JP2023153756A - 半導体回路を搬送するための装置 - Google Patents

半導体回路を搬送するための装置 Download PDF

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Abstract

【課題】半導体回路又はチップを第一の位置から第二の位置へ搬送する装置を提供する。【解決手段】チップ搬送装置１００において、少なくとも２つの搬送ヘッド１２０ａ、１２０ｂを備え、各搬送ヘッドが第一の位置で半導体回路又はチップ１をピックアップし、回転軸１１０ｚを中心として搬送アセンブリの回転を通じて、第二の位置にチップを配置する回転可能な搬送アセンブリ１１０と、回転軸を中心として搬送ヘッドと一緒に搬送アセンブリを駆動するための搬送アセンブリアクチュエータ１３０と、回転軸に対して半径方向に搬送ヘッドを作動させるように構造化された搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ、１４０ｂと、を含む。搬送ヘッドアクチュエータは、搬送アセンブリアクチュエータに取り付けられ、搬送ヘッドに結合されたアクチュエータ要素を含み、アクチュエータ要素は搬送アセンブリアクチュエータに対して回転軸の方向に作動する。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体回路を搬送するための装置に関する。
半導体回路は、ウェーハとも呼ばれる円形平面基板の上及びその中に、そのような回路の複数の行及び列を有するマトリックス状に製造される。厳密な要件ではないが、このような回路は、通常、全て同一であり、全て同じ寸法を有する。ウェーハの製造後、ウェーハの表面は、可撓性キャリアフィルムに接着される。その後、キャリアフィルムを切断することなく、ウェーハの一方の表面から反対側の表面まで切断することにより、それぞれの回路を物理的に分離する。こうして、キャリアフィルム上に配置された複数の個々の半導体回路（以下、「チップ」又は「ダイ」ともいう）が得られる。
公知の例では、チップを第一の位置、例えば、半導体回路のマトリックスを有するウェーハが配置される位置から、少なくとも第二の位置、例えば、個々の半導体回路を有するキャリアフィルムが配置される位置に搬送するための装置は、少なくとも２つの搬送ヘッドが設けられた１つの回転可能な搬送アセンブリで構成され、各搬送ヘッドは、第一の位置でチップをピックアップし、回転軸を中心に回転モータを用いて少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリを回転させてチップを少なくとも第二の位置に配置するように構造化されている。また、少なくとも２つの搬送ヘッドは、第一の位置及び少なくとも第二の位置のそれぞれにおいて、半径方向の内外並進運動によって、半導体回路を操作するために、少なくとも１つの回転可能な搬送ヘッドモータによって駆動される。
回転駆動される搬送アセンブリと回転駆動される搬送ヘッドを別々に回転させるために、互いに別々に操作される少なくとも２つの従来の回転モータを使用することは、構造的にも操作的にもいくつかの著しい欠点がある。一つの欠点とは、回転駆動される搬送ヘッドが同じ回転搬送ヘッドモータに接続されているため、その半導体回路操作を並列ではなく時系列で行う必要があり、機械速度が低下することである。
もう一つの欠点は、品質上の問題である。ハードウェアの寸法公差により、半導体回路が正しい意図した位置に配置されないこと（例えば、検査カメラの焦点から外れること）がある。また、衝撃質量が大きいため、より多くの搬送ヘッドが同じ回転搬送ヘッドモータに接続されると、チップの損傷を引き起こす可能性があるため、品質上の問題が生じることがある。また、使用する回転モータの回転軸受けから発生する摩擦が搬送ヘッド操作の位置制御を妨げるため、品質上の問題が生じることもある。解決策として、個々の搬送ヘッド操作を制御するために、各搬送ヘッドを個々の回転搬送ヘッドモータに接続することも考えられるが、装置全体の構造上、体積の制約があるために、これは不可能である。
別の欠点は、チップ搬送装置をある構成から別の構成に適合させる際に、著しい変換時間によって機械の稼働時間損失を伴う可能性があることである。チップ搬送装置は、多くの構成（例えば、異なる数の搬送ヘッド、いくつかの異なる位置で半導体回路を収集、検査及び配置するための異なる位置等）を有する。さらに、回転モータを支持するために体積を消費する構造となっているので、そのようなチップ搬送装置を整備することは負担となっている。
搬送モジュールは、チップのピック＆プレース配置の不正確さと品質問題につながる。これらの機械的不正確性が生じるのは、各自由度（内側から外側への回転及び半径方向の並進、又はその逆）が独自の軸受（現在の設計では回転が１／３に落ちる）を有するためであり、また搬送ヘッドよりもアクチュエータの数が少ないので、サーボモータを介して搬送ヘッドごとに独立した補正を行うことが不可能になるためである。
したがって、本開示の目的は、より単純な操作及び駆動機構を組み込むことで、構造寸法を小さくして改善されたチップ搬送装置を提供し、操作速度がより速い半導体回路の操作、衝撃質量の低減及び摩擦の低減による操作品質の改善を可能にすることである。
