JP3231027U

JP3231027U - チップのピックアップ・実装装置、及びそれを用いたチップ実装機

Info

Publication number: JP3231027U
Application number: JP2019600082U
Authority: JP
Inventors: 敕王
Original assignee: Suzhou Accuracy Assembly Automation Co Ltd
Current assignee: Suzhou Accuracy Assembly Automation Co Ltd
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2028-08-27
Also published as: WO2019210628A1; CN110444499B; CN110444499A

Abstract

【課題】構造の設置が合理的で、装置全体の応答が速く、チップ実装効率及びチップ実装歩留まりが大きく改善される、チップのピックアップ・実装装置及びそれを用いたチップ実装機を提供する。
【解決手段】ピックアップ・実装装置は、ウェハステージとチップ支持台６との中間位置に回転駆動装置が設けられ、回転駆動装置は、揺動アーム本体に接続して設けられ、水平方向において時計回りに１８０°及び反時計回りに１８０°回転するように揺動アーム本体を駆動する。揺動アーム本体は、両端にいずれも吸着ノズルが設けられることにより、チップピックアップ及びチップ実装動作を同時に完成することができ、チップ実装效率が大幅に向上する。また、揺動アーム本体は、時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°交互に回転し、特殊なコ字状連結具を介してその回転駆動装置に接続されることにより、エアチューブの絡まりが有効に防止される。
【選択図】図１

Description

本考案は、半導体部品のパッケージ分野に関し、具体的には、チップのピックアップ・実装装置及びそれを用いたチップ実装機に関する。

ロエレクトロニクスの技術分野において、パッケージ済みの半導体部品又はチップがよく用いられており、そのパッケージプロセスでは、ウェハ上の半導体チップを取り外してチップ載置基板に載置する必要がある。具体的には、まず、ディスペンサーでチップ載置基板上のチップ実装ステーションに接着剤を塗布し、次いで、チップ実装機構のチップ実装揺動アームにより半導体チップをウェハ上からピックアップし、さらに、接着剤が塗布されたチップ実装ステーションに移す。チップピックアップ過程において、ウェハブルーフィルムの下にエジェクターピンが設けられ、ウェハブルーフィルム上に視覚的位置決め装置が設けられる。まず、ウェハ上のチップの位置を判断し、チップ及びチップ下のエジェクターピンを視覚装置に対向させ、次いで、チップピックアップ溶接ヘッドを移動させて溶接ヘッドを視覚装置に対向させ、チップ実装溶接ヘッド中心、エジェクターピン中心、視覚的位置決め中心の３点を共線にして初めて、精度の高いチップピックアップが達成される。この過程は３点共線修正作業とも呼ばれる。

同じチップ実装品質条件（チップがディスペンシング位置に精度高くパッケージされた）下で、チップ実装機のチップ実装効率は、チップ実装機性能を評価するための重要な指標である。ウェハからチップを迅速にピックアップしてチップをチップ実装ステーションに迅速に移動させるために、特許出願番号が第２０１３１０２６２８９３．２号である中国特許出願には、回転運動駆動装置、第１揺動アーム、第２揺動アーム、第１直線運動駆動装置、第２直線運動駆動装置、第１吸着ノズル、及び第２吸着ノズルを含む、ダブル揺動アーム型チップ実装機溶接ヘッド機構及びチップ実装機が開示されている。その直線運動駆動装置は、吸着ノズルの上下移動を駆動することで、ウェハ上のチップを吸着し、チップをチップ載置基板上の固定ステーションに載置する。同時に、揺動アーム本体は回転によりチップピックアップステーションとチップ実装ステーションとの間で切り替えることができる。理論的には、このような装置は効率を向上できるが、実際の操作では以下の２つの問題がある。１）本分野において、通常ウェハ位置に視覚的位置決め装置を配置し、ｘ，ｙ方向に揺動アーム本体を移動させることで揺動アーム本体上のチップ実装溶接ヘッド中心、エジェクターピン中心、視覚的位置決め中心の３点を共線にするが、このような的ｘ，ｙ方向移動装置がない。２）吸着ノズルを上下移動させるために、その直線運動駆動装置が揺動アーム本体のヘッド部に固定されるため、システムの慣性モーメントが増大し、回転速度及び精度が低下し、スピードアップが困難である。

