JPH07153784A - ベアチップのプリント基板への実装方法及びフリップチップボンダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板に対するベアチップの位置精度
を狂いにくくし、且つ、ベアチップのサイズ変更に伴う
ベアチップの保持部の交換作業を自動化し実装作業の効
率化を図る。 【構成】 プリント基板５の実装箇所とベアチップ７と
の位置合わせを済ませた後に、前記ベアチップ７を吸着
保持するボンディングコレット２９を、昇降及び旋回動
作させるに留める構成とし、しかも、前記ボンディング
コレット２９に挿脱される吸引ノズル３５を、ボンディ
ングコレット交換部２３に設けられた複数のノズル収容
孔２３０１に複数種類収容し、プリント基板５の実装箇
所やベアチップ７の大きさ及び形状に応じた吸引ノズル
３５を自動的にボンディングコレット２９に挿着して用
いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路のベアチップ
を直接プリント基板に実装する方法とその際に用いられ
るフリップチップボンダーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】集積回路のベアチップは、リードフレー
ムを介してプリント基板に実装されるのが一般的であっ
たが、近年では、プリント基板上での集積回路の実装ス
ペースを小さくして装置の小型化を図るために、ベアチ
ップをプリント基板に直接半田付けして実装する方式が
採用され始めている。

【０００３】そして、ベアチップのプリント基板への実
装に用いられる従来のフリップチップボンダーでは、フ
リップコレットにより、電極形成面を上に向けたベアチ
ップが多数収容されたトレーからベアチップを１つずつ
取り出してその上下を反転させ、反転後のベアチップを
フリップコレットからピックアップコレットに持ち替
え、ピックアップコレットでベアチップを横方向に搬送
した後に、前記プリント基板の手前の中間ステージに降
ろし、該中間ステージでプリント基板との位置合わせを
行った後、ボンディングコレットによりベアチップを横
及び縦方向に移送して、プリント基板のベアチップ実装
箇所に実装している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のフリップチップボンダーでは、プリント基板との位置
合わせのため中間ステージに載置されたベアチップが、
前記ボンディングコレットに持ち替えられた後に横及び
縦方向に移動してプリント基板のベアチップ実装箇所に
実装されるため、この横及び縦方向の２方向への移動に
よりベアチップのプリント基板に対する位置精度が狂い
易いという不具合があった。また、従来のフリップチッ
プボンダーでは、ベアチップのサイズが変わる度に実装
動作を中断して、各コレットを変更後のベアチップのサ
イズに合ったものに手作業で交換しなければならず、実
装作業の効率化を図ることができない不具合があった。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、本発明の目的は、トレーからプリント基板への移送
中におけるプリント基板に対するベアチップの位置精度
が狂いにくく、しかも、ベアチップのサイズ変更に伴う
ベアチップの保持部の交換作業を自動化し実装作業の効
率化を図ることができるベアチップのプリント基板への
実装方法及びフリップチップボンダーを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、電極形成面を上方に向けてトレーに収容した
ベアチップを、前記電極形成面を下方に向けてプリント
基板に実装するに当たり、前記トレーから前記ベアチッ
プを取り出し、横方向に移動しつつ該ベアチップの上下
を反転させて前記プリント基板の上方箇所に前記ベアチ
ップを移送し、前記プリント基板の上方箇所に配設され
た移送手段に、前記電極形成面を下方に向けて前記ベア
チップを受け渡し、前記プリント基板を水平面内で直交
する２方向に移動させつつ前記ベアチップに対する前記
プリント基板の位置合わせを行い、前記電極形成面が下
方に向けられた前記ベアチップを下降させて前記プリン
ト基板に実装するようにしたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明は、前記電極形成面が下方に
向けられた前記ベアチップを下降させる際に、該ベアチ
ップが水平面内で旋回されるものとした。

【０００８】さらに、本発明は、電極形成面が上方に向
けてトレーに収容されたベアチップを取り出して、前記
電極形成面を下方に向けてプリント基板に実装するフリ
ップチップボンダーであって、前記トレーから前記ベア
チップを取り出し、該ベアチップの上下を反転させつつ
前記プリント基板の上方箇所に移送する第１のベアチッ
プ移送手段と、前記プリント基板の上方箇所で、前記電
極形成面が下方に向けられた状態の前記ベアチップを前
記第１のベアチップ移送手段から受け取り、該ベアチッ
プを上下動させる第２のベアチップ移送手段と、前記プ
リント基板を水平面内で直交する２方向に移動可能に支
持する基板移送手段と、前記プリント基板と前記第２の
ベアチップ移送手段に受け渡された前記ベアチップとの
相対位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段
の検出結果に基づいて前記基板移送手段を駆動する駆動
手段とを備え、前記第２のベアチップ移送手段には、前
記ベアチップを保持するベアチップ保持部が着脱可能に
設けられ、さらに、形状及び大きさが異なる複数のベア
チップ保持部が収容された収容部が、前記第２のベアチ
ップ移送手段の下方箇所に向けて移動可能に配設されて
いることを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、前記収容部が前記基板移
送手段により支持されているものとした。さらに、本発
明は、前記ベアチップ保持部が水平面内で旋回可能に構
成されているものとした。また、本発明は、前記ベアチ
ップ保持部が、前記第２のベアチップ移送手段に対して
垂直度を出すための円盤状の当て付け面を備えているも
のとした。

