JPH10150092A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コレットをＶＣＭで昇降させる際の位置決め
精度を高める。 【解決手段】 ペレットボンディング装置１０のコレッ
ト３８はピックアップステージ１１でペレット２を保持
し、ボンディングステージ４８でペレット２をタブ８に
ボンディングする。コレット３８の支持腕３７はスプリ
ングで支持梁３４に懸架され、ＶＣＭ（ボイスコイルモ
ータ）４２で昇降駆動される。ＶＣＭ４２の制御回路に
はコレット３８、支持腕３７の自重とスプリングの弾性
力との関係を一定に支持するバランス維持回路が介設さ
れている。 【効果】 ボンディングステージでコレットがペレット
をタブにボンディングする際、バランス維持回路によっ
て自重とスプリングの弾性力とをバランスさせることが
できるため、ＶＣＭで高い位置決め精度を確保でき、高
いボンダビリティーを確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、昇降技術、特に、
昇降部材がボイスコイルモータによって駆動される昇降
技術に関し、半導体装置の製造工程において、半導体ペ
レット（以下、単にペレットという。）を基板にボンデ
ィングするのに利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、ペレッ
トをコレットによって真空吸着保持してピックアップす
るとともに、コレットで保持したままペレットをリード
フレームのタブに移送してボンディングするペレットボ
ンディング装置として、昇降部材であるコレットをボイ
スコイルモータ（以下、ＶＣＭという。）によって駆動
して昇降させる技術を採用することが考えられる。

【０００３】このようにコレットをＶＣＭによって駆動
して昇降させる場合には、コレットおよびコレットを支
持する支持腕等の重量がＶＣＭに加わらないようにする
ため、支持腕をスプリングによって懸架してフローティ
ング支持する技術を採用することが考えられる。

【０００４】なお、ペレットボンディング技術を述べて
ある例としては、株式会社日経ＢＰ社１９９３年５月３
１日発行の「ＶＬＳＩパッケージング技術（下）」Ｐ１
７〜Ｐ２２がある。。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】コレットをＶＣＭによ
って駆動して昇降させるペレットボンディング装置にお
いて、コレットを支持する支持腕をスプリングによって
懸架してコレット等の重量がＶＣＭに加わらないように
構成した場合には、コレットがペレットをピックアップ
する高さと、コレットがペレットをボンディングする高
さとは相異なるため、ピックアップする時にＶＣＭに作
用するスプリングの弾性力と、ボンディングする時にＶ
ＣＭに作用するスプリングの弾性力とが相異なることに
なり、その結果、ピックアップ時またはボンディング時
のコレットの位置決め精度が低下するという問題点があ
ることが本発明者によって明らかにされた。

【０００６】本発明の目的は、昇降部材をボイスコイル
モータによって駆動して昇降させる際の位置決め精度を
高めることができる昇降技術を提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【０００９】すなわち、スプリングによって懸架された
昇降部材がボイスコイルモータによって駆動されて昇降
する昇降装置において、前記スプリングに加わる前記昇
降部材の重力と前記昇降部材の昇降に追従して変動する
前記スプリングの弾性力との関係を一定に維持するバラ
ンス維持回路が、前記ボイスコイルモータの制御回路に
介設されていることを特徴とする。

【００１０】前記した手段によれば、スプリングの弾性
力と昇降部材に加わる重力とがバランスしない状況にお
いても、ボイスコイルモータにおいてバランスを維持さ
せることができるため、常にバランスが維持された状況
で昇降部材は所定の仕事を果たすことができる。例え
ば、昇降部材がボイスコイルモータによって下降されて
指定された高さで仕事を実行しようとした場合におい
て、スプリングの弾性力と昇降部材の自重とがバランス
していないと、ボイスコイルモータによる位置決め精度
はスプリングの弾性力の影響を受けて低下するため、精
度の高い仕事を実現することができない。しかし、前記
した手段によれば、ボイスコイルモータ側でスプリング
の弾性力の影響を修正することにより、スプリングの弾
性力と昇降部材の自重とのバランスが維持されるため、
昇降部材は所定の高さで精度よく位置決めされ、その結
果、精度の高い仕事を実現することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ペレットボンディング装置を示す一部省略一部切断側面
図である。図２はその一部省略一部切断正面図である。
図３はニードル用ＶＣＭ制御回路を示す回路図である。
図４はコレット用ＶＣＭ制御回路を示す回路図である。

