JP3287265B2 - チップのボンディング装置およびボンディング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板やリ
ードフレームなどの基板にチップをボンディングするチ
ップのボンディング装置およびボンディング方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】リードフレームなどの基板上にチップを
実装する方法として、実装位置に接着剤であるペースト
を塗布し、その上にチップをボンディングする方法が知
られている。また、リードフレームなどの基板を搬送す
る方法として、搬送路上に載置された基板を搬送手段に
よって保持して搬送する方法が知られている。この場合
に用いられる搬送手段は複数の搬送手段がそれぞれの搬
送範囲を受け持つようになっており、下流側の搬送手段
への基板の受け渡しを可能とするため各搬送手段の搬送
範囲は部分的に重なり合っている。基板を下流側のの搬
送手段へ渡す場合には、上流側の搬送手段は基板を搬送
路上の搬送範囲が重なり合う位置まで保持して搬送した
後に基板の保持を解除しその位置を退去する。その後に
下流側の搬送手段が搬送路上の搬送範囲が重なり合う位
置まで移動して搬送路上の基板を保持し、下流側へ搬送
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、生産性向上
の要請から電子部品の製造装置においては製造装置の稼
働効率の向上を目的としてロス時間を極力なくすことが
求められている。しかしながら、チップのボンディング
装置において、基板へのペースト塗布時の搬送を受け持
つ上流側の搬送手段と、ペーストが塗布された基板へチ
ップをボンディングする時の搬送を受け持つ下流側の搬
送手段との２つの搬送手段の間で基板の受け渡しを行っ
ている間は、基板は搬送路上で停止しているのみで何ら
作業が行われていない。このように、搬送手段間での基
板の受け渡しのためにロス時間が発生するという問題点
があった。

【０００４】そこで本発明は、搬送手段間での基板の受
け渡しによるロス時間を解消できるチップのボンディン
グ装置およびボンディング方法を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のチップの
ボンディング装置は、基板にチップ接着用のペーストを
塗布するペースト塗布手段と、ペーストが塗布された基
板にチップをボンディングするボンディング手段と、ボ
ンディング手段にチップを供給するチップ供給部と、基
板を搬送する搬送路と、搬送路に沿って往復動しながら
搬送路上を基板を保持して搬送しペースト塗布位置に基
板を位置決めする第１の搬送手段と、第１の搬送手段の
下流側にあって搬送路に沿って往復動しながら搬送路上
を基板を保持して搬送し前記ペースト塗布位置よりも下
流のボンディング位置に基板を位置決めする第２の搬送
手段と、第１の搬送手段による基板の搬送範囲と第２の
搬送手段による基板の搬送範囲の重なり合う位置にあっ
て、第１の搬送手段が往動して搬送してきた基板を一時
的にクランプして保持し、復動した第２の搬送手段に受
け渡す基板のクランプ手段とを備え、このクランプ手段
で基板をクランプして第２の搬送手段に受け渡す前の状
態で、基板の先頭のランドに前記ボンディング手段でチ
ップをボンディングできるようにした。

【０００６】また、請求項２記載のチップのボンディン
グ方法は、搬送路に沿って往復動する第１の搬送手段に
より搬送路上を基板を搬送してペースト塗布手段により
基板にペーストを塗布した後、搬送路に沿って往復動す
る第２の搬送手段により搬送路上を基板を搬送してボン
ディング手段によりチップ供給部のチップを基板に塗布
されたペースト上に搭載してボンディングするようにし
たチップのボンディング方法であって、第１の搬送手段
が下流側へ往動することにより搬送してきた基板をクラ
ンプ手段により一時的にクランプして保持し、このクラ
ンプ状態において基板の先頭のランドに前記ボンディン
グ手段によりチップをボンディングし、次いで上流側へ
復動してきた第２の搬送手段に基板を受け渡すようにし
た。