【００１０】

【作用】本発明によれば、ベアチップが上下反転されて
プリント基板の上方箇所に移送されると、そのベアチッ
プに対するプリント基板の位置合わせが、該プリント基
板を水平面内で直交する２方向に移動させることで行わ
れ、その後、前記プリント基板に前記ベアチップが実装
されるまでの間、該ベアチップは、下降されるに留ま
る。従って、従来のように、プリント基板に対する位置
決めを行った後にベアチップを横及び縦の２方向に移動
させる必要がなくなり、縦方向への移動だけでプリント
基板に実装できるため、プリント基板に対するベアチッ
プの位置精度が狂いにくくなる。

【００１１】また、本発明によれば、収容部に収容され
た複数のベアチップ保持部のうち、ベアチップや該ベア
チップを実装する前記プリント基板箇所の形状及び大き
さに応じたベアチップ保持部を選択し、そのベアチップ
保持部を第２のベアチップ移送手段の下方箇所に移動さ
せ、該第２のベアチップ移送手段を昇降させることで、
所望のベアチップ保持部を自動的に第２のベアチップ移
送手段に装着して用いることができ、従来のように、ベ
アチップ保持部を手作業で交換する必要がなくなり、実
装作業の効率化を図ることができる。尚、前記収容部が
前記基板移送手段により支持させることで、収容部専用
の移送手段を別個設ける必要がなくなる。

【００１２】さらに、本発明によれば、ベアチップ保持
部が水平面内で旋回されることで、プリント基板に対す
るベアチップの水平面内での姿勢が矯正され、しかも、
その際にベアチップは横及び縦のいずれの方向にも移動
されないため、プリント基板に対するベアチップの位置
精度を向上させることができる。また、本発明によれ
は、ベアチップ保持部の当て付け面が前記第２のベアチ
ップ移送手段の部分に当て付けられることで、前記第２
のベアチップ移送手段に対するベアチップ保持部の垂直
度が精度良く出るため、プリント基板に対するベアチッ
プの位置精度がより狂いにくくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例によるフリップチップボ
ンダーの概略構成を示す模式図である。図に示す本実施
例のフリップチップボンダー１は、図中想像線で示す搬
送経路３上から実装対象のプリント基板５を移載し該プ
リント基板５上にベアチップ７を実装するもので、基台
９と、基台９の中央で前記搬送経路３に沿って設けられ
た支持フレーム１１と、基台９上で支持フレーム１１の
後方に配設されたトレーステージ１３と、基台９上で支
持フレーム１１の前方に配設されたＸＹテーブル１５
と、該ＸＹテーブル１５に設けられた基板ステージ１
７、ベアチップ用カメラ１９、フラックス容器２１、ボ
ンディングコレット交換部２３等と、前記トレーステー
ジ１３から前記基板ステージ１７にベアチップ７を移送
するベアチップ供給部２５と、プリント基板用カメラ２
７と、ボンディングコレット２９と、制御用コンピュー
タ３１を備える。

【００１４】前記トレーステージ１３は円盤状で前記基
台９上に回転可能に配設され、該トレーステージ１３に
は、その周方向に間隔を置いて円形の延伸リング３３
（トレーに相当）が載置され、各延伸リング３３には前
記ベアチップ７がその電極形成面７０１（図２）を上に
向けて多数収容され、各ベアチップ７の電極形成面７０
１には、半田を盛ったバンプ７０３（図２）が設けられ
ている。前記ＸＹテーブル１５（基板移送手段に相当）
は、２つのモータ１５０１の駆動により、水平面内で直
交する２方向に移動可能で、前記搬送経路３の真下に配
設されている。前記基板ステージ１７は、前記基台９の
前方寄りのＸＹテーブル１５箇所に設けられ、この基板
ステージ１７には、不図示の移載手段により、前記搬送
経路３上からプリント基板５が１枚ずつ移載され、移載
されたプリント基板５は基板ステージ１７上で、反りや
歪みが矯正され、不図示のヒータで予加熱される。

【００１５】前記ベアチップ用カメラ１９は、例えばＣ
ＣＤカメラ等の小型のテレビカメラからなり、図２に要
部の斜視図で示したように、前記トレーステージ１３寄
りのＸＹテーブル１５箇所に上方に向けて配設されてい
る。前記フラックス容器２１は、前記基板ステージ１７
と前記ベアチップ用カメラ１９との間のＸＹテーブル１
５箇所に配設され、該フラックス容器２１内にはフラッ
クス２１０１が収容されている。

