JP2002110706A - ボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め精度を向上しつつ小型化を図ること
ができるボンディング装置を提供する。 【解決手段】 サーボモータ２１から延出した駆動軸２
２に縦穴３１と縦穴３１に連通した横穴３２を設ける。
保持ブロック１１の貫通穴２３と駆動軸２２間に上部及
び下部ベアリング３３，３４を設け、両ベアリング３
３，３４間に連通空間３５を形成して保持ブロック１１
のバキューム継手に連通する。ロータリーヘッド１２
を、駆動軸２２に連結されたスプライン軸４１と外側部
材４２により構成し、外側部材４２にコレット５４を設
ける。貫通孔５２に接続されたシリコンチューブ６２を
駆動軸２２の縦穴３１に接続する。ＶＣＭからのアーム
のローラー７６，７６でロータリーヘッド１２の外側部
材４２上端を押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ吸着用のコ
レットを回動する機構を備えたボンディング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウエハリングに支持されたウエハ
のチップを、リードフレームに移送してボンディングす
る際には、図４に示すようなボンディング装置２０１が
用いられていた。

【０００３】このボンディング装置２０１には、ロータ
リーヘッド２１１が保持部２１２を介して回転自在に保
持されており、このロータリーヘッド２１１の下端部に
は、チップを吸着して保持するコレット２１３が取り付
けられている。

【０００４】また、前記ボンディング装置２０１には、
前記コレット２１３がチップに当接した際に、当該コレ
ット２１３に荷重を加える荷重機構２１４を備えてお
り、該荷重機構２１４から延出したアーム２１５先端部
が、ロータリーヘッド２１１上端を押圧するように構成
されている。これにより、チップ当接時のコレット２１
３の上動を所定の力で押さえ、当該コレット２１３に荷
重を加えられるように構成されている。

【０００５】さらに、前記ボンディング装置２０１に
は、駆動モータ２２１が設けられており、該駆動モータ
２２１側の駆動プーリ２２２は、タイミングベルト２２
３を介して前記ロータリーヘッド２１１の従動プーリ２
２４に接続されている。これにより、前記コレット２１
３を回転させる回転機構２２５が構成されている。

【０００６】前記コレット２１３には、上下に貫通する
吸着穴が設けられており、該吸着穴は、前記ロータリー
ヘッド２１１の取付穴２３１に連通している。前記ロー
タリーヘッド２１１下端部には、パイプ状のバキューム
継手２３２が側方へ向けて突設されており、該バキュー
ム継手２３２は、前記取付穴２３１を介して前記コレッ
ト２１３の吸着穴に連通している。

【０００７】これにより、前記バキューム継手２３２に
バキュームチューブを接続して負圧を供給することで、
前記コレット２１３下端にチップを吸着できるように構
成されており、この状態で前記回転機構２２５を作動さ
せることにより、前記チップに生じたθ方向のズレを吸
収してリードフレーム上に移送し、ボンディングできる
うように構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなボンディング装置２０１にあっては、ロータリーヘ
ッド２１１を回動する駆動モータ２２１が、ロータリヘ
ッド２１１の回転軸から離れた位置に設けられており、
小型化の阻害要因となっていた。

【０００９】また、駆動モータ２２１からの駆動力は、
タイミングベルト２２３を介して伝達されており、該タ
イミングベルト２２３に加られるテンションや駆動モー
タ２２１の回転が、ロータリーヘッド２１１のコレット
２１３先端の位置に影響を及ぼし易かった。

