JP2001244279A - 基板の供給方法、基板供給装置、チップ供給装置およびチップ実装装置 - Google Patents

基板の供給方法、基板供給装置、チップ供給装置およびチップ実装装置

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JP2001244279A
JP2001244279A JP2000049856A JP2000049856A JP2001244279A JP 2001244279 A JP2001244279 A JP 2001244279A JP 2000049856 A JP2000049856 A JP 2000049856A JP 2000049856 A JP2000049856 A JP 2000049856A JP 2001244279 A JP2001244279 A JP 2001244279A
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substrate
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tray
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Shinji Watanabe
真司 渡辺
Masashi Tsunabuchi
政志 綱渕
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Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動軸等のストロークを短くすることにより
装置の小型化・低価格化を図った基板の供給方法、基板
供給装置、チップ供給装置あるいはチップ実装装置の提
供が望まれている。 【解決手段】 チップを実装する基板をチップ実装装置
に供給するに際して、基板の供給荷姿を個辺基板あるい
は個辺基板複数個からなる独立した単位基板とする基板
の供給方法。さらに、この基板の供給方法を採用した基
板供給装置、およびチップ実装装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CSP(チップサ
イズパッケージ)、MCM(マルチチップモジュール)
などの比較的小さな製品を生産するフリップチップの実
装装置に係り、詳しくはこのようなチップ実装装置にお
ける基板の供給方法、基板供給装置、チップ供給装置
と、これらの装置を備えてなるチップ実装装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、CSPやMCMなどを生産するフ
リップチップ実装装置として、例えば図15、図16に
示す構造のものが知られている。このフリップチップ実
装装置(以下、チップ実装装置と記す)は、基板を供給
する基板供給装置と、チップを供給するチップ供給装置
とを備えたもので、基板供給装置によって供給された基
板にチップ供給装置によって供給されたチップを実装す
るものである。
【0003】基板供給装置は、基板マガジン1から供給
された基板を基板コンベア2を介して搬送し、ステージ
3上に設けたコンベア(図示略)で受け取るよう構成さ
れている。ステージ3には、受け取り、排出可能な位置
まで該ステージ3が移動可能となるよう、図15中Aに
示した可動範囲を有するXY軸が備えられている。ま
た、受け取った基板は、ステージ3のコンベアで所定の
ステージ位置まで搬送された後、コンベアが下降するこ
とによってステージ3に吸着固定されるようになってい
る。
【0004】ここで、従来のフリップチップ実装装置で
は、通常多数の個辺基板からなる多数個取り基板が使わ
れているが、このような多数個取り基板に対応するた
め、多数個取り基板全体をステージ3で吸着する構造と
し、該多数個取り基板上の捨て基板エリアを除く全範囲
にチップが実装可能となるよう装置構成がなされてい
る。すなわち、図17に示すように、後述するチップ実
装ヘッド17は多数個取り基板Mの全域を含んだ基板実
装エリア内を相対的に移動範囲となるよう、該チップ実
装ヘッド17およびステージ3の一方あるいは両方が可
動に構成されている。
【0005】また、チップトレー供給装置においては、
図18に示したチップトレーホルダ5やそれに類似した
ホルダ(図示略)が利用されるのが一般的であり、例え
ば図18に示したチップトレーホルダ5はその上に4枚
のチップトレー6を配置したものとなっている。そし
て、チップ実装装置への供給は、例えばこのチップトレ
ーホルダ5を図15、図16に示した基板マガジン1に
収納し、可動ステージによってチップトレーホルダ5を
1枚ずつチップ移載ヘッド7がチップをピックアップ可
能な位置にまで送ったり、あるいは個々のホルダに可動
ステージを設けてピックアップ可能な位置にまで移動さ
せるなどの方法が採られている。
【0006】このようなチップ実装装置による実装フロ
ーを説明すると、まず、図15に示したようにチップト
レーホルダ5からチップピックアップヘッド8でチップ
をピックアップし、これをチップ移載ヘッド7に受け渡
す。チップ移載ヘッド7は受け渡されたチップをさらに
チップ実装ヘッド17に受け渡す(図16参照)。この
受け渡しの移動の際、搬送中チップ認識カメラ9によ
り、チップ移載ヘッド7とチップとの位置関係が測定さ
れる。チップ実装ヘッド17は、ヘッド側に設けたXY
θ軸により、搬送中チップ認識カメラ9によって測定さ
れた位置関係を基にチップのズレ量を補正して受け取る
ようになっている。
【0007】続いて、先にチップ実装ヘッド17で吸着
保持したチップと、ステージ4上の基板との間をチップ
/基板認識カメラ10で認識・位置補正量測定を行い、
チップ実装ヘッド17側に設けてある高精度XYθ軸で
ズレ補正し、その後チップを基板中の一つの個辺基板上
に実装する。そして、基板内の全ての個辺基板にチップ
を実装した後、基板を排出して一連の動作を完了する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のチッ
