JP2547912B2 - チップ配列モジュール及び複数のチップを回路基板に配置する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチツプ配列モジユール及
びチツプ配列方法に関し、特に電子的構成要素を回路基
板上に自動的に配列するためのシステム及び方法につい
て構成要素を同時に組込むための方法及び装置に適用し
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】電子産業においては、回路基板へ構成要
素を組込むための労働コストの上昇などの種々な要因が
回路基板上へ自動的に素子を組込む技術の開発を推進し
た。そのようなシステムの例は、米国特許第４，２０
２，０９２号、第４，５４３，７１３号、第４，２２
２，１６６号、第４，５２８，７４７号、第４，３０
０，７１５号及び第４，４５１，３２４号に述べられて
いる。

【０００３】回路基板上の近接した位置へのチツプの同
時組込みを単純化する１つのシステムが「仕様、パナサ
ート同時チツプ要素組込み機、モデルＮＭ−８２７０」
と題する刊行物の中に述べられている。この開示のうち
特に８頁に述べられているその詳細によれば、構成要素
スタツクを内蔵し輸送する複数のチユーブが機械の中の
対応する組込みステーシヨン上に直接的にロードされ
る。植え付けられる回路基板は複数の構成要素チユーブ
の上方に配置付けされる。これらのチユーブはこの回路
基板の下側の構成要素が組込まれるべきサイトの水平パ
ターンに対応する水平パターンに従つて配置される。回
路基板の下側のサイトは接着剤で被覆されている。それ
ぞれ対応するチユーブ内に収められている構成要素スタ
ツクをプツシユピンなどで押せば、チユーブ内に収めら
れている最上部の構成要素が回路基板の下側において当
該構成要素が植え付けられるべき場所の接着剤に持ち来
たされる。このようにして植え付けられた回路基板は次
の回路基板に交換され、以後このプロセスが繰り返され
て複数のチツプ要素の同時組込みがなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のシステムはロボ
ツトアームの複雑さ、マガジン又はテープから回路基板
のサイトまでの回路要素の移動経路のかなりの複雑さな
どを含む後に参照する他の従来例がもつている問題点を
除去する。それにもかかわらず、このシステムにはいく
つかの困難な問題点が存在する。特に留意すべき問題点
はそれらの要素が要素の上又はその付近に存在する静電
気、ほこり、ごみ、接着剤、又は他の粒子状物質に起因
してスタツクから垂直に引つ張られるときに共にくつつ
いていようとする傾向である。一様にチユーブを出て回
路基板上に載置されるべき構成要素のこうした不首尾に
より当該システムは混乱して回路基板の下側に延長する
チユーブ内の最上部のチツプが誤つて配置されるおそれ
がある。この場合には植え付け後の回路基板に受入れ難
い不良率を生ずる結果となる。

【０００５】従来例として米国特許出願第０７／１５
５，９４５号及び第０７／３５３，２９９号には、これ
らの問題点を軽減する試みとして、ロードプレートに配
列されている対応する垂直スタツクから複数のチツプを
所望のパターンに従つて平面基板の上面へ順次載置する
ための同時分配システムが開示されている。

【０００６】かかるシステムにおいては、さらに下方に
移動させるに先立つて要素スタツクの下部から各要素を
個別に引き剥がす。こうした手法により、回路基板の下
側に押し下げて固定する際に構成要素同士が互いにくつ
ついてしまう前述の問題点は軽減された。しかしなが
ら、前述の仕様のシステムにはまだいくつかの付加的な
問題点が残つている。

【０００７】第１にこの従来技術のシステムは比較的大
きい複雑な機械を提供しており、複数のカラムの各チツ
プを取付面内の所望の位置に配置する際に必要な装置が
大型になるので、この機械の実際の目的としては比較的
低いチツプ集積度すなわち比較的低い植付け密度を有す
る単一パターンのチツプに適用される。チツプの型式及
びパターンを変更する場合には新しいチツプパターンに
改造されるまでの間高価な機械を長時間休止させるよう
な極めて煩わしい時間のかかるプロセスが必要になる。
そのうえ、チツプを平面上に正確に配置、整合させるこ
とは極めて困難であることが多い。これはチツプの寸法
が極めて小さいうえに平面上の回路パターンに適正に整
合させるためには平面上のチツプ位置に極度の正確さを
要求されるためである。