【００１０】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、位置決め精度を向上しつつ小型化
を図ることができるボンディング装置を提供することを
目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明のボンディング装置にあっては、モータにより
回動される回転体の下端部にチップ吸着用のコレットが
取り付けられ、継手に接続されたバキュームチューブか
らの負圧が前記コレットの吸着穴に供給されるボンディ
ング装置において、前記回転体に、前記コレットの取付
穴が下端に設けられ、荷重付与手段からの荷重が上端に
加えられる筒状の外側部材と、該外側部材の内側に配設
され、当該外側部材の上下動を許容しつつ回転を伝達す
る内側部材とを設け、この回転体の上部に前記モータを
配設し、該モータの回転を伝達する駆動軸の延長上に前
記内側部材を配置して接続する一方、前記外側部材の前
記取付穴に接続されたチューブを、前記内側部材の中空
部を介して前記駆動軸に形成された縦穴に接続するとと
もに、前記駆動軸の外周部に該駆動軸の回転を許容する
ブロックを設け、該ブロックに、前記駆動軸に形成され
た横穴を介して前記縦穴に連通する連通空間と、該連通
空間に連通する前記継手とを設けた。

【００１２】すなわち、回転体を回動するモータは、前
記回転体の上部に配設され、モータの回転体から離れた
位置への配置が不要となる。

【００１３】また、このモータの回転を伝達する駆動軸
の延長上には、前記回転体を構成する内側部材が配置さ
れ接続されており、該内側部材の外側に配置されるとと
もにコレットを備えた外側部材は、上下動が許容されつ
つ回転が伝達される。これにより、モータ駆動時には、
前記駆動軸及び前記内側部材を介して、前記外側部材が
回動され、該外側部材に設けられたコレットが回動され
る。

【００１４】次に、このコレットをチップに当接した際
には、前記外側部材が上動する。このため、回転体上部
のモータの重量が、コレットへの荷重として作用するこ
とが防止される。また、この外側部材の上端には、荷重
付与手段からの荷重が加えられており、この荷重が前記
コレットに伝達される。

【００１５】そして、前記コレットにチップを吸着する
際には、前記駆動軸外周のブロックに設けられた継手
に、バキュームチューブからの負圧を供給する。する
と、この負圧は、前記ブロックにより形成された連通空
間と、前記駆動軸の横穴及び縦穴と、該縦穴に接続され
たチューブと、該チューブが接続された取付穴を介し
て、該取付穴に挿入されたコレットの吸着穴に供給さ
れ、前記チップは、コレット下端に開口した吸着穴に吸
着される。

【００１６】このとき、前記バキュームチューブが接続
される継手が設けられたブロックは、前記駆動軸の回動
を許容するように構成されている。このため、前記回転
体を回動した際のバキュームチューブの回転及び絡みつ
きが防止される。

【００１７】また、前記コレットに加えられる負圧の経
路は、前記チューブにより形成されている。このため、
荷重伝達時に上下動する外側部材と前記内側部材との間
に、負圧の経路が構成され、この負圧が外側部材に作用
して該外側部材をロックさせてしまう恐れのある場合と
比較して、負圧による荷重への影響が防止される。

【００１８】さらに、負圧の経路は、チューブにより形
成されている。このため、前記内嵌部材に対する前記外
嵌部材の上下動が、前記チューブの撓みにより吸収され
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかるボン
ディング装置１のツール保持部２を示す図であり、この
ボンディング装置１は、図外のウエハリングに支持され
たウエハのチップを、リードフレームに移送してボンデ
ィングする装置である。

【００２０】このボンディング装置１のツール保持部２
の先端には、保持ブロック１１が設けられており、該保
持ブロック１１には、回転体としてのロータリーヘッド
１２が回動自在に支持されている。

【００２１】前記保持ブロック１１の上部には、図２に
も示すように、サーボモータ２１が固定されており、該
サーボモータ２１から延出した駆動軸２２は、保持ブロ
ック１１に設けられた貫通穴２３を挿通している。

