JP2003115502A

JP2003115502A - 電子部品実装装置

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Publication number: JP2003115502A
Application number: JP2001309622A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Arikado; 一雄有門
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-18
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: JP3610941B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大型の半導体ウェハを対象として装置のコン
パクト化を実現できる電子部品実装装置を提供すること
を目的とする。【解決手段】粘着シート１６上に貼り付けられた状態
で供給されたチップを基板に搭載する電子部品実装装置
において、基板３をＸ方向に搬送する基板搬送機構２に
対して粘着シート１６を保持するウェハ位置決め部１０
をＹ方向のみに可動とし、ウェハ位置決め部１０からチ
ップをピックアップし基板３に移載する移載ヘッド８Ｂ
をＸ方向、Ｙ方向に可動に、またピックアップ時にチッ
プから粘着シートを剥離する粘着シート剥離機構３３を
Ｘ方向のみに可動に配置する。これによりウェハ位置決
め部１０の基板搬送方向の占有エリアを小さくして、装
置のコンパクト化が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハから切り出
され粘着シートに貼着された状態の電子部品を取り出し
て基板に実装する電子部品実装装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、半導体
チップは多数のチップより成るウェハから切り出され
る。このチップの切り出しは、粘着シートにウェハを貼
着した状態で行われ、切り出された個片チップは粘着シ
ートから剥ぎ取られてピックアップされる。このピック
アップ工程では、個片チップは粘着シートの下面側から
エジェクタによって突き上げられた状態でピックアップ
ノズルによってピックアップされる。

【０００３】このとき、粘着シートを保持した保持テー
ブルが水平移動することにより、チップを順次固定位置
に配置されたエジェクタの上方に位置させるようになっ
ている。従来よりこの保持テーブルとして、基板搬送方
向およびこれと直交する方向の２軸方向に水平移動可能
なＸＹテーブルが用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年半導体ウ
ェハのサイズの大型化に伴い、半導体ウェハを保持する
保持テーブルのサイズも大型のものが求められるように
なっている。しかしながら、大型ウェハを対象とした保
持テーブルに上記従来の構造を適用すると、保持テーブ
ルが基板搬送方向にも移動することから装置の長さ寸法
が増大し、装置のコンパクト化が困難であるという問題
点があった。

【０００５】そこで本発明は、大型の半導体ウェハを対
象として装置のコンパクト化を実現できる電子部品実装
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
実装装置は、粘着シート上に貼り付けられた状態で供給
されたチップを基板に搭載する電子部品実装装置であっ
て、基板を第１方向に搬送する基板搬送機構と、前記粘
着シートを保持し前記第１方向と直交する第２方向に移
動するウェハ保持テーブルと、前記第１方向および第２
方向に移動可能に配設され前記ウェハ保持テーブルから
チップをピックアップしこのチップを基板に搭載する移
載ヘッドと、ウェハ保持テーブルの下方に前記第１方向
に移動して前記移載ヘッドによってピックアップされる
チップの下方に位置し、このチップから前記粘着シート
を剥離する粘着シート剥離機構と、前記第１方向に移動
して前記ウェハ保持テーブル上のチップを撮像するカメ
ラとを備えた。

【０００７】請求項２記載の電子部品実装装置は、請求
項１記載の電子部品実装装置であって、前記カメラは、
さらに前記第２方向に移動して前記基板搬送機構によっ
て位置決めされた基板を撮像する。

【０００８】請求項３記載の電子部品実装装置は、請求
項１記載の電子部品実装装置であって、前記第１方向お
よび第２方向に移動して前記基板搬送機構によって位置
決めされた基板を撮像する第２のカメラを備えた。

