JP5959948B2 - ウエハリング交換装置およびチップ実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームなどの基板に半導体チップなどのチップ（ダイ）をボンディングするためのウエハリング交換装置およびチップ実装装置に関する。

チップ実装装置には特許文献１等に記載があるように、このチップ実装装置は、図１３に示すように、基板保持部１０１と、ウエハリング保持部１０２と、ウエハ供給部１０３等を備えたものである。

基板保持部１０１は、Ｘ方向に沿って配設される基板搬送コンベア１０１ａを備え、基板１０５をＸ方向に沿って搬送されるものである。ウエハリング保持部１０２は、ウエハシート１０６が張り付けられたウエハリング１０７を保持するものである。ウエハシート１０６は個片化されてチップ１０８が形成される。ウエハ供給部１０３は、ウエハシート１０６が張り付けられたウエハリング１０７を複数段保持するマガジン１１０を備える。

このような装置では、マガジン１１０に保持されているウエハリング１０７を、移送手段、この場合、移送アーム１１１によってウエハリング保持部１０２に供給する。そして、ウエハリング保持部１０２において、ピックアップ手段、この場合、ウエハリング１０７に張り付けられたウエハシート１０６のチップ１０８を実装ヘッド１１２にて吸着してピップアップし、基板保持部１０１に保持されている基板１０５上に実装される。

ところで、このような装置では、基板保持部１０１と、ウエハリング保持部１０２と、ウエハ供給部１０３等を、平面的にて、重ねあわされることなく配置されることになる。このため、装置全体の配置スペースが大となっていた。

また、ウエハリング保持部１０２におけるウエハリング１０７のウエハシート１０６のチップ１０８が無くなれば、新たなウエハリング１０７をウエハ供給部１０３に供給する必要がある。このため、前記移送アーム１１１を備えた移送手段がウエハリング交換手段を構成することになる。このような交換手段としては、使用済みのウエハリング１０７をウエハリング保持部１０２から取り出して、マガジン１１０に戻し、また、新たなウエハリング１０７をマガジン１１０から取り出してウエハリング保持部１０２に供給する必要がある。このため、ウエハリング交換のために、マガジン１１０を特許文献２等に示すようエレベータ手段にて昇降させる必要があった。

特開２００８−２５８５２４号公報 特開２００３−３０９１６５号公報

ウエハリング交換のために、マガジン１１０をエレベータ手段にて昇降させるものでは、マガジン１１０の重量が大であるので、エレベータ手段の昇降力を大きなものとする必要があり、大型化するとともに、コスト高となっていた。

また、図１３に示す装置では、ウエハリング保持部１０２において、ピックアップするものであるため、エジェクタピンと、エキスパンドリング等を配置することになる。すなわち、ピックアップ動作中に、エキスパンドリングにてウエハシート１０６に張力を付与し、この状態で、エジェクタピンでピックアップすべきチップを押し上げるようにする。

このため、図１３に示すように、ウエハリング交換位置とピックアップ位置とを同一位置とすれば、ウエハリング交換動作時にはピックアップ動作を行うことができず、ピックアップ動作時には、ウエハリング交換動作を行うことができない。従って、全体としての作業時間が大となっていた。

そこで、図１４に示すように、ウエハリング交換位置とピックアップ位置とを相違させることを提案できる。すなわち、図１４に示すチップ実装装置では、ウエハリング交換ステージ１２０と、ウエハリング１２１を複数段に保持するマガジン１２２の昇降用のリングエレベータ１２３と、ウエハリング交換手段１２４とを備える。ウエハリング交換手段１２４としては、前記図１３に示す移送アーム１１１を用いることができる。

この場合、ウエハリング交換位置に関してエレベータ１２３とウエハリング交換手段１２４とが１８０度反対位置に配設される。エレベータ１２３にてマガジン１２２を昇降させて、ピックアップすべきチップを有するウエハリング１２１（使用前ウエハリング）を移送アーム１１１にてチャックして、マガジン１２２から引き出してウエハリング交換ステージ１２０上に配置する。また、チップのピックアップが完了したウエハリング１２１（使用後ウエハリング）をウエハリング交換ステージ１２０に戻し、この交換ステージ１２０上で移送アーム１１１にてチャックして、マガジン１２２に収容する。

