JP2001298034A

JP2001298034A - ダイボンダ

Info

Publication number: JP2001298034A
Application number: JP2000111342A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Araki; 一成荒木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストの低廉化を図ることおよび近年に
おける高速化に対応することを可能とする。【解決手段】被搭載基板５を位置決め可能なステージ
２と、このステージ２の上方に他のステージからチップ
部品を移送するマウントツール３とを備え、このマウン
トツール３は、被搭載基板５上にチップ部品を加圧実装
するマウント部３ｃおよびこのマウント部３ｃを弾性保
持するベース部３ａを有し、このマウントツール３のマ
ウント部３ｃを鉛直・水平二方向に駆動するアクチュエ
ータ４ａおよびこのアクチュエータ４ａを制御するコン
トローラ４ｄを有する調整装置４を含ませ、この調整装
置４のアクチュエータ４ａは、マウント部３ｃを鉛直方
向および水平方向にそれぞれ駆動するための第一コイル
８ａと第二コイル８ｂを有するボイスコイルモータから
なる構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ペレ
ットをリードフレーム等に実装する場合に使用して好適
なダイボンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子回路の細密化および部品の高
密度実装化に伴い、回路基板の部品搭載面上にチップ部
品を半田接合する表面実装技術が発展してきている。従
来、この種の表面実装技術に用いられるダイボンダに
は、チップ部品が実装される被搭載基板を位置決め可能
なステージ（マウントステージ）と、このステージの上
方に他のステージからチップ部品を移送して被搭載基板
上に加圧実装するマウントツールと、このマウントツー
ルを鉛直・水平二方向に移送するボールねじ付きサーボ
モータからなる駆動装置とを備えたものが採用されてい
る。

【０００３】このように構成されたダイボンダにおい
て、被搭載基板の部品搭載面上にチップ部品を接合する
（ダイボンディング）には、予めステージ上に位置決め
された被搭載基板の部品搭載面上に半田片およびチップ
部品を順次搭載し、次にマウントツールによってチップ
部品を加圧して半田片を加熱溶融することにより行われ
る。

【０００４】ところで、このようなダイボンダにおいて
は、ダイボンディングを高精度に行うために、マウント
ツールを鉛直方向に荷重調整するとともに、水平方向に
微動調整することが必要とされる。このため、この種の
ダイボンダには、通常マウントツールを駆動制御する調
整装置が備えられている。これは、サーボモータおよび
ボールネジを用い、マウントツールを鉛直方向および水
平方向に駆動制御するものである。

【０００５】このうちマウントツールの水平方向微動調
整は、図５に示すように、ウエハーシート１００上のペ
レット（チップ部品）１０１を吸着ノズル（マウントツ
ール）１０２によって吸着（ピックアップ）し、この吸
着ノズル１０２をウエハーシート１００から水平ＸＹ二
方向のうち一の方向（図中水平Ｙ方向）に大きく動作さ
せるとともに、他の方向（図中水平Ｘ方向）に小さく動
作させることにより、リードフレーム（被搭載基板）１
０３の上方位置に搬送した後（リードフレーム１０３に
対してペレット１０１を加圧実装する前）に行われる。
この場合、認識用カメラ１０４を用いてペレット１０１
のマウント位置Ｌと実際位置との水平方向の位置ずれ量
を検出し、この位置ずれ量に応じて吸着ノズル１０２の
移動量が補正される。このように、この種のダイボンダ
においては、水平ＸＹ二方向の微動調整時に吸着ノズル
１０２が水平Ｙ方向に粗動動作し、これに対して水平方
向Ｘ方向には微動動作しかしないものが多用されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のダイボ
ンダにおいては、マウントツールの駆動調整にボールね
じを用いるものであるため、マウントツールを調整方向
に案内するガイド等を必要とし、ボンダ全体が重量化し
ていた。この結果、ベースの剛性を高めるために補強構
造を必要とし、製造コストが嵩むという問題があった。
また、ボンダ全体が重量化することは、駆動装置の負荷
が大きくなり、近年における高速化に対応することがで
きないという問題もあった。

