JP2012114112A - ペースト塗布ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】２つのピンを作動させるようにして、１つのピンの動作を遅くすることができるようにしたペースト塗布装置の提供。
【解決手段】この装置は、フレームと、第１乃至第４リンク２０、２２、２４、２６を有する四節平行リンク機構と、第３リンクに固定された第１アーム４０と、第４リンクに固定された第２アーム４２と、第３リンクに取りつけられた第１ピン１６と、第４リンクに取りつけられた第２ピン１８とを有する。第１ピン１６は、第１リンク２０が、第１の方向への所定角度の枢動により、第１及び第２枢軸線Ｘ１、Ｘ２を結ぶ線上にある第１位置Ａ１となり、反対の第２方向に同じ角度だけの枢動により、同線上にある第２位置Ａ２となるようにされ、第２ピン１８は第１方向の枢動で第２位置Ａ２、第２方向の枢動で第１位置Ａ１となるようにされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体チップを基板上に固着させるためのダイボンダにおけるペースト塗布装置に関する。

ダイボンダにおいては、接合材料としてのペーストを基板表面の所要位置に予め塗布し、これに半導体チップを載せて、該半導体チップと基板との接合を行うようにした形式のものがある。ペースト塗布のための装置としては、例えば、ペーストをシリンジ内に用意し、該シリンジ先端のノズルから所要量ずつ排出し塗布するようなもの（特許文献１参照）や、ペースト塗布用のピンを用意し、ピンの先端をペースト溜に浸けてペーストを付着させ、そのピンを基板上まで動かして塗布を行うようにしたものなどがある。

特開平１１−５４５３４号

このピンを用いたペースト塗布装置において、生産性をあげるためには、ピンの動きを速くする必要があるが、ピンの動きを速くすると、粘性流体のペーストが飛散したり、また、塗布位置の精度が低下したりしてしまう虞があるため、その速さには自ずと制限がある。

２台のペースト塗布装置を並置させて生産性向上をはかることもできるが、コストがかかり、設置面積を大きくしなければならず、また、装置相互間の作業を制御する必要が生じる。

本発明は、このようなピンを用いたペースト塗布装置における問題を解消すること可能としたペースト塗布装置を提供するものである。

すなわち、本発明は、
フレーム１３と、
該フレームに取りつけられる四節平行リンク機構であって、水平にされ相互に平行にされた第１及び第２リンク２０、２２、水平にされ相互に平行にされて該第１及び第２リンクに回転連接された第３及び第４リンク２４、２６を有し、該第１リンク２０は、該第３及び第４リンク２４、２６との連接点間の中心に位置決めされた垂直な第１枢軸線Ｘ１の回りで枢動可能とされ、該第２リンク２２は、該第３及び第４リンク２４、２６との連接点間の中心で、第１枢軸線Ｘ１から一定間隔離された垂直な第２枢軸線Ｘ２の回りで枢動可能とされ、該第３及び第４リンク２４、２６は該第１及び第２リンク２０、２２の枢動に伴って、相互に平行を保ちながら動くようにした四節平行リンク機構と、
該第３リンクに固定された第１アーム４０と、
該第４リンクに固定された第２アーム４２と、
該第３リンクに取りつけられた第１ピン１６と、
該第４リンクに取りつけられた第２ピン１８と、
を有し、
該第１ピン１６は、第１リンク２０が、第１及び第２枢軸線Ｘ１、Ｘ２を結ぶ線に直角に延びる位置から該第１枢軸線Ｘ１の回りで第１の方向に所定角度だけ枢動されることにより、該第１及び第２枢軸線Ｘ１、Ｘ２を結ぶ線上にある第１位置Ａ１となり、第１リンク２０が該第１方向と反対の第２方向に上記所定角度と同じ角度だけ枢動されることにより、該第１及び第２枢軸線Ｘ１、Ｘ２を結ぶ線上にある第２位置Ａ２となることが可能なような位置で第１アーム４０に固定され、
該第２ピン１８は、第１リンク２０が、第１及び第２枢軸線Ｘ１、Ｘ２を結ぶ線に直角に延びる位置から該第１枢軸線Ｘ１の回りで該第１の方向に所定角度だけ枢動されることにより、該第２位置Ａ２となり、第１リンク２０が、該第２方向に上記所定角度と同じ角度だけ枢動されることにより、該第１位置Ａ１となることが可能なような位置で第４アーム４２に固定されている
ことを特徴とするペースト塗布装置を提供する。