【０００９】本発明によれば、粘着シートを保持するウ
ェハ保持テーブルを基板搬送機構による基板搬送方向と
直交する方向のみに移動させ、移載ヘッドによってピッ
クアップされるチップから粘着シートを剥離する粘着シ
ート剥離機構を基板搬送方向に移動可能に配設すること
により、ウェハ保持テーブルの基板搬送方向の占有エリ
アを小さくして、装置のコンパクト化が実現される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次の本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の
電子部品実装装置のウェハ位置決め部の部分断面図、図
３、図４、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装
装置のウェハ位置決め部の動作説明図、図６は本発明の
一実施の形態の電子部品実装装置の部分斜視図、図７は
本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分平面
図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の
部分斜視図である。

【００１１】まず図１を参照して、電子部品実装装置の
全体構造を説明する。図１において、電子部品実装装置
１の基台１ａ上にはＸ方向に基板搬送機構２が配設され
ており、基板搬送機構２は上流側から供給される基板３
を、Ｘ方向（第１方向）に搬送する。基台１ａ上には、
基板搬送機構２に沿ってペースト塗布部４、部品搭載部
５が配置されており、基板搬送機構２の側方には、ウェ
ハ位置決め部１０および治具供給部１１が配置されてい
る。

【００１２】ペースト塗布部４について説明する。基台
１ａのＸ方向の両端部には、縦フレーム１ｂ、１ｃが立
設されている。上流側に位置する縦フレーム１ｂの内側
面には、２つのＹテーブル６Ａ，６Ｂが上下２段に水平
方向に配設されている。下段のＹテーブル６Ａには、Ｘ
テーブル７Ａが水平方向に延出して結合されており、Ｘ
テーブル７Ａには塗布ヘッド８Ａが装着されている。Ｙ
テーブル６Ａ、Ｘテーブル７Ａを駆動することにより、
塗布ヘッド８Ａは基板搬送機構２上に位置決めされた基
板３を含むヘッド移動範囲内において移動する。Ｙテー
ブル６Ａ、Ｘテーブル７Ａは塗布ヘッド移動機構を構成
し、この移動により塗布ヘッド８Ａは、基板３の電子部
品実装位置に電子部品接合用の粘性体であるペーストを
塗布する。

【００１３】上段のＹテーブル６Ｂには、Ｘテーブル７
Ｂが水平方向に延出して結合されており、Ｘテーブル７
Ｂにはカメラ９Ａが装着されている。Ｙテーブル６Ｂ、
Ｘテーブル７Ｂを駆動することにより、カメラ９Ａは、
基板搬送機構２上に位置決めされた基板３を含むカメラ
移動範囲内において移動する。この移動により、カメラ
９Ａは、基板３上面の任意位置を撮像することができる
ようになっている。

【００１４】そしてこの撮像結果を認識処理部（図示省
略）で認識処理することにより、基板３の全体位置や基
板３上の実装点の位置が検出され、塗布ヘッド８Ａによ
るペースト塗布においては、この位置検出結果に基づい
て、塗布ヘッド移動機構の動作が制御部（図示省略）で
制御される。この塗布ヘッド８Ａ、カメラ９Ａの移動に
おいて、カメラ９Ａは塗布ヘッド８Ａよりも高い移動高
さで移動することから、相互に位置的な干渉が生じない
ようになっている。

【００１５】部品搭載部５について説明する。下流側に
位置する縦フレーム１ｃの内側面には、２つのＹテーブ
ル６Ｃ，６Ｄが上下２段に水平方向に配設されている。
下段のＹテーブル６Ｃ、上段のＹテーブル６Ｄには、そ
れぞれＸテーブル７Ｃ，７Ｄが水平方向に延出して結合
されている。Ｘテーブル７Ｃには移載ヘッド８Ｂが、ま
たＸテーブル７Ｄにはカメラ９Ｂが装着されている。

【００１６】Ｙテーブル６Ｃ、Ｘテーブル７Ｃは移載ヘ
ッド移動機構を構成し、この移動により移載ヘッド８Ｂ
は、ウェハ位置決め部１０からピックアップされた電子
部品である半導体チップ（以下、単に「チップ」と略称
する。）が基板３上に移送され、ペーストが塗布された
実装点にチップが搭載される。

