JP2002531844A - Ｉｃチップをスピンドル上に把持し整列させる装置 - Google Patents

Ｉｃチップをスピンドル上に把持し整列させる装置

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JP2002531844A JP2000586149A JP2000586149A JP2002531844A JP 2002531844 A JP2002531844 A JP 2002531844A JP 2000586149 A JP2000586149 A JP 2000586149A JP 2000586149 A JP2000586149 A JP 2000586149A JP 2002531844 A JP2002531844 A JP 2002531844A
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Abstract

(57)【要約】 チップ（１）を吸引により把持スピンドル（３）で把持した場合に、整列装置（４）によって、前記スピンドル（３）の案内手段（３１２）に対してチップ（１）を整列させることができ、従って、それによって、後の処理箇所、例えば、スピンドルの案内手段に対応する案内手段（５１）を備えたチップ試験箇所（５）に向かってスピンドルが運ばれる場合には、前記試験箇所の接触トラック（５０）の正面に、チップを正確に整列させ方向づけることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特に集積回路を備え複数のボンディングパッドを有するＩＣチップ
を、把持スピンドル上に把持し整列させることのできる装置に関するものである
。
【０００２】 上記のようなＩＣチップは、一般的には、集積回路を封入する合成材料製のパ
ッケージと、複数の金属製ボンディングパッドとから構成され、該ボンディング
パッドは、集積回路との間で電子信号のやりとりをし、なおかつ、前記チップを
、半田付けもしくはその他のあらゆる手段によって、基板あるいはプリント回路
カードの一部に固定する為のものであり、そのパッケージの少なくとも一面上に
突出して伸びる。そのようなチップは、一般的には数ｍｍ程度の極めて小さな寸
法なので、取扱いが難しい。
【０００３】 製造工程の一つの段階、一般的には最終工程で、チップの電気的試験を適切な
試験箇所で行う。この為、把持スピンドル上に保持したチップを前記試験箇所の
一部の正面に持ってきて、チップのそれぞれのボンディングパッドが試験箇所の
対応する金属製トラックと接触するようにし、チップの品質の検証を可能にする
。前記チップの寸法は上記のように小さいので、この作業は極めて微妙なものと
なる。
【０００４】 同様の問題は、基板あるいはプリント回路カードの一部にチップを固定しよう
とする際にも生ずる。
【０００５】 この為、一般的には、最初のチップ保持装置上に配置されるチップは、前記保
持装置に対するその整列は大まかに知られているが、ペンチ式装置を用いてパッ
ケージで把持され、該ペンチは、ボンディングパッドのないパッケージの二つの
向かい合う面を把持し、次いで、チップを掴んだペンチ式装置が試験箇所の方に
持っていかれ、一般的には、ペンチ式装置または試験装置の画像認識手段と位置
付け手段が、チップを整列させるのに用いられ、それらのボンディングパッドが
、試験箇所の対応する接触トラックの真正面に来るようにする。このような装置
は複雑であり、特に必要となるのは、少なくとも二本の直交軸及び回転軸に従っ
てペンチ式装置と試験箇所に対する位置を調節できる能動的手段と、特に複数の
チップを同時に整列させなければならない場合には、画像認識の為の強力な計算
手段である。他の装置は、チップのパッケージの一部、例えば角や面、あるいは
パッケージの操作ミス防止装置による位置座標を、スラスト軸受によって把持し
、次いで、この座標が分かるとすぐにチップの整列を行うようになっている。前
述の能動的位置付け手段を必要とするのに加えて、この装置は更に、パッケージ
上の位置座標を固定するという欠点を有し、ボンディングパッドがパッケージに
対して僅かにずれているような場合には、そのボンディングパッドの整列がうま
くいかなくなる。パッケージの二つの面を把持するペンチ式装置により、チップ
が把持される場合には、いずれにしても、前記チップ周辺のペンチが嵩張るので
、ボンディングパッドが届きにくい。
【０００６】 本発明の第一の目的は、従来の装置の欠点を有さずに、ＩＣチップを把持スピ
ンドル上に把持し、整列させることのできる装置、特に、チップのボンディング
パッドを、位置座標として直接採用することで、チップを整列させる装置を提案
することである。
【０００７】 本発明の第二の目的は、試験箇所あるいは固定箇所となり得る、把持スピンド
ルとチップ処理箇所との間に、機械化された能動的位置付け手段が一切ない把持
及び整列装置を提案することであり、それによって、これら二つの要素の間の最
終的位置調節を行うことである。
【０００８】 これらの目的は、請求項１の特徴部分に記載されているようなスピンドル上に
ＩＣチップを把持し整列させる装置によって達成されるものであり、その変形や
特有の実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】 本発明による装置の望ましい実施形態を、添付の図面を参照しつつ、以下に記
述する。
【００１０】 図１は、ＩＣチップの把持スピンドルが、チップを把持しているところを示す
縦断面図である。
【００１１】 図２Ａ及び２Ｂはそれぞれ、整列装置を開いたところと、閉じたところを示す
縦断面図である。
【００１２】 図３Ａ及び３Ｂは、図２Ａ及び２Ｂの整列装置の顎部の動作を、前記図の線Ｉ
