JP4742719B2 - Component mounting apparatus and component mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、部品の上に更に部品を重ねて実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting a component on top of the component.
電子機器の製造分野においては、半導体チップを基板などのワークに実装する部品実装作業が行われる。この部品実装作業においては、半田バンプなどの接続用電極が形成された半導体チップを部品供給部から取り出して基板に移送搭載する移載動作と、搭載された半導体チップの接続用電極を基板の回路電極と接合する接合動作とが行われる。このような部品実装作業を行う装置として、従来より部品供給部から半導体チップを取り出して上下反転する部品反転機構と、部品反転機構から受け渡された半導体チップを基板に搭載する移載ヘッドとを備えた部品実装装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
ところで近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる実装基板の実装密度を更に高密度化することが求められている。このような高密度実装に対応するための実装形態として、複数の半導体チップを重ね合わせたいわゆるチップオンチップ構造の半導体装置が採用されるようになっている。このような半導体装置は、2つの半導体チップの回路形成面を相互に対向させて回路形成面に形成されたバンプを相互に接合することによって製造される。 Incidentally, in recent years, with the progress of downsizing and higher functionality of electronic devices, it is required to further increase the mounting density of a mounting board incorporated in the electronic device. As a mounting form to cope with such high-density mounting, a semiconductor device having a so-called chip-on-chip structure in which a plurality of semiconductor chips are superposed has been adopted. Such a semiconductor device is manufactured by bonding the bumps formed on the circuit formation surface with the circuit formation surfaces of the two semiconductor chips facing each other.
しかしながら、上述の特許文献例に示す部品実装装置は、サイズが大きく取り扱いが容易な基板上に半導体チップを移送搭載する用途を対象として機能が構成されているため、サイズがほぼ等しい2つの半導体チップを相互に接合する作業には必ずしも適していなかった。このため、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる部品搭載装置および部品実装方法が望まれていた。 However, since the component mounting apparatus shown in the above-mentioned patent document example is configured for the purpose of transferring and mounting a semiconductor chip on a substrate that is large and easy to handle, two semiconductor chips having substantially the same size are used. It was not always suitable for the work of joining the two. Therefore, there has been a demand for a component mounting apparatus and a component mounting method that can efficiently perform a component mounting operation for manufacturing a semiconductor device having a chip-on-chip structure.
そこで本発明は、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method that can efficiently perform a component mounting operation for manufacturing a semiconductor device having a chip-on-chip structure.
本発明の部品搭載装置は、第1の部品に第2の部品を実装する部品実装装置であって、前記第1の部品を供給する第1の部品供給部と、前記第2の部品を供給する第2の部品供給部と、前記第1の部品が載置される実装ステージと、前記第2の部品を実装ヘッドによって保持して前記実装ステージに載置された前記第1の部品に実装する実装手段と、前記第1の部品を前記第1の部品供給部から取り出して前記実装ステージに載置する第1の部品受渡手段と、前記第2の部品を前記第2の部品供給部から取り出して前記実装ヘッドに保持させる第2の部品受渡手段と、前記第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第1の部品および第2の部品を単一の搬送動作で搬送する受渡移動手段とを備えた。 The component mounting apparatus according to the present invention is a component mounting apparatus that mounts a second component on a first component, and supplies a first component supply unit that supplies the first component and the second component. to the second component supply unit, said a mounting stage in which the first part is placed, mounted on the second of said first component that is mounted on the mounting stage to hold the mounting head part Mounting means, first component delivery means for taking out the first component from the first component supply section and placing it on the mounting stage, and removing the second component from the second component supply section. Second component delivery means that is taken out and held by the mounting head, and the first component delivery means and the second component delivery means are simultaneously moved relative to the mounting stage and the mounting head in a single operation. by, the first component and the second component And a delivery movement means you transport in a single transport operation.
