JP3747613B2 - 半導体実装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体のベアチップをウエハシートから取り出して基板に実装する半導体実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図30に示す如く、ウエハシート１から半導体のベアチップ２を吸着ヘッド３によって取り出し、同ベアチップ２を基板４へと搬送して該基板４に吸着ヘッド３によって実装する半導体実装装置が、一般に知られている。
【０００３】
この場合、ウエハシート１にあるベアチップ２をそのままの角度姿勢で基板４に実装するものであるため、ベアチップ２をその向きを変えて基板４に実装することができない。しかも、ウエハシート１にあるベアチップ２は正確に整列配置されていないことが多いので、該ベアチップ２をそのままで基板４に実装することになると、実装精度は極めて低いものとなる。
【０００４】
又、図31に示す如く、ベアチップ２をその角度姿勢を変えて基板４に実装することができる半導体実装装置も知られている。該半導体実装装置は、特開平６−１７７４３５号公報に開示されたもので、その周囲を接着テープ35が回動されるナイフ36を使用するものである。
【０００５】
この場合、ベアチップ２が接着テープ35上に縦向きで接着され、該接着テープ35が回動されてナイフ36の先端部分で同ベアチップ２は横向きとなり、該横向きとなったベアチップ２が吸着ヘッド３によって基板４へと搬送されて該基板４に実装される。又、接着テープ35から吸着ヘッド３へとベアチップ２が受け渡される際、同ベアチップ２は支持フィンガ37によって下側から支持される。
【０００６】
したがって、該半導体実装装置においては、ベアチップ２を縦向きから横向きにその角度姿勢を変えて基板４に実装することができる。又、支持フィンガ37によってベアチップ２は位置決めされて吸着ヘッド３に吸着され、該吸着ヘッド３によってある程度は精度良く基板４に実装される。
【０００７】
しかしながら、この場合、取り出されたベアチップ２を接着テープ35に整列接着させて取り付ける工程が必要であり、実装工程が複雑化する。しかも、この場合においても、取り出されたベアチップ２をそのままで接着テープ35に取り付けると、精度良く整列配置されず、各ベアチップ２の姿勢も正確でなくなる。したがって、支持フィンガ37により位置決めされても、ベアチップ２は垂直軸を中心として回動し得るものであって、正確な向きでは基板４に実装され難い。
【０００８】
又、この場合、ベアチップ２の姿勢を補正する工程を追加して実装精度を向上させることも可能ではあるが、そうすると、実装工程が更に複雑化すると共に実装のタクトタイムも長くなるという問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術における事由に鑑みて発明されたもので、その課題は、ベアチップを簡単な工程を経て高精度で且つ角度姿勢を変えて実装することができる半導体実装装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の半導体実装装置は、ウエハシートから半導体のベアチップを吸着ヘッドによって取り出し、同ベアチップを基板へと搬送して該基板に吸着ヘッドによって実装する半導体実装装置において、ベアチップを位置決めした状態で保持するチップ保持部が円周上で回動される回動式の搬送ステージをウエハシートと基板との間に介設し、ウエハシートから取り出されたベアチップをチップ保持部にセットして搬送ステージを所定角度回動させることにより、同チップ保持部に保持されたベアチップが所定の角度姿勢となる離脱位置にまで回動搬送されるようになしたことを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、この場合、ウエハシートから取り出されたベアチップはチップ保持部に保持されることにより位置決めされてその姿勢が補正され、しかも、同位置決めされた状態のままで搬送ステージが所定角度回動されることによって、ベアチップは所定の角度姿勢となるようにその向きが変えられる。又、ベアチップを基板へと搬送する搬送ステージにおいて同時に、ベアチップの姿勢補正と向き変更とが行われるため、工程は簡単で実装のタクトタイムも短くて済む。
【００１４】
この半導体実装装置は、搬送ステージを略円盤状に形成してその外周面に凹所となるチップ保持部を形成し、該チップ保持部内にベアチップを吸着させるための吸気孔を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、この場合は特に、搬送ステージの外周面に形成された凹所となるチップ保持部にベアチップが位置決めされた状態で保持され、この状態で該チップ保持部内に形成された吸気孔によってベアチップは吸着されるので、同チップ保持部からベアチップが外れ落ち難く、しかも、該ベアチップは確実に位置決めされる。
【００１６】
この半導体実装装置は、チップ保持部内にベアチップの三面が当接される三つの基準面を形成し、該三つの基準面の頂角となる位置に吸気孔を形成したことを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、この場合は特に、チップ保持部内の三つの基準面の頂角となる位置に吸気孔が形成されているので、該チップ保持部に保持されるベアチップは頂角へと引っ張られて三つの基準面に当接した状態に位置決めされ、微小なベアチップであっても確実に位置決めされてその姿勢補正が正確に行われる。
【００１８】
本発明の請求項２記載の半導体実装装置は、上記請求項１記載の半導体実装装置において、二つのプレートを重合一体化して搬送ステージを形成し、一方のプレートの外周面に二つの基準面を有する凹所を形成し、他方のプレートの表面を残る一つの基準面となしてチップ保持部を形成し、同他方のプレートに吸気孔を穿設形成したことを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、この場合は特に、二つのプレートを重合一体化して搬送ステージが形成されるので、一方のプレートの外周面に二つの基準面を有する凹所を形成し、他方のプレートの表面を残る一つの基準面となしてチップ保持部を形成し、同他方のプレートに吸気孔を穿設形成して、上記請求項１におけるチップ保持部を簡単に加工製作することができる。
