JP4234300B2 - Chip transfer device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばダイボンディングの場合のようにウエハホルダもしくはチップトレー等のチップ供給部からチップをその回路形成面が上向きのフェイスアップ状態の供給姿勢のまま移送する姿勢維持移送方式と、例えばフリップチップボンディングの場合のように上記チップ供給部における供給姿勢を移送中に上下反転させて回路形成面が下向きのフェイスダウン状態にして移送する姿勢反転移送方式とを共に備え、両移送方式を同一装置により選択的に実行するために用いられるチップ移送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、姿勢維持移送方式を採るチップ移送装置として、チップ供給部からフェイスアップ状態のチップをその供給姿勢のまま移送して基板にボンディングするダイボンダにおけるチップ移送装置が知られている。また、姿勢反転移送方式を採るチップ移送装置として、上記フェイスアップ状態のチップを上下反転させることによりフェイスダウン状態に変換しこのフェイスダウン状態のチップを基板にボンディングするフリップチップボンダにおけるチップ移送装置が知られている。
【0003】
ダイボンダにおけるチップ移送装置は、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ水平移動するヘッドと、このヘッドに対し昇降移動するコレットとを備え、ウエハがダイシングされて多数のチップが保持されたウエハシートから1つのチップを上記コレットの昇降作動により真空吸着し、この状態で上記ヘッドを基板まで水平移動させ、再び上記コレットの昇降作動により上記チップを基板上にボンディングするようになっている(例えば特開平7−297213参照)。
【0004】
また、フリップチップボンダにおけるチップ移送装置は、垂直軸体と、この垂直軸体から水平に突出するアームと、このアームの先端から下向きに設けられたヘッドとを備え、上記垂直軸体とアームとが互いに噛み合う一対のかさ歯車により接続されている。そして、ウエハシートから上記ヘッドの昇降作動により1つのチップを真空吸着し、上記垂直軸体を垂直軸回りに180度回転させると、上記ヘッドが移載位置まで垂直軸回りに移動すると同時に、上記垂直軸回りの回転力が上記一対のかさ歯車を介してアームを水平軸回りに回転させる回転力として伝達される結果、上記ヘッドが上下反転して上向きになってチップがフェイスダウン状態に変換されるようになっている(例えば特開平9−64104号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のチップ移送装置においては、基板に対しチップをフェイスアップ状態でボンディングするにはダイボンダを用いる必要がある一方、基板に対しチップをフェイスダウン状態でボンディングするにはフリップチップボンダを用いる必要がある。つまり、基板に対するチップのボンディング姿勢、つまり、フェイスアップ状態かフェイスダウン状態かによって、それぞれ専用のチップ移送装置を用いる必要がある上に、両専用装置に対し個別にチップ供給部を配置してダイシング後のウエハを個別に供給する必要があるという不都合がある。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、姿勢維持移送方式と、姿勢反転移送方式とを共に同一の装置により行い得るチップ移送装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、チップ供給部における供給姿勢を維持しつつチップをチップ供給部から移送する姿勢維持移送方式と、上記供給姿勢からの上下反転動作を伴ってチップを上記チップ供給部から移送する姿勢反転移送方式との両移送方式によるチップの移送を選択可能に実行するチップ移送装置として、上記チップ供給部からチップを吸着して水平方向に移送する第1吸着ヘッドと、チップを吸着した状態の第1吸着ヘッドを水平軸回りの回転により選択的に上下を反転駆動させる反転駆動部と、非反転駆動状態の第1吸着ヘッドに吸着されたチップを上記第1吸着ヘッドから離間させて載置する移載ステージと、上記反転駆動部により上下反転された状態の第1吸着ヘッド及び上記移載ステージのいずれかからチップを選択的に吸着して被実装用の基板まで移送する第2吸着ヘッドとを備える構成としたものである。
【0008】
この発明によると、姿勢維持移送方式によるチップの移送は、第1吸着ヘッドによりチップ供給部からチップを吸着し、このチップを吸着した吸着ヘッドをそのまま水平方向に移載ステージまで移送し、移載ステージにおいて吸着していたチップを離間させて上記移載ステージに載置させることにより可能となる。すなわち、上記移載ステージ上に載置されたチップを上記第2吸着ヘッドにより吸着することにより、チップ供給部における供給姿勢と同じ姿勢のチップを基板まで移送させることが可能になる。これにより、チップ供給部におけるチップの供給姿勢がフェイスアップ状態ならば、そのチップをフェイスアップ状態のまま移送し得ることになる。