【０００８】従つて高密度回路基板の植え付け用の小さ
く簡単で信頼性が高くしかも高価でない複数の構成要素
を同時に位置決めするためのチツプ配列システムが要望
されている。さらに、チツプ配列パターンのオフライン
変更及び供給チツプのオフライン補充が容易であつて、
別の製品の回路基板に適応しかつ配列機械の休止時間を
最小とすることができる装置が要望されている。そのう
え、複数のそうした機械を並べて設置することが容易で
あり、システム内における機械の代替が容易なモジユー
ルシステムが要望されている。これは回路基板上の領域
が限られているために１つの動作すなわち１つの機械に
おいてすべてのチツプを同時に配列することができるほ
ど十分に小さくかつ確実な機構を工夫できない状況にお
いて回路基板の高密度実装を容易にする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、回路基板１４上に素子チツプを同
時に植え付けるためのモジユール構成のチツプ配列シス
テム１０を提供する。ここに提示する実施例において
は、複数のチツプ配列モジユール１２を提供する。各モ
ジユール１２は当該モジユールのうち隣接した１つのモ
ジユールから基板１４を受け取り、当該モジユールを介
して基板１４を当該モジユールのうち次に隣接した１つ
のモジユールに輸送するためのコンベア手段３２を有す
る。さらに各モジユールは予定の幾何学的パターンとな
るように複数のチツプを回路基板１４上に同時に植え付
けるための複数のチツプ配列サブアセンブリを含む。さ
らに各モジユールは、ロードプレート２０を含み、ロー
ドプレート２０は所望の幾何学的パターンとなるよう
に、複数のチツプのスタツクを搬送するモジユールから
滑動させて取り外すことができる。

【００１０】

【作用】各モジユールのロードプレートを空になつたス
タツクのうち少なくとも１つのスタツク内に定期的に引
き出し、それによつて、チツプを補充された次のロード
プレートをその場所に滑り込ませる。この好適な実施例
において、シヤトルプレートアセンブリはロードプレー
ト上の各スタツクから同時に複数のチツプを引き剥が
し、真空板アセンブリはそのチツプを定期的に、同時に
保持して回路基板の表面に移動させる。一度リフトプレ
ートアセンブリがコンベア手段によつてシヤトルプレー
トアセンブリ内に接触して入ると、リフトプレートアセ
ンブリは基板を移動させるために各モジユール内に与え
られる。各モジユールは真空板、回路基板及びシヤトル
プレートアセンブリとを互いに接近させる際にそれらを
自動的に縦方向に整合させるシステムを含み、これによ
つて水平面内におけるチツプの正確な配列を保証するこ
とができる。各モジユールを介して当該基板の横方向へ
の動作のためのコンベアの配列によつて、このような複
数のモジユールは、アセンブリラインを形成するように
並んで配列され、モジユールごとに異なる幾何学的パタ
ーンとなるように複数のチツプを同時に回路基板に植え
付けた後、その回路基板を隣りのモジユールに送る。従
つて、当該システムは迅速かつ効果的なコスト構成を与
えることにより、置き換えられたサブアセンブリを各モ
ジユールに滑り込ませるか又はラインに沿つた場所へさ
らに滑り込んで、モジユールすなわち置き換えられたモ
ジユールを滑り込ませることによつて、異なるチツプ配
置パターンに影響を及ぼす。滑り込ませることができる
ロードプレート設計により、アセンブリラインの下方移
動時間を最少にしながら、消費されたチツプを迅速に置
き換えて、次のチツプを供給することができる。

【００１１】

【実施例】以下図面について本発明の一実施例を詳述す
る。

【００１２】図１に示す本発明の配列システム１０は横
一列に並んでいる複数のモジユール１２からなつてい
る。各モジユール１２は複数のチツプをプリント回路基
板１４上に配置するための装置を含む。こうした各モジ
ユールは以下に説明するように独立式に設計されている
ことが本発明の１つの特徴である。選択した素子をその
特定のモジユールに独特のパターンに基づいて配列した
後、その回路基板１４を隣接したモジユールに送つて次
の複数の素子を配列し、当該素子の構成及び幾何学的配
置はそのモジユールによつて制御される。各モジユール
１２はコンベアシステムを含み、これにより図１に示す
ようにベア回路基板１４をコンベアシステムに導入した
とき、回路基板１４はコンベアシステムによつて横に輸
送されてモジユール１２を次々に通り、最後のモジユー
ルを離れる位置１５においてシステム１０を出るまで各
モジユール１２によつて次第に素子を植え付けられて行
く。

