JP4210106B2 - 半導体装置の反転及び位置決め機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に係り、特にウェハから個別に切り出され、外部電極が形成された半導体装置に工程処理を行う半導体装置の反転及び位置決め機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
ダイシング、マウンティング、ボンディング、シーリングの各組立工程を経た半導体装置は、オートハンドラと呼ばれる複合処理装置に供給される。そして、オートハンドラに設けられた保持機構によってピックアップ、保持され、オートハンドラ内を搬送されながら、外部電極切断及び加工、電気特性測定、分類、マーキング、外観検査、梱包(テープ梱包)等の各工程処理が施される。
【0003】
この組立工程から、オートハンドラへの半導体装置の供給方法には、以下の二通りの方法がある。すなわち、個片の半導体装置をリードフレームに搭載し、リードフレーム供給ユニットによって供給する方法と、振動式パーツフィーダによって一定の方向・姿勢に整列して供給する方法である。
【0004】
このうち、振動式パーツフィーダを用いて整列して半導体装置を供給する方法においては、パーツフィーダの振動等によって、半導体装置が必ず正確な姿勢で供給されるとは限らない。すなわち、次の工程のオートハンドラの保持機構にピックアップされる際の半導体装置の位置精度が悪く、ときには正方向、逆方向の二通りの方向のままピックアップされることがある。このような場合には、半導体装置はオートハンドラで正確な位置に保持されない状態のまま各処理工程を経ることとなり、これにより、半導体製造装置の処理精度の低下や稼動率の低下を招くこととなる。
【0005】
そのため、振動式パーツフィーダによって個片化された半導体装置を供給する場合、オートハンドラによる半導体装置のピックアップ後において、何らかの手段によって、半導体装置の位置精度を向上させる必要がある。そして、このような機構としては、従来より、以下に示すような、方向反転機構、位置決め機構が応用されてきた。
【0006】
例えば、特許文献1では、図6に示すように、半導体装置Sを回転ベース21上に載置、固定し、回転ベース21を回転軸を中心として回転させ、半導体装置Sの方向位置を補正する方向反転機構が提案されている。このような技術を応用することによって、オートハンドラによる半導体装置のピックアップ後において、正逆方向の半導体装置の方向を補正することが可能となっている。
【0007】
また、特許文献2では、図7(A)に示すように、吸着気孔を有するステージP上に固定された半導体装置Sを、前後左右に設けられたスライド式の爪上部材31で挟み込むことによって、同図(B)に示すように、半導体装置Sの位置決めをする機構が開示されている。このような機構によって、半導体装置Sの位置補正を的確に行い、次の処理工程へ供給することによって、ストレスなく半導体装置Sに所望の加工を施すこととしたものである。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−303224号
【特許文献2】
特開2001−223255号
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の位置決め機構では、半導体装置を反転させる機構と、位置決め機構とが別個の機構で処理されており、それぞれの工程処理機構を設ける必要があった。一方、半導体装置がリードフレームにて供給される場合、あらかじめ方向がそろえられているため、反転機構は不要である。したがって、リードフレーム供給型のオートハンドラでは反転機構は不要であるが、振動式パーツフィーダ供給型との装置の互換性から、リードフレーム供給型にも反転機構用のスペースが設けられ、装置の縮小化の妨げとなっていた。
【0010】
また、一般的に、生産性向上を目的として搬送速度を高めることが行われるが、その場合、搬送機構を軽量化する必要がある。そのため、反転機構や位置決め機構等は搬送機構には搭載せず、工程処理機構として設けられることとなり、結果として装置の寸法が大きくなるという問題があった。同様に、生産性を上げるために、2個の半導体装置に並行して工程処理を行うためには、反転機構や位置決め機構もそれぞれ2つ設ける必要があり、装置全体の拡大及びそれに伴うメンテナンス性の劣化という問題があった。