【0009】
一方、姿勢反転移送方式によるチップの移送は、上記第1吸着ヘッドによりチップ供給部からチップを吸着し、このチップを吸着した吸着ヘッドを水平方向に移動させる間に反転駆動部を作動させることにより可能となる。すなわち、反転駆動部の作動により上記第1吸着ヘッドが水平軸回りに回転して上下が反転し、チップ姿勢を上記チップ供給部でのそれとは上下が反転した状態に変換させることが可能になる。そして、上記上下反転状態の第1吸着ヘッドから姿勢が反転されたチップを第2吸着ヘッドにより吸着して被実装用の基板まで移送させることが可能になる。これにより、チップ供給部におけるチップの供給姿勢がフェイスアップ状態ならば、そのチップをフェイスダウン状態に変換して移送し得ることになる。
【0010】
このようにして、姿勢維持移送方式と、姿勢変換移送方式とが共に同一装置で選択的に実行し得ることになる。
【0011】
上記の発明におけるチップ供給部として、チップが第1吸着ヘッドにより吸着される際にそのチップを下側位置から上方に突き上げるエジェクタ手段を備える構成とし、そのエジェクタ手段として、チップサイズに対応する複数種類のエジェクタピンユニットと、回転により上記複数種類のエジェクタピンユニットを相互に位置変換する変換駆動部とを備える構成とするようにしてもよい。これにより、チップサイズに応じて適切なエジェクタピンユニットに変換し得ることになり、ウエハシートからチップをより確実に剥がすことが可能になる。なお、上記複数種類のエジェクタピンユニットとしては、チップサイズに応じてエジェクタピンを1本もしくは複数本というように互いに異なる本数に配設したものを用いればよく、また、位置変換のための回転は垂直軸回りもしくは水平軸回りの回転とすればよい。
【0012】
さらに、上記の発明における第1吸着ヘッドとしては、水平方向に配置された中心軸体と、この中心軸体から放射方向に突出するように配設された複数のヘッド部と、上記中心軸体を中心軸回りに回転作動させることにより上記複数のヘッド部からチップサイズに応じて選択された特定ヘッド部を下向きに位置付ける回転駆動部とを備える構成とすればよい。これにより、チップ供給部により供給されるチップのサイズに応じて適切な特定ヘッド部に変換し得ることになり、より確実に吸着及び移送し得ることになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係るチップ移送装置を適用した複合実装機の平面図である。
【0015】
この複合実装機は、基台1上に配置されたコンベア2により搬送されて実装位置で停止した被実装用のプリント基板3(同図に二点鎖線で示す基板)に対し、部品供給部4からの半導体パッケージ,トランジスタ,コンデンサ等の完成電子部品と、チップ供給部62からのベアチップ(チップ)61との双方を混載して実装し得るハイブリッドマウンタとして構成されている。
【0016】
上記部品供給部4はコンベア2を挟んで一側位置に配置されている。この部品供給部4は多数列のテープフィーダ4aを備えており、各テープフィーダ4aはそれぞれ異種もしくは同種の上記の如き完成電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープをリールから導出するように構成されており、テープ繰り出しはラチェット式の送り機構によって行われ、後述のマウンタヘッドユニット5により部品がピックアップされるにつれてテープを間欠的に繰り出すようになっている。
【0017】
上記基台1の上方には第2吸着ヘッドを含むマウンタヘッドユニット5が装備され、このマウンタヘッドユニット5は上記部品供給部4や後述の移載ステージ63とプリント基板3との間でX軸方向(コンベア2の配設方向)及びY軸方向(平面上でX軸と直交する方向)に水平移動させることができるようになっている。
【0018】
詳しくは、基台1上にはY軸方向に延びる一対のレール6が延設されており、このレール6上にヘッドユニット支持部材7が架設されている。ヘッドユニット支持部材7はナット部8を介してボールねじ軸9と螺合しており、このボールねじ軸9はY軸サーボモータ10の回転軸と接続されている。また、ヘッドユニット支持部材7はX軸方向に延びるガイド部材11を有し、マウンタヘッドユニット5がそのガイド部材11に沿って移動可能とされている。そして、X軸モータ12の駆動により上記ガイド部材11と平行に配設されたボールねじ軸13(図2参照)を介してマウンタヘッドユニット5をX軸方向に移動させるようになっている。
【0019】
上記マウンタヘッドユニット5は、図2に詳細を示すようにヘッドユニット本体15と、このヘッドユニット本体15に対し一軸方向としてのZ軸方向(上下方向)に昇降可能に支持された支持部材としてのフレーム16とを備えており、このフレーム16に対し上記完成電子部品やベアチップ61を真空吸着により着脱可能に吸着・保持して基板3に実装するための第2吸着ヘッド20が支持されている。
【0020】