【００１６】前記ボンディングコレット交換部２３（収
容部に相当）は、前記基板ステージ１７の側方のＸＹテ
ーブル１５箇所に設けられ、該ボンディングコレット交
換部２３には３つのノズル収容孔２３０１が形成され、
各ノズル収容孔２３０１には、前記ボンディングコレッ
ト２９に挿脱される吸引ノズル３５（ベアチップ保持部
に相当）がそれぞれ挿し込んで収容されている。前記各
吸引ノズル３５は、図３に拡大斜視図で示したように円
筒状を呈し、前記ボンディングコレット２９に挿脱され
る吸引ノズル３５の基端寄りの周面箇所には環状の凹溝
３５０１が形成され、吸引ノズル３５の先端には前記ベ
アチップ７の形状に応じた矩形の吸着部３５０３が形成
され、前記凹溝３５０１よりも先端寄りの吸引ノズル３
５の周面箇所にはフランジ３５０５（当て付け面に相
当）が形成されている。

【００１７】尚、各吸引ノズル３５の前記吸着部３５０
３は、前記ベアチップ７の形状及び大きさや、前記プリ
ント基板５上のベアチップ７の実装スペース等に応じ
て、互いに異なる形状及び大きさで形成され、それら３
つの吸引ノズル３５のうち１つが前記ボンディングコレ
ット２９に挿着されて、前記ベアチップ７の前記プリン
ト基板５への実装に用いられる。

【００１８】前記ベアチップ供給部２５は、図４に斜視
図で示すように、前記延伸リング３３から１つずつベア
チップ７を取り出してその上下を反転させるフリップコ
レット３７（第１のベアチップ移送手段に相当）と、該
フリップコレット３７を上下及び前後方向に移動させる
移動機構３９とを備え、該移動機構３９は、縦フレーム
４１と、横フレーム４３と、横移動体４５と、横移動機
構４７と、縦移動体４９と、縦移動機構５１を備える。
前記縦フレーム４１は、前記トレーステージ１３の近傍
の基台９箇所から立設され、前記横フレーム４３は、前
記縦フレーム４１の所定高さ箇所で水平に支持され、前
記トレーステージ１３の上方箇所から前記ＸＹテーブル
１５の上方箇所に亘って延在している。

【００１９】前記横移動体４５は、前記横フレーム４３
に水平方向に移動可能に支持され、該横フレーム４３の
ガイド４３０１により前記横移動体４５の水平移動が案
内される。前記横移動機構４７は、前記横フレーム４３
の両端の不図示のプーリ間に掛け渡された環状のベルト
４７０１と、一方のプーリを回転させる不図示のモータ
とで構成され、前記ベルト４７０１の部分は前記横移動
体４５の上部で固定され、前記モータの駆動により前記
ベルト４７０１が移動されることで、前記横移動体４５
が水平方向に移動される。

【００２０】前記縦移動体４９は、前記横移動体４５に
鉛直方向に移動可能に支持され、横移動体４５のガイド
４５０１により前記縦移動体４９の鉛直移動が案内さ
れ、縦移動体４９は、該縦移動体４９と横移動体４５の
間に掛け渡された不図示のコイルスプリングにより上方
に付勢され、横移動体４５の上端から突設されたストッ
パ４５０３に当接することで、前記縦移動体４９の上限
位置が規制されている。

【００２１】前記縦移動機構５１は、前記縦フレーム４
１を介して前記横フレーム４３の端部上方に上下に延設
されたスクリューシャフト５１０１と、該スクリューシ
ャフト５１０１の両側に配設された昇降ガイド５１０３
と、前記スクリューシャフト５１０１の上端に減速器を
介して連結されたモータ５１０５と、前記スクリューシ
ャフト５１０１に螺合する雌ねじ部を有する昇降ブロッ
ク５１０７とを備え、前記モータ５１０５の駆動により
前記スクリューシャフト５１０１が回転することで、前
記昇降ガイド５１０３に案内されて前記昇降ブロック５
１０７が昇降する。そして、前記昇降ブロック５１０７
の下動により、該昇降ブロック５１０７の下端のピン５
１０９が前記縦移動体４９の上端のピン４９０１に当接
し、さらに昇降ブロック５１０７が下動することで、前
記縦移動体４９が前記コイルスプリングの付勢に抗して
下動され、前記ピン５１０９が前記ピン４９０１に当接
した状態で前記昇降ブロック５１０７が上動すること
で、前記コイルスプリングの付勢により前記縦移動体４
９が昇降ブロック５１０７に追従して前記上限位置まで
上動し、さらに昇降ブロック５１０７を上動させると、
該昇降ブロック５１０７のみが上動することとなる。