【０００７】

【発明の実施の形態】上記構成の各発明によれば、第１
の搬送手段によって保持された基板へのペーストの塗布
が終了した後、第１の搬送手段によって基板をボンディ
ング位置まで搬送した後にクランプ部によりクランプす
るため、基板を第２の搬送手段へ受け渡すまでの間は基
板がクランプされており、この間（すなわち、基板を第
１の搬送手段から第２の搬送手段へ受け渡すまでの間）
においても、基板に対してチップのボンディングを行う
ことができ、上流側の第１の搬送手段と下流側の第２の
搬送手段間の基板受け渡しによるボンディングの中断に
よって生じるロス時間を解消できる。

【０００８】次に、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のチップの
ボンディング装置の正面図、図２は同チップのボンディ
ング装置の平面図、図３は同チップのボンディング装置
の側断面図、図４は同チップのボンディング装置の制御
系のブロック図、図５、図６、図７、図８、図９、図１
０は同チップのボンディング装置の平面図である。

【０００９】まず、図１〜図３を参照してチップのボン
ディング装置の全体構造を説明する。図１において、１
は基板であり、搬送路である搬送レール４ａ，４ｂ上を
図の右方へ搬送される（矢印ａ参照）。基板１にはチッ
プ３がボンディングされる４カ所のランドＬ（図２参
照）があり、搬送される途中にペースト塗布位置Ｐ１に
てペースト塗布手段１０によりランドＬにはペースト２
が塗布される。次いでペースト２が塗布されたランドＬ
にはボンディング位置Ｐ２にてボンディング手段２０に
よりチップ３がボンディングされる。８は搬送手段のチ
ャックであり、２つの可動爪８ａで基板１の端部を挟む
ことにより基板１を保持する。また、搬送レール４ａ，
４ｂの間には基板１を加熱するためのヒートブロック２
７が装着されている。５０は基板１のクランプ部であ
り、これについては後述する。

【００１０】次にペースト塗布手段１０およびボンディ
ング手段２０について説明する。図１においてペースト
塗布手段１０はＺ軸テーブル１１を備えており、Ｚ軸テ
ーブル１１にはブラケット１２を介してシリンジ１３が
垂直姿勢で装着されている。シリンジ１３の下端部には
多ピン状の塗布ノズル１４が装着されている。したがっ
て、Ｚ軸テーブル１１を駆動することにより、ペースト
塗布位置Ｐ１（図２も参照）にてシリンジ１３は上下動
し、下端部のノズル１４により基板１上にペースト２を
塗布する。

【００１１】ボンディング手段２０はＹ軸テーブル２１
を備えており、Ｙ軸テーブル２１にはブラケット２２を
介してボンディングヘッド２３が装着されている。ボン
ディングヘッド２３の下端部にはコレット２４が装着さ
れている。ボンディングヘッド２３はＹ軸テーブル２１
によりＹ方向に水平移動する。またコレット２４はボン
ディングヘッド２３に内蔵された駆動手段によりＺ軸方
向に上下動し、またθ軸方向に回転する。

【００１２】ボンディングヘッド２３は、チップ供給部
２６（図２および図３参照）により供給されるチップ３
をコレット２４で真空吸着してピックアップし、Ｙ方向
に水平移動しボンディング位置Ｐ２（図２も参照）に
て、ペースト２が塗布されたランドＬ上にチップ３をボ
ンディングする。なお、ボンディングヘッド２３には図
３に示すようにカメラ２５が備えられている。カメラ２
５は基板１を観察する。

【００１３】次に、図２および図３を参照して第１の搬
送手段３０および第２の搬送手段４０について説明す
る。図２、図３において５はベースプレートであり、ベ
ースプレート５には２条のガイドレール６ａ、６ｂが搬
送レール４ａ，４ｂに平行に配設されている。ガイドレ
ール６ａ，６ｂにはそれぞれスライドガイド７ａ，７ｂ
が摺動自在に嵌合している。スライドガイド７ａにはブ
ラケット３１が結合されている。