本開示の第一の例によれば、チップを第一の位置から少なくとも第二の位置へ搬送するための装置が提案され、この装置は、少なくとも２つの搬送ヘッドを備える少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリであって、各搬送ヘッドは、第一の位置でチップをピックアップし、回転軸を中心として少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリの回転を通じて、少なくとも第二の位置にチップを配置するように構造化される、少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリと、回転軸を中心として少なくとも２つの搬送ヘッドと一緒に回転可能な搬送アセンブリを駆動するための搬送アセンブリアクチュエータと、回転軸に対して半径方向に少なくとも１つの搬送ヘッドを作動させるように構造化された少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータであって、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに取り付けられ、少なくとも１つの搬送ヘッドに結合されたアクチュエータ要素を含み、アクチュエータ要素は回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対して回転軸の方向に作動されるように構造化される、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータと、を備える。
回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対して回転軸の方向に作動するように構造化されたアクチュエータ要素は、既知の用途における機械的不正確性の問題を解決する。完全な構造は、１つの回転モータ又はアクチュエータのみを必要とする回転軸を中心として回転することができ、その結果、軸受等の可動パーツの数が減少し、より単純な構造になる。全体として、この結果、小さな体積の装置で、個々の半導体回路の操作に関する精度が向上し、機械の稼働時間損失及び補修時間が少なくなる。このように単純化された機械構造により、各搬送ヘッドは、独自の搬送ヘッドアクチュエータで作動させることができ、この構成により搬送ヘッド／半導体回路ごとに精度補正ができるため、操作の柔軟性と搬送ヘッドあたりの精度が向上する。代替として、２つ（又はそれ以上）の搬送ヘッドを１つの搬送ヘッドアクチュエータで作動させることができ、半導体チップの並列操作が可能になる。
好ましい例では、アクチュエータ要素は、バーリンク（ｂａｒ－ｌｉｎｋａｇｅ）又はケーブルリンク機構によって少なくとも１つの搬送ヘッドに結合される。
好ましくは、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに取り付けられたアクチュエータ部品と、アクチュエータ部品に対して回転軸の方向に作動するように構造化されたアクチュエータ要素とを備える。ここで、完全な搬送ヘッドアクチュエータは、半導体回路操作のための１つ以上の搬送ヘッドを作動させるように構造化された別個の部品を有する搬送アセンブリアクチュエータと一緒に回転する。
好ましい例では、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対してアクチュエータ要素を回転軸の方向に作動させるための磁気コイル駆動ユニットを備える。このような無接触作動原理は、適切な機械的精度及び瞬時応答時間を保証し、全体的な機械速度をさらに向上させる。
特に、瞬時応答時間及び機械速度をさらに向上させるために、磁気コイル駆動部は、アクチュエータ部品に取り付けられているコイル要素を取り囲むようにアクチュエータ要素に取り付けられた複数の磁気要素を備える。別の実施形態では、複数の磁気要素は、アクチュエータ部品に取り付けられ、一方、コイル要素は、アクチュエータ要素に取り付けられる。
一例では、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、アクチュエータ要素とアクチュエータ部品とを相互接続する案内要素を備え、案内要素は、膜要素、バネ要素、玉軸受、空気軸受等からなる群から選択されるが、これらに限定されない。ここでも、このような構造は、機械的精度及び瞬時応答時間を改善し、全体的な機械速度をさらに向上させる。
本開示による更なる実施例では、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対する回転軸の方向におけるアクチュエータ要素の変位を感知するための少なくとも１つの感知デバイスをさらに含む。このような感知により、回転軸に対して半径方向に対応する搬送ヘッドを正確に作動させることができるので、半導体回路操作の精度を向上させることができる。感知デバイスは、搬送ヘッドアクチュエータに取り付けられ、次いで、その搬送ヘッドアクチュエータは、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに取り付けられるので、変位変化は、構造全体の回転（方向や速度）に関係なく回転軸の方向で感知される。
一例として、感知デバイスは、アクチュエータ要素に配置された符号化スケールを感知するリニアエンコーダとして具体化することができ、この符号化スケールは、回転軸に沿った位置を符号化する。リニアエンコーダは、符号化された位置をアナログ信号又はデジタル信号に変換するために、符号化スケールを走査するように構造化されている。機械速度と効率的な読み出しを確実にするために、感知デバイスは、アクチュエータ部品に取り付けられ、符号化スケールはアクチュエータ部品に設置され、アクチュエータ要素は、回転軸に沿った方向に、アクチュエータ部品に対して変位する。
本開示による装置の構造がより単純で、体積が小さいため、搬送ヘッドの数を、例えば、４個、６個、８個、１６個に、あるいは、さらに多くの個数に増やすことができる。したがって、回転軸の方向に見た少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータに更なる搬送ヘッドアクチュエータを取り付けることによって、装置の構造を回転軸の方向のみに拡張することができる。
本開示による装置の改善された構造（体積寸法が小さく、機械的不正確性が少なく、その可動パーツ間の摩擦が少ないこと）によって、各搬送ヘッドがそれ自体の搬送ヘッドアクチュエータによって作動されることが可能になることに留意されたい。一方、各搬送ヘッドアクチュエータは、チップ搬送装置の実装に応じて、２つ以上の搬送ヘッドを作動させるように構造化することができる。
