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

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。