上記フレーム16は、上記ヘッドユニット本体15に固定された上下動用サーボモータ21により上記ヘッドユニット本体15に対し昇降作動されるようになっている。つまり、上記サーボモータ21によりフレーム16が昇降作動されると、上記第2吸着ヘッド20が同期して昇降作動されるようになっている。
【0021】
具体的には、上記ヘッドユニット本体15には上下方向に延びるガイド部22及びボールねじ軸23が固定されている一方、上記フレーム16には上記ボールねじ軸23に螺合されたナット部24が固定されている。そして、上記ボールねじ軸23は上記サーボモータ21の回転軸と接続されており、そのサーボモータ21を正回転または逆回転させると、上記ボールねじ軸23がZ軸回りに定位置で回転し、この回転に伴いナット部24がガイド部22に沿って昇降する結果、上記フレーム16がZ軸方向に昇降作動されるようになっている。
【0022】
上記第2吸着ヘッド20は複数本のものがX軸方向に並べて配設されており、各第2吸着ヘッド20は上記フレーム16に固定されたエアシリンダ25によりZ軸方向に個別に昇降作動され、かつ、図示省略の回転用サーボモータによりZ軸方向に配置された軸の回りに回転作動されるようになっている。
【0023】
また、上記第2吸着ヘッド20にはエアシリンダ25のピストン26及び中空シャフト27内を貫通するエア通路が形成され、このエア通路を通して負圧供給口28から第2吸着ヘッド20に対し負圧もしくは正圧を切換可能に供給することにより、上記第2吸着ヘッド20において上記完成部品等の吸着もしくは吸着した部品の切り離しが行われるようになっている。
【0024】
さらに、上記第2吸着ヘッド20の先端部には吸着ノズル29が着脱可能に結合されており、この吸着ノズル29はコンベア2(図1参照)の他側位置に設置された吸着ノズル交換ステーション30において吸着対象(完成電子部品及びベアチップ)に応じて準備された各種の吸着ノズルと交換し得るようになっている。
【0025】
なお、図1中31は上記第2吸着ヘッド20に吸着された部品を撮像する部品認識用カメラである。
【0026】
一方、コンベア2を挟んで部品供給部4とは反対側の空間であって、マウンタヘッドユニット5用の一対のY軸方向レール6,6に挟まれた空間60には、ベアチップ61を供給するチップ供給部62と、このチップ供給部62からベアチップ61を一つずつ移載ステージ63まで移送するチップ移送装置64とが配設されている。
【0027】
上記チップ供給部62は上記空間60のX軸方向一側(図1の右側)のレール6の端部に近接して配置され、上記移載ステージ63はX軸方向他側(同図の左側)のレール6及びコンベア2の隅角位置に配置され、そして、上記チップ移送装置64は上記チップ供給部62から移載ステージ63にかけてX軸及びY軸と同じ平面上を斜め方向に延びるように配置されている。
【0028】
上記チップ供給部62は、X軸方向及びY軸方向に移動調整するXYステージ65と、ウエハ収容エレベータ66からウエハホルダ67を一台ずつ引き出して上記XYステージ65に移載する引き出しユニット68とから構成されている。上記ウエハ収容エレベータ66は複数(例えば10台)のウエハホルダ67を上下方向に多段に収容し、かつ、これらを昇降可能として、任意のウエハホルダ67を引き出しユニット68に対応する高さ位置に調整し得るようになっている。上記各ウエハホルダ67にはウエハシート69上にウエハがダイシングされてなる多数のベアチップ61がフェイスアップ状態で貼着されて保持されている。
【0029】
また、上記引き出しユニット68は、例えば、Y軸方向に延びるガイド71と、このガイド71によりY軸方向に移動可能に支持されたシリンダ72と、このシリンダ72のロッド先端に連結されてシリンダ72のX軸方向の伸縮によりウエハホルダ67の係合部671(図4参照)に対し係脱可能に係合されるフック73と、例えばベルト駆動により上記シリンダ72をY軸方向に進退させるモータ74とを備えている。そして、上記シリンダ72をモータ74の作動により前進させて取り出し位置(図1に実線で示す位置)に位置付け、この取り出し位置で上記シリンダ72の縮小作動によりフック73をウエハホルダ67に係合させた後、上記モータ74の逆回転作動によりシリンダ72を引き出し位置(図1に一点鎖線で示す位置)まで後退させると、ウエハホルダ67が引き出されて上記XYステージ65に移載されるようになっている。
【0030】
上記移載ステージ63は、チップ移送装置64が姿勢維持移送方式による移送に設定されて上記チップ供給部62からベアチップ61がフェイスアップ状態のままで移送されてきた場合に使用されるものであり、モータ631により昇降作動される受け渡し部を上面に備えたものである。
【0031】
