JPH05337865A - 半導体実装装置とこれを用いた実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正確な位置に半導体素子を実装できる半導体
実装装置とこれを用いた実装方法を提供すること。 【構成】 半導体実装装置１は、下端側に半導体素子１
０を吸着するコレット３が設けられ、上端側に半導体素
子１０を圧接させる荷重部材４が設けられたコレット軸
２をコレットヘッド５に上下動自在に保持し、荷重部材
４に半導体素子１０の圧接状態を開放する引き上げ部材
６を装備する。これを用いた実装方法は、半導体素子１
０を基台１１上に圧接した後、コレット軸２のみを上昇
してコレット３と半導体素子１０とを引き離し、その後
コレットヘッド５を上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子をパッケー
ジの基台等に実装するための半導体実装装置とこれを用
いた実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】集積回路やレーザダイオード等の半導体
素子は、１枚のウエハに多数形成されおり、これを切断
することで一つのチップ状にしている。このチップ状の
半導体素子を所定のパッケージや基台に搭載し、電気的
な配線を施して半導体装置を形成する。近年、このチッ
プ状の半導体素子を基台に搭載するには、半導体実装装
置を用いて自動的に行っており、生産性の向上が図られ
ている。このため、半導体素子を破損することなく、し
かも正確な位置に実装できる半導体実装装置が要求され
る。

【０００３】従来の半導体実装装置とこれを用いた実装
方法を図に基づいて説明する。図７は従来の半導体実装
装置と実装方法を工程順に説明する側断面図である。こ
の半導体実装装置１は、半導体素子１０を吸着するため
のコレット３がコレット軸２の下端側に設けられてお
り、このコレット軸２がコレットヘッド５に上下動自在
に保持されたものである。コレット軸２の上端側には、
おもり等の荷重部材４が設けられており、その重力でコ
レット軸２を下方に押し下げている。また、コレット軸
２の長さは、コレットヘッド５の高さよりも長いため、
コレットヘッド５の下方にコレット軸２が突出した状態
となっている。

【０００４】次に、この半導体実装装置１を用いた実装
方法を工程順に説明する。先ず、吸着工程として図７
（ａ）に示すように、コレット３の真空作用を利用して
半導体素子１０をコレット３に吸着する。そして、圧接
工程として図７（ｂ）に示すように、半導体実装装置１
または基台１１を所定の位置に移動して、コレットヘッ
ド５およびコレット軸２を下降させる。この下降により
半導体素子１０が基台１１の上面に接触する。この位置
からさらに下降を続けると、コレット軸２はそのままで
コレットヘッド５のみが下降して、荷重部材４とコレッ
トヘッド５との間に隙間ｈができる。

【０００５】これにより、コレット軸２は荷重部材４の
重さおよびコレット軸２の自重で垂設することになり、
半導体素子１０をこれらの重さで圧接することになる。
そして、半導体素子１０を基台１１上に実装した後、コ
レット３の真空作用を解除する。

【０００６】その後、上昇工程として図７（ｃ）に示す
ように、コレットヘッド５を上昇する。この上昇により
隙間ｈが無くなり、コレットヘッド５がコレット軸２を
引き上げることになる。これにより、コレット３と半導
体素子１０が引き離れ、半導体素子１０の実装が終了す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな半導体実装装置とこれを用いた実装方法には、次の
ような問題がある。すなわち、この半導体実装装置で
は、コレットヘッドが下降して半導体素子と基台との接
触が得られた後、コレットヘッドのみが下降してコレッ
トヘッドと荷重部材との間に隙間が生じる。このため、
コレットの真空作用を解除して半導体素子とコレットと
を引き離す場合、コレットヘッドが上昇してコレット軸
を引き上げるまで、この隙間量に相当する時間が生じ
る。したがって、このような半導体実装装置を用いて半
導体素子を実装する場合、コレットヘッドの上昇工程で
この時間中にコレットヘッドの移動による振動や力がコ
レット軸に伝わり、さらにはコレットと接触している半
導体素子に伝わってしまう。この振動等により、半導体
素子の実装位置にズレが発生し、正確な実装位置に配置
するのが困難となる。よって、本発明は基台への実装に
おいて、正確な位置に半導体素子を実装できる半導体実
装装置とこれを用いた実装方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された半導体実装装置とこれを用い
た実装方法である。すなわち、この半導体実装装置は、
コレット軸の下端側に半導体素子を吸着するためのコレ
ットを設け、上端側に半導体素子を基台上に圧接させる
ためのおもりやバネから成る荷重部材を設け、コレット
ヘッドに所定のストローク長のコレット軸を上下動自在
に保持し、さらに荷重部材に、半導体素子の圧接状態を
開放するための引き上げ部材を装備したものである。