プ実装装置にあっては以下に述べる不都合がある。基板
供給装置を多数個取り基板に対応させているため、多数
個取り基板全体をステージ3で吸着する構造とし、該多
数個取り基板上の捨て基板エリアを除く全範囲にチップ
が実装可能となるよう装置構成している。したがって、
チップ実装ヘッド17あるいはステージ3は最低でも基
板の実装エリア分の可動軸ストロークを確保する必要が
ある。
【0009】しかしながら、このように可動軸ストロー
クを大きく確保すると当然XYステージサイズも大きく
なり、結果として基板供給装置、さらにはこれを搭載す
るチップ実装装置も非常に大型とならざるを得ない。ま
た、ストロークが大きければ大きいほど高精度化が困難
となることから、高精度な位置合わせが必須であるフリ
ップチップ実装においては、精度を上げるため非常に高
価なXYステージが必要となってしまう。
【0010】また、前記のチップトレーホルダ5はその
上に4枚のチップトレー6を配置していることから、当
然その面積が大きくなっており、したがってこのような
大面積のチップトレーホルダ5を用いるとチップ供給装
置にはチップをチップピックアップ部まで移動させるた
めの可動軸が必要となるばかりでなく、チップトレーホ
ルダ5内という広範囲の可動ストロークも必要となり、
したがってこのような可動ストロークを有するためには
装置自体も大きくならざるを得ず、装置価格も高価にな
ってしまう。さらに、多品種に対応する際には、品種数
に比例したスペースの占有と可動軸ストロークが必要と
なってしまう。
【0011】また、ベアチップ組立工程においては、
埃、塵、ゴミ等が製造歩留まりに影響することから、製
品への防塵を目的としてクリーンルームが用いられてい
る。そのため、従来のチップ実装装置ではクリーンルー
ムの中に設置して使われることを想定し、ゴミや埃を出
さない材料や部品を使った装置がクリーン対応として提
供されているのが一般的である。
【0012】しかしながら、これらのクリーン対応をう
たったチップ実装装置では、ゴミ・埃を出さないという
だけで、大気中に存在する塵を排除できるという訳では
ないため、当然クリーンルームなどのクリーン度を管理
した施設への設置が必須となる。よって、チップの実装
ライン構築においては、非常に高額なクリーンルームの
施設施工費が発生するとともにランニングコストも多大
であるという課題があった。
【0013】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、可動軸等のストロークを
短くすることにより装置の小型化・低価格化を図り、あ
るいは施設全体をクリーン化することなく、装置内のみ
の局所的なクリーン化(装置内空気の塵・埃の排除)を
可能にする、基板の供給方法、基板供給装置、チップ供
給装置あるいはチップ実装装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項1
記載の基板の供給方法では、チップを実装する基板をチ
ップ実装装置に供給するに際し、前記基板の供給荷姿を
個辺基板あるいは個辺基板複数個からなる独立した単位
基板とすることを前記課題の解決手段とした。
【0015】この基板の供給方法によれば、基板の供給
荷姿を個辺基板あるいは個辺基板複数個からなる独立し
た単位基板としたことから、基板上へのチップの実装エ
リアを単位基板内に限定することができ、これによりチ
ップ実装ヘッドあるいはステージの可動軸ストロークを
小さく抑えることが可能になる。
【0016】請求項2記載の基板供給装置では、個辺基
板あるいは個辺基板複数個からなる独立した単位基板を
保持する基板キャリア、もしくは個辺基板多数個からな
る多数個取り基板を移送するとともに、該基板キャリア
もしくは多数個取り基板を個辺基板の大きさに対応した
長さ分だけ送り出しする移送コンベアと、前記個辺基板
の大きさに対応した載置面を有するステージと、前記移
送コンベアでステージ上に移送された基板キャリア内の
単位基板もしくは多数個取り基板を前記ステージ上に着
脱可能に保持させる保持手段と、を備えてなることを前
記課題の解決手段とした。
【0017】この基板供給装置によれば、移送コンベア
を個辺基板の大きさに対応した長さ分だけ送り出しでき
るようにしたので、個辺基板上へのチップの実装エリア
を個辺基板内に限定することができ、これによりチップ
実装ヘッドあるいはステージの可動軸ストロークを小さ
く抑えることが可能になる。また、ステージの載置面を
個辺基板の大きさに対応させているので、ステージの小
型化も可能になる。
【0018】請求項3記載のチップ実装装置では、基板
供給装置を備え、この基板供給装置によって供給された
基板にチップを実装するチップ実装装置において、基板
供給装置を請求項2記載のものとしたことを前記課題の
解決手段とした。
【0019】このチップ供給装置によれば、前記基板供
給装置を用いたことにより、装置の小型化が図られる。
【0020】請求項4記載のチップ供給装置では、チッ
プ実装装置のチップ供給ステージにチップを供給するチ
ップ供給装置において、前記チップ供給ステージの近傍
に配置されてチップを複数個収納保持するチップトレー
を複数段に重ねた状態で保持するトレーステージと、前
記複数段に重ねられたチップトレーのうち下から二段目
のチップトレーを保持してこのチップトレーからその下
の最下段のチップトレーを離間するトレー保持手段と、
前記トレー保持手段によって下から二段目のチップトレ
ーより離間した最下段のチップトレーを前記チップ供給
ステージに移送する移送手段と、を備えてなることを前
記課題の解決手段とした。
【0021】このチップ供給装置によれば、チップトレ
ーを複数段に重ねてその中の最下段のチップトレーを順
次チップ供給ステージに移送するようにしたので、移送
手段の可動ストロークが例えば従来のごとく4枚のチッ
プトレーを配置したチップトレーホルダである場合に比
べ短くすることが可能なる。また、トレーステージをチ
ップ供給ステージの近傍に配したので、チップをチップ
ピックアップ部となるチップ供給ステージまで移動させ
るための移送手段の可動軸も短くすることが可能にな
