JP4322523B2

JP4322523B2 - 半導体素子の装着装置

Info

Publication number: JP4322523B2
Application number: JP2003053725A
Authority: JP
Inventors: 龍一小松; 貞男増田; 良雄市川
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004266042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送路上を間欠送りされるヒートシンクやセラミック基板等のワークに半導体素子を装着する半導体素子の装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
そして、この半導体素子の装着装置は、一般に搬送装置により間欠送りされるワークが供給装置により供給ステーションで搬送路上に供給され、はんだ塗布ステーションで前記ワーク上にはんだ塗布装置によりはんだが塗布され、装着ステーションで装着装置により半導体素子が前記ワーク上にはんだを介して装着され、排出ステーションで排出取出し装置により前記半導体素子が装着されたワークが取出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
相当の厚さのワークであれば、搬送装置の送り爪が搬送路上のワークに係止して移動することにより搬送することができる。
【０００４】
しかし、薄いワーク（例えば、厚さが１ｍｍ未満）の場合には、搬送路上のワークに確実に係止することができない場合があるために、特開２００１−２５７２１６号公報にはキャリア治具に複数のワークを搭載して搬送する技術が開示されている。また、キャリア治具に個別に収納して搬送する技術も知られている。
【０００５】
しかしながら、キャリア治具を製作しなければならず、ランニングコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、キャリア治具を用いることなく、薄いワークでも搬送できる半導体素子の装着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】
このため本発明は、搬送路上を間欠送りされるヒートシンクやセラミック基板等のワークに半導体素子を装着する半導体素子の装着装置において、前記ワークを間欠送りする搬送装置を前記ワークの搬送方向に沿って設けられるトランスファと、前記搬送路上の各ワークに係止して移動させるために前記トランスファに所定間隔毎に設けられる複数の送り爪と、前記トランスファを所定長さの１ピッチずつ往復動させる往復駆動源と、該往復駆動源により前記トランスファを１ピッチ往動作により移動させた後上方へ揺動させて前記ワークと前記送り爪との係止を解除する揺動駆動源とから構成し、前記ワークが移動する前記搬送路には上面を開口し前記搬送路上の前記ワークの下面より窪んだ溝を前記送り爪の移動方向に開設し、前記ワークの搬送の際には前記ワークに係止しながら前記送り爪が前記溝内を移動することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は半導体素子の装着装置で、この装着装置１外から供給されるヒートシンクやセラミック基板等のワーク３を搬送装置２により間欠送りしながら、このワーク３上に所定作業を施した後、装着装置１外に取出されるものである。
【０００９】
前記装着装置１は、上流から供給ステーションＩ、はんだ塗布ステーションＩＩ、装着ステーションＩＩＩ及び排出ステーションＩＶを有している。図２は装着ステーションＩＩＩにおける装着装置１の縦断側面図を示し、図３は前記装着装置１の部分右側面図である。図３に示すように、装置本体１Ａには密閉空間４が形成されている。
【００１０】
前記密閉空間４内に設けられる前記搬送装置２は、前記ワーク３の搬送方向に沿って設けられるトランスファ５と、搬送路６上の各ワーク３に係止して移動させるために該トランスファ５に所定間隔毎に設けられる複数の送り爪７と、前記トランスファ５を所定長さの１ピッチずつ往復動させる往復駆動源（図示せず）と、該駆動源によりトランスファ５を１ピッチ往動作により移動させた後下端の軸５Ａを支点として上方へ揺動させてワーク３と送り爪７との係止を解除する揺動駆動源（図示せず）とを備えている。
【００１１】