特許出願番号が第２０１２２０２５７２９９．５号である中国特許には、回転モータ、回転モータの出力端に接続された揺動アーム連結板、揺動アーム連結板に実装された相背配置の２組の揺動アーム機構を含むダブル揺動アーム型ダイレクトドライブチップ実装機が開示されている。揺動アーム機構は、揺動アーム台座、揺動アーム台座に固定されたボイスコイルモータ固定子、垂直に配置された第３ガイドレールを介して揺動アーム台座に接続されたスライダー、スライダー上に固定されボイスコイルモータ固定子にフィットするボイスコイルモータ可動子、スライダー上に固定された揺動アームを含む。ボイスコイルモータ固定子及びボイスコイルモータ可動子は、協力してスライダーを第３ガイドレールに沿って揺動アーム台座に対して昇降運動するように駆動する。揺動アーム台座は、揺動アーム連結板の駆動により回転することで揺動アーム機構全体を回転させる。これにより、揺動アームの回転運動及び上下運動を同時に駆動するとともに、チップのピックアップ及び実装プロセスを同時に行うことができるが、そのボイスコイルモータ可動子及びスライダー等は依然として回転モータの回転負荷となるため、システムの慣性モーメントが増大し、回転速度及び精度が低下し、スピードアップが困難である。実際の操作では、上記の特許出願番号が第２０１３１０２６２８９３．２である中国特許に存在する２つの問題があるため、改善する必要がある。

上記の問題を解決するために、本考案は、チップのピックアップ・実装装置及びそれを用いたチップ実装機を提供する。本考案の揺動アーム本体は、両端にいずれも吸着ノズルが設けられることにより、チップピックアップ及びチップ実装動作を同時に完成することができ、チップ実装效率が大幅に向上する。また、本考案の揺動アーム本体は、時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°交互に回転し、特殊なコ字状連結具を介してその回転駆動装置に接続されることにより、エアチューブの絡まりが有効に防止される。さらに、本考案の構造の配置が合理的で、装置全体の応答が速く、チップ実装効率及びチップ実装歩留まりが大きく改善される。

上記目的を達成するために、本考案の技術手段は、ウェハを載置するウェハステージ及びチップ載置基板を載置するチップ支持台を含むチップのピックアップ・実装装置である。なお、前記したチップピックアップ及びチップ実装動作は、ウェハ上のチップをピックアップする動作、及びチップをチップ載置基板に載置する動作をいう。

前記ウェハステージとチップ支持台との中点位置に、水平方向において時計回りに１８０°及び反時計回りに１８０°回転するように下記揺動アーム本体を駆動する回転駆動装置が設けられ、
垂直方向に上下移動するように下記第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルを駆動する垂直運動駆動装置が設けられる。初期位置において、まず第１吸着ノズルがウェハステージの上方に位置することを想定すると、第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルが下に移動するときに、第１吸着ノズルがチップピックアップ動作を完成すると同時に、第２吸着ノズルがチップ実装動作を完成し、次に第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルが上に移動して１８０°回転し、最後に第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルが下に移動し、第２吸着ノズルがチップピックアップ動作を完成すると同時に、第１吸着ノズルがチップ実装動作を完成する。前記ステップを繰り返して下記揺動アーム本体を時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°交互に回転させることにより、チップピックアップ動作及びチップ実装動作の同時実行が実現され、チップ実装機のチップピックアップ及びチップ実装の効率が大幅に向上する。

前記揺動アーム本体は、第１揺動アーム及び第２揺動アームを含み、第１揺動アーム及び第２揺動アームは、揺動アーム連結板と共同で一字状の揺動アーム本体を形成するように揺動アーム連結板の両端に相背配置され、
前記第１揺動アーム及び第２揺動アームの末端には、ウェハ上のチップをピックアップ及び載置するための第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルがそれぞれ設けられる。