ＩＩ−ＩＩＩに沿って見たところを示す。
【００１３】 そして図４は、チップの試験装置と向かい合う図１と同じ把持スピンドルを示
す。
【００１４】 図１の示すチップ１は、この例ではパッケージの、相対する二つの面上にのみ
、ボンディングパッドを備えた「デュアル・イン・ライン」タイプのチップであ
り、それを載せるチップ・ホルダー２はどのようなタイプのものでも構わず、前
記チップ１を製造する回転コンベヤーやラインの一部として組み込むことが可能
なものである。把持スピンドル３はチップ１をチップ・ホルダー２の上に把持し
、それを後の処理箇所に向かって運んでいく為のものである。把持スピンドル３
には、円筒状貫通穿孔３００が設けられた支持枠３０を有している。可動軸受３
１は円筒状穿孔３００の内部に配置され、可動軸受３１の第一の端部のねじ山３
１０上にねじ留めされたナット３２で固定されており、前記ナット３２の一面は
支持体３０の反対の面３０１に押接している。図に見られるように、軸受３１の
外径は円筒状穿孔３００の内径よりも明らかに小さくなっていて、これら二つの
要素の間に遊びを残すようになっている。二つの円環状継手３０２は、軸受３１
上に設けられた周辺溝の中または穿孔３００内に配置されていて、穿孔３００内
で軸受３１を側面から支えている。ナット３２を備えた方とは反対側の軸受３１
の端部は、穿孔３００の外に突出しており、押接及び位置決めのリング３１１を
有している。ばね式手段、例えば渦巻ばね３３は、一方で、支持体３０と向かい
合う押接リング３１１の面に押接し、他方では、穿孔３００内に設けられた肩状
部３０３に押接する。このようにして、押接リング３１１は、支持体３０に直接
向かい合う壁とは離れて保持される。押接リング３１１は、案内手段３１２を更
に有しているが、その効用は後述する。軸受３１内に設けられた別の円筒状穿孔
３１３の内側には、滑動管３４が配置されている。滑動管３４の第一の端部は、
穿孔３１３の内側で、ばね３４０により固定されており、一方、滑動管３４のも
う一方の端部は、穿孔３１３の外にやや突出しており、それぞれ軸受３１の内面
から外に出ていて、スピンドル３の把持端３４４を形成している。ばね３４０の
係数は、ばね３３の係数よりも小さい。
【００１５】 上記に述べたスピンドル３の浮動構造により、一方では、チップ１を穏やかに
把持し設置することができ、他方では、能動的移動手段を一切必要とせずに、ス
ピンドル３と試験箇所あるいは処理箇所との間の位置調節ができる。支持体３０
が動かない場合は、力学的圧力を滑動管３４の突出端部に軽く加え、ばね３４０
を圧縮して、この圧力を継続し加えることで、前記管を穿孔３１３の内部に入れ
るようにするが、その際、ばね３３を圧縮するようにして、押接リング３１１を
支持体３０の内壁に近づけ、同時にナット３２は支持体の壁３０１から離れるよ
うにする。この時、滑動管３４を支える軸受３１は、ばね３３と二つの円環状継
手３０２だけから支えられている。これらの要素は伸縮性のものであり、また軸
受３１の外表面と穿孔３００の内径との間に遊びがあることから、滑動管３４の
それぞれから、軸受３１の端部を、軸受３１の縦軸と直交する平面の二つの直交
軸Ｘ及びＹに沿って、側面移動させることが可能であり、しかも、前記軸受ある
いは前記滑動管を前記縦軸の周りに軽く旋回させることも可能である。
【００１６】 把持スピンドル３は、支持体３０上に固定された管継手３５を有する吸引装置
が付属して完全なものになる。前記管継手は、その一方が、図示されていない吸
引ユニットに接続され、他方が、軸受３１の外表面と穿孔３００の内径との間に
配置された第一の部屋３５０に接続されており、前記部屋は二つの円環状継手３
０２が縦方向の限界になっていて、上述の軸受３１の支持機能に加えて前記部屋
の気密性を確保している。半径方向に連通する穴３１４は、第一の部屋３５０を
、軸受３１と滑動管３４との間に設けられた第二の部屋３４１につなぐ軸受３１
の壁を通して設けられ、穴３４２は、滑動管の壁に設けられ、吸引管の吸引中央
リーマ穴３４３の中に通じている。中央リーマ穴は、軸受３１から外に突出した
、吸引管の把持端部３４４に通じている。管継手３５と中央リーマ穴３４３との
間の吸引通路の上記構造により、上記の様々な要素間の相対的な縦方向の位置、
角位置がどのようなものであろうと、吸引空気が通れるようになる。
【００１７】 チップ１を把持するためには、図１に見られるように、スピンドル３をチップ
・ホルダー２の近くに持ってきて、吸引管の把持端部３４４が、スピンドル３の
縦軸に沿って、チップ・ホルダー２に対して、軸心を合わせるようにする。この
チップ・ホルダー上で、チップ１は、把持スピンドルの縦軸に直交する軸に対し
て任意の位置で、同縦軸の周りの任意の角度で配置されるが、その精度は、把持
端部３４４をチップ１の上面に近づける場合、この表面が把持端部の吸引孔を完
全に塞ぐのに十分なものであり、管継手３５により負圧が入って、前述のように
把持端部３４４にまでそれが広がっていく場合に、チップが前記把持端部３４４
により吸引されることが可能となる。
【００１８】 既に示したように把持された場合、チップ１は、スピンドル３の把持端部３４
４における負圧により保持されるが、スピンドルの縦軸に直交する二つの軸の位
置と、この軸の周りの角度とは、正確に定まっていない。
【００１９】 チップ１を、スピンドル３上に正確に心出しできる装置は、図２Ａ及び２Ｂ並
びに３Ａ及び３Ｂに記載されている。
【００２０】 図２Ａは、開いた状態の整列装置４を示しており、つまり、整列すべきチップ
を受け入れる準備ができている。チップは図２Ａ及び２Ｂには示されていないが
、図が複雑になりすぎないようにする為である。装置を構成しているのは、ペン
