JPH06168983A - ボンディングマシーンのチップステージｚ軸駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、ボンディングマシーンのチップステ
ージＺ軸駆動機構に関するもので、Ｚ軸駆動モータ２５
にカム２８を取付け、他方上下動自在に設けられたチッ
プステージ載置テーブルにカムフォロア２９を取付け、
該カムにカムフォロアを従わさせ、チップステージのＺ
軸駆動を行うものである。 【効果】 チップステージの高さ調節をＺ軸駆動モータとカム機
構により行うためチップステージ駆動装置をコンパクト
且つ剛性の高い構造とすることができる。 数値制御が可能なため、Ｚ軸の高さを数値にてインプ
ットすることにより微調整が容易となった。 チップの厚みが変わった場合でもチップステージの高
さを変えることなく、Ｚ軸駆動機構の動作により対応す
ることができる。 半田バンプの場合等ボンディング中に微小にチップス
テージ１６を下げるなど今までに無い設定が可能となっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボンディングマシーン
におけるチップステージのＺ軸駆動機構の改良に関する
ものである。ボンディングマシーンは、ボンディングツ
ール、認識カメラ及びこれらを移動させる駆動装置を有
するボンディング装置とチップ供給装置とチップステー
ジ装置及びテープ移送装置とからなるものであるが、本
発明はチップステージの駆動装置におけるＺ軸駆動（上
下方向駆動）機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のボンディングマシーンにおけるチ
ップステージは、通常水平面における駆動機構すなわち
Ｘ軸（ボンディングツールに対しての左右方向）、Ｙ軸
（ボンディングツールに対して前後方向）Θ軸（回転角
度）の駆動機構は技術的に完成しているが、Ｚ軸（上下
方向）の駆動機構は未完成のものであった。

【０００３】従来採用されていたボンディングマシーン
のチップステージのＺ軸駆動方法として複数のシリンダ
ーを使用する方法及び板カムと複数のシリンダを使用す
る方法がある。しかし、いずれもシリンダ使用のためＺ
軸のストロークが固定となり、微調整はできず、ボンデ
ィングされるチップの厚みに応じて各々高さの異なるチ
ップステージに変更する必要が生じるものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】すなわち、ボンディ
ング前に画像処理のため認識カメラによりテープ面及び
チップ面の画像を取り込むが、その際テープ面を基準に
してカメラ焦点を合わせるためチップ面とテープ面の高
さに誤差がある場合、画像処理の誤差となって現れる。
従って、画面処理を正確に行うためテープ面とチップ面
の高さのずれを調整しなければならない。この微小な調
整はストローク固定の従来のシリンダ方式では容易でな
く、この微調整の容易なチップステージ駆動装置を有す
るボンディングマシーンの開発が望まれていた。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は、上記問題点
を解決し、微調整容易なボンディングマシーンを提供す
るため、ボンディングマシーンのチップステージ駆動装
置に於いてＺ軸駆動モータにカムを取付け、上下動自在
に設けられたチップステージ載置テーブルにカムフォロ
アを取付け、該カムにカムフォロアを従わさせ、チップ
ステージのＺ軸駆動を行うことを特徴とするチップステ
ージのＺ軸駆動機構を開発した。

【０００６】

【実施例】本発明はインナーリードボンダ、アウターリ
ードボンダ、フリップチップボンダー等のボンディング
マシーンに用いられるものであるが、実施例としてはイ
ンナーリードボンダを示して説明する。以下図示の実施
例に従い説明する。図１はインナーリードボンダの全体
を示す正面図で、インナーリードボンダ１は、テープ移
送装置６と、ボンディングツール２及び認識カメラ３を
有するボンディング装置４とチップステージ装置５及び
図示されていないチップ供給装置とからなるものであ
る。尚、図２はテープ移送装置６を除いた状態での右側
面図である。