【００２２】前記フリップコレット３７は、前記縦移動
体４９に支持され水平方向に延設された円柱状の基部３
７０１と、該基部３７０１に垂直面内で回転可能に支持
された円盤状の回転部３７０３と、前記基部３７０１内
に収容され前記回転部３７０３を回転させるモータ（図
示せず）と、前記回転部３７０３の周面の９０°ずつ位
相をずらした箇所にそれぞれ突設された４つの吸引ノズ
ル３７０５とで構成されている。前記基部３７０１の周
面には、不図示のバキュームポンプからの吸引チューブ
（図示せず）が４本連結され、前記バキュームポンプに
通じる吸引路が、前記基部３７０１及び回転部３７０３
の内部の空気通路（図示せず）を介して、前記各吸引ノ
ズル３７０５に接続されている。尚、前記各吸引ノズル
３７０５の大きさ及び形状は、ベアチップ７の種類に応
じて異なっている。

【００２３】前記支持フレーム１１は、図１に示すよう
に門形を呈し、基台９上の両端箇所間に前記横フレーム
４３を跨いで架設され、前記横フレーム４３の上方の支
持フレーム１１箇所にはヘッド部５３が昇降可能に支持
されている。前記プリント基板用カメラ２７は、図２に
示すように、前記ヘッド部５３の前記搬送経路３側の側
部に支持され、前記フリップコレット３７の移動経路に
臨み、前記基台９側に向けられている。

【００２４】前記ボンディングコレット２９（第２のベ
アチップ移送手段に相当）は、前記フリップコレット３
７から前記ベアチップ７を受け取って、前記基板ステー
ジ１７上の基板のベアチップ７実装箇所に移送するもの
で、前記フリップコレット３７の移動経路に臨む前記ヘ
ッド部５３の下面箇所に設けられている。このボンディ
ングコレット２９は、図５及び図６に斜視図及び一部截
断平面図で示すように、前記ボンディングコレット交換
部２３のいずれか１つの吸引ノズル３５の凹溝３５０１
側が挿脱される円筒状の内筒５５と、該内筒５５に上下
動可能に嵌装された円筒状の外筒５７と、前記内筒５５
の下端内部に前記吸引ノズル３５を挿着した状態で該吸
引ノズル３５の周囲を覆い加熱するヒータ５９を備え、
さらに、図７に一部截断平面図で示すように、吸引ノズ
ル３５の挿脱時にヒータ５９を吸引ノズル３５の周囲か
ら退避させるヒータ駆動機構６１を備える。

【００２５】前記内筒５５の下端には下フランジ５５０
１が形成され、該下フランジ５５０１との境界の内筒５
５箇所には、該内筒５５の周方向に間隔を置いて複数の
窓５５０３が貫設されており、各窓５５０３には前記窓
５５０３より大きい径で前記吸引ノズル３５の凹溝３５
０１に係脱する鋼球６３が配設されている。前記外筒５
７は前記内筒５５より短い長さで形成され、該外筒５７
の上端には上フランジ５７０１が形成され、外筒５７の
下端にはテーパ部５７０３が形成され、前記上フランジ
５７０１と前記ヘッド部５３の下端間の外筒５７部分に
はコイルスプリング６５が巻装されている。前記コイル
スプリング６５により前記外筒５７は下方に付勢され、
この付勢により前記鋼球６３が前記テーパ部５７０３で
前記内筒５５の中心側に押し込まれ、該鋼球６３の一部
が前記窓５５０３から内筒５５の内側に突出する。一
方、前記付勢に抗して前記外筒５７が上動することで、
前記テーパ部５７０３が前記鋼球６３の上方箇所に退避
し、該鋼球６３が前記内筒５５の外側に退避できるよう
になる。

【００２６】前記ヘッド部５３の側面には前記バキュー
ムポンプからの吸引チューブ（図示せず）が連結され、
前記ヘッド部５３の下端には、図７に示したように、円
盤状のエンコーダスリット５３０１が回転可能に保持さ
れ、また、前記下端には、前記エンコーダスリット５３
０１の回転量を検出するフォトセンサ５３０３が取着さ
れ、これらエンコーダスリット５３０１及びフォトセン
サ５３０３でエンコーダ５３０５が構成されている。

【００２７】そして、前記吸引ノズル３５を前記内筒５
５に挿着した状態で、前記フランジ３５０５は前記内筒
５５の下フランジ５５０１に当接し、前記凹溝３５０１
は前記窓５５０３から内筒５５の内側に突出する前記鋼
球６３に係合し、前記バキュームポンプに通じる吸引路
が、前記ヘッド部５３の内部の空気通路（図示せず）及
び前記内筒５５を介して前記吸引ノズル３５に接続され
る。また、前記吸引ノズル３５を前記内筒５５に挿着し
た状態で、少なくとも前記エンコーダスリット５３０
１、内筒５５、及び前記吸引ノズル３５は、不図示のモ
ータにより水平面内で一体に回転される。