【０００９】この半導体実装装置を用いた実装方法は、
コレット軸の下端側に設けられたコレットに半導体素子
を吸着し、このコレット軸を保持するコレットヘッドを
基台上方の所定位置に移動し、次いでこのコレットヘッ
ドを下降することで半導体素子を基台に接触させ、コレ
ット軸の上端側に設けられた荷重部材の押し付け力によ
り半導体素子を基台上に圧接する。そして、コレットの
吸着を解除した後、コレット軸のみを上昇してコレット
と半導体素子とを引き離し、その後、コレットヘッドを
上昇してコレット軸を次の位置に移動するようにしたも
のである。

【００１０】

【作用】荷重部材の下側に引き上げ部材が装備されてい
るため、荷重部材による半導体素子への圧接が終了した
後、コレットヘッドを動かすことなく半導体素子への圧
接状態を開放することができる。すなわち、この半導体
実装装置を用いた実装方法において、コレットヘッドの
上昇工程の前に、コレット軸のみの上昇を行うため、コ
レットヘッドの移動に伴う不要な振動や力を半導体素子
に与えることなくコレットからの引き離しを行うことが
できる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の半導体実装装置とこれを用
いた実装方法を図に基づいて説明する。先ず始めに半導
体実装装置の説明を図１の側断面図を用いて行う。この
半導体実装装置１は、コレット軸２の下端側に半導体素
子１０を吸着するためのコレット３と、上端側におもり
から成る荷重部材４が設けられており、このコレット軸
２がベアリング２１を介してコレットヘッド５の貫通孔
５１に嵌合されている。コレット軸２の長さは、コレッ
トヘッド５の高さよりも長いため、コレットヘッド５の
下方にコレット軸２が突出しており、しかもコレット軸
２は、このベアリング２１の作用により貫通孔５１内を
上下動可能な状態となっている。この突出した長さがコ
レット軸２の最大ストローク長となっている。

【００１２】荷重部材４の下側でコレットヘッド５の上
面との間には、例えば略Ｌ字型の引き上げ部材６がコレ
ットヘッド５およびコレット軸２から独立した状態に装
備されている。コレットヘッド５が上昇している場合に
は、荷重部材４およびコレット軸２の自重によりコレッ
ト軸２は下方に下がっており、荷重部材４とコレットヘ
ッド５との間にこの引き上げ部材６が引っ掛かった状態
となっている。

【００１３】このような半導体実装装置１のコレット３
に半導体素子１０を吸着し、コレットヘッド５を下降す
ることで、突出したコレット軸２が基台１１に突き当た
り、荷重部材４の力により半導体素子１０を基台１１上
に圧接して実装する。また、この引き上げ部材６により
圧接状態を開放することができる。

【００１４】次に、この半導体実装装置１を用いた実装
方法を図１〜図４の側断面図に基づいて工程順に説明す
る。先ず、吸着工程として図１に示すように、コレット
３の真空作用を利用して半導体素子１０をコレット３に
吸着する。そして、基台１１上の所定位置に半導体素子
１０が配置されるように、コレットヘッド５または基台
１１を移動する。

【００１５】次に、圧接工程として図２に示すように、
コレットヘッド５を下降することで、コレットヘッド５
に引っ掛かっているコレット軸２が下降して、コレット
３に吸着された半導体素子１０と基台１１とが接触す
る。この状態からさらにコレットヘッド５を下降する
と、コレット軸２はそのままの位置で、コレットヘッド
５のみが下降することになる。すなわち、いままで接触
していたコレット軸２の上端側の荷重部材４と引き上げ
部材６との間に隙間ｈが形成され、荷重部材４の重さお
よびコレット軸２の自重が全て半導体素子１０に加わ
る。これにより、半導体素子１０を基台１１上に押圧し
て、半導体素子１０と基台１１とを確実に圧接する。接
続が終了したらコレット３の真空作用を解除する。

【００１６】そして、コレット軸２の上昇工程として図
３に示すように、引き上げ部材６を上方に引き上げ、荷
重部材４を引っ掛けるようにしてコレット軸２を上昇さ
せて圧接状態を開放する。この際、引き上げ部材６とコ
レット軸２との接触はなく、不要な振動や力がコレット
軸２に伝わることがない。このコレット軸２の上昇によ
り、コレット３が半導体素子１０から引き離され、基台
１１上の所定位置に半導体素子１０が接続された状態と
なる。

【００１７】最後に、コレットヘッド５の上昇工程とし
て図４に示すように、コレットヘッド５を上昇し、再び
コレット軸２をコレットヘッド５に引っ掛けた状態にす
る。この上昇の際、コレットヘッド５の移動による振動
や力がコレット軸２に伝わっても、すでにコレット３と
半導体素子１０とが引き離されているため、半導体素子
１０にこの振動や力が伝わることがない。このため、半
導体素子１０の位置ズレが発生することなく実装を行う
ことができる。