【００１４】まず、下流側の第２の搬送手段４０の構造
について説明する。ブラケット３１には、第１のモータ
３３および軸受け３２が配設されている。第１のモータ
３３の回転軸にはプーリ３４が装着されている。軸受け
３２にはナット３８が回転自在に軸受けされており、ナ
ット３８には搬送レール４ａ、４ｂと平行な送りねじ９
が螺入している。ナット３８の端部にはプーリ３６が結
合されており、プーリ３６とプーリ３４にはベルト３５
が調帯されている。したがって、第１のモータ３３が正
逆回転することにより、ナット３８が回転し、軸受け３
２は送りねじ９に沿って水平移動する。

【００１５】図２および図３において、スライドガイド
７ｂにはスライドプレート３９が結合されている。スラ
イドプレート３９は軸受け３２と結合されている。また
スライドプレート３９には、２個のチャック８が装着さ
れている。チャック８は２つの開閉可能な可動爪８ａの
間に基板１の端部を上下から挟むことによって搬送レー
ル４ａ．４ｂ上に載置された基板１の端部を保持する。
チャック８の可動爪８ａは後述する制御部からの指令に
より開閉し、基板１を保持、また保持解除する。したが
って、チャック８が基板１を保持した状態で第１のモー
タ３３を駆動することにより、第２の搬送手段４０は搬
送レール４ａ、４ｂに沿って基板１を保持して搬送す
る。第２の搬送手段４０は、基板１にチップ３をボンデ
ィングする際の搬送およびボンディング位置Ｐ２への基
板１の位置決めを行うものである。

【００１６】次に、第１の搬送手段３０について説明す
る。図２において、第１の搬送手段３０は第２の搬送手
段４０の上流側に位置し、第２の搬送手段と同一のガイ
ドレール６ａ、６ｂ上を同一の送りねじ９に沿って水平
移動する。第１の搬送手段３０は、第２の搬送手段４０
とは互いに逆向きに配置されている点を除けば、その構
造は第２の搬送手段４０におけるものと同様であるの
で、同一部材には同一符号を付すことにより説明を省略
する。第１の搬送手段３０は、搬送レール４ａ、４ｂに
沿って基板１を保持して搬送し、基板１にペースト２を
塗布する際の搬送およびペースト塗布位置Ｐ１への基板
１の位置決めを行うものである。

【００１７】次に、基板１のクランプ手段５０について
説明する。まず図３を参照してクランプ手段５０の構造
を説明する。図３において５１は支持プレートであり、
搬送レール４ａの側面に配設されている。支持プレート
５１上にはシリンダ５２が装着されており、シリンダ５
２のロッド５３はクランパ５４と結合されている。シリ
ンダ５２のロッド５３が突没するとクランパ５４は上下
動をし、クランパ５４と搬送レール４ａで基板１の端部
をクランプする。

【００１８】次に、クランプ手段５０の位置について説
明する。図２において、クランプ手段５０は第１の搬送
手段３０の搬送範囲Ａと第２の搬送手段４０の搬送範囲
Ｂが重なり合う位置に設けられている。したがって、第
１の搬送手段３０が下流側（図において右方）へ往動し
て搬送してきた基板１をクランプ手段５０はクランプす
ることができる。またその後第１の搬送手段３０が基板
１の保持を解除して退去した後に、第２の搬送手段４０
が上流側（図において左方）へ復動してクランプ手段５
０にクランプされている基板１をチャック８で保持して
下流側へ搬送することができる。すなわち、クランプ手
段５０は第１の搬送手段３０と第２の搬送手段４０の間
で基板１を受け渡す際に、基板１を一時的にクランプし
て保持する。

【００１９】次に、図４を参照してチップのボンディン
グ装置の制御系の構成を説明する。制御部６０は、第２
の搬送手段４０、第１の搬送手段３０、ペースト塗布手
段１０、ボンディング手段２０、チップ供給部２６およ
び基板１のクランプ手段５０の各部の動作を制御する。
また、制御部６０は、カメラ２５により撮像され、画像
認識部６１にて検出された基板１の位置データを受け取
り、基板１の位置決め制御などを行う。