【００２８】前記ヒータ５９は左半部と右半部とで構成
され、各半部は、図５に示すように、半円筒状の加熱板
５９０１と、該加熱板５９０１の上端に連設された半円
状のフランジ５９０３とで構成され、前記加熱板５９０
１には不図示の電源に接続されたヒータ線５９０５が埋
め込まれている。前記ヒータ駆動機構６１は、図７に示
し、且つ、図８に概略図で示すように、前記ヒータ５９
を支持する逆門形の左右の開閉板６１０１と、各開閉板
６１０１の両側片を前記ヘッド部５３の下端に取着され
た門形の支持板５３０７の両側片に回転可能に支持させ
る２つの軸６１０３と、各開閉板６１０１の両側片の内
側に配設され前記各軸６１０３に支持されたギア６１０
５と、前記右半部の軸６１０３に減速器を介して連結さ
れたモータ６１０７とで構成され、前記左半部のギア６
１０５は右半部のギア６１０５と噛合し、前記モータ６
１０７の動力が前記各ギア６１０５を介して前記各開閉
板６１０１に伝達されることで、該開閉板６１０１が開
閉され、前記ヒータ５９の加熱板５９０１部分が前記吸
引ノズル３５の周囲に対して接近離間される。

【００２９】また、前記各開閉板６１０１の両側片間に
はガイドバー６１０９が架設され、各ガイドバー６１０
９は図５に示すように、前記内筒５５の下フランジ５５
０１と前記外筒５７の上フランジ５７０１間に配設さ
れ、各開閉板６１０１が前記モータ６１０７により開か
れることで、各ガイドバー６１０９が前記上フランジ５
７０１に当接し、その状態からさらに前記各開閉板６１
０１が開かれることで、各ガイドバー６１０９が前記上
フランジ５７０１を押し上げ、上フランジ５７０１が前
記コイルスプリング６５の付勢に抗して上動し、前記内
筒５５の鋼球６３と前記吸引ノズル３５の凹溝３５０１
との係合が解除される。

【００３０】前記制御用コンピュータ３１は、図１に示
すように、キーボード３１０１及びＣＲＴ３１０３を備
え、前記ＣＲＴ３１０３の表示画面を見ながら前記キー
ボード３１０１から入力されるベアチップ７の種類や実
装個数等のパラメータと、制御用コンピュータ３１の内
部に格納されたプログラムに従って、前記搬送経路３や
フリップチップボンダー１の各部の動作を制御すると共
に、ベアチップ用カメラ１９及びプリント基板用カメラ
２７の撮影画像を画像処理し、その結果から、前記ボン
ディングコレット２９で移送中の前記ベアチップ７と前
記プリント基板５との相対位置を確認する。尚、本実施
例では、ベアチップ用カメラ１９、プリント基板用カメ
ラ２７、及び制御用コンピュータ３１で位置検出手段が
構成されている。

【００３１】次に、上述のように構成された本実施例の
フリップチップボンダーの、前記制御用コンピュータ３
１の制御に基づく動作について説明する。まず、前記キ
ーボード３１０１から前記パラメータが入力されると、
前記２つのモータ１５０１が駆動されて前記ＸＹテーブ
ル１５が移動され、前記パラメータ中で指定されたベア
チップ７に応じた形状及び大きさの吸着部３５０３を備
える吸引ノズル３５を収容したノズル収容孔２３０１
が、前記ボンディングコレット２９の下方に位置され
る。

【００３２】そして、前記ヘッド部５３と一体に前記ボ
ンディングコレット２９が下動されると共に、前記モー
タ６１０７が駆動されて、前記各ガイドバー６１０９が
前記上フランジ５７０１に当接するまで前記開閉板６１
０１が開かれ、これにより、前記吸引ノズル３５の凹溝
３５０１側が前記内筒５５の下端内部に挿入され、凹溝
３５０１に前記鋼球６３が係合して吸引ノズル３５が内
筒５５に挿着される。このとき、前記吸引ノズル３５の
フランジ３５０５が前記内筒５５の下フランジ５５０１
に当て付けられ、これにより、吸引ノズル３５がガタつ
きなく前記内筒５５に挿着される。続いて、前記ヘッド
部５３と一体に前記ボンディングコレット２９が上動さ
れて、前記吸引ノズル３５が前記ノズル収容孔２３０１
から引き出されると共に、前記モータ６１０７が駆動さ
れて前記開閉板６１０１が閉じられ、これにより、前記
吸引ノズル３５の周囲が前記ヒータ５９により覆われ
る。

【００３３】一方、前記パラメータが入力されると、前
記トレーステージ１３が回転されて、前記パラメータ中
で指定された種類のベアチップ７を収容した延伸リング
３３が前記フリップコレット３７の下方に位置される。
さらに、前記横移動体４５が前記昇降ブロック５１０７
の下方に位置した状態で、下方に向いた前記フリップコ
レット３７の吸着ノズル３７０５の真下となる位置に、
前記延伸リング３３内の所定のベアチップ７が位置する
ように、不図示の位置合わせ用カメラの撮影画像で確認
しつつ前記トレーステージ１３が移動される。これと共
に、前記横移動体４５が前記昇降ブロック５１０７の下
方箇所に移動されて、前記フリップコレット３７が前記
所定のベアチップ７の上方に位置されると共に、該フリ
ップコレット３７の回転部３７０３が回転されて、前記
パラメータ中で指定された種類のベアチップ７に応じた
形状及び大きさの吸引ノズル３７０５が前記トレーステ
ージ１３に向けられる。

