JPH0992665A - チップマウンタのヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のノズルを単一の昇降手段で昇降するこ
とができ、軽量で製造コストの低減が可能なチップマウ
ンタのヘッド装置を提供する。 【解決手段】 走行体ＭPに取り付けられ、複数のノズ
ル10を昇降させる昇降手段20と、複数のノズルを回動さ
せる回動手段30とを供え、導体チップを所定位置にマウ
ントするチップマウンタのヘッド装置１。昇降手段20
は、回動軸21、回動軸を駆動する駆動手段22並びに複数
のノズル毎に設けられるフリ−アーム23，駆動アーム及
び係合手段25を備えている。各フリ−アーム23は、回動
軸21に自由回転自在に支持されると共に、一端が対応す
るノズル10と連結される。各駆動アームは、回動軸に固
定されると共に係合部を有する。各係合手段25は、対応
するフリ−アーム23に支持され、選択信号に基づいて駆
動アームの係合部に係合，離脱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップマウンタの
ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
チップを所定位置にマウントするチップマウンタのヘッ
ド装置は、走行体に取り付けた前記複数のノズルをそれ
ぞれ個々の昇降手段と回動手段とで昇降させると共に回
動させていた。このため、ヘッド装置の重量軽減の目的
からは、走行体に取り付けるノズルの数が制限されるう
え、個々のノズル毎に昇降や回動用の駆動手段を設ける
ことからチップマウンタの製造コストが増加し、ひいて
はチップマウンタ自体が大型化するという問題があっ
た。

【０００３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、複数のノズルを単一の昇降手段で昇降することがで
き、軽量で製造コストの低減が可能なチップマウンタの
ヘッド装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
を達成するため、走行体に取り付けられ、複数のノズル
を昇降させる昇降手段と、前記複数のノズルを回動させ
る回動手段とを供え、半導体チップを所定位置にマウン
トするチップマウンタのヘッド装置において、前記昇降
手段は、回動軸、前記回動軸を駆動する駆動手段並びに
前記複数のノズル毎に設けられるフリ−アーム，駆動ア
ーム及び係合手段を備え、前記各フリ−アームは、前記
回動軸に自由回転自在に支持されると共に、一端が対応
する前記ノズルと連結され、前記各駆動アームは、前記
回動軸に固定されると共に係合部を有し、前記各係合手
段は、対応する前記フリ−アームに支持され、選択信号
に基づいて前記駆動アームの係合部に係合，離脱する構
成としたのである。

【０００５】各係合手段は、選択信号に基づいて作動
し、対応する前記駆動アームの係合部に係合する。する
と、駆動手段による回動軸の回動によって、フリーアー
ムが駆動アームと共に回動し、フリーアームの一端が連
結しているノズルが昇降する。各係合手段と前記駆動ア
ームの係合部との係合が解除されると、駆動アームのみ
が回動軸と共に回動するだけで、フリーアームは回動軸
に対してフリー状態で相対回転し、ノズルを昇降させる
ことはない。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図１１に基づいて詳細に説明する。チップマウンタの
ヘッド装置（以下、単に「ヘッド装置」という）１は、
図１乃至図６に示すように、走行体、例えば、平面モー
タＭP に取り付けられ、５個のノズル１０、ノズル１０
の昇降手段２０及び回動モータ３０を備えており、チッ
プマウンタに設けた制御装置によって作動が制御され
る。

【０００７】ノズル１０は、図７に示すように、ヘッド
装置１のアングルベース２にボールスプライン３を介し
て昇降自在に支持され、上端側にブッシュホルダ１１
（図３，図８参照）が、下端側にプーリ１２がそれぞれ
設けられ、下端にはビット１３が着脱自在に取り付けら
れている。また、ノズル１０は、図３に示すように、上
端に設けたロータリー継手１４を介してエアチューブ１
５と接続されている。エアチューブ１５は、真空発生器
１６と接続されている。各エアチューブ１５は、それぞ
れに設けた電磁弁（図示せず）で真空発生器１６との接
続状態が切り替えられる。

【０００８】ここで、各ノズル１０は、図１に示すよう
に、エアチューブ１５の分岐（図示せず）が接続された
真空センサＳVを備えている。真空センサＳVは、ビット
１３が半導体チップを吸引したときと吸引していないと
きの差圧を利用して半導体チップを吸引したか否かを検
出する。また、アングルベース２は、両側をサイドプレ
ート４，４によって支持されている。