【００２０】
本発明の請求項３記載の半導体実装装置は、上記請求項１記載の半導体実装装置において、吸気孔にエアを作用させるエア作用部を搬送ステージとは別体に形成して回動しないよう設置し、セット位置と離脱位置との間で吸気孔とエア作用部とを連通させるエア流通経路を同エア作用部に設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
したがって、この場合は特に、吸気孔にエアを作用させるエア作用部が回動しないよう設置されているので、該エア作用部へのエア配管は回動せずその巻きつきが防止される。しかも、セット位置と離脱位置との間で吸気孔とエア作用部とを連通させるエア流通経路が同エア作用部に設けられているので、該流通経路を介してエア作用部から吸気孔へと支障なくエアは作用される。
【００２２】
本発明の請求項４記載の半導体実装装置は、上記請求項３記載の半導体実装装置において、エア流通経路をセット位置側と離脱位置側とに分割して配設し、個々にバルブでエア制御されるようになしたことを特徴とするものである。
【００２３】
したがって、この場合は特に、エア流通経路がセット位置側と離脱位置側とに分割して配設され、個々にバルブでエア制御されるようになっているので、セット位置側にあるチップ保持部の吸気孔と離脱位置側にあるチップ保持部の吸気孔とに、各々別々にエアが作用するよう制御することができる。
【００２４】
本発明の請求項５記載の半導体実装装置は、上記請求項４記載の半導体実装装置において、ベアチップの離脱位置で吸気孔からエアーを吹き出すようエア制御されるようになしたことを特徴とするものである。
【００２５】
したがって、この場合は特に、ベアチップの離脱位置で吸気孔からエアーが吹き出されるので、離脱位置でチップ保持部から容易にベアチップは離脱されて吸着ヘッドへと確実に受け渡され、又、離脱位置以外では別のバルブでエア制御されて、チップ保持部にベアチップを確実に吸着保持させておくことができる。
【００２６】
本発明の請求項６記載の半導体実装装置は、上記請求項１記載の半導体実装装置において、搬送ステージの外周面にチップ保持部の周方向両側で凹んだ吸着ヘッドが当たるのを回避するための切欠凹部を形成したことを特徴とするものである。
【００２７】
したがって、この場合は特に、ベアチップをチップ保持部に対してセットしたり離脱させたりする際に、該チップ保持部両側の切欠凹部によって吸着ヘッドが搬送ステージの外周面に当たることが回避され、ベアチップの受け渡し作業に支障を来すことが防止される。
【００２８】
本発明の請求項７記載の半導体実装装置は、上記請求項１記載の半導体実装装置において、搬送ステージに同一円周上で等間隔に複数のチップ保持部を配設し、該チップ保持部の間隔をセット位置から離脱位置まで回動される所定角度に対応させ、セット位置及び離脱位置にチップ保持部が位置した状態で同搬送ステージの回動が間欠的に停止されるようになしたことを特徴とするものである。
【００２９】
したがって、この場合は特に、搬送ステージの回動が所定角度毎で間欠的に停止され、該停止状態でセット位置及び離脱位置各々にチップ保持部が位置することになるので、停止状態にあるチップ保持部に対して確実にベアチップをセットしたり離脱させたりすることができ、その際、セット作業と離脱作業とが同時に行われて、ベアチップの受け渡し作業の効率化が図られる。
【００３０】
本発明の請求項８記載の半導体実装装置は、上記請求項７記載の半導体実装装置において、所定角度を等分する位置にもチップ保持部を配設したことを特徴とするものである。
【００３１】
したがって、この場合は特に、ベアチップの受け渡し作業が小刻みに行われてより効率化され、実装のタクトタイムの更なる短縮化を図ることができ、又、セット位置と離脱位置との間の中間位置でもチップ保持部が停止されることになって、該中間位置で停止している際にベアチップの検査等を行うこともできる。
【００３２】
本発明の請求項９記載の半導体実装装置は、上記請求項１記載の半導体実装装置において、セット位置から離脱位置まで回動される間に、ベアチップがチップ保持部に正常状態で保持されていることを確認する検知手段を備えたことを特徴とするものである。
【００３３】
したがって、この場合は特に、セット位置と離脱位置との間でベアチップがチップ保持部に正常状態で保持されていることが検知手段で確認されるので、離脱位置での受け渡し作業に支障を来すことを未然に防止することが可能となる。
【００３４】
本発明の請求項１０記載の半導体実装装置は、上記請求項９記載の半導体実装装置において、検知手段で異常が確認された場合に、吸着ヘッドが次に正常状態でベアチップを保持しているチップ保持部が離脱位置に来るまで待機するようになしたことを特徴とするものである。
【００３５】
したがって、この場合は特に、チップ保持部に正常状態で保持されているベアチップだけが離脱位置で吸着ヘッドに受け渡されることになるので、実装不良を防止することができる。
【００３６】
本発明の請求項１１記載の半導体実装装置は、上記請求項１０記載の半導体実装装置において、異常が確認されたチップ保持部に保持されているベアチップを同チップ保持部から除去する排除手段を備えたことを特徴とするものである。
【００３７】
したがって、この場合は特に、不良となるベアチップが排除手段によってチップ保持部から除去されるので、次回のセット位置で同チップ保持部に支障なくベアチップを保持させることができる。
【００３８】
本発明の請求項１２記載の半導体実装装置は、上記請求項１記載の半導体実装装置において、離脱位置で吸着ヘッドによりベアチップをチップ保持部から離脱させることができなかった場合に、該吸着ヘッドによって実装する作業が行われないようになしたことを特徴とする。
【００３９】
