JP3314659B2 - チップのボンディング装置 - 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、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に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板やリードフレームなどの基
板にチップを実装する方法として、チップ接着用のペー
ストを用いてチップをボンディングする方法が知られて
いる。このチップのボンディングを行うボンディング装
置では、基板を搬送レール上を滑らせて搬送し、搬送レ
ール上でこの基板に対してペーストを塗布し、次いでチ
ップをボンディングすることが行われる。

【０００３】ところで、基板には数多くの品種があり、
通常同じボンディング装置で複数の品種の基板を対象と
することが多い。このような場合には、幅寸法の異なる
基板を同一の搬送レール上で搬送しなければならないた
め、品種に応じて搬送レールの間隔を変更することが行
われる。従来の搬送レールの間隔変更方法としては、搬
送レールの一方側を基板の幅方向に移動自在な可動搬送
レールとし、基板の品種切り替えの都度オペレータが搬
送レールの間隔を調整するマニュアル方式や、可動搬送
レールをモータと送りねじなどの組み合わせによる送り
機構によって移動させ自動的に間隔を変更するデジタル
方式などがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マニュ
アル方式では基板の品種切り換えの度に時間を要する煩
雑な調整作業を行わなければならないという問題点があ
り、またデジタル方式では、数値データによる制御が必
要で制御装置および機構ともに複雑となり、メンテナン
スに手間を要するとともに、コストアップの要因ともな
るという問題点があった。

【０００５】また、チップのボンディング装置には、ボ
ンディング時に基板を下方から支持するバックアッププ
レートが設けられる。従来のチップのボンディング装置
では基板を搬送レール上に置いた状態でボンディングが
行われていたため、バックアッププレートは固定式であ
った。しかしながら、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ ＳｉｚｅＰａ
ｃｋａｇｅ）などの基板や、基板の両面にチップが実装
される両面実装などの場合では、ボンディング時に基板
を下方から支持するバックアッププレートによって搬送
時に基板やチップがダメージを受けることを防ぐため、
バックアッププレートを昇降させることが求められ、従
来の固定式のバックアッププレートでは対応できないと
いう問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、簡単な機構で迅速に搬送
レールの間隔の切り換えが行え、しかもバックアッププ
レートを昇降させることができるできるチップのボンデ
ィング装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のチップのボンデ
ィング装置は、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
ップ供給部とを備えたチップのボンディング装置であっ
て、前記ボンディング手段に基板を搬送する搬送手段
が、基板を搬送する２本の平行な搬送レールと、少なく
とも１方の搬送レールを基板の幅方向に移動させる移動
手段と、搬送レールの間隔を合わせる間隔部材を兼ねチ
ップのボンディング時に基板を支持するバックアッププ
レートおよびバックアッププレートを昇降させる昇降手
段から成るバックアップユニットと、２本の搬送レール
の間にあってバックアップユニットを着脱自在に装着す
るホルダとを備えた。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、２本
の搬送レールの間に装着されるバックアップユニット
を、搬送レールの間隔を合わせる間隔部材を兼ねたバッ
クアッププレートと、バックアッププレートを昇降させ
る昇降手段とからユニット化して構成することにより、
基板の品種切り換え時にはこのバックアップユニットを
基板の品種に応じたものと交換し、搬送レールを移動手
段によりバックアップユニットに押しつけるだけで簡単
かつ迅速に搬送レールの間隔を切り換えることができ
る。

【０００９】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基板の搬
送装置の斜視図、図２は同基板の搬送装置の部分断面
図、図３は同基板の搬送装置の斜視図、図４（ａ）、
（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）は同
基板の搬送装置の部分断面図、図７、図８は同基板の搬
送装置の部分斜視図、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）は同基板の搬送装置の部分平面図である。

【００１０】まず、図１を参照して基板の搬送装置の全
体構造を説明する。図１において、１はベースプレート
であり、ベースプレート１上には２本のガイドレール２
が配設されている。２本のガイドレール２には、それぞ
れスライドガイド３が摺動自在に嵌合している。２つの
スライドガイド３を連結してプレート４が架設されてい
る。

【００１１】プレート４の両端部には、ブラケット５が
立設されている。２つのブラケット５の上端部は、可動
搬送レール６ａによって連結されている。可動搬送レー
ル６ａと平行に、固定搬送レール６ｂが配設されてい
る。固定搬送レール６ｂは、ブラケット７によって固定
されている。可動搬送レール６ａと固定搬送レール６ｂ
の間には、バックアップユニット８が２カ所に装着され
ている。

【００１２】プレート４の中央部には、シリンダ１０の
ロッド１１が結合されている。シリンダ１０のロッド１
１が突没すると、プレート４は前後動し、可動搬送レー
ル６ａと固定搬送レール６ｂの間隔の大きさが調整され
る。すなわち、シリンダ１０は、可動レール６ａと固定
レール６ｂとの間隔Ｂを変更するために可動搬送レール
６ａを固定搬送レール６ｂに対して移動させる移動手段
となっている。