本発明の部品接合方法は、第1の部品に第2の部品を実装する部品実装方法であって、前記第1の部品を第1の部品受渡手段によって第1の部品供給部から取り出して実装ステージに載置する第1の部品受渡工程と、前記第2の部品を第2の部品受渡手段によって第2の部品供給部から取り出して実装ヘッドに保持させる第2の部品受渡工程と、前記実装ヘッドに保持された第2の部品を前記実装ステージに載置された第1の部品に実装する実装工程とを含み、前記第1の部品受渡工程および第2の部品受渡工程において、前記第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第1の部品および第2の部品を単一の搬送動作で搬送する。 Component bonding method of the present invention is a component mounting method for mounting the second component to the first component, taken from the first component supply unit by the first component to the first component transfer unit the first component delivery step and, second component delivery step of holding the second part of the second component transfer unit mounting head is removed from the second component supply unit by the placing the mounting stage Te And a mounting step of mounting the second component held by the mounting head on the first component placed on the mounting stage, and in the first component delivery step and the second component delivery step The first component delivery means and the second component delivery means are moved simultaneously relative to the mounting stage and the mounting head in a single operation to move the first component and the second component. transport in one of the transport operation.
本発明によれば、第1の部品を第1の部品受渡手段によって第1の部品供給部から取り出して実装ステージに受け渡す第1の部品受渡工程および第2の部品を第2の部品受渡手段によって第2の部品供給部から取り出して実装ヘッドに保持させる第2の部品受渡工程において、第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、第1の部品および第2の部品を単一の搬送動作で搬送することにより、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる。 According to the present invention, the first component delivery step of taking out the first component from the first component supply unit by the first component delivery means and delivering it to the mounting stage, and the second component delivery means as the second component delivery means. In the second component delivery step in which the first component delivery means and the second component delivery means are removed from the second component supply unit and held by the mounting head by a single operation with respect to the mounting stage and the mounting head. are relatively moved at the same time, by conveying the first part and the second part in a single transport operation, be performed component mounting operation for manufacturing a semiconductor device of chip-on-chip structure efficiently it can.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の部品実装装置の斜視図、図2は本発明の実施の形態1の部品実装装置の正面図、図3,図4は本発明の実施の形態1の部品実装方法を示す工程説明図である。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view of a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams according to the first embodiment of the present invention. It is process explanatory drawing which shows a component mounting method.
まず図1,図2を参照して、部品実装装置1の構造を説明する。部品実装装置1は、略同サイズの半導体チップを直接重ねて実装したチップオンチップ構造の実装体(半導体装置)を形成する用途に使用されるものである。図1において、部品実装装置1は、部品収納部2および部品位置決め部3をX方向(部品搬送方向)に直列に配設し、その上方に部品移送部4および部品実装部5をX方向に配置した構成となっている。部品位置決め部3の右側方には、実装後の部品を搬出する部品搬出部6が配置されている。
First, the structure of the
各部の構成を説明する。部品収納部2は、X軸テーブル11X、Y軸テーブル11Yを積層した位置決めテーブル11上に、部品収納テーブル12を装着した構成となっている。部品収納テーブル12の上面には、第1の部品トレイ13A、第2の部品トレイ13Bが保持されており、第1の部品トレイ13A、第2の部品トレイ13Bには、それぞれ第1の部品である下チップ14および第2の部品である上チップ15が、格子状の規則配列で収納されている。
The configuration of each part will be described. The
位置決めテーブル11を駆動することにより、部品収納テーブル12上の第1の部品トレイ13A、第2の部品トレイ13BはX方向、Y方向に水平移動する。これにより、下チップ14、上チップ15は、部品移送部4に対して位置合わせされ、位置合わせされた下チップ14、上チップ15は、部品移送部4によって取り出されてそれぞれ部品位置決め部3,部品実装部5に対して供給される。したがって、第1の部品トレイ13Aは第1の部品を供給する第1の部品供給部となっており、第2の部品トレイ13Bは第2の部品を供給する第2の部品供給部となっている。
By driving the positioning table 11, the first component tray 13A and the second component tray 13B on the component storage table 12 move horizontally in the X direction and the Y direction. As a result, the
下チップ14、上チップ15はほぼ同サイズの矩形部品であり、図2に示すように、下チップ14の回路形成面には接続用電極14aが、また上チップ15の回路形成面には半田バンプ15aが設けられている。下チップ14、上チップ15はいずれも回路形成面を上向きにしたいわゆるフェイスアップ姿勢で第1の部品トレイ13A、第2の部品トレイ13Bに収納されている。部品実装装置1は第1の部品トレイ13A、第2の部品トレイ13Bから取り出された下チップ14上と上チップ15とを重ねて実装する部品実装作業を行う。この部品実装作業は、下チップ14上に上チップ15を搭載し、半田バンプ15
aを接続用電極14aに半田接合することにより行われる。
The
This is performed by soldering a to the connection electrode 14a.