さらに、前記第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルは、下に向けられ、チップのピックアップ又は載置のためにエアチューブを介して真空発生器に接続される。

本考案の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、前記回転駆動装置は、モータ又はコーナーシリンダーにより駆動され、
モータ出力軸は、コ字状連結具を介して前記揺動アーム連結板の中点に接続され、
コ字型連結具の上下部分に上孔及び下孔がそれぞれ設けられ、モータ出力軸は、コ字状連結具の上孔に固定され、前記揺動アーム連結板の中点は下孔に固定され、
前記エアチューブは下孔を通過して真空発生器に接続される。

さらに、前記エアチューブは、前記第１揺動アーム、第２揺動アーム、揺動アーム連結板及び前記下孔を通過して真空発生器に接続される。

本考案の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、前記第１揺動アーム、第２揺動アーム及び揺動アーム連結板は一体成形され、前記垂直運動駆動装置はリニアモータを用いて前記回転駆動装置に作用し、回転アーム本体を上下移動させる。本考案のさらなる実施形態として、前記垂直運動駆動装置は回転モータを用いて、回転モータの出力軸にカムが接続して設けられる。カムは、回転駆動装置又は回転アームに当接し、回転アーム本体を上下移動させる。

本考案の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、前記第１揺動アーム、第２揺動アームは、上下摺動するように揺動アーム連結板の両端にそれぞれ接続され、前記垂直運動駆動装置は、それぞれ第１揺動アーム、第２揺動アームに作用し、第１揺動アーム、第２揺動アームを同時に上下移動させる。前記垂直運動駆動装置は、前記回転駆動装置にデカップリングされ、モータ固定フレームを介して独立して固定される。デカップリングされた垂直運動駆動装置は、回転駆動装置のモータ負荷及び慣性モーメントを大幅に減少させ、回転速度及び精度が向上し、スピードアップの作用を確実に達成する。

本考案の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、第１水平駆動装置、第２水平駆動装置、第３水平駆動装置を含む水平駆動装置が設けられ、
第１水平駆動装置は、前記ウェハステージの下に設けられ、ウェハステージの真上に前記ウェハ上のチップの中心に対する前記第１吸着ノズル又は第２吸着ノズルの第１位置ずれを算出するための第１視覚的位置決め装置が設けられ、ウェハステージを移動させることで、前記ウェハ上のチップを第１視覚的位置決め装置に対向させ、
前記回転アーム本体に、前記第１吸着ノズル又は第２吸着ノズル、前記ウェハ上のチップ、第１視覚的位置決め装置という３点が一直線にあるように、Ｘ、Ｙ方向に回転アーム本体の移動を駆動する第２水平駆動装置が接続設置される。

さらに、前記チップ支持台の下に、前記チップ支持台が前記回転アーム本体と同期して移動するように、Ｘ、Ｙ方向にチップ支持台の移動を駆動する第３水平駆動装置が設けられ、
前記チップ支持台の真上に、チップ基板上のチップ実装位置中心と第２視覚的位置決め装置との位置ずれを算出するための第２視覚的位置決め装置が設けられ、チップ支持台を移動させることで、チップ基板上のチップ実装位置中心が第２視覚的位置決め装置に対向する。つまり、本考案のチップ実装機は、精度の高いチップ実装を達成するために、まず、第２視覚的位置決め装置がチップ載置基板の中心位置と対応することを保証する必要があり、次にチップ載置基板と前記回転アーム本体とを同期して移動させることにより第１吸着ノズル又は第２吸着ノズルにおけるチップ中心とチップ実装位置中心との対応を保持する必要がある。

さらに、前記水平駆動装置は、垂直駆動板、水平駆動板及び中間体を含み、
前記回転駆動装置は、垂直駆動板の左側面に固定され、中間体の左側面にＹ方向レールが設けられ、垂直駆動板の右側面は、Ｙ方向レールに係合され、前記回転駆動装置をＹ方向に沿って運動するように駆動し、
前記中間体の上側面にＸ方向レールが設けられ、水平駆動板の下側面はＸ方向レールに係合され、中間体をＸ方向に沿って運動するように駆動し、さらに回転駆動装置がＸ方向に沿って運動するように駆動する。

