JPH0329334A

JPH0329334A - フリップチップの実装装置

Info

Publication number: JPH0329334A
Application number: JP16303589A
Authority: JP
Inventors: Manabu Goto; 学後藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1991-02-07
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH07118493B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はフリソプチソプの実装装置に係り、チップ吸着
装置に設けられた複数個のノズルのうち、所望のノズル
によりフリソプチソブをテイクアップし、これを表裏反
転させたうえで、移送ヘッドによりテイクアップして基
板に実装するようにしたものである。

（従来の技術）電子部品の一種として、ベアチソブにバンプ（突出電極
〉を突設したフリップチップが知られている。フリップ
チップは、一般にウェハーやトレイなどに、バンプの形
成面を上面にして装備されており、したがってこれを基
板に実装するにあたっては、バンプ形成面が下面となる
ように表裏反転させねばならない。

このようにフリップチップを表裏反転させて基板に実装
する手段として、特開昭５６−４０２５２．４０２５３
号公報に開示されたものが知られている。このものは、
トレイに収納されたフリソプチソプを、吸着アームの先
端部に取り付けられたノズルにより吸着し、このアーム
を１８０°回転させることにより、フリソプチソプを表
裏反転させ、次いでボンディングヘッドの吸着部により
このフリソプチソプを吸着して、基板に実装するように
なっている。

（発明が解決しようとする課題〉フリップチップは種々の形状寸法のものがあり、このよ
うに品種の異るフリップチップを確実に吸着してテイク
アップするためには、各々のフリップチップに適合する
種々の形状寸法のノズルを用意し、フリフプチソブの品
種に対応して、最良のノズルを選択使用することが望ま
しい。しかしながら上記従来装置は、ノズルは１個しか
装備されていないため、種々の品種のフリップチップに
は対応できず、それだけテイクアップξスを生しやすい
問題があった。

したがって本発明は、複数種のフリップチップを確実に
テイクアップして、基板に実装することができる装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）このために本発明は、フリソプチソプの供給装置と、こ
のフリップチップのバンプ形或面に吸着してこれをテイ
クアップするノズルを複数個備えたチップ吸着装置と、
テイクアノプされたフリップチップを表裏反転させるべ
く、上記チップ吸着装置を回転させる回転装置と、上記
複数個のノズルのうちの任意のノズルを作業位置に位置
させるノズル選択装置と、表裏反転されたフリンプチッ
プのバンプ非形戒面に吸着してこれをテイクアップし、
このフリソプチソプを位置決め部に位置決めされた基板
に移送搭載する移送ヘッドからフリソプチソプの実装装
置を構成している。

（作用）上記構成において、ノズル選択装置を作動させて、所望
のノズルを作業位置に位置せしめ、このノズルにより、
フリップチップの供給装置に装備されたフリップチップ
を吸着してテイクアップし、チップ吸着装置を回転させ
ることにより、このフリップヂップを表裏反転させる。

次に移送ヘッドが表裏反転されたこのフリソプチソプを
テイクアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移
送搭載する。

（実施例１）次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

第１図はフリンプチップの実装装置を示すものであって
、１はテーブル，２はテーブル上に設置された本体ボッ
クスである。３は無端ベルトから或る基板４の搬送路で
あって、フリップヂップを実装する基板４をテーブルｌ
上に搬入し、またここから搬出する。１４は搬送路３に
設けられたクランプ材から或る基板４の位置決め部であ
る。

７０は位置決め部ｌ４の前方に配設されたフリンプチッ
プの供給装置であって、ＸＹテーブル７ｌ上に回転装置
７２を載置し、この回転装置７２にターンテーブル７３
を装着して構威されている。ターンテーブル７３には、
複数個のウヱハー５　　（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）が
セントされており、各ウェハー５ａ〜５ｄにはそれぞれ
形状寸法の異る異品種のフリップチップが装備されてい
る。ＭＸ，ＭＹはテーブル駆動用モータである。この供
給装置７０は、モータＭＸ，ＭＹを駆動して、ウエハー
５をＸＹ方向に移動させることにより、ウエハー５上の
所望のフリソプチソプを、ノズル２８　（後述）のテイ
クアンプ位置に位置せしめ、また回転装置７２を駆動し
てターンテーブル７３を水平回転させることにより、所
望のウエハー５をテイクアップ位置に位置させる。