チ４１の二つの分岐を収容した穿孔４００を有するフレーム４０であり、各分岐
には整列顎部４１０が一つある。ペンチ４１の中央部分は、開口の心棒４２に場
所を空けるように中空となっており、一端にスラスト軸受４２０がある。ペンチ
４１の分岐の内部には、円錐断面４１１が含まれており、前記円錐断面４１１と
スラスト軸受４２０の内側部分との間に閉じ込められた複数のボール４３が押接
している。ペンチ４１の各分岐は軸４１２の周りに旋回するように取り付けられ
ている。二つのばね４０１はペンチ４１を閉じるようになっている。図２Ｂに見
られるように、開口の心棒４２を押し返すことで、ボール４３はスラスト軸受４
２０から解放され、従って、円錐断面４１１の最も広がった部分に向かって移動
することができるので、顎部４１０を近づけることができる。心棒４２を囲む軸
受４２１に押接する二つのスラスト軸受４１３は、顎部４１０の閉鎖運動を制限
することができ、チップのパッドがつぶれたり変形したりするのを避けられる。
【００２１】 図３Ａ及び３Ｂは、図２Ａ及び２Ｂの矢印ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図であり、
顎部４１０の形状と、それらのチップ１の整列動作を示している。スピンドル３
によって上述のように保持されているチップ１は、顎部４１０の開いた整列装置
４の正面に持っていかれる。そして、スピンドル３は整列装置に近づけられ、例
えば突出した円錐端部付きの二つの心棒で構成されたスピンドル３の案内装置３
１２（図１参照）が、整列装置の支持体４０の中に設けられた案内穴４０２の中
に導入される。この動きは、チップ１が、開いた顎部４１０の間に来るまで続く
。上述したスピンドル３の浮動組み立てにより、整列装置４に対するスピンドル
３の正確な位置決めは、前述の案内手段３１２と４０２を介して可能となる。図
３Ａに見られるように、チップ１は開かれた顎部４１０の間に導入されたが、こ
のチップは二本の突出した案内心棒３１２に対して正確に整列されておらず、平
面Ｘ，Ｙ内と、前記平面に直交する軸の周りで不揃いが生じている。図３Ａの示
すところによると、二つの顎部４１０を近づけつつ、チップ１は、チップのボン
ディングパッドを案内するに適した顎部の特別な形状によって、正確に整列して
いき、最終的には、チップが二つの顎部４１０の間に完全に閉じ込められるが、
これは、チップ１とそれぞれのボンディングパッドが、二本の案内心棒３１２に
対して完全に整列することに相当する。整列については、顎部４１０は、パッケ
ージではなく、チップ１のパッドを押しながら作用することがよく分かる。従っ
て、顎部４１０の接近動作は、ボンディングパッドを傷つけたり捩じったりする
危険を冒さないように、静かに行わなければならないことは、当業者であれば理
解できる。図３Ｂに見られるように、顎部４１０の接近によって、チップ１を上
記の平面と軸に対して整列させることが可能になった。従って、スピンドル３の
突出した心棒３１２に対する、チップ１と特にそのパッドの位置は、正確に分か
っている。この整列作業に際して、チップ１は、吸引によりスピンドル３の把持
端部３４４に固定され維持される。
【００２２】 変形例において、チップ１を整列させる為に顎部４１０によりパッドにかかる
応力が、余りにも大きすぎて、前記パッドを破損もしくは捩じる恐れがある場合
には、整列させるべきチップを受け入れる為に顎部４１０の間に押接面４０３（
図２Ａ参照）を備えることも可能である。スピンドル３を伸縮性をもって取り付
けることにより、スピンドル３と装置４との接近の際に、押接面４０３上でチッ
プ１が潰れるのを防げる。従って、チップを整列させる為に顎部４１０を接近さ
せる際には、チップが押接面４０３によって支えられていることから、スピンド
ルの中への吸引を切断することができ、それによって、チップから生じる整列へ
の抵抗が減少する。
【００２３】 チップ１の心棒３１２に対する位置は正確に分かっているので、必要なら吸引
を再開し、顎部４１０とスピンドル３とを整列装置４から遠ざけ、最終的に、突
出心棒３１２が、案内穴４０２から完全に引き出されるまでにする。そして、チ
ップ１は、図４に見られるように、試験箇所に向かって運ばれる。
【００２４】 試験箇所５は、特に複数の接触トラック５０を有し、それぞれチップ１のボン
ディングパッドに対応しており、前記トラックのそれぞれは、図示されていない
電子試験ユニットに個別に電気接続されており、前記試験ユニットは、チップ１
の動作を電子的に検証するのに適したものである。試験箇所５は、更に、スピン
ドル３の案内手段、特に案内心棒３１２を受け入れるのに適した二つの案内手段
５１を有している。接触トラック５０と案内手段５１の相対的位置は正確に知ら
れている。図４に示されているように、スピンドル３が試験箇所５に近づく際に
、二本の案内心棒３１２は、まず案内手段５１に係合し、それによって、試験箇
所５に対してスピンドル３を正確に整列させる。試験箇所５に対してスピンドル
３を完全に整列させることは、前述のスピンドル３の浮動構造により可能となる
。試験箇所５に対するスピンドル３の接近は、チップ１のボンディングパッドが
試験箇所の接触トラック５０と接触するに至るまで、続行される。スピンドル３
が伸縮性をもって取り付けられることから、チップ１のボンディングパッドがつ
ぶれたり、変形したりする危険はまったくない。
【００２５】 一方では、チップ１のボンディングパッドがスピンドル３上の案内心棒３１２
に対して正確に整列されており、他方では、構造上、接触トラック５０が案内手
段５１に対して正確に整列されているので、案内心棒３１２と案内手段５１を対
応させることにより、確実に、各ボンディングパッドを、対応する接触トラック