チップ実装機は、基板ロード装置、ディスペンシング装置、及び前記したチップのピックアップ・実装装置を含む。

本考案は、以下の有益な効果を有する。

まず、本考案の揺動アーム本体は、両端にいずれも吸着ノズルが設けられることにより、チップピックアップ及びチップ実装動作を同時に完成することができ、チップ実装效率が大幅に向上する。また、本考案の揺動アーム本体は、時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°交互に回転し、特殊なコ字状連結具を介してその回転駆動装置に接続されることにより、エアチューブの絡まりが有効に防止される。デカップリングして接続された垂直運動駆動装置は、回転駆動装置のモータ負荷及び慣性モーメントを大幅に減少させ、回転速度及び精度が向上し、スピードアップの作用を確実に達成する。さらに、本考案の構造の配置が合理的で、装置全体の応答が速く、チップ実装効率及びチップ実装歩留まりが大きく改善される。

本考案のチップのピックアップ・実装装置の上面構造の模式図である。本考案のコ字状連結具の構造模式図である。本考案の一体型揺動アーム本体の構造模式図である。本考案の摺動型揺動アーム本体の構造模式図である。本考案の吸着ノズル駆動モータの取り付けの構造模式図である。本考案の水平駆動装置の構造模式図である。ダイレクトドライブ回転装置の構造模式図である。

以下、本考案の技術手段を明確で完全に説明する。

なお、本考案における「水平」、「垂直」、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」及び「下」は、図面における方向であり、本考案のチップのピックアップ・実装装置の使用位置方向を指す。「Ｘ方向」、「Ｙ方向」は、図１及び図４における座標系の方向であり、図１及び図４の座標系は、同一座標系で示される２つの結果である。

図１に示すように、チップのピックアップ・実装装置は、ウェハ１を載置するウェハステージ及びチップ載置基板７を載置するチップ支持台６を含む。なお、下記のチップピックアップ及びチップ実装動作は、ウェハ上のチップ３をピックアップする動作、及びチップ３をチップ載置基板７に載置する動作をいう。

前記ウェハステージとチップ支持台６との中点位置に、水平方向において時計回りに１８０°及び反時計回りに１８０°回転するように下記揺動アーム本体を駆動する回転駆動装置１６が設けられる。

垂直方向に上下移動するように下記第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２を駆動する垂直運動駆動装置が設けられる。初期位置において、まず第１吸着ノズル１１がウェハステージの上方に位置することを想定すると、第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２が下に移動するときに、第１吸着ノズルがチップピックアップ動作を完成すると同時に、第２吸着ノズル１２がチップ実装動作を完成し、次に第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２が上に移動して１８０°回転し、最後に第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２が下に移動し、第２吸着ノズルがチップピックアップ動作を完成すると同時に、第１吸着ノズルがチップ実装動作を完成する。前記ステップを繰り返して下記揺動アーム本体を時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°交互に回転させることにより、チップピックアップ動作及びチップ実装動作の同時実行が実現され、チップ実装機のチップピックアップ及びチップ実装の効率が大幅に向上する。さらに、時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°交互に回転する揺動アーム本体は、３６０°回転する揺動アーム本体と比較して、エアチューブの絡まりを防止することができる。

前記揺動アーム本体は、第１揺動アーム５及び第２揺動アーム１０を含む。第１揺動アーム５及び第２揺動アーム１０は、揺動アーム連結板４と共同で一字状の揺動アーム本体を形成するように揺動アーム連結板４の両端に相背配置される。つまり、本考案の揺動アーム本体の両端は、それぞれ第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２である。

前記第１揺動アーム５及び第２揺動アーム１０の末端には、チップピックアップ及びチップ載置のための第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２がそれぞれ設けられる。