【0011】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の製造処理工程において、工程処理機構を簡略化することによって、装置の縮小化、生産性の向上を図ることができる半導体製造装置の反転及び位置決め機構を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、半導体装置を吸着保持しながら搬送する吸着ノズルと、前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置が挿入される溝部を備えた回転軸と、前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置を挟持する少なくとも1対のガイドとを有し、前記回転軸と前記ガイドとが、同一処理工程において同一軸線上で回転可能に構成されていることを特徴とする。
【0013】
以上のような請求項1記載の発明では、パーツフィーダから逆方向あるいは位置ズレした状態で供給される半導体装置を、回転軸に設けられた溝部に挿入し、回転軸の回転によって方向補正を行う反転処理と、ガイドにより挟持して位置ズレを補正する位置決め処理とを一つの処理工程で行うことが可能となる。したがって、方向反転機構と位置決め機構とを別個に設ける必要がなくなり、2つの工程処理機構を一つにまとめることができるため、装置全体の縮小化が可能となると共に、生産性の向上を図ることができるようになる。また、半導体の方向、位置決め工程処理機構を一つにまとめる分、他の処理工程を増加することへの対応が容易になる。
【0014】
さらに、オートハンドラを、複数個の半導体装置に対して並行して工程処理を行うよう構成した場合でも、方向反転機構と位置決め機構を一つの処理装置にまとめることによって、装置規模の拡大、それに伴うメンテナンス性の劣化を最小限に抑えることができる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の半導体装置の反転及び位置決め機構において、前記半導体装置の側面の一方の対向する面にはそれぞれ異なる形状または極性を有する電極が設けられ、前記溝部は、前記回転軸を通過する直線上に設けられ、前記溝部上部には前記半導体装置の前記吸着ノズルによる保持状態における前記溝部長軸方向に対する位置ズレ分の幅を持ってテーパ加工が施され、前記溝部下部の幅は前記半導体装置の非電極側の幅と略同一に構成され、前記吸着ノズルは、前記半導体装置の電極が設けられた側を前記溝部の長軸方向に向けて保持し、前記溝部には、前記吸着ノズルに保持された前記半導体装置が、前記テーパ加工部分下部まで前記半導体装置の電極が設けられた端部を前記溝部の長軸方向に向けて挿入され、前記テーパ加工部分下部では、前記半導体装置が前記溝部長軸方向に対して位置決めされ、前記ガイドは、前記溝部両端から前記半導体装置挿入地点に向けて前記溝部長軸方向に沿ってスライドし、前記半導体装置の電極が設けられた端部側面を挟持し、前記回転軸及び前記ガイドは、前記半導体装置の溝部長軸方向に対する電極の方向を反転させるべく回転することを特徴とする。
【0016】
以上のような請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明に加えて、以下のような作用効果を奏する。すなわち、半導体装置の電極が設けられた側面は、溝部長軸方向に向けられており、電極の設けられていない面のみが溝部の側面と接することとなるため、半導体装置の破損等を招くことがない。また、溝部上部がテーパ加工され、下部は半導体装置の幅と略同一の幅に形成されているため、半導体装置の溝部挿入時に、そのテーパ面に沿って挿入されることによって、半導体装置の溝部長軸方向に対する位置ズレを補正することが可能となる。一方、ガイドは、半導体装置の電極が設けられた側面を挟持するため、これにより溝部短軸方向の位置ズレが補正できる。さらに、回転軸及びガイドは、電極の極性を反転させるように回転するため、パーツフィーダによって正逆反対方向にして供給された半導体装置の向きを正しい方向に変化することが可能となる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の半導体装置の反転及び位置決め機構において、前記回転軸及び前記ガイドは、前記半導体装置の溝部長軸方向に対する電極の方向を反転させるべく回転することを特徴とする。以上のような請求項3に記載の発明では、半導体装置の位置決めを、2対のガイドによって半導体装置の両側面を挟持することによって行うことができるので、請求項1に記載の発明に加えて、半導体装置の反転及び位置決め処理をより正確に行うことが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態(以下、本実施の形態という)について図1から図5を参照して具体的に説明する。