【００１３】図１において、１２は基板であり、可動搬
送レール６ａと固定搬送レール６ｂの上（以下、「搬送
路」という）に載置される。基板１２は、搬送手段１４
によって搬送路上を下流側（右方）へ搬送される。搬送
手段１４は、開閉式爪を有するチャック１３を備えてお
り、チャック１３にて基板１２の端部を保持する。

【００１４】搬送路の下流側の上方には、ペースト塗布
手段２０が配設されている。ペースト塗布手段２０は、
内部にチップの接着用のペーストを貯溜したシリンジ２
２を備えており、シリンジ２２の下端部にはペースト塗
布用のノズル２３が装着されている。シリンジ２２はブ
ラケット２１によって図示しないＺテーブルに結合さ
れ、上下動自在となっている。基板１２が搬送路上のペ
ースト塗布手段２０の位置まで搬送されると、シリンジ
２２は下降・上昇動作を行ってノズル２３により基板１
２上にペースト２４を塗布する。このとき、バックアッ
プユニット８は、基板１２を下方から支持している。

【００１５】ペースト塗布手段２０の下流側の搬送路上
には、チップのボンディング手段３０が配設されてい
る。ボンディング手段３０は、Ｙテーブル３１に装着さ
れたボンディングヘッド３２を備えている。ボンディン
グヘッド３２の下端部には、コレット３４が装着されて
いる。搬送路の側方でＹテーブル３１の下方には、チッ
プ３６を供給するウェハからなるチップ供給部３５が配
設されている。図２は基板の搬送装置のボンディング位
置の断面を示したものである。図２に示すように、チッ
プ供給部３５は部分的に可動搬送レール６ａの下側に進
入し、バックアップユニット８の下方に位置している。

【００１６】ボンディングヘッド３２は、Ｙテーブル３
１を駆動することによりチップ供給部３５の直上まで移
動し、コレット３４が上下動作を行ってチップ３６をピ
ックアップする。そして再びＹテーブル３１により搬送
路上まで移動し、待機する。基板１２が搬送路上のボン
ディング手段３０の位置まで搬送されると、コレット３
４が下降・上昇動作を行ってチップ３６を基板１２のペ
ースト２４上にボンディングする（図２に示す矢印ａ参
照）。この場合、チップ供給部３５は部分的に可動搬送
レール６ａの下側に進入して配置され、ボンディング位
置にきわめて近接している。このため、図２において矢
印ａで示すように、ボンディングヘッド３２がチップ３
６をピックアップしてボンディング位置まで搬送する距
離を短くし、チップ３６を高速度で基板１２に搬送搭載
できる。なおこのボンディング時には、バックアップユ
ニット８は、基板１２を下方から支持している。

【００１７】次に、図３を参照してバックアップユニッ
ト８の構造について説明する。前述のように、バックア
ップユニット８はペースト塗布時とチップ３６のボンデ
ィング時に基板１２を下方から支持するためのものであ
り、基板１２の品種に応じてサイズの異なるものが交換
して用いられる。図３において、４０は基部であり、基
板１２を下側から受けるバックアッププレート４１を備
えている。基部４０は基板１２の品種に応じた幅寸法Ｂ
で製作されている。基部４０には、以下に説明するバッ
クアッププレート４１を昇降させる昇降手段を構成する
各要素が配設されている。以下、各部の断面構造を示す
各図を参照して、バックアップユニット８の構造につい
て説明する。

【００１８】図４（ａ）、（ｂ）は、図３のＡ−Ａ断面
を示すものである。図４において、基部４０上には中空
弾性体４２が配設されている。中空弾性体４２には、パ
イプ４３が接続されている。パイプ４３は、バックアッ
プユニット８を固定側搬送レール６ｂの内側面に押しつ
けることにより固定管４５と連通する。４４は連通部分
を密封するシールである。固定管４５から空気を圧入す
ることにより、図４（ａ）に示すように中空弾性体４２
は膨張し、中空弾性体４２の上面に置かれたバックアッ
ププレート４１を上昇させる。これにより、基板１２は
バックアッププレート４１によって下方から支持され、
したがって、ボンディング時の荷重はバックアッププレ
ート４１によって支持される。また、図４（ｂ）に示す
ように、空気の圧入を停止すると、中空弾性体４２が収
縮しバックアッププレート４１が下降する。すなわち中
空弾性体４２は基板１２の昇降手段となっている。この
ような中空弾性体４２を昇降手段として用いることによ
り、バックアップユニット８をきわめて薄くてコンパク
トなものとすることができる。このため、図２に示すよ
うにバックアップユニット８の下方にチップ供給部３５
を進入させる配置が可能となり、ボンディング装置の全
体構成を小型化できる。

