JP4544776B2 - チップ供給装置およびチップ実装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂基板やガラス基板などの基板上に半導体素子や表面実装部品などのチップを実装する工程に用いられるチップ供給装置およびチップ実装装置に係り、特に、チップトレイに収納されたチップを取り出して姿勢変換する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チップ実装工程では、半導体素子などのチップはチップトレイと呼ばれる偏平な容器内に縦横に整列配置して収納されている。自動化されたチップ実装装置は、上記チップトレイからチップを取り出して、そのチップを実装ヘッドに受け渡すための所定位置にまで移送するチップ供給装置を備えている。チップを受け取ったヘッドは、チップをフェイスダウン状態（バンプが基板側にある状態）で保持して、基板上にチップを実装する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。上述したように、実装ヘッドがチップをフェイスダウン状態で保持する関係で、従来のチップ供給装置によれば、チップをフェイスダウン状態でチップトレイに収納しておく必要がある。これに対して、一般にチップはフェイスアップ状態（バンプが基板と反対側にある状態）でチップトレイに収納されているか、または、ウエハーをダイシングした状態で、かつフェイスアップで供給される。そのため、チップ実装工程に搬入されたチップトレイをチップ供給装置にセッティングする前に、作業者がチップを別のチップトレイに入れ換えて、チップをフェイスダウン状態にするという、煩雑な作業を余儀なくされている。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、チップの供給を効率よく行うことができるチップ供給装置およびチップ実装装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求項１に記載の発明は、複数個のチップをフェイスアップ状態で収納したチップトレイまたはフェイスアップ状態のウエハーからチップを１個または複数個同時に順次取り出して姿勢変換し、そのチップを所定位置にフェイスダウン状態で供給するチップ供給装置であって、前記チップトレイ内またはフェイスアップ状態のウエハーのチップを順次取り出し、そのチップをフェイスアップ状態で保持して移送する第１のチップ移送手段と、前記第１のチップ移送手段からチップを受け取り、そのチップを保持して表裏反転することにより、そのチップをフェイスダウン状態に姿勢変換するチップ反転手段と、前記チップ反転手段にフェイスダウン状態で保持されるチップのチップフェイスに向けて、気体噴出孔から気体を吹き付け、吹き付けた気体を排気孔に吸引排気してチップを洗浄するチップ洗浄手段と、前記チップ反転手段からチップを受け取り、そのチップをフェイスダウン状態で保持するチップ保持手段と、前記チップ保持手段からチップを受け取り、そのチップを保持して移送することにより、そのチップを所定位置にフェイスダウン状態で供給する第２のチップ移送手段とを備え、前記チップ反転手段は、チップをフェイスアップ状態でチップを挟むことで位置決めする位置決め手段を備え、前記チップ洗浄手段は、前記チップ保持手段と並んで配置されており、かつ、前記チップ保持手段およびチップ洗浄手段は、チップをフェイスダウン状態に保持している前記チップ反転手段の下方位置に択一的に進入可能に構成されていることを特徴とする。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のチップ供給装置において、前記チップ洗浄手段が、チップフェイスに向けて吹き付ける気体に超音波を付与する超音波付与手段を備えている。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のチップ供給装置を備えたチップ実装装置である。
【００１２】
【作用】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に記載の発明によれば、第１のチップ移送手段がチップトレイまたはフェイスアップ状態のウエハーからチップを１個または複数個同時に順次取り出し、そのチップをフェイスアップ状態に保持してチップ反転手段に移送する。チップ反転手段は、そのチップを保持して表裏反転することにより、チップをフェイスダウン状態に姿勢変換する。姿勢変換されたチップをチップ保持手段が受け取る。第２のチップ移送手段はチップ保持手段からチップを受け取り、そのチップを所定位置に移送してフェイスダウン状態で供給する。以上のように、チップトレイなどからチップ反転手段へのチップ移送と、チップ保持手段から所定位置へのチップ移送とが、個別のチップ移送手段によって効率よく行われる。
【００１３】
また、第１のチップ移送手段からチップを受け取ったチップ反転手段は、位置決め手段でチップを位置決めした後、そのチップをチップ保持手段に受け渡す。
【００１４】
また、チップのチップフェイスに向けて、チップ洗浄手段が気体を吹き付けてチップを洗浄する。
また、気体の吹き付けによって飛散した塵埃が気体とともに排気孔から吸引排気される。
また、チップをフェイスダウン状態に保持しているチップ反転手段の下方位置に、まずチップ洗浄手段が進入して、チップに気体を吹き付けることによりチップを洗浄する。チップを洗浄した後、チップ洗浄手段が退避移動する一方、チップ保持手段がチップ反転手段の下方位置に進入し、チップ反転手段からチップを受け取る。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、超音波付与手段が、チップフェイスに向けて吹き付ける気体に超音波を付与するので、洗浄効果が高められる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２のいずれかに記載のチップ供給装置によって所定位置にフェイスダウン状態で供給されたチップが基板上に実装される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明に係るチップ供給装置を備えたチップ実装装置の一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【００２０】
本実施例に係るチップ実装装置は、大きく分けて、装置基台１０と、この装置基台１０の一端側（図１では左端）に配設された基板供給ユニット２０と、装置基台１０の奥側に配設されたチップ供給ユニット３０（本発明に係るチップ供給装置の一実施例）と、基板供給ユニット２０の隣に配設された接着剤付着ユニット４０と、その隣に配設された仮圧着ユニット５０と、さらにその隣に配設された本圧着ユニット６０と、装置基台１０の他端側（図１では右端）に配設された基板収納ユニット７０と、装置基台１０の手前側に配設された４つの基板搬送機構８０Ａ〜８０Ｄとから構成されている。
【００２１】
基板供給ユニット２０は、チップ実装前の複数枚の基板１を一定間隔で多段に収納する基板収納マガジン２１と、この基板収納マガジン２１から基板１を順に取り出す昇降および水平移動可能な昇降テーブル２２とを備えている。本発明において基板１の種類は特に限定されず、例えば樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど、チップと接合可能な種々の種類および大きさのものを含む。例えば、この実施例では液晶ディスプレイパネル用の基板１にチップを実装する。また、基板供給ユニット２０は、基板１を順に供給可能であれば、その構造は特に限定されず、例えば、複数枚の基板１を水平面内に整列配置したトレイ構造であってもよい。
【００２２】
