JP2010073924A - 部品実装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品供給ステージと部品中継ステージ、部品実装ステージの３つのステージの配置を適正化し、ピックアップヘッドと実装ヘッドの効率的な移動を実現することで生産効率を向上させた部品実装装置を提供する。
【解決手段】ウェハシートホルダ２からチップ４をピックアップするピックアップヘッド５と、ピックアップしたチップ４を仮置きするチップ中継テーブル６と、チップ中継テーブル６に仮置きされたチップ４を受け取る実装ヘッド７と、実装ヘッド７で受け取ったチップ４を基板８に実装する基板支持テーブル９を備え、チップ中継テーブル６がウェハシートホルダ２と基板支持テーブル９の間の高さとなるように配置することでピックアップヘッド５と実装ヘッド７の移動時間の均衡を図った。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリコンウェハをダイシングによって個片化したダイ等の部品を基板に実装する部品実装装置に関するものである。
従来、ダイボンディング装置は、薄片化されたシリコンウェハをダイシングによって個片化したダイ（部品）を供給する部品供給ステージと、部品供給ステージからピックアップヘッドによってピックアップされたダイを実装ヘッドに受け渡すために仮置きする部品中継ステージと、実装ヘッドによってダイを基板にボンディングする部品実装ステージの３つの作業ステージを備えている。部品中継ステージはダイをフェイスアップで実装する場合に用いられる。ダイをフェイスダウンで実装する場合にはピックアップヘッドが上下反転し、フェイスダウン姿勢となったダイを実装ヘッドに直接受け渡している（特許文献１参照）。
特開２００６−９３３２１号公報
フェイスアップ実装の場合、ピックアップヘッドは部品供給ステージと部品中継ステージの間を往復移動し、実装ヘッドは部品中継ステージと部品実装ステージの間を往復移動してダイボンディングを行うため、２つのヘッドを無駄な待ち時間を生じさせることなく効率的に移動させることが生産効率を向上させる上での重要な課題となっている。
そこで本発明は、部品供給ステージと部品中継ステージ、部品実装ステージの３つのステージの配置を適正化し、ピックアップヘッドと実装ヘッドの効率的な移動を実現することで生産効率を向上させた部品実装装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の部品実装装置は、部品供給ステージと、部品供給ステージから部品をピックアップするピックアップヘッドと、ピックアップした部品を仮置きする部品中継ステージと、前記部品中継ステージに仮置きされた部品を受け取る実装ヘッドと、前記実装ヘッドで受け取った部品を基板に実装する部品実装ステージを備え、前記部品中継ステージが前記部品供給ステージと前記部品実装ステージの間の高さになるように配置されている。
請求項２に記載の部品実装装置は請求項１に記載の部品実装装置であって、水平方向に移動する部品供給ステージの少なくとも一部が進入可能な空間が部品中継ステージの下方に形成されている。
請求項３に記載の部品実装装置は請求項１または２に記載の部品実装装置であって、部品中継ステージが部品実装ステージ寄りの高さに配置されている。
請求項４に記載の部品実装装置は請求項１乃至３の何れかに記載の部品実装装置であって、前記ピックアップヘッドは前記部品中継ステージ上に進入可能でかつ水平軸周りに反転可能であり、前記実装ヘッドは、前記ピックアップヘッドの反転に伴って反転された部品、もしくは反転されないまま前記部品中継ステージに仮置きされた部品を受け取る。
部品中継ステージが部品供給ステージと部品実装ステージの間の高さになるように配置されたことで、部品供給ステージと部品中継ステージの間を移動するピックアップヘッドの移動距離と、部品実装ステージと部品中継ステージの間を移動する実装ヘッドの移動距離との均衡が図られる。移動距離の均衡がとれた両ヘッドが無駄な待ち時間を生じることなく効率的に移動することで部品実装装置における生産効率が向上する。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の部品実装装置の斜視図、図２は本発明の実施の形態の部品実装装置の概略構成図である。