部品位置決め部3は、X軸テーブル16X、Y軸テーブル16Yを積層した位置決めテーブル16に、移動ブロック17を装着した構成となっている。移動ブロック17の上面には下チップ14が載置される実装ステージ18が設けられている。実装ステージ18には吸引孔18aが設けられており、実装ステージ18上に下チップ14を載置した状態で吸引孔18aから真空吸引することにより、下チップ14は実装ステージ18に吸着保持される。
The
位置決めテーブル16を駆動することにより、実装ステージ18はX方向、Y方向に水平移動し、これにより実装ステージ18に保持された下チップ14を部品実装部5に対して位置合わせする。また以下に説明する部品移送部4によって部品収納部2から取り出された下チップ14を実装ステージ18に載置する際には、X軸テーブル16Xによって実装ステージ18をX方向左側に移動させ、図2に示す部品受渡位置[P1]に位置させる。
By driving the positioning table 16, the
部品移送部4は、X方向に配設された移動テーブル20によって、部品移送ヘッド21をX方向に往復動させる構成となっている。部品移送ヘッド21には、下チップ14、上チップ15をそれぞれ保持して取り出すための第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bが、180度の等配配置で設けられている。第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bは、部品移送ヘッド21に内蔵された昇降機構によってそれぞれ個別に昇降自在となっている。
The
また部品移送ヘッド21は、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bを上下反転させるための反転機構を内蔵しており、Y方向に設けられた回転軸21a廻りに180度の回転が可能となっている。これにより、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bの一方を下向き姿勢にし、他方を上向き姿勢にした状態で動作させることができる。
The
すなわち部品移送ヘッド21は下向き姿勢の第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bによって部品収納部2から下チップ14、上チップ15を取り出すことができるとともに、下向き姿勢の第2の部品保持ノズル22Bによって上チップ15を保持した部品移送ヘッド21を180度回転させることにより、第2の部品保持ノズル22Bを上向き姿勢にして上チップ15を上下反転することができるようになっている。
That is, the
第1の部品トレイ13Aから下チップ14を取り出して実装ステージ18に移載する際には、下チップ14を保持した部品移送ヘッド21を、図2に示す部品受渡位置[P1]まで移動させ、ここで第1の部品保持ノズル22Aを昇降させて、保持した下チップ14を予め部品受渡位置[P1]まで移動した実装ステージ18に載置する。
When the
部品実装部5は、X方向に配設された移動テーブル25によって、実装ヘッド27をX方向に往復動させる構成となっている。実装ヘッド27はヘッド昇降機構26によって昇降し、上チップ15をフェイスダウン姿勢で保持する部品実装ノズル28を備えている。第2の部品トレイ13Bから上チップ15を取り出した部品移送ヘッド21を、図2に示す部品受渡位置[P1]まで移動させて、部品移送ヘッド21を回転させるとともに、実装ヘッド27を部品受渡位置[P1]まで移動させることにより、第2の部品保持ノズル22Bに保持された上チップ15を実装ヘッド27に受け渡すことができる。このとき、第2の部品トレイ13Bにおいては半田バンプ15aを上向きにしたフェイスアップ姿勢であった上チップ15は、部品移送ヘッド21によって上下反転されることにより、半田バンプ15aを下向きにしたフェイスダウン姿勢で実装ヘッド27に受け渡される。
The
上記構成において、部品移送ヘッド21に備えられた第1の部品保持ノズル22Aは、下チップ14を第1の部品トレイ13Aから取り出して実装ステージ18に載置する第1の部品受渡手段となっている。また部品移送ヘッド21に備えられた第2の部品保持ノズル22Bおよび第2の部品保持ノズル22Bを上下反転させるための反転機構は、上チップ15を第2の部品トレイ13Bから取り出し、上下反転して実装ヘッド27に受け渡す第2の部品受渡手段となっている。
In the above configuration, the first
すなわち第2の部品受渡手段は、第2の部品保持ノズル22Bと、第2の部品保持ノズル22Bを上下反転させる反転機構を備えた構成となっており、本実施の形態においてはこの反転機構によって第1の部品保持ノズル22Aをともに上下反転するように構成されている。そして部品移送部4の移動テーブル20および部品移送ヘッド21に内蔵された昇降機構は、第1の部品受渡手段である第1の部品保持ノズル22Aおよび第2の部品受渡手段である第2の部品保持ノズル22Bを実装ステージ18および実装ヘッド27に対して相対的に移動させる受渡移動手段となっている。
In other words, the second component delivery means includes a second component holding nozzle 22B and a reversing mechanism that reverses the second component holding nozzle 22B up and down. The first