【０００９】昇降手段２０は、図３，図４及び図９に示
すように、回動軸２１、回動軸２１を回動する昇降モー
タ２２及び複数のノズル１０毎に設けられるフリ−アー
ム２３，駆動アーム２４及び電磁シリンダ２５を備えて
いる。回動軸２１は、サイドプレート４，４に設けたベ
アリングホルダ４ａ，４ａ間に回動自在に支持されてい
る。回動軸２１は、キー溝２１ａが長手方向に形成さ
れ、右側のサイドプレート４から延出した端部にはプー
リ２１ｂが取り付けられている。昇降モータ２２は、図
３，図４及び図５に示すように、ヘッド装置１の後部右
側上部に設置されている。更に、回動軸２１は、図１及
び図４に示すように、プーリ２１ｂと隣接する位置にド
グ２６が取り付けられている。ドグ２６は、右側のサイ
ドプレート４に設けた透過型のフォトマイクロセンサＳ
UDにより、駆動アーム２４とフリーアーム２３との回動
方向における原点出しを行う。

【００１０】昇降モータ２２は、モータ軸２２ａにプー
リ２２ｂが取り付けられ、所定の頻度で正逆回転を行
う。プーリ２２ｂは、右側のサイドプレート４に回動自
在に取り付けたプーリ２７を介して回動軸２１のプーリ
２１ｂとそれぞれ２本のタイミングベルトＢ1，Ｂ2によ
って連結されている。従って、昇降モータ２２は、モー
タ軸２２ａの回動力が減速して回動軸２１へ伝達される
と共に、回動軸２１を所定の頻度で正逆回転させる。

【００１１】フリ−アーム２３は、図９に示すように、
回動軸２１を挿通する挿通孔２３ａが中央に、一端に突
出アーム２３ｂが、他端に凹部２３ｃが形成され、スト
ッパブラケット231とドグ232が取り付けられている。フ
リーアーム２３は、図４に示すように、回動軸２１にベ
アリング２３ｄを介して自由回転自在に支持されると共
に、一端にねじ止めされる係合ピン233(図９参照）がノ
ズル１０のブッシュホルダ１１の凹部１１ａと係合して
いる（図１０参照）。これにより、フリーアーム２３は
一端がノズル１０と連結される。ここで、ストッパブラ
ケット231は、ヘッド装置１側に設けた固定板５との間
に設けた引っ張りばね６により、図３において時計方向
に付勢され、ストッパボルト７によって付勢位置が規制
されている。また、ドグ232は、図１及び図３に示すよ
うに、各ノズル１０毎に設けた透過型のフォトマイクロ
センサＳDGによって検出され、ノズル１０が上端位置に
あるか否かの検出に利用される。

【００１２】駆動アーム２４は、一端に係合溝２４ａが
形成され、他端側に設けた貫通孔２４ｂに回動軸２１が
挿通されている。駆動アーム２４は、図４に示すよう
に、キー溝２１ａにキー２４ｃを配置し、止めねじ２４
ｄによって回動軸２１に固定される。ここで、各ノズル
１０毎に設けられた相互に隣接するフリ−アーム２３及
び駆動アーム２４とフリ−アーム２３及び駆動アーム２
４との間は、等間隔となるように回動軸２１に取り付け
たカラーで区分されている。

【００１３】電磁シリンダ２５は、駆動アーム２４の係
合溝２４ａに係合，離脱する係合手段で、図９に示すよ
うに、本体２５ａとピン２５ｂとを有している。ピン２
５ｂは、電磁シリンダ２５に入力される選択信号に基づ
いて本体２５ａから出没し、駆動アーム２４の係合溝２
４ａに係合，離脱する。電磁シリンダ２５は、固定ブロ
ック２８に収容される。固定ブロック２８は、凹部２３
ｃに装着された後、側部に取り付ける押え板234によっ
てフリーアーム２３に固定される。従って、電磁シリン
ダ２５は、フリ−アーム２３に支持される。また、電磁
シリンダ２５は、図９に示すように、固定ブロック２８
に収容された後、端面に取り付ける押え板２８ａによっ
て固定ブロック２８に保持される。