チップ供給ユニット３０は、図２に示すように、基板１に実装すべき複数個のチップ２をフェイスアップ状態で縦横に整列配置したチップトレイ３と、このチップトレイ３からチップ２を１個ずつ（または、複数個同時であってもよい）順に取り出し、そのチップ２をフェイスアップ状態で移送する第１のチップ移送機構３１Ａと、この第１のチップ移送機構３１Ａからチップ２を受け取り、そのチップ２を保持して上下反転することにより、そのチップ２をフェイスダウン状態に姿勢変換するチップ反転テーブル３２と、このチップ反転テーブル３２からチップ２を受け取り、そのチップ２をフェイスダウン状態で保持するチップ保持テーブル３３と、このチップ保持テーブル３３からチップ２を受け取り、そのチップ２を保持して移送することにより、そのチップ２を所定位置（具体的には、待機位置にあるスライダー３４上の所定位置）にフェイスダウン状態で供給する第２のチップ移送機構３１Ｂとを備えている。
【００２３】
具体的には、チップトレイ３の一辺に沿う方向（Ｙ方向）に固定レール３５Ａが設けられており、この固定レール３５Ａ上を、Ｘ方向に延びる可動レール３５Ｂが走行するようになっている。この可動レール３５Ｂ上を走行する可動ベース３６に上述した第１のチップ移送機構３１Ａと第２のチップ移送機構３１Ｂとが間隔をあけて取り付けられている。両チップ移送機構３１Ａ、３１Ｂの下端部には、チップを吸着保持するチップ吸着部がそれぞれ設けられている。二つのチップ吸着部の間隔は、チップ反転テーブル３２上のチップ載置位置とチップ保持テーブル３３上のチップ載置位置との間隔と同じになるように構成されている。
【００２４】
チップ反転テーブル３２には、このテーブル３２上に置かれたチップ２の対角線上の両角部に当接してチップ２を位置決めする開閉可能な一対の位置決め部材３７が配設されている。位置決め部材３７は、両部材が開閉移動するタイプ、あるいは一方の部材が固定で、他方の部材が移動するタイプのいずれであってもよい。また、位置決め部材３７を２個以上設けてもよい。このチップ反転テーブル３２は、Ｙ方向の軸心Ｐ周りに１８０度の範囲で回動可能に構成されている。
【００２５】
上述したチップ保持テーブル３３に並んでチップ洗浄ブロック３８が配設されている。チップ洗浄ブロック３８は、その上面の中央部に窒素ガスあるいは清浄空気などの気体を噴出する気体噴出孔３８Ａが設けられている。この気体噴出孔３８Ａは図示しないガス供給源に接続されている。気体噴出孔３８Ａの両隣に気体噴出孔３８Ａから噴出された気体を吸引排気する一対の排気孔３８Ｂが設けられている。この排気孔３８Ｂは図示しない排気ポンプに接続されている。
【００２６】
チップ保持テーブル３３およびチップ洗浄ブロック３８は、スライドテーブル３９上に並べて配設されている。このスライドテーブル３９は、チップ反転テーブル３２の回動軸心Ｐに沿って往復移動可能に構成されている。このスライドテーブル３９の移動によって、チップ２をフェイスダウン状態に保持しているチップ反転テーブル３２の下方位置に、チップ保持テーブル３３およびチップ洗浄ブロック３８を択一的に進入させるようになっている。
【００２７】
スライダー３４は、Ｙ方向に配設された固定レール３５Ｃに沿って往復移動可能に構成されている。スライダー３４は、待機位置（図２の状態）にあるときに、第２のチップ移送機構３１Ｂからチップ２をフェイスダウン状態で載置され、そのチップ２を仮圧着ユニット５０に供給する。
【００２８】
なお、本発明において、チップ供給ユニット３０によって供給されるチップ２の種類は特に限定されず、例えばＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど、基板１と接合可能な種々のものを含む。
【００２９】
第１図に戻って、接着剤付着ユニット４０は、基板供給ユニット２０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル４１と、基板１のボンディング部位１a に接着剤を付着する２つの接着剤付着ヘッド４２とを備えている。可動テーブル４１は、基板１を吸着保持する基板保持ステージ４３を備え、この基板保持ステージ４３が水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向に移動自在に構成されている。基板１の一端側であるボンディング部位１a は基板保持ステージ４３から前方に延び出ている。
【００３０】
接着剤付着ヘッド４２は、テープ状の基材に塗布された接着剤を基板１のボンディング部位１a に転写する。本実施例において、接着剤は異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film ）が用いられている。この異方性導電膜は、接着・導電・絶縁という３つの機能を同時にもつ接続材料で、熱圧着することにより、膜の厚み方向には導通性、面方向には絶縁性という電気的異方性をもつ高分子膜であり、接着性のあるバイダー内に導電粒子が混在している。なお、接着剤は、異方性導電膜に限らず、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）、単に接着機能だけを備えた非導電膜（ＮＣＦ：Non ConductiveFilm ）や、非導電ペースト（ＮＣＰ：Non Conductive Paste）を用いることもできる。接着剤としてペースト状のものを用いる場合には、その接着剤をスクリーン印刷あるいはディスペンサーで基板１に付着するようにしてもよい。接着剤付着ヘッド４２の下方には、異方性導電膜を転写するときに、基板１のボンディング部位１a を下側から支持する固定部材であるバックアップ４４が配設されている。
【００３１】
仮圧着ユニット５０は、接着剤付着ユニット４０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル５１と、接着剤が付着された基板１のボンディング部位１a にチップ２を仮圧着する仮圧着ヘッド５２と、仮圧着時に基板１とチップ２との位置合わせを行う上下２方向の認識視野をもつ２視野の認識手段（例えば、２視野カメラ）５３とを備えている。また、仮圧着ヘッド５２の下方にバックアップ５５が固定設置されている。可動テーブル５１は、基板１を吸着保持する基板保持ステージ５４を備え、この基板保持ステージ５４が水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向、上下（Ｚ）方向、およびＺ軸周り（θ）方向に、それぞれ移動自在に構成されている。
【００３２】
仮圧着ヘッド５２は、昇降自在であって、チップ供給ユニット３０のスライダー３４で移送されてきたフェイスダウン状態のチップ２を下端に吸着保持し、このチップ２を加熱して所定圧力で基板１のボンディング部位に押し付ける。これにより接着剤が半硬化状態になって、チップ２が基板１に仮圧着される。仮圧着ヘッド５２のチップ保持構造は吸着式に限らず、可動ツメを使った機械式保持、静電気を使った静電吸着、磁石を使った磁気吸着など、任意の保持構造を用いることができる。
【００３３】
２視野の認識手段５３は、水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向に移動可能であって、仮圧着ヘッド５２に吸着保持されたチップ２の認識マークと、バックアップ５５上に移送された基板１の認識マークとをそれぞれ認識して、両認識マークの位置ズレを検出する。この位置ズレを無くすように仮圧着時に可動テーブル５１がＸ，Ｙ，およびθ方向に駆動制御される。
【００３４】
本圧着ユニット６０は、仮圧着ユニット５０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル６１と、基板１のボンディング部位１a に仮圧着されたチップ２を加熱・加圧して本圧着する４つの本圧着ヘッド６２とを備えている。本圧着ヘッド６２の下方にバックアップ６３が固定設置されている。また、可動テーブル６１は、仮圧着ユニット５０の可動テーブル５１と同様の基板保持ステージ６４を備えている。さらに、本圧着ユニット６０は、本圧着ヘッド６２でチップ２を加圧するときに、基板１に付着された接着剤が本圧着ヘッド６２に付くのを防止するために、フッソ樹脂製の保護テープＴを供給する機構を備えている。保護テープＴは、本圧着ユニット６０の本体フレームに取り付けられた供給ローラ６５から繰り出されて、巻き取りローラ６６に巻き取られる。