上チップ15を受け取った後の実装ヘッド27は部品実装位置[P2]に移動し、ここで昇降動作を行うことにより、上チップ15を部品実装位置[P2]に移動した実装ステージ18上の下チップ14に搭載する。実装ヘッド27は接合手段として加熱手段を内蔵しており、部品実装ノズル28を介して上チップ15を加熱することができるようになっている。実装ヘッド27によって保持した上チップ15を、実装ステージ18に載置された下チップ14に対して下降させて半田バンプ15aを接続用電極14aに接触させる実装動作において、実装ヘッド27によって上チップ15を加熱することにより、半田バンプ15aが溶融して接続用電極14aに半田接合され、これにより上チップ15は下チップ14に実装される。部品実装部5は、上チップ15を実装ヘッド27によって保持して、実装ステージ18に載置された下チップ14に実装する実装手段となっている。
The mounting
なお、第1の部品である下チップ14に第2の部品である上チップ15を接合する接合手段として、実装ヘッド27に内蔵した加熱手段を例示したが、接合手段はこれに限られるものではない。実装ヘッド27に設けた振動印加手段によって振動を印加して接合してもよいし、ヒータによる加熱と振動印加を併用してもよい。また、ヒータなどの接合手段を実装ステージ18側に設けてもよい。
In addition, although the heating means built in the mounting
チップ位置決め部3の斜め上方には、認識ユニット30が配設されている。認識ユニット30は、上方の撮像視野と下方の撮像視野を単一撮像動作で撮像可能な2視野光学系を備えており、移動機構(図示省略)によってY方向に進退自在となっている。実装ステージ18に下チップ14が載置され、且つ上チップ15を吸着保持した実装ヘッド27が実装ステージ18の直上に位置した状態で、認識ユニット30を実装ステージ18と実装ヘッド27との間に進出させることにより、下チップ14と上チップ15を同一の撮像動作によって撮像して認識することができる。認識ユニット30は、実装ステージ18上の下チップ14および実装ヘッド27によって保持された上チップ15を光学的に認識する認識手段となっている。
A
部品位置決め部3の右側方に配置された部品搬出部6は、搬送コンベア31によってX方向に移動自在な部品収納トレイ32と、上チップ15を吸着保持可能な部品保持ノズル34が装着された部品搬出ヘッド33を備えている。部品搬出ヘッド33は、搬送ヘッド移動機構(図示省略)によってX方向の往復動および昇降動作が可能となっている。これにより部品搬出ヘッド33は、部品実装位置[P2]に位置する実装ステージ18と搬送コンベア31の左端部に位置した部品収納トレイ32との間で部品移載動作を行う。すなわち実装ステージ18において下チップ14に上チップ15を実装して形成された実装体
19を部品搬出ヘッド33によって保持して部品収納トレイ32に搬出する。したがって部品搬出ヘッド33は、下チップ14に実装された上チップ15を下チップ14とともに実装ステージ18から搬出する部品搬出手段となっている。
The component carry-out
次に、図3、図4を参照して、部品実装装置1による部品実装動作について説明する。まず図3(a)に示すように、第2の部品保持ノズル22Bを下向きにした部品移送ヘッド21を、部品収納部2の第2の部品トレイ13Bの上方へ移動させる。そして実装対象となる上チップ15に第2の部品保持ノズル22Bを位置合わせして下降させ、上チップ15を回路形成面側から吸着保持する。次いで部品移送ヘッド21を180度回転させて、第1の部品保持ノズル22Aを下向きにした部品移送ヘッド21を第1の部品トレイ13Aの上方に移動させ、図3(b)に示すように、第1の部品保持ノズル22Aによって下チップ14を吸着保持する。
Next, a component mounting operation by the
この後、部品移送ヘッド21によって下チップ14、上チップ15を部品位置決め部3、部品実装部5に受け渡す動作が実行される。すなわち、図3(c)に示すように、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bにそれぞれ下チップ14、上チップ15を保持した部品移送ヘッド21を、部品位置決め部3の部品受渡位置[P1]へ移動させ、予め部品受渡位置[P1]へ移動した実装ステージ18に、第1の部品保持ノズル22Aに保持された下チップ14を接続用電極14aを上向きにしたフェイスアップ姿勢で載置する。次いで、実装ヘッド27を部品受渡位置[P1]へ移動させ、図3(d)に示すように、第2の部品保持ノズル22Bに保持された上チップ15を、実装ヘッド27の部品実装ノズル28に半田バンプ15aを下向きにしたフェイスダウン姿勢で保持させる。
Thereafter, an operation of transferring the
図3(a)〜図3(d)に示す動作は、下チップ14を前述の第1の部品受け渡し手段によって第1の部品トレイ13Aから取り出して実装ステージ18に載置する第1の部品受渡工程と、上チップ15を前述の第2の部品受渡手段によって第2の部品トレイ13Bから取り出して実装ヘッド27に保持させる第2の部品受渡工程を示している。そして第1の部品受渡工程および第2の部品受渡工程においては、第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を、部品移送ヘッド21の移動によって実装ステージ18および実装ヘッド27に対して同時に相対的に移動させて、下チップ14,上チップ15を単一の搬送動作で搬送する動作形態となっている。これにより、下チップ14、上チップ15を部品収納部2から取り出して受け渡す際の部品搬送動作を効率化することができる。
The operations shown in FIGS. 3A to 3D are the first component delivery in which the