【００１９】次に、図５（ａ）、（ｂ）を参照して図３
のＢ−Ｂ断面について説明する。図５において、基部４
０の下面には円形の凹部４６が設けられている。凹部４
６の内部には、ストッパ４７が挿入されている。ストッ
パ４７は下端部にフランジ４７ａを有し、上面にはシャ
フト４７ｂが立設されている。シャフト４７ｂの上部は
バックアッププレート４１に結合されている。またスト
ッパ４７にはスプリング４８が装着されており、フラン
ジ４７ａを押し下げる方向に付勢している。

【００２０】固定管４５から空気を圧入して中空弾性体
４２を膨張させると、バックアッププレート４１は上昇
するが、そのときバックアッププレート４１に結合され
たストッパ４７も上昇し、図５（ａ）に示すようにスト
ッパ４７が凹部４６の天井面に当接した位置でバックア
ッププレート４１の上昇は停止する。すなわち、ストッ
パ４７はバックアッププレート４１の上昇限を規制す
る。また、中空弾性体４２への加圧を停止するとバック
アッププレート４１を上昇限で保持する力は消失し、図
５（ｂ）に示すように、スプリング４８の付勢力によっ
てバックアッププレート４１は下降する。

【００２１】図５において、基部４０には真空吸引孔４
９が形成されており、真空吸引孔４９の先端部は、基部
４０およびバックアッププレート４１の中央に設けられ
た吸着孔５０と連通している。真空吸引孔４９は、バッ
クアップユニット８を固定側搬送レール６ｂの内側面に
押しつけることにより固定管５４と連通する。５３は連
通部分を密封するシールである。固定管５４を真空吸引
することにより、バックアッププレート４１上に載置さ
れた基板１２を吸着孔５０で真空吸着する。また、バッ
クアッププレート４１の上面には、ヒータ５２が埋設さ
れている。ヒータ５２はバックアッププレート４１を加
熱することにより、バックアッププレート４１上の基板
１２を加熱する。

【００２２】次に、図６（ａ）、（ｂ）を参照して図３
のＣ−Ｃ断面を説明する。図６において、基部４０に
は、スライドガイド５６が装着されている。スライドガ
イド５６にはガイドピン５７が挿通しており、ガイドピ
ン５７の上端部はバックアッププレート４１に結合され
ている。スライドガイド５６およびガイドピン５７は、
バックアッププレート４１の昇降動作をガイドし、スム
ースな昇降動作を行わせるとともにバックアッププレー
ト４１の上面を水平に保つ。図６（ａ）はバックアップ
プレート４１が上昇した状態を、図６（ｂ）は、下降し
た状態を示す。

【００２３】次に、図７を参照して、バックアップユニ
ット８の装着方法について説明する。図７に示すよう
に、基部４０の下面にはその幅方向に２条の溝１６が設
けられている。可動搬送レール６ａには、２本の棒状の
ホルダ９の一端部が水平な姿勢で結合されており、ホル
ダ９の他端部は固定搬送レール６ｂに設けられた貫通穴
１７に挿通している。したがって、ホルダ９を可動搬送
レール６ａに固定したままで可動搬送レール６ａを固定
搬送レール６ｂに対して基板１２の幅方向に移動させる
ことができる。バックアップユニット８は、下面の溝１
６をホルダ９に嵌合させることで可動搬送レール６ａと
固定搬送レール６ｂの間に着脱自在に装着される。

【００２４】バックアップユニット８をホルダ９に装着
したならば、シリンダ１０を駆動して可動搬送レール６
ａをバックアップユニット８に向かって前進させてその
側端面を押し当てることにより、可動搬送レール６ａと
固定搬送レール６ｂの間隔は基板１２の幅に合致するよ
うに設定される。すなわち、バックアップユニット８
は、可動搬送レール６ａと固定搬送レール６ｂの間隔を
基板１２の幅に合わせる間隔部材を兼ねている。また、
バックアップユニット８が固定搬送レール６ｂに押し当
てられることにより、中空弾性体４２および真空吸引孔
５１ａはそれぞれ固定搬送レール６ｂに設けられた空気
圧用の固定配管４５および真空吸引用の固定配管５４と
連通する。図８はこのようにしてバックアップユニット
８が可動搬送レール６ａと固定搬送レール６ｂの間に装
着された状態を示している。

