JPH08148529A - Ｉｃチップ実装装置及び実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェハの交換時にその交換・エキスパンドの
ための待機時間を無くして実装動作を継続し、生産効率
を向上する。 【構成】 エキスパンド機構１５を内蔵した一対のウェ
ハ支持部４を有するとともに何れか一方のウェハ支持部
４を所定のチップ取出位置に位置決めするように２位置
間を移動可能なウェハテーブル２と、チップ取出位置に
位置決めされたウェハ５の任意のＩＣチップ１を取り出
して所定位置のステージ２４上に移載する移載アーム２
３と、ステージ２４上のＩＣチップ１をテープキャリア
２８に実装する実装ツール３１と、待機位置にあるウェ
ハ支持部４とそれに隣接して配設されたウェハ収納マガ
ジン３との間でウェハを受け渡すウェハ移載手段６とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウェハからＩＣチップ
を取り出してキャリアフィルムや基板等に実装するＩＣ
チップ実装装置及び実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＩＣチップ実装装置においては、
図１０に示すように、ロボット４１にてＸ方向とＹ方向
の２方向に位置決め可能なウェハテーブル４２にエキス
パンド機構を内蔵した単一のウェハ支持部４３が配設さ
れ、所定のＩＣチップ取出位置４４の直上に認識カメラ
４５が配設されるとともに直下にＩＣチップ４６の突上
手段４７が配設され、ＩＣチップ取出位置４４で突き上
げられたＩＣチップ４６を吸着して所定位置のステージ
（図示せず）に移載する移載手段４８が設けられてい
る。ステージ上に載置されたＩＣチップ４６は高温の実
装ツール（図示せず）にてテープキャリアや基板に熱圧
着して実装される。また、ウェハテーブル４２の一側に
ウェハ収納マガジン４９が配設され、ウェハ移載手段
（図示せず）にてウェハ支持部４３との間でウェハ５０
を受け渡すように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなＩＣチップ実装装置では、ウェハ支持部４３上の
ウェハ５０のＩＣチップ４６が無くなると、ウェハ移載
手段にてウェハ収納マガジン４９との間でウェハ５０を
交換し、エキスパンド機構を作動させてエキスパンドす
るまで、ＩＣチップ４６の実装動作を中断して待機しな
ければならず、生産効率が悪いという問題があった。

【０００４】また、実装ツールは実装位置における基準
面に対して高い平行度を有していないと適正に実装でき
ないが、その実装ツールの平行度は作業者がダイヤルゲ
ージ等を用いて測定しているため、温度の影響を受けて
適正な測定ができなかったり、測定作業に手間取るとい
う問題があった。

【０００５】また、一つのＩＣチップ実装装置では一種
類のＩＣチップしか実装できず、複数種のＩＣチップを
備えたテープキャリアパッケージを製造したり、複数種
のＩＣチップを単一の基板に実装する場合などには、複
数回の実装工程を経る必要があり、生産性が低いという
問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ウェ
ハの交換・エキスパンドの間も待機することなく、実装
動作を継続できて生産効率を向上でき、また実装ツール
の平行度も自動的に高精度に測定でき、また複数種のＩ
Ｃチップを一度に実装できるＩＣチップ実装装置及び実
装方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＣチップ実装
装置は、エキスパンド機構を内蔵した一対のウェハ支持
部を有するとともに何れか一方のウェハ支持部を所定の
チップ取出位置に位置決めするように２位置間を移動可
能なウェハテーブルと、チップ取出位置に位置決めされ
たウェハの任意のＩＣチップを取り出して所定位置のス
テージ上に移載する移載手段と、ステージ上のＩＣチッ
プを実装する実装ツールと、待機位置にあるウェハ支持
部とそれに隣接して配設されたウェハ収納マガジンとの
間でウェハを受け渡すウェハ移載手段とを備えたことを
特徴とする。

【０００８】好適には、ウェハ支持部が回転機構を有
し、また実装ツールの平行度を測定するため、断熱材か
ら成る検出端を有するリニアスケールを配設した平行度
測定ステーションが設けられる。