【００３４】この状態で、前記縦移動体４９が前記縦移
動機構５１により下動され、前記フリップコレット３７
の吸引ノズル３７０５の先端が、延伸リング３３の前記
所定のベアチップ７に接触する高さで前記縦移動体４９
の下動が停止され、前記バキュームポンプが駆動されて
前記ベアチップ７が吸引ノズル３７０５に吸引保持さ
れ、前記縦移動体４９が上動される。そして、前記回転
部３７０３が１８０°回転されて、前記ベアチップ７の
電極形成面７０１が下方に向くように反転され、さら
に、前記横移動体４５が前記横移動機構４７により前記
ＸＹテーブル１５側に水平移動されて、前記ベアチップ
７が前記ボンディングコレット２９の吸引ノズル３５の
下方箇所に位置される。

【００３５】ここで、前記ボンディングコレット２９と
フリップコレット３７の一方が他方に接近する方向に相
対的に昇降され、前記バキュームポンプの駆動により、
前記フリップコレット３７の吸引ノズル３７０５から前
記ボンディングコレット２９の吸引ノズル３５にベアチ
ップ７が受け渡される。ベアチップ７がボンディングコ
レット２９の吸引ノズル３５に吸着保持されると、該吸
引ノズル３５及び前記加熱板５９０１を介して、前記ベ
アチップ７のバンプ７０３が前記ヒータ５９により加熱
され始める。その後、ボンディングコレット２９とフリ
ップコレット３７の一方が他方から離間する方向に相対
的に昇降され、前記横移動体４５が前記横移動機構４７
により前記トレーステージ１３側に水平移動されて、前
記フリップコレット３７が前記ボンディングコレット２
９の下方箇所から退避する。

【００３６】次に、前記ＸＹテーブル１５が移動されて
前記ベアチップ用カメラ１９が前記ボンディングコレッ
ト２９の下方箇所に位置され、ここで、該ベアチップ用
カメラ１９により、前記ボンディングコレット２９の吸
引ノズル３５に吸着保持されたベアチップ７の画像が撮
影される。ベアチップ用カメラ１９による撮影画像は、
前記制御用コンピュータ３１によって、例えばエッジ抽
出等の公知の方法で画像処理され、その結果により、水
平面内での回転方向に関する前記ベアチップ７の姿勢が
確認される。

【００３７】続いて、前記ＸＹテーブル１５が移動され
て前記フラックス容器２１が前記ボンディングコレット
２９の下方箇所に位置され、ここで、該ボンディングコ
レット２９の昇降により、前記ベアチップ７のバンプ７
０３に前記フラックス２１０１が付着され、さらに、前
記ＸＹテーブル１５が移動されて前記プリント基板５の
実装箇所が前記プリント基板用カメラ２７の下方箇所に
位置され、ここで、該プリント基板用カメラ２７により
前記プリント基板５の実装箇所が撮影される。プリント
基板用カメラ２７による撮影画像は、前記ベアチップ用
カメラ１９の場合と同様に前記制御用コンピュータ３１
によって画像処理され、その結果により、水平面内での
回転方向に関する前記プリント基板５の姿勢が確認され
る。そして、プリント基板５の姿勢と、先にベアチップ
用カメラ１９によるベアチップ７の実装箇所の撮影画像
から確認したベアチップ７の姿勢とが一致しない場合に
は、前記エンコーダ５３０５の出力と前記撮影画像を確
認しつつ、前記内筒５５及び吸引ノズル３５と一体に前
記ベアチップ７が、前記プリント基板５と姿勢が一致す
るまで旋回される。

【００３８】プリント基板５の実装箇所とベアチップ７
の姿勢が一致したならば、さらに前記ＸＹテーブル１５
が移動されて、前記プリント基板５の実装箇所が前記ボ
ンディングコレット２９の下方箇所に位置され、そこ
で、前記ヘッド部５３と一体に前記ボンディングコレッ
ト２９が下動されて、前記ベアチップ７のバンプが前記
プリント基板５の実装箇所に当て付けられる。そして、
前記ヒータ５９による前記バンプ７０３の加熱が停止さ
れると共に、前記バキュームポンプの駆動が停止されて
前記ボンディングコレット２９の吸引ノズル３５による
ベアチップ７の吸着保持が停止される。この場合、前記
バンプ７０３の半田は、それまでの前記ヒータ５９によ
る加熱で溶融されているため、前記プリント基板５の実
装箇所の端子部に溶けた半田が流れ、ヒータ５９による
加熱が停止されて、例えば前記ヘッド部５３からプリン
ト基板５への窒素吹き付け等により半田が冷却され固ま
ると、前記プリント基板５の端子部とベアチップ７の端
子が半田により導電接続され、ベアチップ７がプリント
基板５に実装される。