【００２２】前記駆動軸２２には、図３にも示すよう
に、下端開口状の縦穴３１が形成されており、該縦穴３
１には、側面に開口する横穴３２が連通されている。前
記保持ブロック１１の貫通穴２３の内側面と前記駆動軸
２２の外側面との間には、上部及び下部ベアリング３
３，３４が離間して設けられており、両ベアリング３
３，３４の間には、前記横穴３２に連通するとともに図
外のシール材によって気密性が維持された連通空間３５
が形成されている。また、前記保持ブロック１１には、
バキュームチューブが接続される筒状のバキューム継手
３６が側方へ向けて突設されており（図１参照）、該バ
キューム継手３６は、前記連通空間３５に連通してい
る。そして、前記駆動軸２２の下端部には、前記ロータ
リーヘッド１２が回動自在に設けられている。

【００２３】このロータリーヘッド１２は、前記駆動軸
２２の延長上に配置され、該駆動軸２２が内嵌した状態
で固定された筒状の内側部材としてのスプライン軸４１
と、該スプライン軸４１の外側に設けられた筒状の外側
部材４２とを備えている。該外側部材４２は、スプライ
ン軸４１及び外側部材４２に形成された上下方向に延在
するスプライン条及びスプライン溝からなるスプライン
構造によって（図示せず）、前記スプライン軸４１に対
する上下動が許容されるとともに、スプライン軸４１か
らの回転が伝達されるように構成されている。

【００２４】前記外側部材４２の下端部には、コレット
取付部５１が外嵌した状態で固定されており、該コレッ
ト取付部５１の下端部には、上下に貫通した貫通孔５２
が設けられている。該貫通孔５２の下端部には、大径の
コレット取付穴５３が形成されており、該コレット取付
穴５３には、チップ吸着用のコレット５４の基端部が挿
入された状態で固定されている。該コレット５４には、
上下に貫通する吸着穴５５が形成されており、該吸着穴
５５が、貫通孔５２に連通するように構成されている。
そして、前記外側部材４２の下端凹部５６と、該外側部
材４２下端より突出した前記スプライン軸４１下端のフ
ランジ部５７との間には、コイルスプリング５８が配設
されており、前記外側部材４２が前記スプライン軸４１
に対して位置決めされている。

【００２５】前記コレット取付部５１の貫通孔５２に
は、下部パイプ６１の下端部が嵌着されており、該下部
パイプ６１の上端部には、シリコンチューブ６２が接続
されている。該シリコンチューブ６２は、前記スプライ
ン軸４１に形成された中空部６３を介して上方に延設さ
れており、その端部は、上部パイプ６４の下端部に接続
されている。該上部パイプ６４の上端部は、前記駆動軸
２２の前記縦穴３１に嵌着されている。これにより、バ
キュームチューブより前記バキューム継手３６に加えら
れた負圧は、前記保持ブロック１１の連通空間３５と、
前記駆動軸２２の横穴３２及び縦穴３１と、前記シリコ
ンチューブ６２と、前記コレット取付部５１の貫通孔５
２を介して、前記コレット５４の吸着穴５５に供給さ
れ、コレット５４下端に開口した吸着穴５５にチップを
吸着できるように構成されている。

【００２６】また、前記ボンディング装置１のツール保
持部２には、図２に示しように、荷重付与手段としての
ＶＣＭ（ボイス・コイル・モータ）７１が設けられてい
る。該ＶＣＭ７１の作動部７２には、略Ｌ字状のアーム
７３の一端部が支持されており、該アーム７３は、その
コーナ部が支持軸７４によって回動自在に支持されてい
る。このアーム７３の他端部には、図３に示したよう
に、二股の押圧部材７５が取り付けられており、該押圧
部材７５の先端には、ローラー７６，７６が設けられて
いる。両ローラー７６，７６は、前記ロータリーヘッド
１２の前記外側部材４２の上端に接するように構成され
ており、前記ＶＣＭ７１に加える信号を制御すること
で、前記外側部材４２の下方への押圧力を可変できるよ
うに構成されている。