【００１４】回動モータ３０は、図３，図５及び図６に
示すように、５つのノズル１０を同時に回動させるモー
タで、モータ軸３０ａにプーリ３０ｂが取り付けられて
いる。回動モータ３０は、プーリ３０ｂ、各ノズル１０
に設けた合計５つのプーリ１２及び複数のテンションロ
ーラ３１間に巻き掛けたタイミングベルトＢ3によって
回動力を各ノズル１０に伝達する。ここで、各ノズル１
０には、図４及び図５に示すように、最も右側に配置さ
れたノズル１０にドグ３２が取り付けられている。ドグ
３２は、透過型のフォトマイクロセンサＳTにより回動
方向の原点出しに使用される。

【００１５】ここで、図２，図５及び図６において、符
号８はヘッドリング照明、符号９はペティカメラであ
る。以上のように構成されるヘッド装置１は、５つのノ
ズル１０全部あるいは所望のノズル１０を適宜選択する
と、単一の昇降モータ２２で複数のノズル１０を昇降さ
せる作動、単一の回動モータ３０で複数のノズル１０を
順次回動させる作動並びに平面モータＭP 等の走行体の
作動が前記制御装置で制御されながら、以下のように作
動する。

【００１６】ここで、ヘッド装置１は、５つのノズル１
０を有しているので、説明を簡単にするため１つのノズ
ル１０について説明し、他のノズル１０に関する説明は
省略する。まず、ヘッド装置１のスイッチをオンする
と、真空発生装置１６が作動してエアチューブ１５から
各ノズル１０のビット１３に吸引力が発生すると共に、
昇降モータ２２によって回動軸２１が所定の頻度で正逆
回転を開始する。

【００１７】各ノズル１０は、作動開始時には、図１０
（ａ）に示すように、電磁シリンダ２５のピン２５ａが
後退して駆動アーム２４の係合溝２４ａから離脱し、ベ
アリング２３ｄによってフリーアーム２３は回動軸２１
に対してフリー状態で相対回転する。従って、各ノズル
１０は、引っ張りバネ６の付勢力によってストッパブラ
ケット231 が引っ張られ、フリーアーム２３の先端側が
引き上げられる結果、図１１（ａ）に示すように、上方
に位置している。

【００１８】このとき、昇降させる所望のノズル１０に
対応した電磁シリンダ２５に前記制御装置から作動信号
が出力されると、図１０（ｂ）に示すように、ピン２５
ｂが本体２５ａから繰り出され、駆動アーム２４の係合
溝２４ａに係合する。これにより、回動軸２１の回動に
伴って、フリーアーム２３が駆動アーム２４と共に回動
を開始する。

【００１９】この結果、フリーアーム２３は、引っ張り
ばね６のばね力に抗して先端側が下降し、係合ピン233
と係合しているプッシュホルダ１１が押し下げられる。
すると、ノズル１０は、アングルベース２にボールスプ
ライン３を介して支持されているだけなので、プッシュ
ホルダ１１と共に図１１（ｂ）に示すように下降し、ビ
ット１３が図２に２点鎖線で示す位置まで下降し、半導
体チップを吸引する。ここで、昇降モータ２２によるノ
ズル１０の昇降速度は、例えば、100 msec.程度で、昇
降のストロークは半導体チップを搭載する基板との干渉
を避けることを考慮すると30ｍｍ程度に設定されてい
る。

【００２０】このとき、ノズル１０の下降が正常に行わ
れたか否かは、フォトマイクロセンサＳDGによるフリー
アーム２３に設けたドグ232の有無の検出によって判断
され、ドグ232を検出しない場合には、ノズル１０が正
常に下降されたと判断する。一方、フォトマイクロセン
サＳDGがドグ232を検出した場合には、このまま引き続
く作動を実行することは危険と判断し、前記作動をやり
直す。

【００２１】また、半導体チップを吸引したか否かは真
空センサＳVにおける差圧の変化によって判断する。そ
して、半導体チップの吸引を確認したら、前記と逆の作
動によりノズル１０を上昇させた後、平面モータＭP 等
の走行体が走行を開始し、半導体チップを搭載すべき基
板の所定位置まで移動する。このとき、真空センサＳV
が検出した差圧の変化が所定値以下の場合には、ノズル
１０が半導体チップを吸引していると否とに拘わらず、
前記制御装置が半導体チップの吸引を失敗したものと判
断し、ノズル１０による半導体チップの吸引作動を再度
実行する。