このペースト塗布装置においては、第１リンク２０を所定角度で前後に枢動することにより、第１ピン及び第２ピンがそれぞれ、交互に第１位置Ａ１と第２位置Ａ２とに動くことになる。すなわち、単一のリンク機構によって、ペースト塗布用の２つのピンを２つの位置（具体的には、ペースト溜と基板上の所定の位置）に動かすことができるので、従来の１つのピンを備えたペースト塗布装置に較べて、ピンの速度を二分の一にすることができ、これにより、上述の従来装置の問題を解消することを可能としている。

具体的には、該第１リンク２０が、第３リンク２４に固定されて垂直に延びる第１シャフト３２によって該第３リンク２４と回転連接され、
該第１リンク２０が、第４リンク２６に固定されて垂直に延びる第２シャフト３４によって該第４リンク２６と回転連接され、
該第１アーム４０が該第１シャフト３２に固定されており、
該第２アーム４２が該第２シャフト３４に固定されるようにすることができる。

より具体的には、該第３リンク２４が、第３リンク２４に固定されて垂直に延びる第３シャフト３６によって該第２リンク２２と回転連接され、第２リンク２２に対して上下方向で摺動可能とされ、
該第４リンク２６が、第４リンク２６に固定されて垂直に延びる第４シャフト３８によって該第２リンク２２と回転連接され、第２リンク２２に対して上下方向で摺動可能とされ、
該第１及び第２シャフト３２、３４が、第１リンク２０に対して上下方向で摺動可能とされ、且つ、相互に独立して上下動可能とすることができる。

このようにすることにより、第１及び第２シャフトに固定した第１及び第２アームを、相互に独立して上下動することが可能となる。

更に具体的には、第３リンク２４に固定され水平に延びる第１延長部４４と、
該第１延長部４４に第１垂直軸線の回りで枢動可能に回転連接された第５リンク５１と、
該第５リンク５１に取りつけられて垂直に延びる第１上下動シャフト５４であって、該第１上下動シャフト５４の軸線が、該第１シャフト３２の軸線と該第１枢軸線Ｘ１との間の軸間距離と同じ軸間距離だけ、該第１垂直軸線から離れた位置とされ、該第１垂直軸線と該第１上下動シャフト５４の軸線とを結ぶ線が、該第１シャフト３２の軸線と該第１枢軸線Ｘ１とを結ぶ線に平行になるようにされている第１上下動シャフト５４と、
を有し、
該第１上下動シャフト５４を上下動することにより、該第５リンク５１、該第３リンク２４及び第１シャフト３２を介して第１アーム４０を上下動することができるようにすることができる。

上記のようにすることにより、第１上下動シャフト５４は、当該リンク機構に対して、従って、フレームに対して水平方向で固定位置となり、フレームに取りつけたアクチュエータなどで、上下動することを可能とする。

また、上記と同様に、第４リンク２６に固定され水平に延びる第２延長部４６と、
該第２延長部４６に第２垂直軸線の回りで枢動可能に回転連接された第６リンク５２と、
該第６リンク５２に取りつけられて垂直に延びる第２上下動シャフト５６であって、該第２上下動シャフト５６の軸線が、該第２シャフト３４の軸線と該第１枢軸線Ｘ１との間の距離と同じ距離だけ、該第２垂直軸線から離れた位置とされ、該第２垂直軸線と第２上下動シャフト５６の軸線を結ぶ線が、該第２シャフト３４の軸線と該第１枢軸線Ｘ１とを結ぶ線に平行になるようにされている第２上下動シャフト５６と
を有し、
該第２上下動シャフト５６を上下動することにより、該第６リンク５２、該第４リンク２６及び第２シャフト３４を介して第２アーム４２を上下動することができるようにすることができる。