【００１２】本実施形態において、本発明に係る昇降装
置は、半導体装置の製造工程において、ダイシングされ
たペレットを粘着シートからコレットによって真空吸着
保持してピックアップするとともに、コレットで保持し
たままペレットをリードフレームのタブに移送してボン
ディングするペレットボンディング装置に使用されてい
る。このペレットボンディング装置１０における一方の
ワークとしてのペレット付粘着シート（以下、ワークと
いうことがある。）１は、次のように製造されてペレッ
トボンディング装置１０に供給されて来る。

【００１３】半導体装置の製造工程における所謂前工程
において、各ペレット２毎にトランジスタやダイオー
ド、半導体集積回路装置、光半導体装置等が作り込まれ
たウエハ（図示せず）は、ウエハ検査工程において電気
的特性試験や外観検査等により、良品のペレット、不良
品のペレットに選別される。このとき、不良品のペレッ
トにはマークが付される。

【００１４】シート粘着工程において、検査済のウエハ
の裏側の主面には粘着シート３が粘着される。粘着シー
ト３は伸縮性を有する樹脂が用いられてウエハよりも大
径の薄膜形状に形成されているシート基材４を備えてお
り、シート基材４の片側主面に適当な粘着材が塗布され
て粘着材層５が形成されている。

【００１５】ダイシング工程において、ウエハは小物品
としての各ペレット２に分断される。このとき、ウエハ
の裏面に粘着されている粘着シート３はダイシングによ
って切断されないため、ペレット２群はばらばらになら
ずに一群にまとまった状態になっている。

【００１６】治具装着工程において、粘着シート３の外
周部にリング６が装着される。リング６はステンレス鋼
等の剛性材料が用いられて、ウエハよりも大径の円形リ
ング形状に形成されている。粘着シート３はリング６の
枠内に対向するように配された後に、径方向外向きに引
き伸ばされ、その外周辺部がリング６に固定される。こ
のとき、粘着シート３の伸びに伴って隣合うペレット
２、２間が離れることになる。

【００１７】ペレットボンディング装置１０はピックア
ップステージ１１を備えており、ピックアップステージ
１１の機台の上にはワーク１を保持するテーブル１２が
設備されている。テーブル１２は保持したワーク１を駆
動装置によってＸＹＺおよびθ方向に移動し得るように
構成されている。また、ピックアップステージ１１の機
台の上にはニードル昇降装置１３がテーブル１２に保持
されたワーク１に対向するように設備されている。ニー
ドル昇降装置１３は略チャンネル型鋼形状のフレーム１
４を備えており、フレーム１４は機台の上面に据え付け
られている。フレーム１４の片側（以下、左側とす
る。）の側壁内面にはガイドレール１５が垂直方向に敷
設されており、ガイドレール１５には昇降台１６が垂直
方向に摺動自在に設けられている。昇降台１６には支持
筒１７が固定されている。

【００１８】他方、フレーム１４の右側の側壁内面には
ステッピングモータ１８が水平方向左向きに据え付けら
れており、ステッピングモータ１８の回転軸にはカム１
９が直交するように固定されている。カム１９の外周面
であるカム面には支持筒１７に形成されたカムフォロー
部２０が上側から当接されている。したがって、支持筒
１７はカム１９によって支持されているとともに、カム
１９の回転に追従して昇降されるようになっている。