上記チップ移送装置64は、斜め方向(R方向)に延ばされたガイド81と、このガイド81により移動案内されるよう支持された第1吸着ヘッドとしての移送用ヘッドユニット82と、上記ガイド81に平行して配設されたボールねじ軸83と、取付部84に固定されて上記ボールねじ軸83を定位置で回転作動させるサーボモータ85とを備えており、上記ボールねじ軸83に螺合されたナット部86と上記移送用ヘッドユニット82とが固定されている。そして、上記サーボモータ85の正逆回転作動により、上記移送用ヘッドユニット82がベアチップ61のピックアップ位置(図1に実線で示す位置)と、受け渡し位置(同図に一点鎖線で示す位置)との間を斜め方向に進退し得るようになっている。
【0032】
上記移送用ヘッドユニット82は、図3にその詳細を示すように上記ナット部86に対しブラケット821を介して固定されたベース822と、このベース822に保持された昇降用モータ823と、チップサイズもしくは種類に対応して複数種類(図例では3種類;以下3種類として説明する)のヘッド部としての吸着ノズル824,825,826と、水平軸H1回りの回転によりこの3種類の吸着ノズル824,825,826のノズル交換を行う回転駆動部及び上下反転させる反転駆動部を兼ねる姿勢変換用モータ827と、上記各吸着ノズル824,825,826に対し真空吸着用の負圧及び切り離し用の正圧の切換供給等を行うための負圧供給器828とを備えている。上記姿勢変換用モータ827と、負圧供給器828とは支持体829により一体に保持されており、この支持体829は上記ベース822の図示省略のガイドにより上下方向(Z軸方向)に移動可能に案内されている。
【0033】
上記支持体829は上記ベース822側に突出するアーム830を備えており、このアーム830が上記昇降用モータ823の作動軸に固定されたカム831の水平軸H2回りの回転駆動により上下方向に昇降作動される結果、上記支持体829及びこの支持体829に保持された各吸着ノズル824,825,826の全体が昇降作動されるようになっている。上記各吸着ノズル824,825,826は上記水平軸H1に沿って配置された回転軸体832から放射方向に突出する3つの保持アーム833,833,…に個別に保持され、上記回転軸体832が一対のプーリに掛け渡されたベルト834を介して上記姿勢変換用モータ827の回転駆動力を受けて回転作動されるようになっている。そして、上記姿勢変換用モータ827の回転量制御により例えば図3の状態から180度回転作動されると吸着ノズル824が水平軸H1回りに180度回転して上下反転し、60度回転作動されると吸着ノズル824から他の吸着ノズル825が下向きとなって吸着ノズル交換が行われるようになっている。
【0034】
図4はチップ供給部62における配置を示す一部省略斜視図である。同図において、91はチップ認識用の光学系(カメラ)、92はエジェクタ手段である。
【0035】
上記カメラ91と、エジェクタ手段92の後述のエジェクタピン931もしくは941とがウエハホルダ67上のピックアップ対象のベアチップ61を上下に挟んだピックアップ位置Pに配設され、このピックアップ位置Pに対しXYステージ65の移動調整により順にベアチップ61が位置付けられてピックアップされるようになっている。
【0036】
上記エジェクタ手段92は、図5にも示すようにベアチップサイズに応じて複数種類(図例では2種類)のエジェクタピンユニット93,94と、これら2種類のエジェクタピンユニット93,94を保持するブラケット95(図4参照)と、このブラケット95を水平軸H3回りに回転駆動させることにより上記2種類のエジェクタピンユニット93,94を選択的にピックアップ位置Pに変換させる図示省略の変換駆動部と、ピックアップ位置にあるエジェクタピンユニットのエジェクタピンを上方に突き上げる突き上げ機構96とを備えている。なお、この突き上げ機構96は例えばリンク機構を介して突き上げ部961を回転させ、この突き上げ部961を上記エジェクタピン基端側に衝突させることにより上記エジェクタピンを上方に突き上げるようになっている。
【0037】
上記各エジェクタピンユニット93,94は、エジェクタピン931もしくは941と、このエジェクタピン931,941を進退可能に保持するハウジング932,942とを備えており、このハウジング932,942の先端面の図示省略の吸引孔からウエハシート69(図4参照)裏面を真空吸着した状態で上記突き上げ機構96を作動させることにより上記エジェクタピン931,941でウエハシート69を押し上げて撓ませつつベアチップ61を上方に突き上げることにより、ウエハシート69とベアチップ61との密着部分を減少させるようになっている。
【0038】
一方のエジェクタピンユニット93は比較的大きいサイズのベアチップ61を対象にして3本のエジェクタピン931,931,931を備えており、他のエジェクタピンユニット94は比較的小さいサイズのベアチップ61を対象にして1本のエジェクタピン941を備えている。また、図4ではエジェクタピンユニット93がピックアップ位置Pに、図5ではエジェクタピンユニット94がピックアップ位置Pにそれぞれ位置付けられた状態を示している。なお、一方のエジェクタピンユニット93におけるエジェクタピン931の本数は3本に限らず、2本あるいは4本以上であってもよい。
【0039】