【０００９】また、本発明のＩＣチップ実装方法は、複
数のウェハ支持部を有するウェハテーブルの各ウェハ支
持部に種類の異なるウェハを支持させる工程と、ウェハ
テーブルを移動させて複数種のウェハを交互又は所定の
順序で所定のチップ取出位置に位置決めする工程と、チ
ップ取出位置に位置決めされたウェハの任意のＩＣチッ
プを取り出して所定位置のステージ上に移載する工程
と、ステージ上のＩＣチップを実装する工程とを有する
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、いずれか一方のウェハ支持部
がチップ取出位置に位置し、このウェハ支持部上のウェ
ハからＩＣチップを取り出して実装している間に、他方
のウェハ支持部とそれに隣接して配設されているウェハ
収納マガジンとの間でウェハ移載手段にてウェハの受け
渡しを行い、ウェハのエキスパンドを行っておくことに
より、上記一方のウェハ支持部上のウェハのＩＣチップ
が無くなったときに、ウェハテーブルを移動させて他方
のウェハ支持部をチップ取出位置に位置決めするだけで
ウェハを交換でき、ウェハの交換とエキスパンドの間の
待機時間なしにＩＣチップの実装を継続することがで
き、生産効率を向上できる。

【００１１】また、ウェハ支持部にエキスパンド機構と
共に回転機構を設けておくと、ＩＣチップの実装姿勢に
応じてウェハの全体を回転させておくことができ、ＩＣ
チップ移載時の姿勢変更動作が不要であり、移載手段の
構成・動作を簡単にすることができる。

【００１２】また、実装ツールの平行度測定ステーショ
ンを設けておくと、自動的に平行度の測定を行うことが
できるとともに、断熱材から成る検出端を備えたリニア
スケールを用いて測定するので実装ツールが高温でも熱
による測定精度の低下を来さず、高精度の測定ができる
ため信頼性の高い実装を実現できる。

【００１３】また、ウェハテーブルの複数のウェハ支持
部に種類の異なるウェハを支持させ、複数種のウェハを
交互又は所定の順序でチップ取出位置に位置決めし、チ
ップ取出位置に位置決めされたウェハのＩＣチップを取
り出し、ステージ上に移載して実装することにより、複
数種のＩＣチップを一度に実装でき、複数種のＩＣチッ
プを備えたテープキャリアパッケージを製造したり、複
数種のＩＣチップを単一の基板に実装する場合などに大
幅に生産性を向上できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明のＩＣチップ実装装置の一実施
例について、図１〜図７を参照して説明する。

【００１５】図１において、本体の前部にウェハテーブ
ル２が左右に移動駆動可能に配設され、このウェハテー
ブル２の移動範囲の左右両側にそれぞれウェハテーブル
２側に向けて開口するとともに複数のウェハ５を上下に
複数段収納しているウェハ収納マガジン３が上下位置調
整可能に配設されている。ウェハテーブル２にはその左
右両側部にそれぞれウェハ支持部４が配設され、ウェハ
テーブル２はいずれか一方のウェハ支持部４が所定のチ
ップ取出位置に位置するように２位置間で移動される。
ウェハテーブル２の前部には、ウェハ収納マガジン３と
ウェハ支持部４との間でウェハ５を受け渡すウェハ移載
手段６の駆動部６ａが配設されている。

【００１６】ウェハ移載手段６は、その駆動部６ａから
ウェハ支持部４の中心位置まで移載腕６ｂが延出され、
その先端部にウェハ５を把持するチャック６ｃが設けら
れている。

【００１７】ウェハ支持部４は、図２〜図４に示すよう
に、回転筒体７の外周に上下動可能に保持リング８が配
設され、この保持リング８の厚さ方向の中間部にウェハ
保持溝９が左右方向に貫通して形成されている。ウェハ
５は、フレームリング５ａ上に張られた「エレクトロン
シート」と呼ばれる伸縮シート５ｂ上に貼り付けられた
状態で各ＩＣチップ１に分割されており、そのフレーム
リング５ａがウェハ保持溝９内に挿入されて支持されて
いる。保持リング８は、図４に示すように、ガイドピン
１０にて上下移動自在に案内されるとともにばね１１に
て図３に仮想線で示す上昇位置に向けて付勢されてい
る。この保持リング８の上面に上下揺動可能な押下げア
ーム１２の先端に設けられたローラ１３が係合され、シ
リンダ装置１４にて押下げアーム１２を揺動駆動してロ
ーラ１３を下降させることによって図３、図４に実線で
示すように保持リング８を押し下げるように構成されて
いる。こうして保持リング８を下降させると、伸縮シー
ト５ｂが回転筒体７の上端に当接しているので伸縮シー
ト５ｂがエキスパンドされ、ウェハ５の各ＩＣチップ
１、１間に隙間が形成され、ＩＣチップ１を１つづ取り
出し可能となる。これら回転筒体７と保持リング８と押
下げアーム１２とローラ１３とシリンダ装置１４にてエ
キスパンド機構１５が構成されている。なお、保持リン
グ８には、ウェハ５の移載時にウェハ移載手段６のチャ
ック６ｃが通過する切欠８ａが形成されている。