る。
【0022】請求項5記載のチップ実装装置では、チッ
プ供給装置を備え、このチップ供給装置によって供給さ
れたチップを基板に実装するチップ実装装置において、
チップ供給装置を請求項4記載のものとしたことを前記
課題の解決手段とした。
【0023】このチップ供給装置によれば、前記チップ
供給装置を用いたことにより、装置の小型化が図られ
る。
【0024】請求項6記載のチップ実装装置では、基板
供給装置とチップ供給装置とを備え、前記基板供給装置
から供給された基板上にチップ供給装置から供給された
チップを実装するチップ実装装置でにおいて、前記基板
およびチップの移動範囲内が箱体によってほぼ閉空間と
なるよう覆われてなり、前記箱体に前記閉空間内へクリ
ーンエアーを流入させるためのクリーンファンが備えら
れてなることを前記課題の解決手段とした。
【0025】このチップ実装装置によれば、基板および
チップの移動範囲内が箱体によってほぼ閉空間となるよ
う覆われており、この閉空間内へクリーンエアーを流入
させるためのクリーンファンが備えられているので、こ
のチップ実装装置単独でクリーン化が可能になり、クリ
ーンルームへの設置が不要になる。また、基板を収納す
る基板マガジンを、前後に開口を有し四周を側板で覆わ
れた状態に形成し、この基板マガジンの一方の開口を前
記閉空間に接続することにより該基板マガジンの他方の
開口を前記閉空間の排気口として機能させれば、基板マ
ガジンに収納された供給用の基板などのクリーン化も可
能になる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1、図2は本発明のチップ実装装置(フリップチップ
実装装置)の一実施形態例を示す図であり、図1、図2
において符号11はチップ実装装置である。このチップ
実装装置11は、図15、図16に示した従来のチップ
実装装置と同様に基板を供給する基板供給装置と、チッ
プを供給するチップ供給装置とを備えたもので、基板供
給装置によって供給された基板にチップ供給装置によっ
て供給されたチップを実装するものである。
【0027】まず、チップ実装装置11の説明に先立
ち、このチップ実装装置11に用いられる基板の構造に
ついて説明する。チップ実装装置11に供給される際の
基板の供給荷姿としては、図3に示したように個辺基板
Uあるいは個辺基板複数個からなる独立した単位基板
(図示略)とされる。なお、単位基板を用いる場合は、
例えば個辺基板Uのサイズが□15mm以下であるような
小さい場合に、4個(2行×2列)等に集合化したもの
を1つの単位基板とし、フリップチップ実装後に個辺に
分割するといった方法を採用する。
【0028】このような個辺基板Uあるいは単位基板
は、図3、図4に示すように基板キャリア12のポケッ
ト13内に予め納められ、チップ実装装置11に搬送供
給される。基板キャリア12は、搬送時に先頭となる側
の端縁からの寸法aが、チップの品種に関係なく常に一
定とされ、したがって異なる基板サイズに対してもその
基板サイズを問わずに一定値となっている。また、寸法
bについては品種毎に最適な任意ピッチとなるようにポ
ケット13が形成されている。また、基板キャリア12
の外形寸法については、対象とする製品サイズに合わせ
て任意サイズとすることができるが、外形寸法を固定す
ればさらに装置構造を簡素化することができ好ましい。
【0029】次に、チップ実装装置11における基板供
給装置の機構について説明する。なお、この基板供給装
置は本発明の基板供給装置の一実施形態となるものであ
る。図5(a)〜(d)は個辺基板Uのステージ14へ
の供給機構を示す図であり、これらの図に示すように基
板キャリア12は、移送コンベア15によって水平方向
に搬送される。ここで、移送コンベア15は複数本のコ
ンベアベルトによって形成され、両端の間隔については
基板キャリア12のサイズに合わせてセンター基準で調
整可能となっている。
【0030】ステージ14は平面視矩形状のもので、そ
の上部には切り欠き16が形成されている。このステー
ジ14の上面、すなわち個辺基板Uあるいは単位基板を
載置するための載置面は、個辺基板Uあるいは単位基板
の大きさに対応した大きさ・形状となっており、この例
では基板キャリア12のポケット13のサイズより一回
り小さいサイズとなっている。
【0031】このような構成により、図5(b)に示す
ように基板キャリア12はその先頭側が移送コンベア1
5によってステージ14上にまで搬送され、ステージ1
4の近傍に設けられた基板ストッパ16に当接すること
によってその位置決めがなされる。ここで、基板ストッ
パ16の当接面は、ステージ14の中心から図3で定義
した寸法a分だけ離れた位置に配置されている。したが
って、前述したように基板キャリア12は先頭側の端縁
からの寸法aがチップの品種に関係なく常に一定となっ
ていることから、個辺基板のサイズ等を問わず、個辺基
板Uあるいは単位基板の中心とステージ14の中心とが
一致した位置に位置決めされるようになっている。
【0032】このようにして基板キャリア12を基板ス
トッパ16で位置決めしたら、図5(c)に示すように
基板ストッパ16と移送コンベア15とを下降させ、ス
テージ14に個辺基板Uあるいは単位基板を接触させ、
さらにその状態で個辺基板Uあるいは単位基板をステー
ジ14の載置面に載置する。この際、移送コンベア15
の下降量は基板キャリア12がステージ14と接触する
位置以下、あるいは接触しない位置等任意に設定するこ
とができる。移送コンベア15の上下駆動にはモータあ
るいはエアシンリダなどが利用できるが、上下位置精度
は要求されないこと、および停止位置は2箇所であるこ
とから、安価なエアシリンダが適している。
【0033】また、この例では移送コンベア15を上下
動作させているが、上下駆動機構は移送コンベア15側
ではなく、ステージ14側に設け、ステージ14を上下
動させても良い。そして、このような移送コンベア15
の上下駆動機構、あるいはステージ14の上下駆動機構
により、基板キャリア12内の個辺基板Uあるいは単位
