JPH08306764A - 半導体部品の実装方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実装精度および集積密度を向上でき、歩留まり
の向上と信頼性を向上できる半導体部品の実装方法およ
びその装置を提供することにある。 【構成】サブストレート６の実装面に対向してベアーチ
ップ９のバンプ面を配置し、これら面の空間に位置合せ
機構１２を位置し、サブストレート６とベアーチップ９
のバンプ面を相対的に昇降させてベアーチップ９をサブ
ストレート６に実装する半導体部品の実装装置におい
て、前記位置合せ機構１２に前記ベアーチップ９に形成
された少なくとも２つのバンプ間に光学系を移動させる
ためにパルスモータ３８とボールネジ３７とを備えた移
動機構３６を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、基板にベアーチップ
等の半導体部品を実装する半導体部品の実装方法および
その装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話、ページャ、ＰＣＭＣＩＡカー
ド等の情報通信関連機器の小型化に大きく寄与してい
る、今注目のチップマウンターがある。将来的にもＬＳ
Ｉチップの高集積化に伴う、多ピン化、狭ピッチ化への
対応や信号伝達の高速化や高周波化に最も有力な実装方
法として期待されている。また、実装形態も多種多様
で、特にガラス基板の上に直接チップを載せるチップオ
ングラス（ＣＯＧ）やパナサート独自のスタッドバンプ
ボンデング（ＳＢＢ）工法を用いたマルチチップモジュ
ール（ＭＣＭ）等新しいテクノロジーも開発され、より
高密度実装を可能にするシステムとして期待されてい
る。

【０００３】前記ＣＯＧ工法はプリント配線されたサブ
ストレート（ガラスエポキシ材等）に上にベアーチップ
を実装するベアーダイ実装装置で行われている。この装
置は前記サブストレートが載置されたステージを搭載点
まで移動させるステージと、予め搭載点の上方にベアー
チップが吸着されたコレット機構を設け、このコレット
機構を昇降させて前記サブストレートに搭載する昇降機
構が設けられている。しかし、このベアーチップのバン
プと、このバンプに対応するサブストレートの電極とを
合致させるために位置合せが必要である。

【０００４】この位置合せ機構を有したベアーダイ装置
は、既に特開平２ー２８３４３号公報に記載されてい
る。即ち、コレットに設けたベアーチップの素子面と基
板面の間に反射体を傾斜させて配置し、左右に設けたそ
れぞれのＣＣＤカメラで素子表面パターンおよび基板表
面パターンをモニタ用ＣＲＴ上で一致するようにステー
ジ等を移動させて位置合せをするもである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
ベアーチップ（長８０ｍｍ×幅４０ｍｍ）にはバンプが
複数存在しており、その中の１箇所のバンプを被実装基
板であるサブストレートの電極に位置合せしても、他の
バンプ例えば最初のバンプ位置から１０ｍｍ離れた電極
の位置はＸＹ軸方向または周方向に微細にズレている。
この状態で実装すると１箇所のバンプは対応する電極に
接続するが他のバンプは電極から外れ接続不良を起こさ
せてしまい、作業効率が非常に悪かった。

【０００６】また、バンプ面とサブストレート面に位置
した位置合わせ装置で少なくとも２箇所のバンプおよび
電極の位置を位置合わせしようとすれば、ベアーチップ
に対してサブストレートをＸＹ軸方向および周方向に移
動させて位置合わせしなければならないので、サブスト
レートの移動量が大きければ大きいほど、移動誤差も大
きくなり、８０ミクロン丸のバンプが８０ミクロン角の
電極から外れてしまう場合があり、スループットを向上
させることができなかった。

【０００７】しかも、位置合わせしようとする時、形状
の大きいサブストレートをＸＹ方向に移動させると平面
移動面積を大きく必要とし、装置の小形かが困難であっ
た。この発明は前記事情に着目してなされてたもので、
その目的とするところは、集積度の高い半導体部品の実
装に適し、半導体部品に形成されたバンプに対し、この
バンプと対応したサブプレートの電極とを確実に位置合
せして実装を行うことができる半導体部品の実装方法お
よびその装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、請求項１は、ステージに搭載された被実
装基板の実装面に対向して半導体部品のバンプ面を配置
し、これら面の空間に位置合せ機構を位置し、被実装基
板と半導体部品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体
部品を被実装基板に実装する方法において、前記半導体
部品の複数のバンプに前記位置合せ機構の光学系を移動
させ、それぞれバンプの位置画像を取込む第１の工程
と、前記半導体部品のそれぞれのバンプ位置と前記被実
装基板の電極の位置を比較して相互の位置ずれ量を求め
る第２の工程と、前記位置ずれ量に応じて前記ステージ
を移動させる第３の工程と、前記被実装基板と前記半導
体部品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体部品を被
実装基板に実装する第４の工程とを具備したことを特徴
とする。