【００１８】回転筒体７の下端部にはプーリ部１６が形
成され、このプーリ部１６と駆動モータ１９にて駆動さ
れる駆動プーリ１８間にベルト１７が巻回され、回転筒
体７を介してウェハ５を任意の回転位置に位置決めでき
るように構成されている。これら回転筒体７とプーリ部
１６とベルト１７と駆動プーリ１８と駆動モータ１９に
て回転機構２０が構成されている。

【００１９】ウェハテーブル２の後部には、図１及び図
５に示すように、Ｘ−Ｙテーブル２１が配設されるとと
もに、その上にウェハ５を認識する認識カメラ２２と先
端に吸着ヘッドを有する揺動駆動可能な移載アーム２３
が配設され、ウェハ５の任意の位置のＩＣチップ１を吸
着して取り出せるように構成されている。また、移載ア
ーム２３によるＩＣチップ１の取り出し位置の直下に
は、ＩＣチップ１を伸縮シート５ｂから突き上げるため
の突き上げユニット（図示せず）が配設されている。こ
の突き上げユニットもＸ−Ｙテーブル２１に装着されて
おり、移載アーム２３や認識カメラ２２と連動して移動
するように構成されている。

【００２０】Ｘ−Ｙテーブル２１の一側には、移載アー
ム２３で取り出されたＩＣチップ１を載置するステージ
２４が配設されている。ステージ２４は前後左右と上下
及び回転位置を調整可能に構成されている。また、ステ
ージ２４の側部には、図５に示すように、平行度測定ス
テーション２５が配設されている。この平行度測定ステ
ーション２５には、図６に示すように、断熱材２７から
成る検出端を有するリニアスケール２６が配設されてい
る。

【００２１】Ｘ−Ｙテーブル２１の後部にはテープキャ
リア２８の移送手段２９と、ステージ２４上のＩＣチッ
プ１をテープキャリア２８に実装する実装手段３０が配
設され、ステージ２４は移載アーム２３からＩＣチップ
１を受け取る位置とテープキャリア２８直下の実装位置
との間で移動可能に構成されている。実装手段３０は、
ＩＣチップ１をテープキャリア２８のインナーリードに
熱圧着する実装ツール３１と認識用カメラ３２を備えた
実装ヘッド３３と、実装ヘッド３３を移動させるロボッ
ト３４にて構成されている。

【００２２】次に、テープキャリア２８にＩＣチップ１
を実装する動作について、図７のフロー図を参照して説
明する。

【００２３】ウェハテーブル２が、例えば図１に示すよ
うに左側位置に移動した状態では、右側のウェハ支持部
４がチップ取出位置に位置しており、この状態で右側の
ウェハ支持部４上のウェハ５において、次に取り出すべ
きＩＣチップ１を認識カメラ２２で認識し、それに基づ
いてＸ−Ｙテーブル２１を調整移動させて突き上げユニ
ットを移動補正し（ステップ＃２）、突き上げユニット
にてＩＣチップ１を突き上げて移載アーム２３にて吸着
し、ＩＣチップ１をステージ２４上に移載する（ステッ
プ＃３）。それと並行して移送手段２９にてテープキャ
リア２８をピッチ送りして位置決めする（ステップ＃
４）。次に、ステージ２４を実装位置に移動させ（ステ
ップ＃５）、実装ヘッド３３の認識用カメラ３２にてテ
ープキャリア２８のインナーリードとＩＣチップ１のバ
ンプを認識し（ステップ＃６）、両者が合致するように
ステージ２４を移動させるとともにその直上に実装ツー
ル３１が位置するようにステージ２４と実装ヘッド３３
の補正移動を行い（ステップ＃７）、次に実装ツール３
１を下降させてＩＣチップ１とインナーリードを加圧接
合して実装する（ステップ＃８）。次に、その実装動作
がＸ回目であるか否かを判定し（ステップ＃９）、そう
でない場合は実装回数に１を加えた後（ステップ＃１
０）実装動作を繰り返し、Ｘ回目になると実装ツール３
１のクリーニングを適宜行った後（ステップ＃１１）実
装動作を繰り返す。

