JP2003066096A - 位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チップの検査を行う場合、チップ搬送工程と位
置決め工程とは別個の工程であり、搬送後の主作業は位
置補正工程の間待ち状態になっている。 【解決手段】インデックステーブル搬送方式を用い、非
接触ＩＣタグ等の半導体チップの供給、検査部への搬
送、検査工程、検査後のチップ排出を並列処理できるよ
うに、インデックステーブル上に凹状部および傾斜を備
えた位置決めポケットを複数設け、たとえばインデック
ステーブル駆動パルスモータの停止位置近傍にてパルス
モーターに断続的にパルスを付加することによりコギン
グ現象を生じさせ、コギング現象により発生する微振動
を利用した加振を行うことで、半導体チップを位置決め
ポケット内に落とし込み位置決めを行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は小型チップ部品の位
置決め方法に係り、特に、半導体チップの性能検査装置
における半導体チップの検査ヘッドに対する位置決め方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、物品等の内容を判別するために、
情報を記録したタグ（バーコード）を付加して、そのタ
グ情報から物品等を判別するものがある。近年、前記バ
ーコードに代わるものとして、非接触ＩＣタグを用いる
方式の開発が進められている。ところで、このＩＣタグ
チップの性能検査装置において、検査時間の短縮を図る
上で効果の高い作業としてチップの位置決め作業時間の
短縮が挙げられている。

【０００３】通常のＩＣチップの位置決め方法としては
従来、特開平８−２０３９６２号公報に記載の方法があ
る。この方法では、テーパを備えた移動可能な４つのブ
ロックで半導体チップを挟み込むことで、半導体チップ
の位置決めを行っている。位置決めの際、超音波振動子
又は機械的な加振手段を用いて加振すると良いと記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−２０３９６
２号公報で記載されているように、光学系検出器例えば
ＣＣＤカメラなどを用いた位置検出では、吸着ずれによ
り大きく位置がずれカメラの認識エリア外になると位置
検出に余計な時間を多く要することになる。特開平８−
２０３９６２号公報においてもチップ搬送工程と位置決
め工程とは別個の工程であり、搬送後の主作業は位置補
正工程の間待ち状態になっている。搬送タクトの短縮を
図るには、位置補正が時間を必要とせず、搬送途中に行
えることが望ましい。又、位置決めのために位置決め装
置に可動部を備えているため、その駆動制御に時間を要
するという問題もある。

【０００５】本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、位
置補正時間が少なくかつ所定位置への搬送途中に位置補
正を行うことによって、搬送タクトの短縮に寄与できる
位置決め方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、インデックステーブル搬送方式を用
い、非接触ＩＣタグ等の半導体チップの供給、検査部へ
の搬送、検査後のチップ排出を並列処理できるようにす
るため、インデックステーブル上に周囲に傾斜部を備え
た凹状の位置決めポケットを複数備え、インデックステ
ーブルのステッピングモーターに断続的にパルスを付加
することによってコギング現象を発生させ、コギング現
象により発生する微振動を利用して前記位置決めポケッ
ト内に半導体チップを位置決めするようにした。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例による
検査装置における搬送部の斜視図である。

【０００８】インデックステーブル１を挟んで、左側に
供給系、右側に排出系が配置されている。まず、供給系
についてその構成を説明する。供給系は、チップ搬入搬
送機構３０とチップ搬入移載機構３１とから構成されて
いる。まず、チップ搬入搬送機構３０においては、搬送
テーブル８上にトレイ１２が、図示しない移載装置によ
り置かれる。トレイ１２には複数のポケットが設けられ
ており、ＩＣタグチップ等の複数の半導体チップ２０
（図４参照）がそれぞれポケット上に載置されている。
この搬送テーブル８は、複数（本実施例では２個の場合
を示す）設けて有る。複数の半導体チップ２０の入った
トレイ１２を搭載した搬送テーブル８は、それぞれに設
けられた、サーボモータ９によって予め設定された基準
ポケットＹ方向位置に順次移動される。搬送テーブル８
は、搬送中に他の搬送テーブルとぶつからないで待避で
きるようにエアシリンダ１０によって上下に移動（待
避）可能に構成されている。

【０００９】基準ポケットＹ方向位置では、半導体チッ
プ２０を吸着してインデックステーブル１上に設けられ
た位置決めポケット２に移載するチップ搬入移載機構３
１が設けてある。このチップ搬入移載機構３１は、吸着
ノズル５と、吸着ノズル５が取付けられたテーブルを上
下に移動する移動機構を構成するＺ軸駆動ステッピング
モータ６と、吸着ノズル５をＸ軸方向（複数の基準ポケ
ットＸ方向位置からインデックステーブル１の中心方
向）に移動するＸ軸駆動ステッピングモータ７より構成
される。

