如图4所示，在门形框架20的壳体21的外表面，安装着朝向Y方向呈直线状延伸的线性编码器94的固定部96，在自Y方向可动件60朝向壳体21延伸的垫95的前端安装着线性编码器94的移动部97。

如图1、图2所示，副台座80中安装着梁85，所述梁85将配置于Y方向正侧的柱82之间在X方向上加以连接。梁85的高度与安装于门形框架20的Y方向固定件50的高度大致相同。在梁85的Y方向负侧的面安装着两个线性导件86。Y方向负荷支承部54能够沿X方向滑动地分别安装于各线性导件86。各Y方向负荷支承部54与各Y方向固定件50由连接构件53连接。各线性导件86因对各Y方向负荷支承部54的Y方向正侧及Y方向负侧的移动进行约束，因而各Y方向负荷支承部54接收来自各Y方向固定件50的Y方向正向的负荷及Y方向负侧的负荷并传递至共用的梁85。

关于以上构成的封装装置100的动作，以将半导体晶粒封装于吸附固定在封装平台10上的基板上的动作为例进行说明。封装装置100的动作由未图示的控制部(控制部为内部包含中央处理器(Central Processing Unit，CPU)与存储部的计算机)控制。

控制部在将半导体晶粒吸附于封装工具73的前端后，对X方向线性马达35、Y方向线性马达55进行驱动而使封装头70的封装工具73的位置朝向基板的封装位置移动。在使封装头70沿X方向移动的情况下，对朝向线圈42的通电进行控制，以对由线性编码器90检测到的X方向可动件40的位置进行反馈而使X方向可动件40的X方向位置移动至控制部的指令位置。通过所述控制，门形框架20也与X方向可动件40一并沿X方向移动。另一方面，对X方向固定件30，朝向与门形框架20的X方向的移动方向相反的方向施加反作用力。X方向固定件30固定于副台座80，因而所述反作用力未被传递至主台座11。而且，对朝向线圈62的通电进行控制，以对由图4所示的线性编码器94检测到的Y方向可动件60的Y方向位置进行反馈而使Y方向可动件60的Y方向位置移动至控制部的指令位置。通过所述控制，封装头70也与Y方向可动件60一并沿Y方向移动。另一方面，对Y方向固定件50，朝向与封装头70的Y方向的移动方向相反的方向施加反作用力。如之前所说明般，Y方向固定件50经由连接构造体58以相对于门形框架20而沿Y方向移动自如的方式而被安装着，因而施加至Y方向固定件50的反作用力自Y方向固定件50经由连接构件53及Y方向负荷支承部54而传递至副台座80的梁85。即，在封装头70与Y方向可动件60一并沿Y方向移动时，施加至Y方向固定件50的Y方向反作用力全部传递至副台座80，而未传递至主台座11。如此，本实施方式的封装装置100即便根据控制部的指令使封装头70沿XY方向移动，所述XY方向的反作用力也不会施加至主台座11，而施加至与主台座11隔开配置的副台座80，因而可抑制安装着封装平台10的主台座11发生振动。

本实施方式的封装装置100中，在X方向固定件30上组合着两个X方向可动件40。即，对一个共用的X方向固定件30组合两个X方向可动件40。如之前所述般，即便X方向可动件40移动，其反作用力也不会传递至主台座11。然而，若其中一个X方向可动件40移动，则其反作用力施加至副台座80的框架而会使副台座80微小地发生变形。因所述微小变形，安装于副台座80的X方向固定件30也稍微移位，因而也认为其中一个X方向可动件40的移动会对另一个X方向可动件40的位置造成影响。

然而，关于X方向可动件40的定位，利用基于由如下线性编码器90检测到的位置信号的反馈来进行控制，即，X方向可动件40进行对主台座11的位置控制，因而即便因副台座80的移位而X方向固定件30的位置发生移位，也完全不会对位置检测、及控制造成影响，所述线性编码器90安装于在X方向线性马达35、Y方向线性马达55进行驱动时不会受到振动(移位)的影响的主台座11。而且，通常，驱动X方向线性马达35时产生推力变动(顿转(cogging))，X方向可动件40的位置控制为即便发生此种推力变动(顿转)也可确保规定的精度的控制。虽因X方向固定件30的微量移位而X方向可动件40的推力会稍微发生变化，但所述推力的变化量非常地小，为如所述般的通常的推力变动的1/5～1/10，从而并非为对X方向可动件40的位置控制造成影响的推力变动。因此，本实施方式的封装装置100中，即便在共用的X方向固定件30组合两个X方向可动件40，也可分别高精度地对各X方向可动件40的位置进行定位。

而且，本实施方式的封装装置100中，因由共用的副台座80的梁85接收两个Y方向固定件50的Y方向反作用力，故若其中一个Y方向可动件60移动则其反作用力会施加至副台座80的梁85而使梁85向Y方向变形。因所述微小变形而安装于梁85的另一个Y方向固定件50的位置也会稍微地移位，因而也认为其中一个Y方向可动件60的移动会对另一个Y方向可动件60的位置精度造成影响。

