CN112585732A - 接合头 - Google Patents

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前田彻
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Abstract

本发明包括：底座(11)，在上下方向上移动；臂(20)，在一端安装有筒夹(21)，相对于底座(11)围绕着旋转轴(13)旋转自如地安装；附带初始张力的弹簧(19)，安装于臂(20)的另一端与底座(11)之间；止动件部分(18)，抵抗弹簧(19)的拉伸力而束缚臂(20)的旋转；以及载荷传感器(25)，检测施加至筒夹(21)的向上的接地载荷；且载荷传感器(25)仅在通过止动件部分(18)而束缚着臂(20)的旋转的状态下进行接地检测。

Description

接合头
技术领域
本发明涉及一种接合头(bonding head)的结构。
背景技术
将半导体裸片(die)封装于基板的接合装置正在大量使用。在接合装置中，会进行接地检测，检测吸附于筒夹(collet)的前端的半导体裸片已与基板的表面接地。在现有的接合装置中，利用弹簧支撑筒夹，通过筒夹的前端接地时的筒夹后端的位移所引起的接点的断开来进行接地检测(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平7-45644号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，专利文献1所述的现有技术的接地检测在位移成为使接点断开的程度的大小时检测接地，因此存在检测出现时间延迟的情况。又，存在如下的问题：当随时间经过产生的污染等而使筒夹的上下方向支撑部的滑动阻力增加时，则灵敏度会降低而导致错误检测。此外，利用盘簧支撑着筒夹，故而存在如下的情况：因接合头移动时的外力的影响，而使得筒夹在上下方向上振动，从而对吸附于筒夹的半导体裸片的位置检测造成影响。
因此，本发明的目的在于在接合头中，进行如下的接地检测，即，使接地检测的灵敏度与响应性提高，幷且不容易受到外力的影响。
解决问题的技术手段
本发明的接合头的特征在于包括：底座，在上下方向上移动；臂，在一端安装有接合工具，相对于底座围绕着水平轴旋转自如地安装；附带初始张力的弹簧，安装于臂的另一端与底座之间；止动件(stopper)，抵抗弹簧所施加的力而束缚臂的旋转；以及载荷传感器，检测施加至接合工具的向上的接地载荷；且载荷传感器在通过止动件而束缚着臂的旋转的状态下进行接地检测。
在本发明的接合头中，也可设为：水平轴配置为以轴方向的中心线穿过所述臂的重心。
在本发明的接合头中，也可为：止动件是臂的另一端侧所抵接的底座的部分，载荷传感器在底座与臂之间与弹簧串联连接着。此时，载荷传感器也可对拉伸载荷进行检测。
在本发明的接合头中，也可为：臂旋转自如地安装于支架(bracket)，所述支架自底座向下突出，止动件是自支架向臂的前端侧突出的构件，载荷传感器夹于支架与底座之间。此时，载荷传感器也可对压缩载荷进行检测。
发明的效果
本发明的接合头通过载荷传感器而进行接地检测，因此可进行如下的接地检测，即，使接地检测的灵敏度与响应性提高，幷且不容易受到外力的影响。
附图说明
图1是实施方式的接合头立体图。
图2是图1所示的接合头的立剖面图。
图3是另一实施方式的接合头的立面图。
具体实施方式
以下，一面参照附图，一面说明实施方式的接合头100。如图1、图2所示，接合头100包括：底座11，通过未图示的Z方向驱动机构而在上下方向即Z方向上移动；支架12，固定于底座11；臂20，旋转自如地安装于支架12的下端；弹簧19，安装于臂20的Y方向负侧端22；以及载荷传感器25。在图1中，Z方向表示上下方向，XY方向表示水平方向。又，图中的XYZ的各箭头表示各自的正方向。
底座11是长方体的块体，在上端面具有L字型的突出部15，所述L字型的突出部15的前端延伸至Y方向负侧。在突出部15的Y方向负侧端，设置有弹簧19的上端所卡合的弯钩(hook)16。在底座11的Y方向正侧，设置有安装空气管30的孔33、及缺口部31。安装于孔31的空气管30的上端自缺口部31延伸至Y方向正侧。
在底座11的Y方向正侧的面，安装有H型的厚板形状的支架12。在构成H型的支架12的上侧的缺口部31，空气管30的前端穿过。在构成H型的支架12的下侧的凹部17的内侧，配置有棒状的臂20，所述棒状的臂20以四角剖面在Y方向上延伸。臂20围绕着旋转轴13旋转自如地安装于下侧的凹部17的两侧部分，所述旋转轴13是经螺母14固定的在水平方向上延伸的水平轴。此处，旋转轴13配置为以轴方向的中心线穿过臂20的重心。在臂20的一端即Y方向正侧端安装有接合工具即筒夹21。又，臂20的另一端即Y方向负侧端22的上侧的面抵接于止动件部分18，所述止动件部分18设置于底座11的Y方向负侧端的下表面。
如图2所示，弹簧19的上端卡合于弯钩16，所述弯钩16安装于突出部15的Y方向负侧端，所述突出部15设置于底座11，弹簧19的下端与载荷传感器25连接。并且，载荷传感器25的下端通过螺栓而固定于臂20的Y方向负侧端22。如上所述，载荷传感器25在底座11与臂20之间与弹簧19串联连接着。
弹簧19是附带初始张力的弹簧，在施加初始张力F之前延伸为零，当施加超过初始张力F的张力时全长才开始延伸。载荷传感器25是在板状的构件上粘附有压电元件或形变计(gauge)等的器件，通过检测板状构件的形变而将施加至板状构件的拉伸力检测为接地载荷。
弹簧19以如下的方式设定，即，在筒夹21未接地的状态下，施加小于初始张力F的微小张力作为所施加的力，通过所述张力，而使臂20的Y方向负侧端22的上侧的面按压至底座11的止动件部分18。由此，臂20的旋转被束缚。如上所述，止动件部分18抵抗弹簧19所施加的力而束缚臂20的旋转。
当筒夹21的前端接地时，对臂20施加围绕着旋转轴13的旋转力矩。通过所述旋转力矩，而将臂20的Y方向负侧端22向下侧拉伸，对载荷传感器25施加拉伸载荷。载荷传感器25对所述拉伸载荷进行检测，当超过规定的阈值时检测出筒夹21的接地。
此时，在通过施加至筒夹21的前端的向上的力，而使得施加至弹簧19、载荷传感器25的拉伸力超过弹簧19的初始张力F之前，弹簧19不延伸，因此可利用载荷传感器25来检测自筒夹21施加的向上的载荷。
另一方面，当通过施加至筒夹21的前端的向上的力，而使得施加至弹簧19、载荷传感器25的拉伸力超过弹簧19的初始张力F时，通过来自筒夹21的向上的力，弹簧19延伸，臂20的Y方向负侧端22的上侧的面远离底座11的止动件部分18。因此，可抑制过大的载荷施加至筒夹21，而使吸附于筒夹21的前端的半导体裸片损伤。在所述状态下，载荷传感器25的延伸与筒夹21的向上的力不成比例。因此，载荷传感器25可仅在通过止动件部分18而束缚着臂20的旋转的状态下进行接地检测。
如以上说明，本实施方式的接合头100通过载荷传感器25而进行接地检测，因此可提高接地检测的响应性。又，由于设为使通过臂20而施加至筒夹21的载荷增大，而施加至载荷传感器25，因此可增大载荷的检测灵敏度。此外，当对筒夹21的前端施加有大的载荷时，可通过弹簧19延伸，而使施加至筒夹21的前端的载荷释放，从而抑制吸附于筒夹21的前端的半导体裸片损伤。此外，由于在筒夹21未接地的状态下，通过弹簧19而使臂20的Y方向负侧端22的上侧的面按压至底座11的止动件部分18，故而在接合头100移动时，筒夹21不会在Z方向上振动，从而可抑制在接合头100的移动过程中对吸附于筒夹21的前端的半导体裸片的位置检测造成影响。
其次，一面参照图3，一面说明另一实施方式的接合头200。接合头200包括：底座51、支架52、臂54、筒夹55、止动件53、弹簧56及载荷传感器58。
支架52以向下突出的方式安装于底座51的下侧。臂54旋转自如地安装于支架52的下端部。止动件53是板状的构件，安装于支架52的下端，且自支架52向臂20的Y方向正侧端侧突出。载荷传感器58夹于支架52与底座51之间而检测压缩载荷。
接合头200的弹簧56是与之前说明的接合头100的弹簧19相同的附带初始张力的弹簧，在筒夹21的前端未接地的状态下，利用小于初始张力F的微小的拉伸力将臂54的Y方向负侧端向上拉伸而使臂54的下表面按压至止动件53的上侧的面。
在通过向上的力而施加至弹簧56的拉伸力小于初始张力F的状态下，弹簧56的延伸为零，施加至筒夹21的前端的载荷通过载荷传感器58而检测出来，所述向上的力通过接地而施加至筒夹21的前端。又，当施加至弹簧56的载荷超过初始张力F时，弹簧56延伸，而使施加至筒夹21的前端的载荷释放。
如上所述，接合头200发挥与接合头100相同的作用效果。
符号的说明
11、51：底座
12、52：支架
13：旋转轴
14：螺母
15：突出部
16：弯钩
17：凹部
18：止动件部分
20、54：臂
21、55：筒夹
22：Y方向负侧端
25、58：载荷传感器
30：空气管
31：缺口部
33：孔
53：止动件
100、200：接合头
F：初始张力