なお、この装置では、ウエハリング１２１がピックアップ位置と交換ステージ１２０との間を矢印Ｃのように往復動する。また、ウエハリング１２１は、エレベータ１２３と交換ステージ１２０との間を矢印Ｂのように往復動する。

また、ピックアップ位置はウエハリング交換位置の斜め後方に配置される。すなわち、ピックアップ位置とウエハリング交換位置との間を往復動するエキスパンダ機構１２５を有し、エキスパンダ機構１２５がウエハリング交換位置に位置した際に、ウエハリング１２１の交換作業が行われ、エキスパンダ機構１２５がピックアップ位置に位置した際に、エキスパンダ機構１２５にて、ウエハシートに張力を付与し、この状態で、エジェクタピンでピックアップすべきチップを押し上げるようにする。

しかしながら、図１４に示すような実装装置では、マガジン１２２と、リング交換位置と、ウエハリング交換手段待機位置とが、直線上に配置されることになり、装置全体の幅寸法が大となる。

各部材の構成を考慮すれば、ピックアップ位置での中心位置ＰＯが、リング交換位置での中心位置ＣＯよりも装置外方に配置する必要があった。そのため、装置全体の幅寸法が大となっていた。

ところで、このような実施装置には、基板のアイランドに接着剤を塗布するプリフォーム手段と、基板のアイランドにチップを実装するボンディング手段とが設けられる。このため、プリフォーム手段によるプリフォーム動作の調整、ボンディング手段によるボンディング動作の調整等を必要とする。ボンディング動作は、ウエハシートからチップをピックアップするピックアップ動作と、ピックアップしたチップを基板のアイランドにボンディングするボンディング動作とがあり、各動作の調整を必要とする。

従って、全体のコンパクト化を図ることができない図１４に示す装置では、各種の調整作業を行う部位が作業し難い位置に配置されることになって、各種の作業を行い難い欠点がある。また、マガジンを載置する載置台が比較的高位に配置される。このため、重量物であるマガジンを高位の載置台に載置する作業が作業者にとって重労働になっていた。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ウエハリングの交換動作を安定して行うことができるウエハリング交換装置およびこのようなウエハリング交換装置を用いて小型化が可能なチップ実装装置を提供する。

本発明のウエハリング交換装置は、ウエハシートを保持しているウエハリングを複数段備えたリングマガジンと、このリングマガジンの使用前ウエハリングを交換ステージに供給するとともに、交換ステージの使用後ウエハリングをリングマガジンに戻すリングチェンジャとを備えたウエハリング交換装置であって、リングチェンジャは、上下２段にウエハリングを保持するリング保持体と、このリング保持体を上下動させる上下動機構と、リング保持体のウエハリングを交換ステージに供給するとともに、交換ステージのウエハリングをリング保持体に戻す一機の供給・戻し機構と、前記供給・戻し機構におけるリング保持体の上段のウエハリングに対応する上供給・戻し位置とリング保持体の下段のウエハリングに対応する下供給・戻し位置との切換を行う切換機構とを備え、前記リング保持体は、交換ステージの側方に位置するとともに、ピックアップ位置は、リング保持体と交換ステージとが配設される配設直線ラインに対して直交する配設ライン上に配置され、リング交換時においてリングマガジンは交換ステージの下方に配置されるとともに、交換ステージの下方の収納と前方への引き出しとが可能な引き出しステージを備え、このステージに前記リングマガジンが載置されるものである。

本発明のウエハリング交換装置によれば、上下動機構による昇降動作によって、上下２段にウエハリングを昇降させることができる。また、供給・戻し機構を上段のウエハリングに対応させれば、上段のウエハリングをこの供給・戻し機構にて、交換ステージへのウエハリング供給動作と交換ステージからのウエハリングの取り出しが可能となる。供給・戻し機構を下段のウエハリングに対応させれば、下段のウエハリングをこの供給・戻し機構にて、交換ステージへのウエハリング供給動作と交換ステージからのウエハリングの取り出しが可能となる。このように、各段のウエハリングの交換動作を安定して行うことができる。また、上下動機構を備えているので、ウエハリング交換作業時以外において、リング保持体を下降させておくことができる。また、マガジンを交換ステージの下方位置に位置されることができる。このため、引き出しステージを前方へ引き出した状態では、このステージは低位置に位置していることになる。しかも、この引き出し状態では、引き出しステージの上方に他の部材が無い状態である。