一例では、装置は、第一の位置で第一の平面内に延びるチップ表面を有するウェーハを配置するように構造化されたウェーハ配置デバイスと、第二の位置で第二の平面内に延びるボンド表面を有するリードフレーム、若しくはアンテナフォイル又は包装テープ等を配置するためのリードフレーム配置デバイスと、をさらに実装する。
追加の実装において、本開示による装置は、第三の位置で第三の平面内に延びるチップ表面検査デバイスを備えてもよい。例えば、前記第三の位置は、回転可能な搬送アセンブリの回転方向に見て、第一の位置と第二の位置との間の中間位置とすることができ、第一の位置で搬送ヘッドによってピックアップされた半導体回路を中間の第三の位置で目視検査して、その後、搬送ヘッドによって検査済み半導体回路を第二の位置に配置することができるようになる。
さらに、本開示による装置は、例えば、半導体回路を更なる処理ラインに搬送するために、第四の位置で第四の平面内に延びるチップ搬送デバイスを備えてもよい。
ここで、本開示について、図面を参照しながら説明する。
先行技術による半導体回路を搬送するための装置の概略的な描写である。 本開示による半導体回路を搬送するための装置の概略的な描写である。 本開示による半導体回路を搬送するための装置の更なる例である。 本開示による半導体回路を搬送するための装置の更なる例である。 本開示による半導体回路を搬送するための装置の更なる例である。 本開示による装置における実装のための本開示による搬送ヘッドアクチュエータの一例の詳細図である。 本開示による装置における実装のための本開示による搬送ヘッドアクチュエータの一例の詳細図である。 本開示による装置における実装のための本開示による搬送ヘッドアクチュエータの一例の詳細図である。
本開示を適切に理解できるように、以下の詳細な説明において、本開示の対応する要素又はパーツは、図面において同一の参照数字で示す。
図１は、先行技術に従って、半導体回路を第一の位置から少なくとも第二の位置へ搬送するための装置の概略的な例を示す。
冒頭で概説したように、半導体回路は、ウェーハとも呼ばれる円形平面基板の上及びその中に、そのような回路の複数の行及び列を有するマトリックス状に製造される。複数の個々の半導体回路（以下、「チップ」又は「ダイ」とも呼ぶ）をウェーハから分離し、更なる取り扱い及び輸送のために、例えば、キャリアフィルム上に個別に配置するために、図１は、第一の位置、例えば、半導体回路のマトリックスを有するウェーハが配置される位置から、少なくとも第二の位置、例えば、個々の半導体回路を有するキャリアフィルムが配置される位置へチップを搬送する装置の概略的であるが既知の例を示している。
先行技術によるチップを搬送するための装置は、参照数字１０で示す。本明細書を通じて、個々の半導体回路又はチップは、参照数字１で示す。
装置１０は、回転モータ又は搬送アセンブリアクチュエータ１３によって回転駆動される搬送アセンブリ１１で構成されている。搬送アセンブリアクチュエータ１３は、１つ以上の搬送アセンブリアクチュエータ軸受１３’が設けられ、搬送アセンブリ１０を回転軸の周りに回転させることができ、この回転軸は、図１において参照数字１１ｚで示す。
搬送アセンブリ１１には、好ましくは少なくとも２つの搬送ヘッド１２（１２ａ－１２ｂで示される）が取り付けられる。装置１０は、回転可能な搬送アセンブリ１１に取り付けられた１つの搬送ヘッド１２で動作することができるが、（機械速度を考慮すると）搬送アセンブリ１１に取り付けられた少なくとも２つの搬送ヘッド１２ａ－１２ｂを有することが好ましい。各搬送ヘッド１２；１２ａ－１２ｂは、第一の位置にある半導体回路又はチップ１をピックアップし、回転軸１１ｚの周りの搬送アセンブリアクチュエータ１３による回転可能な搬送アセンブリ１１の回転を通してチップ１を少なくとも第二の位置に配置するように構造化される。
さらに、図１に示すように、各第一及び第二の位置における半導体回路（チップ）１の適切な操作、例えば、第一の位置に配置されたウェーハからチップ１をピックアップするために、また第二の位置でキャリアフィルム上にチップ１を配置するために、各搬送ヘッド１２ａ－１２ｂは、同様に、対応する回転搬送ヘッドモータ１４（１４ａ－１４ｂ）により駆動されている。各回転搬送ヘッドモータ１４ａ、１４ｂには、それぞれその個々の回転軸１４ａ－ｚ、１４ｂ－ｚの周りの回転を可能にする搬送ヘッドアクチュエータ軸受１４ａ’－１４ｂ’が設けられている。回転軸１１ｚ、１４ａ－ｚ、１４ｂ－ｚは、互いに完全な同心円の向きではないため、搬送ヘッド１２ａ－１２ｂの機械的精度が生じる。さらに、各回転搬送ヘッドモータ１４ａ、１４ｂには、第一の位置にある半導体回路又はチップ１をピックアップし、第二の位置にチップ１を位置決め又は配置するために、搬送ヘッド１２ａ－１２ｂを３５作動する連結機構１５ａ、１５ｂが設けられる。
この公知の構成では、回転モータ１４ａ－１４ｂは、各搬送ヘッド１２ａ－１２ｂに対して実装される。しかしながら、より一般的な構成では、２つ又は４つの回転駆動式搬送ヘッド１２を同一の回転搬送ヘッドアクチュエータ１４に接続することもできる。このような構成は、構造的にも操作的にもいくつかの著しい欠点がある。主な欠点とは、回転駆動される搬送ヘッドが同じ回転搬送ヘッドモータに接続されているため、その半導体回路操作を並列ではなく時系列で行う必要があり、機械速度が低下することである。
もう一つの欠点は、使用する回転アクチュエータ又はモータからの回転軸受１３’、１４ａ’、１４ｂ’から発生する摩擦による品質問題に関係し、搬送ヘッド操作の位置制御を妨げている。解決策として、個々の搬送ヘッド操作を制御するために、各搬送ヘッド１２を個々の回転搬送ヘッドアクチュエータ（モータ）に接続することも考えられるが、装置全体の構造上、体積の制約があるために、これは不可能である。
