JP4085995B2 - 回転テーブル機構 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体チップが貼着されたウェハシートなどを保持する部品保持部を回転させる回転テーブル機構に関するものである。
半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数のチップより成るウェハから切り出され、このチップの切り出しは、ウェハシートに半導体ウェハを貼着した状態で行われる。そして切り出された個片チップは粘着シートからピックアップヘッドによって剥ぎ取られてピックアップされ、リードフレームなどの基板にボンディングされる。
このボンディング装置の部品供給部には、ピックアップ対象の半導体ウェハをピックアップ位置に位置合わせするために、ウェハシートを保持したウェハリングを水平移動させる移動機構が必要とされ、この移動機構はウェハリングを保持する保持テーブルをＸＹ方向に移動させる直動機構と、保持テーブルをθ方向に回転させる回転テーブル機構とを組み合わせて構成される（例えば特許文献１参照）。
特開平５−２９９４４８号公報
近年半導体製造工程においては、生産性向上の要請からウェハサイズは大型化するとともに、多品種対応が求められる傾向にある。このため、ダイボンディング装置においても大径ウェハを含む複数種類の半導体ウェハを対象とすることを迫られており、これに伴って各種の保持テーブルを着脱自在に容易に交換可能で汎用性に優れた回転テーブル機構が求められている。しかしながら従来の回転テーブル機構においては、保持テーブルの外周側をクロスローラベアリングなどの軸受け機構によって保持する構成を採用していたため、保持テーブルを容易に交換することが困難であった。
そこで本発明は、複数種類のテーブル部材を容易に交換自在に装着することが可能な回転テーブル機構を提供することを目的とする。
本発明の回転テーブル機構は、電子部品を保持する部品保持部を部品保持平面内で回転させる回転テーブル機構であって、前記部品保持部が装着され前記部品保持平面に略平行な平面内で回転自在なテーブル部材と、前記テーブル部材を前記部品保持平面と略平行に保持するテーブル保持面が形成されたベース部材と、前記ベース部材に対して前記テーブル部材を回転自在に保持する回転保持機構と、前記テーブル部材を回転駆動する回転駆動手段とを備え、前記回転保持機構は、前記テーブル部材を前記ベース部材に対して相対移動自在に支持する支持手段と、前記ベース部材の上面側に形成された円周状ガイド面に対して前記テーブル部材の下面に結合された当接ガイド部材を当接させることにより、前記テーブル部材を前記円周状ガイド面の中心点に対して回転自在にガイドする回転ガイド手段とを含む。
本発明によれば、テーブル保持面が設けられたベース部材に対してテーブル部材を回転自在に保持する回転保持機構を、テーブル部材をベース部材に対して相対移動自在に支持する支持手段と、テーブル保持面に形成された円周状ガイド面に対して当接ガイド部材を当接させてテーブル部材を円周状ガイド面の中心点に対して回転自在にガイドする回転ガ
イド手段とで構成することにより、テーブル部材を容易にベース部材から取り外すことができ、複数種類のテーブル部材を容易に交換自在に装着することができる。
イド手段とで構成することにより、テーブル部材を容易にベース部材から取り外すことができ、複数種類のテーブル部材を容易に交換自在に装着することができる。
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（ａ）は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の斜視図、図１（ｂ）は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の部分断面図、図２は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の斜視図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の平面図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の側断面図、図４は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の平断面図、図５（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施の形態の回転テーブル機構の部分断面図である。