上記構成のリンク機構においては、第１リンク２０に駆動シャフト２８を取りつけ、該駆動シャフト２８の軸線が該第１枢軸線Ｘ１と一致するようにされ、駆動シャフト２８が該第１リンク２０を該第１枢軸線Ｘの回りで駆動するようにすることができる。

以下、本発明に係るペースト塗布装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。

図１は、本発明に係るペースト塗布装置を備えたダイボンダの概要を示す概略側面図である。 図２は、本発明に係るペースト塗布装置の要部であるリンク機構の斜視図である。 図３は、図２のリンク機構の主要部の平面図を模式的に示す図である。 図４は、図３と同様の図であり、リンク機構が駆動されて第１及び第２ピンがそれぞれ第１及び第２位置となった状態を示している。 図５は、リンク機構が図４とは反対方向に駆動されて第１及び第２ピンがそれぞれ第２及び第１位置となった状態を示している。

図１に示すダイボンダ１０は、詳細は示さないが、水平方向で変位可能とされたＸステージ及びＹステージ、垂直方向で変位可能とされたＺステージを備え、本発明に係るペースト塗布装置１２は、これらのステージによってＸ、Ｙ、Ｚ方向に変位可能とされたフレーム１３を備え、このフレームに、以下に述べるような、ペースト塗布用のピン１６、１８を操作するためのリンク機構１４が設けられている。

このリンク機構１４は、図２に示すように、上述のフレーム１３に装着されるものであり、以下のような四節平行リンク機構を基本的構成として備えており、第１ピン１６及び第２ピン１８を操作してペースト塗布操作を行うようになっている。

このリンク機構１４は、水平にされ相互に平行にされた第１リンク２０及び第２リンク２２（図２、図３参照）と、水平にされ相互に平行にされて第１及び第２リンクに回転連接された第３リンク２４及び第４リンク２６を有し、第１リンク２０は、第３及び第４リンク２４、２６との連接点間の中心に位置決めされた垂直な第１枢軸線Ｘ１の回りで枢動可能とされ、該第２リンク２２は、第３リンク２４及び第４リンク２６との連接点間の中心で、第１枢軸線Ｘ１から一定間隔離された垂直な第２枢軸線Ｘ２の回りで枢動可能とされ、第３リンク２４及び第４リンク２６は第１リンク２０及び第２リンク２２の枢動に伴って、相互に平行を保ちながら動くようにした四節平行リンク機構を有する。具体的には、第１枢軸線Ｘ１は、フレーム１３に取りつけられたモータにより駆動される垂直駆動シャフト２８の軸線として画定され、第２枢軸線Ｘ２は、同じくフレーム１３から垂直に延びる固定シャフト３０の軸線として画定される。第３リンク２４は、該リンク２４に固定されて垂直に延びる第１シャフト３２を有し、該第１シャフト３２が第１リンク２０を貫通して下方に延び、第１リンクとの回転連接を構成している。第４リンク２６は、該リンク２６に固定されて垂直に延びる第２シャフト３４を有し、該第２シャフト３４が第１リンク２０を貫通して下方に延び、第１リンクとの回転連接を構成している。また、第３リンク２４は、該リンクから垂直に延びる第３シャフト３６を有し、該第３シャフト３６が第２リンク２２を貫通して下方に延び、第２リンクとの回転連接を構成している。第４リンク２６は、該リンク２６から垂直に延びる第４シャフト３８を有し、該第４シャフト３８が第２リンク２２を貫通して下方に延び、第２リンクとの回転連接を構成している。

第１及び第２シャフト３２、３４は、第１リンク２０に対して上下方向で摺動可能とされており、それぞれの下端には、第１ピン１６を保持する第１アーム４０及び第２ピン１８を保持する第２アーム４２が固定されている。第３及び第４シャフト３６、３８は、第２リンク２２に対して上下方向で摺動可能とされている。