【0019】
〔1.実施の形態〕
〔1−1.実施の形態の構成〕
本実施の形態における半導体装置の反転及び位置決め機構1(以下、機構1と言う)は、図1に示すように、ダイシング・マウンティング・ボンディング・シーリングの各組立工程を経て、図示しない振動式パーツフィーダから供給される半導体装置Sを、吸着保持し次工程へ搬送する吸着ノズル2と、この半導体装置Sの方向を反転させる回転軸3と、半導体装置Sを挟持し、位置決めを行う1対のガイド4と、この回転軸3とガイド4を同軸上で回転させる回転駆動部5と、機構1全体の動作を制御する制御部C(図示せず)とからなる。
【0020】
吸着ノズル2は、円筒形状で、その端部面である吸着面2aには、複数の真空吸着孔2bが設けられ、内部には、この真空吸着孔2bと連結して吸引道2cが設けられている。そして、この真空吸着孔2bが半導体装置S表面に接触し、吸着ノズル2内部の吸引道及び外部に設けられた吸引機(図示せず)を介して、半導体装置Sを吸着保持するように構成されている。
【0021】
このような吸着ノズル2は、図示しないパーツフィーダの部品取出し口から半導体装置Sをピックアップし、ノズル2上部に設けられた搬送機構を介して、回転軸3に半導体装置Sを移送するようになっている。なお、パーツフィーダから吸着ノズル2よって移送される半導体装置Sは、回転軸3の反転・位置決め工程に移送される前に、判定部Jによって、正方向であるか逆方向であるかを判定されている。この判定方法としては、以下の二通りが考えられる。すなわち、被判定物としての半導体装置が、電極の左右の形状あるいは位置が異なるものである場合には、光電センサを用いてその違いを検出する方法が用いられる。一方、電極が対称的な半導体装置であれば、電流を流すことによって電極の違いを検出する方法が用いられる。そして、その検出結果に応じて、保持されている半導体装置の方向が正方向であるか逆方向であるかを判定するのである。本実施形態においては、このような方法により半導体装置の方向を判定し、この判定結果を制御部Cに送信することによって、本機構1の動作を制御するものである。
【0022】
回転軸3は、直径が半導体装置Sの電極が設けられている側の長さよりも若干長く構成された円筒棒状体で、上面の直径線上には凹型の溝部6が設けられている。また、この回転軸3は、後述する回転駆動部5の回転に伴って180°間欠回転するように構成されている。溝部6は、上面からテーパ加工されており、上部の幅は半導体装置Sの非電極側の幅よりも若干広く形成されている。具体的には、図3(a)に示すように、振動式パーツフィーダにおいて生じるズレ角の最大値をαとすると、その状態における半導体装置Sの頂点aと頂点bとの幅βが溝部6上部の幅となる。また、溝部6下部の幅Xは、半導体装置Sの幅Yと略同一になっている。
【0023】
ガイド4は、逆L字型のアーム部4a、4bを備え、下部には、アームの開閉を支持する開閉駆動部4cを備えている。ここで、このガイド4と上記回転軸3は、回転軸3の中心を軸として回転する回転駆動部5上に設けられており、2つの位置関係は、ガイド4のアーム部4a、4bが、回転軸3の溝部6軸線上両端部に位置する。そして、アーム部4a、4bは、前記開閉駆動部4cの作用により溝部6の溝に沿って水平方向にスライドするように構成されている。また、図1(b)に示すように、回転軸3に半導体装置Sが挿入された状態において、ガイド4のアーム部4a、4bは、半導体装置Sの電極上端部をその両側から挟持するようになっている。
【0024】
回転駆動部5は、上述したように、回転軸3とガイド4を同一軸上で180°ごとに間欠回転するように構成されている。また、機構1全体の動作を制御する制御部Cは、前記判定部J、開閉駆動部4c及び前記回転駆動部5の動作を制御するものである。
【0025】
〔1−2.実施の形態の作用効果〕
以上のような構成からなる本実施形態の機構1は、具体的に以下のように作用する。
【0026】
まず、ダイシング・マウンティング・ボンディング・シーリングの各組立工程を経た半導体装置Sが、図示しない振動式パーツフィーダの取出し口に送られ、そこから搬送手段である吸着ノズル2が、半導体装置Sを吸着によりピックアップされる。次に、半導体装置Sの正逆方向を判定する判定部Jに移送され、正逆方向が判定され、その後、本機構1の反転・位置決め処理工程に移送されてくる。