【００１０】半導体チップ２０の検査を行う検査部にお
いては、インデックステーブル１がインデックステーブ
ル駆動ステッピングモータ４軸にメカロック３により固
定されている。インデックステーブル１の円周上には複
数の位置決めポケット２が設けて有る。位置決めポケッ
ト２の位置に略一致するように、テーブルの上部の所定
の位置に検査ヘッド１１が設けてある。

【００１１】排出系は、搬入系と同じくチップ排出搬送
機構３２とチップ排出移載機構３３とからなる。チップ
排出搬送機構３２とチップ排出移載機構３３とは、搬入
系のチップ搬入搬送機構３０及びチップ搬入移載機構３
１と略同じ構成であるのでここでの詳細構成の説明は省
略する。

【００１２】次に、半導体チップ２０の流れについて説
明する。予め半導体チップ２０が複数実装されたトレイ
１２（以後実トレイと称す）は、移載装置（図示せず）
によって、手前側のトレイ受け渡し位置で搬送テーブル
８上に置かれる。なお、トレイ１２には例えば１０×１
０つまり１００個のポケットが設けてある。実トレイの
置かれた搬送テーブル８はサーボモータ９によって駆動
され、最初の半導体チップ２０の列が予め設定された基
準ポケットＹ方向位置に移動される。チップ搬入移載機
構３１の吸着ノズル５も同様にサーボモータ７によって
最初の基準ポケットＸ方向位置に移動される。吸着ノズ
ル５が最初の基準ポケットＸ方向位置の中心に到着後、
ステッピングモータ６を駆動して吸着ノズル５が下降
し、吸引吸着により半導体チップ２０が吸い上げられ
る。

【００１３】半導体チップ２０の吸着を確認後、ステッ
ピングモータ６を駆動して吸着ノズル５を上昇させる。
その後、吸着ノズル５はサーボモータ７を駆動してイン
デックステーブル１上に設けられた位置決めポケット２
上に移動される。位置決めポケット２上に到着後、ステ
ッピングモータ６によって吸着ノズル５が下降され、吸
引力を零として半導体チップ２０を位置決めポケット２
内に落とし込み収納する。その後、吸着ノズル５を上昇
させ、サーボモータ７を駆動して次の基準ポケットＸ方
向位置まで移動する。

【００１４】半導体チップの取出し・収納を１０回（ト
レイ１列分）行った後、吸着ノズル５は最初の基準ポケ
ットＸ方向位置に戻る。同時に、チップ搬入搬送機構３
０の搬送テーブル８は、サーボモータ９を駆動して１ポ
ケット分Ｙ方向に移動される。これによって、次の列の
半導体チップ２０の取出しが可能となる。トレイ交換に
よる待ち時間を無くすため、チップ搬入搬送機構３０に
は搬送テーブルが２つ設けてあり、一方の搬送テーブル
上の１００個の半導体チップの取出しが完了後、その搬
送テーブルは待避位置に移動させる。それと同時に、他
方の搬送テーブル８を基準ポケットＹ方向位置へ移動さ
せる。

【００１５】待機位置に移動した搬送テーブル８はエア
シリンダ１０によって下降され、サーボモータ９によっ
てトレイ取合い（交接）位置に戻る。トレイ取合い位置
に戻った搬送テーブル８は、エアシリンダ１０によって
上昇後、集積（回収）装置（図示せず）により空トレイ
が取り除かれ、移載装置により次の実トレイが供給され
る。

【００１６】次に、検査部の動作について説明する。供
給側にある位置決めポケット２に半導体チップ２０が移
載されると、インデックステーブル１は時計周りに９０
°回転する。そして、半導体チップ２０が検査ヘッド１
１の下に位置決めされる。ここで、半導体チップのリー
ド・ライト及びその他の検査を行い合否判定をする。検
査中に、搬入側の位置決めポケット２に新たな半導体チ
ップ２０が載置される。検査が終了すると、インデック
ステーブル１はさらに９０°時計回りに回転し、検査を
終了した半導体チップ２０を排出側へ搬送すると共に、
検査中に搬入側の位置決めポケット２載置された半導体
チップ２０を検査ヘッド１１下まで搬送する。本実施例
では、位置決めポケット２を円周上に９０゜間隔に４つ
設けたため上記の動作となる。位置決めポケットの間隔
を更に狭めて数を増やせば、移動量（テーブルの回転角
度）は更に少ない角度にできることは言うまでもない。