【０００７】なお、特開平１１−３４０２７３号公報に
「ボンディング装置のボンディングツール支持機構およ
びボンディングツールの上下制御方法」として先行技術
が開示されているが、これには「スライダを荷重調整す
る」点についての開示はあるものの、「水平方向に微動
調整する」という従来の問題点を解決するための手段に
ついての開示はない。

【０００８】本発明はこのような事情にかんがみてなさ
れたもので、ボンダ全体を軽量化することを可能とし、
もって製造コストの低廉化を図ることができるととも
に、近年における高速化に対応することができるダイボ
ンダの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のダイボンダは、チップ部品
が実装される被搭載基板を位置決め可能なステージと、
このステージの上方に他のステージからチップ部品を移
送するマウントツールとを備え、このマウントツール
は、被搭載基板上にチップ部品を加圧実装するマウント
部およびこのマウント部を弾性保持するベース部を有
し、このマウントツールのマウント部を鉛直・水平二方
向に駆動するアクチュエータおよびこのアクチュエータ
を制御するコントローラを有する調整装置を含ませ、こ
の調整装置のアクチュエータは、マウント部を鉛直方向
および水平方向にそれぞれ駆動するための第一コイルと
第二コイルを有するボイスコイルモータからなる構成と
してある。したがって、マウント部が、ボイスコイルモ
ータの駆動によって鉛直方向に荷重調整されるととも
に、水平方向に微動調整される。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のダ
イボンダにおいて、マウント部がベース部に丸棒ばねを
介して保持されている構成としてある。したがって、丸
棒ばねがマウント部の微動によって鉛直方向および水平
方向に撓む。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のダイボンダにおいて、両コイルが、コイルホルダ
ーによって保持され、かつマウント部に対して固定され
ている構成としてある。したがって、マウント部が、ボ
イスコイルモータの駆動によってコイルホルダーととも
に鉛直方向に荷重調整され、水平方向に微動調整され
る。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載のダ
イボンダにおいて、コイルホルダーが、ベース部に中間
ベースを介して弾性保持されている構成としてある。し
たがって、コイルホルダーが、ベース部に対して中間ベ
ースとともに鉛直・水平二方向のうち一の方向に微動調
整され、中間ベースに対して他の方向に微動調整され
る。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項４記載のダ
イボンダにおいて、第一コイルがコイルホルダーに保持
され、第二コイルが中間ベースに保持されている構成と
してある。したがって、コイルホルダーが鉛直・水平二
方向のうち一の方向に微動調整され、中間ベースが他の
方向に微動調整される。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項４または５
記載のダイボンダにおいて、コイルホルダーと中間ベー
スとの間に第一板ばねを介在させ、中間ベースとベース
部との間に第二板ばねを介在させた構成としてある。し
たがって、第一板ばねが鉛直・水平二方向のうち一の方
向に撓み、第二板ばねがコイルホルダーの微動によって
他の方向に撓む。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態
に係るダイボンダの概略を示す斜視図、図２は同じく本
発明の第一実施形態に係るダイボンダにおけるボイスコ
イルモータのコイル配置状態を示す正面図である。図１
および図２において、符号１で示すダイボンダは、ステ
ージ２，マウントツール３および調整装置４を備え、ス
テージ２上の被搭載基板５に対し半田片（図示せず）を
介してチップ部品（図示せず）を接合するように構成さ
れている。

【００１６】ステージ２は、ヒータ（図示せず）を内蔵
する基板位置決め用の加熱ステージによって形成されて
おり、被搭載基板５をステージ面上に位置決め手段（図
示せず）によって位置決めするように構成されている。
なお、ステージ２は、半田片の溶融温度より高い温度に
加熱される。

【００１７】マウントツール３は、ベース部３ａ，コイ
ルホルダー（ボビン部）３ｂおよびマウント部３ｃを有
し、ステージ２の上方に可動自在に配設されており、ス
テージ２の上方位置に他のステージ（図示せず）からチ
ップ部品を移送するように構成されている。