【００１３】各モジユール１２の構成を特別仕様に適合
させ得る設計となつていることが本発明の他の特徴であ
り、各モジユール１２は、当該各モジユール２３に組合
わされた種々のチツプ位置決め装置の構成によつて指定
された隣接するモジユールのパターンとは異なる所望の
幾何学的パターンとなるように複数の素子を配列するこ
とができる。各モジユール１２に組込まれているロード
プレート２０を以下に説明するようにして交換すること
によつて、チツプの供給を補充することができると共
に、所与のモジユール１２においてこれらの各種プレー
トを変更することによりチツプの構成及び幾何学的配列
とを望み通りに改変することができる。かくして、この
配列システム１０は大幅な柔軟性を有する。オフライン
で個々のモジユール１２をセツトアツプすることによ
り、所望の組合わせのチツプを予定のパターンとなるよ
うに配列させることができる。かくして配列システム１
０全体を形成している個々のモジユール１２を入れ換え
ることによつて、製造ラインは所望の密度にチツプを配
列するように極く容易に改造することができると共に、
単に交換用のモジユール１２を入れ換えさせることによ
つてシステム全体を停止させることなくオフラインでモ
ジユールを修理することができる。

【００１４】一般的なモジユール１２の上部の構成を概
略的に図２に示す。このモジユール１２のフレーム１６
は真空板１８、ロードプレート２０、固定板２２及びシ
ヤトルプレート２４とを支持しており、最後の２つがシ
ヤトルアセンブリを構成している。これらのプレートは
以下に述べるように相互に移動する。図１には示されて
いないが、モジユール１２の正面図である図５及び図６
には固定板２２の下に配置されているリフトプレート２
６が示されている。このリフトプレート２６の表面領域
の所々に配置されている支持ポスト２８は回路基板１４
の上面に素子を載せるためにチユーブが下方へ移動する
ときに、この真空チユーブチツプ配列装置の下方に向か
う力に抗して回路基板１４をその領域付近に支持する。

【００１５】図５に示されている空気駆動シリンダ３４
を図６のように伸ばしてリフトプレート２６を上へ持ち
上げることにより、リフトプレート２６の支持ポスト２
８の上部に載せて運ばれる回路基板１４は固定板２２の
素子と係合させられる。より詳細に述べれば、固定板２
２から下へ配置されている位置合わせピン４４は回路基
板１４の上方移動中に、回路基板１４を貫いている位置
合わせ穴４６に整合する。それにより、固定板２２に対
する回路基板１４の水平方向位置を所望の位置に合わせ
る。モジユール１２内においてチツプが装置により配列
された後シリンダ３４が図５の位置まで引つ込み、これ
により回路基板１４が固定板２２から引き離されて再度
コンベアベルト３２の上に載せられる。

【００１６】図５及び図６に示されているように、コン
ベアモータ３０と係合している駆動ベルト３８は２つの
ローラ３６のうちの一方に係合しており、さらに、ロー
ラ３６の回りには平面コンベアベルト３２が配置されて
いる。適切な時にモータ３０が作動してローラ３６を矢
印３７の方向に回転させることにより所望の時に回路基
板１４を左から右へ、モジユールからモジユールへと輸
送する。ソレノイド４２は回路基板停止ピン４０を有し
ており、停止ピン４０はソレノイド４２から外の方へと
延長している。ピン４０が図５の位置にありかつベルト
３２が転動しているならば、回路基板１４は回路基板１
４の右端が停止ピン４０に当接することによりそれ以上
右方に移動を阻まれるまで右方へ輸送され、モータ３０
はそこで停止させられる。このようにして回路基板１４
をピン４４に対する所望の位置に少なくともほぼ整合さ
せ、次に、前述の位置合わせ操作によつてさらに正確に
回路基板１４を希望の位置に合わせる。こうしたコンベ
ア機構が各モジユール１２に反復的に設けられているの
で回路基板１４は図１に示されているように各モジユー
ル１２内の各コンベアシステムによつて右方に横移動さ
せられ、この組立てライン全体を適切に横断する。

【００１７】図３に素子配列サブアセンブリの詳細を示
すが、その構成及び動作は特許出願Ｓ／Ｎ０７／３５
３，２９９号に極めて詳細に説明されている。スタツク
保持チユーブ５２は縦方向にスタツクされた複数のチツ
プ５４を含んでいる。このチツプ配列サブアセンブリは
スライダ５６をも含み、スライダ５６はステツプ５８を
有し、これによりチツプ支持面６０を構成している。ス
ライダ５６のピン６２がシヤトルプレート２４の穴の中
に延長している限りは、シヤトルプレート２４の往復運
動によつてスライダ５６が左右に動かされる。こうし
て、スライダ５６がその右端へと移動する度に、チユー
ブ５２内のチツプスタツクから次のチツプ５４がスライ
ダ５６によつて引き剥がされてスライダ５６の支持面６
０上に載せられる。次に、シヤトルプレート２４及びス
ライダ５６の左方への移動によつてチツプが左方に輸送
される。スライダ５６がその左端の位置に達したとき
（判り易くするために図３においては支持面６０からチ
ツプ５４を取り除いてある）、このチツプ配列サブアセ
ンブリのブロツク６６を貫いて延長している漏斗状の穴
６４とチツプ５４との位置が縦方向に整合する。複数の
こうしたチツプ配列サブアセンブリが複数のチツプを配
列すべき回路基板１４上の所望の位置に対応する所望の
幾何学的パターンとなるようにロードプレート２０に配
置される。