したがって、この場合は特に、ベアチップがチップ保持部から離脱されなかった場合に実装作業が行われないようになっているので、ベアチップが受け渡されなかった空状態の吸着ヘッドが基板に衝突する等、実装時の不都合を未然に防止することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態を示し、該実施形態の半導体実装装置は、ウエハシート１から半導体のベアチップ２を吸着ヘッド3aによって取り出し、同ベアチップ２を基板４へと搬送して該基板４に吸着ヘッド3bによって実装する半導体実装装置であって、ベアチップ２を位置決めした状態で保持するチップ保持部５が円周上で回動される回動式の搬送ステージ６をウエハシート１と基板４との間に介設し、ウエハシート１から取り出されたベアチップ２をチップ保持部５にセット（セット位置Ａ）して搬送ステージ６を所定角度回動させることにより、同チップ保持部５に保持されたベアチップ２が所定の角度姿勢となる離脱位置Ｃにまで回動搬送されるようになしたものである。
【００４１】
吸着ヘッド3aは搬送ステージ６でのセット位置Ａとウエハシート１での所定位置との間で往復運動されるもので、セット位置Ａにてベアチップ２を搬送ステージ６のチップ保持部５にセットして受け渡した後、直ちにウエハシート１での所定位置へと戻って次のベアチップ２を取り出す。吸着ヘッド3bは搬送ステージ６での離脱位置Ｃと基板４での所定位置との間で往復運動されるもので、基板４での所定位置にベアチップ２を実装した後、直ちに搬送ステージ６での離脱位置Ｃへと戻って次のベアチップ２をチップ保持部５から離脱させて受け渡される。
【００４２】
この場合、ウエハシート１での所定位置でベアチップ２が吸着ヘッド3aに正確に吸着されて取り出されるように、又、基板４での所定位置にベアチップ２が吸着ヘッド3bによって正確に実装されるように、ウエハシート１及び基板４は各々駆動制御され水平方向で移動されるようになっている。なお、吸着ヘッド3aと吸着ヘッド3bとは、同じ吸着ヘッド３を共用することが可能である。又、搬送ステージ６は略円盤状に形成されて水平軸Ｘを中心に回動されるものであり、該搬送ステージ６の外周面には凹所となるチップ保持部５が形成され、ベアチップ２のセット位置Ａと離脱位置Ｃとは同水平軸Ｘよりも上方に配置設定されている。
【００４３】
したがって、該実施形態の半導体実装装置においては、ウエハシート１から取り出されたベアチップ２はチップ保持部５に保持されることにより位置決めされてその姿勢が補正され、しかも、同位置決めされた状態のままで搬送ステージ６が所定角度回動されることによって、ベアチップ２は所定の角度姿勢となるようにその向きが変えられる。又、ベアチップ２を基板４へと搬送する搬送ステージ６において同時に、ベアチップ２の姿勢補正と向き変更とが行われるため、工程は簡単で実装のタクトタイムも短くて済む。
【００４４】
更に、この場合、搬送ステージ６が略円盤状に形成されて水平軸Ｘを中心に回動されるものとなっているので、該搬送ステージ６を設置する水平面でのスペースは小さくて済む。しかも、搬送ステージ６の外周面に形成された凹所となるチップ保持部５にベアチップ２が位置決めされた状態で保持されるものでありながら、ベアチップ２のセット位置Ａと離脱位置Ｃとが前記水平軸Ｘよりも上方に配置設定されているので、ベアチップ２を保持しているチップ保持部５は上向きとなり、該チップ保持部５からベアチップ２が外れ落ち難い。
【００４５】
図２、３は、同実施形態の半導体実装装置における搬送ステージ６を示している。該搬送ステージ６においては、略円盤状に形成された搬送ステージ６の外周面に凹所となるチップ保持部５が形成され、該チップ保持部５内にベアチップ２を吸着させるための吸気孔７が形成されている。このように形成されていることで、チップ保持部５内にベアチップ２が位置決め保持された状態で吸気孔７によって吸着され、同チップ保持部５からベアチップ２が外れ落ち難く、しかも、該ベアチップ２は確実に位置決めされる。
【００４６】
又、この場合、チップ保持部５内にベアチップ２の三面が当接される三つの基準面51、52、53が形成され、該三つの基準面51、52、53の頂角となる位置に吸気孔７は形成されている。したがって、チップ保持部５に保持されるベアチップ２は頂角へと引っ張られて三つの基準面51、52、53に面接触した状態で正確に位置決めされ、微小なベアチップ２であっても確実に位置決めされてその姿勢補正が正確に行われる。なお、ベアチップ２は略直方体形状の半導体である。
【００４７】
更に、この場合、二つのプレート8a、8bが重合一体化されて搬送ステージ６は形成され、一方のプレート8aの外周面に二つの基準面51、52を有する凹所が形成され、他方のプレート8bの表面が残る一つの基準面53とされてチップ保持部５が形成され、同他方のプレート8bに吸気孔７は穿設形成されている。それ故に、このような複雑な形状のチップ保持部５であっても、簡単に加工製作することができる。なお、二つのプレート8a、8bは、各々に穿設形成される貫通孔９に位置決めピン10が挿通嵌合されることによって、相互に位置決めされて確実に重合一体化される。
【００４８】
又、該実施形態の半導体実装装置において、図４、５に示す如く、搬送ステージ６を形成しても良い。すなわち、該搬送ステージ６においては、その外周面にチップ保持部５の周方向両側で凹んだ吸着ヘッド3a、3bが当たるのを回避するための切欠凹部11が形成されている。この場合、ベアチップ２をチップ保持部５に対してセットしたり離脱させたりする際に、両側の切欠凹部11によって吸着ヘッド3a、3bが搬送ステージ６の外周面に当たることが回避され、ベアチップ２の受け渡し作業に支障を来すことが防止される。なお、それ以外は、上記図２、３に示した搬送ステージ６と同様に構成されていて、上記図２、３に示した搬送ステージ６におけると同様の作用効果が得られる。
【００４９】
又、該実施形態の半導体実装装置において、図６、７に示す如く、搬送ステージ６を形成しても差し支えはない。該搬送ステージ６は略円盤状の一体物である以外、上記図２、３に示した搬送ステージ６と同様に構成されている。したがって、チップ保持部５の加工製作が難しくなる以外は、上記図２、３に示した搬送ステージ６におけると同様の作用効果が得られる。