【0027】
上記のように半導体装置Sが本工程に移送されると、装置Sは、電極側を回転軸3の溝部6に挿入されるのであるが、この際の挿入方向は、装置Sの電極側を溝部6の長軸方向に向けて行われる。ここで、上述の通り、溝部6はテーパ加工がなされており、その下部の幅Xは装置Sの幅Yと略同一であるため、この挿入過程において、振動式パーツフィーダにおいて生じる上記ズレ角αが、修正されることとなる。
【0028】
挿入が完了すると、制御部Cは、図2に示すように、判定部Jから送信された判定結果に基づいて、開閉駆動部4c及び前記回転駆動部5の動作を制御するようになる。すなわち、上記判定結果において、半導体装置Sの方向が正常であるとの判定信号を受けている場合には、開閉駆動部4cにのみ作動させる信号を送信し、半導体装置Sの方向が反対である信号を受けた場合には、まず、開閉駆動部4cに作動信号を送信し、続いて回動駆動部5に作動信号を送信する。
【0029】
作動信号を受けた開閉駆動部4cは、この信号に応じて、ガイド4を開閉方向にスライドさせる。これにより、ガイド4は、回転軸3の溝部6に沿ってスライドし、半導体装置Sの上端部分を挟持することとなる。この時点で、半導体装置Sの図3中A−A'方向の位置決めがなされる。
【0030】
制御部Cが上記正常信号を受けていた場合には、上記のようにガイド4による位置決め動作のみで、本機構1の装置の処理工程を終了し、吸着ノズル2で半導体装置Sを溝部6からピックアップして、次の処理工程へ搬送されることとなる。一方、異常(反対)信号を受けていた場合には、上記動作に続いて回転駆動部5が、回転軸3及びガイド4を180°間欠回転させる。この間、半導体装置Sは、吸着ノズル2に吸着保持された状態で、吸着ノズル2の端部表面を滑りながら回転する。これにより、半導体装置Sは、正常姿勢となり、上記正常信号受信時同様、吸着ノズル2で半導体装置Sがピックアップされ、次の処理工程へ搬送されることとなる。
【0031】
以上のように作用する本実施の形態は、次のような効果を奏する。すなわち、ガイド4によって、半導体装置Sを挟持すると共に、回転軸3に設けられた溝部6に半導体装置Sが挿入され、回転駆動部5が回転軸3及びガイド4を回転させることによって、パーツフィーダから位置ズレ及び逆方向に供給された半導体装置Sの位置決めと方向補正とを一つの処理工程で行えることとなる。したがって、方向反転機構と位置決め機構という2つの工程処理機構を一つの処理機構1にまとめることができるため、機構1全体の縮小化が可能となると共に、生産性の向上を図ることができるようになる。また、半導体の方向、位置決め工程処理機構を一つにまとめる分、他の処理工程を増加することへの対応が容易になる。
【0032】
また、従来技術として示した、オートハンドラを、複数個の半導体装置に対して並行して工程処理を行うよう構成した場合でも、方向反転機構と位置決め機構を一つの処理装置にまとめた本実施形態の機構1を応用することによって、装置規模の拡大、それに伴うメンテナンス性の劣化を最小限に抑えることができる。
【0033】
具体的には、以下のような効果を奏するものである。すなわち、半導体装置Sの電極が設けられた側面は、溝部6長軸方向に向けられており、電極の設けられていない面のみが溝部6の側面と接することとなるため、位置決め処理中において、半導体装置Sの破損等を招くことがない。また、溝部6上部がテーパ加工され、下部は半導体装置Sの幅と略同一の幅に形成されているため、半導体装置Sの溝部6挿入時に、そのテーパ面に沿って挿入されることによって、半導体装置Sの溝部6長軸方向に対する位置ズレを補正することが可能となる。一方、ガイド4は、半導体装置Sの電極が設けられた側面を挟持するため、これにより溝部短軸方向の位置ズレが補正できる。さらに、回転軸3及びガイド4は、判定部Jが回転駆動部5を作動させることによって、電極の極性を反転させるように回転するため、パーツフィーダによって正逆反対方向にして供給された半導体装置Sの向きを正しい方向に変化することが可能となる。
【0034】
〔2.他の実施の形態〕
本発明は、上記のような実施の形態に限定されるものではなく、例えば、次のような実施の形態も含む。すなわち、本発明にかかる半導体製造装置の反転及び位置決め機構のガイドは、上記のように1対で構成されるものに限定されるものではなく、回転軸と同一処理工程において構成可能で、半導体装置の位置決めを行うことのできるものであれば、その構成は問わない。例えば、図5に示すように、半導体装置Sを十字方向から2対のガイド14で挟持するように構成することも可能である。このように2対のガイド14で半導体装置Sを保持することによって、反転及び位置決めをより正確に行うことが可能となる。