最初に図１と図２を参照して部品実装装置の全体構成およびその動作について説明する。部品実装装置１は、ウェハシートホルダ２と、ウェハシートホルダ２に保持されたウェハシート３からチップ４を取り出すピックアップヘッド５と、ピックアップヘッド５がウェハシート３から取り出したチップ４を仮置きするチップ中継テーブル６と、ウェハシート３から取り出したチップ４をピックアップヘッド５もしくはチップ中継テーブル６から受け取る実装ヘッド７と、基板８を支持する基板支持テーブル９と、基板８にチップ４を接着するためのペースト接着剤を塗布するディスペンサ１０と、ウェハシート３に貼着されたチップ４の位置や向きを確認するための第１カメラ１１と、チップ中継テーブル６に仮置きされたチップ４の位置や向きを確認するための第２カメラ１２と、基板８に設定されたペースト接着剤の塗布位置を確認するための第３カメラ１３と、実装ヘッド７が受け取ったチップ４の位置や向きを確認するための第４カメラ１４を備えている。第１カメラ１１、第２カメラ１２、第３カメラ１３はそれぞれ撮像対象の鉛直上方に配置されており、鉛直下方を撮像領域としている。これに対し第４カメラ１４は撮像対象の鉛直下方に配置されており、鉛直上方を撮像領域としている。
実装ヘッド７は第１直動装置２０と第２直動装置２１によって鉛直方向および水平方向（第１方向）に移動自在になっている。ディスペンサ１０は第３直動装置２２と第２直動装置２１によって実装ヘッド７と同様に鉛直方向および水平方向（第１方向）に移動自在になっている。ピックアップヘッド５は第１方向と水平面内で直交する第２方向に延びる回転アーム２３の先端に装着されている。回転アーム２３は中心軸周りに回転自在であり、この回転によりピックアップヘッド５は上下反転し、ノズル２４の向きを上向きもしくは下向きに変更することができるようになっている。ピックアップヘッド５は回転アーム２３とともに第４直動装置２５に装着されており、鉛直方向および水平方向（第１方向および第２方向）に移動自在になっている。
ウェハシートホルダ２は第５直動装置２６によって所定の高さで水平方向（第１方向および第２方向）に移動自在になっている。ウェハシートホルダ２の下方にはチップ４の突き上げ装置２７が備えられている。突き上げ装置２７は第１カメラ１１と鉛直方向に上下の位置関係となるように配置されている。突き上げ装置２７に対してウェハシートホルダ２が水平移動することで、ウェハシートに貼着された複数のチップのうち任意のチップ４を突き上げ装置２７の鉛直上方に位置決めする。突き上げ装置２７によって上方に突き上げられたチップ４はピックアップヘッド５のノズル２４で吸着され、ウェハシート３から剥離される。
チップ中継テーブル６は第６直動装置２８によって、基板支持テーブル９は第７直動装置２９によって所定の高さで第１、第２方向に移動自在になっている。ディスペンサ１０と実装ヘッド７に下向きに装着されたノズル３０に吸着されたチップ４が第１方向に移動し、基板８が第２方向に移動することで、基板８の任意の位置にペースト接着剤を塗布し、その位置にチップ４を実装する。チップ４をフェイスアップで実装する場合には、ピックアップヘッド５でピックアップしたチップ４を反転しないで一旦チップ中継テーブル６
に仮置きし、このチップ４を実装ヘッド７でピックアップして基板８に実装する。これに対しフェイスダウンで実装する場合には、ピックアップヘッド５が上下反転し、ウェハシート３からフェイスアップ姿勢でピックアップしたチップ４を反転させてフェイスダウン姿勢に変換した後に実装ヘッド７に直接受け渡す。
次に図２を参照してウェハシートホルダ２とチップ中継テーブル６と基板支持テーブル９の配置について説明する。チップ中継テーブル６と基板支持テーブル９はテーブル３１の上に第１方向に並列して配置されている。基板支持テーブル９はチップ中継テーブル６よりも高い位置に配置されている。テーブル３１は基板支持テーブル９側で機台上に支持されており、チップ中継テーブル６の下方には空間が形成されている。ウェハシートホルダ２はテーブル３１のチップ中継テーブル６側であってテーブル３１より低い位置に配置されている。チップ中継テーブル６の下方に形成された空間は、ウェハシートホルダ２が任意のチップ４を突き上げ装置２７の鉛直上方に位置決めするときにその一部を進入させることが可能な空間である。