以下、ベアチップ4の移送及び基板3への実装について説明すると、図4において、XYステージ65によるX軸方向及びY軸方向への水平移動によりピックアップ対象のベアチップ61がピックアップ位置Pに位置付けられ、この状態で上記カメラ91によるチップ認識により良品と判定されると、移送用ヘッドユニット82がR軸方向に水平移動されて吸着ノズル824がベアチップ61とカメラ91との上下間のピックアップ位置Pに位置設定されることになる。そして、昇降用モータ823の駆動により上記吸着ノズル824を下降させ、上記エジェクタピン931によるベアチップ61の突き上げとほぼ同期させてそのベアチップ61を上記吸着ノズル824により真空吸着する。
【0040】
次に、上記吸着ノズル824を上昇させた後、姿勢維持方式による移送の場合にはサーボモータ85(図1参照)を駆動させて移送用ヘッドユニット82をそのままR軸方向に受け渡し位置まで移送する。この受け渡し位置において上記吸着ノズル824の昇降作動により吸着していたベアチップ61を移載ステージ63上に載置させる。そして、マウンタヘッドユニット5がサーボモータ10及び12の駆動により上記受け渡し位置まで水平移動され、受け渡し位置において昇降作動させることにより上記移載ステージ63上のベアチップ61が真空吸着され、この吸着されたフェイスアップ状態のベアチップ61が上記マウンタヘッドユニット5により基板3まで移送されてフェイスアップ状態で実装されることになる。上記のベアチップ61の移送用ヘッドユニット82からマウンタヘッドユニット5への受け渡しの際に、移載ステージ65が適宜昇降作動させて上下位置調整を行うようになっている。
【0041】
一方、姿勢反転方式による移送の場合には、上記移送用ヘッドユニット82の受け渡し位置までの移送の間に姿勢変換用モータ827の駆動により吸着ノズル824が180度回転されて吸着していたベアチップ61の姿勢が上下反転されてフェイスダウン状態とされる。そして、上記移送用へッドユニット82が受け渡し位置まで到達すると、上記マウンタヘッドユニット5が受け渡し位置まで移動してフェイスダウン状態のベアチップ61を真空吸着し、これにより、ベアチップ61の移送用ヘッドユニット82このベアチップ61が上記マウンタヘッドユニット5により基板3まで移送されてフェイスダウン状態で実装されることになる。
【0042】
また、複合実装機全体としての実装作業は、例えば次のように行われる。すなわち、先ず実装対象となるプリント基板Pがコンベア2により搬入されて、所定の実装作業位置で停止した後、予め記憶された当該プリント基板Pについての部品搭載データ等に基づいて実装すべき部品が決定される。そして実装すべき部品がベアチップである場合は、上述のようにベアチップ供給部62から供給されるベアチップの実装が行われる。一方、実装すべき部品が完成電子部品である場合は、マウンタヘッドユニット5により部品供給部4から吸着された部品がプリント基板Pに実装されることとなる。
【0043】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。例えば、上記実施形態では移送ユニット82の吸着ノズル824の上下反転をピックアップ位置から受け渡し位置までの移送の途中で行うようにしているが、これに限らず、移送の間に上下反転が行われればよく、その上下反転をピックアップ位置でピックアップ後に行うようにしても、あるいは、受け渡し位置に到達した後に行うようにしてもいずれでもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のチップ移送装置は、チップ供給部からチップを吸着して移送する第1吸着ヘッドと、この第1吸着ヘッドを上下反転可能とする反転駆動部と、非反転駆動状態の第1吸着ヘッドから離間させたチップを載置する移載ステージと、上下反転された状態の第1吸着ヘッド及び移載ステージのいずれかからチップを選択的に吸着する第2吸着ヘッドとを備えているため、姿勢維持移送方式と、姿勢変換移送方式とを共に同一装置で実行することができるようになり、基板への実装姿勢がフェイスアップ状態であるかフェイスダウン状態であるかの如何に拘わらず一台のもので共用することができるようになる。これにより、設備コストの低減化、ひいては半導体製品の製造コストの低減化、及び、設備の省スペース化等の多大な効果を得ることができる。
【0045】
さらに、チップ供給部にチップを突き上げるエジェクタ手段を備え、このエジェクタ手段を、チップサイズに対応する複数種類のエジェクタピンユニットと、回転により上記複数種類のエジェクタピンユニットを相互に位置変換する変換駆動部とを備える構成とすることにより、チップサイズに応じて適切なエジェクタピンユニットに変換することができ、ウエハシートからチップをより確実に剥がすことができるようになる。
【0046】