基板をステージ14上に保持させる、本発明の基板供給
装置における保持手段が構成されている。
【0034】このようにしてステージ14上に個辺基板
Uあるいは単位基板を載置保持し、後述するようにチッ
プ(フリップチップ)を実装したら、図5(d)に示す
ように移送コンベア15を元の位置まで上昇させ、さら
にこの移送コンベアを駆動させて基板キャリア12内の
次の個辺基板Uあるいは単位基板まで基板キャリア12
を搬送する。このとき、移送コンベア15は基板キャリ
ア12を個辺基板Uの大きさに対応した長さ分、本例で
は図3に示した寸法bの長さ分だけ送り出しすることが
できるようになっている。ここで、この送り出し分の寸
法bについては、装置の制御プログラムによって任意に
設定できるようになっている。そして、このような構成
によりこの移送コンベア15は、基板キャリア12に収
納された全ての個辺基板Uを基板キャリア12の先頭側
から順にステージ14上に送り、チップの実装を行わせ
ることができるようになっている。
【0035】以降、コンベア下降、チップ実装・コンベ
ア上昇・キャリア搬送を繰り返すことにより、基板キャ
リア12上の全ての個辺基板Uに対しステージ14への
移送、チップ実装がが可能となる。ここで、実装タクト
に影響を与えないためには、これらの基板の搬送・保持
固定の一連の動作を後述するチップの実装ヘッドへの供
給・認識処理の作業と平行して行い、チップ側の実装準
備が完了するまでに基板の搬送・保持固定の一連の動作
を終了させておくことが望ましい。なお、移送コンベア
の水平方向への駆動には、ステッピングモータやサーボ
モータを用いることが好ましく、これらを用いること
で、図3の寸法bのピッチ設定を容易に実現することが
できる。
【0036】このような基板供給装置の機構により、ス
テージ14に稼動部を設けず、基板の自動搬送を容易に
しかも低コストで実現することができる。また、実装可
能範囲、すなわち図6に示すようにチップ実装ヘッド1
7の移動範囲を個辺基板Uあるいは単位基板(図示略)
内に限定できることから、チップと個辺基板Uとの位置
合わせ動作に必要な駆動軸を最低限必要な短い(小さ
い)ストロークにすることができ、したがって装置構成
の小型化が可能になるとともに、ストロークを短く(小
さく)することができることから駆動系の小型化・高精
度が可能になる。
【0037】なお、移送コンベア15の駆動部は基板ス
テージ側に配することもできるが、ストロークが小さく
小型化が図れることから、チップ吸着ヘッド側に駆動部
を持たせることも可能となり、その場合にはステージ1
4側の駆動部が不要となる。このように本例の基板供給
装置によれば、装置の小型化、高精度化、低価格化を同
時に実現することができる。
【0038】次に、チップ実装装置11におけるチップ
供給装置の機構について説明する。なお、このチップ供
給装置は本発明のチップ供給装置の一実施形態となるも
のである。図7はチップ供給装置の概略構成を示す図で
あり、このチップ供給装置はチップ実装装置のチップ供
給ステージ18にチップを供給するよう構成されたもの
である。
【0039】チップ供給ステージ18の近傍にはトレー
ステージ19が配設されている。このトレーステージ1
9には、チップを複数個収納保持するチップトレー6を
保持するLアングル状の4本のガイドからなるトレーガ
イド20が設けられており、このトレーガイド20内に
チップトレー6が複数段に重ねられた状態で保持される
ようになっている。なお、チップトレー6には通常図8
(a)、(b)に示すようにズレ防止用突起6aが形成
されており、これによって互いに積み重ねられた際、ず
れないようになっている。したがって、複数段に積み重
ねられた状態のチップトレー6は、単純に横から押した
だけでは個々のチップトレー6を引き出すことができな
いようになっている。
【0040】また、トレーステージ19にはトレークラ
ンパ(トレー保持手段)21とトレープッシャ(移送手
段)22とが設けられている。トレークランパ21は、
図8(a)、(b)に示すように複数段に重ねられたチ
ップトレー6…のうち下から二段目のチップトレー6を
保持し、このチップトレー6からその下の最下段のチッ
プトレー6を離間するものである。トレープッシャ22
は、前記トレークランパ21によって下から二段目のチ
ップトレー6より離間した最下段のチップトレー6を、
図7に示すように押し出すことによってチップ供給ステ
ージ18に移送するものである。
【0041】このようなチップ供給装置により積み重な
ったチップトレー6…から一つずつチップトレー6を供
給するには、まず、下から二段目のチップトレー6をト
レークランパ21で挟み、その状態でトレーステージ1
9を下降させるか、もしくは段積みされたチップトレー
6ごと、トレークランパ21を上昇させることによって
下から二段目以上のチップトレー6を持ち上げる。そし
て、この状態のもとで、持ち上げられたチップトレー6
より離間した最下段のチップトレー6を、トレープッシ
ャ22によってチップ供給ステージ18に移送する。チ
ップ供給ステージ18にはトレーストッパ23が出没可
能に設けられており、移送されたチップトレー6はこの
トレーストッパ23に当接することによって位置決めさ
れるようになっている。
【0042】ここで、トレークランパ21あるいはトレ
ーステージ19の上下駆動については、停止位置が2箇
所であり、しかも位置決め精度がそれほど要求されない
ため、エアシリンダ等の安価な駆動装置を用いることが
できる。また、トレークランパ21のトレーとの接触面
には、滑り防止のためラバー等を貼り付けることが望ま
しい。また、トレープッシャ22はエアシリンダ等によ
って駆動されるもので、そのストロークは、トレーガイ
ド20にあるチップトレー6に接触しない位置から、ト
レーストッパ23近傍までとなっている。
【0043】このようにしてチップトレー6がチップ供
給ステージ18に移送され、位置決めされることによ
り、チップ移送ヘッドによるチップの移送がなされるよ
うになっている。すなわち、チップトレー6の上面側か
らチップにアクセス可能となるため、チップトレー6内