【００１９】支持筒１７は大略筒形状に形成されてお
り、その上端部にはヘッド２１が一体移動するように突
設されている。ヘッド２１は上端部が略半球形状に形成
されており、ヘッド２１の上端の半球形状面によって粘
着シート３を下から持ち上げるように押す粘着シート押
さえ面２２が形成されている。ヘッド２１にはガイド孔
２３が４本、ペレット２の外径よりも小さい正方形の四
つ角にそれぞれ配されて垂直方向に延在するように開設
されており、各ガイド孔２３には突き上げ部材としての
ニードル２４がそれぞれ垂直方向に摺動自在に挿通され
ている。各ガイド孔２３に摺動自在に挿通された４本の
ニードル２４は垂直方向下側からペレット２を均等に突
き上げて水平に持ち上げることができるように支承され
た状態になっている。

【００２０】支持筒１７の筒中空部内には突き上げ台２
５が垂直方向に摺動自在に嵌入されており、突き上げ台
２５は支持筒１７に上端が係止された引っ張りコイルス
プリング（以下、スプリングという。）２６によって懸
架されている。すなわち、突き上げ台２５はスプリング
２６によってフローティング支持された状態になってい
る。支持筒１７の底壁の上にはリニアＤＣモータである
ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭという。）２７が設
備されている。このＶＣＭ（以下、ニードル用ＶＣＭと
いう。）２７は突き上げ台２５を支持筒１７に対して上
下動させることにより、ニードル２４を昇降させるよう
になっている。すなわち、ニードル用ＶＣＭ２７のマグ
ネットから構成されたステータ２８は支持筒１７の底壁
の上に垂直方向上向きに据え付けられており、移動体を
構成するボイスコイル２９は突き上げ台２５の下面に固
定されている。ボイスコイル２９には図３に示されてい
るニードル用ＶＣＭ制御回路５０が電気的に接続されて
いる。

【００２１】支持筒１７の天井壁下面には磁気センサ等
から構成された位置センサ３０が垂直方向下向きに取り
付けられており、位置センサ３０は突き上げ台２５の被
検出部の位置を検出することによって、ニードル２４す
なわちボイスコイル２９の実位置を検出するようになっ
ている。位置センサ３０は図３に示されているニードル
用ＶＣＭ制御回路に電気的に接続されており、検出した
実位置を送信するようになっている。

【００２２】図３に示されているニードル用ＶＣＭ制御
回路５０は、ＣＰＵから構成されたコントローラ５１、
指令出力用Ｄ／Ａコンバータ５２、第１のＯＰアンプ５
３、第２のＯＰアンプ５４、出力制限用Ｄ／Ａコンバー
タ５５、第３のＯＰアンプ５６、パワーアンプ５７、位
置センサアンプ５８、Ａ／Ｄコンバータ５９を備えてお
り、後述する作用を実現するように構成されている。

【００２３】ピックアップステージ１１と後記するボン
ディングステージ４８との間にはＸＹテーブル３１が敷
設されており、ＸＹテーブル３１の上にはコレット昇降
装置３３を保持するスタンド３２が垂直に立設されてい
る。コレット昇降装置３３は支持梁３４を備えており、
支持梁３４はスタンド３２の上端に水平方向左向きに張
り出されて据え付けられている。スタンド３２の左側の
側壁面にはガイドレール３５が垂直方向に敷設されてお
り、ガイドレール３５には昇降台３６が垂直方向に摺動
自在に設けられている。昇降台３６には支持腕３７が水
平方向左向きに張り出されて固定されており、支持腕３
７の左端にはコレット３８が垂直方向下向きに支持され
ている。コレット３８には負圧供給路３９の一端が流体
的に接続されており、負圧供給路３９の他端は負圧供給
ユニット４０に接続されている。

