JP2974359B2 - 移動限界検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、所定の限界領域内にて、水平移動されるウ
エハーリングの移動限界を検知する為に用いられる移動
限界検知装置に関する。

［従来の技術］ 従来、水平移動体の移動限界を検出する装置として
は、例えば第６〜８図に示したものが実用されている。
すなわち、Ｘモータ１とＹモータ２とを備えたＸ−Ｙテ
ーブル５には、支持脚34を介して固定されたウエハーリ
ング３と、該ウエハーリング３と略同一形状であって直
接固定された限界リング４とが配置されており、前記ウ
エハーリング３には図示しないシートが張設され、該シ
ート上には複数の半導体チップが載置されている。

前記ウエハーリング３の下方には、所定の位置に固定
された突き上げヘッド９が設けられており、一方前記限
界リング４の近傍には、基台６に固定されたアーム７が
設けられている。該アーム７の先端部には接触子８が設
けられており、該接触子８は、前記限界リング４の内部
空間に位置している。

かかる構成において、図示しないボンディングヘッド
は、同一軌跡を描き動作することから、該ボンディング
ヘッドに前記半導体チップを吸着すべく、ウエハーリン
グ３は半導体チップが、突き上げヘッド９により突き上
げられ得る位置に移動する。このとき、吸着すべき半導
体チップが置かれている範囲は、予めピックアップする
チップとして、憶え込ませてあることから、Ｘ−Ｙテー
ブル５は、前記範囲内において作動し、ウエハーリング
３を水平移動させる。

しかし、ノイズ等の外乱に起因する誤作動によって、
前記Ｘ−Ｙテーブル５が、先に憶え込ませてある範囲外
に移動すると、ウエハーリング３と突き上げヘッド９と
が接触することとなり、これによって、突き上げヘッド
９の垂直性が悪くなる等の不具合が生ずる。そこで、前
記ウエハーリング３の最大移動範囲にほぼ等しい限界リ
ング４を設け、前記ウエハーリング３の内側と突き上げ
ヘッド９が接触する前に、前記接触子８を限界リング４
に接触させることにより、前記不具合の発生を回避する
ようにしているのである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の装置にあっては、Ｘ
−Ｙテーブル５上にウエハーリング３及び、該ウエハー
リング３とほぼ同径の限界リング４を配置することが必
要となることから、装置全体が大型化してしまう不都合
が生ずる。また、ウエハーリング３の最大移動範囲を正
確に規制する為には、ウエハーリング３、突き上げヘッ
ド９、限界リング４、及び接触子８の相対的な位置関係
に高精度が要求され、位置決め作業が容易でない等の問
題があった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたも
のであり、所定の限界領域内にて水平移動されるウエハ
ーリングの移動限界を検知する装置の小型化、及び使用
時の簡易化を図った移動限界検知装置を提供することを
目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために本発明にあっては、チップ
を載置したシートが張設されるウエハーリングと、前記
チップを突き上げる突き上げヘッドが設けられた突き上
げ機構とを備え、前記ウエハーリングが水平移動される
際の前記突き上げヘッドに対する移動限界を検知する移
動限界検知装置において、前記ウエハーリングに沿って
設けられ、該ウエハーリングと一体的に移動されるとと
もに、該ウエハーリングの移動範囲を設定する環状の限
界リングと、前記突き上げ機構に固定されたベース部材
と、該ベース部材に弾持され、前記突き上げヘッドを包
囲するとともに前記ウエハーリングの移動に伴い前記限
界リングの内縁に当接可能な筒状の接触部が設けられ、
かつ該接触部が前記突き上げヘッドを包囲した状態で水
平移動可能な位置に定位された可動部材と、該可動部材
に設けられ、前記接触部への前記限界リングの接触に伴
う前記可動部材の移動に応じて変位される延設片と、該
延設片に設けられた孔と、該孔の変位を検出するセンサ
と、を備えている。

［作用］ 前記構成において、ウエハーリングが水平移動され、
移動範囲における限界点まで到達すると、突き上げヘッ
ドを包囲する接触部が、前記突き上げヘッドに先行し
て、前記ウエハーリングに設けられた限界リングに接触
する。すると、この接触部を有した可動部材は、弾持さ
れていた所定の位置から、弾持する付勢力に抗して水平
方向へ移動される。