６は移送ヘッドであって、フリップチップを吸着するノ
ズル６ａが突出している。８，９は移送ヘッド６をＸＹ
方向に移動させるためのＸＹ方向移動装置、１０．１１
はその駆動用モータであって、上記本体ボックス２に設
けられている。１８は移送ヘソド６に装備されたθ方向
島区動装置であって、モータ１８ａとベノレトエ８ｂか
ら戒っており、ノズル６ａをその軸心を中心にθ方向に
四転さセる。１７は移送へ・ノド６に一体的に装備され
たカメラであり、移送ヘッド６と一体的に移動して、基
板４の印刷パターンの位置ずれなどを観察する．７はウエハー５の下方に配設されたダイエジェクタ、７
ａはそのビンであって、このピン７ａにより、ウエハー
５上のフリンプチソブを突き上げる。２０はウエハー５
の側方にあって、チップ吸着装置２５（後述）等が設け
られたボソクス、２ｌは外観検査装置であり、次に第２
図〜第５図を参照しながら、これらを詳細に説明する。

第２図および第５図において、２２は上記ボソクス２０
に設けられたギヤ、２３はその回転軸、２４は駆動用モ
ータである。２５はチップ吸着装置であって、上記ギャ
２２に噛合する遊星ギャ２６と、このギャ２６に一体的
に装着された箱形のフレーム２７と、このフレーム２７
に装着された複数個（４個〉のノズル２８（２８　ａ，
　　２　８　ｂ．　　２　８　ｃ，　　２　８　ｄ）か
ら戒っている。第５図において、２９はギャ２６の回転
軸、３０はフレーム２５とギャ２６が装着された回転ア
ームであり、第２図に示すように、その略中央部を上記
回転軸２３に軸支されている。上記ノズル２８ａ〜２８
ｄは、フリップチップＦを吸着する先端部が同一円周上
に位置するように、フレーム２７に放射状に装着されて
いる。

これらのノズル２８ａ〜２８ｄは、それぞれ寸法が異っ
ており、フリップチップＦの品種に応じて、選択的に使
用される。モータ２４が駆動してギャ２２が回転すると
、ギャ２６は自転し、チップ吸着装置２５は回転軸２９
を中心に回転一して、４個のノズル２８ａ〜２８ｄのう
ち、所望のノズルが作業位置（ウェハー５上のフリンブ
チップをテイクアップする位置）に回転移動する。すな
わちギャ２２，モータ２４は、ノズル選択装置を構威し
ている。

第２図において、ノズル２８ａがウェハー５の直上のテ
イクアップ位置（イ）にあり、このノズル２８ａにより
、ウェハー５上のフリンプチソプＦを吸着してテイクア
ップする。フリンプチソブＦの品種変更に対応して、ノ
ズル２８ａを例えばノズル２８ｂに切り換えるときは、
モータ２４を駆動して、チップ吸着装置２５を９０゜反
時計方向に回転させれば、ノズル２８ｂがウエハー５の
直上に位置決めされる。他のノズル２８ｃ，２８ｄに切
り換えるときも、同様にしてチップ吸着装置２５を１８
００又は２７０″回転させる。

第５図において、上記回転軸２９には、カギ型のアーム
３３がピン３４により軸着されており、その先端部に、
上記各ノズル２８ａ〜２８ｄのシャフト３５の基端部が
軸着されているゆ３７は回転軸２９に装着されたばね材
、３８は各ノズルシャフト３５に装着されて、各ノズル
２８ａ〜２８ｄをフレーム２７の内部に突入する方向に
付勢するばね材である。３９は回転軸２９の押圧レバー
であって、このレバー３９が矢印Ｎ１方向に揺動するこ
とにより、回転軸２９をばね材３７のばね力に抗して同
方向Ｎｌに押圧する。するとアーム３３はＮ２方向に回
動し、下方のノズル２８ａと上方のノズル２８ｃは、ば
ね材３８のばね力に抗して、それぞれ下方Ｎ３及び上方
Ｎ４に突出する。