【００１８】次に、本発明の他の半導体実装装置１を説
明する。図５は、他の半導体実装装置１を説明する側断
面図である。この半導体実装装置１は、コレット軸２の
上端側に作用棒４１が設けられており、作用棒４１の先
端とコレットヘッド５の上面との間にバネ４２が取り付
けられたものである。この作用棒４１とコレットヘッド
５との間には、引き上げ部材６が設けられており、コレ
ットヘッド５と独立してコレット軸２を引き上げること
ができる。

【００１９】この半導体実装装置１のコレット３に半導
体素子１０を吸着した状態、すなわちコレットヘッド５
が上昇している場合には、バネ４２の付勢により、作用
棒４１がコレットヘッド５側に引き寄せられ、コレット
軸２が下方に押し下げられている。

【００２０】この半導体実装装置１のコレットヘッド５
を下降すると、コレット軸２も下降して半導体素子１０
が基台１１上に接触する。この位置からさらにコレット
ヘッド５を下降すると、図６に示すようにコレット軸２
はそのままで、コレットヘッド５のみが下降する。これ
により、作用棒４１とコレットヘッドとの間が隙間ｈだ
け広がることになる。この隙間ｈの広がりに応じてバネ
４２の付勢が増加し、その分コレット軸２を下方に押圧
することになる。この圧力を利用して半導体素子１０を
基台１１上に圧接することができる。

【００２１】半導体素子１０を基台１１上に接続した後
には、先に述べたように、引き上げ部材６を引き上げ
て、コレット軸２のみを上昇させ、コレット３から半導
体素子１０を引き離す。この際、半導体素子１０に振動
や力が加わることなくコレット３から引き離すことがで
きるため、半導体素子１０が位置ズレを起こすことがな
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体実
装装置とこれを用いた実装方法によれば次のような効果
がある。すなわち、この半導体実装装置によれば、半導
体素子を基台上に実装した後、コレットヘッドを動かす
ことなくただちにコレット軸を上昇することができるた
め、不要な振動や力を半導体素子に与えることなくコレ
ットと半導体素子とを引き離すことができる。このた
め、コレットから半導体素子を引き離す際の半導体素子
の位置ズレが発生しない。したがって、この半導体実装
装置を用いた実装方法によれば、コレットヘッドの上昇
工程の前に、コレット軸のみの上昇工程があるため、コ
レットヘッドの上昇における振動や力が基台上に実装し
た半導体素子の位置ズレを起こすことなく精度良く実装
することができる。このように、本発明の半導体実装装
置とこれを用いた実装方法によれば、位置精度よく半導
体素子を実装できるため、高い位置精度を要求されるレ
ーザダイオード等の光学部品の製造において特に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体実装装置を説明する側断面図で
ある。

【図２】半導体素子の圧接工程を説明する側断面図であ
る。

【図３】コレット軸の上昇工程を説明する側断面図であ
る。

【図４】コレットヘッドの上昇工程を説明する側断面図
である。

【図５】他の実施例を説明する側断面図である。

【図６】他の実施例の動作を説明する側断面図である。

【図７】従来の半導体実装装置と実装方法を説明する側
断面図で、（ａ）は吸着工程、（ｂ）は圧接工程、
（ｃ）は上昇工程である。

【符号の説明】

１ 半導体実装装置 ２ コレット軸 ３ コレット ４ 荷重部材 ５ コレットヘッド ６ 引き上げ部材 １０ 半導体素子 １１ 基台 ２１ ベアリング ５１ 貫通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下端側に半導体素子を吸着するためのコ
   レットが設けられ、上端側に前記半導体素子を基台上に
   圧接させるための荷重部材が設けられたコレット軸と、 前記コレット軸を所定のストローク長で上下動自在に保
   持するコレットヘッドとから成る半導体実装装置であっ
   て、 前記荷重部材には、前記半導体素子の圧接状態を開放す
   るための引き上げ部材が装備されていることを特徴とす
   る半導体実装装置。
2. 【請求項２】 前記荷重部材として、おもりが用いられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の半導体実装装
   置。
3. 【請求項３】 前記荷重部材として、バネが用いられて
   いることを特徴とする請求項１記載の半導体実装装置。
4. 【請求項４】 コレット軸の下端側に設けられたコレッ
   トに半導体素子を吸着し、前記コレット軸を保持するコ
   レットヘッドを基台上方の所定位置に移動する工程と、 前記コレットヘッドを下降することで、前記半導体素子
   を基台に接触させ、前記コレット軸の上端側に設けられ
   た荷重部材の押し付け力により前記半導体素子を前記基
   台上に圧接する工程と、 前記コレットの吸着を解除した後、前記コレット軸のみ
   を上昇して前記コレットと前記半導体素子とを引き離す
   工程と、 前記コレットヘッドを上昇して前記コレット軸を次の位
   置に移動する工程とから成ることを特徴とする半導体実
   装装置を用いた実装方法。