図２は、本開示の第一の例の概略的な描写を示し、半導体回路又はチップ１を第一の位置から少なくとも第二の位置に搬送するための装置は、参照数字１００で示す。装置１００は、少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリ１１０を備える。回転可能な搬送アセンブリ１１０には、少なくとも２つの搬送ヘッド１２０（１２０ａ－１２０ｂ）が取り付けられる。同様に、各搬送ヘッド１２０（１２０ａ－１２０ｂ）は、第一の位置にあるチップ１をピックアップするため、また回転可能な搬送アセンブリ１１０の回転軸１１０ｚに対する半径方向の変位を通じてチップ１を少なくとも第二の位置に配置するために役立つ。少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリ１１０をその回転軸１１０ｚを中心として回転させることで、各搬送ヘッド１２０（１２０ａ－１２０ｂ）が、回転を通じて、第一の位置から少なくとも第二の位置の方へ変位することを保証する。
回転軸１１０ｚを中心とした搬送アセンブリ１１０の回転は、搬送アセンブリアクチュエータ１３０で達成される。本開示によれば、搬送アセンブリアクチュエータ１３０は、少なくとも２つの搬送ヘッド１２０（１２０ａ－１２０ｂ）と共に、回転可能な搬送アセンブリ１１０を１つの単一の回転軸１１０ｚの周りに駆動又は回転させる。本開示に従って、図２に描かれているような装置１００の完全な構造は、１つの回転モータ又はアクチュエータ１３０のみを使用して１つの回転軸１１０ｚを中心に回転することができるので、可動パーツの数を著しく減らして、１つの軸受１３０’だけを用いて、単純化された構造を得る。また、図１に示す公知のデバイスのように偏心した回転軸による機械的不正確性は存在しない。全体として、これにより、個々の半導体回路の操作に関する精度が改善され、機械の稼働時間損失及び補修時間が少なくなり、小さな体積寸法の装置１００が得られる。
さらに、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータ１４０（１４０ａ）は、図２の矢印Ｒによって描かれているように、回転軸１１０ｚに対して半径方向に少なくとも１つの対応する搬送ヘッド１２０（１２０ａ）を作動させるために使用される。この例では、２つの搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ－１４０ｂが、バーリンク機構又はケーブル機構等の接続機構１５０ａ－１５０ｂの補助を受けて、それぞれ対応する搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｂを作動させるために使用される。図示のように、搬送ヘッドアクチュエータ１４０（１４０ａ－１４０ｂ）は、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０に取り付けられる。
したがって、搬送アセンブリ１１０、複数の搬送ヘッド１２０、搬送アセンブリアクチュエータ１３０、及び搬送ヘッドアクチュエータ１４０からなる本開示による装置１００の完全な構成は、１つの単一の軸受１３０’に取り付けられ、単一の回転軸１１０ｚの周りに完全に回転可能である。このようなより単純な構造の利点は、明らかである。可動パーツの数が大幅に減少することに加え、そのような構成の体積寸法が小さくなり、機械の速度が向上することに加えて、チップ１をより速く、より高い精度で操作することができる。また、構造が単純なため、機械の稼働時間損失及び補修時間が短縮される。
図３～図５は、本開示による装置の例をより詳細に描き、参照数字１００（図３）、１００’（図４）及び１００”（図５）で示されている。図３において、本開示によるチップ搬送装置１００は、搬送アセンブリ１１０、搬送アセンブリアクチュエータ１３０、複数（ここでは８つ）の搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈ、及び１つの搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａで構成されている。搬送ヘッド１２０の数は、任意であり、装置１００のアプリケーションの種類に依存することに留意されたい。したがって、１個、２個、４個、８個、さらには１６個の搬送ヘッド１２０（その場合、参照数字１２０ａ－１２０ｐで示される）を回転可能な搬送アセンブリ１１０に取り付けることができる。
この例では、各搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈは、搬送アセンブリ１１０に取り付けられた搬送ヘッド本体１２１ａ－１２１ｈと、搬送ヘッド本体１２１ａ－１２１ｈと可動に接続、又はヒンジ接続された搬送ヘッドアーム１２２ａ－１２２ｈとから構成されている。各搬送ヘッドアーム１２２ａ－１２２ｈは、既知の方法で、チップ１と相互作用することができるピックアップ要素１２３ａ－１２３ｈを担持する。簡略化のために、図３では、補助搬送ヘッド１２０ａの参照数字１２１ａ－１２２ａ－１２３ａのみが示されているが、８つの搬送ヘッド１２０の構成では、他の７つの搬送ヘッド１２０ｂ－１２０ｈも同様に対応するパーツ１２１ｘ－１２２ｘ－１２３ｘ（ｘは、関連接尾文字ｂ－ｈを表す）を備えることは明白である。
搬送ヘッドアーム１２２ａ－１２２ｈは、搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａと対応するケーブル機構１５０ａ－１５０ｈを介して接続されている。ケーブル機構１５０ａ－１５０ｈが作動すると（本明細書で後に詳述する）、搬送ヘッドアーム１２２ａ－１２２ｈが対応する搬送ヘッド本体１２１ａ－１２１ｈに対して変位し、図２に矢印Ｒで示すように、ピックアップ要素１２３ａ－１２３ｈを回転軸１１０ｚに対して半径方向に、例えば、軸１１０ｚから離れたり向かったりして移動する。ピックアップ要素１２３ａ－１２３ｈが半径方向に移動すると、第一の位置に配置されたウェーハからチップ１をピックアップし、第二の位置にあるキャリアフィルム上にチップ１を配置することができる。