第３図はレバー３９の駆動手段を示すものであって、４
１はモータ、４２はその回転軸、４３はこの回転軸４２
の先端部に装着された端面カム、４４はビン４５を中心
に揺動する回転杆、４６はカムフォロアである。押圧レ
バー３９の後端部は、回転杆４４の他端部のローラ４７
に当接している。４８はレバー３９を軸支するビンであ
る．したがってモータ４１が駆動すると、回転杆４４，
レバー３９はそれぞれピン４５．４８を中心に揺動し、
レバー３９は上述のように回転軸２９を押圧して、ノズ
ル２８２．２８Ｃを突出させる。

第２図において、５１は上記回転アーム３０の後端部に
軸着されたロンド、５２はこのロフド５１に軸着された
揺動杆である。この揺動杆５２の後端部はピン５３に軸
着されている。５４は上記モータ４ｌに駆動されるカム
、５５はカムフォロアであって、揺動杆５２に軸着され
ている。したがってモータ４１が駆動すると、揺動杆５
２は揺動してロッド５ｌは上下動し、回転アーム３０は
回転軸２３を中心に回転する．すると遊星ギャ２６は、
ギャ２２に沿って自転しながら回動し、チップ吸着装置
２５は下方のテイクアップ位置（イ）と、上方の受け渡
し位置（口）の間を回動する。

チップ吸着装置２５がテイクアップ位置（イ）にある状
態で、上記のように押圧レバー３９が回転軸２９を押圧
することにより、ノズル２８ａは下方Ｎ３に突出して、
ウェハー５上にバンプＢの形底面を上面にして装備され
たフリップチップＦをテイクアップする．次いでモータ
４ｌが駆動してギャ２６がギャ２２に沿って自転しなが
ら公転することにより、チップ吸着装置２５はテイクア
ップ位置（イ）から受け渡し位置（口）へ回動し、また
ノズル２８ａは１８００回転してフリップチフプＦを表
裏反転させる。

次いで上記移送ヘッド６がこのフリソプチソプＦに接近
し、これをテイクアップして、基板４に移送搭載する。

すなわち、ギヤ２２，２６、回転アーム３０，ロフド５
１，揺動杆５２、カム５４、モータ４１等は、ノズル２
８ａ〜２８ｄに吸着されたフリソプチソプＦを表裏反転
させるべく、チソプ吸着装置２５を回転させる回転装置
を構威している。

第４図において、６０は上記回転軸４２に装着されたカ
ム、６１はカムフォロア、６２はこのカムフォロア６１
が軸着されたレバー　６３はレバー６２を軸支するピン
、６４．６５はレバー６２に連結されたレバーであり、
レバー６５は上記ダイエジェクタ７のピン７ａが立設さ
れた昇降子６６に連結されている。したがってモータ４
１が駆動すると、レバー６２〜６５は揺動し、ビン７ａ
は上記ノズル２８ａ〜２８ｄの突没に同期して突没し、
ウェハー５上のフリップチップＦを下方から突き上げる
．このように本装置によれば、押圧レバー３９によるノズ
ル２８の突没動作と、回転アーム３０の回転によるチッ
プ吸着装置２５のギャ２２に沿っての回動と、昇降子６
６の昇降によるピン７ａの突没を、同一のモータ４１の
駆動により行うことができるので、装置が簡単化し、ま
た同期を正確にとることができる。

第２図において、上記外観検査装置２１は、カメラ２１
ａと、反射鏡２１ｌｂを備えた接眼部２ｌｂと、光源部
２１ｃから戒っている。ノズル２８からフリソブチフプ
Ｆをテイクアップした移送ヘッド６は、ＸＹ方向移動装
置８，９に駆動されて接眼部２ｌｂ上に移動してそこで
一旦停止し、カメラ２１ａによりフリップチップＦを下
方から観察してそのｘｙθ方向の位置ずれを検出する。