図３乃至図５に示すように、第１ピン１６は、第１リンク２０が、第１枢軸線Ｘ１及び第２枢軸線Ｘ２を結ぶ線に直角に延びる位置（図３）から第１枢軸線Ｘ１の回りで第１の方向、（反時計方向）に枢動されることにより、第１枢軸線Ｘ１及び第２枢軸線Ｘ２を結ぶ線上にある第１位置Ａ１となり（図４）、第１リンク２０及び第２リンク２２が該第１方向と反対の第２方向（時計方向）に枢動されることにより、該第１枢軸線Ｘ１及び第２枢軸線Ｘ２を結ぶ線上にある第２位置Ａ２となることが可能なような位置で第３リンク２４から延びる第１アーム４０に固定されている。これに対し、第２ピン１８は、第１リンク２０が、第１枢軸線Ｘ１及び第２枢軸線Ｘ２を結ぶ線に直角に延びる位置（図３）から第１枢軸線Ｘ１の回りで上記第１の方向（反時計方向）に枢動されることにより、上記第２位置Ａ２となり、第１リンク２０及び第２リンク２２が、上記第２方向（時計方向）に枢動されることにより、上記第１位置Ａ１となるような位置で第３リンク２４から延びる第２シャフト３４に固定されている

要するに、上記リンク機構１４においては、垂直駆動シャフト２８を回動して、第１リンク２０を図３に示す位置から、一定角度aで前後に枢動させることにより、第１ピン１６と第２ピン１８とは、当該リンク機構１４に対して同じ位置Ａ１とＡ２との間を交互に動くことになる。

図２に示すように、第３リンク２４及び第４リンク２６は、相互に対応する一端に相互に離れる方向に延びる第１延長部４４及び第２延長部４６を有している。この第１延長部４４及び第２延長部４６には、それぞれ、第５シャフト４８及び第６シャフト５０を介して水平に延びる第５リンク５１及び第６リンク５２が枢着されている。第５リンク５１及び第６リンク５２には、それぞれ、垂直に延びて後述するフレーム上のアクチュエータによって上下動されるようにした第１上下動シャフト５４及び第２上下動シャフト５６が枢着されている。第５シャフト４８と第１上下動シャフト５４との軸間距離、及び、第６シャフト５０と第２上下動シャフト５６との軸線間距離は、第１シャフト３２と垂直駆動シャフト２８との軸間距離、及び、第２シャフト３４と垂直駆動シャフト２８との軸間距離にそれぞれ等しく、第５シャフト４８と第１上下動シャフト５４との軸線を結ぶ線は、第１シャフト３２と垂直駆動シャフト２８との軸線を結ぶ線に平行にされ、第６シャフト５０と第２上下動シャフト５６との軸線を結ぶ線は、第２シャフト３４と垂直駆動シャフト２８との軸線を結ぶ線に平行にされている。垂直駆動シャフト２８は、上述の通り、第１シャフト３２と第２シャフト３４との軸間の中心にあるので、第５シャフト４８と第１上下動シャフト５４との軸間距離と第６シャフト５０と第２上下動固定シャフト５６との軸線間距離は等しくされている。従って、フレーム１３に対して水平方向で固定されている第１上下動シャフト５４及び垂直駆動シャフト２８との間に想定される固定リンクＬ（図４参照）と、この固定リンクＬの一端に枢着されていると想定される第５リンク５１と、同固定リンクの他端に枢着されていると想定される第１リンク２０と、第５リンク５１及び第１リンク２０と回転連接されている第３リンク２４の第１延長部４４とは、平行リンクを構成していることになる。同様に、第２上下動シャフト５６及び垂直駆動シャフト２８との間に想定される固定リンクと、この固定リンクの一端に枢着されていると想定される第６リンク５２と、同固定リンクの他端に枢着されていると想定される第１リンク２０と、第６リンク５２及び第１リンク２０と回転連接されている第４リンク２６の第２延長部４６とは、平行リンクを構成していることになる。