このとき、この可動部材に設けられた延出片が、前記
可動部材の移動に応じて変位されるので、前記延設片に
設けられた孔が変位され、この孔の変位がセンサにより
検出される。これにより、前記ウエハーリングが前記限
界リングによって予め設定された移動範囲を超える限界
点に到達したことが検知される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面に従って説明す
る。すなわち、本実施例は半導体チップのボンディング
装置に適用したものであって、第１〜３図に示したよう
に、基台10上には前記ボンディング装置の突き上げ機構
11が固定されており、該突き上げ機構11は、垂直に立設
され、その先端部には突き上げヘッド12が設けられてい
る。

前記突き上げ機構11の近傍には、前記基台10に固定さ
れた取付片13が設けられている。該取付片13には第１セ
ンサ14と第２センサ15とが並設されており、該第１、第
２両センサ14,15は、垂直上方に光を照射するととも
に、その反射光を受光して信号を出力する機能を有し、
後述する第１及び第２孔32,33の変位を検出できるよう
に構成されている。

前記突き上げ機構11には、水平状に延在する円盤状の
ベース部材16が嵌挿固定されており、該ベース部材16の
前記センサ14,15に近接する端部にはガイドピン17が立
設されている。また、前記ベース部材16の周部には、介
挿部材18が設けられており、該介挿部材18には等間隔を
もって３個のバランススプリング19の一端部が係止され
ている。前記介挿部材18上には、前記ベース部材16と平
行なカバー20が設けられており、該カバー20には前記突
き上げ機構11に沿って設けられた中央切欠部21と、前記
センサ14,15が配置された側に設けられた周部切欠部22
が形成されている。

前記ベース部材16とカバー20間には、可動部材23が複
数のボールベアリング24を介して、移動可能に介挿され
ている。この可動部材23には、前記介挿部材18と対向す
る３カ所にボス部25が設けられており、該ボス部25には
各々前記バランススプリング19の他端部が係止されてい
る。

各バランススプリング19は等しい引張り力を有し、よ
って前記可動部材23は等間隔であって三方向からの引張
りにより、前記突き上げ機構11と同一軸線を中心として
定位している。また、前記可動部材23には、接触部26が
設けられており、該接触部26は前記突き上げ機構11の突
き上げヘッド12を包囲する筒状であって（第１図参
照）、前記突き上げ機構11及び前記中央切欠部21との間
に適宜間隔をもって立設されている。

さらに、前記可動部材23には、延設片27の一端が前記
周部切欠部22において固定されいる。該延設片27は断面
クランク状であって、前記カバー20と同一平面上に位置
するガイド板28と、該ガイド板28の端部に垂設された垂
直板29、及び該垂直板29の端部に延設され水平方向に延
在する遮光部30とを一体的に有している。

前記ガイド板28には、前記可動部材23の半径方向に沿
って長孔31が設けられており、該長孔31の中央部には、
前記ガイドピン17の上端部が遊挿されている。また、前
記遮光部30には、第５図（Ａ）に明示したように、第１
孔32と、該第１孔32より大径の第２孔33とが設けられて
おり、前記第１孔32は前記センサ14の真上に、第２孔33
は前記第２センサ15の真上に設けられている。

前記突き上げヘッド12は、第４図に示したようにウエ
ハーリング３の内側に配置されており、該ウエハーリン
グ３は第６〜８図をもって既説したＸ−Ｙテーブル５に
支持脚34を介して固定されている。これにより、従来例
と同様に、前記ウエハーリング３は、半導体チップを載
置したシートが張設された状態で、水平移動されるよう
に構成されている。該支持脚34には、限界領域を隔成す
るとともに、前記ウエハーリング３の移動範囲を設定す
る限界リング４が固着されており、該限界リング４は前
記ウエハーリング３に沿った環状であって、その内縁が
前記接触部26に接触し得る高さ位置に設けられている
（第４図参照）。