さらに、前記第１吸着ノズル１１及び第２吸着ノズル１２は、下に向けられ、チップのピックアップ又は載置のためにそれぞれエアチューブを介して真空発生器に接続される。つまり、本考案のチップピックアップ動作は、真空吸着ノズルでウェハ上のチップを吸引することにより完成され、チップ実装動作は、真空吸着ノズルの圧力開放によりチップを基板上に載置することにより完成される。

本考案の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、前記回転駆動装置１６は、モータ又はコーナーシリンダーにより駆動され、
モータ出力軸１７は、コ字状連結具１３を介して前記揺動アーム連結板の中点に接続され、
図２に示すように、コ字型連結具１３の上下部分に上孔１４及び下孔１５がそれぞれ設けられ、モータ出力軸１７は、コ字状連結具１３の上孔１４内に固定され、前記揺動アーム連結板の中点は、下孔１５内に固定される。好ましくは、前記揺動アーム連結板４の中心に孔が設けられ、孔内に軸スリーブが套設され、軸スリーブが下孔１５内に固定される。本実施形態によれば、揺動アーム本体が時計回りに１８０°、反時計回りに１８０°の交互に回転する動作を保持するときに、エアチューブは下孔１５を通過することでエアチューブは相対的な静止状態になり、エアチューブの絡まりが防止される。無論、コ字型連結具１３による接続を採用せず、前記回転駆動装置１６は、中空型ＤＤＲモータ、例えば、ＣＮ１０２２９０９５１Ａに開示されたダイレクトドライブ回転装置を直接用いてもよい。ダイレクトドライブ回転装置は、ベアリングハウジング３２を有するハウジング２６、固定子２７、下蓋３０、ヨーク３３及び永久磁石ブロック３４からなるローター２８、ベアリング２９、リニアスケール３１及びコードリーダーを含み、ベアリング２９の内周がベアリングハウジング３２に固定され、ベアリング２９の外周がヨーク３３を介してローター２８に固定され、ヨーク３３のヨーク室内にあるシャフトシートスリーブ上でフラットキーにより出力軸３５を固定し、出力軸３５が揺動アーム連結板４上の孔９に接続される。

さらに、前記エアチューブは前記第１揺動アーム５、第２揺動アーム１０、揺動アーム連結板４及び前記下孔１５を通過して真空発生器に接続される。本技術手段によれば、エアチューブが揺動アーム本体の内部に配置されることにより、エアチューブの露出及び絡まりが防止され、本装置の安定性が向上するという利点がある。

本考案の他の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、図３に示すように、前記第１揺動アーム５、第２揺動アーム１０及び揺動アーム連結板４は一体成形され、前記垂直運動駆動装置はリニアモータを用いて前記回転駆動装置１６に作用する。本考案のさらなる実施形態として、前記垂直運動駆動装置は回転モータを用いて、回転モータの出力軸にカムが接続して設けられる。カムは、回転駆動装置又は回転アームに当接し、回転アーム本体を上下移動させることで、２つの吸着ノズルを上下移動させ、Ｚ方向における移動を実現し、同時のチップピックアップ及びチップ実装動作を達成する。

本考案の他の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、前記第１揺動アーム５、第２揺動アーム１０は、上下摺動するように揺動アーム連結板４の両端にそれぞれ接続される。図４に示すように、第１揺動アーム５及び第２揺動アーム１０は、それぞれ揺動アーム連結板４の両端に接続された摺動連結具１８が設けられる。前記垂直運動駆動装置は、２つのリニアモータ２４、ボイスコイルモータ、又はカム機構のうちの１種を採用し、それぞれ第１揺動アーム５、第２揺動アーム１０に作用し、それぞれ第１揺動アーム５、第２揺動アーム１０を同時に上下移動させ、さらに２つの吸着ノズルの上下移動を駆動し、Ｚ方向における移動を実現し、これにより同時のチップピックアップ及びチップ実装動作を達成する。前記垂直運動駆動装置は、前記回転駆動装置にデカップリングされ、デバイスの頂部に回転盤が設けられ、前記垂直運動駆動装置は、モータ固定フレーム２５を介して独立して頂部の回転盤に固定して吊り下げられる。或いは、本考案の回転駆動装置１６は、下記の水平駆動装置に固定される一方、本考案の垂直運動駆動装置は、独立してデバイスの頂部に吊り下げられ、垂直方向における上下移動が相対的に独立する。本実施形態によれば、回転駆動装置１６上に上下移動可能なリニアモータ又はカムが直接設けられる場合と比較して、本実施形態に係るデカップリングして接続された２つの垂直運動駆動装置は、回転駆動装置のモータ負荷及び慣性モーメントを大幅に減少させ、移動が柔軟的であり、回転速度及び精度が向上し、スピードアップの作用を確実に達成するという利点がある。