供給・戻し機構は、下供給・戻し位置で交換ステージの使用後ウエハリングをリング保持体に戻し、上供給・戻し位置でリング保持体の使用前ウエハリングを交換ステージに供給するようにできる。

供給・戻し機構は、ウエハリングのチャックを可能とする開閉機能付きチャック部と、チャック部にてチャックしているウエハリングを水平方向に沿って搬送する搬送機構とを備えたもので構成できる。

このように設定することによって、マガジンを交換ステージの下方位置に位置されることができる。このため、引き出しステージを前方へ引き出した状態では、このステージは低位置に位置していることになる。しかも、この引き出し状態では、引き出しステージの上方に他の部材が無い状態である。

本発明のチップ実装装置は、前記ウエハリング交換装置と、前記交換ステージの後方側に配置されるボンディング装置を備えたチップ実装装置であって、前記ボンディング装置は、基板をその搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りする搬送手段と、接着剤を塗布すべき基板のアイランドがプリフォーム位置に搬送された際に、このアイランドに接着剤を塗布するプリフォーム手段と、接着剤が塗布されたアイランドがボンディング位置に搬送された際に、このアイランドにチップをボンディングするボンディング手段とを備えるものである。

前記チップ実装装置によれば、プリフォーム手段とボンディング手段とを備えているので、接着剤を塗布すべき基板のアイランドがプリフォーム位置に搬送された状態でこのアイランドに接着剤を塗布することができる。また、接着剤が塗布されたアイランドがボンディング位置に搬送された状態でこのアイランドにチップをボンディングできる。

本発明のリングチェンジャでは、リングチェンジャの上下動機構による昇降動作では、上下２段にウエハリングのみを昇降させればよいので、上下動機構の小型化を図ることができる。しかも、各段のウエハリングの交換動作を安定して行うことができる。また、ウエハリング交換作業時以外において、リング保持体を下降させておくことができ、装置に対する各種の調整やメンテナンス性の一層の向上を図ることができる。

供給・戻し機構として、開閉機能付きチャック部と搬送機構とを備えたものでは、ウエハリングの交換作業を確実に行うことができる。ウエハリングのリングマガジンからのリング保持体への供給と、ウエハリングのリング保持体からのリングマガジンへの戻しが可能であれば、リングマガジンと交換ステージとの間で、ウエハリングの交換作業を行うことができ、作業性の向上および装置のコンパクト化に一層寄与する。

リングチェンジャを、交換ステージと交換ステージの下方位置に収納されたリングマガジンとの側方に配置するようにすれば、装置全体のコンパクト化及び交換作業時間の短縮化を図ることができる。

引き出しステージを有するものでは、引き出しステージを前方へ引き出した状態で、このステージが低位置に位置することになって、このステージへのマガジン載置作業の軽減を図ることができる。しかも、引き出しステージを収納すれば、マガジンが交換ステージの下方に収納された状態となり、コンパクト化を達成できる。このため、装置に対する各種の調整やメンテナンス性の向上を図ることが可能である。また、引き出しステージの引き出し状態では、引き出しステージの上方に他の部材が無い状態であるので、マガジンの載置作業及び取り出し作業の容易化を図ることができる。

本発明のチップ実装装置は、プリフォーム手段とボンディング手段とを備えているので、プリフォーム動作とボンディング動作とを行うことができ、ウエハリングに収容されたマガジンを、引き出しステージにセットすれば、マガジンに収容されたウエハリングのチップを順次基板に実装することができ、作業性に優れる。

本発明の実施形態のチップ実装装置の簡略平面図である。 前記図１に示すチップ実装装置の簡略全体平面図である。 本発明の実施形態のウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 前記ウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 前記ウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 前記ウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 前記ウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 前記ウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 前記ウエハリング交換装置の動作を示す簡略図である。 プリフォーム手段を示す簡略図である。 ボンディング手段を示す簡略図である。 前記図１１のボンディング手段にてボンディングされるチップの斜視図である。 従来のチップ実装装置の簡略平面図である。 従来の他のチップ実装装置の簡略平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。