【００３５】
基板収納ユニット７０は、チップ実装された複数枚の基板１を一定間隔で多段に収納する基板収納マガジン７１と、この基板収納マガジン７１に基板１を順に収納する昇降および水平移動可能な昇降テーブル７２とを備えている。この基板収納マガジン７１に代えて、基板供給ユニット２０で説明したと同様に、トレイ構造の収納構造を備えてもよい。また、基板供給ユニット２０と基板収納ユニット７０とは必ずしも個別である必要はなく、これらを単一のユニットにして、チップが実装された基板１を元の基板供給ユニットに戻すようにしてもよい。
【００３６】
基板搬送機構８０Ａ〜８０Ｄは、装置基台１０の長手方向に配設されたレール８１と、このレール８１に沿って走行する支柱８２と、この支柱８２に昇降自在に取り付けられて基板１を吸着保持する基板保持具８３とを備えている。
【００３７】
次に上述した構成を備えたチップ実装装置の動作を説明する。基板搬送機構８０Ａは、基板供給ユニット２０から処理対象の基板１を取り出して、この基板１を接着剤付着ユニット４０に搬送する。この基板１は可動テーブル４１の基板保持ステージ４３上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ４３が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位をバックアップ４４上に載せる。基板１のボンディング部位１ａがバックアップ４４によって水平に支持された状態で、２つの接着剤付着ヘッド４２がそれぞれ下降して、ボンディング部位上に接着剤が転写される。接着剤の転写が終わる可動と、基板保持ステージ４３が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に戻された基板１は基板搬送機構８０Ｂによって、仮圧着ユニット５０に搬送される。
【００３８】
仮圧着ユニット５０に搬送された基板１は可動テーブル５１の基板保持ステージ５４上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ５４が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ５５上に位置させる。
【００３９】
一方、チップ供給ユニット３０では、レール３５Ｂと可動ベース３６とがＸ、Ｙ方向にそれぞれ移動することにより、第１のチップ移送機構３１Ａがチップトレイ３の所定のチップ２上に移動する。続いて第１のチップ移送機構３１Ａが下降して、チップトレイ３内のチップ２をチップ吸着部で吸着保持する。第１のチップ移送機構３１Ａが上昇してチップ２をチップトレイ３から取り出した後、レール３５Ｂと可動ベース３６とがＸ、Ｙ方向にそれぞれ移動することにより、第１のチップ移送機構３１Ａがチップ反転テーブル３２上に移動する。このときチップ反転テーブル３２は、チップ載置面が上方を向いた待機姿勢（図２に示す状態）にある。次に第１のチップ移送機構３１Ａが下降し、チップ吸着部で保持していたチップ２をチップ反転テーブル３２上に移す。
【００４０】
チップ反転テーブル３２上にチップ２が載置されると、一対の位置決め部材３７が閉じる方向に動いてチップ２の角部に当接することにより、チップ２を位置決めする。位置決め部材３７でチップ２を挟んで保持した状態で、チップ反転テーブル３２が軸心Ｐ周りに反転し、フェイスアップ状態のチップ２をフェイスダウン状態に姿勢変換する。反転したチップ反転テーブル３２の下にチップ洗浄ブロック３８が進入する。
【００４１】
以下、図３を参照して説明する。図３はチップ反転テーブル３２の下にチップ洗浄ブロック３８が進入した状態を示した断面図である。図３に示すように、フェイスダウン状態に姿勢変換されたチップ２の表面（チップフェイス）に向けて気体噴出孔３８Ａから清浄空気（以下、単に「エアー」という）が吹き付けられる。気体噴出孔３８Ａの内部にはエアー振動機構３８Ｃが設けられており、このエアー振動機構３８Ｃがエアーを振動させてエアーに超音波を付与する。超音波が付与されたエアーがチップ２の表面に吹き付けられることにより、チップ２に付着していた塵埃がチップ２から容易に取り除かれる。気体噴出孔３８Ａからのエアーの噴出と同時に、一対の排気孔３８Ｂからエアーが吸引排気される。その結果、チップ２から取り除かれた塵埃がエアーとともに排気孔３８Ｂから吸引排気されるので、飛散した塵埃がチップ２に再付着するなどの不都合が生じない。また、チップ２がフェイスダウン状態にあるので、チップ２の表面に塵埃が一層付着しにくい。
【００４２】
チップ２の洗浄が終わるとエアーの噴出および吸引排気を停止した後、スライドテーブル３９が移動することにより、チップ洗浄ブロック３８がチップ反転テーブル３２の下方位置から退出するとともに、チップ保持テーブル３３がチップ反転テーブル３２の下方に進入する。続いて位置決め部材３７が開くことにより、チップ反転テーブル３２からチップ保持テーブル３３へチップ２が受け渡される。チップ反転テーブル３２はフェイスダウン状態で受け渡されたチップ２を吸着保持する。チップ２を受け渡した後、チップ反転テーブル３２は逆方向に反転して待機姿勢に復帰する。
【００４３】
チップ２の反転・受け渡しが行われている間、第１のチップ移送機構３１Ａは次のチップ２をチップトレイ３から取り出している。チップ反転テーブル３２が待機姿勢に復帰すると、第２のチップ移送機構３１Ｂがチップ保持テーブル３３のチップ２の上方に移動する。第２のチップ移送機構３１Ｂと一体になって第１のチップ移送機構３１Ａも移動する。上述したように、第１のチップ移送機構３１Ａと第２のチップ移送機構３１Ｂとの間隔は、チップ反転テーブル３２上のチップ載置位置とチップ保持テーブル３３上のチップ載置位置との間隔に等しくなるように設定されているので、第２のチップ移送機構３１Ｂがチップ保持テーブル３３のチップ２の上方位置に達すると、第１のチップ移送機構３１Ａもチップ反転テーブル３２上のチップ載置位置の上方位置に達する。
【００４４】
各位置に達した第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂは同時に下降して、第１のチップ移送機構３１Ａはチップ吸着部に保持していた次のチップ２を反転テーブル３２上に移載する。一方、第２のチップ移送機構３１Ｂはチップ保持テーブル３３上のチップ２をチップ吸着部で吸着保持する。このように第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂの動作を同時並行して行うことができるので，装置の処理効率を向上させることができる。
【００４５】
チップ保持テーブル３３上のチップ２をフェイスダウン状態で保持した第２のチップ移送機構３１Ｂは、そのチップ２を移送してスライダー３４に受け渡す。チップ２をフェイスダウン状態で受け取ったスライダー３４は仮圧着ユニット５０に向けて移動し、そのチップ２を仮圧着ヘッド５２の下方にまで移送する。
【００４６】
スライダー３４で移送されたチップ２を仮圧着ヘッド５２が吸着保持する。続いて、仮圧着ヘッド５２と、バックアップ５５で支持された基板１のボンディング部位１ａとの間に２視野の認識手段５３が進出してきて、仮圧着ヘッド５２に吸着保持されたチップ２と基板１との位置ズレを検出する。この位置ズレを無くすように可動テーブル５１がＸ，Ｙおよびθ方向に制御されて、チップ２と基板１との位置合わせが行われる。位置合わせが終わると、２視野の認識手段５３は元の位置にまで後退する。続いて、仮圧着ヘッド５２が下降して、接着剤が付着された基板１のボンディング部位１ａにチップ２を仮圧着する。チップ２の仮圧着が終わると、基板保持ステージ５４が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｃによって本圧着ユニット６０に搬送される。
【００４７】