そしてこの後、上チップ15を保持した実装ヘッド27が部品実装位置[P2]に移動したならば、図4(a)に示すように、認識ユニット30を実装ステージ18と実装ヘッド27との間に進出させ、認識ユニット30に備えられた2視野光学系によって下チップ14と上チップ15とを同一撮像動作で撮像する。撮像結果は認識手段(図示省略)によって認識処理され、下チップ14の接続用電極14aと上チップ15の半田バンプ15aが認識される。そしてこの認識結果に基づいて、接続用電極14aと半田バンプ15aの位置ずれが検出される。この撮像動作と並行して、部品移送ヘッド21は部品収納部2に戻り、第2の部品トレイ13Bの上方へ移動して次の実装対象の上チップ15に位置合わせされる。
Thereafter, when the mounting
この後認識ユニット30が実装ヘッド27の下方から退避したならば、図4(b)に示すように、実装ヘッド27を下降させて、上チップ15を下チップ14に搭載する。このとき、前述の認識工程によって得られた接続用電極14aと半田バンプ15aの位置ずれを加味して位置決めテーブル16を制御することにより、半田バンプ15aは接続用電極14aに正しく位置合わせされる。そしてこの搭載動作と並行して、部品収納部2においては第2の部品保持ノズル22Bによって次に実装対象となる上チップ15を保持する動
作が行われる。
Thereafter, when the
そして実装ヘッド27によって上チップ15を加熱し、半田バンプ15aを溶融させて接続用電極14aに半田接合することにより、実装ヘッド27 に保持された上チップ15を実装ステージ18に載置された下チップ14に実装する(実装工程)。これにより、下チップ14に上チップ15を実装した実装体19が形成される。この時、実装ヘッド27の高さ位置を制御して上チップ15と下チップ14との間隔を適正に保つことにより、半田バンプ15aが溶融した溶融半田が流動することによる不具合を防止するようにしている。
Then, the
半田接合が完了した後に、実装ステージ18による下チップ14の吸着保持を解除して実装ヘッド27を上昇させたならば、実装体19の搬出が行われる。すなわち図4(c)に示すように、部品搬出ヘッド33を部品実装位置[P2]まで移動させて実装ステージ18に対して下降させ、部品保持ノズル34によって実装体19の上チップ15を保持する。この動作と並行して、部品収納部2においては、図3(b)に示す動作と同様に、第1の部品トレイ13Aの下チップ14を第1の部品保持ノズル22Aによって保持する部品保持動作が行われる。
After the solder bonding is completed, if the suction holding of the
そして部品搬出ヘッド33に部品搬出動作を行わせて、部品保持ノズル34によって保持した上チップ15を、下チップ14とともに実装ステージ18から搬出して部品収納トレイ32に収納する。次いで、実装体19が搬出されて空状態となった実装ステージ18は、図4(d)に示すように、部品受渡位置[P1]まで移動し、ここで図3(c)に示す動作と同様に、第1の部品保持ノズル22Aに保持された下チップ14を実装ステージ18に載置する第1の部品受渡工程が実行され、以下同様の動作工程が反復実行される。
Then, the
上記説明したように、本発明の部品実装装置においては、下チップ14に上チップ15を実装する部品実装において、下チップ14を第1の部品受渡手段によって第1の部品トレイ13Aから取り出して実装ステージ18に受け渡す第1の部品受渡工程および上チップ15を第2の部品受渡手段によって第2の部品トレイ13Bから取り出して実装ヘッド27に保持させる第2の部品受渡工程において、第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を実装ステージ18および実装ヘッド27に対して同時に相対的に移動させるようにしている。これにより、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる。
As described above, in the component mounting apparatus of the present invention, when mounting the
(実施の形態2)
図5は本発明の実施の形態2の部品実装装置の斜視図、図6は本発明の実施の形態2の部品実装装置の正面図、図7,図8は本発明の実施の形態2の部品実装方法を示す工程説明図である。
(Embodiment 2)
5 is a perspective view of the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are diagrams of the second embodiment of the present invention. It is process explanatory drawing which shows a component mounting method.
図5,図6に示す部品実装装置1Aは、実施の形態1に示す部品実装装置1において、部品搬出部6を除いた構成となっている。部品収納部2、部品位置決め部3、部品移送部4および部品実装部5の構成は、部品実装装置1と同様である。本実施の形態2では、実装ステージ18にて下チップ14に上チップ15を実装して形成された実装体19を、部品移送部4の部品移送ヘッド21によって保持して部品収納部2に収納することにより実装ステージ18から搬出する構成を採用している。すなわち本実施の形態2においては、上チップ15と下チップ14を部品収納部2から取り出して部品位置決め部3に受け渡す部品受渡手段が、下チップ14に実装された上チップ15を実装ステージ18から搬出する部品搬出手段を兼ねた構成となっている。
The component mounting apparatus 1A shown in FIGS. 5 and 6 has a configuration in which the