のチップを取り出すことが可能になるのである。チップ
トレー6内の全てのチップを取り出した後、トレースト
ッパ23をエアシリンダ等で下降させれば、トレープッ
シャ22はストロークエンドであるトレーストッパ23
近傍まで動作し、空のチップトレー6を空きトレーボッ
クス24に排出する。
【0044】その後、トレープッシャ22、トレーステ
ージ19、トレークランパ21の順に初期位置に戻せ
ば、初期状態となり、以降、本動作を繰り返すことで複
数段に積み重ねられた全てのトレーからチップを取り出
すことができる。したがって、このチップ供給装置によ
れば、積み重ねられたチップトレー7から一段ずつ移送
してここからのチップの取り出しを可能にすることがで
き、これによりチップ供給装置、さらにはこれを搭載し
たチップ実装装置を非常にシンプルな機構で小型にし、
少スペース化を図ることができる。
【0045】次に、チップ実装装置におけるクリーンブ
ース化について説明する。このチップ実装装置にはクリ
ーン化の機構が備えられており、これによってクリーン
ルームへの設置が不要となっている。すなわち、生産工
程内は防塵が必須であるため、装置内をクリーン化し、
さらに装置間の部材搬送に関してもクリーン化を図って
いるのである。
【0046】図9はチップ実装装置内をクリーン化する
ための機構の概念図であり、図9に示した例では、チッ
プ実装装置11を2機並べてコンベアで連結している。
これらチップ実装装置11、11では、共に装置の垂直
方向における中央付近で仕切られており、基板およびチ
ップの移動範囲となる装置の上半分がクリーン化されて
いる。
【0047】すなわち、この装置の上半分はチップ実装
装置の箱体や仕切板等によって閉空間に構成されてお
り、装置の天板にはこの閉空間内に通じるようにしてク
リーンファン25が設けられている。そして、このクリ
ーンファン25によって前記閉空間にはクリーンエアー
が吹き込むようになっている。ここで、クリーンファン
25とは、通常のファンに除塵フィルタを取り付けたも
ので、市販のものを用いることができる。
【0048】装置の内気圧を外気圧より高くすること
で、外気の装置内への流入を防止し、装置内のクリーン
度を保つことが望ましく、よりクリーン度を高めるため
には、装置の気密性を高め、かつクリーンエリアのなる
べく下方に排気口を設けることが望ましい。
【0049】図9に示した例では、基板を収納する基板
マガジン26を、図10に示すように前後に開口を有し
四周を側板で覆われた状態に形成し、図9に示すように
この基板マガジン26の一方の開口が前記閉空間に接続
されることにより、該基板マガジン26の他方の開口が
前記閉空間の排気口として機能するようにしている。し
たがって、クリーンファン25から流入したクリーンエ
アは前記閉空間を通って基板マガジン26に向けて放出
され、そのまま排出される。また、図9に示したように
チップ実装装置11、11を基板搬送コンベア50で連
結した場合には、この基板搬送コンベア50をカバー2
7で覆い、装置間搬送中に基板が外気に晒されないよう
にするのが好ましい。
【0050】このような機構によって装置内のクリーン
化は図れるが、部材についても装置に供給するまで防塵
対策が必要である。したがって、この部材についても防
塵の対策についても説明する。供給される部材は基板と
ベアチップであり、個々の防塵方法について説明する。
【0051】まず、基板の防塵方法から説明する。基板
マガジン26としては、図10に示した構成のものなど
が用いられる。この基板マガジン26は、その側板に溝
が形成され、この溝に基板あるいは基板キャリアの端部
を保持することで、上下方向に一定の間隔で基板を収納
可能としている。また、品種による基板サイズの相違に
は側板の間隔を調整することで対応している。これが、
一般的なマガジンの構造であり、設備間の移送時のみ前
面と後面とを板等の遮蔽物で塞ぐことで、この基板マガ
ジン26を装置の基板ローダ28にセットするまでにつ
いては、容易に防塵化することができる。
【0052】図11はチップ実装装置11に基板マガジ
ン26をセットした後の基板の防塵方法の一例を示して
いる。基板Sを収納した基板マガジン26は、前後面に
外気遮蔽板をつけた状態で基板ローダ28にセットした
後、前後面の外気遮蔽板を取り外す。基板ローダ28は
基板Sを一枚ずつ送り出す機構となっており、基板を一
枚送り出すと、次の基板Sを基板搬送コンベア27の高
さまで基板マガジン26を上昇させるよう基板ローダ1
6には上下機構が備わっている。
【0053】装置側面には、基板マガジン26の上下稼
動範囲内に複数のスリット29…が設けられており、ク
リーンファン25より装置内に流入したクリーンエアは
これらスリット29…から排出されるようになってい
る。したがって、基板マガジン26はどの位置になって
もスリット29を設けた範囲となり、これにより基板マ
ガジン26にクリーンエアが流入し、外気からの埃が基
板に付着することが防止される。基板の排出についても
同方式で防塵が可能となっている。
【0054】次にベアチップの防塵について説明する。
ベアチップについては、図8に示したチップトレー供給
方式にある積み重ね式のチップトレー6内に、ベアチッ
プが配置されているため、積み重ねたチップトレーの最
上段にカバーを被せるだけで移送時の防塵が可能であ
る。また、このチップトレー供給部は、クリーン化した
装置内に配しているため、装置に供給後は、カバーを外
すだけで良い。以上のように、本例のチップ実装装置に
よれば、装置内のクリーン化、さらには部材の装置間搬
送時の防塵化により、クリーンルームを必要としないフ
リップチップ実装ラインを実現することができる。
【0055】次に、図1、図2に示した本例のチップ実
装装置11の動作を説明する。まず、基板ローダ28に
セットされた基板マガジン26から基板搬送コンベア5
0上に基板が供給する。基板は、基板搬送コンベア27
によりステージ3上に搬送し、図5で示した方法により
基板搬送コンベア50(すなわち移送コンベア19)を
下降させ、ステージ14で吸着することで基板のステー