加えて、第1吸着ヘッドを、水平方向に配置された中心軸体と、この中心軸体から放射方向に突出するように配設された複数のヘッド部と、上記中心軸体を中心軸回りに回転作動させることにより上記複数のヘッド部からチップサイズに応じて選択された特定ヘッド部を下向きに位置付ける回転駆動部とを備える構成とすることにより、チップ供給部により供給されるチップのサイズに応じて適切な特定ヘッド部に変換することができ、第1吸着ヘッドによる吸着及び移送をより確実に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を複合実装機に適用した場合の全体平面説明図である。
【図2】マウンタヘッドユニットの一部省略した側面説明図である。
【図3】移送用ヘッドユニットの一部省略した斜視図である。
【図4】チップ供給部における配置を示す一部省略斜視図である。
【図5】エジェクタ手段の作動原理を示す断面説明図である。
【符号の説明】
20 第2吸着ヘッド
61 ベアチップ
62 チップ供給部
63 移載ステージ
67 ウエハホルダ
82 移送用ヘッドユニット(第1吸着ヘッド)
92 エジェクタ手段
93,94 エジェクタピンユニット
824〜826 吸着ノズル
827 姿勢変換用モータ(反転駆動部,回転駆動部)
832 回転軸体(中心軸体)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a posture maintaining transfer system for transferring a chip from a chip supply unit such as a wafer holder or a chip tray, for example, in a die-bonding manner, with the circuit forming surface facing up, and a flip chip, for example. As in the case of bonding, it is equipped with both a posture reversal transfer method in which the supply posture in the chip supply unit is turned upside down during transfer and the circuit forming surface is faced down and transferred. The present invention relates to a chip transfer device used for selective execution.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a chip transfer device in a die bonder that transfers a face-up chip in its supply posture from a chip supply unit and bonds it to a substrate is known as a chip transfer device that adopts a posture maintenance transfer method. Further, as a chip transfer device that adopts the posture reversal transfer method, there is a chip transfer device in a flip chip bonder that converts the face-up chip into a face-down state by flipping it upside down and bonds the face-down chip to the substrate. Are known.
[0003]
A chip transfer device in a die bonder includes a head that horizontally moves in the X-axis direction and the Y-axis direction, and a collet that moves up and down relative to the head. The wafer transfer is performed by dicing a wafer from a wafer sheet that holds a large number of chips. One chip is vacuum-sucked by the raising / lowering operation of the collet, and the head is horizontally moved to the substrate in this state, and the chip is bonded to the substrate again by the raising / lowering operation of the collet (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-143). -297213).