に載せることになる。
【００２６】 チップ１の電子的試験は、吸引によりチップがスピンドル３に固定されたまま
行うことができる。次に、スピンドル３を試験箇所５から遠ざけ、試験が成功す
ると、それをチップの包装箇所または保存箇所に向かって送ることができ、ある
いは、チップ１がスピンドル３上で整列させられたままであるという事実を利用
して、チップを基板上に固定する箇所か、又はプリント回路のトラック上にパッ
ドを半田付けする箇所に向かって送ることができる。そのような固定箇所には、
図４の試験箇所について述べられたものとほぼ同じ要素があること、またチップ
１、つまり前記チップの各パッドは、基板またはプリント回路のトラックに対し
て、前述のように正確に近づけ整列させられること、さらに試験作業が適切な固
定作業に置き換えられているということは、当業者なら分かることである。試験
箇所での試験が成功しなかった場合には、スピンドルは、失敗に終わったチップ
の回収箇所に向かって送られる。
【００２７】 把持スピンドル３、並びに整列装置４、及び試験箇所５又は固定箇所を、個別
で独立した装置であるものとして述べた。事実、これらの要素は、同一の装置に
属しているが、用途と必要性に応じて異なる構成とすることができる。同様に、
ただ一つの要素を同時に用いることを述べたが、その一方で、複数の前記要素を
同時に動作させることもできる。
【００２８】 一つの応用例によると、図１のチップ・ホルダー２を生産ラインまたは回転式
コンベヤー上に配置することができる。この生産ラインの既定の場所に、一般的
には、チップ１の製造または組み立てが完了した時点で、一つまたは複数の把持
スピンドル３を同時に動かし、それによって、それぞれが、一つのチップを前述
のように把持するようになり、次に前記一つまたは複数のスピンドルを、前述の
ように整列装置４の前にそれぞれ同時に向け、次に、それらのチップが一旦整列
すると、スピンドルを試験箇所５または固定箇所にそれぞれ同時に向ける。もう
一つの変形例においては、チップ・ホルダー２、整列装置４、並びに試験箇所５
及び／または固定箇所を、生産ラインまたは回転式コンベヤー上に配置すること
ができ、把持スピンドル３は、前記スピンドルを前記要素のそれぞれの正面に移
動させるに適したロボットアームの端部に配置することができる。チップの試験
及び／または固定の為の把持及び整列装置の構成は、色々と変えることも検討に
値するが、当業者であれば、ここで与えられた教示を、自分の問題に適合させる
適性を有する。
【００２９】 上記の記述及び図は、特に、デュアル・イン・ライン・タイプのパッケージに封
入されたＩＣチップを整列させる場合に関するものではあるが、本発明による装
置は実際にどんなタイプのチップの整列にも容易に適応でき、例えばパッケージ
の一側面、二側面または四側面上にあるボンディングパッド、又は、例えばＣＧ
ＡやＢＧＡタイプのようなパッケージの下面上のパッド網を有するパッドに適応
できるが、試験またはチップつまり各パッドの整列を必要とする一切の作業を目
的としている、ということは当業者なら理解できることである。特に顎部４１の
形状は、チップの整列に役立つものであり、それは、整列させるべきチップのタ
イプ、形状及び寸法に応じて、適合させるべきものである。
【００３０】 把持スピンドル３と整列装置４に関して、様々な構造的技術的特徴を述べた。
これらの特徴は適合させることができ、例えばスピンドル３に伸縮性を与えかつ
浮動的なものにする為に備えられた手段を、上に述べたものとは異なったものに
することもでき、あるいは装置４に備えられた整列手段を、可動ペンチに単一の
分岐のみ備えることもでき、あるいはこのペンチに既述のものとは異なった動作
を備えることもできることは、明らかである。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月１６日（２００１．１．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】ＩＣチップをスピンドル上に把持し整列させる装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特に集積回路を備え複数のボンディングパッドを有するＩＣチップ
を、把持スピンドル上に把持し整列させることのできる装置に関するものである
。
【０００２】 上記のようなＩＣチップは、一般的には、集積回路を封入する合成材料製のパ
ッケージと、複数の金属製ボンディングパッドとから構成され、該ボンディング
パッドは、集積回路との間で電子信号のやりとりをし、なおかつ、前記チップを
、半田付けもしくはその他のあらゆる手段によって、基板あるいはプリント回路
カードの一部に固定する為のものであり、そのパッケージの少なくとも一面上に
突出して伸びる。そのようなチップは、一般的には数ｍｍ程度の極めて小さな寸
法なので、取扱いが難しい。
【０００３】 製造工程の一つの段階、一般的には最終工程で、チップの電気的試験を適切な
試験箇所で行う。この為、把持スピンドル上に保持したチップを前記試験箇所の
一部の正面に持ってきて、チップのそれぞれのボンディングパッドが試験箇所の
対応する金属製トラックと接触するようにし、チップの品質の検証を可能にする
。前記チップの寸法は上記のように小さいので、この作業は極めて微妙なものと
なる。
【０００４】 同様の問題は、基板あるいはプリント回路カードの一部にチップを固定しよう
とする際にも生ずる。
【０００５】 この為、一般的には、最初のチップ保持装置上に配置されるチップは、前記保
持装置に対するその整列は大まかに知られているが、ペンチ式装置を用いてパッ
ケージで把持され、該ペンチは、ボンディングパッドのないパッケージの二つの