ジ14への供給を行う。ここで、ステージ14はヒータ
30により所定温度に加熱可能であるが、実装工法的に
加熱を必要としない場合にはヒータ30を設ける必要は
無い。
【0056】一方、チップ供給装置においては、まずベ
アチップ(チップ)をその回路面が上になるようにして
チップトレー6に配列しておき、このチップトレー6を
複数段重ね合わせてチップトレー供給ユニット31のト
レーガイド20(図7参照)に供給する。そして、図8
に示した方法によって最下段のチップトレー6をトレー
プッシャ22で押し出し、チップ供給ステージ18上に
供給する。チップ供給ステージ18上のベアチップをチ
ップ実装ヘッド17まで搬送するには、チップ移載ヘッ
ド32が用いられる。
【0057】このチップ移載ヘッド32は、XYステー
ジ上に配され、チップトレー6内の任意位置のベアチッ
チップ上に移動できるようになっている。このXYステ
ージは高精度を要求しないため、安価な市販品を利用す
ることができる。チップ移載ヘッド32をチップトレー
6内の所望のベアチップ上に移動させた後、ベアチップ
面まで下降させ、真空吸着することでベアチップを把持
する。チップ移載ヘッド32は、吸着保持したベアチッ
プをチップ実装ヘッド17下まで搬送し、先端部を上下
180°反転させ、チップ実装ヘッド17をベアチップ
面まで下降・吸着保持することにより、チップ実装ヘッ
ド17への移載を完了させる。
【0058】ここで、吸着把持したベアチップは、トレ
ー内のポケットとベアチップのガタにより、チップ移載
ヘッド32でチップを吸着する際、吸着保持したベアチ
ップとの間に、このガタの分だけXYθ方向へのズレが
生じている。この後のベアチップを基板に実装する直前
に、チップ実装ヘッドに設けたXYθステージで、基板
とベアチップのズレを補正できるため、このズレは通常
特に問題とはならないが、実装中に封止樹脂がチップ実
装ヘッドまで這い上がる可能性のある実装工法を採用す
る場合には、ベアチップよりチップ実装ヘッドのチップ
吸着部分を小さく設計してあり、もしベアチップがずれ
てチップ実装ヘッドのチップ吸着部分がベアチップから
はみ出していると、チップ実装ヘッドに封止樹脂が付着
硬化するという問題が発生する可能性がある。そこで、
これらの実装工法採用時には、ベアチップをチップ実装
ヘッドへ受け渡す際、このズレを補正する必要があり、
この場合、搬送中チップ認識カメラ9をチップトレー供
給ユニット31とチップ実装ヘッド17との間に配する
ことで解決することができる。
【0059】ベアチップを搬送中に搬送中チップ認識カ
メラ9でズレ量を測定し、チップ実装ヘッド17での受
け取り時に、チップ実装ヘッド17側でズレ補正しなが
ら受け取ることにより、チップ実装ヘッド17とベアチ
ップとのズレを回避することができる。本実施形態で
は、ベアチップがチップトレー6で供給される場合につ
いて、図7、図8に示したいわゆるだるま落とし方式を
採用した機構のチップトレー供給ユニット31を配して
いるが、ウェハ状態で供給される場合には、ウェハから
個々のベアチップを供給できるウェハ供給ユニットを本
実施形態のチップトレー供給ユニット31と置き換えて
構成することも可能である。
【0060】次に、ベアチップの基板への実装過程につ
いて説明する。チップ実装ヘッド17に供給されたベア
チップと基板との位置合わせは、チップ/基板認識カメ
ラ10で行う。チップ/基板認識カメラ10はXYステ
ージ上に配され、チップ実装ヘッド17の直下まで移動
可能となっており、チップ側と基板側との画像を取込め
るようになっている。所望の画像取込み後は、チップ/
基板実装カメラ10を退避させる。ここで、チップ/基
板認識カメラ10は、2つの光学系からなり、各々カメ
ラを装備するか、一つのカメラの光学系切り替えという
方法で双方の画像を取込むよう構成されている。
【0061】取込まれた画像は、画像処理装置で分析・
処理し、双方の相対的なズレ量が割り出される。このズ
レ量に基づき、チップ実装ヘッド17に配したXYθス
テージにより、基板に対してベアチップが適正位置とな
るよう位置補正を行う。位置補正完了後、チップ実装ヘ
ッド17を下降させる。この下降は、Zステージ33に
よって行われる。このZステージ33は、Zステージ保
持フレーム34に固定されている。ベアチップが基板に
接触すると加圧を開始し、任意圧力でベアチップを基板
に押しつけるが、この加圧は加圧モータ35で行う。加
圧モータ35は、加圧に対する反力が実装位置精度に影
響を与えないよう、Zステージとは別に設けられた加圧
モータ保持フレーム36に固定されている。ただし、加
圧力が実装精度に影響のない範囲であれば、フレームを
個々に備える必要はなく、一つのフレームで低価格化を
図ることが望ましい。
【0062】また、加圧の際、実装工法によってはベア
チップを加熱する必要がある場合があるが、この場合に
は、セラミックヒータやパルスヒータ等の加熱ツールを
チップ実装ヘッド17に設け、加熱対応することも可能
である。実装が完了すると、図5に示した方法で次の基
板を供給し、前述の実装過程を繰り返す。そして、基板
キャリアの全ての基板の実装が完了すると、基板コンベ
アで基板アンローダ37上の基板マガジン26へ収納す
る。
【0063】本例のチップ実装装置11では、図9に示
したように装置の天板にクリーンファン25(図2参
照)を設けてあり、図9に示した方法によって装置内を
クリーン化し、そのクリーン度を保っている。また、装
置前後に基板のローダ・アンローダを配しているが、基
板の供給を手動で行うこともできるため、このローダ・
アンローダは必ず必要ということでは無い。
【0064】本実施形態のチップ実装装置によれば、個
辺基板による基板の供給方法、だるま落とし方式による
ベアチップの供給方法を採用したことにより、装置の可
動軸数の最小化と可動軸のストロークの最小化を図るこ
とができ、これにより低価格でコンパクトな実装装置を
実現でき、また、クリーンファン25を配したことによ
って装置内のクリーン化を図ることができる。
【0065】前記実施形態では、本発明のフリップチッ