【００１７】ウェハ位置決め部１０に隣接して治具供給
部１１が配設されており、治具供給部１１は個片のチッ
プ１７が分割されて貼り付けられた粘着シート１６（図
３〜図５参照）が取り付けられた治具１５を、ウェハ位
置決め部１０の治具ホルダ２０に供給する。治具１５は
マガジン１４内に多段に収納されており、マガジン１４
はマガジン保持部１３に保持されている。マガジン保持
部１３はマガジン昇降部１２によって昇降自在となって
おり、マガジン保持部１３を昇降させることにより、マ
ガジン１４内に収納された複数の治具１５を順次ウェハ
位置決め部１０に供給するようになっている。治具ホル
ダ２０は、チップ１７が貼り付けられた粘着シート１６
を保持するウェハ保持テーブルとなっている。

【００１８】Ｙテーブル６Ｄ、Ｘテーブル７Ｄはカメラ
移動機構を構成する。Ｙテーブル６Ｄ、Ｘテーブル７Ｄ
を駆動することによりカメラ９Ｂはウェハ位置決め部１
０および基板搬送機構２上の基板３を含む移動範囲内で
移動し、ウェハ位置決め部１０の粘着シートに貼り付け
られたチップおよび基板３上面の任意位置を撮像するこ
とができるようになっている。そしてこの撮像結果を認
識処理部（図示省略）で認識処理することにより、基板
３の全体位置や基板３上の実装点の位置が検出され、ま
た粘着シート１６上のチップ１７の位置が検出される。

【００１９】そして移載ヘッド８Ｂが粘着シートからチ
ップを取り出す際、ウェハ位置決め部１０からチップを
ピックアップした移載ヘッド８Ｂが、チップを基板３上
に移送搭載する際には、前述の位置検出結果に基づい
て、Ｙテーブル６Ｃ、Ｘテーブル７Ｃよりなる移載ヘッ
ド移動機構を制御部（図示省略）で制御する。すなわ
ち、検出したチップ１７の位置に基づいて移載ヘッド８
Ｂをこのチップ１７上に移動・位置決めし、検出した実
装点の位置に基づいて、チップ１７をピックアップした
移載ヘッド８Ｂを実装点に移動・位置決めする。この移
載ヘッド８Ｂ、カメラ９Ｂの移動においても同様に、カ
メラ９Ｂは移載ヘッド８Ｂの移動高さよりも高い移動高
さで移動可能に配置されていることから、相互に位置的
な干渉が生じないようになっている（図６参照）。

【００２０】図２に示すように、ウェハ位置決め部１０
は、基台１ａ上でＹ方向に移動する移動テーブル２１の
上部に治具ホルダ２０を配設した構造となっている。移
動テーブル２１の中央部は円形に切り欠かれて開口部２
１ａとなっており、開口部２１ａの内縁部には中抜き構
造の環状部材２１ｂが上方に突出して設けられている。

【００２１】基台１ａの上面には、ガイドレール２８お
よびモノキャリア２９が平行にＹ方向に並列配置されて
おり、ガイドレール２８にスライド自在に嵌合したスラ
イダ２７およびモノキャリア２９のスライダ２９ｄは、
移動テーブル２１の下面に設けられたブロック２６に固
着されている。モノキャリア２９は、送りねじ２９ｂ、
スライダ２９ｄに結合されたナット２９ｃを、ガイドレ
ールを兼ねた本体部２９ａ内に組み込んだものである。
送りねじ２９ｂは一方側の端部に配置されたモータ（図
示省略）によって回転駆動され、これにより移動テーブ
ル２１はＹ方向に水平移動する。