【００５０】
又、該実施形態の半導体実装装置においては、搬送ステージ６に同一円周上で等間隔に複数のチップ保持部５が配設され、該チップ保持部５の間隔はセット位置Ａから離脱位置Ｃまで回動される所定角度に対応され、セット位置Ａ及び離脱位置Ｃにチップ保持部５が位置した状態で同搬送ステージ６の回動が間欠的に停止されるようになっている。この場合、所定角度は90度であり、チップ保持部５に保持されるベアチップ２がその姿勢角度を90度変化させて（縦向きから横向き或いは横向きから縦向きに向きを変えて）回動搬送される。
【００５１】
更に、この場合、所定角度を等分する位置にもチップ保持部５が配設されている。すなわち、所定角度90度を二等分する位置にもチップ保持部５が配設されていて、略円盤状の搬送ステージ６の外周には計八つのチップ保持部５が配設されることになり、該搬送ステージ６は45度毎にその回動が停止され、チップ保持部５がセット位置Ａ、離脱位置Ｃ及び両者間の中間位置Ｂの各々で停止されることになる。
【００５２】
したがって、この場合、搬送ステージ６の回動が所定角度毎で間欠的に停止され、該停止状態でセット位置Ａ及び離脱位置Ｃ各々にチップ保持部５が位置することになるので、停止状態にあるチップ保持部５に対して確実にベアチップ２をセットしたり離脱させたりすることができる。又、その際、セット作業と離脱作業とが同時に行われて、ベアチップ２の受け渡し作業の効率化が図られる。しかも、所定角度を等分する位置にもチップ保持部５が配設されているので、ベアチップ２の受け渡し作業が小刻みに行われてより効率化され、実装のタクトタイムの更なる短縮化が図られる。又、セット位置Ａと離脱位置Ｃとの間の中間位置Ｂでもチップ保持部５が停止されることになって、該中間位置Ｂで停止している際に後述するベアチップ２の検査等を行うこともできる。
【００５３】
次に、該実施形態の半導体実装装置において、搬送ステージ６を回動させる駆動機構を、図８、９に具体的に示して詳細に説明する。
【００５４】
二つのプレート8a、8bを重合一体化する位置決めピン10を介して、搬送ステージ６はエアマニホールド12の前端面に結合固着されている。該エアマニホールド12はハウジング13内に回動自在に収納支持されるもので、この場合、エアマニホールド12の外周にベアリング14がロックナット15で固定され、該ベアリング14によって同エアマニホールド12は回動自在に支持されている。その際、ハウジング13の前端に、該ハウジング13からエアマニホールド12が前方へ抜け外れることを防止するカバー16が取着固定されている。ハウジング13は基礎板17上に設置固定され、該ハウジング13内に回動自在に支持されるエアマニホールド12と共に搬送ステージ６が回動される。
【００５５】
又、搬送ステージ６へとエアマニホールド12内の通路を伝達させてエアを吸気孔７に作用させるエア作用部18は、同エアマニホールド12の後方で基礎板17上に設置されている。該エア作用部18は回動することなく、その前端面が回動するエアマニホールド12の後端面に摺接するものである。その際、エア作用部18の前端面に開口形成されるエア流通経路25を介して、該エア作用部18からエアマニホールド12へとエアが連通作用する。エア流通経路25へは、エア作用部18の外周部分に複数配設されるジョイント部26からエアが連通作用される。
【００５６】
又、この場合、エア作用部18はエアマニホールド12に対して回動しないが前後方向には移動できるように設置されており、その前端面がエアマニホールド12の後端面に弾性的に押圧されてエア漏れが防止される。すなわち、回転軸体19にストッパー20が設けられ、該ストッパー20の前方にスプリング21が介設され、該スプリング21の弾性復元力がスラストベアリング22を介してエア作用部18に伝達され、該エア作用部18の前端面が同スプリング21の弾性復元力によってエアマニホールド12の後端面に弾性的に押圧される。
【００５７】
又、前記回転軸体19はエアマニホールド12と一体に回動するもので、該回転軸体19の後端がカップリング24を介してモータ23の回転軸と連結されており、該モータ23が駆動されることによって、エアマニホールド12と共に搬送ステージ６は回動される。なお、この場合、モータ23の駆動が制御されることによって、搬送ステージ６は所定の間欠的な回動をなすものである。
【００５８】
したがって、該実施形態の半導体実装装置においては、吸気孔７にエアを作用させるエア作用部18が搬送ステージ６とは別体に形成されて回動しないよう設置され、セット位置Ａと離脱位置Ｃとの間で吸気孔７とエア作用部18とを連通させるエア流通経路25が同エア作用部18に設けられることになる。それ故に、エア作用部18へのエア配管は回動せずその巻きつきが防止され、しかも、エア流通経路25を介して同エア作用部18から吸気孔７へと支障なくエアは作用される。
【００５９】
次に、該実施形態の半導体実装装置において、図10に示す如く、所定角度が90度で、搬送ステージ６の外周の八等分位置にチップ保持部５が配設される場合におけるエアの作用経路を、図11〜14に具体的に示して詳細に説明する。なお、この場合、セット位置Ａで搬送ステージ６が停止されて吸着ヘッド3aによりチップ保持部５にベアチップ２が保持され、該チップ保持部５が45度回動された中間位置Ｂで搬送ステージ６は停止され、更に、同チップ保持部５が45度回動された離脱位置Ｃで搬送ステージ６は停止されて該チップ保持部５から吸着ヘッド3bによりベアチップ２が離脱される。
【００６０】
この場合は、図11に示す如く、エア作用部18の前端面に開口形成される二つの円弧状長孔がエア流通経路25Ａ及び流通経路25Ｂとなり、該エア流通経路25Ａと流通経路25Ｂとからエアマニホールド12内の各通路を介して、搬送ステージ６に放射状に配設されるスリット連通路に連通され、各スリット連通路の端部に位置する吸気孔７へとエアが連通作用される。すなわち、図12（ａ）に示す如く、搬送ステージ６に45度の等間隔で放射状にスリット連通路が配設され、図12（ｂ）に示す如く、エア作用部18の前端面に二つの円弧状長孔でなるエア流通経路25Ａ及び流通経路25Ｂが配設され、一方のエア流通経路25Ａはセット位置Ａ及び中間位置Ｂにあるチップ保持部５の吸気孔７に二つのスリット連通路を介して連通され、他方のエア流通経路25Ｂは離脱位置Ｃにあるチップ保持部５の吸気孔７に一つのスリット連通路を介して連通されるようになっている。