本考案の他の好ましい実施形態として、前記した内容から異なるのは、第１水平駆動装置、第２水平駆動装置及び第３水平駆動装置を含む水平駆動装置が設けられる。

第１水平駆動装置は、前記ウェハステージの下に設けられ、ウェハステージの真上に前記ウェハ上のチップ３の中心に対する前記第１吸着ノズル１１又は第２吸着ノズル１２の第１位置ずれを算出するための第１視覚的位置決め装置２が設けられる。前記ウェハ上のチップが第１視覚的位置決め装置に対向するようにウェハステージを移動させる。

精度の高いチップピックアップを達成するために、前記回転アーム本体に、前記第１吸着ノズル１１又は第２吸着ノズル１２、前記ウェハ上のチップ３、第１視覚的位置決め装置２という３点が一直線にあるように、Ｘ、Ｙ方向に回転アーム本体の移動を駆動する第２水平駆動装置が接続して設けられる。

さらに、前記チップ支持台６の下に、前記チップ支持台が前記回転アーム本体と同期して移動するように、Ｘ、Ｙ方向にチップ支持台の移動を駆動する第３水平駆動装置が設けられる。

前記チップ支持台の真上に、チップ基板上のチップ実装位置中心と第２視覚的位置決め装置の位置ずれを算出するための第２視覚的位置決め装置が設けられる。チップ基板上のチップ実装位置中心が第２視覚的位置決め装置に対向するようにチップ支持台を移動させる。つまり、本考案のチップ実装機は、精度の高いチップ実装を達成するために、まず、第２視覚的位置決め装置がチップ載置基板の中心位置と対応することを保証する必要があり、次にチップ載置基板と前記回転アーム本体とを同期して移動させることにより第１吸着ノズル又は第２吸着ノズルとチップ実装位置中心との対応を保持する必要がある。

なお、本考案のチップピックアップ及びチップ実装は同時に（並行して）行われ、且つ第１吸着ノズル１１又は第２吸着ノズル１２は同一の回転アーム本体上に位置するため、ｘｙ移動装置が回転アーム本体を駆動するときに、チップ実装溶接ヘッド（第１吸着ノズル１１又は第２吸着ノズル１２）はチップ実装ステーションからずれることがある。回転アーム本体を一定の距離移動させる度に、チップ支持台の第３水平駆動装置は、この距離を自発的に補償する。これにより、チップ載置基板７上のチップ実装位置が常に第１又は第２吸着ノズルに対向することが保証されるため、チップピックアップ溶接ヘッド、チップ実装位置、及び第１又は第２吸着ノズルの３点が共線することが保証され、チップピックアップの信頼性及び精度が確保される。

本考案を実施する方法において、第１吸着ノズル１１の初期位置がウェハ１の上方にあり、チップピックアップステーションの位置ずれが０であり、第２吸着ノズル１２がチップ載置基板７上のチップ実装位置中心に対向し、第２吸着ノズルに対する第２視覚的位置決め装置の位置ずれが０であるように、手動調整する。

本実施形態の実施ステップは以下のステップ１）〜３）を含む。

ステップ１）では、第１視覚装置が３点共線修正作業を完成すると同時に、第２水平駆動装置の移動量を記録すると伴に、第３水平駆動装置がチップ支持台と回転アーム本体を同期して移動させ、その後、回転アーム本体が下に移動してチップピックアップ及びチップ実装動作を同時に完成した後、上に移動する。