【００２２】次にシート剥離部３０について説明する。
図２に示すように、基台１ａのガイドレール２８とモノ
キャリア２９の中間には、移動テーブル３１がＸ方向に
配設されており、移動テーブル３１の上面には昇降部３
２が立設されている。昇降部３２には粘着シート剥離機
構３３が昇降自在に装着されている。移動テーブル３１
を駆動することにより、粘着シート剥離機構３３は移動
テーブル２１の開口部２１ａ内でＸ方向に水平移動す
る。

【００２３】粘着シート剥離機構３３は、上部に粘着シ
ート１６に当接する頭部３３ａを備えており、チップ１
７の取り出し時に粘着シート剥離機構３３を上昇させて
頭部３３ａを粘着シート１６の下面に当接させ、真空吸
引やニードルによるチップの突き上げ等により、移載ヘ
ッド８Ｂによってピックアップされるチップ１７から粘
着シート１６を剥離する。

【００２４】移動テーブル２１の上面の４隅部には、送
りねじ２２が回転自在に立設されており、送りねじ２２
が螺合したナット２４は、移動テーブル２１の上に配設
された治具ホルダ２０に結合されている。送りねじ２２
にはそれぞれプーリ２３が結合されており、プーリ２３
および駆動プーリ（図示省略）にはベルト２５が調帯さ
れている。駆動プーリをモータ（図示省略）によって回
転駆動することにより送りねじ２２が回転し、これによ
り治具ホルダ２０は移動テーブル２１に対して上下動す
る。

【００２５】治具ホルダ２０は略正方形の板状部材であ
り、厚み方向（上下方向）の中間部分には、粘着シート
１６を保持した治具１５が挿通可能なスリット２０ｃ
が、Ｘ方向に貫通して設けられている。治具ホルダ２０
の中央部には、円形の開口部２０ａが上下に貫通して設
けられており、開口部２０ａのサイズは、移動テーブル
２１に設けられた環状部材２１ｂを挿入可能な開口径と
なっている。

【００２６】後述するように、治具１５を保持した状態
の治具ホルダ２０を下降させて環状部材２１ｂを開口部
２０ａ内に挿入し、粘着シート１６の裏面に環状部材２
１ｂを当接させて粘着シート１６を面外方向に変位させ
ることにより、粘着シート１６はシート面方向に延伸さ
れる。

【００２７】モノキャリア２９を駆動することによる治
具ホルダ２０のＹ方向の移動と、移動テーブル３１によ
る粘着シート剥離機構３３のＸ方向の移動とを組み合わ
せることにより、治具ホルダ２０に保持され開口部２０
ａ内に露呈された治具１５の粘着シート１６の任意位置
を、粘着シート剥離機構３３に対して位置決めすること
ができ、したがって粘着シート１６に貼り付けられた任
意のチップ１７を、粘着シート剥離機構３３の上方に位
置させることができる。また、治具１５の供給時には、
治具ホルダ２０をＹ方向に移動させてマガジン１４との
位置合わせを行う。

【００２８】次に図３〜図５を参照して、ウェハ位置決
め部１０における動作を説明する。図３は、ウェハ保持
部１０へ治具１５を供給する動作を示している。マガジ
ン供給時には、マガジン１４内に収納された治具１５
は、治具搬送アーム３６のクランプ部３７によって端部
をクランプされ、マガジン１４から引き出される。治具
ホルダ２０の上面には、開口部２０ａからＸ方向に両端
面まで連続した切り欠き部２０ｂ（図７参照）が設けら
れており、治具搬送アーム３６が切り欠き部２０ｂ内を
矢印方向に移動することにより、治具１５は治具ホルダ
２０のスリット２０ｃ内に引き込まれ、そして図４に示
すように、チップ１７が貼り付けられた粘着シート１６
が開口部２０ａ内に露呈した状態となる。次に粘着シー
ト１６を延伸する延伸動作をおこなう。