【０００７】図中６はテープ移送装置であり、テープ移
送装置６は、供給されるテープ１０が巻きつけらている
供給リール１１とボンディングされた後のテープ１０を
巻き取る巻取リール１２と、テープ１０をステッピング
モータにより間欠的に所定ピッチづつ前進させる爪付ス
プロケット１３より構成されている。尚、図中１８はボ
ンディング装置４に取付けられたテープガイドである。

【０００８】テープ１０は走行方向所定間隔毎に形成し
た方形の開口と各開口４辺に予め設けたリード線を備え
ており、各開口とリード線によって接着部１４を構成し
ている。又、テープ１０両側部には走行方向等間隔位置
に係合孔が穿設されている。該テープ１０は前記爪付ス
プロケット１３の係合爪が係合孔に係合し、爪付スプロ
ケット１３の回転に従い前進させられる。

【０００９】図中４はボンディング装置であり、ボンデ
ィング装置４は、ボンディングツール２、認識カメラ３
及びこれらの駆動装置からなるもので、図１中７が、ボ
ンディングツール及び認識カメラＸ軸駆動モータで、図
中８がボンディングツールＺ軸駆動モータで、図２に現
れる９がボンディングツール及び認識カメラＹ軸駆動モ
ータである。

【００１０】接着対象テープ面の上方には認識カメラ３
が設置されており、認識カメラ３によりテープのリード
線とチップとが相互に正しい位置に位置しているかの画
像処理が行われる。

【００１１】接着対象テープ面上方で認識カメラ３と隣
接する位置にボンディングツール２が設けられている。
ボンディングツール２は認識カメラ３による画像処理の
際にはテープ面直上より退避させられており、画像処理
終了後ボンディングツール及び認識カメラＹ軸駆動モー
タ９によりテープ面直上へ移動し、その後ボンディング
ツールＺ軸駆動モータ８の動作によりボンディングのた
め下降する。

【００１２】図中５は、チップステ−ジ装置であり、チ
ップステージ装置５は、チップステージ１６とその駆動
機構とよりなるものである。チップステージ１６は、個
別分離した半導体チップＡをヒートアップしたステージ
面１７に吸着固定し、テープボンディング位置へ搬送す
るもので、搬送の為の駆動機構として本実施例はＸＹＺ
Θの４軸の駆動機構を有する。

【００１３】チップステージ１６の駆動装置は次の様に
構成されている。Ｙ軸テーブル１９がチップステージＹ
軸駆動モータ２０により、ベース１５に対して、Ｙ軸方
向（ボンディングツールに対して前後方向）に摺動可能
なるよう取付けられ、Ｙ軸テーブル１９にＸ軸テーブル
２１がチップステージＸ軸駆動モータ２２によりＸ軸方
向（ボンディングツールに対して左右方向）に摺動可能
なるよう取付けられている。

【００１４】Ｘ軸テーブル２１にはクロステーブル２３
が固着立設され、クロステーブル２３にシーターテーブ
ル２４がチップステージＺ軸駆動モータ２５によりＺ軸
方向に摺動可能なるよう取付けられ、シーターテーブル
２４上にチップステージ１６が取付けられている。シー
ターテーブル２４はΘ軸駆動モータ２６により回動自在
にされている。尚、チップステージ１６の駆動方向であ
るＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Θ軸は図５に示されたとおりであ
る。

【００１５】チップステージ１６のＺ軸駆動の詳細は図
３に示されており、Ｚ軸駆動モータ２５とカップリング
２７を介して接続された回転カム２８によりカムフォロ
ア２９を介して伝達されている。すなわちチップステー
ジＺ軸駆動モータ２５が回転すると、回転カム２８が回
転する。該回転カム２８の形状に従いカムフォロア２９
が上下動する。これによりカムフォロア２９と連結され
ているシーターテーブル２４がクロステーブル２３に沿
って上下動し、シーターテーブル２４上に設置されたチ
ップステージ１６が上下動する。