第１上下動シャフト５４及び第２上下動シャフト５６は、それぞれ、上述のようにフレーム１３に取りつけられたアクチュエータによって、それぞれ独立して上下方向に駆動可能とされている。従って、上述のリンク機構１４は、垂直駆動シャフト２８による図３乃至図５に示すようなリンク運動を行いながら、同時に、第１上下動シャフト５４及び第２上下動シャフト５６を、それぞれ、アクチュエータによって別個に上下動することにより、第１アーム４０及び第１ピン１６、並びに、第２アーム４２及び第２ピン１８を、それぞれ独立して上下動させることができる。従って、このペースト塗布装置１２においては、１つのリンク機構１４を用いて２つのピン１６、１８を図４に示した位置と図５に示した位置に交互に変位させるとともに、上述のアクチュエータによる上下駆動、及び、Ｘ、Ｙ、Ｚステージの動きよって、当該ピン１６、１８をペースト溜と基板上の所要の位置に動かすことができる。このため、従来のペースト塗布装置におけるように、１つのピンのみでペースト塗布を行うようにしたものに較べて、ピンの動きを２分の１とすることができ、これにより、上述した従来装置における問題を解消することが可能となる。

上記においては、本発明に係るペースト塗布装置の一実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、垂直駆動シャフトは、第２リンク２２の中心位置に連結することが可能である、また、アームは、第３及び第４シャフト３６、３８に固定することも可能である。

ダイボンダ１０；ペースト塗布装置１２；フレーム１３；リンク機構１４；ペースト塗布用のピン１６、１８；第１リンク２０；第２リンク２２；第３リンク２４；第４リンク２６；垂直駆動シャフト２８；固定シャフト３０；第１シャフト３２；第２シャフト３４；第３シャフト３６；第４シャフト３８；第１アーム４０；第２アーム４２；第１延長部４４；第２延長部４６；第５シャフト４８；第６シャフト５０；第５リンク５１；第６リンク５２；第１上下動シャフト５４；第２上下動シャフト５６

Claims (6)