本圧着ユニット６０に搬送された基板１は可動テーブル６１の基板保持ステージ６４上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ６４が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ６３上に位置させる。ボンディング部位１ａがバックアップ６３で支持されると、本圧着ヘッド６２が下降して、仮圧着されたチップ２を保護テープＴを介して加熱・加圧する。これによりチップ２のバンプが接着剤（異方性導電膜）を介して基板１の電極に電気的に接続する。
【００４８】
チップ２の本圧着が終わると、基板保持ステージ６４が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｄで移送されて基板収納ユニット７０の昇降テーブル７２に受け渡され、この昇降テーブル７２によって基板収納トレイ７１に収納される。
【００４９】
以上で一枚の基板１のチップ実装が終了する。なお、ある基板１が仮圧着ユニット５０でチップ２を仮圧着されている間に、接着剤付着ユニット４０では次の基板１へ接着剤が転写されている。このように各ユニットでは基板１への接着剤の転写、チップ２の仮圧着、チップ２の本圧着が並行して行われている。
【００５０】
以上のように本実施例に係るチップ実装装置は、チップ供給ユニット部３０において、フェイスアップ状態でチップ２を収納したチップトレイ３からチップ２を取り出した後、そのチップ２をフェイスダウン状態に姿勢変換して仮圧着ユニット５０に供給しているので、作業者がチップ２を別のチップトレイに入れ換えてチップ２の姿勢を変換するという煩わしい作業が不要であり、チップ実装処理の効率を向上することができる。また、二つのチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂを用いて、チップ反転テーブル３２へのチップ移載と、チップ保持テーブル３３上のチップ２の保持とを同時並行して行っているので、処理効率を一層向上させることもできる。
【００５１】
本発明は上述した実施例に限らず、次のように変形実施することができる。
（１）上記実施例において、第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂやチップ保持テーブル３３は、チップ２を吸着手段によって保持すると説明したが、吸着手段に代えてチップを挟んで保持する機械的保持手段や、磁力で保持する磁気保持手段や、静電気で保持する静電保持手段など、任意の保持手段を用いることができる。同様に、チップ反転テーブル３２では、チップ２を機械的に保持した状態で上下に反転したが、上述した吸着手段、磁気保持手段、静電保持手段などでチップを保持した状態で反転させてもよい。
【００５２】
（２）上記実施例では、チップ洗浄ブロック３８の中央部に気体噴出孔３８Ａを、その両隣に排気孔３８Ｂをそれぞれ設けたが、これに代えて排気孔を中央に、その両隣に気体噴出孔をそれぞれ設けるようにしてもよい。また、気体の噴出や吸引排気をノズルを使って行うようにしてもよい。
【００５３】
（３）チップの洗浄効果を高めるために、上記実施例のようにエアーに超音波を付与するのが好ましいが、必ずしも超音波を付与しなくてもよい。
【００５４】
（４）上記実施例では、第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂが一体になって移動するように構成したが、各チップ移送機構が個別に移動するように構成してもよい。
【００５５】
（５）上記実施例では処理効率を上げるために圧着ユニットを仮圧着ユニット５０と本圧着ユニット６０との２つのユニットに分割したが、チップの位置合わせと電気的接続とを一つの圧着ユニットで行うようにしてもよい。
【００５６】
（６）本発明において各ユニットおよび基板搬送機構の配置や構成は上記実施例のものに限定されず、種々変更実施可能である。例えば、複数個の基板保持具を備えた基板搬送機構をＺ軸周りに回転可能に構成し、この基板搬送機構の周りに、基板供給ユニット、チップ供給ユニット、接着剤付着ユニット、仮圧着ユニット、本圧着ユニット、および基板収納ユニットを順に配置するようにしてもよい。
【００５７】
（７）本発明に係るチップ実装装置は、チップ搭載のための単なるマウント装置や、加熱加圧プロセスを有したボンディング装置など、種々の形態のものを含む。
【００５８】
（８）実施例では、チップをフェイスアップ状態でチップトレイに収納したが、本発明はこれに限らず、ウエハーをダイシングした状態で、かつフェイスアップで供給してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。請求項１に記載の発明によれば、チットレイまたはウエハーからフェイスアップ状態のチップを取り出して所定位置に供給するまでの過程において、チップをフェイスダウン状態に自動的に姿勢変換するので、作業者がチップトレイなどの入れ換え作業によってチップの姿勢変換を行っていた従来に比べて、チップ供給を効率よく行うことができる。また、本発明によれば、チップトレイなどからチップ反転手段へのチップ移送と、チップ保持手段から所定位置へのチップ移送とを、二つのチップ移送手段を使って行っているので、単一の移送手段で行う場合に比べて、チップの供給を一層効率よく行うことができる。
【００６０】
また、チップの姿勢変換の過程でチップの位置決めを行っているので、チップを供給位置に精度よく供給することができる。
【００６１】
また、チップのチップフェイスに気体を吹き付けているので、チップを効果的に洗浄することができる。
また、チップフェイスに吹き付けた気体を吸引排気しているので、チップフェイスから飛散した塵埃がチップフェイスに再付着することがなく、チップをより一層効果的に洗浄することができる。
また、反転させたチップ反転手段の下方位置にチップ保持手段とチップ洗浄手段とを択一的に進入させて処理しているので、チップの反転・洗浄・保持を効率よく行うことができる。
【００６２】
請求項２に記載の発明によれば、チップに吹き付ける気体に超音波を付与しているので、チップを一層効果的に洗浄することができる。
【００６３】
【００６４】
【００６５】
請求項３に記載の発明によれば、所定位置にチップを効率よく供給してチップを実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るチップ供給装置を用いたチップ実装装置の一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【図２】 チップ供給ユニットの概略構成を示した斜視図である。
【図３】 チップ洗浄過程の状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１ … 基板
２ … チップ
３ … チップトレイ
２０ … 基板供給ユニット
３０ … チップ供給ユニット（チップ供給装置）
３１Ａ… 第１のチップ移送機構
３１Ｂ… 第２のチップ移送機構
３２ … チップ反転テーブル
３３ … チップ保持テーブル
３４ … スライダー
３７ … 位置決め部材
３８ … チップ洗浄ブロック
３８Ａ… 気体噴出孔
３８Ｂ… 排気孔
４０ … 接着剤付着ユニット
５０ … 仮圧着ユニット
６０ … 本圧着ユニット