【００１６】チップステージ１６のＺ軸駆動の他実施例
として、図４に示すものが考えられる。図中２５がチッ
プステージＺ軸駆動モータであり、３１が両端部を高く
形成した直進カムで、３３がチップステージＺ軸駆動テ
ーブルである。図４に於いてチップステージＺ軸駆動モ
ータ２５はボールねじ３０と接続されており、ボールね
じ３０には連結体３２が螺合され、連結体３２と直進カ
ム３１が連結されている。

【００１７】これによりチップステージＺ軸駆動モータ
２５が回転すると、該回転力はボールねじ３０に伝達さ
れボールねじ３０の回転を引き起こす。ボールねじ３０
の回転は螺合されている連結体３２の前進運動に置き換
えられ、連結体３２と連結されている直進カム３１の前
進運動を起こす。従って、チップステージＺ軸駆動モー
タ２５の正転により直進カム３１は前進し、チップステ
ージＺ軸駆動モータ２５の逆転で直進カム３１は後退す
る。

【００１８】直進カム３１上にはカムフォロア２９が有
り、直進カム３１の形状に従い、端部付近で高く、中央
付近で低くなる。これによりカムフォロア２９と連結し
ているチップステージＺ軸駆動テーブル３３は上下動す
る。

【００１９】尚、実施例におけるチップステージＺ軸駆
動モータ２５はハーモニックギア付パルスモータを利用
しているが、サーボモータへの変更も可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、チップステージ１６の高さ調
節をＺ軸駆動モータ２５とカム機構により行うためチッ
プステージ駆動装置をコンパクト且つ剛性の高い構造と
することができ、更に数値制御が可能なため、Ｚ軸の高
さを数値にてインプットすることにより微調整が容易と
なった。

【００２１】かように一定ストロークの上昇下降だけで
なく、微調整ができるためチップの厚みが変わった場合
でもチップステージの高さを変えることなく、チップス
テージ１６のＺ軸駆動機構の動作により対応することが
できることとなった。

【００２２】又、半田バンプの場合等ボンディング中に
微小にチップステージ１６を下げるなど今までに無い設
定が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 インナーリードボンダの全体を示す正面図

【図２】 ボンディング装置及びチップステージ装置を
示す側面図

【図３】 チップステージＺ軸駆動機構を示す側面図

【図４】 チップステージＺ軸駆動機構の他実施例を示
す原理説明図

【図５】 インナーリードボンダの原理を示す説明図

【符号の説明】

１．．．インナーリードボンダ ２．．．ボンディングツール ３．．．認識カメラ ４．．．ボンディング装置 ５．．．チップステージ装置 ６．．．テープ移送装置 ７．．．ボンディングツール及び認識カメラＸ軸駆動モ
ータ ８．．．ボンディングツールＺ軸駆動モータ ９．．．ボンディングツール及び認識カメラＹ軸駆動モ
ータ １０．．テープ １１．．供給リール １２．．巻取リール １３．．爪付スプロケット １４．．接着部 １５．．ベース １６．．チップステージ １７．．ステージ面 １８．．テープガイド １９．．Ｙ軸テーブル ２０．．チップステージＹ軸駆動モータ ２１．．Ｘ軸テーブル ２２．．チップステージＸ軸駆動モータ ２３．．クロステーブル ２４．．シーターテーブル ２５．．チップステージＺ軸駆動モータ ２６．．チップステージΘ軸駆動モータ ２７．．カップリング ２８．．回転カム ２９．．カムフォロア ３０．．ボールねじ ３１．．直進カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボンディングマシーンのチップステージ
   駆動装置に於いてＺ軸駆動モータにカムを取付け、上下
   動自在に設けられたチップステージ載置テーブルにカム
   フォロアを取付け、該カムにカムフォロアを従わさせ、
   チップステージのＺ軸駆動を行うことを特徴とするチッ
   プステージのＺ軸駆動機構