次に、図7、図8を参照して、部品実装装置1Aによる部品実装動作について説明する
。図7(a)〜(d)、図8(a)は、実施の形態1における図3(a)〜(d)、図4(a)と同様の動作内容である。図8(b)に示すように、実装ヘッド27 に保持された上チップ15を実装ステージ18に載置された下チップ14に実装する実装工程では、本実施の形態2においては部品移送ヘッド21は部品収納部2において次の実装対象の部品を保持する動作を行うことなく待機する。
Next, the component mounting operation by the component mounting apparatus 1A will be described with reference to FIGS. 7A to 7D and FIG. 8A show the same operation contents as those in FIGS. 3A to 3D and FIG. 4A in the first embodiment. As shown in FIG. 8B, in the mounting process in which the
図8(b)にて半田接合が完了すると、図8(c)に示すように、まず実装ヘッド27を上昇させ、次いで下チップ14に上チップ15を実装して形成された実装体19を保持した状態の実装ステージ18を、部品受渡位置[P1]まで移動させる。そして部品移送ヘッド21を部品収納部2から部品受渡位置[P1]まで移動させ、第2の部品保持ノズル22Bによって実装体19を保持する。そして図8(d)に示すように、部品移送ヘッド21を部品収納部2に移動させ、第2の部品保持ノズル22Bによって保持した実装体19を、第1の部品トレイ13Aに収納する。
When solder bonding is completed in FIG. 8B, as shown in FIG. 8C, the mounting
(実施の形態3)
図9(a)は本発明の実施の形態3の部品実装装置における部品移送ヘッドの構造説明図、図9(b)は本発明の実施の形態3の部品実装装置における部品移送ヘッドの動作説明図である。本実施の形態3は、部品移送部4に備えられた部品移送ヘッド21に、部品実装部5の実装ヘッド27に装着される部品実装ノズル28を自動的に着脱して交換するノズルチェンジ機能を持たせたものである。
(Embodiment 3)
FIG. 9A is a structural explanatory diagram of the component transfer head in the component mounting apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9B is an operation description of the component transfer head in the component mounting apparatus according to the third embodiment of the present invention. FIG. The third embodiment has a nozzle change function that automatically attaches / detaches the
図9(a)において、部品移送ヘッド21には実施の形態1,2と同様に、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bが設けられており、回転軸21a廻りに部品移送ヘッド21を回転させることにより、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bの向きを変更することができるようになっている。部品移送ヘッド21の一方側の側面には、実装ヘッド27に装着される部品実装ノズル28を吸着して保持するためのノズル保持手段としてのノズル保持部40が、部品移送ヘッド21に対して進退自在に設けられている。
In FIG. 9A, the
ノズル保持部40は、部品実装ノズル28の外形に対応した形状のブロック部材に、部品実装ノズル28において部品と当接する凸形状の当接部28aの嵌入を許容するための凹部40aを設けた形状となっており、部品実装ノズル28の下面(実装ヘッド27への装着面の反対面)を外縁の枠部に当接させた状態で、枠部に設けられた吸引孔41から真空吸引することにより、部品実装ノズル28はノズル保持部40によって保持される。
The
部品実装ノズル28は対象となるチップ部品の種類に応じて実装ヘッド27に交換自在に装着され、複数種類の部品を対象として部品実装動作を反復して実行する過程においては、部品の品種切換の都度部品実装ノズル28の着脱を行う必要がある。本実施の形態3においては、図9(b)に示すように、異なる品種の部品に対応した複数の部品実装ノズル28をノズルトレイ42内に収納して、部品収納部2の部品収納テーブル12上に配置しておき、部品移送ヘッド21によって部品実装ノズル28の実装ヘッド27への着脱を行うようにしている。
The
部品実装ノズル28は、当接部28aを上面に向けて配列されており、部品実装ノズル28を実装ヘッド27に装着する際には、ノズル保持部40を所望の部品実装ノズル28の上方に移動させてノズル保持部40によって部品実装ノズル28を保持させる。次いで部品実装ノズル28を保持した部品移送ヘッド21を部品受渡位置[P1]まで移動させるとともに、部品移送ヘッド21を180度回転させてノズル保持部40に保持された部品実装ノズル28を上下反転し、部品実装ノズル28の実装ヘッド27への装着面を上向きにする。
The