【００１８】再度図２を参照すれば、所与のモジユール
１２の真空板１８は、図７〜図９に示されている複数の
下方に延長している真空チユーブ又はニードル７０を支
持している。各種プレートの以下に説明する適切な相対
的移動に基づいて、ニードル７０は図３に示すそれぞれ
のチツプ配列サブアセンブリの漏斗状の穴６４の１つを
通り抜ける。前述のシヤトル往復機構によつて穴６４の
下の整合する位置にチツプが置かれた適正な時に、図７
に示されている対応する真空チユーブ７２を介してニー
ドル７０に真空吸引が作用し、それにより、チツプはそ
の場所に保持される（この構成は特許出願Ｓ／Ｎ０７／
３５３，２９９号に詳細に記載されている）。

【００１９】ニードル７０が真空吸引し続けている間に
真空板１８及びニードル７０が下方に移動するので、チ
ツプはそれぞれのニードルの下端に吸着される。真空板
１８及びニードル７０はさらに下方に移動し、（右の方
へ引かれた後の）シヤトルプレート２４に穿設されてい
る適切なそれぞれのホールを介してチツプを移動させ
る。真空板１８及びニードル７０がさらに下方に移動
し、プリント回路基板１４上の所望の最終的サイトにチ
ツプを係合させる。

【００２０】回路基板１４の上面の本発明によりチツプ
を貼付されるべき場所には前もつて複数の接着剤ドツト
を設けて置くのが好ましい。これは例えば、「面実装プ
ロセスのためのピン移動接着」と題する米国特許第４，
９４６，７０８号に示されているシステムを用いること
により達成することができる。

【００２１】図７から判るように真空板１８には複数の
真空ニードル７０及びそれらに対応する真空チユーブ７
２が設けられている。真空ニードル７０及び真空チユー
ブ７２は真空板１８が形成する水平面内にロードプレー
ト２０におけるチツプ配列サブアセンブリの所望の配列
に対応するパターンとなるように配置される。従つてサ
ブアセンブリはそれぞれサブアセンブリと縦方向に整合
している対応するニードル７０を有する。各種のプレー
トが滑動できるようにそれぞれのモジユール１２に取り
付けられていることによりオフライン修理及びオフライ
ン改造が容易である上に、供給すべきチツプをシステム
運転中に補充し得ることが本発明の特徴である。チツプ
を使い果たしたチユーブ５２を有するロードプレート２
０をチツプを補充されたチユーブ５２を有するロードプ
レート２０に置き換えることによつて、供給すべきチツ
プの補充がなされる。特定のモジユール１２におけるこ
うしたロードプレート２０の交換は図４に示されている
ようにロードプレート２０を滑動させることによつて容
易に行なうことができる。

【００２２】ロードプレート２０はフレーム上の固定板
２２の上方の位置に滑り込ませられる複数のチツプ配列
サブアセンブリを取付けらる。次に、ロードプレート２
０を固定板２２上に降下させる。図９に示すように、固
定板２２の隅には上方に延長する案内ピン９０が設けら
れている。これらの案内ピン９０はロードプレート２０
に設けられている対応するホール９２に受け入れられる
ことにより固定板２２及びシヤトルプレート２４に対す
るロードプレート２０及びその上に取付けられているチ
ツプ配列サブアセンブリの横方向位置が整合する。各チ
ツプ配列サブアセンブリはロードプレート２０の僅かに
大きいそれぞれのスロツト内に滑動して噛み合い、その
スロツト内に保持される。こうすることにより、それぞ
れのサブアセンブリブロツクの固定板２２に対する最終
的位置決め及び正確な整合が容易になる。