プ実装装置(チップ実装装置)1台の構成で基板の供給
・収納にローダ・アンローダを組み合わせた場合につい
て説明したが、チップ実装装置を複数台連結して実装ラ
インを構成することも可能である。図12に装置構成例
を示す。図12に示した例では、樹脂塗布装置38を1
台、チップ実装装置11を2台連結し、その前後に基板
ローダ・アンローダを配している。通常のチップ実装装
置に比べ樹脂塗布装置は半分以下のタクトであるため、
樹脂塗布装置1台に対して複数台のチップ実装装置(フ
リップチップ実装装置)11を連結して構成した方がよ
り効率的な生産が可能となる。
【0066】さらに、樹脂塗布装置38とチップ実装装
置11とのタクト差、あるいはチップ実装装置11の連
結台数など、生産バランスを考慮して樹脂塗布装置38
複数台連結することも可能である。また、樹脂塗布装置
38については、実装工法に応じて先頭もしくは最交尾
に配置することができ、樹脂を実装前に塗布する必要が
ある実装工法を採用した場合には先頭に、逆に実装後樹
脂でアンダーフィルを行う工法を採用した場合には最後
尾にと、実装工法に応じてフレキシブルに装置構成を変
更することが可能である。
【0067】また、前記実施形態では、供給時の基板の
荷姿として、個辺基板あるいは単位基板を採用し、基板
キャリア12をコンベアで搬送する方法を採用している
が、荷姿として多数個取り基板を用いることも可能であ
る。図13は用いられる多数個取り基板Mの一例を示す
図であり、個々の製品(個辺基板U)を複数個連結した
集合基板の例である。ここでは、一列に製品を配してあ
るが、複数列でも図5に示した方法を用いることができ
る。
【0068】図14に多数個取り基板Mの基板ステージ
14への供給方法を示している。基本的な概念は図5の
個辺基板Uの供給方法と同じである。すなわち、図の左
右方向にはコンベアベルトを利用して搬送され、両端の
コンベア間隔については、基板の搬送幅のサイズに合わ
せ、センター基準で調整可能となっている。
【0069】ステージ14上まで搬送された多数個取り
基板Mは、ステージ14の中心から図3で定義した寸法
aだけ離した位置に配された基板ストッパ16で位置決
めされる。基板の寸法aを固定することにより、基板キ
ャリア12に個辺基板Uを収納して用いた場合と同じに
取扱うことができる。この後は、図5と同じ方法で基板
の搬送・チップ実装を繰り返す。ここで、ステージ14
は多数個取り基板Mと同等以上のサイズとしても良い
が、この例では、ステージ14を個々のチップ実装エリ
ア内のみとし、ステージ14からはみ出た基板を支持で
きるよう、ステージと同高さの基板支持ブロック39を
配している。
【0070】以上のように、多数個取り基板Mに対して
も、実装可能範囲を個辺基板U内に限定した方法を応用
可能であり、個辺基板採用時と同等の装置の小型化・低
価格化を実現可能である。ただし、多数個取り基板Mの
場合には必ず搬送部などの捨て部分が基板に必要となる
ため、個辺基板よりも部材費が高くなるというデメリッ
トがある。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項1記載の基板の供給方法は、基板の供給荷姿を個辺基
板あるいは個辺基板複数個からなる独立した単位基板と
した方法であるから、基板上へのチップの実装エリアを
単位基板内に限定することができ、これによりチップ実
装ヘッドあるいはステージの可動軸ストロークを小さく
抑えることができ、したがって装置の小型化、低価格化
を図ることができる。
【0072】請求項2記載の基板供給装置は、移送コン
ベアを個辺基板の大きさに対応した長さ分だけ送り出し
できるようにしたものであるから、個辺基板上へのチッ
プの実装エリアを個辺基板内に限定することができ、こ
れによりチップ実装ヘッドあるいはステージの可動軸ス
トロークを小さく抑えることができ、さらにはステージ
の載置面を個辺基板の大きさに対応させているのでステ
ージも小型化することができ、したがって装置の小型
化、低価格化を図ることができる。
【0073】請求項3記載のチップ実装装置は、前記基
板供給装置を用いたものであるから、装置の小型化、低
価格化を図ることができる。
【0074】請求項4記載のチップ供給装置は、チップ
トレーを複数段に重ねてその中の最下段のチップトレー
を順次チップ供給ステージに移送するようにしたもので
あるから、移送手段の可動ストロークが例えば従来のご
とく複数のチップトレーを配置したチップトレーホルダ
である場合に比べ短くすることができ、また、トレース
テージをチップ供給ステージの近傍に配したので、チッ
プをチップピックアップ部となるチップ供給ステージま
で移動させるための移送手段の可動軸も短くすることが
でき、したがって装置の小型化、低価格化を図ることが
できる。
【0075】請求項5記載のチップ実装装置は、前記チ
ップ供給装置を用いたことにより、装置の小型化、低価
格化を図ることができる。
【0076】請求項6記載のチップ実装装置は、基板お
よびチップの移動範囲内が箱体によってほぼ閉空間とな
るよう覆われており、この閉空間内へクリーンエアーを
流入させるためのクリーンファンが備えられたものであ
るから、このチップ実装装置単独でクリーン化を可能に
することができ、したがってクリーンルームへの設置を
不要にしてクリーンルーム施設を不要にし、ランニング
コストの低減化を図ることができ、結果としてランニン
グコストを含めた装置自体の価格を低減化することがで
きる。また、基板を収納する基板マガジンを、前後に開
口を有し四周を側板で覆われた状態に形成し、この基板
マガジンの一方の開口を前記閉空間に接続することによ
り該基板マガジンの他方の開口を前記閉空間の排気口と
して機能させれば、基板マガジンに収納された供給用の
基板などのクリーン化も可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のチップ実装装置の一実施形態例を示
す平面図である。
【図2】 図1に示したチップ実装装置の正面図であ
る。
【図3】 個辺基板を収納した基板キャリアの平面図で
ある。
【図4】 図3に示した基板キャリアの要部側断面図で