図１は本発明のチップ実装装置の簡略平面図を示す。このチップ実装装置は、リードフレームなどの基板１(図１０参照)に半導体チップなどのチップ（ダイ）３をボンディングするためのものである。リードフレームとは、半導体パッケージの内部配線として使われる薄板の金属である。このため、本発明においては、基板１には、一般的にリードフレームと呼ばれるもの、及び種々の電子部品等が配置される基板（例えば、プリント基板等）を含むものとする。

このチップ実装装置は、長手方向に沿って所定ピッチで複数個のアイランドが形成された基板１(図１０参照）を、その長手方向に沿って複数枚を順次図２に示す基板搬送手段１４を介して搬送して、上流側のプリフォーム位置で、基板１のアイランドに接着剤４(図１１参照)を塗布した後、下流側のボンディング位置で前記基板１のアイランドにチップ３をボンディングするものである。

チップ実装装置の全体構成は、図２に示すように、基板１のアイランドに接着剤４を塗布するプリフォーム手段１２と、プリフォーム手段１２にて接着剤４が塗布されたアイランドにチップ３をボンディングするボンディング手段１３と、基板１を搬送する基板搬送手段１４と、後述する図１２に示すウエハシート２７を保持しているウエハリング２８を交換するリングチェンジャ１５と、ウエハリング２８を図１に示す交換ステージ３０からピックアップ位置に搬送する往復動手段１６とを備える。

プリフォーム手段１２、ボンディング手段１３、基板搬送手段１４、リングチェンジャ１５、及び往復動手段１６は、制御手段１７にて制御される。制御手段１７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。制御手段１７には、記憶手段としての記憶装置が付設される。記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等からなる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

搬送手段１４は、例えば、基板１をクランプするクランプ機構と、このクランプ機構のクランプ部を上流側から下流側に向かって移動させる駆動機構とを備える。駆動機構には、例えば、サーボモータ等を使用することができ、制御手段１７の制御によって、基板１を任意のピッチ（設定したピッチ）で下流側へ送ることができる。すなわち、基板１のアイランドをプリフォーム位置とボンディング位置とに、順次、送ることができる。

搬送手段１４として、駆動輪と、従動輪と、これらに掛け回されるベルトとを備えたベルトフィーダ等のフィーダと、このフィーダを駆動するための駆動機構とを備えたものであってもよい。この場合、基板１がフィーダに供給されれば、位置決め手段（例えば、基板の形成される貫孔に嵌合するピン等）によって位置決めされた状態でフィーダ上に配置される。駆動機構としては、例えばサーボモータ等を使用することができ、制御手段１７の制御によって、設定した任意の回転角度にフィーダの駆動輪を駆動させて、基板１を任意のピッチ（設定したピッチ）で下流側へ送ることができる。

プリフォーム位置では、基板１のアイランドに接着剤４を塗布するプリフォーム工程（ディスペンス工程）が行われる。このため、プリフォーム手段１２は、図１０に示すように、例えば接着剤４（図１１参照）を吐出するノズル２０を有する接着剤塗布用シリンジ２１と、このシリンジ２１をＸ軸方向（図１に示す矢印Ｘ１、Ｘ２方向）とＹ軸方向（図１に示すＹ１、Ｙ２方向）とＺ軸方向（上下方向）とに駆動させてＸＹＺステージ２２とを備える。すなわち、ＸＹＺステージ２２は、Ｘ軸方向に駆動するＸステージ２２ａと、Ｙ軸方向に駆動するＹステージ２２ｂと、Ｚ軸方向に駆動するＸステージ２２ｃとを備える。

このため、シリンジ２１は、Ｘ軸方向に沿った移動と、Ｙ軸方向に沿った移動と、Ｚ軸方向に沿った移動とが可能である。これによって、プリフォーム時にアイランドの位置にこのノズル２０が対応して、このノズル２０から吐出量（塗布量）が制御された状態で、接着剤４がアイランドに吐出されることになる。なお、ＸＹＺステージ２２には、アイランドの検出用のカメラ２３が付設されている。