向かい合う面を把持し、次いで、チップを掴んだペンチ式装置が試験箇所の方に
持っていかれ、一般的には、ペンチ式装置または試験装置の画像認識手段と位置
付け手段が、チップを整列させるのに用いられ、それらのボンディングパッドが
、試験箇所の対応する接触トラックの真正面に来るようにする。このような装置
は複雑であり、特に必要となるのは、少なくとも二本の直交軸及び回転軸に従っ
てペンチ式装置と試験箇所に対する位置を調節できる能動的手段と、特に複数の
チップを同時に整列させなければならない場合には、画像認識の為の強力な計算
手段である。他の装置は、チップのパッケージの一部、例えば角や面、あるいは
パッケージの操作ミス防止装置による位置座標を、スラスト軸受によって把持し
、次いで、この座標が分かるとすぐにチップの整列を行うようになっている。前
述の能動的位置付け手段を必要とするのに加えて、この装置は更に、パッケージ
上の位置座標を固定するという欠点を有し、ボンディングパッドがパッケージに
対して僅かにずれているような場合には、そのボンディングパッドの整列がうま
くいかなくなる。パッケージの二つの面を把持するペンチ式装置により、チップ
が把持される場合には、いずれにしても、前記チップ周辺のペンチが嵩張るので
、ボンディングパッドが届きにくい。 ヨーロッパ特許第０８１７５５９号の書面で説明されている把持整列装置は、
前記チップを囲み、かつ漏斗の類を形取る斜めの壁を備えた枠に対して縦方向の
動きによってチップの整列が行われること以外は、本件で提案される装置にある
程度類似している。この装置によって、チップのパッドの機械的抵抗がより弱い
方向に沿って作用しながら、整列が行われる。結果的に、このような装置は多く
の欠陥品を生み出す。 米国特許第４８６０４３９号の書面では、ＰＧＡタイプのＩＣチップ用のペン
チ式整列装置が説明されている。ペンチの顎部の長さは短いので、前記チップの
損傷のあるチップの二つのパッド間に、顎部の一端を挿入する危険は、無視でき
ない。
【０００６】 本発明の第一の目的は、従来の装置の欠点を有さずに、ＩＣチップを把持スピ
ンドル上に把持し、整列させることのできる装置、特に、チップのボンディング
パッドを、位置座標として直接採用することで、チップを整列させる装置を提案
することである。
【０００７】 本発明の第二の目的は、試験箇所あるいは固定箇所となり得る、把持スピンド
ルとチップ処理箇所との間に、機械化された能動的位置付け手段が一切ない把持
及び整列装置を提案することであり、それによって、これら二つの要素の間の最
終的位置調節を行うことである。
【０００８】 これらの目的は、請求項１の特徴部分に記載されているようなスピンドル上に
ＩＣチップを把持し整列させる装置によって達成されるものであり、その変形や
特有の実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】 本発明による装置の望ましい実施形態を、添付の図面を参照しつつ、以下に記
述する。
【００１０】 図１は、ＩＣチップの把持スピンドルが、チップを把持しているところを示す
縦断面図である。
【００１１】 図２Ａ及び２Ｂはそれぞれ、整列装置を開いたところと、閉じたところを示す
縦断面図である。
【００１２】 図３Ａ及び３Ｂは、図２Ａ及び２Ｂの整列装置の顎部の動作を、前記図の線Ｉ
ＩＩ−ＩＩＩに沿って見たところを示す。
【００１３】 そして図４は、チップの試験装置と向かい合う図１と同じ把持スピンドルを示
す。
【００１４】 図１の示すチップ１は、この例ではパッケージの、相対する二つの面上にのみ
、ボンディングパッドを備えた「デュアル・イン・ライン」タイプのチップであ
り、それを載せるチップ・ホルダー２はどのようなタイプのものでも構わず、前
記チップ１を製造する回転コンベヤーやラインの一部として組み込むことが可能
なものである。把持スピンドル３はチップ１をチップ・ホルダー２の上に把持し
、それを後の処理箇所に向かって運んでいく為のものである。把持スピンドル３
には、円筒状貫通穿孔３００が設けられた支持枠３０を有している。可動軸受３
１は円筒状穿孔３００の内部に配置され、可動軸受３１の第一の端部のねじ山３
１０上にねじ留めされたナット３２で固定されており、前記ナット３２の一面は
支持体３０の反対の面３０１に押接している。図に見られるように、軸受３１の
外径は円筒状穿孔３００の内径よりも明らかに小さくなっていて、これら二つの
要素の間に遊びを残すようになっている。二つの円環状継手３０２は、軸受３１
上に設けられた周辺溝の中または穿孔３００内に配置されていて、穿孔３００内
で軸受３１を側面から支えている。ナット３２を備えた方とは反対側の軸受３１
の端部は、穿孔３００の外に突出しており、押接及び位置決めのリング３１１を
有している。ばね式手段、例えば渦巻ばね３３は、一方で、支持体３０と向かい
合う押接リング３１１の面に押接し、他方では、穿孔３００内に設けられた肩状
部３０３に押接する。このようにして、押接リング３１１は、支持体３０に直接
向かい合う壁とは離れて保持される。押接リング３１１は、案内手段３１２を更
に有しているが、その効用は後述する。軸受３１内に設けられた別の円筒状穿孔
３１３の内側には、滑動管３４が配置されている。滑動管３４の第一の端部は、
穿孔３１３の内側で、ばね３４０により固定されており、一方、滑動管３４のも
う一方の端部は、穿孔３１３の外にやや突出しており、それぞれ軸受３１の内面
から外に出ていて、スピンドル３の把持端３４４を形成している。ばね３４０の
係数は、ばね３３の係数よりも小さい。
【００１５】 上記に述べたスピンドル３の浮動構造により、一方では、チップ１を穏やかに
把持し設置することができ、他方では、能動的移動手段を一切必要とせずに、ス