そしてこの装着面に対して実装ヘッド27を昇降させることにより、部品実装ノズル28は実装ヘッド27に自動的に装着される。なお、図9(b)に示す動作を逆順に実行することにより、実装ヘッド27に既装着の部品実装ノズル28を取り外して、部品収納部2のノズルトレイ42内に収納することができる。すなわち、本実施の形態3においては、実装ヘッド18に装着される部品保持用の部品実装ノズル28を保持し、前述の受渡移動手段によって第1の部品受渡手段、第2の部品受渡手段とともに移動するノズル保持手段としてのノズル保持部40を備えた形態となっている。
The
(実施の形態4)
図10(a)は本発明の実施の形態4の部品実装装置における部品移送ヘッドの構造説明図、図10(b)は本発明の実施の形態4の部品実装装置における部品移送ヘッドの動作説明図である。本実施の形態4は、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bを単一の部品移送ヘッド21に設ける替わりに、第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bをそれぞれ個別の部品移送ヘッドに設けた例を示している。
(Embodiment 4)
FIG. 10A is an explanatory diagram of the structure of the component transfer head in the component mounting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is an operation description of the component transfer head in the component mounting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. In the fourth embodiment, instead of providing the first
図10(a)に示すように、移動テーブル20にX方向に移動自在に設けられた移動プレート43には、第1の部品移送ヘッド21A、第2の部品移送ヘッド21Bが装着されている。第1の部品移送ヘッド21A、第2の部品移送ヘッド21Bにはそれぞれ第1の部品保持ノズル22A、第2の部品保持ノズル22Bが昇降自在に設けられている。第1の部品移送ヘッド21Aは、実施の形態1,2の部品移送ヘッド21と同様に、回転軸21a廻りに180度回転自在となっており、第1の部品保持ノズル22Aは上向き、下向きのいずれの姿勢でも動作可能となっている。また第2の部品移送ヘッド21Bは固定されており、第2の部品保持ノズル22Bは下向き姿勢でのみ動作する。
As shown in FIG. 10A, a first
部品収納部2から下チップ14、上チップ15を取り出す際には、図10(b)に示すように、第1の部品保持ノズル22Aを下向きにした状態で、第1の部品保持ノズル22Aによって15を、また第2の部品保持ノズル22Bによって下チップ14をそれぞれ保持する。そして上チップ15を実装ヘッド27に受渡す際には、第1の部品保持ノズル22Aを上向き姿勢にして、上チップ15を上下反転させ、この状態で実装ヘッド27に受け渡す。この構成によっても、下チップ14,上チップ15を単一動作で同時に搬送することができる。
When the
なお、部品保持ノズルの材質は、適宜選択可能である。例えば、第1の部品保持ノズル22Aの材質をラバーなどの弾性体とし、第2の部品保持ノズル22Bの材質を、金属、セラミックなどの耐熱性材料としてもよい。
The material of the component holding nozzle can be selected as appropriate. For example, the material of the first
本発明の部品実装装置および部品実装方法は、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装を効率よく行うことができるという効果を有し、2つの半導体チップを重ねた構造の半導体装置の製造分野に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The component mounting apparatus and the component mounting method according to the present invention have the effect of being able to efficiently perform component mounting for manufacturing a semiconductor device having a chip-on-chip structure, and have a structure in which two semiconductor chips are stacked. It can be used in the manufacturing field.
1,1A 部品実装装置
2 部品収納部
3 部品位置決め部
4 部品移送部
5 部品実装部
6 部品搬出部
13A 第1の部品トレイ
13B 第2の部品トレイ
14 下チップ
15 上チップ
18 実装ステージ
19 実装体
21 部品移送ヘッド
21A 第1の部品移送ヘッド
21B 第2の部品移送ヘッド
22A 第1の部品保持ノズル
22B 第2の部品保持ノズル
27 実装ヘッド
33 部品搬出ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の部品を供給する第1の部品供給部と、前記第2の部品を供給する第2の部品供給部と、前記第1の部品が載置される実装ステージと、前記第2の部品を実装ヘッドによって保持して前記実装ステージに載置された前記第1の部品に実装する実装手段と、前記第1の部品を前記第1の部品供給部から取り出して前記実装ステージに載置する第1の部品受渡手段と、前記第2の部品を前記第2の部品供給部から取り出して前記実装ヘッドに保持させる第2の部品受渡手段と、