【００２０】このチップのボンディング装置は上記のよ
うな構成より成り、以下その動作を各図を参照して説明
する。まず、図５において１Ａ、１Ｂ、１Ｃは基板であ
り、添字Ａ、Ｂ、Ｃは矢印ｂ方向へ搬送される順序を示
している。

【００２１】また、各基板１Ａ、１Ｂ、１Ｃに付された
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、各基板のランドに付された
符号であり、搬送方向に対して先頭から順に添字を付し
ている。図５は第２の搬送手段４０が第１番目の基板１
Ａを保持してピッチ送り搬送をしながら、第１番目の基
板１Ａの各ランドＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４上に順にチッ
プ２をボンディングし、ボンディングが終了した状態を
示している。同様に第１の搬送手段３０は第２番目の基
板１Ｂを保持してピッチ送り搬送をしながら、第２番目
の基板１ＢのランドＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４上に順にペ
ースト２を塗布し、塗布が終了した状態を示している。
第３番目の基板１Ｃは待機状態にある。

【００２２】次に、図６に示すように、第２の搬送手段
４０は第１番目の基板１Ａを保持した状態で、また第１
の搬送手段３０は第２番目の基板１Ｂを保持した状態で
それぞれ水平移動し（矢印ｃ参照）、第１番目の基板１
Ａが下流側に搬送された後に、ペースト塗布を終えた第
２番目の基板１ＢのランドＬ１がボンディング位置Ｐ１
に移動する。次いで、この状態でカメラ２５（図３参
照）が第２番目の基板１Ｂを撮像し、画像認識部６１に
より第２番目の基板１Ｂの位置が認識される。この位置
認識結果に基づき、制御部６０からの指令によって第１
の搬送手段３０は第２番目の基板１Ｂの位置補正を行
う。その後、クランプ手段５０により第２番目の基板１
Ｂをクランプする。

【００２３】次いで、クランプ手段５０が第２番目の基
板１Ｂをクランプしたならば、図７に示すように、第２
の搬送手段４０および第１の搬送手段３０は、それぞれ
第１番目の基板１Ａ、第２番目の基板１Ｂの保持を解除
し、矢印ｄで示すように上流側に大きく復動する。この
動作と並行して、第２番目の基板１Ｂの先頭のランドＬ
１上にボンディング手段２０によりチップ３がボンディ
ングされる。このとき第２番目の基板１Ｂは、クランプ
手段５０によりクランプされているので、ボンディング
時に第２番目の基板１Ｂの位置ずれによる不具合を生ず
ることがない。

【００２４】次に、図８で示すように、第１の搬送手段
３０は待機中の第３番目の基板１Ｃを保持し、また第２
の搬送手段４０は第２番目の基板１Ｂを保持する。この
動作中は、第２番目の基板１Ｂはクランプ手段５０によ
ってクランプされている。次いで、クランプ手段５０の
クランプが解除され、図９に示すように、第１の搬送手
段３０は第３番目の基板１Ｃを、第２の搬送手段４０は
第２番目の基板１Ｂを矢印ｅ方向に１ピッチｐ（各ラン
ドＬ間の間隔）だけ送る。このピッチ送り動作に先立っ
て、第１番目の基板１Ａは図示しない搬送装置によって
矢印ｅ方向へ送られている。

【００２５】次いで、ピッチ送りされた第２番目の基板
１ＢのランドＬ２には、チップ３がボンディング手段２
０によりボンディングされ、また第３番目の基板１Ｃの
ランドＬ１には、ペースト塗布手段１０によりペースト
２が塗布される。以後、第１の搬送手段３０および第２
の搬送手段４０による基板１のピッチ送りと、ペースト
塗布手段１０によるペースト２の塗布、ボンディング手
段２０によるチップ３のボンディングが繰り返される。