【００１８】ベース部３ａは、各水平方向長さが互いに
異なる上下二つの水平部（ともに図示せず）およびこれ
ら両水平部を連結する垂直部（丸棒ばね取付部）を有
し、ボンダ駆動装置（図示せず）に連結されている。こ
れにより、ボンダ駆動装置が駆動すると、この駆動動作
に伴いベース部３ａが移動してステージ２上方の所定位
置に位置付けられる。コイルホルダー３ｂは、ベース部
３ａに四本（三本のみ図示）の丸棒ばね６を介して弾性
保持されている。これにより、丸棒ばね６が鉛直方向お
よび水平方向に撓むと、コイルホルダー３ｂが同方向に
移動する。マウント部３ｃは、真空ポンプに連通する吸
着部（ともに図示せず）を有し、コイルホルダー３ｂに
固定されており、丸棒ばね６の弾撥力を受けてチップ部
品をステージ２上の被搭載基板５に対し加圧実装するよ
うに構成されている。

【００１９】調整装置４は、アクチュエータ４ａ，第一
センサ４ｂ，第二センサ４ｃおよびコントローラ４ｄを
有し、ステージ２上方の所定位置に配置されたマウント
部３ｃを鉛直方向に荷重調整するとともに、水平方向に
微動調整するように構成されている。

【００２０】アクチュエータ４ａは、マグネット７およ
びコイル８を有するボイスコイルモータからなり、コン
トローラ４ｄに接続されている。マグネット７は、それ
ぞれがコイルホルダー３ｂを介して互いに対向する二つ
のマグネット７ａ，７ｂからなり、ベース部３ａの上方
水平部に下方水平部に向かって突出するように固定され
ている。コイル８は、マウント部３ｃをそれぞれ鉛直方
向および水平方向に駆動するための第一コイル８ａと第
二コイル８ｂを有し、コイルホルダー３ｂに保持されて
いる。

【００２１】第一センサ４ｂは、それぞれが鉛直方向に
互いに対向する二つの接触子４ｂ₁，４ｂ₂を有するスイ
ッチからなり、コントローラ４ｄに接続されている。こ
れにより、両接触子４ｂ₁，４ｂ₂の離間（非接触）状態
が検出される。接触子４ｂ ₁はコイルホルダー３ｂに固
定され、接触子４ｂ₂はベース部３ａの下方水平部に取
付部材（図示せず）を介して固定されている。両接触子
４ｂ₁，４ｂ₂は、通常時に接触しており、ステージ２上
の被搭載基板５に対するチップ部品の押圧接触によって
離間する。

【００２２】すなわち、マウント部３ｃがチップ部品を
介してステージ２上の被搭載基板５に押圧接触すると、
この被搭載基板５から反力を受け、この反力がマウント
部３ｃを介して丸棒ばね６に伝わり、丸棒ばね６を撓ま
せて接触子４ｂ₁が接触子４ｂ₂から離間する。

【００２３】第二センサ４ｃは、それぞれが互いに対向
する二つの光学格子４ｃ₁，４ｃ₂を有するパルス計数式
センサからなり、コントローラ４ｄに接続されている。
これにより、光学格子４ｃ₁，４ｃ₂の縞模様の動きをパ
ルスとして発生させ、マウント部３ｃのＸ方向位置が検
出される。光学格子４ｃ₁はコイルホルダー３ｂに固定
され、光学格子４ｃ₂はベース部３ａの垂直部上に取付
部材（図示せず）を介して光学格子４ｃ₁に対向するよ
うに固定されている。