そして、前記ワーク３が移動する前記搬送路６には上面を開口せる溝６Ａを開設し、前記ワーク３の搬送の際には前記ワーク３の後端部に係止しながら前記送り爪７が前記溝６Ａ内を移動することにより、当該ワーク３を形成ブロック６Ｂと後述するヒータブロック６１とで形成される搬送路６上を滑らせながら搬送するものである。このような構成にすることにより、厚さが薄いワーク３でも、キャリア治具を用いることなく、搬送することができる。
【００１２】
８は前記密閉空間４内の前記ワーク３の酸化を防止したり還元させるために窒素ガスや、窒素及び水素の混合ガスを前記密閉空間４内に供給する複数のガス供給パイプで、この各ガス供給パイプ８は図示しないガス供給源に各流量調節器を介して接続されている。
【００１３】
また、図２の装着ステーションＩＩＩにおける装着装置１の縦断側面図に示すように、前記密閉空間４の上面に開口１１を形成して、該開口１１をシリンダー１２により開閉するシャッター１３を設けるが、この構成は前記供給ステーションＩ及びはんだ塗布ステーションＩＩにおいても同様な構成である。
【００１４】
また、各ステーション間には透明なガラス窓１４を設けて、この窓１４を介して装置本体１Ａ内、例えばワイヤはんだの塗布状態やベアチップなどの半導体素子の装着状態などを作業者が覗くことができる。
【００１５】
先ず、供給ステーションＩでは、トレイ１５上に整列されて収納されている前記ワーク３を供給装置の吸着ノズル１５Ａが図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動しながら取出して、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動させて開口１１を介して搬送路６上に順次供給し、この供給後シャッター１３を移動させて開口１１を閉塞する。そして、前述したように搬送装置２により搬送路６上のワーク３を順次１ピッチずつ間欠送りすることとなる。
【００１６】
次のはんだ塗布ステーションＩＩでは、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動させて開口１１を介して搬送路６上のワーク３上に図示しないはんだ塗布装置により接合材であるワイヤはんだを塗布し、この塗布後シャッター１３を移動させて開口１１を閉塞する。尚、このはんだ塗布装置は、平面方向及び上下方向に図示しない駆動源により移動可能な構成である。また、図２に示すように、搬送路６を形成すべくヒータが埋設されたヒータブロック６１が設けられ、前記ワーク３を加熱し、前記ワイヤはんだを溶融しながら塗布することとなるものである。
【００１７】
次の装着ステーションＩＩＩでは、装着装置の吸着ノズル１６が図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動しながら、半導体供給装置２０のＸＹテーブル２１上のシート２２に配置されたダイシングされたベアチップなどの半導体素子２３を吸着し、取出して、前記シリンダー１２によりシャッター１３を移動させて開口１１を介して搬送路６上の前記ワーク３上にワイヤはんだを介して装着し、装着後シャッター１３を移動させて開口１１を閉塞する。
【００１８】
また、吸着ノズル１６が下降してくるポイントの真下に半導体素子２３を下から突き上げる突き上げ針を有する突き上げ装置２４が設置されている。
【００１９】
次に、前記半導体供給装置２０について説明する。支持体２５４に固定されたＹ軸駆動モータ２５１が駆動すると、カップリング２５２を介してボールネジであるＹ軸２５が回転し、このＹ軸２５が嵌合するナット体２５３がY方向に移動する。また、前記ナット体２５３には支持体２６４が固定され、該支持体２６４に固定されたＸ軸駆動モータ２６１が駆動すると、カップリング２６２を介してボールネジであるＸ軸２６が回転し、このＸ軸２６が嵌合するナット体２６３がＸ方向に移動する。従って、Ｘ軸駆動モータ２６１及びＹ軸駆動モータ２５１が駆動すると、結果としてＸＹテーブル２１が平面におけるＸＹ方向に移動するので、シート取付台２２Ａも移動し、ウエハシート２２上の取出すべき半導体素子２３が不動（平面方向において）の突き上げ装置２４上方に移動することとなる。
【００２０】
そして、吸着ノズル１６により取出されて半導体素子２３は、ワーク３上に装着される。従って、次々にウエハシート２２上の半導体素子２３を取出すためにＸＹテーブル２１を移動させるが、ときにシート２２上の一部の半導体素子２３が、図４の２点鎖線で示すシートの移動範囲Ｓのように、前記装着装置１の搬送路６の下方に入り込むことがある。
【００２１】