【０００９】請求項２は、被実装基板の実装面に対向し
て半導体部品のバンプ面を配置し、これら面の空間に位
置合せ機構を位置し、被実装基板と半導体部品のバンプ
面を相対的に昇降させて半導体部品を被実装基板に実装
する半導体部品の実装装置において、前記位置合せ機構
に前記半導体部品に形成された少なくとも２つのバンプ
間に光学系を移動させる移動機構を設けたことを特徴と
する。

【００１０】請求項３は、ステージに搭載された被実装
基板の実装面に対向して半導体部品のバンプ面を配置
し、これら面の空間に位置合せ機構を位置し、被実装基
板と半導体部品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体
部品を被実装基板に実装する半導体部品の実装装置にお
いて、前記半導体部品をそのバンプ面が前記被実装基板
の実装面に対向するようにコレット機構で吸着し、前記
ステージ及び前記コレット機構を相対的に移動して半導
体部品を実装面に実装することを特徴とする。

【００１１】請求項４は、ステージに搭載された被実装
基板の実装面に対向して半導体部品のバンプ面を配置
し、これら面の空間に位置合せ機構を位置し、被実装基
板と半導体部品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体
部品を被実装基板に実装する半導体部品の実装装置にお
いて、前記半導体部品をそのバンプ面が前記被実装基板
の実装面に対向するように吸着するコレット機構および
前記半導体部品のバンプと被実装基板の電極の高さを検
出する非接触型位置センサを設け、このセンサからの検
出結果に基づいて前記ステージ及び前記コレット機構を
相対的に移動して半導体部品を実装面に実装することを
特徴とする。

【００１２】請求項５は、非接触型位置センサは、静電
容量を用いて検出するハイトセンサであることを特徴と
する。請求項６は、前記ハイトセンサは、前記半導体部
品のバンプの最下点の高さを検出する第１のハイトセン
サと前記被実装基板の電極の最上点の高さを検出する第
２のハイトセンサとからなり、この第１と第２のハイト
センサは背合わせ状態に固定されていることを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】半導体部品の複数のバンプに位置合せ機構の光
学系を移動させ、それぞれバンプの位置画像を取込み、
それぞれのバンプ位置と被実装基板の電極の位置を比較
して相互の位置ずれ量を求める。次に、前記位置ずれ量
に応じて被実装基板を搭載したステージを移動させた
後、前記被実装基板と前記半導体部品のバンプ面を相対
的に昇降させて半導体部品を被実装基板に実装する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の各実施例を図面に基づいて
説明する。図１〜図８は第１の実施例を示し、図１はプ
リント配線された被実装基板（以降、サブストレートと
言う）に半導体部品（以降、ベアーチップと言う）を電
気的に接続させ実装する半導体部品の実装装置を示す。
この装置本体１の前部にはベアチップ実装部２が、後部
にはベアーチップストッカ部３が設けられている。

【００１５】まず、半導体部品の実装装置の概略的構成
を説明すると、ベアチップ実装部２のベース４は例えば
長さ７００ｍｍ×幅５００ｍｍ×厚さ９０ｍｍのアルミ
ニウム材料によって形成され、その中央部にはサブスト
レート載置ステージ５が設けられている。また、ベース
４の一側にはサブストレート６を収納する収納カセット
７が設けられ、この収納カセット７の前部には収納カセ
ット７からサブストレート２を１枚ずつ取り出してサブ
ストレート載置ステージ５に搬送させるローダ機構８が
設けられている。

【００１６】また、ベース４の他側にはサブストレート
載置ステージ５においてベアーチップ９が実装された実
装済サブストレート６をサブストレート載置ステージ５
から収納カセット（図示せず）内に搬送するアンローダ
搬送機構１０が設けられている。

【００１７】また、サブストレート載置ステージ５の上
部には前記ベアーチップストッカ部３のベアーチップ９
をサブストレート２に実装するローディング機構１１が
設けられ、サブストレート載置ステージ５とローディン
グ機構１１との間には位置合せ機構１２が設けられてい
る。

【００１８】次に、前記各部の構成について詳細に説明
すると、まず、サブストレート載置ステージ５は、ベー
ス４に対してステンレス材料からなる一対のガイドレー
ル１２が敷設され、このガイドレール１２にはＸ方向に
沿って移動自在なＸステージ５ａが設けられている。こ
のＸステージ５ａにはＹ方向に移動自在なＹステージ５
ｂが搭載されている。さらに、Ｙステージ５ｂにはＺ方
向に移動自在なＺステージ５ｃが搭載され、このＺステ
ージ５ｃには回転自在なθステージ５ｄが搭載されてい
る。ここで、Ｚステージ５ｃはステージ５ｅの上面を最
大６０ｍｍ上昇可能になっている。