【0035】
本発明における回転軸は、上記実施の形態に示した形状、大きさに限られるものではなく、例えば、図5に示すように、直方体で、半導体装置の側面のみを保持する程度のもので構成することも可能である。
【0036】
また、本発明における回転軸及びガイドの回転駆動部による回転角度は、本実施例に示した180°に限定されるものではなく、例えば、ピックアップされた半導体装置の方向に応じて+90°または−90°回転するように構成してもよいし、+140°または−40°回転するように構成してもよい。すなわち、ピックアップされた半導体装置の角度及び方向と、それ以降の工程処理で半導体装置に要求される角度及び方向に応じて、左右回転方向及び回転角度を適宜変更し、半導体装置を整列させることが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体装置の製造処理工程において、工程処理機構を簡略化することによって、装置の縮小化、生産性の向上を図ることができる半導体製造装置の反転及び位置決め機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の全体構成を示す斜視図(a)及び側断面図(b)。
【図2】本発明の実施の形態に係る制御部の作用を示すブロック図。
【図3】本発明の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の作用を示す模式図。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の全体構成を示す模式図。
【図5】本発明の他の実施の形態に係る半導体製造装置の反転及び位置決め機構の全体構成を示す斜視図。
【図6】従来技術における半導体装置の反転機構を示す斜視図。
【図7】従来技術における半導体装置の位置決め機構を示す斜視図。
【符号の説明】
1…半導体装置の反転及び位置決め機構
2…吸着ノズル
2a…吸着面
2b…真空吸着孔
2c…吸引道
3…回転軸
4…ガイド
4a、4b…アーム部
4c…開閉駆動部
5…回転駆動部
6…溝部
14…ガイド
21…回転ベース
31…爪上部材
C…制御部
S…半導体装置
J…判定部
Claims (3)
- 半導体装置を吸着保持しながら搬送する吸着ノズルと、
前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置が挿入される溝部を備えた回転軸と、
前記吸着ノズルに吸着保持された半導体装置を挟持する少なくとも1対のガイドとを有し、
前記回転軸と前記ガイドとが、同一処理工程において同一軸線上で回転可能に構成されていることを特徴とする半導体装置の反転及び位置決め機構。 - 前記半導体装置の側面の一方の対向する面にはそれぞれ異なる形状または極性を有する電極が設けられ、
前記溝部は、前記回転軸を通過する直線上に設けられ、前記溝部上部には前記半導体装置の前記吸着ノズルによる保持状態における前記溝部長軸方向に対する位置ズレ分の幅を持ってテーパ加工が施され、前記溝部下部の幅は前記半導体装置の非電極側の幅と略同一に構成され、
前記吸着ノズルは、前記半導体装置の電極が設けられた側を前記溝部の長軸方向に向けて保持し、
前記溝部には、前記吸着ノズルに保持された前記半導体装置が、前記テーパ加工部分下部まで前記半導体装置の電極が設けられた端部を前記溝部の長軸方向に向けて挿入され、
前記テーパ加工部分下部では、前記半導体装置が前記溝部長軸方向に対して位置決めされ、
前記ガイドは、前記溝部両端から前記半導体装置挿入地点に向けて前記溝部長軸方向に沿ってスライドし、前記半導体装置の電極が設けられた端部側面を挟持し、
前記回転軸及び前記ガイドは、前記半導体装置の溝部長軸方向に対する電極の方向を反転させるべく回転することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の反転及び位置決め機構。 - 前記ガイドは、前記半導体装置の電極が設けられた側面と電極が設けられていない側面の両側面から前記半導体装置を挟持するように2対設けられていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の反転及び位置決め機構。
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