【００２４】支持腕３７は支持梁３４に上端が係止され
た引っ張りコイルスプリング（以下、スプリングとい
う。）４１によって懸架されている。すなわち、コレッ
ト３８はスプリング４１によってフローティング支持さ
れた状態になっている。支持梁３４の左端部にはコレッ
ト用ＶＣＭ４２が垂直方向に設備されており、コレット
用ＶＣＭ４２は支持腕３７を支持梁３４に対して上下動
させることにより、コレット３８を昇降させるようにな
っている。すなわち、コレット用ＶＣＭ４２のマグネッ
トから構成されたステータ４３は支持梁３４の下面に垂
直方向下向きに据え付けられており、移動体を構成する
ボイスコイル４４は支持腕３７の上面に固定されてい
る。ボイスコイル４４には図４に示されているコレット
用ＶＣＭ制御回路６０が電気的に接続されている。

【００２５】支持梁３４の左端部にはブラケット４５が
水平方向に張り出されており、ブラケット４５にはホト
センサ等から構成された位置センサ４６が垂直方向下向
きに取り付けられている。位置センサ４６は支持腕３７
に突設された被検出部４７の位置を検出することによ
り、コレット３８すなわちボイスコイル４４の実位置を
検出するようになっている。位置センサ４６はコレット
用ＶＣＭ制御回路６０に電気的に接続されており、検出
したコレット３８の実位置を送信するようになってい
る。

【００２６】図４に示されているコレット用ＶＣＭ制御
回路６０は、ＣＰＵから構成されたコントローラ６１、
指令出力用Ｄ／Ａコンバータ６２、第１のＯＰアンプ６
３、第２のＯＰアンプ６４、パワーアンプ６５、位置セ
ンサアンプ６６、バランス維持回路６７を備えており、
バランス維持回路６７にはバランス維持用Ｄ／Ａコンバ
ータ６８、第３のＯＰアンプ６９、第４のＯＰアンプ７
０が設けられている。コレット用ＶＣＭ制御回路６０お
よびバランス維持回路６７は後述する作用を実現するよ
うに構成されている。なお、７１は固定抵抗である。

【００２７】図１に示されているように、ボンディング
ステージ４８には他方のワークであるリードフレーム７
を支持するとともにピッチ送りするフィーダ４９が設備
されている。リードフレーム７はペレット２がボンディ
ングされるタブ８と複数本のリードとがフレーム（外
枠）によって一体的に吊持されており、複数のリードフ
レーム７が多連に連結された状態でフィーダ４９によっ
てピッチ送りされるようになっている。ボンディングス
テージ４８に送られる前の工程（図示せず）において、
タブ８にはペレットボンディング層を形成するための接
着剤層９が塗布される。

【００２８】次に作用を説明する。ワーク１がペレット
２を上側にした状態でテーブル１２に保持されてアライ
メントされると、ステッピングモータ１８の駆動によっ
てカム１９が回転され、支持筒１７が全体的に上昇され
る。この上昇によって、ヘッド２１の上面の粘着シート
押さえ面２２がワーク１の粘着シート３を押し上げる。
粘着シート押さえ面２２は凸状球面に形成されているた
め、粘着シート３は凸状球面に沿って上方に弯曲した状
態になる。

【００２９】続いて、ニードル用ＶＣＭ制御回路５０の
制御によってニードル用ＶＣＭ２７が上昇作動され、支
持筒１７内で突き上げ台２５が上昇される。突き上げ台
２５の上昇によってヘッド２１に対して４本のニードル
２４が均等に上昇され、図１に示されているように、各
ニードル２４の上端部が粘着シート押さえ面２２から上
方に均等に突出される。このニードル２４の先端部の突
出により、粘着シート３のニードル２４により突かれた
部分はニードル２４によって突き破られ、この突き破ら
れた粘着シート３の上面に粘着されているペレット２は
４本のニードル２４によって水平に持ち上げられて粘着
シート３から剥離される。