【００６１】
したがって、この場合、エア流通経路25がセット位置Ａ側のエア流通経路25Ａと離脱位置Ｃ側のエア流通経路25Ｂとに分割して配設されて、個々に後述するバルブでエア制御されるようになるので、セット位置Ａ側にあるチップ保持部５の吸気孔７と離脱位置Ｃ側にあるチップ保持部５の吸気孔７とに、各々別々にエアが作用するよう制御することができる。すなわち、図13に示す如く、セット位置Ａから中間位置Ｂの過程にあるチップ保持部５ではエア流通経路25Ａを介しての吸着作用、その後離脱位置Ｃに至るまでの過程にあるチップ保持部５ではエア流通経路25Ｂを介しての吸着作用がなされるようにエア制御することができる。
【００６２】
又、図14に示す如く、ベアチップ２の離脱位置Ｃで吸気孔７からエアーを吹き出すようエア制御されるようになすことができる。この場合、エア作用部18の外周部分に、セット位置Ａに対応してジョイント部26Ａが設けられ、中間位置Ｂに対応してジョイント部26Ｂが設けられ、離脱位置Ｃに対応してジョイント部26Ｃが設けられ、同ジョイント部26Ａ、ジョイント部26Ｂ、ジョイント部26Ｃ各々にバルブａ、バルブｂ、バルブc1を介して一つの真空ポンプＰに配管連結されている。更には、ジョイント部26Ｃが前記バルブc1とこれとは別のバルブc2とを介して加圧ラインに配管連結されている。
【００６３】
したがって、バルブａ、ｂ、c1を制御して、セット位置Ａ、中間位置Ｂ、離脱位置Ｃで、真空ポンプＰによる吸着としてエアを作用させたりこれを止めたりすることができ、特に、離脱位置Ｃではバルブc1、c2を制御して、吸着作用以外に加圧ラインによる吹き出しとしてエアを作用させたりこれを止めたりすることもできる。すなわち、この場合、ベアチップ２の離脱位置Ｃで吸気孔７からエアーが吹き出されるので、離脱位置Ｃでチップ保持部５から容易にベアチップ２は離脱されて吸着ヘッド3bへと確実に受け渡され、又、離脱位置Ｃ以外では別のバルブａ、ｂでエア制御されて、チップ保持部５にベアチップ２を確実に吸着保持させておくことができる。
【００６４】
又、この場合、前述の如く、セット位置Ａから中間位置Ｂの過程にあるチップ保持部５ではエア流通経路25Ａを介しての吸着作用、その後離脱位置Ｃに至るまでの過程にあるチップ保持部５ではエア流通経路25Ｂを介しての吸着作用がなされるようになっており、セット位置Ａから中間位置Ｂの過程では吸着作用のみで良く、離脱位置Ｃで吹出作用させれば良いので、バルブａ、ｂを一つのバルブとして共用し、これを一つのエア流通経路25Ａに連通接続させることができ、設備の小型化、経路加工量の低減化を図ることができる。
【００６５】
又、離脱位置Ｃでエアーを吹き出させるに際しては、図15に示す如く、吸着ヘッド3bがベアチップ２を吸着するまで、離脱位置Ｃでの吸気孔７による吸着作用を継続しておき、吸着ヘッド3bがベアチップ２を吸着した後、該吸着ヘッド3bが移動開始するまでのごく微少時間（数10ミリ秒程度）同吸気孔７からエアが吹き出されるようになすことが好ましい。すなわち、この場合には、離脱位置Ｃでチップ保持部５から吸着ヘッド3bへとベアチップ２が確実に受け渡され、同吸着ヘッド3bに吸着された受け渡された後のベアチップ２が吹き飛ばされてしまうことが防止される。
【００６６】
又、図16に示す如く、所定角度が同じく90度で、搬送ステージ６の外周の四等分位置にチップ保持部５が配設される場合におけるエアの作用経路を、図17、18に示して説明する。なお、この場合、セット位置Ａで搬送ステージ６が停止されて吸着ヘッド3aによりチップ保持部５にベアチップ２が保持され、該チップ保持部５が90度回動された離脱位置Ｃで搬送ステージ６は停止されて同チップ保持部５から吸着ヘッド3bによりベアチップ２が離脱される。
【００６７】
この場合は、図17に示す如く、エア作用部18の前端面に開口形成される二つの円弧状長孔がエア流通経路25Ａ及び流通経路25Ｂとなり、該エア流通経路25Ａと流通経路25Ｂとからエアマニホールド12内の各通路を介して、搬送ステージ６に放射状に配設されるスリット連通路に連通され、各スリット連通路の端部に位置する吸気孔７へとエアが連通作用される。すなわち、図18（ａ）に示す如く、搬送ステージ６に90度の等間隔で放射状にスリット連通路が配設され、図18（ｂ）に示す如く、エア作用部18の前端面に二つの円弧状長孔でなるエア流通経路25Ａ及び流通経路25Ｂが配設され、一方のエア流通経路25Ａはセット位置Ａにあるチップ保持部５の吸気孔７にスリット連通路を介して連通され、他方のエア流通経路25Ｂは離脱位置Ｃにあるチップ保持部５の吸気孔７にスリット連通路を介して連通されるようになっている。
【００６８】
したがって、この場合にあっても、エア流通経路25がセット位置Ａ側のエア流通経路25Ａと離脱位置Ｃ側のエア流通経路25Ｂとに分割して配設されて、個々にバルブでエア制御されるようになり、上記の場合におけると同様の作用効果が得られることとなる。すなわち、図19に示す如く、セット位置Ａから中程位置までの過程にあるチップ保持部５ではエア流通経路25Ａを介しての吸着作用、中程位置から離脱位置Ｃまでの過程にあるチップ保持部５ではエア流通経路25Ｂを介しての吸着作用がなされるようにエア制御することができる。
【００６９】
更に、この場合には、エア作用部18の二つのエア流通経路25Ａ、25Ｂの端部が相互に一部オーバーラップして形成されているので、中程位置では両エア流通経路25Ａ、25Ｂからチップ保持部５の吸気孔７にエアが作用されることになり、エア作用経路が変わってバルブが切り換わっても、エアの吸着作用は途切れることなく継続されてベアチップ２の吸着保持状態が支障なく維持される。なお、この構成は上記の場合でも採用され得るもので、そうすることで、上記の場合においても同様の作用効果を得ることができる（図13に二点鎖線で示す）。
【００７０】