ピンドル３と試験箇所あるいは処理箇所との間の位置調節ができる。支持体３０
が動かない場合は、力学的圧力を滑動管３４の突出端部に軽く加え、ばね３４０
を圧縮して、この圧力を継続し加えることで、前記管を穿孔３１３の内部に入れ
るようにするが、その際、ばね３３を圧縮するようにして、押接リング３１１を
支持体３０の内壁に近づけ、同時にナット３２は支持体の壁３０１から離れるよ
うにする。この時、滑動管３４を支える軸受３１は、ばね３３と二つの円環状継
手３０２だけから支えられている。これらの要素は伸縮性のものであり、また軸
受３１の外表面と穿孔３００の内径との間に遊びがあることから、滑動管３４の
それぞれから、軸受３１の端部を、軸受３１の縦軸と直交する平面の二つの直交
軸Ｘ及びＹに沿って、側面移動させることが可能であり、しかも、前記軸受ある
いは前記滑動管を前記縦軸の周りに軽く旋回させることも可能である。
【００１６】 把持スピンドル３は、支持体３０上に固定された管継手３５を有する吸引装置
が付属して完全なものになる。前記管継手は、その一方が、図示されていない吸
引ユニットに接続され、他方が、軸受３１の外表面と穿孔３００の内径との間に
配置された第一の部屋３５０に接続されており、前記部屋は二つの円環状継手３
０２が縦方向の限界になっていて、上述の軸受３１の支持機能に加えて前記部屋
の気密性を確保している。半径方向に連通する穴３１４は、第一の部屋３５０を
、軸受３１と滑動管３４との間に設けられた第二の部屋３４１につなぐ軸受３１
の壁を通して設けられ、穴３４２は、滑動管の壁に設けられ、吸引管の吸引中央
リーマ穴３４３の中に通じている。中央リーマ穴は、軸受３１から外に突出した
、吸引管の把持端部３４４に通じている。管継手３５と中央リーマ穴３４３との
間の吸引通路の上記構造により、上記の様々な要素間の相対的な縦方向の位置、
角位置がどのようなものであろうと、吸引空気が通れるようになる。
【００１７】 チップ１を把持するためには、図１に見られるように、スピンドル３をチップ
・ホルダー２の近くに持ってきて、吸引管の把持端部３４４が、スピンドル３の
縦軸に沿って、チップ・ホルダー２に対して、軸心を合わせるようにする。この
チップ・ホルダー上で、チップ１は、把持スピンドルの縦軸に直交する軸に対し
て任意の位置で、同縦軸の周りの任意の角度で配置されるが、その精度は、把持
端部３４４をチップ１の上面に近づける場合、この表面が把持端部の吸引孔を完
全に塞ぐのに十分なものであり、管継手３５により負圧が入って、前述のように
把持端部３４４にまでそれが広がっていく場合に、チップが前記把持端部３４４
により吸引されることが可能となる。
【００１８】 既に示したように把持された場合、チップ１は、スピンドル３の把持端部３４
４における負圧により保持されるが、スピンドルの縦軸に直交する二つの軸の位
置と、この軸の周りの角度とは、正確に定まっていない。
【００１９】 チップ１を、スピンドル３上に正確に心出しできる装置は、図２Ａ及び２Ｂ並
びに３Ａ及び３Ｂに記載されている。
【００２０】 図２Ａは、開いた状態の整列装置４を示しており、つまり、整列すべきチップ
を受け入れる準備ができている。チップは図２Ａ及び２Ｂには示されていないが
、図が複雑になりすぎないようにする為である。装置を構成しているのは、ペン
チ４１の二つの分岐を収容した穿孔４００を有するフレーム４０であり、各分岐
には整列顎部４１０が一つある。ペンチ４１の中央部分は、開口の心棒４２に場
所を空けるように中空となっており、一端にスラスト軸受４２０がある。ペンチ
４１の分岐の内部には、円錐断面４１１が含まれており、前記円錐断面４１１と
スラスト軸受４２０の内側部分との間に閉じ込められた複数のボール４３が押接
している。ペンチ４１の各分岐は軸４１２の周りに旋回するように取り付けられ
ている。二つのばね４０１はペンチ４１を閉じるようになっている。図２Ｂに見
られるように、開口の心棒４２を押し返すことで、ボール４３はスラスト軸受４
２０から解放され、従って、円錐断面４１１の最も広がった部分に向かって移動
することができるので、顎部４１０を近づけることができる。心棒４２を囲む軸
受４２１に押接する二つのスラスト軸受４１３は、顎部４１０の閉鎖運動を制限
することができ、チップのパッドがつぶれたり変形したりするのを避けられる。
【００２１】 図３Ａ及び３Ｂは、図２Ａ及び２Ｂの矢印ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図であり、
顎部４１０の形状と、それらのチップ１の整列動作を示している。スピンドル３
によって上述のように保持されているチップ１は、顎部４１０の開いた整列装置
４の正面に持っていかれる。そして、スピンドル３は整列装置に近づけられ、例
えば突出した円錐端部付きの二つの心棒で構成されたスピンドル３の案内装置３
１２（図１参照）が、整列装置の支持体４０の中に設けられた案内穴４０２の中
に導入される。この動きは、チップ１が、開いた顎部４１０の間に来るまで続く
。上述したスピンドル３の浮動組み立てにより、整列装置４に対するスピンドル
３の正確な位置決めは、前述の案内手段３１２と４０２を介して可能となる。図
３Ａに見られるように、チップ１は開かれた顎部４１０の間に導入されたが、こ
のチップは二本の突出した案内心棒３１２に対して正確に整列されておらず、平
面Ｘ，Ｙ内と、前記平面に直交する軸の周りで不揃いが生じている。図３Ａの示
すところによると、二つの顎部４１０を近づけつつ、チップ１は、チップのボン
ディングパッドを案内するに適した顎部の特別な形状によって、正確に整列して
いき、最終的には、チップが二つの顎部４１０の間に完全に閉じ込められるが、