なお、前記複数のバランススプリング19により弾持さ
れた可動部材23は、20g前後の応力により作動するよう
に設定されている。

以上の構成にかかる本実施例において、前記Ｘ−Ｙテ
ーブル５が水平移動することにより、限界リング４が第
１図に示した点P1において、接触部26に接触すると、可
動部材23は前記各バランススプリング19に抗して、矢示
Ｒ方向に変位する。このため、前記遮光部30も可動部材
23と一体に移動し、その結果、第５図（Ｂ）に示したよ
うに、第１孔32は第１センサ14に対して変位し、該第１
センサ14から照射された光は遮光部により遮断される。

これにより、第１センサ14から信号が出力され、した
がって、この信号がＸ−Ｙテーブル５を１ピッチずつ移
動させている途中で出力されれば、出力された信号に基
づいて次のピッチ送りを不能にする等の処理に用いるこ
とができる。

そして、さらに前記点P1において限界リング４が接触
部26に強く接触すると、第５図（Ｃ）に示したように、
第２孔33も第２センサ15に対して変位し、該第２センサ
15から照射された光は遮光部により遮断される。これに
より、第２センサ15から信号が出力され、したがって、
この信号を非常信号として用い、第６〜８図に示したＸ
モータ１、Ｙモータ２の停止させ、あるいは電源オフ信
号として用いることができる。

しかも、このように前記接触部26がウエハーリング３
の下部に設けられた限界リング４に接触することによ
り、各信号が出力されることから、従来のように限界リ
ング４をウエハーリング３から離間した箇所に配置する
必要がなく、装置の小型化を図ることができる。

また、前記ベース部材16や可動部材23等は、突き上げ
機構11に取り付けられており、かつ限界リング４もウエ
ハーリング３の下部に固定されていることから、ウエハ
ーリング３、突き上げ機構11、限界リング４の位置決め
を行う必要もなく、容易に使用することができる。

さらに、前記ウエハーリング３が移動範囲における限
界点まで到達した際には、突き上げヘッド12を包囲する
接触部26が、前記突き上げヘッド12に先行して限界リン
グ４に接触し、これが第１又は第２センサ14,15により
検知されるので、各センサ14,15からの信号に基づき前
記ウエハーリング３の移動を停止させることにより、前
記突き上げヘッド12と前記限界リング４との干渉を事前
に防止することができる。これにより、限界リング４と
突き上げヘッド12との接触により生ずる突き上げヘッド
12の垂直性の悪化を防止することができる。

他方、第１図のP1点に対して斜め方向であるP2点およ
びP3点において、接触部26が限界リング４に接触した場
合においては、前記ガイドピン17により可動部材23の移
動方向が規制され、該可動部材23は前記長孔31の延在す
る方向においてのみ、移動が許容される。その結果、矢
示Ｒの方向をＸ方向とした場合、該Ｘ方向と交差するＹ
方向へ前記ウエハーリング３が移動され、接触部26が点
P2、P3において限界リング４に接触した場合であって
も、接触度に応じて遮光部30が矢示Ｒ方向に変位し、前
記第１センサ14又は第２センサ15から信号が出力され、
突き上げ機構11の移動限界を精度よく検出することがで
きるのである。

このように、前記ウエハーリング３の移動限界は、前
記接触部26が環状に形成された前記限界リング４の内縁
に接触することにより検知されるので、前記ウエハーリ
ング３が前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向のいずれの方向へ移
動される場合であっても、各方向への移動限界を一つの
第１センサ14により検知することができる。これによ
り、Ｘ方向への移動限界をＸ方向両端に設けられたセン
サにより検出するとともに、Ｙ方向への移動限界をＹ方
向両端に設けられたセンサにより検出する場合と比較し
て、センサ数を削減することができ、低コスト化を図る
ことができる。

また、前記限界リング４の内縁形状に応じた移動限界
を設定することができるので、Ｘ方向及びＹ方向への移
動限界を単純に設定する場合には困難であった円形の移
動限界の設定が可能となる。これにより、円形に形成さ
れたウエハーリング３の移動限界の設定に適した移動限
界検知装置となり得る。