７０ … 基板収納ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂基板やガラス基板などの基板上に半導体素子や表面実装部品などのチップを実装する工程に用いられるチップ供給装置およびチップ実装装置に係り、特に、チップトレイに収納されたチップを取り出して姿勢変換する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チップ実装工程では、半導体素子などのチップはチップトレイと呼ばれる偏平な容器内に縦横に整列配置して収納されている。自動化されたチップ実装装置は、上記チップトレイからチップを取り出して、そのチップを実装ヘッドに受け渡すための所定位置にまで移送するチップ供給装置を備えている。チップを受け取ったヘッドは、チップをフェイスダウン状態（バンプが基板側にある状態）で保持して、基板上にチップを実装する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。上述したように、実装ヘッドがチップをフェイスダウン状態で保持する関係で、従来のチップ供給装置によれば、チップをフェイスダウン状態でチップトレイに収納しておく必要がある。これに対して、一般にチップはフェイスアップ状態（バンプが基板と反対側にある状態）でチップトレイに収納されているか、または、ウエハーをダイシングした状態で、かつフェイスアップで供給される。そのため、チップ実装工程に搬入されたチップトレイをチップ供給装置にセッティングする前に、作業者がチップを別のチップトレイに入れ換えて、チップをフェイスダウン状態にするという、煩雑な作業を余儀なくされている。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、チップの供給を効率よく行うことができるチップ供給装置およびチップ実装装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求項１に記載の発明は、複数個のチップをフェイスアップ状態で収納したチップトレイまたはフェイスアップ状態のウエハーからチップを１個または複数個同時に順次取り出して姿勢変換し、そのチップを所定位置にフェイスダウン状態で供給するチップ供給装置であって、前記チップトレイ内またはフェイスアップ状態のウエハーのチップを順次取り出し、そのチップをフェイスアップ状態で保持して移送する第１のチップ移送手段と、前記第１のチップ移送手段からチップを受け取り、そのチップを保持して表裏反転することにより、そのチップをフェイスダウン状態に姿勢変換するチップ反転手段と、前記チップ反転手段にフェイスダウン状態で保持されるチップのチップフェイスに向けて、気体噴出孔から気体を吹き付け、吹き付けた気体を排気孔に吸引排気してチップを洗浄するチップ洗浄手段と、前記チップ反転手段からチップを受け取り、そのチップをフェイスダウン状態で保持するチップ保持手段と、前記チップ保持手段からチップを受け取り、そのチップを保持して移送することにより、そのチップを所定位置にフェイスダウン状態で供給する第２のチップ移送手段とを備え、前記チップ反転手段は、チップをフェイスアップ状態でチップを挟むことで位置決めする位置決め手段を備え、前記チップ洗浄手段は、前記チップ保持手段と並んで配置されており、かつ、前記チップ保持手段およびチップ洗浄手段は、チップをフェイスダウン状態に保持している前記チップ反転手段の下方位置に択一的に進入可能に構成されていることを特徴とする。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のチップ供給装置において、前記チップ洗浄手段が、チップフェイスに向けて吹き付ける気体に超音波を付与する超音波付与手段を備えている。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のチップ供給装置を備えたチップ実装装置である。
【００１２】
【作用】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に記載の発明によれば、第１のチップ移送手段がチップトレイまたはフェイスアップ状態のウエハーからチップを１個または複数個同時に順次取り出し、そのチップをフェイスアップ状態に保持してチップ反転手段に移送する。チップ反転手段は、そのチップを保持して表裏反転することにより、チップをフェイスダウン状態に姿勢変換する。姿勢変換されたチップをチップ保持手段が受け取る。第２のチップ移送手段はチップ保持手段からチップを受け取り、そのチップを所定位置に移送してフェイスダウン状態で供給する。以上のように、チップトレイなどからチップ反転手段へのチップ移送と、チップ保持手段から所定位置へのチップ移送とが、個別のチップ移送手段によって効率よく行われる。
【００１３】
また、第１のチップ移送手段からチップを受け取ったチップ反転手段は、位置決め手段でチップを位置決めした後、そのチップをチップ保持手段に受け渡す。
【００１４】
また、チップのチップフェイスに向けて、チップ洗浄手段が気体を吹き付けてチップを洗浄する。
また、気体の吹き付けによって飛散した塵埃が気体とともに排気孔から吸引排気される。
また、チップをフェイスダウン状態に保持しているチップ反転手段の下方位置に、まずチップ洗浄手段が進入して、チップに気体を吹き付けることによりチップを洗浄する。チップを洗浄した後、チップ洗浄手段が退避移動する一方、チップ保持手段がチップ反転手段の下方位置に進入し、チップ反転手段からチップを受け取る。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、超音波付与手段が、チップフェイスに向けて吹き付ける気体に超音波を付与するので、洗浄効果が高められる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２のいずれかに記載のチップ供給装置によって所定位置にフェイスダウン状態で供給されたチップが基板上に実装される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明に係るチップ供給装置を備えたチップ実装装置の一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【００２０】
本実施例に係るチップ実装装置は、大きく分けて、装置基台１０と、この装置基台１０の一端側（図１では左端）に配設された基板供給ユニット２０と、装置基台１０の奥側に配設されたチップ供給ユニット３０（本発明に係るチップ供給装置の一実施例）と、基板供給ユニット２０の隣に配設された接着剤付着ユニット４０と、その隣に配設された仮圧着ユニット５０と、さらにその隣に配設された本圧着ユニット６０と、装置基台１０の他端側（図１では右端）に配設された基板収納ユニット７０と、装置基台１０の手前側に配設された４つの基板搬送機構８０Ａ〜８０Ｄとから構成されている。
【００２１】
基板供給ユニット２０は、チップ実装前の複数枚の基板１を一定間隔で多段に収納する基板収納マガジン２１と、この基板収納マガジン２１から基板１を順に取り出す昇降および水平移動可能な昇降テーブル２２とを備えている。本発明において基板１の種類は特に限定されず、例えば樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど、チップと接合可能な種々の種類および大きさのものを含む。例えば、この実施例では液晶ディスプレイパネル用の基板１にチップを実装する。また、基板供給ユニット２０は、基板１を順に供給可能であれば、その構造は特に限定されず、例えば、複数枚の基板１を水平面内に整列配置したトレイ構造であってもよい。
【００２２】
チップ供給ユニット３０は、図２に示すように、基板１に実装すべき複数個のチップ２をフェイスアップ状態で縦横に整列配置したチップトレイ３と、このチップトレイ３からチップ２を１個ずつ（または、複数個同時であってもよい）順に取り出し、そのチップ２をフェイスアップ状態で移送する第１のチップ移送機構３１Ａと、この第１のチップ移送機構３１Ａからチップ２を受け取り、そのチップ２を保持して上下反転することにより、そのチップ２をフェイスダウン状態に姿勢変換するチップ反転テーブル３２と、このチップ反転テーブル３２からチップ２を受け取り、そのチップ２をフェイスダウン状態で保持するチップ保持テーブル３３と、このチップ保持テーブル３３からチップ２を受け取り、そのチップ２を保持して移送することにより、そのチップ２を所定位置（具体的には、待機位置にあるスライダー３４上の所定位置）にフェイスダウン状態で供給する第２のチップ移送機構３１Ｂとを備えている。
【００２３】