まず図１を参照して部品テーブル１の全体構造を説明する。部品テーブル１は、ダイボンディング装置など電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において、電子部品を移載ヘッドに供給する部品供給部に配設され、電子部品を移載ヘッドに位置合わせするために用いられるものである。図１（ａ）において、Ｘテーブル２Ｘ、Ｙテーブル２Ｙを積層した構成のＸＹテーブル２には、結合ブラケット３を介して回転テーブル機構４が装着されている。回転テーブル機構４は平板状のベース部材５の上面側に、円環形状のテーブル部材６を回転駆動機構８によって回転自在に配設した構造となっている。
テーブル部材６の上面側には円形の開口部６ａに沿って円筒形状のエキスパンドリング７が固着されている。ダイボンディング装置における部品供給に際しては、エキスパンドリング７に対して上方からウェハホルダ（図示省略）に保持されたウェハリング９を下降させて、図１（ｂ）に示すようにウェハリング９に装着されたウェハシート９ａの下面をエキスパンドリング７の頂部に押し付け、ウェハシート９ａを引き伸ばす。
これにより、ウェハシート９ａにダイシングによる分離状態のまま貼着保持された電子部品である半導体チップ１０は相互に引き離され、移載ヘッドによって個片ごとに半導体チップ１０を取り出すことが可能な状態となる。そしてこの状態では半導体チップ１０はウェハシート９ａを介してエキスパンドリング７によって保持される。したがって、エキスパンドリング７は電子部品である半導体チップ１０を保持する部品保持部となっている。このとき、半導体チップ１０はエキスパンドリング７の頂部に接する平面で形成される部品保持平面Ｈ内に保持されており、この状態で回転駆動機構８を駆動してテーブル部材６を回転させることにより、半導体チップ１０は回転テーブル機構４によって部品保持平面Ｈ内で回転する。
次に図２〜図５を参照して、回転テーブル機構４の詳細構造を説明する。図２は、テーブル部材６、エキスパンドリング７を部分的に切断して図示しており、上面にエキスパンドリング７が装着されたテーブル部材６は、部品保持平面Ｈに平行な平面内で回転自在となっている。ベース部材５の上面は部品保持平面Ｈに平行に設定されており、テーブル部材６はベース部材５の上面によって保持される。すなわちベース部材５には、テーブル部材６を部品保持平面Ｈと略平行に保持するテーブル保持面５ａが形成されている。
次に、ベース部材５に対してテーブル部材６を回転自在に保持する回転保持機構、およびテーブル部材６を回転駆動する回転駆動機構８について説明する。図２に示すように、ベース部材５にはテーブル部材６の開口部６ａと同心位置に円形の開口部５ｂが設けられている。開口部５ｂの縁部には、上端部に外周側に張り出した鍔部１１ａが設けられたガイドリング１１が設けられている。ガイドリング１１の外周には、後述する当接ガイド部材１３が当接する円周状ガイド面１１ｃが設けられている。なお、ガイドリング１１の内周に円周状ガイド面１１ｃを設けてもよい。また、鍔部１１ａは必須のものではない。
テーブル部材６の下面には、４箇所の等配位置に転動支持部材１２が下方に突出して設けられている。図５（ａ）に示すように、転動支持部材１２は下端部にボール１２ｂが転動自在に装着されたボール保持部１２ａを備えている。ボール保持部１２ａの上部は、テーブル部材６に設けられた締結孔６ｂに螺合するねじ部１２ｄとなっており、ねじ部１２ｄを締結孔６ｂに螺合させてロックナット１２ｃを締め付けることにより、転動支持部材１２はテーブル部材６に固定される。
４箇所の転動支持部材１２に装着されたボール１２ｂの下端面がテーブル保持面５ａに接触してボール１２ｂがテーブル保持面５ａ上で転動することにより、テーブル部材６はテーブル保持面５ａによって転動支持部材１２を介して水平方向に移動自在に保持される。したがって、転動支持部材１２はテーブル部材６をベース部材５に対して相対移動自在に支持する支持手段となっており、本実施の形態においては、この支持手段はテーブル部材６の下面に結合した構成となっている。