【００２３】さらに詳細に述べるに、各チツプ配列サブ
アセンブリのブロツク部分３３（図９）のエツジ３１に
はテーパが付けられている。これによりロードプレート
２０がさらに下方に移動すれば、このテーパ付きの面が
固定板２２に穿設されている対応する受入れ穴３５の壁
３３に接触する。それぞれのチツプ配列サブアセンブリ
はロードプレート２０に穿設されているこの大きめのス
ロツト内において壁３３に接触しながら必要に応じて移
動させられることにより最終的かつ正確に位置決めされ
る。このようにロードプレート２０が下方に移動する間
に、各チツプ配列サブアセンブリのスライダ５６の下方
へ延長しているピン部分６２（図３）は、シヤトルプレ
ート内の対応する穴５２（図９）内に導入される。穴５
２の壁５３にはテーパが付けられているので、ピン６２
及び固定板２２に対するシヤトルプレート２４の当初の
相対的位置のいかんに拘らずに突起手段を受け入れるこ
とができる。

【００２４】このシステムにおいては、真空板１８、ロ
ードプレート２０、固定板２２、シヤトルプレート２４
及びリフトプレート２６が多くの相対的運動をする。真
空チユーブとそれに対応するニードルとが上方に維持さ
れている間に、図４に示すように供給すべきチツプを補
充されているロードプレート２０を矢印のように滑り込
ませる。図７及び図８とを比較すれば良く判るように次
に真空板１８を下方に移動させて、ロードプレート２０
に取付けられている各チツプ配列サブアセンブリの各漏
斗に各真空ニードル７０を整合させる。これは図７に示
されているように真空板１８を矢印の方向に移動させて
ロードプレート２０に対する真空板１８の相対的位置を
図８の位置とすることによつて遂行される。各プレート
の実際の動作順序について手短に述べた後、微小なチツ
プを精密に配置するために必要とされる極めて重要な相
互の整合を容易にするためのこれらのプレートの新規な
特徴について詳細に説明する。

【００２５】最初に、ロードプレート２０をフレーム１
６内に滑り込ませる（図４）。次にこのロードプレート
２０を固定板２２及びシヤトルプレート２４の方に降下
させる（図９〜図１０）。これにより、固定板２２の上
に設けられている案内ピン９０がロードプレート２０の
位置決めホール９２整合し、固定板２２及びシヤトルプ
レート２４に対してロードプレート２０を位置決めす
る。

【００２６】次に、ロードプレート２０上に支持されて
いる複数のチツプ配列サブアセンブリは、（Ａ１）穴３
５の壁３３とテーパ付けブロツク３０との係合（図９〜
図１１）、（Ａ２）シヤトルプレート２４内の対応する
穴５０のテーパ付きの壁５３と各チツプ配列サブアセン
ブリのスライダのピン６２との係合（図１１）によつ
て、固定板２２及びシヤトルプレート２４に対し最終的
に位置決めされる。

【００２７】次にモータ３０を係合し、ソレノイド４２
（図５）を作動状態にして停止ピン４０を押し上げる。
回路基板１４がモジユール１２の左に挿入されてコンベ
アベルト３２の上に載り、右方に輸送されて停止ピン４
０によつて止められる。次にシリンダ３４を作動状態に
し、固定板２２の隅の位置合わせピン４４が回路基板１
４の位置合わせホール４６に整合するまでリフトプレー
ト２６上の支持ポスト２８によつて回路基板１４を持ち
上げ、これにより固定板２２に対する回路基板１４の水
平面内における位置を正確に決定する。

【００２８】スライダ５６はシヤトルプレート２４によ
り左方に動かされて各チツプ５４を引き剥がし（図
３）、それらのチツプを各漏斗状の穴６４の下に置く。
次に、真空ニードル７０が各穴６４の内に導入されるま
で真空板１８を降下させ（図７、図８及び図１２）、こ
れにより固定板２２上の案内ピン９０が真空板１８のガ
イドホール９２（図１２）と係合し、真空ニードル７０
は前記漏斗状スロツト内に正確に位置決めされる。

【００２９】シヤトルプレート２４は右方に戻され、こ
れによりスライダ５６も右方に戻る。その間、真空ニー
ドル７０に真空が作用し続けるので各チツプが真空チユ
ーブ７２の端部に保持される。真空板１８をさらに下方
へ移動することにより各ニードル７０の端部に吸引され
ることにより支持されているチツプを回路基板１４の上
面のそれぞれのサイトに係合させ、回路基板１４の上に
植え付ける。

【００３０】次に真空板１８を上方へ移動させることに
よりニードル７０は再びチツプ配列サブアセンブリ内の
漏斗状の穴６４（図３）の付近に来る。ソレノイド４２
を非作動状態にしてストツプピン４０を下方に引つ込め
ると共にコンベアベルト３２を再び活動化して回路基板
１４を右方に移動させ、それにより回路基板１４をこの
モジユール１２から出して次のモジユールへ送り、さら
にチツプの植え付けを行なう（こうした以後のモジユー
ルはそれぞれ既に述べたところと同様に動作する）。