【００２４】一方、ステップ＃３で移載アーム２３にて
ＩＣチップ１をステージ２４上に移載した後、ウェハテ
ーブル２側ではチップ取出位置のウェハ支持部４上のウ
ェハ５にＩＣチップ１が有るか否かを判定し（ステップ
＃１２）、ＩＣチップ１が有る場合はそのままステップ
＃１に戻り、ＩＣチップ１が無くなった場合にはウェハ
５の交換を行った後（ステップ＃１３）、ステップ＃１
に戻る。以上の動作を繰り返すことによりテープキャリ
ア２８にＩＣチップ１が順次実装される。

【００２５】そして、上記ステップ＃１３におけるウェ
ハ５の交換は、ウェハテーブル２を右側に移動させて左
側のウェハ支持部４をチップ取出位置に位置させるだけ
で行われ、ＩＣチップ１の実装を殆ど中断することなく
継続して行うことができ、したがってＩＣチップ１の実
装を生産性良く行うことができる。

【００２６】そのために、チップ取出位置にある右側の
ウェハ支持部４からＩＣチップ１を取り出して実装して
いる間に、左側のウェハ支持部４とそれに隣接して配設
されているウェハ収納マガジン３との間でウェハ移載手
段６にてウェハ５の受け渡しを行い、次いでシリンダ装
置１４にて保持リング８を押し下げてウェハ５のエキス
パンドを行うとともに必要に応じて駆動モータ１９にて
回転筒体７を原点位置からＩＣチップ１が所望の回転姿
勢になるように回転させている。このように、ＩＣチッ
プ１の実装姿勢に応じてウェハ５の全体を回転させてお
くことにより、ＩＣチップ１移載時の姿勢変更動作が不
要であり、移載アーム２３手段の構成・動作ガ簡単で済
む。

【００２７】また、実装ツール３１の平行度測定ステー
ション２５がステージ２４に隣接して設けられているの
で、実装ヘッド３３にて実装ツール３１をこの平行度測
定ステーション２５上に位置させて測定移動させること
によって実装ツール３１の平行度を自動的に測定するこ
とができ、かつ断熱材２７から成る検出端を備えたリニ
アスケール２６を用いているので実装ツール３１が高温
でも熱による測定精度の低下を来さず、高精度の測定が
できて信頼性の高い実装を実現できる。

【００２８】次に、本発明の他の実施例について、図
８、図９を参照して説明する。

【００２９】本実施例では、図８に示すように、複数の
ウェハ支持部４を有するウェハテーブル２の各ウェハ支
持部４、４に種類の異なるウェハ３５ａ、３５ｂを支持
させている。そして、これら種類の異なるウェハ３５
ａ、３５ｂが交互にチップ取出位置に位置にするように
ウェハテーブル２を移動させ、チップ取出位置に位置決
めされたウェハ３５ａ又は３５ｂの任意のＩＣチップ１
ａ又は１ｂを取り出してステージ２４上に移載し、この
ＩＣチップ１ａ又は１ｂをステージ２４と実装ツール３
１にてテープキャリア２８に実装することにより、例え
ば図９に示すように、２種類のＩＣチップ１ａと１ｂが
実装されているテープキャリアパッケージを効率的に製
造することができる。

【００３０】なお、この実施例ではウェハテーブル２に
一対のウェハ支持部４を設けた例を示したが、３つ以上
のウェハ支持部４を設けてそれぞれに種類の異なるウェ
ハ５を支持させ、所定の順序でチップ取出位置に位置決
めして実装するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】本発明のＩＣチップ実装装置によれば、
以上の説明から明らかなように、エキスパンド機構を内
蔵した一対のウェハ支持部を有するとともに何れか一方
のウェハ支持部を所定のチップ取出位置に位置決めする
ように２位置間を移動可能なウェハテーブルを備えてい
るので、いずれか一方のウェハ支持部がチップ取出位置
に位置し、このウェハ支持部上のウェハからＩＣチップ
を取り出して実装している間に、他方のウェハ支持部と
ウェハ収納マガジンとの間でウェハ移載手段にてウェハ
の受け渡し及びウェハのエキスパンドを行っておくこと
ができ、ウェハテーブルを移動させて他方のウェハ支持
部をチップ取出位置に位置決めするだけでＩＣチップの
実装を継続することができ、生産効率を向上できる。