【００１９】前記ステージ５ｅの内部には例えば３本の
ピン（図示せず）が埋設され、ステージ５ｅの上面より
例えば３ｍｍ突出可能になっている。突出ピンは、突出
時にその上端で前記ローダ機構８によって搬送されたサ
ブストレート６を受け取り、没入によりサブストレート
６をステージ５ｅに密着的に載置するようになってい
る。

【００２０】次に、前記ローダ機構８について説明する
と、前記ベース４には取付台８ａが設けられている。こ
の取付体８ａには垂直方向に回転モータ８ｂが取り付け
られている。この回転モータ８ｂの回転軸８ｃには第１
アーム８ｄの基端が固定され、この先端には第２アーム
８ｅの基端が回転自在に連設されている。この第２アー
ム８ｅの先端はサブストレート６を載置しやすいように
二股形状で、かつ収納カセット７内に挿入できる外形に
なっている。

【００２１】また、収納カセット７はカセット載置台１
３に載置されており、このカセット載置台１３は例えば
パルスモータ、ボールネジ、ボールナット等とで構成さ
れた昇降機構１４によって支持されている。そして、こ
の昇降機構１４の駆動でカセット載置台１３を降下させ
ることにより、収納カセット７に支持されていたサブス
トレート６を第２アーム８ｅに受け渡すことができるよ
うになっている。

【００２２】この受け渡された第２アーム８ｅを収納カ
セット７内から退避させた後、前記回転モータ８ｂの駆
動で回転軸８ｃを例えば半回転させ、第２アーム８ｅの
先端をステージ５ｅ側に向け、第２アーム８ｅを伸長す
ることにより、サブストレート６をステージ５ｅの上方
に位置させるようになっている。なお、前記第１アーム
８ｄ、第８アーム４ｅの伸縮のメカニズムは特開平５ー
９０３８１号公報に記載されているので説明を省略す
る。

【００２３】次に、前記アンローダ搬送機構１０につい
て説明すると、前記ベース４に対して取付台１０ａが設
けられている。この取付体１０ａには垂直方向に回転モ
ータ１０ｂが取り付けられている。この回転モータ１０
ｂの回転軸１０ｃには第１アーム１０ｄの基端が固定さ
れ、この先端には第２アーム１０ｅの基端が回転自在に
連設されている。この第２アーム１０ｅの先端はサブス
トレート６を載置しやすいように二股形状で、かつ収納
カセット（図示せず）内に挿入できる外形になってい
る。

【００２４】次に、ローディング機構１１について説明
すると、装置本体１の後部には支柱１５が立設されてい
る。支柱１５の上端部には前方に突出する固定部材１６
が突設され、この固定部材１６の下面には前記ステージ
５ｅ方向に垂直に突出するポール１７が設けられてい
る。

【００２５】ポール１７の下端部には図２に示すように
ローディングリング１８が水平面内で回転可能に軸支さ
れている。ローディングリング１８には内歯車１９がポ
ール１７と同心的に設けられている。この内歯車１９に
は駆動歯車２０が噛合され、この駆動歯車２０はポール
１７の側壁に固定された駆動モータ２１の回転軸２２に
嵌着されている。

【００２６】さらに、ローディングリング１８の外周面
には等間隔に複数個の第１のコレット機構２３が設けら
れている。これら第１のコレット機構２３は同一構造で
あるため、その１つについて説明すると、ローディング
リング１８に固定される本体部２４に対してパルスモー
タ２５が垂直方向に設けられている。このパルスモータ
２５にはボールネジ２６が設けられ、このボールネジ２
６にはボールナット２７を介してコレット２８が上下動
自在に設けられている。

【００２７】コレット２８の下端部には中空部２９が設
けられ、この中空部２９はバキューム源（図示せず）に
連通するバキュームポート３０が設けられている。さら
に、コレット２８の下端部にはパルスヒート３１を介し
て吸着部材３２が設けられている。この吸着部材３２に
は吸引口３３が設けられ、この吸引口３３は前記中空部
２９を介してバキュームポート３０に連通している。

【００２８】そして、吸着部材３２は前記ベアーチップ
９の背面（バンプが無い面）を吸着し、またパルスモー
タ２５によって回転するボールネジ２６によって昇降可
能になっている。すなわち、前記ステージ５ｅ上のサブ
ストレート６にベアーチップ９を搭載する際、前記ステ
ージ５ｅ上のサブストレート６を例えば４０ｍｍＺ方向
に上昇させる一方、第１のコレット機構２３はベアーチ
ップ９のバンプの最下点を例えば４０ｍｍＺ方向に降下
させるように予めプログラムされている。また、前記サ
ブストレート載置ステージ５は、後述する位置合せ機構
１２においてベアーチップ９のバンプ位置に対するサブ
ストレート６の電極位置のズレを認識した時、このズレ
量を算出し、ステージ５ｅをＸステージ５ａ、Ｙステー
ジ５ｂ、Ｚステージ５ｃおよびθステージ５ｄの駆動で
自動的に補正する構造になっている。