【００３１】次に再び停止ピン４０を持ち上げ、コンベ
ア３２を作動状態にして次の回路基板１４をこのモジユ
ール１２に導き入れて上述のプロセスを反復し、以下同
様の動作を繰り返す。

【００３２】既に述べた本発明の特徴のうちのいくつか
に関する詳細な構成を図１２〜図１８に示す。真空板１
８を下方に降ろす前の装置を図１２に示し、またこの図
の詳細を図１３に示す。図１３はチツプ支持ブロツク６
６の漏斗状の穴６４を詳しく描いている。位置決めされ
る前の各チツプ及びニードル７０は真空板１８が降ろさ
れたときに吸引力によつて係合するので、漏斗状の穴６
４の図示の形状は、真空ニードル７０との縦方向の位置
関係に少々の不整合が存在することを許容する。また図
１３にはシヤトルプレート２４の穴の前述したテーパ付
きの壁５３が明瞭に示されている。ここにテーパを付け
た目的は同様に、固定板２２及びシヤトルプレート２４
に対してチツプ配列サブアセンブリを取り付けるプロセ
スにおいてシヤトル２４及びスライダのピン６２間に生
ずるかも知れぬ縦方向の位置関係における僅かな不整合
を調停することである。この特徴は図１４〜図１６を参
照することにより一層明らかになる。図１６はピン６２
をシヤトルプレート２４内に挿入する前の状況を示し、
図１５は挿入後の状況を示す。図１５及び図１６はロー
ドプレート２０、固定板２２及びシヤトルプレート２４
を示す図１４の一部分の詳細断面図である。

【００３３】本実施例における特定的事項としてブロツ
ク６６の側壁はテーパ６７を有しており、それによりブ
ロツク６６は固定板２２の穴６９に整合する。

【００３４】同様に、図１７はピン６２がシヤトルプレ
ート２４に挿入される前のチツプ支持ブロツク６６を示
し、図１８は挿入された後の状況を示す。ブロツク６６
のテーパ付きの面６１は固定板２２にブロツク６６を最
終的に整合させるに役立つ。シヤトルプレート２４に明
けられた穴のテーパ付きの壁面５３はピン６２及びシヤ
トルプレート２４間の縦方向の僅かな不整合を調停する
ために役立つ。ブロツクの側面６１のテーパ、ピン６２
及び壁面５３のテーパは共にブロツク６６をシヤトルプ
レートアセンブリに最終的に精密に整合させるための機
構である。

【００３５】上述の通り本発明を最適な実施例に基づい
て特定的に図示、説明したが、本発明の範囲及び精神か
ら脱することなく形式及び詳細構成の双方について種々
の変更を加えても良い。

【００３６】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、交換用の
サブアセンブリをモジユール内に滑り込ませるか、又は
追加のモジユール若しくは交換用のモジユールをライン
に組入れることによつて、素早くかつ安価に異なるチツ
プ配列パターン用のラインに改造することができる。ま
たロードプレートを滑動させて交換し得るのでチツプが
空になつた場合に素早く補充することができアセンブリ
ラインの停止時間が最小限となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のモジユール式素子配列システム
の斜視図である。