また、ボンディング位置では、接着剤４が塗布されたアイランドにチップ（ダイ）３を搬送して、この接着剤４上に配置するボンディングが行われることになる。このため、ボンディング手段１３は、ピックアップ位置２５に配置されるウエハリング２８のチップ３を吸着するコレット２６を有するボンディングアーム（図示省略）と、ウエハリング２８のチップ３を観察する確認用カメラ（図示省略）と、ボンディング位置でリードフレーム（基板）１のアイランドを観察する確認用カメラ（図示省略）とを備える。

ウエハシート２７は多数のチップ３に分割されている。すなわち、ウエハシート２７は粘着シート（ダイシングシート）に貼り付けられ、このダイシングシートが環状のフレームに保持される。そして、このダイシングシート上のウエハシート２７に対して、円形刃（ダイシング・ソー）等を用いて、個片化してチップ３を形成する。また、コレット２６を保持しているボンディングアームは搬送手段（図示省略）を介して、ピックアップ位置とボンディング位置との間の移動が可能となっている。

また、このコレット２６は、その下端面に開口した吸着孔を介してチップ３が真空吸引され、このコレット２６の下端面にチップ３が吸着する。なお、この真空吸引（真空引き）が解除されれば、コレット２６からチップ３が外れる。

次にこのボンディング手段を使用したボンディング方法を説明する。まず、供給部２５の上方に配置される確認用カメラにてピックアップすべきチップ３を観察して、コレット２６をこのピックアップすべきチップ３の上方に位置させた後、矢印Ｚ１のようにコレット２６を下降させてこのチップ３をピックアップする。その後、矢印Ｚ２のようにコレット２６を上昇させる。

次に、ボンディング位置の上方に配置された確認用カメラにて、ボンディングすべきリードフレーム１のアイランドを観察して、コレット２６を矢印Ｙ３方向へ移動させて、このアイランドの上方に位置させた後、コレット２６を矢印Ｚ３のように下降移動させて、このアイランドにチップ３を供給する。また、アイランドにチップ３を供給した後は、コレット２６を矢印Ｚ４のように上昇させた後、矢印Ｙ４のように、ピップアップ位置の上方の待機位置に戻す。

すなわち、コレット２６を、順次、矢印Ｚ１、Ｚ２、Ｙ３、Ｚ３、Ｚ４、Ｙ４のように移動させることによって、ピックアップ確認用カメラの観察に基づいて位置決めされたチップ３をコレット２６でピックアップし、このチップ３をアイランドに実装することになる。

ところで、ウエハリング２８は、往復動手段１６にて、交換ステージ３０とピップアップ位置との間を矢印Ｃのように往復動することになる。往復動手段１６として例えば、ＸＹテーブル等で構成することができる。また、ＸＹテーブル上には、加圧リング１８を有するエキスパンダ１９(図３参照)が配設される。

交換ステージ３０の下方には、ウエハリング２８が複数段に収容されるリングマガジン３１(図３等参照)が載置される引き出しステージ３２が配置される。引き出しステージ３２は、リングマガジン３１が載置固定される基板台３３と、この基板台３３の引き出し・収納をガイドするガイド機構とを備える。

ガイド機構は、例えば、基板台３３の側面に設けられる左右一対のガイド用長凹部と、この装置の枠体側に設けられて相対面する一対のガイドローラとを備えたもので構成できる。この場合、各ガイド用長凹部は基板台３３の前後方向に延び、各ガイド用長凹部に各ガイドローラが嵌合する。なお、ガイド機構として、ガイドレールを備えたものであってもよい。

このため、基板台３３を、図１の実線で示すように、交換ステージ３０の下方位置に収納される収納状態から、基板台３３を手前に引き出せば、図１の仮想線で示すように、交換ステージ３０よりも前方に引き出すことができる。また、この引き出した状態から、基板台３３を後方へ押し込めば、図１の実線で示すように、基板台３３が交換ステージ３０の下方位置に収納される収納状態となる。

交換ステージ３０の側方にはリングチェンジャ１５を備えたリング交換装置が配設されている。図３に示すように、リングチェンジャ１５は、上下２段にウエハリング２８を保持するリング保持体４１と、このリング保持体４１を上下動させる上下動機構４２と、リング保持体４１のウエハリング２８をチャックして交換ステージ３０に供給するとともに、交換ステージ３０のウエハリング２８をチャックしてリング保持体に戻す供給・戻し機構４３と、供給・戻し機構におけるリング保持体４１の上段のウエハリング２８に対応する上供給・戻し位置とリング保持体４１の下段のウエハリング２８に対応する下供給・戻し位置との切換を行う切換機構４４とを備える。