【００２９】次に、位置合せ機構１２について説明する
と、図１および図３に示すように構成されている。前記
サブストレート載置ステージ５の後方にはベース４に対
して段差のある支持台３４が設けられている。この支持
台３４の前面のサブストレート載置ステージ５側にはス
テンレス材料からなる一対のガイドレール３５がＸ方向
に沿って固定されている。このガイドレール３５には移
動機構３６がＸ方向に移動自在に設けられている。ガイ
ドレール３５にはボールネジ３７が平行に設けられ、こ
のボールネジ３７には前記支持台３４に固定されたパル
スモータ３８が直結されている。ボールネジ３７には移
動機構３６に設けたボールナット３９が螺合されてお
り、この移動機構３６に前記位置合せ機構１２が搭載さ
れている。パルスモータ３８にはエンコーダ４０が設け
られており、このパルスモータ３８に単パルス入力する
と、位置合せ機構１２がＸ軸方向に５ミクロン進むよう
に設計されている。

【００３０】前記位置合せ機構１２の光学系は高倍率系
と低倍率系とが切り替わる構成になっている。すなわ
ち、図４に示すように、光軸路に低倍率のレンズＬ１
を、例えばベアーチップ９の第１バンプ９ａおよび周辺
領域を撮像し、第１バンプ９ａの概略位置を画像認識す
る低解像度光学系と、光軸路に低倍率の替わりに高倍率
のレンズＬ２を挿入し、第１バンプ９ａ部を撮像し、第
１バンプ９ａの位置を更に鮮明にさせる高解像度光学系
とが設けられている。

【００３１】高解像度光学系は例えば第１バンプ９ａの
画像光路を形成するＬ３、全反射ミラーＭ１、シャッタ
Ｓ１、ビームスプリッタＢ１、反射ミラーＭ２、レンズ
Ｌ４、光源部Ｋ１、レンズＬ５及び前記第１バンプ９ａ
を撮像する例えばＣＣＤカメラＣ１により構成されてい
る。

【００３２】次に、前記ベアーチップストッカ部３につ
いて説明すると、前記支持台３４にはトレー載置台４３
が設けられている。このトレー載置台４３には図３、図
５および図６に示すように、ベアーチップ９がＸ方向に
７列、Ｙ方向に５列、合計３５個が収納されたトレー４
４が載置されている。このＸＹ座標の授受点Ａ（４、
３）にはＸＹ移動機構４５および反転機構４６によって
支持された第２のコレット機構４７が設けられている。

【００３３】第２のコレット機構４７で所望のベアーチ
ップ９を吸着するにはトレー４４に収納されたベアーチ
ップ９のＸＹ位置を認識する必要があるために前記第２
のコレット機構４７の中心からＹ方向に２０ｍｍ離れた
位置には第２のコレット機構４７とＣＣＤカメラ４８が
平行に設けられている。

【００３４】前記ＸＹ移動機構４５について説明する
と、前記支柱１５には横方向に支持枠５０が固定されて
おり、この支持枠５０にはパルスモータ５１ａによって
駆動されるＸ方向ボールネジ５２が設けられている。こ
のＸ方向ボールネジ５２にはＸ方向移動部材５３のボー
ルナット５４が螺合されている。Ｘ方向移動部材５３に
はパルスモータ５１ｂによって駆動されるＹ方向ボール
ネジ５５が設けられている。このＹ方向ボールネジ５５
にはＹ方向移動部材５６のボールナット５７が螺合され
ている。したがって、Ｙ方向移動部材５６はＸＹ方向に
移動自在であり、このＹ方向移動部材５６には前記反転
機構４６が設けられている。

【００３５】反転機構４６について説明すると、Ｙ方向
移動部材５６にはＸ方向に突出する回転軸５８が設けら
れ、この回転軸５８の先端部に第２のコレット機構４７
とＣＣＤカメラ４８が設けられている。回転軸５８の基
端部にはウォームホイール５９が設けられ、このウォー
ムホィール５９にはパルスモータ６０によって駆動され
るウォームギア６１が噛合されている。そして、パルス
モータ６０によって回転軸５８を９０゜回転することに
より、第２のコレット機構４７とＣＣＤカメラ４８を上
向きと下向きに反転できるようになっている。