【００１７】排出系の動作は供給系と逆の動作である。
すなわち、排出移載機構３３のサーボモータ７を駆動し
て吸着ノズル５は、インデックステーブル上の検査の終
了した半導体チップの有る位置決めポケット２上に移動
される。そこで、ステッピングモータ６を駆動して半導
体チップ２０上に吸着ノズル５を下降し、半導体チップ
２０を吸引吸着する。その後、吸着ノズル５を上昇させ
て、半導体チップを位置決めポケット２より取出す。

【００１８】その後、吸着ノズル５をサーボモータ７を
駆動して、チップ排出搬送機構３２の搬送テーブル８の
空トレイのある基準ポケットＸ方向位置まで移動する。
そこで、吸着ノズル５をトレイの空ポケット近くまで降
下させ、吸引力を零として空ポケット内に半導体チップ
２０を落下させ収納する。この時検査合格品と不良品を
区別するため、吸着ノズル５のＸ軸方向の移動線上に別
の収納場所を設けて、不良品を検査合格品とは別に収納
することにより、検査合格品のみ前記チップ排出搬送機
構３２の搬送テーブル８上に置かれたトレイ１２に回収
することも可能である。なお、検査済みの半導体チップ
の全てを前記トレイ１２に回収して不良品にマークを付
してもよい。半導体チップを１００個収納した搬送テー
ブル８は供給系と同様に下降し、トレイ取合い位置に戻
る。集積装置（図示せず）により実トレイが取り除か
れ、移載装置（図示せず）により新たに空トレイが供給
される。

【００１９】図２にインデックステーブル周辺機構の動
作の概略タイミングチャートを示す。

【００２０】インデックステーブル１の回転動作に対
し、各搬送動作が同期するように制御されている。半導
体チップ２０を検査中には、インデックステーブルの回
転は停止している。この時、インデックステーブル１上
の位置決めポケット２への半導体チップ２０の供給と、
検査済み半導体チップの排出処理が同時に行われる。イ
ンデックステーブル１が回転中（位置決めポケットの位
置合わせ作業中）は、供給部及び排出部において、それ
ぞれトレイ１２から半導体チップの取出し・搬送、及び
空トレイへの半導体チップの搬送・収納を行う。インデ
ックステーブル１が停止中は、チップ搬入移載機構３
１、及び、チップ排出移載機構３３はインデックステー
ブル１側に位置し、インデックステーブル１が回転中は
チップ搬入移載機構３１、及び、チップ排出移載機構３
３はチップ搬入搬送機構３０及びチップ排出搬送機構３
２側に位置するように駆動制御している。このことによ
り、半導体チップの移動時間が無駄にならず検査時間の
短縮が図られる。

【００２１】図３は、インデックステーブル１上に設け
た位置決めポケット２の形状を示す図である。なお、同
図における寸法は一例として示したものでこの寸法に限
られるものではない。ここでは、半導体チップの寸法が
縦３ｍｍ、横３ｍｍ、厚さ０．６ｍｍとした場合の寸法
である。本図に示すように、位置決めポケット２は、入
り口部に所定の傾斜（本図では３０゜）を設け、半導体
チップ２０がポケット入り口にずれて載せられた場合で
も、この傾斜の作用によって垂直のポケット孔に入り易
くしてある。

【００２２】図３（ａ）は位置決めポケット１２を上か
ら見た図である。位置決めポケット底面の寸法は、半導
体チップの寸法より＋０．１ｍｍおおきくしてある。つ
まり、３．１ｍｍ×３．１ｍｍとし、一辺での位置決め
許容値±０．０５ｍｍとなるようにしてある。図３
（ｂ）は右側面の断面図である。ポケット深さは、半導
体チップの厚さと同じ０．６ｍｍとしている。その内
０．３ｍｍを半導体チップの固定（位置決め嵌合部）に
用い、残りは０．３ｍｍの部分を垂直方向より３０°の
傾斜部にして、落とし込みによる位置補正を可能にして
いる。なお、ここではこの傾斜を３０゜としているが、
これに限らず２５〜７５゜の範囲であれば、微少振動を
加えることでポケットの嵌合部にチップが落ちて位置決
めされることを確認してある。