次に、該実施形態の半導体実装装置における、セット位置Ａから離脱位置Ｃまで回動される間に、ベアチップ２がチップ保持部５に正常状態で保持されていることを確認する検知手段について、いくつかの具体例を示して説明する。
【００７１】
図20に示す例において、検知手段は検知センサ27である。この場合、図10〜14にて説示した、所定角度が90度で45度毎に回動が停止される場合と同様のエア作用経路において、中間位置Ｂに対応して設けられるバルブｂの後側（真空ポンプＰ側）でのエア圧を検知する検知センサ27を介設している。したがって、この場合は、セット位置Ａと離脱位置Ｃとの間でベアチップ２がチップ保持部５に正常状態で保持されていることを検知手段（検知センサ27）で確認することができるので、離脱位置Ｃでの受け渡し作業に際し吸着ヘッド3bが空状態のチップ保持部５に衝突する等の支障を来すことが未然に防止される。しかも、この場合、所定角度90度を二等分する位置にもチップ保持部５が配設されていて、セット位置Ａと離脱位置Ｃとの間の中間位置Ｂでもチップ保持部５が停止されるので、該中間位置Ｂで停止している際に正確な検知が行われる。
【００７２】
図21、22に示す例では、検知手段として、中間位置Ｂにおける搬送ステージ６の側方に設けられる画像処理用のカメラ28と、該カメラ28による撮像画面を画像処理してベアチップ２の外観を検査する画像処理装置と、を備えている。該画像処理装置においては、チップ保持部５の基準面51、52を画像処理の基準位置として画像処理される。
【００７３】
この場合、セット位置Ａから離脱位置Ｃまで回動される間に、ベアチップ２がチップ保持部５に正常状態で保持されていることを確認することができる検知手段である点では、上記図20に示した検知手段と同様であるが、それ以外にも、次のような利点がある。
すなわち、中間位置Ｂでチップ保持部５にベアチップ２が正確に位置決めされていおり、この状態で、該ベアチップ２をカメラ28によって撮像するので、図22（ａ）に示す如く、撮像する領域を拡大することができ、高分解能でベアチップ２の画像処理検査が可能であり、又、図22（ｂ）に示す如く、画像処理するエリアを小さくすることができ、画像処理に要する時間を短縮することもできる。したがって、ベアチップ２に欠け29等の欠陥がある場合に、これを確実に検知することができて不良検査が容易に行われる。
【００７４】
図23、24に示す例では、検知手段として、中間位置Ｂでチップ保持部５に位置決め保持されているベアチップ２に接触される電源供給プローブ30と、同チップ保持部５の基準面51に設けられる電極31と、を備えている。又、ベアチップ２はＬＥＤであり、電源供給プローブ30に対向する側及びチップ保持部５の基準面51に対向する側の両面が各々電極端子となっている。該検知手段においては、中間位置Ｂで電源供給プローブ30が下降して、その先端がチップ保持部５に位置決め保持されているベアチップ２に接触される。これによって、電源供給プローブ30とチップ保持部５の電極31との間に介在するベアチップ２に給電される。
【００７５】
この場合、セット位置Ａから離脱位置Ｃまで回動される間に、ベアチップ２がチップ保持部５に正常状態で保持されていることを確認することができる検知手段である点では、上記図20に示した検知手段と同様であるが、それ以外にも、次のような利点がある。
【００７６】
すなわち、ベアチップ２が微小であっても該ベアチップ２はチップ保持部５に正確に位置決めされるので、同チップ保持部５が停止した中間位置Ｂで、同ベアチップ２に電源供給プローブ30の先端が確実に接触されて給電される。したがって、ベアチップ２の導電確認が確実に行われ、導電に係る不良検査を容易に行うことができる。
【００７７】
図25、26に示す例では、検知手段として、上記図23、24に示した検知手段と同様の構成（電源供給プローブ30、電源31等）に加え、中間位置Ｂにおける搬送ステージ６の側方に設けられる光電センサ33を備えている。この場合も、ベアチップ２はＬＥＤであり、電源供給プローブ30に対向する側及びチップ保持部５の基準面51に対向する側の両面が各々電極端子となっていて、上記図23、24に示した検知手段におけると同様に動作して、中間位置Ｂでチップ保持部５に位置決め保持されているベアチップ２に給電される。
【００７８】
したがって、該検知手段においては、上記図23、24に示した検知手段におけると同様の作用効果が得られるに加え、ＬＥＤであるベアチップ２の光量に係る不良検査を容易に行うことができるという作用効果が得られる。すなわち、中間位置Ｂで給電されて発光するベアチップ２の光量を、その側方に位置する光電センサ33によって検知することができ、その際、ベアチップ２と光電センサ33との間の位置ずれが少なくて、正確な光量検査が行われる。
【００７９】
又、該実施形態の半導体実装装置においては、上記図20〜26に示した検知手段で異常が確認された場合に、吸着ヘッド3bが次に正常状態でベアチップ２を保持しているチップ保持部５が離脱位置Ｃに来るまで待機するようになっている。この場合、吸着ヘッド3bは検知手段の検知出力に対応して駆動制御される。したがって、この場合は、チップ保持部５に正常状態で保持されているベアチップ２だけが離脱位置Ｃで吸着ヘッド3bに受け渡されることになるので、実装不良を防止することができる。
【００８０】
又、この場合に、異常が確認されたチップ保持部５に保持されているベアチップ２を同チップ保持部５から除去する排除手段を備えても良い。この場合、不良となるベアチップ２が排除手段によってチップ保持部５から除去されるので、次回のセット位置Ａで同チップ保持部５に支障なくベアチップ２を保持させることができるようになる。排除手段の具体例を次に示す。
【００８１】
図27に示す排除手段は、離脱位置Ｃを過ぎたその他位置Ｄにおいて、チップ保持部５に残存したベアチップ２を吹き飛ばすものである。この場合、図10〜14にて説示した場合と同様のエア作用経路において、加圧ラインからバルブc2と並列にバルブｄを配管接続し、該バルブｄからその他位置Ｄに対応するようにエア配管している。この場合には、加圧ラインが共用され、バルブｄを制御することにより、その他位置Ｄにおいて、チップ保持部５に残存したベアチップ２が吹き飛ばされる。又、不良のベアチップ２だけでなく、ベアチップ２のかけらやその他のゴミ等も同様に吹き飛ばして除去することができ、次回のセット位置Ａでチップ保持部５に確実にベアチップ２を保持させることができる。