図２に示すように、テーブル部材６の下面には、ガイドリング１１の外周側に位置する４箇所には、当接ガイド部材１３が下方に突出して設けられている。図５（ｂ）に示すように、当接ガイド部材１３は、玉軸受けなどを利用したローラ１３ｂが外周に装着された軸部材１３ａを、テーブル部材６に設けられた装着孔６ｃにボルト１３ｄによって固定した構成となっており、ローラ１３ｂの上下位置は、軸部材１３ａの下端部とカラー部材１３ｃによって位置保持される。
テーブル部材６をベース部材５によって保持した状態では、４個の当接ガイド部材１３のローラ１３ｂはガイドリング１１の円周状ガイド面１１ｃに当接する。これにより、テーブル部材６はガイドリング１１の中心点に対して回転自在に保持される。そしてこの状態においては、鍔部１１ａによってローラ１３ｂの上方への離脱が防止される。ガイドリング１１および当接ガイド部材１３は、テーブル保持面５ａに所定の角度（本実施の形態ではテーブル保持面５ａに対して垂直であるが、これに限られるものではない。）をもって形成された円周状ガイド面１１ｃに対して当接ガイド部材１３を当接させることにより、テーブル部材６を円周状ガイド面１１ｃの中心点に対して回転自在にガイドする回転ガイド手段を構成する。
なお、４個の当接ガイド部材１３の位置設定においては、４つのローラ１３ｂの内周側によって形成される周面と円周状ガイド面１１ｃとの嵌め合いが隙間勝手となるように、すなわち各ローラ１３ｂと円周状ガイド面１１ｃとの間に幾分かの隙間が生じるようにしている。これにより、後述するように、組み立て時やメンテナンス時のテーブル部材６の着脱作業が容易になるとともに、テーブル部材６の回転駆動においてかじりを生じることなく円滑に駆動することができるようになっている。
図４に示すように、ガイドリング１１には、鍔部１１ａを部分的に切除することによって当接ガイド部材１３が上下方向に通過可能となるようにした切欠き部１１ｂが４箇所に設けられている。切欠き部１１ｂの配列位相はテーブル部材６における当接ガイド部材１３の配列位相に対応しており、テーブル部材６を回転させることにより、全ての当接ガイド部材１３を切欠き部１１ｂの位置に一致させて、当接ガイド部材１３を切欠き部１１ｂを介して上下に移動させることができるようになっている。
これにより、テーブル部材６をベース部材５に装着する際には、当接ガイド部材１３をテーブル部材６の下面に結合したままの状態で、着脱作業を行うことができ、対象とするウェハリングのサイズに応じて複数種類のテーブル部材６を使い分ける必要がある場合においても、テーブル部材６の交換作業を容易に行うことができる。なお、通常の装置稼働
時におけるテーブル部材６の回転範囲では、当接ガイド部材１３と切欠き部１１ｂの位置が一致しないように配置が決定されており、装置稼動状態においてテーブル部材６が離脱することはない。
時におけるテーブル部材６の回転範囲では、当接ガイド部材１３と切欠き部１１ｂの位置が一致しないように配置が決定されており、装置稼動状態においてテーブル部材６が離脱することはない。
次に回転駆動機構８について説明する。図２において、ベース部材５の上面には、ベース部材５に設けられた切欠き部５ｃの両側に沿って、ガイドレール１５が配設されている。ガイドレール１５にスライド自在に篏着されたスライダ１６は、移動プレート１７の下面に固着されており、移動プレート１７はスプリング１８によって図３に示す矢印方向（テーブル６の回転中心方向）に付勢されている。
テーブル部材６において移動プレート１７に対向した位置の下面側には、大径の平歯車を部分的に切り出した形状の従動ギア２１（第１の歯車）が結合されている。移動プレート１７の下面側には、モータ１９が回転軸を移動プレート１７上に突出させて装着されており、モータ１９の回転軸には駆動ギア２０（第２の歯車）が従動ギア２１に噛み合い可能な位置に結合されている。