全ての搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈは、例えば、図３に描かれているように、１つの同じ搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａとリンクすることができるが、更なる搬送ヘッドアクチュエータ１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ等を実装することができる。例えば、図４に示すように、本開示によるチップ搬送装置１００’の全体構造が１つの単一の回転軸１１０ｚを中心に回転するので、回転軸１１０ｚの方向で見た第一の搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａに、少なくとも１つの更なる搬送ヘッドアクチュエータ１４０ｂを取り付けることができる。これにより、回転可能な搬送アセンブリ１１０に取り付けられた１つ以上の追加の搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈを作動させるための追加の搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｄ）で装置を拡張することによって、機械速度の点でも回転軸１１０ｚに沿って本開示の装置を有利にアップスケールさせることができる。
そのような例は、図５に示されており、本開示によるチップ搬送装置１００”を描いており、この装置は、１つの単一の回転軸１１０ｚの周りに回転し、４つの搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ－１４０ｂ－１４０ｃ－１４０ｄが設けられており、そのそれぞれは、回転軸１１０ｚの方向に見て以前の搬送ヘッドアクチュエータにそれぞれ取り付けられている。複数の搬送ヘッドアクチュエータの完全な配置は、回転可能な搬送アセンブリ１１０に取り付けられる。
図３～図５に明確に示されるように、本開示による装置１００－１００’－１００”のいくつかの実施例は、回転軸の方向に見た装置の細長い構造寸法のみが、回転可能な搬送アセンブリ１１０に取り付けられた搬送ヘッドアクチュエータ１４０の数に応じて変化するので、体積寸法が小さくなる。したがって、この設計構成は、機械的不正確性が少なく、全体的な構造が１つの単一の回転軸１１０ｚを中心に回転し、単一の軸受１３０’（図２）を必要とするので、その可動パーツ間の摩擦が少ない。
このように回転軸１１０ｚに沿って追加の搬送ヘッドアクチュエータ１４０を追加する原理により、各搬送ヘッド１２０を自身の搬送ヘッドアクチュエータ１４０で作動させることができる。一方、各搬送ヘッドアクチュエータ１４０は、チップ搬送装置１００－１００’－１００”の実施形態に応じて、２つ以上の搬送ヘッド１２０を作動させるように構造化できる。例えば、図３では、８つの搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈは、単一の搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａによって一緒にかつ同時に作動させることができるが、図４の装置１００’では、８つの搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈは、それぞれ４つの搬送ヘッドの２つの別々のセットに、例えば、搬送ヘッド１２０ａ、１２０ｃ、１２０ｅ及び１２０ｇからなる一方のセットと、搬送ヘッド１２０ｂ、１２０ｄ、１２０ｆ及び１２０ｈからなる他方のセットでグループ化でき、各セットは、２つの搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ、１４０ｂの一方によって一緒にかつ同時に作動させる同様に、図５の装置１００”では、８つの搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈは、それぞれ２つの搬送ヘッドの４つの別々のセットに、例えば、搬送ヘッド１２０ａ及び１２０ｅからなる１つのセット、搬送ヘッド１２０ｂ及び１２０ｆからなる第二のセット、搬送ヘッド１２０ｃ及び１２０ｇからなる第三のセット、ならびに搬送ヘッド１２０ｄ及び１２０ｈからなる第四のセットにグループ化することができる。同様に、各セットは、４つの搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ－１４０ｄのうちの１つによって、一緒にかつ同時に作動させて、全ての作動／操作は、それぞれのケーブル機構１５０ａ－１５０ｈを介して配置されている。
各搬送ヘッド１２０は、それ自身の搬送ヘッドアクチュエータ１４０によって作動させることができるので、搬送ヘッドあたりの操作柔軟性と精度を著しく改善することができ、こうして、ワン・オン・ワン（１－ｏｎ－１）構成によって、搬送ヘッド１２０／半導体回路１ごとの精度補正が可能になる。代替として、２つ（又はそれ以上）の搬送ヘッドを１つの搬送ヘッドアクチュエータ２０で作動させることもでき、半導体チップの並列操作が可能になる。
図６～図８は、搬送ヘッドアクチュエータ１４０の機能をより詳細に示す。図６～図８では、搬送ヘッドアクチュエータは、参照数字１４０ａで示されている。しかしながら、例えば、図４及び図５に描かれているように、複数の搬送ヘッドアクチュエータ１４０が使用される場合、最初の搬送ヘッドアクチュエータ及びそれ以降の搬送ヘッドアクチュエータ１４０に対して、後続の接尾文字を適用する。したがって、上記のように、一例では、各搬送ヘッド１２０ｘは、それ自身の搬送ヘッドアクチュエータ１４０ｘ（ｘは、関連接尾文字ａ－ｈまで、あるいはさらにａ－ｐまでを表す）により作動させることができる。搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）は、多かれ少なかれ円筒形の構成を有することができ、衝撃質量が低減し、回転軸１１０ｚを中心とする回転中の慣性のバランスが取れている。各搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）は、アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）を有し、これは、対応する接続機構１５０（ａ－ｈ）を介して少なくとも１つの搬送ヘッド１２０（ａ－ｈ）に結合される。アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）は、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０に対して、回転軸１１０ｚの方向に作動するように構造化されている。回転可能な搬送３５アセンブリアクチュエータ１３０に対して回転軸１１０ｚの方向に作動するアクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）の移動により、公知の用途における機械的不正確性の問題が解決する。
特に、アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）を少なくとも１つの搬送ヘッド１２０（ａ－ｈ）と相互接続する、バーリンク機構又はケーブル機構等の接続機構１５０（ａ－ｈ）を使用すると、摩擦も機械的遊びもないので、頑丈で信頼できる作動機構が得られる。したがって、この作動機構によって、半導体回路１の操作の機械的精度が向上する。
図６にさらに示すように、参照数字１４１（ａ－ｈ）は、関連する搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）の更なるパーツとしてのアクチュエータ部品を示している。アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）は、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０に固定するように取り付けられる。非限定的な例では、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）は、リング状ベース要素１４１－１（ａ－ｈ）として形成することができ、リング状ベース要素１４１－１（ａ－ｈ）には、その円周に沿って均一に分布し、回転軸１１０ｚの方向に延びる延長パーツ１４１－２（ａ－ｈ）が設けられる。延長パーツ１４１－２（ａ－ｈ）は、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０に固定するように取り付けられるようになっている。
アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）は、また、リング状要素として構造化され、リング状要素は、いくつかの開口部１４２－１（ａ－ｈ）もその円周に沿って均等に分布している。各延長パーツ１４１－２（ａ－ｈ）は、対応する開口部１４２－１（ａ－ｈ）に収容され、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）に対する回転軸１１０ｚの方向へのアクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）の無接触移動を可能にする。
同様に、回転軸１１０ｚに沿って互いに並んで取り付けられた複数の搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ－１４０ｄを示す図４及び図５を見ると、少なくとも１つの更なる搬送ヘッドアクチュエータ１４０ｂ－１４０ｄのアクチュエータ部品１４１ｂ－１４１ｄが、以前の搬送ヘッドアクチュエータ１４０ａ－１４０ｃのアクチュエータ部品１４１ａ－１４０ｃに取り付けられ、したがって、１つの剛性構造を作成して、わずかな可動パーツで、したがって、摩擦を低減して機械的精度をさらに高める。
図７及び図８に示す例では、各搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）は、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０（及びアクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ））に対して回転軸１１０ｚの方向にアクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）を作動させるための磁気コイル駆動ユニット１４８（ａ－ｈ）を備える。このような無接触作動原理は、適切な機械的精度及び瞬時応答時間を保証し、全体的な機械速度をさらに向上させる。
特に、瞬時応答時間及び機械速度をさらに向上させるために、磁気コイル駆動部１４８（ａ－ｈ）は、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）に取り付けられているコイル要素１４５（ａ－ｈ）を囲むリング形アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）の内周に取り付けられた複数の磁気要素１４４（ａ－ｈ）を備える。代替の実施形態では、複数の磁気要素１４４（ａ－ｈ）は、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）に取り付けられ、一方、コイル要素１４５（ａ－ｈ）は、アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）に取り付けられる。