【００２６】上記のように、ペースト塗布時の搬送を受
け持つ第１の搬送手段３０と、チップのボンディング時
の搬送を受け持つ第２の搬送手段４０の間で基板１を受
け渡す時間中にも、チップ３のボンディングを行えるよ
うにクランプ手段５０で基板１をクランプするようにし
ているので、ボンディングの中断により生じるロス時間
を低減できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、第１の搬送手段によっ
て保持された基板へのペーストの塗布が終了した後、第
１の搬送手段によって基板をボンディング位置まで搬送
し位置決めを行い、第２の搬送手段へ基板を受け渡すま
での間、クランプ手段により基板を一時的にクランプす
るようにしているので、この受け渡し時間中にも基板が
位置決めされた状態を保ってクランプされており、この
間（すなわちクランプ手段でクランプされている間）に
基板の先頭のランドに対してチップのボンディングを行
うことができ、したがって上流側の第１の搬送手段と下
流側の第２の搬送手段の間での基板の受け渡し時間中の
ボンディングの中断によるロス時間を低減し、チップを
高速で、しかも位置精度よくボンディングすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の正面図

【図２】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の平面図

【図３】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の側断面図

【図４】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の制御系のブロック図

【図５】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の平面図

【図６】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の平面図

【図７】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の平面図

【図８】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の平面図

【図９】本発明の一実施の形態のチップのボンディング
装置の平面図

【図１０】本発明の一実施の形態のチップのボンディン
グ装置の平面図

【符号の説明】

１ 基板 ２ ペースト ３ チップ ４ａ、４ｂ 搬送レール ５ ベースプレート ８ チャック ９ 送りねじ １０ ペースト塗布手段 ２０ ボンディング手段 ２６ チップ供給部 ３０ 第１の搬送手段 ４０ 第２の搬送手段 ５０ クランプ手段 Ｐ１ ペースト塗布位置 Ｐ２ ボンディング位置 Ｌ ランド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/52 H05K 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板にチップ接着用のペーストを塗布する
   ペースト塗布手段と、ペーストが塗布された基板にチッ
   プをボンディングするボンディング手段と、ボンディン
   グ手段にチップを供給するチップ供給部と、基板を搬送
   する搬送路と、搬送路に沿って往復動しながら搬送路上
   を基板を保持して搬送しペースト塗布位置に基板を位置
   決めする第１の搬送手段と、第１の搬送手段の下流側に
   あって搬送路に沿って往復動しながら搬送路上を基板を
   保持して搬送し前記ペースト塗布位置よりも下流のボン
   ディング位置に基板を位置決めする第２の搬送手段と、
   第１の搬送手段による基板の搬送範囲と第２の搬送手段
   による基板の搬送範囲の重なり合う位置にあって、第１
   の搬送手段が往動して搬送してきた基板を一時的にクラ
   ンプして保持し、復動した第２の搬送手段に受け渡す基
   板のクランプ手段とを備え、このクランプ手段で基板を
   クランプして第２の搬送手段に受け渡す前の状態で、基
   板の先頭のランドに前記ボンディング手段でチップをボ
   ンディングできるようにしたことを特徴とするチップの
   ボンディング装置。
2. 【請求項２】搬送路に沿って往復動する第１の搬送手段
   により搬送路上を基板を搬送してペースト塗布手段によ
   り基板にペーストを塗布した後、搬送路に沿って往復動
   する第２の搬送手段により搬送路上を基板を搬送してボ
   ンディング手段によりチップ供給部のチップを基板に塗
   布されたペースト上に搭載してボンディングするように
   したチップのボンディング方法であって、第１の搬送手
   段が下流側へ往動することにより搬送してきた基板をク
   ランプ手段により一時的にクランプして保持し、このク
   ランプ状態において基板の先頭のランドに前記ボンディ
   ング手段によりチップをボンディングし、次いで上流側
   へ復動してきた第２の搬送手段に基板を受け渡すように
   したことを特徴とするチップのボンディング方法。