装着ステーションＩＩＩの後工程の搬送路６上方には、半導体素子２３の装着が終わったワーク３の迅速なる冷却により酸化を防止するために、窒素ガス等の酸化防止ガスのエアーカーテンが形成される。このエアーカーテンは密閉空間４内に搬送方向と直交する方向の全域に亘って形成され、ワーク３の搬送路６上方からワーク３に酸化防止ガスを吹き付けるものである。例えば、搬送路６上方に配設されたパイプ３１に複数個の穴を開けて、ガス供給源（図示せず）に連通するガス供給バルブ４４を介して該パイプ３１の穴より酸化防止ガスを噴出させる。
【００２２】
前記エアーカーテンは、図１に示すように、装着ステーションＩＩＩと排出ステーションＩＶの中間で、出来れば装着ステーションＩＩＩに近い方が好ましい。このように酸化防止と早期冷却を兼ねた酸化防止ガスをワーク３及び装着された半導体素子２３に噴出するので、酸化を免れるのである。このように、エアーカーテンを設けた場合は、ヒータブロック６１はエアーカーテンの下流側には不要であり、またエアーカーテン以降の搬送路６の上方には密閉空間４は形成しないものであり、エアーカーテンは密閉空間４のワーク出口（開口部）に位置し、該エアーカーテンにより密閉空間４への外気の侵入又は密閉空間４からの酸化防止ガスの漏れを防止する。
【００２３】
最後の排出ステーションＩＶでは、前記搬送路６上の前記半導体素子が装着されたワーク３が図示しない駆動源により平面方向及び上下方向に移動する排出取出し装置の吸着ノズル１７により取出され、収納装置であるトレイ１８上に収納される。
【００２４】
以上のように、供給ステーションＩで供給された搬送路６上の前記ワーク３を搬送装置２により順次１ピッチずつ間欠送りしながら、各作業、即ちワーク３上にワイヤはんだを塗布したり、該ワーク３上に半導体素子２３を装着したり、該ワーク３を搬送路６上から取出して収納したりするものである。
【００２５】
そして、前記ワーク３は以下のように１ピッチずつ搬送される。即ち、搬送装置２の送り爪７はトランスファ５が軸５Ａを支点として下方へ揺動しており送り爪７の少なくとも先端は溝６Ａ内にあり、前記ワーク３の後端部に確実に係止しながら前記送り爪７が往復駆動源により前記溝６Ａ内を１ピッチ前進移動することにより（往動作）、当該ワーク３を搬送路６上を滑らせながら搬送させ、その後揺動駆動源により前記軸５Ａを支点としてトランスファ５を上方へ揺動させてワーク３と送り爪７との係止を解除し、次いでこの係止を解除したままの状態で前記送り爪７を往復駆動源により１ピッチ後退移動させ（復動作）、更に後揺動駆動源により前記軸５Ａを支点としてトランスファ５を下方へ揺動させて送り爪７を溝６Ａ内に入らせて前記ワーク３の後端部に係止可能とさせるという、一連の動作を繰り返すことにより搬送路６上の各ワーク３を１ピッチずつ搬送ものである。
【００２６】
従って、厚さが薄いワーク３でも、キャリア治具を用いることなく、確実に搬送することができる。
【００２７】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、キャリア治具を用いることなく、ランニングコストの削減を図りつつ、薄いワークでもワークにトランスファの送り爪を確実に係止させ、ワークを確実に搬送できる半導体素子の装着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体素子の装着装置の平面図である。
【図２】装着ステーションＩＩＩの縦断面図である。
【図３】装着装置１の部分右側面図である。
【図４】半導体供給装置の機構を示す平面図である。
【符号の説明】
１装着装置
２搬送装置
３ワーク
５トランスファ
５Ａ軸
６搬送路
６Ａ溝
７送り爪
１６吸着ノズル

Claims

搬送路上を間欠送りされるヒートシンクやセラミック基板等のワークに半導体素子を装着する半導体素子の装着装置において、前記ワークを間欠送りする搬送装置を前記ワークの搬送方向に沿って設けられるトランスファと、前記搬送路上の各ワークに係止して移動させるために前記トランスファに所定間隔毎に設けられる複数の送り爪と、前記トランスファを所定長さの１ピッチずつ往復動させる往復駆動源と、該往復駆動源により前記トランスファを１ピッチ往動作により移動させた後上方へ揺動させて前記ワークと前記送り爪との係止を解除する揺動駆動源とから構成し、前記ワークが移動する前記搬送路には上面を開口し前記搬送路上の前記ワークの下面より窪んだ溝を前記送り爪の移動方向に開設し、前記ワークの搬送の際には前記ワークに係止しながら前記送り爪が前記溝内を移動することを特徴とする半導体素子の装着装置。