1. フレーム（１３）と、
   該フレームに取りつけられる四節平行リンク機構であって、水平にされ相互に平行にされた第１及び第２リンク（２０、２２）、水平にされ相互に平行にされて該第１及び第２リンクに回転連接された第３及び第４リンク（２４、２６）を有し、該第１リンク（２０）は、該第３及び第４リンク（２４、２６）との連接点間の中心に位置決めされた垂直な第１枢軸線（Ｘ１）の回りで枢動可能とされ、該第２リンク（２２）は、該第３及び第４リンク（２４、２６）との連接点間の中心で、第１枢軸線（Ｘ１）から一定間隔離された垂直な第２枢軸線（Ｘ２）の回りで枢動可能とされ、該第３及び第４リンク（２４、２６）は該第１及び第２リンク（２０、２２）の枢動に伴って、相互に平行を保ちながら動くようにした四節平行リンク機構と、
   該第３リンクに固定された第１アーム（４０）と、
   該第４リンクに固定された第２アーム（４２）と、
   該第３リンクに取りつけられた第１ピン（１６）と、
   該第４リンクに取りつけられた第２ピン（１８）と、
   を有し、
   該第１ピン（１６）は、第１リンク（２０）が、第１及び第２枢軸線（Ｘ１、Ｘ２）を結ぶ線に直角に延びる位置から該第１枢軸線（Ｘ１）の回りで第１の方向に所定角度だけ枢動されることにより、該第１及び第２枢軸線（Ｘ１、Ｘ２）を結ぶ線上にある第１位置（Ａ１）となり、第１リンク（２０）が該第１方向と反対の第２方向に上記所定角度と同じ角度だけ枢動されることにより、該第１及び第２枢軸線（Ｘ１、Ｘ２）を結ぶ線上にある第２位置（Ａ２）となることが可能なような位置で第１アーム（４０）に固定され、
   該第２ピン（１８）は、第１リンク（２０）が、第１及び第２枢軸線（Ｘ１、Ｘ２）を結ぶ線に直角に延びる位置から該第１枢軸線（Ｘ１）の回りで該第１の方向に所定角度だけ枢動されることにより、該第２位置（Ａ２）となり、第１リンク（２０）が、該第２方向に上記所定角度と同じ角度だけ枢動されることにより、該第１位置（Ａ１）となることが可能なような位置で第４アーム（４２）に固定されている
   ことを特徴とするペースト塗布装置。
2. 該第１リンク（２０）が、第３リンク（２４）に固定されて垂直に延びる第１シャフト（３２）によって該第３リンク（２４）と回転連接され、
   該第１リンク（２０）が、第４リンク（２６）に固定されて垂直に延びる第２シャフト（３４）によって該第４リンク（２６）と回転連接され、
   該第１アーム（４０）が該第１シャフト（３２）に固定されており、
   該第２アーム（４２）が該第２シャフト（３４）に固定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のペースト塗布装置。
3. 該第３リンク（２４）が、第３リンク（２４）に固定されて垂直に延びる第３シャフト（３６）によって該第２リンク（２２）と回転連接され、第２リンク（２２）に対して上下方向で摺動可能とされ、
   該第４リンク（２６）が、第４リンク２６に固定されて垂直に延びる第４シャフト（３８）によって該第２リンク（２２）と回転連接され、第２リンク（２２）に対して上下方向で摺動可能とされ、
   該第１及び第２シャフト（３２、３４）が、第１リンク（２０）に対して上下方向で摺動可能とされ、且つ、相互に独立して上下動可能とされていることを特徴とする請求項２に記載のペースト塗布装置。
4. 第３リンク（２４）に固定され水平に延びる第１延長部（４４）と、
   該第１延長部（４４）に第１垂直軸線の回りで枢動可能に回転連接された第５リンク（５１）と、
   該第５リンク（５１）に取りつけられて垂直に延びる第１上下動シャフト（５４）であって、該第１上下動シャフト（５４）の軸線が、該第１シャフト（３２）の軸線と該第１枢軸線（Ｘ１）との間の軸間距離と同じ軸間距離だけ、該第１垂直軸線から離れた位置とされ、該第１垂直軸線と該第１上下動シャフト（５４）の軸線とを結ぶ線が、該第１シャフト（３２）の軸線と該第１枢軸線（Ｘ１）とを結ぶ線に平行になるようにされている第１上下動シャフト（５４）と、
   を有し、
   該第１上下動シャフト（５４）を上下動することにより、該第５リンク（５１）、該第３リンク（２４）及び第１シャフト（３２）を介して第１アーム（４０）を上下動することができるようにした
   ことを特徴とする請求項３に記載のペースト塗布装置。
5. 第４リンク（２６）に固定され水平に延びる第２延長部（４６）と、
   該第２延長部４６に第２垂直軸線の回りで枢動可能に回転連接された第６リンク（５２）と、
   該第６リンク（５２）に取りつけられて垂直に延びる第２上下動シャフト（５６）であって、該第２上下動シャフト（５６）の軸線が、該第２シャフト（３４）の軸線と該第１枢軸線（Ｘ１）との間の軸間距離と同じ軸間距離だけ、該第２垂直軸線から離れた位置とされ、該第２垂直軸線と第２上下動シャフト（５６）の軸線を結ぶ線が、該第２シャフト（３４）の軸線と該第１枢軸線（Ｘ１）とを結ぶ線に平行になるようにされている第２上下動シャフト（５６）と
   を有し、
   該第２上下動シャフト（５６）を上下動することにより、該第６リンク（５２）、該第４リンク（２６）及び第２シャフト（３４）を介して第２アーム（４２）を上下動することができるようにした
   ことを特徴とする請求項４に記載のペースト塗布装置。
6. 該第１リンク（２０）に取りつけられた駆動シャフト（２８）を有し、該駆動シャフト（２８）の軸線が該第１枢軸線（Ｘ１）と一致するようにされ、駆動シャフト（２８）が該第１リンク（２０）を該第１枢軸線（Ｘ１）の回りで駆動するようにした請求項１乃至５のいずれかに記載のペースト塗布装置。

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