【００２９】図５は、粘着シート１６の延伸動作とシー
ト剥離動作を示している。まず治具ホルダ２０に備えら
れた昇降機構（図２参照）によって、治具ホルダ２０を
移動テーブル２１に対して下降させる。これにより開口
部２０ａ内に環状部材２１ｂが嵌入し、次いで環状部材
２１ｂの上端部が粘着シート１６の下面に当接し、治具
１５をスリット２０ｃ内で上方に持ち上げる。

【００３０】そして治具ホルダ２０をさらに下降させる
と、治具１５がスリット２０ｃ内に保持されたままの状
態で、粘着シート１６は治具ホルダ２０に対して相対的
に上方に変位する。すなわち、粘着シート１６は、当初
の状態から治具１５による保持面の面外方向に変位し、
これにより粘着シート１６はシート面方向に延伸され
る。

【００３１】そしてこの状態で、治具ホルダ２０の上方
に移動したカメラ９Ｂによってピックアップ対象のチッ
プ１７を撮像する。これにより、当該チップ１７の位置
が認識される。この後、位置認識結果に基づいて移動テ
ーブル２１をＹ方向に移動させるとともに、移動テーブ
ル３１によってシート剥離機構３３をＸ方向に移動させ
て、粘着シート１６に貼着されたチップ１７のうちの剥
離対象のチップ１７を、粘着シート剥離機構３３の頭部
３３ａに対して位置決めする。ここでは、粘着シート１
６の中央に位置するチップ１７が位置決めの対象となっ
ている。

【００３２】この後、前述の位置認識結果に基づいて移
載ヘッド８Ｂを移動させ、チップ１７のピックアップを
行う。移載ヘッド８Ｂによるピックアップに際しては、
粘着シート剥離機構３３の頭部３３ａが上昇し、粘着シ
ート１６の下面に当接して保持する。そしてこの状態
で、移載ヘッド８Ｂが頭部３３ａの上方のチップ１７を
吸着してピックアップすることにより、チップ１７は粘
着シート１６から剥離されて取り出される。

【００３３】ここで、部品搭載部５における基板搬送機
構２、ウェハ位置決め部１０、移載ヘッド８Ｂ、カメラ
９Ｂの配置および移動方向について、図６，図７を参照
して説明する。図６において、基板搬送機構２は基板３
をＸ方向（第１方向）に搬送し、ウェハ位置決め部１０
の治具ホルダ２０は、粘着シート１６を保持する治具１
５をＹ方向（第２方向）に移動させる。

【００３４】ここで、ウェハ位置決め部１０は部分的に
基板搬送機構２と上下に高低差を付けて配置され、Ｙ方
向に移動することによりウェハ位置決め部１０の一部が
基板搬送機構２の下方に入り込む形態となっている（図
７参照）。そしてウェハ位置決め部１０の下方に配置さ
れた粘着シート剥離機構３３はＸ方向に可動となってお
り、Ｙ方向にのみ移動するウェハ位置決め部１０の移動
と組み合わせることにより、粘着シート１６の任意位置
に粘着シート剥離機構３３を位置決め可能となってい
る。

【００３５】また、カメラ９ＢはＸ方向およびＹ方向に
移動可能となっており、ウェハ位置決め部１０において
チップ１７が貼り付けられた粘着シート１６を撮像範囲
に含むとともに、基板搬送機構２上の基板３を撮像範囲
に含む配置となっている。そして、ウェハ位置決め部１
０からチップ１７をピックアップする移載ヘッド８Ｂは
Ｘ方向およびＹ方向に移動可能となっており、この移動
により基板３の任意位置にチップ１７を搭載することが
できるようになっている。ここで、移載ヘッド８Ｂとカ
メラ９Ｂの移動において、カメラ９Ｂの移動高さＨ２
は、移載ヘッド８Ｂの移動高さＨ１よりも高く設定され
ており、移載ヘッド８Ｂとカメラ９Ｂの位置的な干渉が
生じないようになっている。