【００２７】以上の構成にかかる本実施の形態におい
て、ロータリーヘッド１２を回動するサーボモータ２１
をロータリーヘッド１２の上部に配置することができる
ので、前記サーボモータ２１をロータリーヘッド１２か
ら離れた位置へ配置しなければならず、サーボモータ２
１の設置場所を別箇所に設けなければならなかった従来
と比較して、ボンディング装置１の小型化を図ることが
できる。

【００２８】また、このサーボモータ２１の回転を伝達
する駆動軸２２の延長上には、前記ロータリーヘッド１
２を構成するスプライン軸４１が配置され接続されてお
り、該スプライン軸４１の外側に配置されるとともにコ
レット５４が設けられた外側部材４２は、上下動が許容
されつつ回転が伝達されるように構成されている。この
ため、モータ駆動時には、前記駆動軸２２及び前記スプ
ライン軸４１を介して、前記外側部材４２を回動し、前
記コレット５４及び該コレット５４に吸着されたチップ
を回動することができる。

【００２９】したがって、サーボモータ２１からの駆動
力をタイミングベルトを介して伝達する構造のため、タ
イミングベルトに加えるテンションやサーボモータ２１
の回転が、ロータリーヘッド１２のコレット５４先端位
置に影響を及ぼす恐れのある従来と比較して、コレット
５４先端の位置決め精度を高めることができ、ボンディ
ング精度を向上することができる。

【００３０】次に、チップピックアップ時にコレット５
４下端をチップに当接した際には、前記スプライン軸４
１に対して前記外側部材４２が上動する。このため、前
記スプライン軸４１に接続されたサーボモータ２１の重
量が、前記コレット５４への荷重として作用することを
防ぐことができる。また、この外側部材４２の上端に
は、ＶＣＭ７１からの荷重が加えられており、このＶＣ
Ｍ７１による荷重を前記コレット５４に正確に伝達する
ことができる。

【００３１】そして、前記コレット５４にチップを吸着
する際には、前記保持ブロック１１のバキューム継手３
６へバキュームチューブからの負圧を供給する。これに
より、この負圧を、前記保持ブロック１１により形成さ
れた連通空間３５と、前記駆動軸２２の横穴３２及び縦
穴３１と、該縦穴３１に接続されたシリコンチューブ６
２と、該シリコンチューブ６２が接続された貫通孔５２
を介して、該貫通孔５２下部の取付穴５３に挿入された
コレット５４の吸着穴５５に供給することができ、前記
チップを、コレット５４下端に開口した前記吸着穴５５
に吸着することができる。

【００３２】このとき、前記バキュームチューブが接続
されるバキューム継手３６を有した保持ブロック１１
は、前記駆動軸２２の回動を許容するように構成されて
いる。このため、前記ロータリーヘッド１２を回動した
際のバキュームチューブの回転及び絡みつきを防止する
ことができ、ロータリーヘッド１２を３６０度回転する
ことができる。

【００３３】また、前記コレット５４に加えられる負圧
の経路は、前記スプライン軸４１の中空部６３を挿通す
るシリコンチューブ６２により形成されている。このた
め、荷重伝達時に上下動する外側部材４２と前記スプラ
イン軸４１との間に負圧の経路が構成され、この負圧が
外側部材４２に作用して該外側部材４２の動きをロック
させてしまう恐れのある場合と比較して、負圧による前
記荷重への影響を確実に防止することができる。

【００３４】さらに、前記負圧の経路は、前記シリコン
チューブ６２により形成されている。このため、前記ス
プライン軸４１に対する前記外嵌部材４２の上下動を、
前記シリコンチューブ６２が撓む、あるいは伸縮するこ
とによって許容することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明のボンディン
グ装置にあっては、回転体を回動するモータを回転体の
上部に配設することができるので、前記モータを、回転
体から離れた位置へ配置しなければならなかった従来と
比較して、小型化を図ることができる。