これは、チップ１とそれぞれのボンディングパッドが、二本の案内心棒３１２に
対して完全に整列することに相当する。整列については、顎部４１０は、パッケ
ージではなく、チップ１のパッドを押しながら作用することがよく分かる。従っ
て、顎部４１０の接近動作は、ボンディングパッドを傷つけたり捩じったりする
危険を冒さないように、静かに行わなければならないことは、当業者であれば理
解できる。図３Ｂに見られるように、顎部４１０の接近によって、チップ１を上
記の平面と軸に対して整列させることが可能になった。従って、スピンドル３の
突出した心棒３１２に対する、チップ１と特にそのパッドの位置は、正確に分か
っている。この整列作業に際して、チップ１は、吸引によりスピンドル３の把持
端部３４４に固定され維持される。
【００２２】 変形例において、チップ１を整列させる為に顎部４１０によりパッドにかかる
応力が、余りにも大きすぎて、前記パッドを破損もしくは捩じる恐れがある場合
には、整列させるべきチップを受け入れる為に顎部４１０の間に押接面４０３（
図２Ａ参照）を備えることも可能である。スピンドル３を伸縮性をもって取り付
けることにより、スピンドル３と装置４との接近の際に、押接面４０３上でチッ
プ１が潰れるのを防げる。従って、チップを整列させる為に顎部４１０を接近さ
せる際には、チップが押接面４０３によって支えられていることから、スピンド
ルの中への吸引を切断することができ、それによって、チップから生じる整列へ
の抵抗が減少する。
【００２３】 チップ１の心棒３１２に対する位置は正確に分かっているので、必要なら吸引
を再開し、顎部４１０とスピンドル３とを整列装置４から遠ざけ、最終的に、突
出心棒３１２が、案内穴４０２から完全に引き出されるまでにする。そして、チ
ップ１は、図４に見られるように、試験箇所に向かって運ばれる。
【００２４】 試験箇所５は、特に複数の接触トラック５０を有し、それぞれチップ１のボン
ディングパッドに対応しており、前記トラックのそれぞれは、図示されていない
電子試験ユニットに個別に電気接続されており、前記試験ユニットは、チップ１
の動作を電子的に検証するのに適したものである。試験箇所５は、更に、スピン
ドル３の案内手段、特に案内心棒３１２を受け入れるのに適した二つの案内手段
５１を有している。接触トラック５０と案内手段５１の相対的位置は正確に知ら
れている。図４に示されているように、スピンドル３が試験箇所５に近づく際に
、二本の案内心棒３１２は、まず案内手段５１に係合し、それによって、試験箇
所５に対してスピンドル３を正確に整列させる。試験箇所５に対してスピンドル
３を完全に整列させることは、前述のスピンドル３の浮動構造により可能となる
。試験箇所５に対するスピンドル３の接近は、チップ１のボンディングパッドが
試験箇所の接触トラック５０と接触するに至るまで、続行される。スピンドル３
が伸縮性をもって取り付けられることから、チップ１のボンディングパッドがつ
ぶれたり、変形したりする危険はまったくない。
【００２５】 一方では、チップ１のボンディングパッドがスピンドル３上の案内心棒３１２
に対して正確に整列されており、他方では、構造上、接触トラック５０が案内手
段５１に対して正確に整列されているので、案内心棒３１２と案内手段５１を対
応させることにより、確実に、各ボンディングパッドを、対応する接触トラック
に載せることになる。
【００２６】 チップ１の電子的試験は、吸引によりチップがスピンドル３に固定されたまま
行うことができる。次に、スピンドル３を試験箇所５から遠ざけ、試験が成功す
ると、それをチップの包装箇所または保存箇所に向かって送ることができ、ある
いは、チップ１がスピンドル３上で整列させられたままであるという事実を利用
して、チップを基板上に固定する箇所か、又はプリント回路のトラック上にパッ
ドを半田付けする箇所に向かって送ることができる。そのような固定箇所には、
図４の試験箇所について述べられたものとほぼ同じ要素があること、またチップ
１、つまり前記チップの各パッドは、基板またはプリント回路のトラックに対し
て、前述のように正確に近づけ整列させられること、さらに試験作業が適切な固
定作業に置き換えられているということは、当業者なら分かることである。試験
箇所での試験が成功しなかった場合には、スピンドルは、失敗に終わったチップ
の回収箇所に向かって送られる。
【００２７】 把持スピンドル３、並びに整列装置４、及び試験箇所５又は固定箇所を、個別
で独立した装置であるものとして述べた。事実、これらの要素は、同一の装置に
属しているが、用途と必要性に応じて異なる構成とすることができる。同様に、
ただ一つの要素を同時に用いることを述べたが、その一方で、複数の前記要素を
同時に動作させることもできる。
【００２８】 一つの応用例によると、図１のチップ・ホルダー２を生産ラインまたは回転式
コンベヤー上に配置することができる。この生産ラインの既定の場所に、一般的
には、チップ１の製造または組み立てが完了した時点で、一つまたは複数の把持
スピンドル３を同時に動かし、それによって、それぞれが、一つのチップを前述
のように把持するようになり、次に前記一つまたは複数のスピンドルを、前述の
ように整列装置４の前にそれぞれ同時に向け、次に、それらのチップが一旦整列
すると、スピンドルを試験箇所５または固定箇所にそれぞれ同時に向ける。もう
一つの変形例においては、チップ・ホルダー２、整列装置４、並びに試験箇所５
及び／または固定箇所を、生産ラインまたは回転式コンベヤー上に配置すること
ができ、把持スピンドル３は、前記スピンドルを前記要素のそれぞれの正面に移
動させるに適したロボットアームの端部に配置することができる。チップの試験
及び／または固定の為の把持及び整列装置の構成は、色々と変えることも検討に