リング保持体４１は、上方に配置される第１受け台４１ａと、下方に配置される第２受け台４１ｂとを有し、上下一対の受け台４１ａ、４１ｂが前記切換機構４４にて上下動する。このため、切換機構４４としては、シリンダ機構、ボール・ナット機構、リニアガイド機構等の既存の往復動機構にて構成できる。

この場合、切換機構４４としての往復動機構が前記上下動機構４２に付設され、上下動機構４２の駆動によって切換機構４４とリング保持体４１とが上下動（昇降）する。なお、上下動機構４２としても、シリンダ機構、ボール・ナット機構、リニアガイド機構等の既存の往復動機構にて構成できる。

供給・戻し機構４３は、ウエハリング２８のチャックを可能とする開閉機能付きチャック部４３ａと、チャック部４３ａにてチャックしているウエハリング２８を水平方向に沿って矢印Ｂのように搬送する搬送機構４３ｂとで構成できる。チャック部４３ａは、その基部側を中心に揺動する一対の揺動片４５、４５と、この揺動片４５，４５を揺動させる揺動機構（図示省略）とを有する。揺動機構としては、歯車機構、リンク機構、トグル機構等の各種の既存の機構を用いることができる。そして、図示省略の駆動源（モータ）の駆動によって、揺動機構を介して、揺動片４５、４５が揺動して開閉動作を行う。

搬送機構４３ｂは、チャック部４３ａに連結される往復動機構によって構成できる。この場合も、シリンダ機構、ボール・ナット機構、リニアガイド機構等の既存の往復動機構にて構成できる。

ところで、この装置においては、図１に示すように、ピックアップ位置でのウエハリング２８の中心位置ＰＯは、交換ステージ３０上のウエハリング２８の中心位置ＣＯよりも装置内側に配置される。すなわち、ピックアップ位置での中心位置ＰＯが、交換ステージ３０の中心位置ＣＯよりもリングチェンジャ１５側に位置するように設定している。

これに対して、図１４に示す従来の装置では、各部材の構成を考慮すれば、ピックアップ位置での中心位置ＰＯが、リング交換位置での中心位置ＣＯよりも装置外方に配置する必要があった。そのため、装置全体の幅寸法が大となっていた。

次に前記のように構成されたリングチェンジャ１５を用いて、交換ステージ３０上でのウエハリング２８の交換動作を図３〜図９を用いて説明する。図３（ａ）に示す状態は、マガジン３１の最上段のウエハリング２８（２８ａ）が、ピックアップ位置に位置した状態で、マガジン３１の上から２段目のウエハリング２８（２８ｂ）が、リングチェンジャ１５のリング保持体４１の第１受け台４１ａに載置されている状態である。この状態では、リング保持体４１の第１受け台４１ｂにはウエハリング２８が載置されていない状態である。

この図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示すように、ピックアップ位置に位置しているウエハリング２８ａを、往復動手段１６、つまりＸＹテーブルを駆動させることによって、交換ステージ３０上に位置させる。この状態で、図３（ｃ）に示すように、ＸＹテーブル上の加圧リング１８を矢印Ｅ１方向に上昇させるとともに、リング保持体４１を上下動機構４２にて矢印Ｄ１のように上昇させる。

その後は、図４（ａ）に示すように、第１受け台４１ａに受けられているウエハリング２８ｂから供給・戻し機構４３にチャックを解除するとともに、この供給・戻し機構４３のチャック部４３ａを矢印Ａ２のように後退させる。この後退は、供給・戻し機構４３をリミット位置（最大後退位置）まで退避させる。次に図４（ｂ）に示すように、切換機構４４によって、保持体４１を矢印Ｄ２のように上昇させて、第１受け台４１ａと第２受け台４１ｂとの間に供給・戻し機構４３が介在される状態とする。その後、図４（ｃ）に示すように、供給・戻し機構４３を矢印Ａ１のように前進させてリミット位置から脱出させる。