Claims (6)

1.一种接合头，其特征在于包括：
底座，在上下方向上移动；
臂，在一端安装有接合工具，相对于所述底座围绕着水平轴旋转自如地安装；
附带初始张力的弹簧，安装于所述臂的另一端与所述底座之间；
止动件，抵抗所述弹簧所施加的力而束缚所述臂的旋转；以及
载荷传感器，检测施加至所述接合工具的向上的接地载荷；且
所述载荷传感器在通过所述止动件而束缚着所述臂的旋转的状态下进行接地检测。
2.根据权利要求1所述的接合头，其特征在于，
所述水平轴配置为以轴方向的中心线穿过所述臂的重心。
3.根据权利要求1或2所述的接合头，其特征在于，
所述止动件是所述臂的另一端侧所抵接的所述底座的部分，
所述载荷传感器在所述底座与所述臂之间与所述弹簧串联连接着。
4.根据权利要求3所述的接合头，其特征在于，
所述载荷传感器对拉伸载荷进行检测。
5.根据权利要求1所述的接合头，其特征在于，
所述臂旋转自如地安装于支架，所述支架自所述底座向下突出，
所述止动件是自所述支架向所述臂的前端侧突出的构件，
所述载荷传感器夹于所述支架与所述底座之间。
6.根据权利要求5所述的接合头，其特征在于，
所述载荷传感器对压缩载荷进行检测。
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