８０はコンピュータのような制御装置であって、各カメ
ラ１７．２１ａに接続されており、その観察結果に基い
て、フリソプチフプＦの位置ずれを補正するように、上
記各モータ１０．１１．１８ａを制御する。

本装置は上記のような構戊より戒り、次に全体の動作を
説明する。

まず、第１図において、ＸＹ方向移動装置８．９を駆動
して、カメラ１７を位置決め部１４に位置決めされた基
板４の上方に移動させ、基板４に印刷された印刷パター
ンの位置ずれを検出しておく。また第２図において、モ
ータ２４を駆動して、ギャ２２を回転させることにより
、チップ吸着装置２５を回転させ、所望のノズル（例え
ばノズル２８ａ）を、ウエハー５上の作業位置に位置さ
せる。次にモータ４１を駆動して、押圧レバー３９によ
り回転軸２９を押圧し、ノズル２８ａを下方Ｎ３に突出
させて、ウェハー５上のフリップチンプＦをテイクアン
プする（第２図符号の〉。このとき、グイエジエクタ７
のピン７ａは、ノズル２８ａによるフリップチップＦの
テイクアップに同期して、ウエハー５上のフリップチッ
プＦを突き上げる。

次いでギャ２６はギャ２２に沿って自転しながら上方へ
回動することにより、チップ吸着装置２５は下方のテイ
クアップ位置（イ）から上方の受け渡し位Ｗ（口）へ移
動する（符号■）。

そこで移送ヘソド６のノズル６ａがこれに接近し、この
フリップチップＦをテイクアップする（符号■）。この
場合、上記のようにしてフリップチップＦは表裏反転し
ているので、バンプ形成面を下側にしてノズル６ａに吸
着される。

次に移送ヘソド６は外観検査装置２１へ移動して接眼部
２ｌｂの上方で一旦停止し、その状態でノズル６ａに吸
着されたフリソプチソプＦのｘｙθ方向の位置ずれが観
察される（符号■，■）。

次に移送ヘフド６は位置決め部１４に、位置決めされた
基板４上に移動し、フリップチフブＦをこの基板４に実
装する（符号■）．この場合、上記のように外観検査装
置２１により検出されたフリップチップＦのｘｙθ方向
の位置ずれ、及び上記カメラｌ７により予め検出された
基板４の印刷パターンのｘｙθ方向の位置ずれを補正す
るよう、ＸＹ方向移動装置８．９やθ方向駆動装置１８
のモータ１０，１１．１８ａを制御して、フリソプチフ
プＦを基板４に実装する。

基板４に実装するフリップチンプＦの品種が変更される
ときは、ターンテーブル７３を回転させて、所望のウェ
ハー５を上記チップ吸着装Ｗ２５の下方に位置させる。

またモータ２４を駆動して、チップ吸着装置２５を回転
させ、所望のノズル（例えばノズル２８ｂ）を、作業位
置に位置させる．以後、上述の場合と同様に、チップ吸
着装置２５をギャ２２に沿って回動させながら、フリッ
プヂップＦを表裏反転させる。

（実施例２）第６図に示す装置は、上記外観検査装置２１に換えて、
受け渡し位置（ロ）のチフプ吸着装置２５の上方に、外
観検査用カメラ３５を設けている点において、上記第１
実施例と異っている。

次にその動作を説明すると、上述のようにしてチップ吸
着装置２５により、ウェハー５上のフリップチップＦが
テイクアップされて表裏反転された状態で、カメラ３５
によりフリフプチソプＦのｘｙθ方向の位置ずれが観察
される．第７図はその観察状態を示すものであって、Ｆ
Ａ，ＯＡはコンピュータに予め記憶された理想のフリフ
プチソプの位置とそのセンター、Ｆ，Ｏは現実のフリッ
プチップの位置とそのセンタΔＸ．△ｙ，△θはｘｙθ
方向の位置ずれである．このように位置ずれ△Ｘ，△ｙ，△θを検出したならば
、移送ヘッド６がカメラ３５とフリップチップＦの間に
移動し、ノズル２８ａに吸着されたフリップチップＦを
テイクアップする。