【図２】図２は図１のモジユールのうちの１つの斜視図
である。

【図３】図３は図２に示すロードプレートにより運ばれ
るチツプ配列サブアセンブリのうちの１つの一部を切り
取つた断面図である。

【図４】図４はロードプレートの取付けを示す図１のチ
ツプ配列システムの斜視図である。

【図５】図５は第１の位置にある回路基板支持システム
及びコンベアを示す図１のモジユール１２のうちの１つ
の正面図である。

【図６】図６は第２の位置にある回路基板支持システム
及びコンベアを示す図１のモジユール１２のうちの１つ
の正面図である。

【図７】図７はロードプレートから離脱した第１の位置
にある真空板を示す図１のモジユールのうちの１つの斜
視図である。

【図８】図８は図７の位置から下方へ移動した後の第２
の位置にある真空板を示す図１のモジユールのうちの１
つの斜視図である。

【図９】図９は互いに離れている固定板、ロードプレー
ト及び真空板の一部を断面として示す正面図である。

【図１０】図１０は固定板及びロードプレート間の係合
を示す図９の各プレートの正面図である。

【図１１】図１１及び固定板及びロードプレート間の完
全な係合を示す図１０の各プレートの正面図である。

【図１２】図１２は固定板、ロードプレート及び真空板
の完全な係合を示す図１１の各プレートの正面図であ
る。

【図１３】図１３はチツプ配列サブアセンブリを詳しく
示す図１２の一部を詳細に示す断面図である。

【図１４】図１４はチツプ配列サブアセンブリを示す他
の一部を断面として示す側面図である。

【図１５】図１５は図１４のチツプ配列サブアセンブリ
について線Ａ−Ａをとつて示す断面図である。

【図１６】図１６は図１４のサブアセンブリのを示す他
の端面図である。

【図１７】図１７はシヤトルプレートと係合する前のチ
ツプ配列サブアセンブリを示すさらに他の側面図であ
る。

【図１８】図１８はシヤトルプレートと係合した後の図
１７のチツプサブアセンブリを示す他の側面図である。

【符号の説明】

１０……チツプ配列システム、１２……モジユール、１
４……プリント回路基板、１５……最後のモジユールか
ら離脱する位置、１６……フレーム、１８……真空板、
２０……ロードプレート、２２……固定板、２４……シ
ヤトルプレート、２６……リフトプレート、２８……支
持ポスト、３０……コンベアモータ、３２……コンベア
ベルト、３３……受入れ穴３５の壁、３４……シリン
ダ、３５……受入れ穴、３６……ローラ、３７……ロー
ラの回転方向、３８……駆動ベルト、４０……停止ピ
ン、４２……ソレノイド、４４……位置合わせピン、４
６……位置合わせ穴、５０……シヤトルプレートの穴、
５２……スタツク保持チユーブ、５３……シヤトルプレ
ートの穴５０の壁、５４……縦にスタツクされたチツプ
のスタツク、５６……スライダ、５８……ステツプ、６
０……チツプ支持面、６１、６７……ブロツク６６のテ
ーパ部分、６２……ピン、６４……漏斗状の穴、６６…
…チツプ配列サブアセンブリのチツプ支持ブロツク、６
９……固定板２２の穴、７０……真空ニードル、７２…
…真空チユーブ、９０……案内ピン、９２……ガイドホ
ール。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーロン・ユージーン・ホワイトヘツド アメリカ合衆国、テキサス州78759、オ ースチン、メサ・ドライブ 8815番地 (56)参考文献 特開 昭61−71693（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234497（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−65874（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−239899（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234497（ＪＰ，Ａ) 特公 昭64−9758（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭57−40553（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のチツプを回路基板に供給するための
   チツプ配列モジユールにおいて、 フレームと、 上記フレームに装着され、かつ上記チップ配列モジユー
   ルを通つて上記回路基板を搬送するコンベア手段と、 上記フレームに装着され、かつ予め選択された幾何学的
   パターンとなるように上記回路基板上に上記各複数のチ
   ツプを同時に配置するようになされ、かつ摺動させて取
   り外すことができるように上記フレームに係止されたロ
   ードプレート上に装着される複数のチツプ配列サブアセ
   ンブリ手段と、 上記複数のチツプ配列サブアセンブリ手段の上方位置に
   おいて上記フレームに装着され、かつ上記複数のチツプ
   をそれぞれ同時にかつ周期的に真空圧によつて支持する
   真空板手段とを具え、上記チツプは、分離できるように
   連結されかつ上記ロードプレートに装着された複数のチ
   ユーブ内に配列され、これにより上記ロードプレート上
   で水平方向に配列された垂直チツプスタツクを形成する
   ようになされ、 さらに、 上記フレームに装着され、かつ上記真空板手段の下方位
   置に配設され、これにより上記複数のスタツクからそれ