【００２３】次に、本実施例に係る位置決め方法につい
て、図４および図５を用いて説明する。

【００２４】図４はインデックステーブル上の位置決め
ポケットに半導体チップを収納した時の位置ずれの例
と、位置補正された最終の状態を示した図である。イン
デックステーブル１上の位置決めポケット上部まで搬送
された半導体チップは、位置決め嵌合部に直接ないしは
傾斜に沿って滑り落ち収納される。しかし、吸着ノズル
５での吸着位置ずれが大きい場合には、図のように傾斜
部に乗り上げた状態が発生する。このように位置ずれを
起こした半導体チップに対しても、インデックステーブ
ル１が９０°回転し、半導体チップが検査ヘッド下に到
着し、検査を開始するときにはポケット内の嵌合部に正
しく収納されていなければならない。このため本実施例
では、インデックステーブル１が検査位置まで移動中に
ステッピングモータの励磁相を切換え、コギング現象に
より振動を発生させ、有効にこの振動を利用して位置決
め補正している。なお、コギング現象を有効に引き出す
速度パターンの制御を行うことにより、半導体チップの
嵌合部内落とし込みが実施され位置補正される。

【００２５】図５は本実施例におけるインデックステー
ブルの速度パターンの一例を示したものである。本実施
例では９０°まで回転移動するようにしている。駆動し
ているステッピングモータの分解能は３６０°／１００
０パルス、つまり０．３６°／１パルスとする。始め
に、ステッピングモーターにパルスを供給し続けること
により８９．２８°までの回転を高速で実施する。この
高速回転を実施する際、加減速時の横重力により半導体
チップが飛び出さない様、Ｓ字加減速パターンで加減速
を行っている。検査位置直前で一度回転を停止後、ステ
ッピングモーターに断続的にパルスを２回付加すること
によりコギング現象が発生し、インデックステーブルに
微振動が伝えられる。本実施例では、停止前の位置で１
パルス駆動を２回実施し、加減速による振動（コギング
現象）を顕著に発生させている。これにより、インデッ
クステーブルおよび位置決めポケットに微振動が与えら
れる。この振動により半導体チップも振動し、ポケット
の傾斜に沿って落とし込みが行われる。なお、回転前に
落とし込まれた半導体チップについては、位置決め公差
に対してポケット深さが３倍以上あり、経験的に傾きが
発生しない。このため、微振動を加えてもポケットから
の飛び出しは発生しない。なお、停止前に１パルスでは
なく、複数パルス駆動を繰り返し行うようにしてもよ
い。

【００２６】また、本実施例では、半導体チップが軽量
のため高速回転終了後に１パルス駆動を行ったが、半導
体チップが重く、振動による浮き量が少なければ、高速
回転前に実施してもよい。また同様に１パルス（又は複
数パルス）の正逆転駆動を行ってもチップの落とし込み
効果が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、光学系位置検出
手段や専用の位置補正工程なしに、インデックステーブ
ルを回転して検査位置に位置決めする間に、パルスモー
ターに振動発生用のパルスを付加制御して、コギング現
象による振動を積極的に発生させ、半導体チップを位置
決めポケット内に落とし込むことで位置補正を行うよう
にした。これにより、半導体チップの検査工程における
タクトタイムを短縮でき、生産性を向上させることがで
きる。

【００２８】以上、実施例に沿って本発明を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に
自明であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る検査装置の搬送機器を
示す斜視図である。

【図２】本実施例に係るインデックステーブル周辺機器
の搬送タイムチャートである。

【図３】図１に示す位置決めポケット２の寸法図であ
る。

【図４】本実施例に係る位置ズレ状態の例を示す図であ
る。

【図５】本実施例に係るインデックステーブルの速度パ
ターン図である。

【符号の説明】

１…インデックステーブル、２…位置決めポケット、３
…メカロック、４…ステッピングモータ、５…吸着ノズ
ル、６…Ｚ軸駆動ステッピングモータ、７…Ｘ軸駆動サ
ーボモーダ、８…トレイ搬送テーブル、９…搬送テーブ
ル駆動サーボモーダ、１０…エアシリンダ、１１…検査
ヘッド、１２…トレイ、２０…半導体チップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三本 勝 茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番 日立テ クノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場 内 (72)発明者 豊島 広宣 茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番 日立テ クノエンジニアリング株式会社開発研究所 内 Ｆターム(参考） 2C005 MB10 TA22 2G003 AA00 AD09 AF05 AF06 AG10 AG11 AG16 AH00 AH04 5B035 BB09 BC08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パルスモータにより回転するインデックス
   テーブル上に複数設けた位置決めポケットの１つに半導
   体チップを搭載し、インデックステーブルを検査位置ま
   で回転させる工程と、前期インデックステーブル回転工
   程において、前記パルスモータに断続的にパルスを付加
   することにより振動を発生させ、半導体チップを位置決
   めポケット内に位置決めする工程とを含む位置決め方
   法。
2. 【請求項２】請求項１記載の位置決め方法において、 前記パルスモータを高速回転前、または停止前に断続的
   パルスを付加するようにしたことを特徴とする位置決め
   方法。