機械的精度及び瞬時応答時間を確実なものとするために、回転軸１１０ｚの方向にアクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）に対してアクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）を変位させるとき、各搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）は、アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）とアクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）とを相互接続する案内要素１４３（ａ－ｈ）からなっている。案内要素１４３（ａ－ｈ）は、膜要素、バネ要素、玉軸受、空気軸受等からなる群から選択することができるが、これらに限定されない。図８に描かれた例では、案内要素１４１（ａ－ｈ）は、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）の延長パーツ１４１－２（ａ－ｈ）に取り付け／相互接続するための第一の取り付け点１４３－１（ａ－ｈ）及びアクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）に取り付け／相互接続するための第二の取り付け点１４３－２（ａ－ｈ）を有するディスク状のバネ要素として形成されている。このような構造により、機械的遊びのない複数のパーツの摩擦のない動きが可能となり、動作の信頼性と精度が確保される。
したがって、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）が搬送アセンブリアクチュエータ１３０に取り付けられている状態で、完全な搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）は、回転軸１１０ｚを中心に搬送アセンブリアクチュエータ１３０（及び複数の搬送ヘッド１２０を有する回転可能な搬送アセンブリ１１０）と一緒に回転し、一方、別個のアクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）は、関連するケーブル機構１５０（ａ－ｈ）を介して半導体回路操作のための１つ以上の搬送ヘッド１２０（ａ－ｈ）を作動させるために、案内要素１４３（ａ－ｈ）と組み合わせた磁気コイル駆動部１４８の作動時に、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０（及びいくつかの搬送ヘッド１２０を有する回転可能な搬送アセンブリ１１０）に対して回転軸１１０ｚ方向に変位することができる。
磁気コイル駆動部１４８（ａ－ｈ）の作動時に、アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）は、発生する電磁力により、アクチュエータ部品１４１に対して回転軸１１０ｚ方向に変位される。アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）は、対応するケーブル機構１５０（ａ－ｈ）の一端と固定するように接続され、一方、ケーブル機構１５０（ａ－ｈ）の他端は、対応する搬送ヘッド１２０（ａ－ｈ）と、特に対応する搬送ヘッドアーム１２２ａ－１２２ｈと固定するように接続される。アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）の（回転軸に沿って前後の）変位は、ケーブル機構１５０（ａ－ｈ）を介して搬送ヘッドアーム１２２（ａ－ｈ）に向かって伝達され、関連するピックアップ要素１２３（ａ－ｈ）は、チップ１のそれぞれのピックアップ及び配置を実行するために、図２において矢印Ｒによって描かれるように、回転軸１１０ｚに対して半径方向に変位できる。
図３～図５及び図８において、参照数字１４６（ａ－ｄ）は、アクチュエータ部品１４１（ａ－ｈ）／回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０／回転可能な搬送アセンブリ１１０／搬送ヘッド１２０（ａ－ｈ）に対する回転軸１１０ｚの方向におけるアクチュエータ要素１４２の変位を感知するための感知デバイスを示す。このような感知により、回転軸１１０ｚに対して半径方向に対応する搬送ヘッド１２０を正確に作動させることができるので、半導体回路操作の精度を向上させることができる。感知デバイス１４６（ａ－ｈ）は、搬送ヘッドアクチュエータ１４０（ａ－ｈ）に取り付けられ、次いで、このアクチュエータは、回転可能な搬送アセンブリアクチュエータ１３０に取り付けられるので、変位変化は、全体構造１００－１００’－１００”の回転（方向及び／又は速度）とは無関係に、回転軸１１０ｚの方向に感知される。
冗長性の目的で、機械的精度をさらに向上させるために、各搬送ヘッド１２０（ａ－ｈ）は、複数の感知デバイス１４６（ａ－ｈ）を備え得る。
一例では、感知装置１４６は、表面、例えば円盤状アクチュエータ要素１４２（ａ－ｈ）の外周に配置された符号化スケール１４７（ａ－ｈ）を感知するリニアエンコーダとして具体化でき、この符号化スケールは、回転軸１１０ｚに沿った位置を符号化する。リニアエンコーダ１４６は、符号化された位置をアナログ信号又はデジタル信号に変換するために、符号化スケール１４７を走査するように構造化されている。
１ 半導体回路又はチップ
先行技術
１０ チップ搬送装置
１１ 回転可能な搬送アセンブリ
１１ｚ 搬送アセンブリの回転軸
１２ａ－１２ｂ 搬送ヘッド
１３ 搬送アセンブリアクチュエータ
１３’ 搬送アセンブリアクチュエータ軸受
１４ａ－１４ｂ 回転可能な搬送ヘッドアクチュエータ
１４ａ’－１４ｂ’ 搬送ヘッドアクチュエータ軸受
１４ａ－ｚ 搬送ヘッドアクチュエータ１４ａの回転軸
１４ｂ－ｚ 搬送ヘッドアクチュエータ１４ｂの回転軸
１５ａ－１５ｂ 搬送ヘッド１２ａ－１２ｂ用の接続機構
本開示
１００－１００’－１００” チップ搬送装置（第一－第二－第三の実施形態）
１１０ 回転可能な搬送アセンブリ
１１０ｚ 搬送アセンブリの回転軸
１２０（ａ－ｈ） 搬送ヘッド
１２１（ａ－ｈ） 搬送ヘッド本体
１２２（ａ－ｈ） 搬送ヘッドアーム
１２３（ａ－ｈ） ピックアップ要素
１３０ 搬送アセンブリアクチュエータ
１３０’ 搬送アセンブリアクチュエータ軸受
１４０（ａ－ｈ） 搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈ用の搬送ヘッドアクチュエータ