具体的には、チップトレイ３の一辺に沿う方向（Ｙ方向）に固定レール３５Ａが設けられており、この固定レール３５Ａ上を、Ｘ方向に延びる可動レール３５Ｂが走行するようになっている。この可動レール３５Ｂ上を走行する可動ベース３６に上述した第１のチップ移送機構３１Ａと第２のチップ移送機構３１Ｂとが間隔をあけて取り付けられている。両チップ移送機構３１Ａ、３１Ｂの下端部には、チップを吸着保持するチップ吸着部がそれぞれ設けられている。二つのチップ吸着部の間隔は、チップ反転テーブル３２上のチップ載置位置とチップ保持テーブル３３上のチップ載置位置との間隔と同じになるように構成されている。
【００２４】
チップ反転テーブル３２には、このテーブル３２上に置かれたチップ２の対角線上の両角部に当接してチップ２を位置決めする開閉可能な一対の位置決め部材３７が配設されている。位置決め部材３７は、両部材が開閉移動するタイプ、あるいは一方の部材が固定で、他方の部材が移動するタイプのいずれであってもよい。また、位置決め部材３７を２個以上設けてもよい。このチップ反転テーブル３２は、Ｙ方向の軸心Ｐ周りに１８０度の範囲で回動可能に構成されている。
【００２５】
上述したチップ保持テーブル３３に並んでチップ洗浄ブロック３８が配設されている。チップ洗浄ブロック３８は、その上面の中央部に窒素ガスあるいは清浄空気などの気体を噴出する気体噴出孔３８Ａが設けられている。この気体噴出孔３８Ａは図示しないガス供給源に接続されている。気体噴出孔３８Ａの両隣に気体噴出孔３８Ａから噴出された気体を吸引排気する一対の排気孔３８Ｂが設けられている。この排気孔３８Ｂは図示しない排気ポンプに接続されている。
【００２６】
チップ保持テーブル３３およびチップ洗浄ブロック３８は、スライドテーブル３９上に並べて配設されている。このスライドテーブル３９は、チップ反転テーブル３２の回動軸心Ｐに沿って往復移動可能に構成されている。このスライドテーブル３９の移動によって、チップ２をフェイスダウン状態に保持しているチップ反転テーブル３２の下方位置に、チップ保持テーブル３３およびチップ洗浄ブロック３８を択一的に進入させるようになっている。
【００２７】
スライダー３４は、Ｙ方向に配設された固定レール３５Ｃに沿って往復移動可能に構成されている。スライダー３４は、待機位置（図２の状態）にあるときに、第２のチップ移送機構３１Ｂからチップ２をフェイスダウン状態で載置され、そのチップ２を仮圧着ユニット５０に供給する。
【００２８】
なお、本発明において、チップ供給ユニット３０によって供給されるチップ２の種類は特に限定されず、例えばＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど、基板１と接合可能な種々のものを含む。
【００２９】
第１図に戻って、接着剤付着ユニット４０は、基板供給ユニット２０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル４１と、基板１のボンディング部位１a に接着剤を付着する２つの接着剤付着ヘッド４２とを備えている。可動テーブル４１は、基板１を吸着保持する基板保持ステージ４３を備え、この基板保持ステージ４３が水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向に移動自在に構成されている。基板１の一端側であるボンディング部位１a は基板保持ステージ４３から前方に延び出ている。
【００３０】
接着剤付着ヘッド４２は、テープ状の基材に塗布された接着剤を基板１のボンディング部位１a に転写する。本実施例において、接着剤は異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film ）が用いられている。この異方性導電膜は、接着・導電・絶縁という３つの機能を同時にもつ接続材料で、熱圧着することにより、膜の厚み方向には導通性、面方向には絶縁性という電気的異方性をもつ高分子膜であり、接着性のあるバイダー内に導電粒子が混在している。なお、接着剤は、異方性導電膜に限らず、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）、単に接着機能だけを備えた非導電膜（ＮＣＦ：Non ConductiveFilm ）や、非導電ペースト（ＮＣＰ：Non Conductive Paste）を用いることもできる。接着剤としてペースト状のものを用いる場合には、その接着剤をスクリーン印刷あるいはディスペンサーで基板１に付着するようにしてもよい。接着剤付着ヘッド４２の下方には、異方性導電膜を転写するときに、基板１のボンディング部位１a を下側から支持する固定部材であるバックアップ４４が配設されている。
【００３１】
仮圧着ユニット５０は、接着剤付着ユニット４０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル５１と、接着剤が付着された基板１のボンディング部位１a にチップ２を仮圧着する仮圧着ヘッド５２と、仮圧着時に基板１とチップ２との位置合わせを行う上下２方向の認識視野をもつ２視野の認識手段（例えば、２視野カメラ）５３とを備えている。また、仮圧着ヘッド５２の下方にバックアップ５５が固定設置されている。可動テーブル５１は、基板１を吸着保持する基板保持ステージ５４を備え、この基板保持ステージ５４が水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向、上下（Ｚ）方向、およびＺ軸周り（θ）方向に、それぞれ移動自在に構成されている。
【００３２】
仮圧着ヘッド５２は、昇降自在であって、チップ供給ユニット３０のスライダー３４で移送されてきたフェイスダウン状態のチップ２を下端に吸着保持し、このチップ２を加熱して所定圧力で基板１のボンディング部位に押し付ける。これにより接着剤が半硬化状態になって、チップ２が基板１に仮圧着される。仮圧着ヘッド５２のチップ保持構造は吸着式に限らず、可動ツメを使った機械式保持、静電気を使った静電吸着、磁石を使った磁気吸着など、任意の保持構造を用いることができる。
【００３３】
２視野の認識手段５３は、水平２軸（Ｘ，Ｙ）方向および上下（Ｚ）方向に移動可能であって、仮圧着ヘッド５２に吸着保持されたチップ２の認識マークと、バックアップ５５上に移送された基板１の認識マークとをそれぞれ認識して、両認識マークの位置ズレを検出する。この位置ズレを無くすように仮圧着時に可動テーブル５１がＸ，Ｙ，およびθ方向に駆動制御される。
【００３４】
本圧着ユニット６０は、仮圧着ユニット５０から搬送されてきた基板１を水平姿勢で保持する可動テーブル６１と、基板１のボンディング部位１a に仮圧着されたチップ２を加熱・加圧して本圧着する４つの本圧着ヘッド６２とを備えている。本圧着ヘッド６２の下方にバックアップ６３が固定設置されている。また、可動テーブル６１は、仮圧着ユニット５０の可動テーブル５１と同様の基板保持ステージ６４を備えている。さらに、本圧着ユニット６０は、本圧着ヘッド６２でチップ２を加圧するときに、基板１に付着された接着剤が本圧着ヘッド６２に付くのを防止するために、フッソ樹脂製の保護テープＴを供給する機構を備えている。保護テープＴは、本圧着ユニット６０の本体フレームに取り付けられた供給ローラ６５から繰り出されて、巻き取りローラ６６に巻き取られる。
【００３５】
基板収納ユニット７０は、チップ実装された複数枚の基板１を一定間隔で多段に収納する基板収納マガジン７１と、この基板収納マガジン７１に基板１を順に収納する昇降および水平移動可能な昇降テーブル７２とを備えている。この基板収納マガジン７１に代えて、基板供給ユニット２０で説明したと同様に、トレイ構造の収納構造を備えてもよい。また、基板供給ユニット２０と基板収納ユニット７０とは必ずしも個別である必要はなく、これらを単一のユニットにして、チップが実装された基板１を元の基板供給ユニットに戻すようにしてもよい。
【００３６】
基板搬送機構８０Ａ〜８０Ｄは、装置基台１０の長手方向に配設されたレール８１と、このレール８１に沿って走行する支柱８２と、この支柱８２に昇降自在に取り付けられて基板１を吸着保持する基板保持具８３とを備えている。