【００２５】この基板の搬送装置は上記のような構成よ
り成り、以下各図を参照してその動作を説明する。図１
において、基板１２は、搬送路上を下流側へ搬送され
る。基板１２は、ペースト塗布位置にてバックアップユ
ニット８により下方から支持される。この基板１２に対
して、ペースト塗布手段２０によってペースト２４が塗
布される。ペースト塗布後にバックアッププレート４１
は下降し、その後基板１２は搬送手段１４によってボン
ディング手段３０の位置まで搬送される。ここで基板１
２は再びバックアッププレート４１により下方から支持
され、次いで基板１２のペースト２４上にチップ３６が
ボンディングされる。そしてボンディングが終了すると
バックアッププレート４１が下降し、基板１２は次工程
へ搬送される。この搬送の際にバックアッププレート４
１は下降しており、基板１２と接触しないので基板１２
がダメージを受けることがない。

【００２６】次に、基板１２の品種変更に伴う動作につ
いて図９を参照して説明する。図９（ａ）は、基板１２
の搬送を行っている状態を示している。この場合に用い
られるバックアップユニット８の幅方向の寸法はＢ１で
ある。以下、可動搬送レール６ａと固定搬送レール６ｂ
の間隔の切り換え手順を説明する。まず、図９（ｂ）に
示すように、シリンダ１０のロッド１１を突出させ、可
動搬送レール６ａを矢印ｂ方向に移動させる。これによ
り、可動搬送レール６ａのバックアップユニット８に対
する押しつけが解除され、バックアップユニット８は可
動搬送レール６ａと固定搬送レール６ｂの間から取り外
される。

【００２７】次に、図９（ｃ）に示すように、新たな品
種の基板１２の幅寸法に対応したバックアップユニット
８’（幅寸法Ｂ２）をホルダ９上に載置する。次に、シ
リンダ１０のロッド１１を没入させ、可動搬送レール６
ａを矢印ｃ方向に移動させ、バックアップユニット８’
に向かって前進させてその側端面を押し当てる。これに
より、可動搬送レール６ａと固定搬送レール６ｂの間隔
は、新たな品種の基板１２の幅寸法に対応した寸法Ｂ２
に設定される。

【００２８】本発明は、上記実施の形態に限定されない
のであって、例えば上記実施の形態では、搬送レールは
一方を固定とし他方を可動としているが、両方を可動搬
送レールとし幅寸法切り換えの際に両方の搬送レールを
移動手段により移動させるようにしてもよいものであ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、基板の搬送レールの少
なくとも一方側を幅方向に可動な可動搬送レールとし、
２本の搬送レールの間に装着される基板のバックアップ
ユニットを搬送レールの間隔を合わせる間隔部材を兼ね
るようにしているため、基板の品種切り換え時には、こ
のバックアップユニットを品種に応じたものに交換し、
搬送レールを移動手段によりバックアップユニットに押
しつけるだけでよい。したがって、搬送レール間隔切り
換え機構や方法を簡単化でき、装置コストや、メンテナ
ンスコストの低減をはかることができるとともに、品種
切り換え時の作業をきわめて簡単かつ迅速に行うことが
できる。また、バックアップユニットにバックアッププ
レートの昇降手段を備えているため、搬送時に基板やチ
ップがバックアッププレートと接触することによるダメ
ージを防止することができる。更にこの昇降手段を間隔
部材などの機能を果たす部品と一体的にユニット化した
ことにより厚さが薄いコンパクトなバックアップユニッ
トが実現され、チップ供給部をバックアップユニットの
下方に進入させる配置が可能となる。したがって、ボン
ディング時のチップの搬送距離を短くすることができ、
タクトタイムの短縮をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の斜視
図

【図２】本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分
断面図

【図３】本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の斜視
図

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置
の部分断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分断
面図

【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置
の部分断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分断
面図

【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置
の部分断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分断
面図

【図７】本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分
斜視図

【図８】本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分
斜視図

【図９】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置
の部分平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分平
面図 （ｃ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分平
面図 （ｄ）本発明の一実施の形態の基板の搬送装置の部分平
面図

【符号の説明】

１ ベースプレート ２ ガイドレール ６ａ 可動搬送レール ６ｂ 固定搬送レール ８ バックアップユニット ９ ホルダ １０ シリンダ １２ 基板 １４ 搬送手段 ２０ ペースト塗布手段 ２４ ペースト ３０ ボンディング手段 ３５ チップ供給部 ３６ チップ ４１ バックアッププレート ４２ 中空弾性体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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
   プ供給部とを備えたチップのボンディング装置であっ
   て、前記ボンディング手段に基板を搬送する搬送手段
   が、基板を搬送する２本の平行な搬送レールと、少なく
   とも１方の搬送レールを基板の幅方向に移動させる移動
   手段と、搬送レールの間隔を合わせる間隔部材を兼ねチ
   ップのボンディング時に基板を支持するバックアッププ
   レートおよびバックアッププレートを昇降させる昇降手
   段から成るバックアップユニットと、２本の搬送レール
   の間にあってバックアップユニットを着脱自在に装着す
   るホルダとを備えたことを特徴とするチップのボンディ
   ング装置。