【００３６】また、このモータの回転を伝達する駆動軸
の延長上には、前記回転体を構成する内側部材が配置さ
れ接続されており、該内側部材の外側に配置されるとと
もにコレットを備えた外側部材は、上下動が許容されつ
つ回転が伝達される。これにより、モータ駆動時には、
前記駆動軸及び前記内側部材を介して、前記外側部材が
回動することにより、前記コレット及び該コレットに吸
着されたチップを回動することができる。

【００３７】したがって、モータからの駆動力をタイミ
ングベルトを介して伝達する構造のため、タイミングベ
ルトに加えるテンションやモータの回転が、回転体のコ
レット先端位置に影響を及ぼす恐れのある従来と比較し
て、コレット先端の位置決め精度を高めることができ
る。

【００３８】次に、このコレットをチップに当接した際
には、前記内側部材に対して外側部材が上動する。この
ため、前記内側部材に接続されたモータの重量が、コレ
ットへの荷重として作用することを防止することができ
る。また、この外側部材の上端には、荷重付与手段から
の荷重が加えられており、この荷重付勢手段による荷重
を正確にコレットに伝達することができる。

【００３９】そして、前記コレットにチップを吸着する
際には、前記駆動軸外周に設けられたブロックの継手に
バキュームチューブからの負圧を供給する。これによ
り、コレット下端に開口した吸着穴に負圧を生じさせ、
チップを吸着することができる。このとき、前記バキュ
ームチューブが接続される継手を有したブロックは、前
記駆動軸の回動を許容するように設けられている。この
ため、前記回転体を回動した際のバキュームチューブの
回転及び絡みつきを防止することができ、回転体を３６
０度回転することができる。

【００４０】また、前記コレットに加えられる負圧の経
路は、前記内側部材の中空部を挿通するチューブにより
形成されている。このため、荷重伝達時に上下動する外
側部材と前記内側部材との間に負圧の経路が構成され、
この負圧が外側部材に作用して該外側部材の動きをロッ
クさせてしまう恐れのある場合と比較して、負圧による
前記荷重への影響を確実に防止することができる。

【００４１】さらに、前記負圧の経路は、チューブによ
り形成されている。このため、前記内嵌部材に対する前
記外嵌部材の上下動を、前記チューブが撓むことによっ
て許容することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の要部を示す図である。

【図２】図１の要部断面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図を示す要部の拡大図であ
る。

【図４】従来のボンディング装置の要部を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１ ボンディング装置 １１ 保持ブロック １２ ロータリーヘッド（回転体） ２１ サーボモータ ２２ 駆動軸 ３１ 縦穴 ３２ 横穴 ３５ 連通空間 ３６ バキューム継手 ４１ スプライン軸（内側部材） ４２ 外側部材 ５４ コレット ５５ 吸着穴 ６２ シリコンチューブ ６３ 中空部 ７１ ＶＣＭ（荷重付与手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより回動される回転体の下端部
   にチップ吸着用のコレットが取り付けられ、継手に接続
   されたバキュームチューブからの負圧が前記コレットの
   吸着穴に供給されるボンディング装置において、 前記回転体に、前記コレットの取付穴が下端に設けら
   れ、荷重付与手段からの荷重が上端に加えられる筒状の
   外側部材と、該外側部材の内側に配設され、当該外側部
   材の上下動を許容しつつ回転を伝達する内側部材とを設
   け、この回転体の上部に前記モータを配設し、該モータ
   の回転を伝達する駆動軸の延長上に前記内側部材を配置
   して接続する一方、 前記外側部材の前記取付穴に接続されたチューブを、前
   記内側部材の中空部を介して前記駆動軸に形成された縦
   穴に接続するとともに、前記駆動軸の外周部に該駆動軸
   の回転を許容するブロックを設け、該ブロックに、前記
   駆動軸に形成された横穴を介して前記縦穴に連通する連
   通空間と、該連通空間に連通する前記継手とを設けたこ
   とを特徴とするボンディング装置。