【００３９】実装後は、前記ボンディングコレット２９
が前記ヘッド部５３と共に上動され、続いて、前記ＸＹ
テーブル１５が移動されて前記基板ステージ１７が前記
搬送経路３の下方箇所に位置され、ベアチップ７を実装
し終えたプリント基板５が前記移載手段により前記搬送
経路３に移載され、次のプリント基板５が搬送経路３か
ら基板ステージ１７に移載されて、以後、上述と同様の
動作により、ベアチップ７の実装動作が行われる。そし
て、前記パラメータで指定された数のベアチップ７の実
装動作が終了し、その後、新たなパラメータが前記キー
ボード３１０１から入力された場合には、そのパラメー
タを確認し、必要であれば、前記フリップコレット３７
やボンディングコレット２９の吸引ノズル３７０５，３
５の変更、交換を行い、以後のベアチップ７の実装動作
を継続して行う。

【００４０】このように本実施例によれば、前記ベアチ
ップ７を吸着保持する前記ボンディングコレット２９
を、昇降及び旋回動作させるに留め、前記プリント基板
５が載置されるＸＹテーブル１５を、該プリント基板５
が前記ボンディングコレット２９の下方に位置するよう
に移動させるようにしたので、前記プリント基板５に対
する前記ベアチップ７の姿勢を、前記ベアチップ用カメ
ラ１９及びプリント基板用カメラ２７による撮影画像の
画像処理結果により判別した後に、ベアチップ７を昇降
方向に移動させるだけで済み、よって、プリント基板５
に対するベアチップ７の位置精度を狂いにくくすること
ができる。

【００４１】また、本実施例によれば、交換用の吸引ノ
ズル３５を収容するノズル収容孔２３０１をＸＹテーブ
ル１５上に複数設けたので、ベアチップ７のサイズ変更
に伴うボンディングコレット２９の吸引ノズル３５の交
換作業を自動化し実装作業の効率化を図ることができ
る。さらに、本実施例によれば、前記吸引ノズル３５に
フランジ３５０５を設け、該吸引ノズル３５を前記内筒
５５の下端内部に挿着した状態で、該内筒５５の下フラ
ンジ５５０１に前記フランジ３５０５が当て付けられる
ようにしたので、吸引ノズル３５が内筒５５にガタつき
なく挿着され、従って、ベアチップ７の実装時における
プリント基板５に対するベアチップ７の位置精度をより
向上させることができる。

【００４２】尚、本実施例では、前記プリント基板５に
対する前記ベアチップ７の姿勢を、前記ベアチップ用カ
メラ１９及びプリント基板用カメラ２７による撮影画像
の画像処理結果により判別するものとしたが、例えば、
前記プリント基板５に対する前記ベアチップ７の姿勢
を、前記ベアチップ用カメラ１９による撮影画像の画像
処理結果だけで判別すると共に、前記プリント基板５の
実装箇所が前記ボンディングコレット２９の下方箇所に
位置された時点で、前記プリント基板用カメラ２７によ
り前記プリント基板５の一部分を撮影し、その撮影画像
の画像処理結果から、該プリント基板５の位置の良否を
判別するようにしてもよい。また、前記ボンディングコ
レット２９及び前記基板ステージ１７に、前記ベアチッ
プ７及びプリント基板５の姿勢を所定の姿勢に矯正する
手段を設け、前記ベアチップ用カメラ１９及びプリント
基板用カメラ２７と、それらカメラによる撮影画像の画
像処理動作と、その画像処理結果に基づくベアチップ７
の姿勢の補正動作を省略してもよい。

【００４３】さらに、本発明方法を実施する装置は本実
施例で示したフリップチップボンダーの構成に限定され
ず、例えば前記フリップコレット３７の構成を適宜変更
したり、前記延伸リング３３に代えて多数のベアチップ
がマトリクス状に並べて収容されたトレーが載置できる
ように前記トレーステージ１３の構成を変更する等任意
である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極形成面を上方に向けてトレーに収容したベアチップ
を、前記電極形成面を下方に向けてプリント基板に実装
するに当たり、前記トレーから前記ベアチップを取り出
し、横方向に移動しつつ該ベアチップの上下を反転させ
て前記プリント基板の上方箇所に前記ベアチップを移送
し、前記プリント基板の上方箇所に配設された移送手段
に、前記電極形成面を下方に向けて前記ベアチップを受
け渡し、前記プリント基板を水平面内で直交する２方向
に移動させつつ前記ベアチップに対する前記プリント基
板の位置合わせを行い、前記電極形成面が下方に向けら
れた前記ベアチップを下降させて前記プリント基板に実
装するようにした。このため、プリント基板に対する位
置決めを行った後にベアチップを横及び縦の２方向に移
動させる必要がなくなり、縦方向への移動だけでプリン
ト基板に実装できるため、トレーからプリント基板への
移送中におけるプリント基板に対するベアチップの位置
精度を狂いにくくすることができる。しかも、収容部に
収容された複数のベアチップ保持部のうち、ベアチップ
や該ベアチップを実装する前記プリント基板箇所の形状
及び大きさに応じたベアチップ保持部を選択し、そのベ
アチップ保持部を自動的に第２のベアチップ移送手段に
装着して用いることができ、ベアチップ保持部を手作業
で交換する必要がなくなり、実装作業の効率化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるフリップチップボンダ
ーの概略構成を示す模式図である。