【００３２】また、ウェハ支持部にエキスパンド機構と
共に回転機構を設けておくと、ＩＣチップの実装姿勢に
応じてウェハの全体を回転させておくことができ、ＩＣ
チップ移載時の姿勢変更動作が不要であり、移載手段の
構成・動作を簡単にすることができる。

【００３３】また、実装ツールの平行度測定ステーショ
ンを設けておくと、自動的に平行度の測定を行うことが
できるとともに、断熱材から成る検出端を備えたリニア
スケールを用いて測定するので実装ツールが高温でも熱
による測定精度の低下を来さず、高精度の測定ができる
ため信頼性の高い実装を実現できる。

【００３４】また、本発明のＩＣチップ実装方法によれ
ば、ウェハテーブルの複数のウェハ支持部に種類の異な
るウェハを支持させ、複数種のウェハを交互又は所定の
順序でチップ取出位置に位置決めし、チップ取出位置に
位置決めされたウェハのＩＣチップを取り出し、ステー
ジ上に移載して実装することにより、複数種のＩＣチッ
プを一度に実装でき、複数種のＩＣチップを備えたテー
プキャリアパッケージを製造したり、複数種のＩＣチッ
プを単一の基板に実装する場合などに大幅に生産性を向
上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＩＣチップ実装装置の全体
斜視図である。

【図２】同実施例のウェハ支持部の概略構成を示す平面
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図５】同実施例における要部の動作説明図である。

【図６】同実施例における実装ツールの平行度測定ステ
ーションの斜視図である。

【図７】同実施例におけるＩＣ部品実装動作フロー図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例におけるウェハテーブルの
平面図である。

【図９】同実施例により実装されるテープキャリアパッ
ケージの平面図である。

【図１０】従来例のＩＣチップ実装装置の要部の概略構
成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ＩＣチップ １ａ ＩＣチップ １ｂ ＩＣチップ ２ ウェハテーブル ３ ウェハ収納マガジン ４ ウェハ支持部 ５ ウェハ ６ ウェハ移載手段 １５ エキスパンド機構 ２０ 回転機構 ２３ 移載アーム（移載手段） ２４ ステージ ２５ 平行度測定ステーション ２６ リニアスケール ２７ 断熱材 ３１ 実装ツール ３５ａ ウェハ ３５ｂ ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 邦男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エキスパンド機構を内蔵した一対のウェ
   ハ支持部を有するとともに何れか一方のウェハ支持部を
   所定のチップ取出位置に位置決めするように２位置間を
   移動可能なウェハテーブルと、チップ取出位置に位置決
   めされたウェハの任意のＩＣチップを取り出して所定位
   置のステージ上に移載する移載手段と、ステージ上のＩ
   Ｃチップを実装する実装ツールと、待機位置にあるウェ
   ハ支持部とそれに隣接して配設されたウェハ収納マガジ
   ンとの間でウェハを受け渡すウェハ移載手段とを備えた
   ことを特徴とするＩＣチップ実装装置。
2. 【請求項２】 ウェハ支持部が回転機構を有しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ実装装置。
3. 【請求項３】 実装ツールの平行度を測定する平行度測
   定ステーションを設け、この測定ステーションには断熱
   材から成る検出端を有するリニアスケールを配設したこ
   とを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ実装装置。
4. 【請求項４】 複数のウェハ支持部を有するウェハテー
   ブルの各ウェハ支持部に種類の異なるウェハを支持させ
   る工程と、ウェハテーブルを移動させて複数種のウェハ
   を交互又は所定の順序で所定のチップ取出位置に位置決
   めする工程と、チップ取出位置に位置決めされたウェハ
   の任意のＩＣチップを取り出して所定位置のステージ上
   に移載する工程と、ステージ上のＩＣチップを実装する
   工程とを有することを特徴とするＩＣチップ実装方法。