[0004]
Further, a chip transfer device in the flip chip bonder includes a vertical shaft body, an arm projecting horizontally from the vertical shaft body, and a head provided downward from the tip of the arm, the vertical shaft body and the arm, Are connected by a pair of bevel gears meshing with each other. Then, when one head is vacuum-sucked by lifting and lowering the head from the wafer sheet and the vertical axis body is rotated 180 degrees around the vertical axis, the head moves around the vertical axis to the transfer position, and at the same time, The rotational force around the vertical axis is transmitted as the rotational force that rotates the arm around the horizontal axis via the pair of bevel gears. As a result, the head is turned upside down and turned upward to convert the chip into a face-down state. (See, for example, JP-A-9-64104).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional chip transfer device, it is necessary to use a die bonder to bond the chip to the substrate in a face-up state, while using a flip chip bonder to bond the chip to the substrate in a face-down state. There is a need. In other words, it is necessary to use a dedicated chip transfer device depending on the bonding posture of the chip to the substrate, that is, face-up state or face-down state. There is a disadvantage that it is necessary to supply later wafers individually.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a chip transfer device capable of performing both the posture maintenance transfer method and the posture inversion transfer method with the same device. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a posture maintaining transfer method for transferring a chip from the chip supply unit while maintaining the supply posture in the chip supply unit, and the chip with the upside down operation from the supply posture. A first suction head for sucking and transferring a chip from the chip supply unit in a horizontal direction as a chip transfer device that selectively executes transfer of the chip by both transfer methods of posture reversal transfer method transferred from the chip supply unit; A reversing drive unit for selectively reversing the first suction head in a state where the chip is sucked by rotation about a horizontal axis, and a chip sucked in the first suction head in a non-reverse driving state as the first suction. A transfer stage that is placed away from the head, a first suction head that is vertically inverted by the inversion drive unit, and a chip from any of the transfer stages Selectively adsorbed are those where the structure and a second suction head for transferring to the substrate for the mounting.
[0008]
According to the present invention, the chip is transferred by the posture maintaining transfer method by sucking the chip from the chip supply unit by the first suction head, transporting the suction head that sucked the chip to the transfer stage in the horizontal direction, and transferring the chip. This can be done by separating the chips adsorbed on the stage and placing them on the transfer stage. That is, the chip placed on the transfer stage is sucked by the second suction head, so that the chip having the same posture as the supply posture in the chip supply unit can be transferred to the substrate. As a result, if the chip supply posture in the chip supply unit is in the face-up state, the chip can be transferred in the face-up state.
[0009]
On the other hand, the transfer of the chip by the posture reversal transfer method is performed by sucking the chip from the chip supply unit by the first suction head and operating the reverse drive unit while moving the suction head that sucked the chip in the horizontal direction. It becomes possible. In other words, the first suction head rotates about the horizontal axis by the operation of the reversal drive unit, and the top and bottom are reversed, so that the chip posture can be converted into a state where the top and bottom are reversed from that in the chip supply unit. . Then, the chip whose posture is inverted from the first suction head in the upside down state can be sucked by the second suction head and transferred to the substrate to be mounted. As a result, if the chip supply posture in the chip supply unit is in the face-up state, the chip can be converted into the face-down state and transferred.
[0010]
In this way, both the posture maintenance transfer method and the posture conversion transfer method can be selectively executed by the same apparatus.
[0011]
The chip supply unit in the above invention is configured to include an ejector unit that pushes the chip upward from the lower position when the chip is sucked by the first suction head, and the ejector unit includes a plurality of types corresponding to the chip size. The ejector pin unit may be configured to include a conversion drive unit that mutually converts the position of the plurality of types of ejector pin units by rotation. As a result, it can be converted into an appropriate ejector pin unit according to the chip size, and the chip can be more reliably removed from the wafer sheet. As the above-mentioned plural types of ejector pin units, ones having one or a plurality of ejector pins arranged in accordance with the chip size may be used, and rotation for position conversion is performed. The rotation may be about a vertical axis or a horizontal axis.