【００３６】上記構成を採用することにより、図７に示
すように、ウェハ位置決め部１０はＹ方向のみに移動す
ることから、機内配置においてウェハ位置決め部１０が
Ｘ方向へ移動するための占有エリアを考慮する必要がな
く、部品搭載部５全体の装置長さＬを小さくすることが
可能となり、大型の半導体ウェハを対象とする場合にあ
っても装置のコンパクト化が実現される。

【００３７】なお上記構成において、基板３の位置認識
を行う必要がない場合には、治具ホルダ２０の上方にお
いてカメラ９Ｂを、Ｘ方向のみに移動させるようにカメ
ラ移動機構を構成し、カメラ９Ｂで粘着シート１６上の
チップ１７を撮像するようにしてもよい。この構成によ
っても、ウェハ位置決め部１０において治具ホルダ２０
に保持された粘着シート１６はＹ方向に移動可能となっ
ていることから、粘着シート１６の全範囲を撮像するこ
とができる。

【００３８】また、反対に基板３の位置認識を高頻度で
行う必要があるような場合には、図８に示すような構成
を採用してもよい。この場合には、治具ホルダ２０の上
方においてＸ方向のみにカメラ９Ｂを移動させるカメラ
移動機構に加えて、基板３の撮像専用のカメラ９Ｂ’
（第２のカメラ）を第２のカメラ移動機構（図示省略）
によってＸ方向およびＹ方向に移動可能に設ける。

【００３９】この場合においても、カメラ９Ｂ’の移動
高さは、移載ヘッド８Ｂの移動高さよりも高くする。こ
のような構成を採用することにより、ウェハ位置決め部
１０におけるチップ１７の位置認識または基板３の実装
点の位置認識を移載ヘッド８Ｂの移動と同時並行的に行
うことができ、高効率の実装動作が実現される。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、粘着シートを保持する
ウェハ保持テーブルを基板搬送機構による基板搬送方向
と直交する方向のみに移動させ、移載ヘッドによってピ
ックアップされるチップから粘着シートを剥離する粘着
シート剥離機構を基板搬送方向に移動可能に配設したの
で、ウェハ保持テーブルの基板搬送方向の占有エリアを
小さくして、大型の半導体ウェハを対象とする場合にあ
っても装置のコンパクト化が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のウ
ェハ位置決め部の部分断面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のウ
ェハ位置決め部の動作説明図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のウ
ェハ位置決め部の動作説明図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のウ
ェハ位置決め部の動作説明図

【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分斜視図

【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分平面図

【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
分斜視図

【符号の説明】

１電子部品実装装置２基板搬送機構３基板５部品搭載部８Ｂ移載ヘッド９Ｂカメラ９Ｂ’ 第２のカメラ１０ウェハ位置決め部１５治具１６粘着シート１７チップ２０治具ホルダ２１移動テーブル３１移動テーブル３３粘着シート剥離機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘着シート上に貼り付けられた状態で供給
されたチップを基板に搭載する電子部品実装装置であっ
て、基板を第１方向に搬送する基板搬送機構と、前記粘
着シートを保持し前記第１方向と直交する第２方向に移
動するウェハ保持テーブルと、前記第１方向および第２
方向に移動可能に配設され前記ウェハ保持テーブルから
チップをピックアップしこのチップを基板に搭載する移
載ヘッドと、ウェハ保持テーブルの下方に前記第１方向
に移動して前記移載ヘッドによってピックアップされる
チップの下方に位置し、このチップから前記粘着シート
を剥離する粘着シート剥離機構と、前記第１方向に移動
して前記ウェハ保持テーブル上のチップを撮像するカメ
ラとを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】前記カメラは、さらに前記第２方向に移動
して前記基板搬送機構によって位置決めされた基板を撮
像することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装
置。
【請求項３】前記第１方向および第２方向に移動して前
記基板搬送機構によって位置決めされた基板を撮像する
第２のカメラを備えたことを特徴とする請求項１記載の
電子部品実装装置。