   ぞれ単一チツプを同時に取り出して上記真空板手段に支
   持させるシヤトルプレートアセンブリ手段を具えること
   を特徴とするチツプ配列モジユール。
2. 【請求項２】上記モジユールは、上記シヤトルプレート
   アセンブリ手段の下方位置に配設され、かつ上記回路基
   板を上記コンベア手段から離して上記シヤトルプレート
   アセンブリ手段に接触させるリフトプレート手段を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のチツプ配列モジユー
   ル。
3. 【請求項３】上記シヤトルプレートアセンブリ手段は、 上記ロードプレート及び上記真空板手段のそれぞれの位
   置合わせ開口に嵌合して上記シャトルプレートアセンブ
   リ手段、上記ロードプレート及び上記真空板手段を位置
   合わせさせる案内ピンと、 上記シヤトルプレートアセンブリ手段から延びて上記回
   路基板の位置合わせ開口に嵌合して上記シャトルプレー
   トアセンブリ手段及び上記回路基板を位置合わせする位
   置合わせピン手段とを含むことを特徴とする請求項２に
   記載のチツプ配列モジユール。
4. 【請求項４】上記各複数のチツプ配列サブアセンブリ手
   段は、上記シャトルプレートアセンブリ手段の固定板に
   設けられた位置合わせ開口内に嵌合されるブロックを含
   み、上記ブロックはテーパ付きエッジを有し、該テーパ
   付きエッジは、上記位置合わせ開口の壁と摺動できるよ
   うに係合することにより、上記固定板に対する予め定め
   られた位置に上記ブロツクを水平方向に移動させること
   を特徴とする請求項３に記載のチツプ配列モジユール。
5. 【請求項５】チップを回路基板に供給するためのチップ
   配列モジュールにおいて、 上記回路基板をチップ供給位置に移動させるコンベア手
   段と、 該コンベア手段の上側に設けられたシャトルプレートア
   センブリ手段であって、固定プレート及び該固定プレー
   トに装着され、該固定プレートの表面と平行な方向で往
   復運動されるシャトルプレートを有する上記シャトルプ
   レートアセンブリ手段と、 該シャトルプレートアセンブリ手段の上側に設けられ、
   そして該シャトルプレートアセンブリ手段の上記固定プ
   レートの表面に垂直な方向に往復運動されるロードプレ
   ートに装着されたチップ配列サブアセンブリ手段であっ
   て、上記チップを複数個互いに積み重ねて収容する保持
   チューブ、及び上記シャトルプレートに結合されて上記
   保持チューブの下側で上記ロードプレートの表面と平行
   な方向で往復運動されて上記積み重ねられたチップの最
   下部のチップを上記チップ配列サブアセンブリ手段内の
   チップ供給位置に移動させるスライダを有する上記チッ
   プ配列サブアセンブリ手段と、 該チップ配列サブアセンブリ手段の上側に設けられ、上
   記シャトルプレートアセンブリ手段の上記固定プレート
   の表面に垂直な方向に往復運動される真空板手段であっ
   て、該真空板手段は、上記チップ配列サブアセンブリ手
   段内の上記チップ供給位置に整列された真空吸着ニード
   ルを有する上記真空板手段とを備え、 上記スライダにより上記チップが上記チップ配列サブア
   センブリ手段内のチップ供給位置に供給されると共に、
   上記真空板手段の上記真空吸着ニードル及び上記シャト
   ルプレートアセンブリ手段が上記固定プレートに近接す
   る位置迄移動され、上記チップ供給位置にある上記チッ
   プが上記真空吸着ニードルにより吸着され、上記シャト
   ルプレート及び該シャトルプレートに結合された上記ス
   ライダが上記チップ供給位置から離脱するように移動さ
   れ、上記真空吸着ニードルにより上記チップが上記回路
   基板上に降下されて配置されることを特徴とするチップ
   配列モジュール。
6. 【請求項６】複数のチツプを回路基板に配置する方法に
   おいて、 （ａ）上記チツプの第１の複数のスタツクを設けるステ
   ツプと、 （ｂ）上記第１の複数のスタツクの下方位置に上記回路
   基板を搬送するステツプと、 （ｃ）上記回路基板上に、予め選択された幾何学的パタ
   ーンを形成するように、上記第１の各複数のスタツクか
   ら同時にチツプを載せるステツプと、 （ｄ）上記第１の複数のスタツクに隣接した上記チツプ
   の第２の複数のスタツクを設けるステツプと、 （ｅ）上記回路基板を上記第１の複数のスタツクの下方
   の位置から上記第２の複数のスタツクの下方の第２の位
   置に搬送するステツプと、 （ｆ）上記回路基板上に、予め選択された第２の幾何学
   的パターンを上記回路基板上に形成するように、上記第
   ２の各複数のスタツクから同時にチツプを順次配列する
   ステツプとを備え、 上記ステップ（ｃ）は、 上記第１の各複数のスタツクの最下部から単一のチツプ
   を横方向に取り出してチップ供給位置に移動させるステ
   ツプと、 該上記チップ供給位置に向けて真空吸着ニードルを降下
   させて該真空吸着ニードルにより上記チップを支持する
   ステツプと、 上記チップを支持している上記真空ニードルを上記回路
   基板に向けて降下させて上記チツプを上記回路基板に接
   触させるステツプと、 上記真空ニードルを上記チップから外すステツプと を含むことを特徴とする複数のチツプを回路基板に配置
   する方法。