ある。
【図5】 本発明の基板の供給方法を説明するための図
であり、(a)は基板キャリアをステージ上に送った状
態を示す平面図、(b)〜(d)は基板供給方法を行程
順に説明するための側断面図である。
【図6】 本発明の基板の供給方法を説明するための図
である。
【図7】 本発明のチップ供給装置の一例の概略構成を
示す斜視図である。
【図8】 (a)、(b)は図7に示したチップ供給装
置によるチップトレーの供給方法を説明するための図で
ある。
【図9】 チップ実装装置のクリーン化の概念を示す説
明図である。
【図10】 基板マガジンの概略構成を示す斜視図であ
る。
【図11】 基板マガジンを用いたチップ実装装置のク
リーン化の概念を示す説明図である。
【図12】 チップ実装装置を複数台連結して実装ライ
ンを構成した例を示す概略図である。
【図13】 多数個取り基板の一例を示す平面図であ
る。
【図14】 多数個取り基板を用いた基板の供給方法を
説明するための図である。
【図15】 従来のチップ実装装置の一例を示す平面図
である。
【図16】 図15に示したチップ実装装置の正面図で
ある。
【図17】 従来のチップの実装を説明するための図で
ある。
【図18】 チップトレーを載せたチップホルダを示す
平面図である。
【符号の説明】
6‥チップトレー、11‥チップ実装装置、12‥基板
キャリア、14‥ステージ、15‥移送コンベア、19
‥トレーステージ、20‥トレーガイド、21‥トレー
クランパ(トレー保持手段)、22‥トレープッシャ
(移送手段)、25‥クリーンファン、26‥基板マガ
ジン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チップを実装する基板をチップ実装装置
    に供給するに際し、前記基板の供給荷姿を個辺基板ある
    いは個辺基板複数個からなる独立した単位基板とするこ
    とを特徴とする基板の供給方法。
  2. 【請求項2】 チップを実装する基板をチップ実装装置
    に供給する基板供給装置であって、 個辺基板あるいは個辺基板複数個からなる独立した単位
    基板を保持する基板キャリア、もしくは個辺基板多数個
    からなる多数個取り基板を移送するとともに、該基板キ
    ャリアもしくは多数個取り基板を個辺基板の大きさに対
    応した長さ分だけ送り出しする移送コンベアと、 前記個辺基板の大きさに対応した載置面を有するステー
    ジと、 前記移送コンベアでステージ上に移送された基板キャリ
    ア内の単位基板もしくは多数個取り基板を前記ステージ
    上に着脱可能に保持させる保持手段と、を備えてなるこ
    とを特徴とする基板供給装置。
  3. 【請求項3】 基板供給装置を備え、この基板供給装置
    によって供給された基板にチップを実装するチップ実装
    装置であって、 前記基板供給装置は、個辺基板あるいは個辺基板複数個
    からなる独立した単位基板を保持する基板キャリア、も
    しくは個辺基板多数個からなる多数個取り基板を移送す
    るとともに、該基板キャリアもしくは多数個取り基板を
    個辺基板の大きさに対応した長さ分だけ送り出しする移
    送コンベアと、 前記個辺基板の大きさに対応した載置面を有するステー
    ジと、 前記移送コンベアでステージ上に移送された基板キャリ
    ア内の単位基板もしくは多数個取り基板を前記ステージ
    上に着脱可能に保持させる保持手段と、を備えてなるこ
    とを特徴とするチップ実装装置。
  4. 【請求項4】 チップ実装装置のチップ供給ステージに
    チップを供給するチップ供給装置であって、 前記チップ供給ステージの近傍に配置されてチップを複
    数個収納保持するチップトレーを複数段に重ねた状態で
    保持するトレーステージと、 前記複数段に重ねられたチップトレーのうち下から二段
    目のチップトレーを保持してこのチップトレーからその
    下の最下段のチップトレーを離間するトレー保持手段
    と、 前記トレー保持手段によって下から二段目のチップトレ
    ーより離間した最下段のチップトレーを前記チップ供給
    ステージに移送する移送手段と、を備えてなることを特
    徴とするチップ供給装置。
  5. 【請求項5】 チップ供給装置を備え、このチップ供給
    装置によって供給されたチップを基板に実装するチップ
    実装装置であって、 前記チップ供給装置は、前記チップ供給ステージの近傍
    に配置されてチップを複数個収納保持するチップトレー
    を複数段に重ねた状態で保持するトレーステージと、
    前記複数段に重ねられたチップトレーのうち下から二段
    目のチップトレーを保持してこのチップトレーからその
    下の最下段のチップトレーを離間するトレー保持手段
    と、 前記トレー保持手段によって下から二段目のチップトレ
    ーより離間した最下段のチップトレーを前記チップ供給
    ステージに移送する移送手段と、を備えてなることを特
    徴とするチップ実装装置。
  6. 【請求項6】 基板供給装置とチップ供給装置とを備
    え、前記基板供給装置から供給された基板上にチップ供
    給装置から供給されたチップを実装するチップ実装装置
    であって、 前記基板およびチップの移動範囲内が箱体によってほぼ
    閉空間となるよう覆われてなり、前記箱体に前記閉空間
    内へクリーンエアーを流入させるためのクリーンファン
    が備えられてなることを特徴とするチップ実装装置。
  7. 【請求項7】 基板を収納する基板マガジンが、前後に
    開口を有し四周を側板で覆われた状態に形成されてな
    り、この基板マガジンの一方の開口が前記閉空間に接続
    されることにより該基板マガジンの他方の開口が前記閉
    空間の排気口として機能することを特徴とする請求項6
    記載のチップ実装装置。
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