【００３７】
次に上述した構成を備えたチップ実装装置の動作を説明する。基板搬送機構８０Ａは、基板供給ユニット２０から処理対象の基板１を取り出して、この基板１を接着剤付着ユニット４０に搬送する。この基板１は可動テーブル４１の基板保持ステージ４３上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ４３が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位をバックアップ４４上に載せる。基板１のボンディング部位１ａがバックアップ４４によって水平に支持された状態で、２つの接着剤付着ヘッド４２がそれぞれ下降して、ボンディング部位上に接着剤が転写される。接着剤の転写が終わる可動と、基板保持ステージ４３が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に戻された基板１は基板搬送機構８０Ｂによって、仮圧着ユニット５０に搬送される。
【００３８】
仮圧着ユニット５０に搬送された基板１は可動テーブル５１の基板保持ステージ５４上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ５４が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ５５上に位置させる。
【００３９】
一方、チップ供給ユニット３０では、レール３５Ｂと可動ベース３６とがＸ、Ｙ方向にそれぞれ移動することにより、第１のチップ移送機構３１Ａがチップトレイ３の所定のチップ２上に移動する。続いて第１のチップ移送機構３１Ａが下降して、チップトレイ３内のチップ２をチップ吸着部で吸着保持する。第１のチップ移送機構３１Ａが上昇してチップ２をチップトレイ３から取り出した後、レール３５Ｂと可動ベース３６とがＸ、Ｙ方向にそれぞれ移動することにより、第１のチップ移送機構３１Ａがチップ反転テーブル３２上に移動する。このときチップ反転テーブル３２は、チップ載置面が上方を向いた待機姿勢（図２に示す状態）にある。次に第１のチップ移送機構３１Ａが下降し、チップ吸着部で保持していたチップ２をチップ反転テーブル３２上に移す。
【００４０】
チップ反転テーブル３２上にチップ２が載置されると、一対の位置決め部材３７が閉じる方向に動いてチップ２の角部に当接することにより、チップ２を位置決めする。位置決め部材３７でチップ２を挟んで保持した状態で、チップ反転テーブル３２が軸心Ｐ周りに反転し、フェイスアップ状態のチップ２をフェイスダウン状態に姿勢変換する。反転したチップ反転テーブル３２の下にチップ洗浄ブロック３８が進入する。
【００４１】
以下、図３を参照して説明する。図３はチップ反転テーブル３２の下にチップ洗浄ブロック３８が進入した状態を示した断面図である。図３に示すように、フェイスダウン状態に姿勢変換されたチップ２の表面（チップフェイス）に向けて気体噴出孔３８Ａから清浄空気（以下、単に「エアー」という）が吹き付けられる。気体噴出孔３８Ａの内部にはエアー振動機構３８Ｃが設けられており、このエアー振動機構３８Ｃがエアーを振動させてエアーに超音波を付与する。超音波が付与されたエアーがチップ２の表面に吹き付けられることにより、チップ２に付着していた塵埃がチップ２から容易に取り除かれる。気体噴出孔３８Ａからのエアーの噴出と同時に、一対の排気孔３８Ｂからエアーが吸引排気される。その結果、チップ２から取り除かれた塵埃がエアーとともに排気孔３８Ｂから吸引排気されるので、飛散した塵埃がチップ２に再付着するなどの不都合が生じない。また、チップ２がフェイスダウン状態にあるので、チップ２の表面に塵埃が一層付着しにくい。
【００４２】
チップ２の洗浄が終わるとエアーの噴出および吸引排気を停止した後、スライドテーブル３９が移動することにより、チップ洗浄ブロック３８がチップ反転テーブル３２の下方位置から退出するとともに、チップ保持テーブル３３がチップ反転テーブル３２の下方に進入する。続いて位置決め部材３７が開くことにより、チップ反転テーブル３２からチップ保持テーブル３３へチップ２が受け渡される。チップ反転テーブル３２はフェイスダウン状態で受け渡されたチップ２を吸着保持する。チップ２を受け渡した後、チップ反転テーブル３２は逆方向に反転して待機姿勢に復帰する。
【００４３】
チップ２の反転・受け渡しが行われている間、第１のチップ移送機構３１Ａは次のチップ２をチップトレイ３から取り出している。チップ反転テーブル３２が待機姿勢に復帰すると、第２のチップ移送機構３１Ｂがチップ保持テーブル３３のチップ２の上方に移動する。第２のチップ移送機構３１Ｂと一体になって第１のチップ移送機構３１Ａも移動する。上述したように、第１のチップ移送機構３１Ａと第２のチップ移送機構３１Ｂとの間隔は、チップ反転テーブル３２上のチップ載置位置とチップ保持テーブル３３上のチップ載置位置との間隔に等しくなるように設定されているので、第２のチップ移送機構３１Ｂがチップ保持テーブル３３のチップ２の上方位置に達すると、第１のチップ移送機構３１Ａもチップ反転テーブル３２上のチップ載置位置の上方位置に達する。
【００４４】
各位置に達した第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂは同時に下降して、第１のチップ移送機構３１Ａはチップ吸着部に保持していた次のチップ２を反転テーブル３２上に移載する。一方、第２のチップ移送機構３１Ｂはチップ保持テーブル３３上のチップ２をチップ吸着部で吸着保持する。このように第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂの動作を同時並行して行うことができるので，装置の処理効率を向上させることができる。
【００４５】
チップ保持テーブル３３上のチップ２をフェイスダウン状態で保持した第２のチップ移送機構３１Ｂは、そのチップ２を移送してスライダー３４に受け渡す。チップ２をフェイスダウン状態で受け取ったスライダー３４は仮圧着ユニット５０に向けて移動し、そのチップ２を仮圧着ヘッド５２の下方にまで移送する。
【００４６】
スライダー３４で移送されたチップ２を仮圧着ヘッド５２が吸着保持する。続いて、仮圧着ヘッド５２と、バックアップ５５で支持された基板１のボンディング部位１ａとの間に２視野の認識手段５３が進出してきて、仮圧着ヘッド５２に吸着保持されたチップ２と基板１との位置ズレを検出する。この位置ズレを無くすように可動テーブル５１がＸ，Ｙおよびθ方向に制御されて、チップ２と基板１との位置合わせが行われる。位置合わせが終わると、２視野の認識手段５３は元の位置にまで後退する。続いて、仮圧着ヘッド５２が下降して、接着剤が付着された基板１のボンディング部位１ａにチップ２を仮圧着する。チップ２の仮圧着が終わると、基板保持ステージ５４が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｃによって本圧着ユニット６０に搬送される。
【００４７】
本圧着ユニット６０に搬送された基板１は可動テーブル６１の基板保持ステージ６４上に移載されて吸着保持される。基板保持ステージ６４が前方（Ｙ方向）に移動して、基板１のボンディング部位１ａをバックアップ６３上に位置させる。ボンディング部位１ａがバックアップ６３で支持されると、本圧着ヘッド６２が下降して、仮圧着されたチップ２を保護テープＴを介して加熱・加圧する。これによりチップ２のバンプが接着剤（異方性導電膜）を介して基板１の電極に電気的に接続する。
【００４８】
チップ２の本圧着が終わると、基板保持ステージ６４が基板１の受け渡し位置に水平移動する。受け渡し位置に移動した基板１は基板搬送機構８０Ｄで移送されて基板収納ユニット７０の昇降テーブル７２に受け渡され、この昇降テーブル７２によって基板収納トレイ７１に収納される。
【００４９】