ステップ２）では、回転アーム本体が時計回りに１８０°回転した後、３点共線修正作業を改めて完成し、第２水平駆動装置の移動量を記録し、第３水平駆動装置がチップ支持台及び回転アーム本体を同期して移動させた後、回転アーム本体が下に移動してチップピックアップ及びチップ実装動作を同時に完成し、その後、上に移動する。ここで、下に移動してチップを実装する前に、第３水平駆動装置は、チップ基板上のチップ実装位置中心が第２視覚的位置決め装置に対向するようにチップ支持台を移動させる。つまり、本考案のチップ実装機は、精度の高いチップ実装を達成するために、まず、第２視覚的位置決め装置がチップ載置基板の中心位置と対応することを保証する必要があり、次にチップ載置基板と前記回転アーム本体とを同期して移動させることにより第１吸着ノズル又は第２吸着ノズルにおけるチップ中心とチップ実装位置中心との対応を保持する必要がある。

ステップ３）では、回転アーム本体が反時計回りに１８０°回転した後、チップピックアップ位置で３点線修正作業を繰り返して実行ことにより、チップ支持台が同期して移動する。

上記のステップにより、迅速で精度の高いチップピックアップ及びチップ実装動作が達成され、チップ支持台の位置が相対的に固定し、装置全体の応答が速くなり、チップ実装の効率及びチップ実装の歩留まり（品質）が大幅に向上する。

さらに、前記水平駆動装置は、垂直駆動板１９、水平駆動板２２、中間体２３を含む。

前記回転駆動装置１６は、垂直駆動板１９の左側面に固定され、中間体２３の左側面にＹ方向レール２０が設けられ、垂直駆動板１９の右側面がＹ方向レール２０に係合され、Ｙ方向に沿って運動するように前記回転駆動装置１６を駆動する。

前記中間体２３の上側面にＸ方向レール２１が設けられ、水平駆動板２２の下側面がＸ方向レール２１に係合され、Ｘ方向に沿って運動するように中間体２３を駆動し、さらにＸ方向に沿って運動するように回転駆動装置１６を駆動する。本技術手段によれば、第１視覚的位置決め装置２が記録した第１位置ずれに基づき、チップ及び２つの吸着ノズルを自動的に微調整することにより、吸着ノズルがチップをピックアップする必要があるチップ中心位置の上方に位置するようにし、さらに、精度の高いチップピックアップが達成されるという有益な効果を奏する。