駆動ギア２０が従動ギア２１に噛み合った状態でモータ１９を回転駆動することにより、駆動ギア２０および従動ギア２１を介してテーブル部材６が回転する。駆動ギア２０による従動ギア２１への回転の伝導において、駆動ギア２０はスプリング１８の付勢力によって従動ギア２１に押し付けられる。すなわち、回転駆動機構８は、テーブル部材６に結合された従動ギア２１と、従動ギア２１に噛合する駆動ギア２０と、駆動ギア２０を回転駆動するモータ１９とを備えた構成となっており、スプリング１８は、駆動ギア２０を従動ギア２１の略中心方向に対して押し付ける押し付け手段となっている。
このような構造を採用することにより、テーブル部材６をモータ１９によって回転駆動する際に、駆動ギア２０と従動ギア２１との遊びがなくなり、さらにテーブル部材６全体が従動ギア２１を介して一方向に押し付けられる。これにより、当接ガイド部材１３がガイドリング１１に当接してテーブル部材６の回転がガイドされる際には、ローラ１３ｂとガイドリング１１との間の隙間によるガタつきや騒音を生じることなく円滑な動作が確保される。またテーブル部材６の着脱時には、移動プレート１７をスプリング１８の付勢力に抗して回転中心から外側の方向に引き出すことによって、駆動ギア２０と従動ギア２１とを引き離すことができ、着脱作業を容易に行うことが可能となっている。
上記説明したように、本発明の回転テーブル機構は、テーブル保持面５ａが設けられたベース部材５に対してテーブル部材６を回転自在に保持する回転保持機構を、テーブル部材６をベース部材６に対して相対移動自在に支持する支持手段と、テーブル保持面５ａに形成された円周状ガイド面１１ｃに対して当接ガイド部材１３を当接させてテーブル部材６を円周状ガイド面１１ｃの中心点に対して回転自在にガイドする回転ガイド手段とで構成するようにしている。
これにより、テーブル部材の外周側をクロスローラベアリングなどの軸受け機構によって保持する構成と比較して、テーブル部材を容易にベース部材から取り外すことが可能となる。したがって、大径ウェハを含む複数種類の半導体ウェハを対象とする場合において、大きさの異なる複数のテーブル部材を着脱自在に容易に交換自在に装着することができる。
本発明の回転テーブル機構は、複数種類のテーブル部材を容易に交換自在に装着することができるという効果を有し、電子部品実装装置の部品供給部において半導体チップが貼着されたウェハシートなどを保持する部品保持部を回転させる回転テーブル機構として利
用可能である。
用可能である。
２ ＸＹテーブル
４ 回転テーブル機構
５ ベース部材
５ａ テーブル保持面
６ テーブル部材
７ エキスパンドリング
８ 回転駆動機構
９ ウェハリング
１０ 半導体チップ
１１ ガイドリング
１１ａ 鍔部
１１ｂ 切欠き部
１２ 転動支持部材
１３ 当接ガイド部材
１８ スプリング
１９ モータ
２０ 駆動ギア
２１ 従動ギア
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２０ 駆動ギア
２１ 従動ギア
Claims (4)
- 電子部品を保持する部品保持部を部品保持平面内で回転させる回転テーブル機構であって、前記部品保持部が装着され前記部品保持平面に略平行な平面内で回転自在なテーブル部材と、前記テーブル部材を前記部品保持平面と略平行に保持するテーブル保持面が形成されたベース部材と、前記ベース部材に対して前記テーブル部材を回転自在に保持する回転保持機構と、前記テーブル部材を回転駆動する回転駆動手段とを備え、前記回転保持機構は、前記テーブル部材を前記ベース部材に対して相対移動自在に支持する支持手段と、前記ベース部材の上面側に形成された円周状ガイド面に対して前記テーブル部材の下面に結合された当接ガイド部材を当接させることにより、前記テーブル部材を前記円周状ガイド面の中心点に対して回転自在にガイドする回転ガイド手段とを含むことを特徴とする回転テーブル機構。
- 前記支持手段は、前記テーブル部材の下面に結合されていることを特徴とする請求項１記載の回転テーブル機構。
- 前記円周状ガイド面は円筒状部材の外周に設けられており、前記円筒状部材の上端部に鍔部を設けたことを特徴とする請求項１記載の回転テーブル機構。
- 前記鍔部に、前記当接ガイド部材が上下方向に通過可能な切欠き部を設けたことを特徴とする請求項３記載の回転テーブル機構。
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