【００２４】アクチュエータ４ａは、コントローラ４ｄ
により駆動制御される。すなわち、第一センサ４ｂがマ
ウント部３ｃの非接触状態を検出すると、この検出信号
をコントローラ４ｄが受け、このコントローラ４ｄから
ボイスコイルモータ（アクチュエータ４ａ）の第一コイ
ル８ａに電流（図２における矢印ｍ方向の電流）を供給
するため、マウント部３ｃが鉛直方向（同図において矢
印Ｍ方向）に駆動して荷重制御される。また、第二セン
サ４ｃがマウント部３ｃのＸ方向位置を検出すると、こ
の検出信号をコントローラ４ｄが受け、このコントロー
ラ４ｄからアクチュエータ４ａの第二コイル８ｂにマウ
ント部３ｃのＸ方向位置に応じた電流（図２における矢
印ｎ方向の電流）を供給するため、マウント部３ｃが水
平方向（同図において矢印Ｎ方向）に駆動して微動調整
される。

【００２５】このように構成されたダイボンダにおいて
は、マウント部３ｃがアクチュエータ４ａの駆動によっ
て鉛直方向に荷重調整されるとともに、水平方向に微動
調整されるから、マウント部の駆動調整に従来必要とし
たボールねじおよびガイド等が不要になり、ボンダ全体
を軽量化することができる。また、本実施形態におい
て、ボンダ全体を軽量化できることは、アクチュエータ
４ａの負荷を小さくすることができる。

【００２６】次に、本発明の第二実施形態につき、図３
を用いて説明する。図３は本発明の第二実施形態に係る
ダイボンダの概略を示す斜視図で、同図において図１お
よび図２と同一の部材については同一の符号を付し、詳
細な説明は省略する。同図において、符号３１で示すダ
イボンダは、ステージ２，マウントツール３２および調
整装置４を備えている。

【００２７】マウントツール３２は、ベース部３ａ，コ
イルホルダー３ｂ，マウント部３ｃおよび中間ベース３
３を有し、ステージ２の上方に可動自在に配設されてい
る。そして、マウントツール３２は、第一実施形態にお
けるマウントツール３と同様に、ステージ２の上方位置
に他のステージ（図示せず）からチップ部品を移送する
ように構成されている。

【００２８】コイルホルダー３ｂは、第一板ばね３４お
よび第二板ばね３５を用い、ベース部３ａに中間ベース
３３を介して弾性保持されている。第一板ばね３４は鉛
直方向（Ｚ方向）に撓む板ばねによって、また第二板ば
ね３５は水平方向（Ｘ方向）に撓む板ばねによって形成
されている。これにより、コイルホルダー３ｂが中間ベ
ース３３に対し第一板ばね３４を介してＺ方向に移動
し、また中間ベース３３がベース部３ａに対し第二板ば
ね３５を介してＸ方向に移動する。

【００２９】このように構成されたダイボンダにおいて
は、第一板ばね３４をＺ方向に撓ませてマウント部３ｃ
が荷重調整され、また第二板ばね３５をＸ方向に撓ませ
てマウント部３ｃが微動調整されるから、第一実施形態
と同様に、ボンダ全体を軽量化することができるととも
に、アクチュエータ４ａの負荷を小さくすることができ
る。また、本実施形態においては、コイルホルダー３ｂ
および中間ベース３３の弾性保持に第一板ばね３４と第
二板ばね３５を用いているから、第一実施形態と比較し
て捩り剛性が高くなる。

【００３０】次に、本発明の第三実施形態につき、図４
を用いて説明する。図４は本発明の第三実施形態に係る
ダイボンダの概略を示す斜視図で、同図において図３と
同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は
省略する。同図において、符号４１で示すダイボンダ
は、ステージ２，マウントツール３２および調整装置４
２を備えている。

【００３１】調整装置４２は、アクチュエータ４２ａ，
第一センサ４ｂ，第二センサ４ｃおよびコントローラ４
ｄを有し、マウント部３ｃを鉛直方向に荷重調整すると
ともに、水平方向に微動調整するように構成されてい
る。