【００３０】このとき、４本のニードル２４はペレット
２を傾けることなく水平に持ち上げて剥離させる。ま
た、粘着シート押さえ面２２が凸状球面に形成されてい
ることにより、ニードル２４に突き上げられるペレット
２は最も上に位置するため、周りのペレット２群が連れ
上がりすることがない。

【００３１】他方、ワーク１がペレット２を上側にした
状態でテーブル１２に保持されてアライメントされる
と、ＸＹテーブル３１によってコレット３８が所定のペ
レット２の真上に位置される。続いて、コレット用ＶＣ
Ｍ制御回路６０の制御によってコレット用ＶＣＭ４２が
下降作動され、コレット３８がワーク１に接近される。
この際、ニードル２４によってペレット２が水平に持ち
上げられて来ると、コレット３８はペレット２を真空吸
着保持する。

【００３２】ニードル２４がペレット２をコレット３８
に受け渡すと、ニードル用ＶＣＭ制御回路５０によって
ニードル用ＶＣＭ２７が下降作動されて、突き上げ台２
５が支持筒１７内で下降される。突き上げ台２５の下降
によってニードル２４が下降されて支持筒１７内に引き
込められ、かつ、支持筒１７がステッピングモータ１８
によって全体的に下降されると、テーブル１２がＸＹＺ
方向に適宜移動され、次回に昇降すべきペレット２がニ
ードル２４の真上に対向配置される。

【００３３】他方、ペレット２を受け渡されたコレット
３８はＸＹテーブル３１の移動によってピックアップス
テージ１１からボンディングステージ４８に移送され
る。コレット３８が他方のワークとしてのリードフレー
ム７の被ボンディング部であるタブ８に対向されると、
コレット用ＶＣＭ制御回路６０の制御によってコレット
用ＶＣＭ４２が下降作動されてコレット３８が下降され
る。この下降により、コレット３８に真空吸着保持され
たペレット２はタブ８の接着剤層９に接着されてボンデ
ィングされることになる。

【００３４】ペレット２をタブ８にボンディングする
と、コレット用ＶＣＭ制御回路６０によってコレット用
ＶＣＭ４２が上昇作動されてコレット３８が待機高さま
で上昇される。続いて、コレット３８はＸＹテーブル３
１の移動によってボンディングステージ４８からピック
アップステージ１１に戻され、次回のピックアップ作動
に待機する。

【００３５】他方、ペレット２をタブ８にボンディング
されたリードフレーム７はフィーダ４９によって１ピッ
チだけ歩進送りされ、次回のボンディング作動に待機す
る状態になる。

【００３６】以降、前記作動が繰り返されることによっ
て、ワーク１の粘着シート３からペレット２が順次ピッ
クアップされるとともに、リードフレーム７のタブ８に
ボンディングされて行く。

【００３７】ところで、ペレット２を粘着シート３から
剥離させるためのニードル２４の上昇作動がステッピン
グモータによって実行される従来例の場合には、粘着シ
ート３の粘着力が強いと、ステッピングモータの駆動力
をもってニードル２４がペレット２を強く突く状態にな
るため、ペレット２やニードル２４が損傷される危険性
がある。

【００３８】しかし、本実施形態においては、ペレット
２を粘着シート３から剥離させるためのニードル２４の
上昇作動がニードル用ＶＣＭ２７によって実行されるた
め、ペレット２を粘着シート３からニードル２４によっ
て剥離させる際に、ペレット２やニードル２４が損傷さ
れるのを防止することができる。

【００３９】すなわち、ペレット２を粘着シート３から
ニードル２４によって剥離させる際に、ニードル２４を
上昇させるためのボイスコイル２９は磁力によって上方
に付勢された状態になっているが、機械的には空中に浮
いた状態になっているため、ニードル２４がペレット２
に突き当たった時の衝撃を空間的に吸収することができ
る。しかも、ボイスコイル２９のイナーシャ（質量×加
速度）はステッピングモータに比べて遙に小さいので、
ニードル２４がペレット２に突き当たった時の衝撃自体
もきわめて小さく抑制されることになる。