【００３６】前記ＣＣＤカメラ４８で、例えばＸＹ座標
（０、０）位置にあるベアーチップ９を取り出すために
は授受点Ａに待機している第２のコレット機構４７を例
えば座標（ー４、ー３）から（０、０）まで移動させ
る。そして、ベアーチップ９の中心を画像認識すると、
この位置から２０ｍｍだけＹ方向に移動させた点がベア
ーチップ９の位置と予め決まっているので、この位置に
第２のコレット機構４７を位置させることができ、吸着
した後、前記第２のコレット機構４７を授受点Ａに戻
す。この戻った第２のコレット機構４７を反転機構４６
で反転できるようになっている。

【００３７】また、前記第２のコレット機構４７のコレ
ット４７ａを降下させ、その吸着面でベアーチップ６の
腹面（バンプの有る面）を吸着したのち、反転させる
と、ベアーチップ６の背面（バンプの無い面）が上面に
なり、この対向面には第１のコレット機構２３の吸着面
が待機しており、この第１のコレット機構２３の吸着部
材２８が下降し、ベアーチップ６の背面を吸着できるよ
うになっている。

【００３８】次に、前述のように構成された半導体部品
の実装装置によってベアーチップ９をサブストレート６
に実装する方法について説明する。まず、収納カッセッ
ト７からサブストーレト６をローダ機構８の駆動で取り
出し、ステージ５ｅの上方に位置させると、ステージ５
ｅの上面から突出する３本の突出ピンによってサブスト
レート６が支持される。次に、突出ピンが没入すると、
サブストレート６の裏面はステージ５ｅの上面に載置さ
れる。この状態で、サブストレート載置ステージ５をＸ
Ｙθ方向に移動させ、サブストレート６にベアーチップ
９を搭載させる中心が搭載点Ａに一致させる。

【００３９】一方、第２のコレット機構４７はトレー４
４に収納しているベアーチップ９を吸着する。このと
き、トレー４４に収納しているベアーチップ９は腹面
（バンプを有する面）を上方に向いているので、反転機
構４６が作動して第２のコレット機構４７を９０゜回転
させ、ベアーチップ９の腹面を下向きにする。

【００４０】この状態で、授受点Ａの上方に待機してい
る第１のコレット機構２３が下降し、ベアーチップ９の
背面をバキューム吸着したのち上昇する。次に、パルス
モータ２１が駆動してローデングリング１８が回転し、
第１のコレット機構２３を搭載点Ａに一致させる。

【００４１】次に、位置合せ機構１２のパルスモータ３
８が駆動し、位置合せ機構１２が２００ｍｍ前進して搭
載点Ａに到達した第１のコレット機構２３とサブストレ
ート６との間に位置させる。この２００ｍｍは搭載点Ａ
の中心に位置合せ機構１２の照射部１２ａの中心が合致
する位置である。しかしながら、この中心から例えば左
右に１０ｍｍ（第１バンプ９ａ、第２バンプ９ｂ間は２
０ｍｍ）の位置に第１バンプ９ａがある。従って、位置
合せ機構１２の移動値を１９０ｍｍとする。

【００４２】次に、位置合せ機構１２の光学系に低解像
度のレンズ系を装着しているので、光源Ｋ１からの光線
を、例えばベアーチップ９の第１バンプ９ａを照射し、
その反射光は、図４に示すように、第１バンプ９ａ位置
を示す光軸を原点とするＸＹ座標での第１バンプ９ａに
座標が（２０、１５）点を含んだ領域を画像認識する。
そして、低解像度のレンズＬ１系の替わりに高解像度の
レンズＬ２系を光軸系に挿入させる。そして、光源Ｋ１
からの光線を、例えばベアーチップ９の第１バンプ９ａ
に照射し、その反射光は、第１バンプ９ａの位置が高解
像度光学系の光軸を座標の原点（２０、１５）とし、こ
の原点を中心にして拡大画像を形成させる。

【００４３】次に、第１バンプ９ａおよび第１電極６ａ
の位置の画像認識は、図７に示すように、位置合せ機構
１２の回転ミラーＭ１を水平に対して４５度に回転ミラ
ーＭ１を傾ける（図では４５度右下がり）。集光レンズ
Ｌ３を介して第１バンプ９ａに照射光を照射する。この
反射光をレンズＬ３で平行光に直して、回転ミラーＭ１
で垂直光線から水平な方向に直して、レンズＬ５で集光
しＣＣＤカメラＣ１に入光する。この入光した反射光
は、ビデオ分配部６１に入力し、ベアーチップ側の記憶
装置、例えばベアーチップ側のラムメモリ６２に書き込
む、また記憶されたメモリ６２を読み取りビデオ混合６
３に入力する。