以上で一枚の基板１のチップ実装が終了する。なお、ある基板１が仮圧着ユニット５０でチップ２を仮圧着されている間に、接着剤付着ユニット４０では次の基板１へ接着剤が転写されている。このように各ユニットでは基板１への接着剤の転写、チップ２の仮圧着、チップ２の本圧着が並行して行われている。
【００５０】
以上のように本実施例に係るチップ実装装置は、チップ供給ユニット部３０において、フェイスアップ状態でチップ２を収納したチップトレイ３からチップ２を取り出した後、そのチップ２をフェイスダウン状態に姿勢変換して仮圧着ユニット５０に供給しているので、作業者がチップ２を別のチップトレイに入れ換えてチップ２の姿勢を変換するという煩わしい作業が不要であり、チップ実装処理の効率を向上することができる。また、二つのチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂを用いて、チップ反転テーブル３２へのチップ移載と、チップ保持テーブル３３上のチップ２の保持とを同時並行して行っているので、処理効率を一層向上させることもできる。
【００５１】
本発明は上述した実施例に限らず、次のように変形実施することができる。
（１）上記実施例において、第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂやチップ保持テーブル３３は、チップ２を吸着手段によって保持すると説明したが、吸着手段に代えてチップを挟んで保持する機械的保持手段や、磁力で保持する磁気保持手段や、静電気で保持する静電保持手段など、任意の保持手段を用いることができる。同様に、チップ反転テーブル３２では、チップ２を機械的に保持した状態で上下に反転したが、上述した吸着手段、磁気保持手段、静電保持手段などでチップを保持した状態で反転させてもよい。
【００５２】
（２）上記実施例では、チップ洗浄ブロック３８の中央部に気体噴出孔３８Ａを、その両隣に排気孔３８Ｂをそれぞれ設けたが、これに代えて排気孔を中央に、その両隣に気体噴出孔をそれぞれ設けるようにしてもよい。また、気体の噴出や吸引排気をノズルを使って行うようにしてもよい。
【００５３】
（３）チップの洗浄効果を高めるために、上記実施例のようにエアーに超音波を付与するのが好ましいが、必ずしも超音波を付与しなくてもよい。
【００５４】
（４）上記実施例では、第１および第２のチップ移送機構３１Ａ、３１Ｂが一体になって移動するように構成したが、各チップ移送機構が個別に移動するように構成してもよい。
【００５５】
（５）上記実施例では処理効率を上げるために圧着ユニットを仮圧着ユニット５０と本圧着ユニット６０との２つのユニットに分割したが、チップの位置合わせと電気的接続とを一つの圧着ユニットで行うようにしてもよい。
【００５６】
（６）本発明において各ユニットおよび基板搬送機構の配置や構成は上記実施例のものに限定されず、種々変更実施可能である。例えば、複数個の基板保持具を備えた基板搬送機構をＺ軸周りに回転可能に構成し、この基板搬送機構の周りに、基板供給ユニット、チップ供給ユニット、接着剤付着ユニット、仮圧着ユニット、本圧着ユニット、および基板収納ユニットを順に配置するようにしてもよい。
【００５７】
（７）本発明に係るチップ実装装置は、チップ搭載のための単なるマウント装置や、加熱加圧プロセスを有したボンディング装置など、種々の形態のものを含む。
【００５８】
（８）実施例では、チップをフェイスアップ状態でチップトレイに収納したが、本発明はこれに限らず、ウエハーをダイシングした状態で、かつフェイスアップで供給してもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。請求項１に記載の発明によれば、チットレイまたはウエハーからフェイスアップ状態のチップを取り出して所定位置に供給するまでの過程において、チップをフェイスダウン状態に自動的に姿勢変換するので、作業者がチップトレイなどの入れ換え作業によってチップの姿勢変換を行っていた従来に比べて、チップ供給を効率よく行うことができる。また、本発明によれば、チップトレイなどからチップ反転手段へのチップ移送と、チップ保持手段から所定位置へのチップ移送とを、二つのチップ移送手段を使って行っているので、単一の移送手段で行う場合に比べて、チップの供給を一層効率よく行うことができる。
【００６０】
また、チップの姿勢変換の過程でチップの位置決めを行っているので、チップを供給位置に精度よく供給することができる。
【００６１】
また、チップのチップフェイスに気体を吹き付けているので、チップを効果的に洗浄することができる。
また、チップフェイスに吹き付けた気体を吸引排気しているので、チップフェイスから飛散した塵埃がチップフェイスに再付着することがなく、チップをより一層効果的に洗浄することができる。
また、反転させたチップ反転手段の下方位置にチップ保持手段とチップ洗浄手段とを択一的に進入させて処理しているので、チップの反転・洗浄・保持を効率よく行うことができる。
【００６２】
請求項２に記載の発明によれば、チップに吹き付ける気体に超音波を付与しているので、チップを一層効果的に洗浄することができる。
【００６３】
【００６４】
【００６５】
請求項３に記載の発明によれば、所定位置にチップを効率よく供給してチップを実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るチップ供給装置を用いたチップ実装装置の一実施例の概略構成を示した斜視図である。
【図２】 チップ供給ユニットの概略構成を示した斜視図である。
【図３】 チップ洗浄過程の状態を示した断面図である。
【符号の説明】
１ … 基板
２ … チップ
３ … チップトレイ
２０ … 基板供給ユニット
３０ … チップ供給ユニット（チップ供給装置）
３１Ａ… 第１のチップ移送機構
３１Ｂ… 第２のチップ移送機構
３２ … チップ反転テーブル
３３ … チップ保持テーブル
３４ … スライダー
３７ … 位置決め部材
３８ … チップ洗浄ブロック
３８Ａ… 気体噴出孔
３８Ｂ… 排気孔
４０ … 接着剤付着ユニット
５０ … 仮圧着ユニット
６０ … 本圧着ユニット
７０ … 基板収納ユニット
Claims (3)
- 複数個のチップをフェイスアップ状態で収納したチップトレイまたはフェイスアップ状態のウエハーからチップを１個または複数個同時に順次取り出して姿勢変換し、そのチップを所定位置にフェイスダウン状態で供給するチップ供給装置であって、
前記チップトレイ内またはフェイスアップ状態のウエハーのチップを順次取り出し、そのチップをフェイスアップ状態で保持して移送する第１のチップ移送手段と、
前記第１のチップ移送手段からチップを受け取り、そのチップを保持して表裏反転することにより、そのチップをフェイスダウン状態に姿勢変換するチップ反転手段と、
前記チップ反転手段にフェイスダウン状態で保持されるチップのチップフェイスに向けて、気体噴出孔から気体を吹き付け、吹き付けた気体を排気孔に吸引排気してチップを洗浄するチップ洗浄手段と、
前記チップ反転手段からチップを受け取り、そのチップをフェイスダウン状態で保持するチップ保持手段と、
前記チップ保持手段からチップを受け取り、そのチップを保持して移送することにより、そのチップを所定位置にフェイスダウン状態で供給する第２のチップ移送手段とを備え、
前記チップ反転手段は、チップをフェイスアップ状態でチップを挟むことで位置決めする位置決め手段を備え、
前記チップ洗浄手段は、前記チップ保持手段と並んで配置されており、かつ、前記チップ保持手段およびチップ洗浄手段は、チップをフェイスダウン状態に保持している前記チップ反転手段の下方位置に択一的に進入可能に構成されている
ことを特徴とするチップ供給装置。 - 請求項１に記載のチップ供給装置において、前記チップ洗浄手段は、チップフェイスに向けて吹き付ける気体に超音波を付与する超音波付与手段を備えているチップ供給装置。
- 請求項１または請求項２のいずれかに記載のチップ供給装置を備えたチップ実装装置。
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