【００３２】アクチュエータ４２ａは、マグネット７お
よびコイル８（図４に図示せず）を有するボイスコイル
モータからなり、コントローラ４ｄに接続されている。
マグネット７は、マグネット７ａ〜７ｃからなり、ベー
ス部３ａに対して固定されている。このうち両マグネッ
ト７ａ，７ｂはコイルホルダー３ｂを介して対向する位
置に配置され、マグネット７ｂ，７ｃは中間ベース３３
を介して対向する位置に配置されている。

【００３３】このように構成されたダイボンダにおいて
は、第一板ばね３４を鉛直方向に撓ませてコイルホルダ
ー３ｂが荷重調整され、第二板ばね３５を水平方向に撓
ませて中間ベース３３が微動調整されるから、ボンダ全
体を軽量化できることおよびアクチュエータ４ａの負荷
を小さくできることは、第一実施形態および第二実施形
態と同様である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ップ部品を加圧実装するマウント部を鉛直・水平二方向
に駆動するアクチュエータおよびこのアクチュエータを
制御するコントローラを有する調整装置を含ませ、この
調整装置のアクチュエータは、マウント部を鉛直方向お
よび水平方向にそれぞれ駆動するための第一コイルと第
二コイルを有するボイスコイルモータからなるので、ボ
イスコイルモータの駆動によってマウント部が鉛直方向
に荷重調整されるとともに、水平方向に微動調整され
る。

【００３５】したがって、マウント部の駆動調整にボー
ルねじおよびガイド等が不要となってボンダ全体を軽量
化することができるから、従来のようにベースの剛性を
高めるための補強構造を必要とせず、製造コストの低廉
化を図ることができる。また、ボンダ全体を軽量化でき
ることは、アクチュエータの負荷を小さくすることがで
きるから、近年における高速化に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係るダイボンダの概略
を示す斜視図である。

【図２】本発明の第一実施形態に係るダイボンダにおけ
るボイスコイルモータのコイル配置状態を示す正面図で
ある。

【図３】本発明の第二実施形態に係るダイボンダの概略
を示す斜視図である。

【図４】本発明の第三実施形態に係るダイボンダの概略
を示す斜視図である。

【図５】従来のダイボンディング動作を説明するために
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ダイボンダ２ステージ３マウントツール３ａベース部３ｂコイルホルダー３ｃマウント部４調整装置４ａアクチュエータ４ｂ第一センサ４ｃ第二センサ４ｄコントローラ５被搭載基板６丸棒ばね７，７ａ，７ｂマグネット８，８ａ，８ｂコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チップ部品が実装される被搭載基板を位
置決め可能なステージと、このステージの上方に他のステージからチップ部品を移
送するマウントツールとを備え、このマウントツールは、前記被搭載基板上にチップ部品
を加圧実装するマウント部およびこのマウント部を弾性
保持するベース部を有し、このマウントツールのマウント部を鉛直・水平二方向に
駆動するアクチュエータおよびこのアクチュエータを制
御するコントローラを有する調整装置を含ませ、この調整装置のアクチュエータは、前記マウント部を鉛
直方向および水平方向にそれぞれ駆動するための第一コ
イルと第二コイルを有するボイスコイルモータからなる
ことを特徴とするダイボンダ。
【請求項２】前記マウント部が、前記ベース部に丸棒
ばねを介して弾性保持されていることを特徴とする請求
項１記載のダイボンダ。
【請求項３】前記両コイルが、コイルホルダーによっ
て保持され、かつ前記マウント部に対して固定されてい
ることを特徴とする請求項１または２記載のダイボン
ダ。
【請求項４】前記コイルホルダーが、前記ベース部に
中間ベースを介して弾性保持されていることを特徴とす
る請求項３記載のダイボンダ。
【請求項５】前記第一コイルが前記コイルホルダーに
保持され、前記第二コイルが前記中間ベースに保持され
ていることを特徴とする請求項４記載のダイボンダ。
【請求項６】前記コイルホルダーと前記中間ベースと
の間に第一板ばねを介在させ、前記中間ベースと前記ベ
ース部との間に第二板ばねを介在させたことを特徴とす
る請求項４または５記載のダイボンダ。