【００４４】次に、回転ミラーＭ１をステージ側のサブ
ストレート６の例えば第１電極６ａａに照射するように
９０度（図では右上がり）回転させる。そして、第１電
極６ａの反射光をレンズＬ３で平行光に戻し、回転ミラ
ーＭ１で垂直方向の光軸を水平方向に直し、レンズＬ５
で集光させＣＣＤカメラＣ１に入力する。この入力した
信号をビデオ分配部６１に入力し、サブストレート６側
の記憶装置、例えばサブストレート６側のラムメモリ６
４に書き込む、また記憶されたメモリ６４を読み取りビ
デオ混合６３に入力する。そして、前記ベアーチップ９
側のラムメモリ６４から読み取り、ビデオ混合６３に入
力する。また、ベアーチップ９側のラムメモリ６４を読
み出す順番は正常に行う。

【００４５】しかし、サブストレート６側の書き込んだ
ラムメモリ６４から読み取りビデオ混合６３に入力す
る。そして、書き込みは正常な順番で行うが、読み取り
は反対の順番（逆順番）でビデオ混合６３に入力する。
従って、回転ミラーＭ１をベアーチップ９に光源が照射
するように回転させ、ベアーチップ９を下側から上側に
向けて照射して得た撮像面と、同様にしてサブストレー
ト６を上側から下側に向け得た撮像面とは座標的に正負
逆位置になる筈であるが、サブストレート６側の読み取
りは反対の順番（逆順番）でビデオ混合６３に入力する
ことにより、撮像面の座標のＸＹ方向は同一方向にな
る。

【００４６】次に、第２バンプ９ｂおよび第２電極６ｂ
の位置の画像認識は、図８に示すように、第１バンプ９
ａ位置と第１電極６ａ位置を画像認識する方法と同じ方
法で、第２バンプ９ｂおよび第２電極６ｂの位置を画像
で認識するので説明を省略する。

【００４７】次に、位置合せ動作について説明する。ま
ず、位置合せ機構１２の照射部１２ａを格納位置から搭
載点Ａの中心位置、例えば２００ｍｍ移動させる。そし
て、前記搭載点Ａの中心と同軸的にベアーチップ９の中
心が、図８に示すように、ある中心から例えば右側に１
０ｍｍ移動した点（第１バンプ中心と設定された点）が
光学系中心位置に位置合せ機構１２の照射部１２ａを移
動させる。そして、光軸を原点としたＸＹ座標での第１
バンプ９ａの位置は（２、ー２）にある。また、前記搭
載点Ａの中心から例えば左側に１０ｍｍ移動した点が光
学系中心に位置合せ機構１２の照射部１２ａを移動させ
る。そして、光軸を原点としたＸＹ座標での第２バンプ
９ｂの位置は（４、４）にある。そして、第１バンプ９
ａおよび第２バンプ９ｂ間の距離は、Ｘ方向１９，９２
ｍｍ、Ｙ方向０，２４ｍｍが算出できる。

【００４８】次に、前記搭載点Ａの中心上にあるサブス
トレート６の搭載部の中心が、図８に示すように、ある
中心から、例えば右側に１０ｍｍ移動した点（第１電極
中心と設定された点）が光学系中心位置に位置合せ機構
１２の照射部１２ａを移動させる。そして、光軸を原点
としたＸＹ座標での第１電極６ａの位置は（４、−）に
ある。また、前記搭載点Ａの中心から、例えば左側に１
０ｍｍ移動した点が光学系中心位置に位置合せ機構１２
の照射部１２ａを移動させる。そして、光軸を原点とし
たＸＹ座標での第２電極６ｂの位置は（６、３）にあ
る。そして、第１電極６ａおよび第２電極６ｂ間の距離
は、Ｘ方向１９，９２ｍｍ、Ｙ方向０，２４ｍｍが算出
できる。

【００４９】次に、前記ベアーチップ９とサブストレー
ト６とのズレは、図８に示すように、前記ベアーチップ
９の第１、第２バンプ９ａ，９ｂにサブストレート６の
第１、第２電極６ａ，６ｂを合致させるためには、ステ
ージ５ｅを例えばＸ方向に０，０８ｍｍ移動させる（図
では右方向）。またＹ方向に０，０４ｍｍ移動させる
（図では上方向）。

【００５０】しかも、位置合せ機構１２は照射光を例え
ば第１バンプ９ａの最下端に結像させることにより、位
置合せ機構１２に対するＺ方向の第１バンプ９ａの位置
を算出する。同様にして、位置合せ機構１２に対するＺ
方向の第１電極６ａの位置をも算出する。従って、、第
１バンプ９ａの最下点と電極面６ａ，６ｂａとの距離を
例えば６０ｍｍとした場合、ステージ５ｅは３０ｍｍ上
昇させ、かつ第１のコレット機構２３を３０ｍｍ下降さ
せ、サブストレート６にベアーチップ９を搭載させる。
この搭載後、例えばクレーム半田、または圧着等で固定
することにより、サブストレート６の所定位置にベアチ
ップ９を実装することができる。