この場合、ノズル６ａがフリップチップＦのセンター〇
に着地するようｘｙ方向移動装置８．９を駆動すること
により、ｘｙ方向の位置ずれ△Ｘ，△ｙを補正する。第
７図において、符号６ａは、このようにして補正されて
、フリフプチソプＦのセンター〇に着地するノズルの着
地位置を示している．また第６図中、符号■〜■は動作
順を表している。

フリップチンブＦをテイクアップした移送ヘンド６は、
基板４上に移動してこのフリップチップＦを基板４に搭
載するが、その途中においてθ方向駆動装Ｗｌ８が駆動
してフリップチップＦ及び基仮４の印刷パターンのθ方
向の位置ずれを補正するとともに、印刷パターンのｘｙ
方向の位置ずれを補正するようＸＹ方向移動装置８，９
を駆動して、フリンプチソプＦを基板４に実装する．なお移送ヘッド６に装備されるノズルが、第８図に示す
ように箱型吸着部を有するグイコレット６ｂの場合は、
ノズル２８ａに吸着されたフリップチップＦをテイクア
ップする際に、Ｘｙ方向の位置ずれ△Ｘ．△ｙだけでな
くθ方向の位置ずれ△θも同時に補正して、グイコレソ
ト６ｂをフリップチップＦに着地させれば、ダイコレソ
ト６ｂの矩形吸着孔６ｌｂの四辺をフリップチップＦの
四辺に完全に合致させてテイクアップすることができる
。

（発明の効果）以上説明したように本発明は、フリフプチンプの供給装
置と、フリップチップのバンプ形戒面に吸着してこれを
テイクアップするノズルを複数個備えたチップ吸着装置
と、テイクアップされたフリップチップを表裏反転させ
るべく、上記チップ吸着装置を回転させる回転装置と、
上記複数個のノズルのうちの任意のノズルを作業位置に
位置させるノズル選択装置と、表裏反転されたフリップ
チップのバンプ非形或面に吸着してこれを．テイクアッ
プし、このフリップチップを位置決め部に位置決めされ
た基板に移送搭載する移送ヘッドから威るので、フリッ
プチップの品種に対応して、フリップチップに適合する
ノズルを選択し、フリソプチンプを確実にテイクアップ
して、基板に実装することができる．

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はフリ
ップチップの実装装置の全体斜視図、第２図は作業状態
を示す展開図、第３図．第４図及び第５図は要部の平面
図，側面図，断面図、第６図及び第７図は他の実施例の
展開図と外観平面図、第８図は更に他の実施例のノズル
の断面図である。４・・・基板６・・・移送ヘッド１４・・・位置決め部２２・・・ギヤ２２．２４・・・ノズル選択装置２２，２６．３０，４１，５１，５２．５４・・・回転
装置２５２６２７２８７０チップ吸着装置遊星ギヤフレームノズルフリップチップの供給装置Ｂ・・・バンプＦ・・・フリップチフプ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フリップチップの供給装置と、フリップチップの
バンプ形成面に吸着してこれをテイクアップするノズル
を複数個備えたチップ吸着装置と、テイクアップされた
フリップチップを表裏反転させるべく、上記チップ吸着
装置を回転させる回転装置と、上記複数個のノズルのう
ちの任意のノズルを作業位置に位置させるノズル選択装
置と、表裏反転されたフリップチップのバンプ非形成面
に吸着してこれをテイクアップし、このフリップチップ
を位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する移送
ヘッドから成ることを特徴とするフリップチップの実装
装置。
（２）上記チップ吸着装置が、ギヤに沿って回動する遊
星ギヤと、この遊星ギヤと一体的に回転するフレームと
、このフレームに放射状に装着された複数個のノズルか
ら成り、また上記ノズル選択装置が、上記ギヤと、この
ギヤを回転させるモータから成ることを特徴とする上記
特許請求の範囲第１項に記載のフリップヂップの実装装
置。