【図２】図１に示すフリップチップボンダーの要部の斜
視図である。

【図３】図１に示すボンディングコレットに挿脱される
吸引ノズルの拡大斜視図である。

【図４】図１に示すベアチップ供給部の拡大斜視図であ
る。

【図５】図１に示すボンディングコレットの斜視図であ
る。

【図６】図１に示すボンディングコレットの一部截断平
面図である。

【図７】図１に示すヘッド部の一部截断平面図である。

【図８】図５に示すヒータの概略図である。

【符号の説明】

１ フリップチップボンダー ５ プリント基板 ７ ベアチップ ７０１ 電極形成面 １５ ＸＹテーブル（基板移送手段） １９ ベアチップ用カメラ（位置検出手段） ２３ ボンディングコレット交換部（収容部） ２５ ベアチップ供給部 ２７ プリント基板用カメラ（位置検出手段） ２９ ボンディングコレット（第２のベアチップ移送手
段） ３１ 制御用コンピュータ（位置検出手段） ３３ 延伸リング（トレー） ３５ 吸引ノズル（ベアチップ保持部） ３５０５ フランジ（当て付け面） ３７ フリップコレット（第１のベアチップ移送手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極形成面を上方に向けてトレーに収容
   したベアチップを、前記電極形成面を下方に向けてプリ
   ント基板に実装するに当たり、 前記トレーから前記ベアチップを取り出し、横方向に移
   動しつつ該ベアチップの上下を反転させて前記プリント
   基板の上方箇所に前記ベアチップを移送し、 前記プリント基板の上方箇所に配設された移送手段に、
   前記電極形成面を下方に向けて前記ベアチップを受け渡
   し、 前記プリント基板を水平面内で直交する２方向に移動さ
   せつつ前記ベアチップに対する前記プリント基板の位置
   合わせを行い、 前記電極形成面が下方に向けられた前記ベアチップを下
   降させて前記プリント基板に実装するようにした、 ことを特徴とするベアチップのプリント基板への実装方
   法。
2. 【請求項２】 前記電極形成面が下方に向けられた前記
   ベアチップを下降させる際に、該ベアチップは水平面内
   で旋回されることを特徴とする請求項１記載のベアチッ
   プのプリント基板への実装方法。
3. 【請求項３】 電極形成面が上方に向けてトレーに収容
   されたベアチップを取り出して、前記電極形成面を下方
   に向けてプリント基板に実装するフリップチップボンダ
   ーであって、 前記トレーから前記ベアチップを取り出し、該ベアチッ
   プの上下を反転させつつ前記プリント基板の上方箇所に
   移送する第１のベアチップ移送手段と、 前記プリント基板の上方箇所で、前記電極形成面が下方
   に向けられた状態の前記ベアチップを前記第１のベアチ
   ップ移送手段から受け取り、該ベアチップを上下動させ
   る第２のベアチップ移送手段と、 前記プリント基板を水平面内で直交する２方向に移動可
   能に支持する基板移送手段と、 前記プリント基板と前記第２のベアチップ移送手段に受
   け渡された前記ベアチップとの相対位置を検出する位置
   検出手段と、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記基板移送手
   段を駆動する駆動手段とを備え、 前記第２のベアチップ移送手段には、前記ベアチップを
   保持するベアチップ保持部が着脱可能に設けられ、 さらに、形状及び大きさが異なる複数のベアチップ保持
   部が収容された収容部が、前記第２のベアチップ移送手
   段の下方箇所に向けて移動可能に配設されている、 ことを特徴とするフリップチップボンダー。
4. 【請求項４】 前記収容部は前記基板移送手段により支
   持されている請求項３記載のフリップチップボンダー。
5. 【請求項５】 前記ベアチップ保持部は水平面内で旋回
   可能に構成されている請求項３又は４記載のフリップチ
   ップボンダー。
6. 【請求項６】 前記ベアチップ保持部は、前記第２のベ
   アチップ移送手段に対して垂直度を出すための円盤状の
   当て付け面を備えている請求項３、４又は５記載のフリ
   ップチップボンダー。