なお、本実施例においては、限界検知装置が固定さ
れ、限界領域を隔成する隔成部材が水平移動するもの、
つまり限界検知装置側が隔成部材により相対移動するも
のを示したが、これとは逆に限界検知装置が水平移動す
る部材に取り付けられ、かつ前記隔成部材が固定されて
いる場合、つまり限界検知装置側が絶対移動する場合で
あっても、同様の作用効果が生ずることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ウエハーリング
の下部に一体的に設けられた環状の限界リングによっ
て、前記ウエハーリングの移動限界を直接的に検知し得
ることから、ウエハーリングと別箇所に移動限界を隔成
する限界リングを設ける必要がなく、これにより装置の
小型化を図ることができる。

また、突き上げヘッドの突き上げ機構自体にベース部
材や可動部材等を直接設ける構造であることから、各部
材が別箇所に設けられた従来の装置のように使用に際し
て、各部材の位置決め作業等を行う必要もなく、使用時
における作業の簡易化を図ることをも可能にするもので
ある。

さらに、ウエハーリングが移動範囲における限界点ま
で到達した際には、突き上げヘッドを包囲する接触部
が、前記突き上げヘッドに先行して限界リングに接触
し、これがセンサにより検知されるので、センサによる
検知結果に基づき前記ウエハーリングの移動を停止させ
ることにより、前記突き上げヘッドと前記限界リングと
の干渉を事前に防止することができる。これにより、限
界リングと突き上げヘッドとの接触により生ずる突き上
げヘッドの垂直性の悪化を防止することができる。

そして、水平移動されるウエハーリングの移動限界
は、前記接触部が環状に形成された前記限界リングの内
縁に接触することにより検知されるので、前記ウエハー
リングがＸ方向及びＹ方向のいずれの方向へ移動される
場合であっても、各方向への移動限界を一つのセンサに
より検知することができる。これにより、Ｘ方向への移
動限界をＸ方向両端に設けられたセンサにより検出する
とともに、Ｙ方向への移動限界をＹ方向両端に設けられ
たセンサにより検出する場合と比較して、センサ数を削
減することができ、低コスト化を図ることができる。

また、前記限界リングの内縁形状に応じた移動限界を
設定することができるので、Ｘ方向及びＹ方向への移動
限界を単純に設定する場合には困難であった円形の移動
限界の設定が可能となる。これにより、円形に形成され
たウエハーリングの移動限界の設定に適した移動限界検
知装置となり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す平面図、 第２図は、同実施例の側面図、 第３図は、第１図III−III線に沿う断面図、、 第４図は、同実施例のウエハーリング内に配置した状態
における正面図、 第５図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、同実施例の可動部材が移
動した場合におけるセンサと各孔の位置関係を示す平面
図、 第６図は、従来の装置を示す正面図、 第７図は、同装置の正面図、 第８図は、同装置の側面図である。 ４……限界リング（隔成部材）、11……突き上げ機構、
14……第１センサ、15……第２センサ、16……ベース部
材、23……可動部材、27……延設片。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−110912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−123905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−149050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−108745（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 21/00 H01L 21/52

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チップを載置したシートが張設されるウエ
   ハーリングと、前記チップを突き上げる突き上げヘッド
   が設けられた突き上げ機構とを備え、前記ウエハーリン
   グが水平移動される際の前記突き上げヘッドに対する移
   動限界を検知する移動限界検知装置において、 前記ウエハーリングに沿って設けられ、該ウエハーリン
   グと一体的に移動されるとともに、該ウエハーリングの
   移動範囲を設定する環状の限界リングと、 前記突き上げ機構に固定されたベース部材と、 該ベース部材に弾持され、前記突き上げヘッドを包囲す
   るとともに前記ウエハーリングの移動に伴い前記限界リ
   ングの内縁に当接可能な筒状の接触部が設けられ、かつ
   該接触部が前記突き上げヘッドを包囲した状態で水平移
   動可能な位置に定位された可動部材と、 該可動部材に設けられ、前記接触部への前記限界リング
   の接触に伴う前記可動部材の移動に応じて変位される延
   設片と、 該延設片に設けられた孔と、 該孔の変位を検出するセンサと、 を備えたことを特徴とする移動限界検知装置。