【００８２】
図28に示す排除手段は、離脱位置Ｃを過ぎたその他位置Ｄにおいて、チップ保持部５に残存したベアチップ２をブラシ34によって掃き落とすものである。この場合、離脱位置Ｃを過ぎたその他位置Ｄにおいて、搬送ステージ６の外側にブラシ34が設置固定され、該ブラシ34のブラシ先端部分が回動する同搬送ステージ６の外周面（チップ保持部５の内面を含む）に摺接するようになっている。したがって、この場合には、チップ保持部５に残存した不良のベアチップ２が掃き落とされて除去されるだけでなく、ベアチップ２のかけらやその他のゴミ等も同様に掃き落とされて、同チップ保持部５内がクリーニングされ、次回のセット位置Ａで該チップ保持部５に確実にベアチップ２を保持させることができる。
【００８３】
又、該実施形態の半導体実装装置においては、図29に示す如く、離脱位置Ｃで吸着ヘッド3bによりベアチップ２をチップ保持部５から離脱させることができなかった場合に、該吸着ヘッド3bによって実装する作業が行われないようになっている。この場合、例えば、上記図20に示したような吸着圧を検知する検知手段が採用され、該検知手段の検知出力に対応して、吸着ヘッド3bが実装作業を行わないように駆動制御される。したがって、この場合は、ベアチップ２がチップ保持部５から離脱されなかった場合に実装作業は行われないので、ベアチップ２が受け渡されなかった空状態の吸着ヘッド3bが基板４に衝突する等、実装時の不都合を未然に防止することができる。
【００８４】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の請求項１記載の半導体実装装置においては、搬送と同時にベアチップの姿勢補正と向き変更とが行われ、簡単な工程で且つ短いタクトタイムで角度姿勢を変え高精度に実装することができる。
【００８６】
又、チップ保持部内でベアチップが吸着保持されて外れ落ち難く、しかも、該ベアチップは確実に位置決めされる。
【００８７】
又、チップ保持部に保持されるベアチップは頂角へと引っ張られて三つの基準面に当接した状態に位置決めされ、微小なベアチップであっても確実に位置決めされてその姿勢補正が正確に行われる。
【００８８】
又、本発明の請求項２記載の半導体実装装置においては、特に、二つのプレートを重合一体化して搬送ステージが形成され、上記請求項１におけるチップ保持部を簡単に加工製作することができる。
【００８９】
又、本発明の請求項３記載の半導体実装装置においては、特に、吸気孔にエアを作用させるエア作用部が回動せず、該エア作用部へのエア配管は回動せずその巻きつきが防止され、しかも、同エア作用部に設けられる流通経路を介して吸気孔へと支障なくエアは作用される。
【００９０】
又、本発明の請求項４記載の半導体実装装置においては、特に、セット位置側にあるチップ保持部の吸気孔と離脱位置側にあるチップ保持部の吸気孔との各々に、分割されたエア流通経路を介して別々にバルブでエアが作用するように制御することができる。
【００９１】
又、本発明の請求項５記載の半導体実装装置においては、特に、離脱位置でエアーが吹き出されてベアチップはチップ保持部から吸着ヘッドへと確実に受け渡され、それ以外の位置ではチップ保持部にベアチップを確実に吸着保持させておくことができる。
【００９２】
又、本発明の請求項６記載の半導体実装装置においては、特に、ベアチップをチップ保持部に対してセットしたり離脱させたりする際、吸着ヘッドが搬送ステージの外周面に当たることが回避されて、ベアチップの受け渡し作業に支障を来すことが防止される。
【００９３】
又、本発明の請求項７記載の半導体実装装置においては、特に、停止状態にあるチップ保持部に対して確実にベアチップをセットしたり離脱させたりすることができ、その際、セット作業と離脱作業とが同時に行われて、ベアチップの受け渡し作業の効率化が図られる。
【００９４】
又、本発明の請求項８記載の半導体実装装置においては、特に、ベアチップの受け渡し作業がより効率化され、実装のタクトタイムの更なる短縮化を図ることができ、セット位置と離脱位置との間の中間位置で停止している際にベアチップの検査等を行うこともできる。
【００９５】
又、本発明の請求項９記載の半導体実装装置においては、特に、セット位置と離脱位置との間でベアチップがチップ保持部に正常状態で保持されていることが検知手段で確認され、離脱位置での受け渡し作業に支障を来すことを未然に防止することが可能となる。
【００９６】
又、本発明の請求項１０記載の半導体実装装置においては、特に、チップ保持部に正常状態で保持されているベアチップだけが離脱位置で吸着ヘッドに受け渡されることになり、実装不良を防止することができる。
【００９７】
又、本発明の請求項１１記載の半導体実装装置においては、特に、不良となるベアチップが排除手段によってチップ保持部から除去され、次回のセット位置で同チップ保持部に支障なくベアチップを保持させることができる。
【００９８】
又、本発明の請求項１２記載の半導体実装装置においては、特に、ベアチップがチップ保持部から離脱されなかった場合に実装作業が行われないようになっていて、実装時の不都合を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である半導体実装装置を示す斜視図。
【図２】同半導体実装装置における搬送ステージを示す分解斜視図。
【図３】同搬送ステージの要部を示す拡大斜視図。
【図４】同半導体実装装置における別の搬送ステージを例示する斜視図。
【図５】同搬送ステージの要部を示す拡大斜視図。
【図６】同半導体実装装置における更に別の搬送ステージを例示する斜視図。
【図７】同搬送ステージの要部を示す拡大斜視図。
【図８】同半導体実装装置における搬送ステージの回動機構を示す分解斜視図。
【図９】同回動機構の要部を示す断面図。
【図１０】同半導体実装装置における搬送ステージでの受け渡し作業の一形態を例示する概略正面図。