値するが、当業者であれば、ここで与えられた教示を、自分の問題に適合させる
適性を有する。
【００２９】 上記の記述及び図は、特に、デュアル・イン・ライン・タイプのパッケージに封
入されたＩＣチップを整列させる場合に関するものではあるが、本発明による装
置は実際にどんなタイプのチップの整列にも容易に適応でき、例えばパッケージ
の一側面、二側面または四側面上にあるボンディングパッド、又は、例えばＣＧ
ＡやＢＧＡタイプのようなパッケージの下面上のパッド網を有するパッドに適応
できるが、試験またはチップつまり各パッドの整列を必要とする一切の作業を目
的としている、ということは当業者なら理解できることである。特に顎部４１の
形状は、チップの整列に役立つものであり、それは、整列させるべきチップのタ
イプ、形状及び寸法に応じて、適合させるべきものである。
【００３０】 把持スピンドル３と整列装置４に関して、様々な構造的技術的特徴を述べた。
これらの特徴は適合させることができ、例えばスピンドル３に伸縮性を与えかつ
浮動的なものにする為に備えられた手段を、上に述べたものとは異なったものに
することもでき、あるいは装置４に備えられた整列手段を、可動ペンチに単一の
分岐のみ備えることもでき、あるいはこのペンチに既述のものとは異なった動作
を備えることもできることは、明らかである。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年６月１４日（２００１．６．１４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ボンディングパッドを備えたパッケージで構成されるＩＣチッ
    プを、把持スピンドル（３）上に把持し整列させる装置であって、ＩＣチップを
    前記把持スピンドル（３）の案内手段（３１２）に対して整列させる為に前記Ｉ
    Ｃチップのパッドに作用するに適した整列装置（４）を有しており、前記整列装
    置（４）は、旋回軸（４１２）の周りに旋回する少なくとも一つの可動分岐から
    なるペンチ（４１）を備えており、各分岐は一つの顎部（４１０）を備え、顎部
    は駆動手段（４２，４３）の作用の下で互いに近づきあるいは遠ざかるのに適し
    ており、各顎部（４１０）は、顎部が接近する際に、前記顎部の間に配置された
    チップ（１）のボンディングパッドを整列させるに適した形状を有していること
    を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】ペンチ（４１）は二つの可動分岐を有することを特徴とする、
    請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】チップのパッドを整列させるに適した形状には、把持スピンド
    ル上のＩＣチップの押接面に直角に配置され、かつ顎部の動作方向に対して斜め
    に配置された、少なくとも一つの整列表面を有していることを特徴とする、請求
    項１または２に記載の装置。
  4. 【請求項４】各顎部（４１０）には前記整列表面のうちの二つがあることを
    特徴とする、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】駆動手段は、両端のうちの一つにスラスト軸受（４２０）を備
    えた心棒（４２）から構成されており、複数のボール（４３）は、前記スラスト
    軸受の一部とペンチ（４１）の前記分岐の斜めの部分（４１１）との間に配置さ
    れており、心棒の両方向への縦移動によりペンチ（４１）の顎部（４１０）の離
    間または接近を制御することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】整列装置は、整列させるべきチップの一つの表面を受け入れる
    に適した押接表（４０３）を更に有することを特徴とする、請求項１から５のい
    ずれか一つに記載の装置。
  7. 【請求項７】把持スピンドル（３）の案内手段は、互いに平行な突出した心
    棒（４１２）の少なくとも二本で構成されており、前記心棒のそれぞれは、整列
    装置（４）の対応する案内孔（４０２）の中に入り込むに適していることを特徴
    とする、請求項１から６のいずれか一つに記載の装置。
  8. 【請求項８】突出した心棒（４１２）のそれぞれは、チップ（５）の試験箇
    所の、あるいは、チップ固定箇所の案内孔（５１）の中に入り込むのにも同様に
    適していることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】チップ（１）は、把持スピンドル（３）に、吸引によって保持
    されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一つに記載の装置。
  10. 【請求項１０】チップ（１）は、把持スピンドル（３）の把持端部（３４４
    ）に、吸引によって保持され、前記把持端部はスピンドルの支持体（３０）に対
    して浮動的に組付けられていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一
    つに記載の装置。
  11. 【請求項１１】ＩＣチップの試験を試験箇所で行う為の、請求項１から１０
    のいずれか一つに記載の装置の使用法。
  12. 【請求項１２】ＩＣチップを基板またはプリント回路の一部の上に固定する
    為の、請求項１から１０のいずれか一つに記載の装置の使用法。
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