【００５１】図９〜図１１は第２の実施例を示し、第１
の実施例と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略
する。本実施例は第１の実施例の半導体部品の実装装置
にハイトセンサを付加したものである。すなわち、位置
合せ機構１２の光学系ユニットを収納するケーシング７
０の先端部には取付け部材７１が設けられている。

【００５２】この取付け部材７１の上下面には同軸的に
第１と第２の凹部７２，７３が設けられている。第１の
凹部７２には第１のハイトセンサとしての第１の容量セ
ンサ７４が設けられ、第２の凹部７３には第２のハイト
センサとしての第２の容量センサ７５が設けられてい
る。したがって、第１と第２の容量センサ７４，７５は
背合わせ状態に取付けられており、第１の容量センサ７
４はベアチップ９のバンプの最下点の高さを検出するよ
うになっており、第２の容量センサ７５はサブストレー
ト６の第１、第２電極６ａ，６ｂの最上点の高さを検出
するようになっている。

【００５３】また、前記ケーシング７０の基端部はＺ軸
移動機構７６によってＺ方向に移動可能に支持され、こ
のＺ軸移動機構７６は位置合わせ機構１２の移動機構３
６に支持されている。Ｚ軸移動機構７６は、移動機構３
６に対してＺ方向に支持枠７７が固定され、この支持枠
７７にはＺ方向にボールネジ７８が回転自在に軸支され
ている。ボールネジ７８の上端部は支持枠７７に取付け
られたパルスモータ７９の回転軸に直結されており、ボ
ールネジ７８の中間部は前記ケーシング７０に固定され
たボールナット８０と螺合している。

【００５４】前記位置合せ機構１２の照射部１２ａ、つ
まりバンプおよび電極に照射する位置はボールネジ７８
の中心から例えば１２０ｍｍ離れた位置に平行に位置し
ている。さらに、照射部１２ａから例えば２０ｍｍ離れ
た位置に第１と第２の容量センサ７４，７５に平行に位
置している。また、第１の容量センサ７４の上面と第２
の容量センサ７５の下面との距離は例えば４０ｍｍに設
定され、その距離は記憶されている。

【００５５】次に、作用について説明すると、位置合せ
機構１２のパルスモータ３８が作動し、ボールネジ３８
が回転すると、移動機構３６が前進して位置合せ機構１
２のケーシング７０の先端部がベアチップ９とサブスト
レート６との間に位置する。ここで、Ｚ軸移動機構７６
のパルスモータ７９が作動してボールネジ７８が回転す
ると、ボールナット８０を介してケーシング７０が上昇
する。

【００５６】したがって、第１の容量センサ７４がベア
チップ９の第１バンプ９ａの最下点に近付け、例えば
０．７５ｍｍと検出すると停止する。同様にＺ軸移動機
構７６のパルスモータ７９が作動してボールネジ７８が
逆転すると、ボールナット８０を介してケーシング７０
が下降する。そして、第２の容量センサ７５がサブスト
レート６の第１電極６ａの最上点に近付け、例えば０．
７５ｍｍと検出すると停止する。

【００５７】第１の容量センサ７４の上面と第２の容量
センサ７５の下面との距離は例えば４０ｍｍに設定され
ているため、０．７５＋０．７５であり、４１．５ｍｍ
となる。また、Ｚ方向に移動した距離は例えば３７．５
ｍｍとすれば、第１のバンプ６ａの最下点と第１電極６
ａの最上点の距離は７５ｍｍになる。これをティーチン
グし、さらに補正量を追加してもよい。

【００５８】なお、前記実施例においては、第１と第２
の容量センサ７４，７５を同軸的に設けたが、同軸的に
限定されるものではない。つまり、第１の容量センサ７
４の中心と第２の容量センサ７５の中心とが例えば１０
ｍｍ離れていれば、その数値を予めＲＡＭメモリに記憶
させれば、検出時にプログラムによりステージを移動さ
せればよい。

【００５９】また、前記各実施例においては、ベアチッ
プの実装方法およびその装置について説明したが、ベア
チップに限定されず、各種半導体部品の実装に適用でき
る。この実施例では、バンプの最下点と電極の最上点の
距離をハイトセンサによって求め、この求めた距離を例
えば２分割した距離でステージおよびコレット機構を相
対的に移動させて実装するので、ガリ砒素を用いたベア
チップであってもバンプを破損させることなく実装させ
ることができ、信頼性の向上を図ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、極めて高い位置決め精度が得られることから、実装
精度および集積密度を向上でき、歩留まりの向上と信頼
性を向上できるという効果がある。また、半導体部品の
バンプの最下点と電極の最上点の距離を非接触センサに
よって求め、ステージおよびコレット機構を相対的に移
動させて実装することにより、バンプおよび電極を破損
させる恐れはなく、信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す半導体部品の実
装装置の斜視図。