【図１１】同受け渡し作業形態における搬送ステージとエア作用部との位置関係を示す概略正面図。
【図１２】同受け渡し作業形態における（ａ）は搬送ステージの概略正面図、（ｂ）はエア作用部の概略正面図。
【図１３】同受け渡し作業形態におけるセット、中間、離脱の各位置でのエア作用状態を表す過程グラフ図。
【図１４】同受け渡し作業形態におけるエアの流れの一例を示すエア配管図。
【図１５】同受け渡し作業形態におけるチップ保持部と吸着ヘッドとのエア作用状態の相互関係を表す過程グラフ図。
【図１６】同半導体実装装置における搬送ステージでの受け渡し作業の別形態を例示する概略正面図。
【図１７】同受け渡し作業形態における搬送ステージとエア作用部との位置関係を示す概略正面図。
【図１８】同受け渡し作業形態における（ａ）は搬送ステージの概略正面図、（ｂ）はエア作用部の概略正面図。
【図１９】同受け渡し作業形態におけるセット、中間、離脱の各位置でのエア作用状態を表す過程グラフ図。
【図２０】同半導体実装装置における検知手段の一例を示すエアフロー図。
【図２１】同半導体実装装置における検知手段の別の例を示す斜視図。
【図２２】同検知手段による検知状態を表示する（ａ）、（ｂ）各々異なる撮像画面を示す概略画面図。
【図２３】同半導体実装装置における検知手段の更に別の例を示す斜視図。
【図２４】同検知手段の動作状態を示す拡大斜視図。
【図２５】同半導体実装装置における検知手段の更に別の例を示す斜視図。
【図２６】同検知手段の動作状態を示す拡大斜視図。
【図２７】同半導体実装装置における排除手段の一例を示すエアフロー図。
【図２８】同半導体実装装置における排除手段の別の例を示す斜視図。
【図２９】同半導体実装装置においてベアチップが離脱されなかった状態を示す要部斜視図。
【図３０】従来例である半導体実装装置を示す全体概略図。
【図３１】別の従来例である半導体実装装置を示す要部側面図。
【符号の説明】
１ ウエハシート
２ ベアチップ
３ 吸着ヘッド
４ 基板
５ チップ保持部
６ 搬送ステージ
７ 吸気孔
8a プレート
8a プレート
11 切欠凹部
18 エア作用部
25 エア流通経路
51 基準面
52 基準面
53 基準面
Ａ セット位置
Ｂ 中間位置
Ｃ 離脱位置

Claims (12)

1. ウエハシートから半導体のベアチップを吸着ヘッドによって取り出し、同ベアチップを基板へと搬送して該基板に吸着ヘッドによって実装する半導体実装装置において、ベアチップを位置決めした状態で保持するチップ保持部が円周上で回動される回動式の搬送ステージをウエハシートと基板との間に介設し、ウエハシートから取り出されたベアチップをチップ保持部にセットして搬送ステージを所定角度回動させることにより、同チップ保持部に保持されたベアチップが所定の角度姿勢となる離脱位置にまで回動搬送されるようになし、搬送ステージを略円盤状に形成してその外周面に凹所となるチップ保持部を形成し、該チップ保持部内にベアチップを吸着させるための吸気孔を形成し、チップ保持部内にベアチップの三面が当接される三つの基準面を形成し、該三つの基準面の頂角となる位置に吸気孔を形成したことを特徴とする半導体実装装置。
2. 二つのプレートを重合一体化して搬送ステージを形成し、一方のプレートの外周面に二つの基準面を有する凹所を形成し、他方のプレートの表面を残る一つの基準面となしてチップ保持部を形成し、同他方のプレートに吸気孔を穿設形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。
3. 吸気孔にエアを作用させるエア作用部を搬送ステージとは別体に形成して回動しないよう設置し、セット位置と離脱位置との間で吸気孔とエア作用部とを連通させるエア流通経路を同エア作用部に設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。
4. エア流通経路をセット位置側と離脱位置側とに分割して配設し、個々にバルブでエア制御されるようになしたことを特徴とする請求項３記載の半導体実装装置。
5. ベアチップの離脱位置で吸気孔からエアーを吹き出すようエア制御されるようになしたことを特徴とする請求項４記載の半導体実装装置。
6. 搬送ステージの外周面にチップ保持部の周方向両側で凹んだ吸着ヘッドが当たるのを回避するための切欠凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。
7. 搬送ステージに同一円周上で等間隔に複数のチップ保持部を配設し、該チップ保持部の間隔をセット位置から離脱位置まで回動される所定角度に対応させ、セット位置及び離脱位置にチップ保持部が位置した状態で同搬送ステージの回動が間欠的に停止されるようになしたことを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。
8. 所定角度を等分する位置にもチップ保持部を配設したことを特徴とする請求項７記載の半導体実装装置。
9. セット位置から離脱位置まで回動される間に、ベアチップがチップ保持部に正常状態で保持されていることを確認する検知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。
10. 検知手段で異常が確認された場合に、吸着ヘッドが次に正常状態でベアチップを保持しているチップ保持部が離脱位置に来るまで待機するようになしたことを特徴とする請求項９記載の半導体実装装置。
11. 異常が確認されたチップ保持部に保持されているベアチップを同チップ保持部から除去する排除手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載の半導体実装装置。
12. 離脱位置で吸着ヘッドによりベアチップをチップ保持部から離脱させることができなかった場合に、該吸着ヘッドによって実装する作業が行われないようになしたことを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。

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