チップ実装機は、基板ロード装置、ディスペンシング装置、及び前記チップのピックアップ・実装装置を含む。

当業者であれば、本考案の思想から逸脱しない限り、いくつかの変形および改良を行うことができ、これらの変形および改良は全て本考案の保護範囲に含まれる。

Claims

ウェハを載置するウェハステージ及びチップ載置基板を載置するチップ支持台を含むチップのピックアップ・実装装置であって、
前記ウェハステージとチップ支持台との中間位置に回転駆動装置が設けられ、駆動装置は、揺動アーム本体に接続して設けられ、水平方向において時計回りに１８０°及び反時計回りに１８０°回転するように前記揺動アーム本体を駆動し、
垂直方向に上下移動するように下記第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルを駆動する垂直運動駆動装置が設けられ、
前記揺動アーム本体は、第１揺動アーム及び第２揺動アームを含み、第１揺動アーム及び第２揺動アームは、揺動アーム連結板と共同で一字状の揺動アーム本体を形成するように揺動アーム連結板の両端に相背配置され、
前記第１揺動アーム及び第２揺動アームの末端には、ウェハ上のチップをピックアップ及び載置するための第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルがそれぞれ設けられる、ことを特徴とするチップのピックアップ・実装装置。
前記第１吸着ノズル及び第２吸着ノズルは、下に向けられ、チップのピックアップ又は載置のためにエアチューブを介して真空発生器に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載のチップのピックアップ・実装装置。
前記回転駆動装置は、モータ又はコーナーシリンダーにより駆動され、
モータ出力軸は、コ字状連結具を介して前記揺動アーム連結板の中点に接続され、
コ字型連結具の上下部分に上孔及び下孔がそれぞれ設けられ、モータ出力軸は、コ字状連結具の上孔に固定され、前記揺動アーム連結板の中点は下孔に固定され、
前記エアチューブは下孔を通過して真空発生器に接続される、ことを特徴とする請求項２に記載のチップのピックアップ・実装装置。
前記エアチューブは、前記第１揺動アーム、第２揺動アーム、揺動アーム連結板及び前記下孔を通過して真空発生器に接続される、ことを特徴とする請求項３に記載のチップのピックアップ・実装装置。
前記第１揺動アーム、第２揺動アーム及び揺動アーム連結板は一体成形され、
前記垂直運動駆動装置はリニアモータを用いて前記回転駆動装置に作用し、回転アーム本体を上下移動させ、或いは
前記垂直運動駆動装置は回転モータを用い、回転モータの出力軸にカムが接続して設けられて回転アーム本体を上下移動させる、ことを特徴とする請求項３に記載のチップのピックアップ・実装装置。
前記第１揺動アーム、第２揺動アームは、上下摺動するように揺動アーム連結板の両端にそれぞれ接続され、
前記垂直運動駆動装置は、それぞれ第１揺動アーム、第２揺動アームに作用し、第１揺動アーム、第２揺動アームを同時に上下移動させ、
前記垂直運動駆動装置は、前記回転駆動装置にデカップリングされ、モータ固定フレームを介して独立して固定される、ことを特徴とする請求項３に記載のチップのピックアップ・実装装置。
第１水平駆動装置、第２水平駆動装置、第３水平駆動装置を含む水平駆動装置が設けられ、
第１水平駆動装置は、前記ウェハステージの下に設けられ、ウェハステージの真上に前記ウェハ上のチップの中心に対する前記第１吸着ノズル又は第２吸着ノズルの第１位置ずれを算出するための第１視覚的位置決め装置が設けられ、ウェハステージを移動させることで、前記ウェハ上のチップを第１視覚的位置決め装置に対向させ、
回転アーム本体に、前記第１吸着ノズル又は第２吸着ノズル、前記ウェハ上のチップ、第１視覚的位置決め装置という３点が一直線にあるように、Ｘ、Ｙ方向に回転アーム本体の移動を駆動する第２水平駆動装置が接続設置される、ことを特徴とする請求項１に記載のチップのピックアップ・実装装置。
前記チップ支持台の下に、前記チップ支持台が前記回転アーム本体と同期して移動するように、Ｘ、Ｙ方向にチップ支持台の移動を駆動する第３水平駆動装置が設けられ、
前記チップ支持台の真上に、チップ基板上のチップ実装位置中心と第２視覚的位置決め装置の位置ずれを算出するための第２視覚的位置決め装置が設けられ、チップ支持台を移動させることで、チップ基板上のチップ実装位置中心が第２視覚的位置決め装置に対向する、ことを特徴とする請求項７に記載のチップのピックアップ・実装装置。
前記水平駆動装置は、垂直駆動板、水平駆動板及び中間体を含み、
前記回転駆動装置は、垂直駆動板の左側面に固定され、中間体の左側面にＹ方向レールが設けられ、垂直駆動板の右側面は、Ｙ方向レールに係合され、前記回転駆動装置をＹ方向に沿って運動するように駆動し、
前記中間体の上側面にＸ方向レールが設けられ、水平駆動板の下側面はＸ方向レールに係合され、中間体をＸ方向に沿って運動するように駆動し、さらに回転駆動装置がＸ方向に沿って運動するように駆動する、ことを特徴とする請求項８に記載のチップのピックアップ・実装装置。
基板ロード装置、ディスペンシング装置を含むチップ実装機であって、請求項１〜９のいずれか１項に記載のチップのピックアップ・実装装置をさらに含むことを特徴とするチップ実装機。