部品実装装置１は、１つのチップ４を基板８にフェイスアップで実装する場合、ピックアップヘッド５がウェハシートホルダ２に保持されたウェハシート３とチップ中継テーブル６の間を移動してチップ４を仮置きし、実装ヘッド７がチップ中継テーブル６と基板支持テーブル９に支持された基板８の間を移動してチップ４を実装する。このような複数ヘッドの連携による実装方法では、何れのヘッドにおいても移動の待ち時間を生じないように、ピックアップヘッド５がチップ４を仮置きした直後に実装ヘッド７がチップ４を受け取りにくるようなタイミングで実装を行うことが望ましい。そのため部品実装装置１では、チップ中継テーブル６がウェハシートホルダ２と基板支持テーブル９の間の高さとなるように配置することでピックアップヘッド５と実装ヘッド７の移動時間の均衡を図っている。
チップ中継テーブル６を具体的にどの高さに配置するかは、ピックアップヘッド５と実装ヘッド７の移動速度や水平移動距離、ピックアップおよび実装に要する時間等を勘案して決定する。一般にチップの実装においては位置合わせや加熱等に時間を要するので、実装ヘッド７の移動距離を短縮するためにチップ中継テーブル６を基板支持テーブル９寄りに配置することが好ましい場合が多い。チップ中継テーブル６をこのように配置することで、実装ヘッド７がチップ４を受け取りにきたときにチップ中継テーブル６にチップ４が仮置きされていなかったり、ピックアップヘッド５がチップ４を仮置きしにきたときに先のチップ４が仮置きされたままの状態であったりするような事態の発生がなくなり、生産効率が向上する。
部品実装装置１ではウェハシートホルダ２がテーブル３１の下方に進入できるような空間を設けたことでピックアップヘッド５の水平移動距離を短縮できるので、チップ中継テーブル６をさらに基板支持テーブル９寄りに配置することが可能である。これにより実装ヘッド７の移動距離も短縮され、全体として両ヘッド５、７の移動距離が短縮されるので生産効率はさらに向上する。
本発明は複数のヘッド間で受け渡した部品を基板に実装する部品実装装置に有用である。
本発明の実施の形態の部品実装装置の斜視図 本発明の実施の形態の部品実装装置の概略構成図
符号の説明
１ 部品実装装置
２ ウェハシートホルダ
３ ウェハシート
４ チップ
５ ピックアップヘッド
６ チップ中継テーブル
７ 実装ヘッド
８ 基板
９ 基板支持テーブル

Claims (4)

  1. 部品供給ステージと、
    部品供給ステージから部品をピックアップするピックアップヘッドと、
    ピックアップした部品を仮置きする部品中継ステージと、
    前記部品中継ステージに仮置きされた部品を受け取る実装ヘッドと、
    前記実装ヘッドで受け取った部品を基板に実装する部品実装ステージを備え、
    前記部品中継ステージが前記部品供給ステージと前記部品実装ステージの間の高さになるように配置されていることを特徴とする部品実装装置。
  2. 水平方向に移動する部品供給ステージの少なくとも一部が進入可能な空間が部品中継ステージの下方に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
  3. 部品中継ステージが部品実装ステージ寄りの高さに配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の部品実装装置。
  4. 前記ピックアップヘッドは前記部品中継ステージ上に進入可能でかつ水平軸周りに反転可能であり、
    前記実装ヘッドは、前記ピックアップヘッドの反転に伴って反転された部品、もしくは反転されないまま前記部品中継ステージに仮置きされた部品を受け取ることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の部品実装装置。
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