１４１（ａ－ｈ） アクチュエータ部品
１４２（ａ－ｈ） アクチュエータ要素
１４３（ａ－ｈ） 案内要素、例えば、バネ要素、玉軸受、空気軸受
１４４（ａ－ｈ） 磁気要素
１４５（ａ－ｈ） コイル要素
１４６（ａ－ｈ） 感知デバイス（リニアエンコーダ）
１４７（ａ－ｈ） 符号化スケール
１４８（ａ－ｈ） 磁気コイル駆動ユニット
１５０（ａ－ｈ） 搬送ヘッド１２０ａ－１２０ｈ用の接続機構

Claims (15)

  1. チップを第一の位置から少なくとも第二の位置へ搬送するための装置であって、
    少なくとも２つの搬送ヘッドを備える少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリであって、各搬送ヘッドは、前記第一の位置でチップをピックアップし、回転軸を中心として前記少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリの回転を通じて、前記少なくとも第二の位置に前記チップを配置するように構造化される、少なくとも１つの回転可能な搬送アセンブリと、
    前記回転軸を中心として前記少なくとも２つの搬送ヘッドと一緒に前記回転可能な搬送アセンブリを駆動するための搬送アセンブリアクチュエータと、
    前記回転軸に対して半径方向に少なくとも１つの搬送ヘッドを作動させるように構造化された少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータであって、前記少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、前記回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに取り付けられ、前記少なくとも１つの搬送ヘッドに結合されたアクチュエータ要素を含み、前記アクチュエータ要素は前記回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対して前記回転軸の方向に作動されるよう構造化される、少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータと、
    を備える、装置。
  2. 前記アクチュエータ要素は、接続機構によって前記少なくとも１つの搬送ヘッドに結合される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、前記回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに取り付けられたアクチュエータ部品を備え、前記アクチュエータ要素は、前記アクチュエータ部品に対して前記回転軸の方向に作動されるように構造化される、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 前記少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、前記回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対して前記アクチュエータ要素を前記回転軸の方向に作動させるための磁気コイル駆動ユニットを備える、請求項３に記載の装置。
  5. 前記磁気コイル駆動部は、前記アクチュエータ部品に取り付けられるコイル要素を取り囲む前記アクチュエータ要素に取り付けられた複数の磁気要素を備える、請求項４に記載の装置。
  6. 前記少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、前記アクチュエータ要素と前記アクチュエータ部品とを相互接続する案内要素を備える、請求項３～５のいずれか一項以上に記載の装置。
  7. 前記案内要素は、膜要素、バネ要素、玉軸受、空気軸受等からなる群から選択されるが、これらに限定されない、請求項６に記載の装置。
  8. 前記少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータは、前記回転可能な搬送アセンブリアクチュエータに対する前記回転軸の方向における前記アクチュエータ要素の変位を感知するための少なくとも１つの感知デバイスをさらに備える、請求項１～７のいずれか一項以上に記載の装置。
  9. 前記搬送ヘッドの数が、４個、６個、８個、１６個、又はそれ以上である、請求項１～８のいずれか一項以上に記載の装置。
  10. 前記装置は、前記回転軸の方向に見て前記少なくとも第一の搬送ヘッドアクチュエータに取り付けられた少なくとも１つの更なる搬送ヘッドアクチュエータを備える、請求項１～９のいずれか一項以上に記載の装置。
  11. 前記少なくとも１つの更なる搬送ヘッドアクチュエータの前記アクチュエータ部品は、以前の前記搬送ヘッドアクチュエータの前記アクチュエータ部品に取り付けられる、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記搬送ヘッドアクチュエータの数は、前記搬送ヘッドの数に等しい、又は半分若しくは４分の１に等しい、請求項１０又は１１に記載の装置。
  13. 前記回転可能な搬送アセンブリは、一方向に回転される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の装置。
  14. 前記第一の位置で第一の平面内に延びるチップ表面を有するウェーハを配置するように構造化されたウェーハ配置デバイスと、前記第二の位置で第二の平面内に延びるボンド表面を有するリードフレームを配置するためのリードフレーム配置デバイスと、をさらに備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載の装置。
  15. 第三の位置で第三の平面内に延びるチップ表面検査デバイスをさらに備える、請求項１４に記載の装置。
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