[0012]
Furthermore, as the first suction head in the above invention, a central shaft body arranged in the horizontal direction, a plurality of head portions arranged so as to protrude radially from the central shaft body, and the central shaft body And a rotation drive unit that positions a specific head unit selected from the plurality of head units according to the chip size downward by rotating about the central axis. Thereby, it can convert into a suitable specific head part according to the size of the chip | tip supplied by the chip | tip supply part, and can adsorb | suck and transfer more reliably.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a plan view of a composite mounting machine to which a chip transfer device according to an embodiment of the present invention is applied.
[0015]
This composite mounting machine has a component supply unit 4 for a mounted printed circuit board 3 (a circuit board indicated by a two-dot chain line in the figure) which is transported by a
[0016]
The said component supply part 4 is arrange | positioned in the one side position on both sides of the
[0017]
A mounter head unit 5 including a second suction head is provided above the base 1, and the mounter head unit 5 is disposed between the component supply unit 4 and a transfer stage 63 (described later) and the printed circuit board 3 in the X axis. It can be moved horizontally in the direction (the direction in which the
[0018]
Specifically, a pair of
[0019]
As shown in detail in FIG. 2, the mounter head unit 5 includes a head unit
[0020]
The
[0021]
Specifically, a
[0022]
A plurality of the second suction heads 20 are arranged in the X-axis direction, and each
[0023]
The
[0024]
Further, a
[0025]
In FIG. 1,
[0026]
On the other hand, the
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
As shown in detail in FIG. 3, the
[0033]
The
[0034]
FIG. 4 is a partially omitted perspective view showing the arrangement in the
[0035]
The
[0036]
As shown in FIG. 5, the ejector means 92 includes a plurality of types (two types in the illustrated example) of
[0037]
Each of the
[0038]
One
[0039]
Hereinafter, the transfer of the bare chip 4 and the mounting on the substrate 3 will be described. In FIG. 4, the
[0040]
Next, after the
[0041]
On the other hand, in the case of transfer by the posture inversion method, the
[0042]
Further, for example, the mounting operation as the entire composite mounting machine is performed as follows. That is, after a printed circuit board P to be mounted is first carried by the
[0043]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Other various embodiment is included. For example, in the above embodiment, the
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the chip transfer device of the present invention includes the first suction head that sucks and transfers the chip from the chip supply unit, the reverse drive unit that allows the first suction head to be turned upside down, and the non-reverse drive. A transfer stage for mounting a chip separated from the first suction head in a state, and a second suction head for selectively sucking a chip from either the first suction head or the transfer stage in an inverted state Therefore, it is possible to execute both the posture maintenance transfer method and the posture conversion transfer method with the same device, and whether the mounting posture on the board is a face-up state or a face-down state. Regardless of how it can be shared by a single device. As a result, it is possible to obtain great effects such as a reduction in equipment cost, a reduction in manufacturing cost of semiconductor products, and a reduction in equipment space.
[0045]
Further, the chip supply unit is provided with ejector means for pushing up the chip, and the ejector means includes a plurality of types of ejector pin units corresponding to the chip size, and a conversion driving unit that mutually converts the positions of the plurality of types of ejector pin units by rotation. With this configuration, it is possible to convert to an appropriate ejector pin unit according to the chip size, and it is possible to more reliably peel off the chip from the wafer sheet.
[0046]
In addition, the first suction head includes a central shaft body arranged in the horizontal direction, a plurality of head portions arranged so as to protrude radially from the central shaft body, and the central shaft body around the central axis. By rotating the actuator to a size, it is possible to reduce the size of the chip supplied by the chip supply unit by including a rotation drive unit that positions the specific head unit selected according to the chip size from the plurality of head units downward. Accordingly, it can be converted into an appropriate specific head portion, and suction and transfer by the first suction head can be performed more reliably.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an overall plan view when an embodiment of the present invention is applied to a composite mounting machine.
FIG. 2 is an explanatory side view in which a part of the mounter head unit is omitted.
FIG. 3 is a perspective view in which a part of a transfer head unit is omitted.
FIG. 4 is a partially omitted perspective view showing an arrangement in a chip supply unit.
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view showing the operating principle of the ejector means.
[Explanation of symbols]
20 Second suction head
61 Bare chip
62 Chip supply unit
63 Transfer stage
67 Wafer holder
82 Transfer head unit (first suction head)
92 Ejector means
93, 94 Ejector pin unit
824-826 suction nozzle
827 Attitude conversion motor (reverse drive unit, rotation drive unit)
832 Rotating shaft (center shaft)
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