前記第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第1の部品および第2の部品を単一の搬送動作で搬送する受渡移動手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus for mounting a second component on a first component,
A first component supply unit that supplies the first component; a second component supply unit that supplies the second component; a mounting stage on which the first component is placed; and the second component a mounting means for mounting to the placed first component to the mounting stage and holding the component by the mounting head, mounted on the mounting stage the first part is removed from said first component supply unit First component delivery means, and second component delivery means for taking out the second component from the second component supply unit and holding it on the mounting head;
The first component delivery means and the second component delivery means are simultaneously moved relative to the mounting stage and the mounting head in a single operation at the same time , so that the first component and the second component are single component mounting apparatus characterized by comprising a delivery movement means you conveyed by the conveying operation of the.
前記第1の部品を第1の部品受渡手段によって第1の部品供給部から取り出して実装ステージに載置する第1の部品受渡工程と、前記第2の部品を第2の部品受渡手段によって第2の部品供給部から取り出して実装ヘッドに保持させる第2の部品受渡工程と、前記実装ヘッドに保持された第2の部品を前記実装ステージに載置された第1の部品に実装する実装工程とを含み、
前記第1の部品受渡工程および第2の部品受渡工程において、前記第1の部品受渡手段および第2の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第1の部品および第2の部品を単一の搬送動作で搬送することを特徴とする部品実装方法。 A component mounting method for mounting a second component on a first component,
The first component delivery step and, the second part of the second component transfer unit for placing the first component in the first component transfer unit mounting stage is removed from the first component supply unit by the the first part of the second component is mounted on the mounting stage and a second component delivery step of holding the mounting head is removed from the second component supply unit, which is held on the mounting head by the A mounting process for mounting,
In the first component delivery step and the second component delivery step, the first component delivery means and the second component delivery means are simultaneously moved relatively in a single operation with respect to the mounting stage and the mounting head. is allowed, the component mounting method which is characterized that you conveying the first component and the second component in a single transport operation.
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