然而，与之前叙述的X方向可动件40的定位同样地，Y方向位置利用基于由安装在如下门形框架20的线性编码器94检测到的位置信号的反馈来进行控制，即，Y方向可动件60间接地进行对主台座11的位置控制，因而即便因副台座80的移位而Y方向固定件50的位置发生移位，也完全不会对位置检测、及控制造成影响，所述门形框架20支持于在X方向线性马达35、Y方向线性马达55进行驱动时不会受到振动的影响的主台座11。而且，与之前说明同样地，推力的变化非常小，相对于通常驱动时的推力变动为1/5～1/10，从而不会对位置控制造成影响。因此，本实施方式的封装装置100中，即便因其中一个Y方向可动件60的移动，而经由副台座80的梁85使另一个Y方向固定件50的位置微小地移位，也完全不会对位置检测、及控制造成影响，即便由共用的梁85接收Y方向的反作用力也可分别高精度地对各Y方向可动件60的位置进行定位。

如以上所述，本实施方式的封装装置100为如下简单的构成，即，在共用的X方向固定件30组合两个X方向可动件40而形成X方向线性马达35，由共用的梁85接收Y方向固定件50的反作用力，在使多个封装头沿XY方向移动的封装装置中，可降低一封装头70的移动对另一封装头70的位置造成的影响。

以上所述的实施方式中，对Y方向固定件50经由连接构造体58而沿Y方向移动自如地安装于门形框架20的情况进行了说明，也可例如如图5所示，将板弹簧59以Y方向为板厚方向的方式安装，经由所述板弹簧59安装于门形框架20。在设为所述构成的情况下，板弹簧59的Y方向的刚性非常低，因而在封装头70沿Y方向移动时施加至Y方向固定件50的反作用力几乎不会传递至门形框架20。即，Y方向固定件50实质沿Y方向移动自如地安装于门形框架20。因此，施加至Y方向固定件50的大部分的反作用力自Y方向固定件50经由连接构件53及Y方向负荷支承部54传递至副台座80的梁85，几乎不会传递至主台座11。因此，本实施方式也与之前所说明的实施方式同样地，即便使封装头70沿XY方向移动，其XY方向的反作用力也不会施加至主台座11，而施加至与主台座11隔开配置的副台座80，因而可抑制安装着封装平台10的主台座11发生振动。

Claims (4)

1.一种封装装置，其包括：

主台座，安装着封装平台；

门形框架，以跨越所述主台座上的方式而沿Y方向延伸且其两端分别沿X方向移动自如地支持于所述主台座上；

封装头，沿Y方向移动自如地支持于所述门形框架；

X方向线性马达，将所述门形框架沿X方向驱动；

Y方向线性马达，将所述封装头沿Y方向驱动；

副台座，与所述主台座隔开而配置；以及

Y方向负荷支承部，以沿X方向移动自如且Y方向的移动被约束的方式安装于所述副台座；

所述X方向线性马达包含：安装于所述副台座的X方向固定件，及安装于所述门形框架的端部的X方向可动件，

所述Y方向线性马达包含：相对于所述门形框架而沿Y方向移动自如地安装的Y方向固定件，及安装于所述封装头的Y方向可动件，

所述封装装置包括将所述Y方向固定件的一端与所述Y方向负荷支承部连接的连接构件，

所述Y方向固定件相对于所述门形框架经由在Y方向具有自由度的板弹簧而被安装着，

所述封装头、所述门形框架及所述Y方向线性马达为多个，各所述封装头分别支持于各所述门形框架且利用各Y方向线性马达而沿Y方向驱动，

在各所述门形框架的各端部分别安装着X方向可动件，在各端部侧分别与共用的X方向固定件组合，且在各所述端部侧分别构成多个X方向线性马达。

2.根据权利要求1所述的封装装置，其中

所述Y方向负荷支承部为多个且被安装于所述副台座的共用构件，

所述连接构件为多个且各所述连接构件将各所述Y方向固定件与各所述Y方向负荷支承部连接。

3.根据权利要求1或2所述的封装装置，其包括：

各位置检测传感器，对各所述X方向可动件相对于所述主台座的各X方向位置进行检测；以及

控制部，对由各所述位置检测传感器检测到的各X方向可动件的各X方向位置数据进行反馈而进行各X方向可动件的位置控制。

4.根据权利要求1或2所述的封装装置，其包括：

各位置检测传感器，对各所述Y方向可动件相对于支持于所述主台座的门形框架的各Y方向位置进行检测；以及

控制部，对由各所述位置检测传感器检测到的各Y方向可动件的各Y方向位置数据进行反馈而进行各Y方向可动件的位置控制。