次に、図５（ａ）の矢印Ｂ１に示すように、供給・戻し機構４３のチャック部４３ａを交換ステージ３０上に位置させる。そして、このチャック部４３ａにて、交換ステージ３０上のウエハリング２８ａをチャックする。その後、チャックしたままチャック部４３ａを後退させて、図５（ｂ）の矢印Ｂ２に示すように、リングチェンジャ１５側に戻して、切換機構４４を調整して、第２受け台４１ｂ上のウエハリング２８ａを、図５（ｃ）の矢印Ｄ３に示すように、交換ステージ３０の交換可能高さ位置に調整する。

その後、図６（ａ）に示すように、供給・戻し機構４３のチャック部４３ａを開状態として矢印Ａ２方向にリミット位置まで退避させる。その後、リング保持体４１を矢印Ｄ４のように下降させて、図６（ｂ）に示すように、第１受け台４１ａ上のウエハリング２８ｂの高さ位置を交換ステージ３０の交換可能高さ位置に調整する。その後、図６（ｃ）の矢印Ａ１に示すように、チャック部４３ａを前進させて原点に復帰させる。

次に、図７（ａ）の矢印Ａ１に示すように、チャック部４３ａを前進させて、第１受け台４１ａ上のウエハリング２８ｂをチャックする。その後、図７（ｂ）の矢印Ｂ１に示すように、チャック部４３ａを前進させて、このウエハリング２８ｂをＸＹステージ上に搬送した後、チャック部４３ａを開状態として、図７（ｃ）の矢印Ｂ２に示すように、後退させる。

その後、図８（ａ）に示すように、チャック部４３ａを矢印Ａ２方向にリミット位置まで退避させるとともに、加圧リング１８を矢印Ｅ２のように下降させて、図８（ｂ）に示す状態として、リング保持体４１を矢印Ｄ５に示すように上昇させる。次に、図８（ｃ）の矢印Ａ１に示すように、チャック部４３ａを前進させて原点に復帰させる。

その後、図９（ａ）の矢印Ａ１に示すように、チャック部４３ａを前進させて、リング保持体４１の第２受け台４１ｂ上のウエハリング２８ａをチャックした後、図９（ｂ）の矢印Ｄ６に示すように、リング保持体４１を下降させる。そして、図９（ｃ）に示すように、ＸＹテーブルにてこのＸＹテーブル上のウエハリング２８ｂを矢印Ｃ２方向に移送させてピックアップ位置まで搬送する。

このように、交換ステージ３０上で、ピップアップが完了したウエハリング２８（使用後ウエハリング２８ａ）と、ピップアップが完了していないウエハリング２８（使用前ウエハリング２８ｂ）との交換作業が終了する。

本発明では、引き出しステージ３２を前方へ引き出した状態で、このステージ３２が低位置に位置することになって、このステージ３２へのマガジン載置作業の軽減を図ることができる。しかも、引き出しステージ３２を収納すれば、マガジン３１が交換ステージ３０の下方に収納された状態となり、コンパクト化を達成できる。このため、装置に対する各種の調整やメンテナンス性の向上を図ることが可能である。また、引き出しステージ３２の引き出し状態では、引き出しステージ３２の上方に他の部材が無い状態であるので、マガジン３１の載置作業及び取り出し作業の容易化を図ることができる。

ピックアップ位置でのウエハリング２８の中心位置ＰＯを、交換ステージ３０上のウエハリング２８の中心位置ＣＯよりも装置内側に配置することによって、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

リングチェンジャ１５の上下動機構４２による昇降動作では、上下２段にウエハリング２８，２８のみを昇降させればよいので、上下動機構４２の小型化を図ることができる。リングチェンジャ１５を備えたものでは、各段のウエハリング２８，２８の交換動作を安定して行うことができる。しかも、ウエハリング交換作業時以外において、リング保持体４１を下降させておくことができ、装置に対する各種の調整やメンテナンス性の一層の向上を図ることができる。

供給・戻し機構４３として、開閉機能付きチャック部４３ａと搬送機構４３ｂとを備えているので、ウエハリング２８の交換作業を確実に行うことができる。ウエハリング２８のリングマガジン３１からのリング保持体４１への供給と、ウエハリング２８のリング保持体４１からのリングマガジン３１への戻しが可能であるので、リングマガジン３１と交換ステージ３０との間で、ウエハリング２８の交換作業を行うことができ、作業性の向上および装置のコンパクト化に一層寄与する。