【００２２】この移動と並行して前記制御装置から回動
モータ３０に作動信号が出力され、タイミングベルトＢ
3によってプーリ１２を介してノズル１０を所定角度回
動させ、半導体チップを搭載すべき基板上の位置に位置
合わせする。このノズル１０の回動方向の原点出しは、
ドグ３２と透過型のフォトマイクロセンサＳTとで行わ
れる。

【００２３】しかる後、ノズル１０を、再度下降して半
導体チップの吸引を解除し、半導体チップを基板上の所
定位置に搭載する。このとき、半導体チップは、基板上
に仮置きの状態にあり、引き続く工程で基板にはんだ付
けされる。このようにして、半導体チップを基板上に搭
載した後、前記制御装置は、ノズル１０を再上昇させ、
平面モータＭP 等の走行体をヘッド装置１と共に元の位
置に復帰させる。

【００２４】本発明のヘッド装置１は、以上のようにし
てノズル１０の昇降と回動を迅速に行って、半導体チッ
プを基板の所定位置に搭載してゆく。このとき、ヘッド
装置１は、５つのノズル１０から選択した所望のノズル
１０あるいは全部のノズル１０を単一の昇降モータ２２
で昇降させると共に、単一の回動モータ３０で回動させ
ることができる。このため、複数のノズル１０の昇降と
回動とを回動させる駆動手段が２つで済むので、ヘッド
装置１の重量が従来に比べて飛躍的に減少し、製造コス
トが低減される。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、複数のノズルを単一の昇降手段で昇降すること
ができ、軽量で製造コストの低減が可能なチップマウン
タのヘッド装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップマウンタのヘッド装置を示す正
面図である。

【図２】前記ヘッド装置の左側面図である。

【図３】前記ヘッド装置の一部を断面にしてノズルを示
した左側面図である。

【図４】前記ヘッド装置の一部を断面にして示した平面
図である。

【図５】前記ヘッド装置の右側面図である。

【図６】前記ヘッド装置を下側から見た底面図である。

【図７】前記ヘッド装置のノズル下部側を断面にして示
した左側面図である。

【図８】前記ヘッド装置のノズル上部側を断面にして示
した左側面図である。

【図９】前記ヘッド装置の昇降手段の主要部の分解斜視
図である。

【図１０】前記ヘッド装置の駆動アームと係合手段との
関係を示す断面図である。

【図１１】前記ヘッド装置におけるフリーアームの回動
に伴うノズルの昇降作動を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ヘッド装置（チップマウンタ
の） ２ アングルベース ３ ボールスプライン ４ サイドプレート ５ 固定板 ６ 引っ張りばね ７ ストッパボルト ８ ヘッドリング照明 ９ ペティカメラ １０ ノズル １１ ブッシュホルダ １２ プーリ １３ ビット １４ ロータリー継手 １５ エアチューブ １６ 真空発生器 ２０ 昇降手段 ２１ 回動軸 ２２ 昇降モータ ２３ フリーアーム ２４ 駆動アーム ２５ 電磁シリンダ（係合手段） ２６ ドグ ２７ プーリ ２８ 固定ブロック ３０ 回動モータ（回動手段） Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 タイミングベルト ＭP 平面モータ ＳV 真空センサ ＳDG，ＳUD，ＳT フォトマイクロセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行体に取り付けられ、複数のノズルを
   昇降させる昇降手段と、前記複数のノズルを回動させる
   回動手段とを供え、半導体チップを所定位置にマウント
   するチップマウンタのヘッド装置において、 前記昇降手段は、回動軸、前記回動軸を駆動する駆動手
   段並びに前記複数のノズル毎に設けられるフリ−アー
   ム，駆動アーム及び係合手段を備え、前記各フリ−アー
   ムは、前記回動軸に自由回転自在に支持されると共に、
   一端が対応する前記ノズルと連結され、前記各駆動アー
   ムは、前記回動軸に固定されると共に係合部を有し、前
   記各係合手段は、対応する前記フリ−アームに支持さ
   れ、選択信号に基づいて前記駆動アームの係合部に係
   合，離脱することを特徴とするチップマウンタのヘッド
   装置。