【図２】同実施例のローディング機構を示し、（ａ）は
ローディングリングの縦断側面図、（ｂ）は第１のコレ
ット機構の縦断側面図、（ｃ）はＡ部を拡大して示す一
部切欠した側面図。

【図３】同実施例の半導体部品の実装装置の縦断側面
図。

【図４】同実施例の位置合せ機構を示し、（ａ）は構成
図、（ｂ）は作用説明図。

【図５】同実施例の半導体部品の実装装置の後方から見
た斜視図。

【図６】同実施例のトレーにベアーチップが収納された
状態の平面図。

【図７】同実施例の位置合せ機構の作用説明図。

【図８】同実施例の位置合せ機構の作用説明図。

【図９】この発明の第２の実施例を示す位置合せ機構の
概略的側面図。

【図１０】同実施例のＺ軸移動機構の側面図。

【図１１】同実施例の作用説明図。

【符号の説明】

５ｅ…ステージ ６…サブストレート（被実装基板） ９…ベアチップ（半導体部品） １２…位置合せ機構 ２３…第１のコレット機構 ３６…移動機構 ４７…第２のコレット機構 ７４…第１の容量センサ（第１のハイトセンサ） ７５…第２の容量センサ（第２のハイトセンサ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステージに搭載された被実装基板の実装
   面に対向して半導体部品のバンプ面を配置し、これら面
   の空間に位置合せ機構を位置し、被実装基板と半導体部
   品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体部品を被実装
   基板に実装する方法において、 前記半導体部品の複数のバンプに前記位置合せ機構の光
   学系を移動させ、それぞれバンプの位置画像を取込む第
   １の工程と、前記半導体部品のそれぞれのバンプ位置と
   前記被実装基板の電極の位置を比較して相互の位置ずれ
   量を求める第２の工程と、前記位置ずれ量に応じて前記
   ステージを移動させる第３の工程と、前記被実装基板と
   前記半導体部品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体
   部品を被実装基板に実装する第４の工程とを具備したこ
   とを特徴とする半導体部品の実装方法。
2. 【請求項２】 被実装基板の実装面に対向して半導体部
   品のバンプ面を配置し、これら面の空間に位置合せ機構
   を位置し、被実装基板と半導体部品のバンプ面を相対的
   に昇降させて半導体部品を被実装基板に実装する半導体
   部品の実装装置において、 前記位置合せ機構に前記半導体部品に形成された少なく
   とも２つのバンプ間に光学系を移動させる移動機構を設
   けたことを特徴とする半導体部品の実装装置。
3. 【請求項３】 ステージに搭載された被実装基板の実装
   面に対向して半導体部品のバンプ面を配置し、これら面
   の空間に位置合せ機構を位置し、被実装基板と半導体部
   品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体部品を被実装
   基板に実装する半導体部品の実装装置において、 前記半導体部品をそのバンプ面が前記被実装基板の実装
   面に対向するようにコレット機構で吸着し、前記ステー
   ジ及び前記コレット機構を相対的に移動して半導体部品
   を実装面に実装することを特徴とする半導体部品の実装
   装置。
4. 【請求項４】 ステージに搭載された被実装基板の実装
   面に対向して半導体部品のバンプ面を配置し、これら面
   の空間に位置合せ機構を位置し、被実装基板と半導体部
   品のバンプ面を相対的に昇降させて半導体部品を被実装
   基板に実装する半導体部品の実装装置において、 前記半導体部品をそのバンプ面が前記被実装基板の実装
   面に対向するように吸着するコレット機構および前記半
   導体部品のバンプと被実装基板の電極の高さを検出する
   非接触型位置センサを設け、このセンサからの検出結果
   に基づいて前記ステージ及び前記コレット機構を相対的
   に移動して半導体部品を実装面に実装することを特徴と
   する半導体部品の実装装置。
5. 【請求項５】 非接触型位置センサは、静電容量を用い
   て検出するハイトセンサであることを特徴とする請求項
   ４記載の半導体部品の実装装置。
6. 【請求項６】 前記ハイトセンサは、前記半導体部品の
   バンプの最下点の高さを検出する第１のハイトセンサと
   前記被実装基板の電極の最上点の高さを検出する第２の
   ハイトセンサとからなり、この第１と第２のハイトセン
   サは背合わせ状態に固定されていることを特徴とする請
   求項５記載の半導体部品の実装装置。