リングチェンジャ１５を、交換ステージ３０と交換ステージ３０の下方位置に収納されたリングマガジン３１との側方に配置するようにすれば、装置全体のコンパクト化及び交換作業時間の短縮化を図ることができる。

プリフォーム手段１２とボンディング手段１３とを備えているので、プリフォーム動作とボンディング動作とを行うことができ、ウエハリング２８に収容されたマガジン３１を、引き出しステージ３２にセットすれば、マガジン３１に収容されたウエハリング２８のチップ３を順次基板に実装することができ、作業性に優れる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態では、使用後のウエハリング２８を第２受け台４１ｂに戻し、第１受け台４１ａのウエハリング２８を交換ステージ上に搬送するようにしていたが、逆に、使用後のウエハリング２８を第１受け台４１ａに戻し、第２受け台４１ｂのウエハリング２８を交換ステージ上に搬送するようにしてもよい。また、前記実施形態では、リングチェンジャ４１を正面から見て左側に配置していたが、リングチェンジャ４１を正面から見て右側に配置するものであってもよい。供給・戻し機構４３としては、前記実施形態では、チャック機構を用いたが、このようなチャック機構を用いることなく、ウエハリングを押圧するような機構であってもよい。

１ 基板（リードフレーム）
３ チップ
１２ プリフォーム手段
１３ ボンディング手段
１４ 基板搬送手段
１５ リングチェンジャ
１６ 往復動手段
２７ ウエハシート
２８ ウエハリング
３０ 交換ステージ
３１ リングマガジン
３２ 引き出しステージ
４１ リング保持体
４２ 上下動機構
４３ 供給・戻し機構
４３ａ チャック部
４３ｂ 搬送機構
４４ 切換機構

Claims (4)

1. ウエハシートを保持しているウエハリングを複数段備えたリングマガジンと、このリングマガジンの使用前ウエハリングを交換ステージに供給するとともに、交換ステージの使用後ウエハリングをリングマガジンに戻すリングチェンジャとを備えたウエハリング交換装置であって、
   リングチェンジャは、上下２段にウエハリングを保持するリング保持体と、このリング保持体を上下動させる上下動機構と、リング保持体のウエハリングを交換ステージに供給するとともに、交換ステージのウエハリングをリング保持体に戻す一機の供給・戻し機構と、前記供給・戻し機構におけるリング保持体の上段のウエハリングに対応する上供給・戻し位置とリング保持体の下段のウエハリングに対応する下供給・戻し位置との切換を行う切換機構とを備え、
   前記リング保持体は、交換ステージの側方に位置するとともに、ピックアップ位置は、リング保持体と交換ステージとが配設される配設直線ラインに対して直交する配設ライン上に配置され、リング交換時においてリングマガジンは交換ステージの下方に配置されるとともに、交換ステージの下方の収納と前方への引き出しとが可能な引き出しステージを備え、このステージに前記リングマガジンが載置されることを特徴とするウエハリング交換装置。
2. 供給・戻し機構は、下供給・戻し位置で交換ステージの使用後ウエハリングをリング保持体に戻し、上供給・戻し位置でリング保持体の使用前ウエハリングを交換ステージに供給することを特徴とする請求項１に記載のウエハリング交換装置。
3. 供給・戻し機構は、ウエハリングのチャックを可能とする開閉機能付きチャック部と、チャック部にてチャックしているウエハリングを水平方向に沿って搬送する搬送機構とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエハリング交換装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のウエハリング交換装置と、前記交換ステージの後方側に配置されるボンディング装置を備えたチップ実装装置であって、
   前記ボンディング装置は、基板をその搬送方向に沿って上流側から下流側に向かってピッチ送りする搬送手段と、接着剤を塗布すべき基板のアイランドがプリフォーム位置に搬送された際に、このアイランドに接着剤を塗布するプリフォーム手段と、接着剤が塗布されたアイランドがボンディング位置に搬送された際に、このアイランドにチップをボンディングするボンディング手段とを備えることを特徴とするチップ実装装置。

Images