【００４０】また、ペレット２を粘着シート３からニー
ドル２４によって剥離させる突き上げ力をニードル用Ｖ
ＣＭ制御回路５０によって任意に設定することにより、
ニードル２４がペレット２に突き当たった時の衝撃力を
抑制することができる。

【００４１】すなわち、図３において、ペレット２を粘
着シート３からニードル２４によって剥離させるための
指令データがコントローラ５１から出力されると、指令
出力用Ｄ／Ａコンバータ５２はアナログ位置指令信号を
生成する。この信号に基づいてボイスコイル２９に電力
が供給され、前述したようにニードル２４が上昇され
る。他方、ニードル２４の実際の上昇位置は位置センサ
３０によって検出され、位置センサアンプ５８およびＡ
／Ｄコンバータ５９を通じて、コントローラ５１および
第２のＯＰアンプ５４に送信される。第２のＯＰアンプ
５４によって指令位置と実位置との差がとられ、差信号
がパワーアンプ５７に出力される。このとき、出力制限
用Ｄ／Ａコンバータ５５はコントローラ５１からの出力
制限データに基づいてパワーアンプ５７への出力を制限
する。コントローラ５１は指令位置と実位置との差信号
に基づいてペレット２を粘着シート３からニードル２４
によって剥離させるために最適の出力制限データを作成
し、出力制限用Ｄ／Ａコンバータ５５へ送信する。

【００４２】以上のようにしてニードル用ＶＣＭ制御回
路５０はペレット２を粘着シート３からニードル２４に
よって剥離させる突き上げ力を、ニードル２４の実際の
位置に基づいて逐次に最適値に設定することができるた
め、ニードル２４がペレット２に突き当たった時の衝撃
力はきわめて小さく抑制されることになり、その結果、
ペレット２を粘着シート３からニードル２４によって剥
離させる際に、ペレット２やニードル２４が損傷される
のをより一層確実に防止することができる。

【００４３】ところで、ニードル２４によって持ち上げ
られて来たペレット２を受け取るコレット３８の高さ位
置がずれると、コレット３８がニードル２４によって支
持されたペレット２に衝突することにより、相対的にニ
ードル２４がペレット２を強く突く状態になるため、ペ
レット２やニードル２４が損傷される危険性がある。そ
こで、ピックアップステージ１１において、コレット３
８の下降高さの位置決め精度を高く確保するために、支
持腕３７を懸架するスプリング４１の弾性力とコレット
３８や支持腕３７の重量とがバランスするように、スプ
リング４１のばね特性が設定されている。

【００４４】ところが、図１に示されているように、ピ
ックアップステージ１１においてコレット３８がニード
ル２４からペレット２を受け取る高さと、ボンディング
ステージ４８においてコレット３８がペレット２をタブ
８にボンディングする高さとの間には差Ｅがある。した
がって、ボンディングステージ４８においてコレット３
８がペレット２をタブ８にボンディングする際には、ス
プリング４１の弾性力とコレット３８や支持腕３７の重
量とはバランスしない状態になるため、スプリング４１
の弾性力が支持腕３７に加わる。その結果、コレット３
８によってペレット２がタブ８にボンディングされる際
の位置決め精度が低下し、ボンダビリティーが低下して
しまう。例えば、コレット３８の下降量が不足した場合
にはコレット３８によるペレット２の接着剤層９への押
接が不足し、コレット３８の下降量が過多である場合
（所謂オーバーシュートの場合）にはペレット２がタブ
８に衝突してしまう。

【００４５】しかし、本実施形態においては、スプリン
グ４１に加わるコレット３８や支持腕３７の重力とコレ
ット３８の昇降に追従して変動するスプリング４１の弾
性力との関係を一定に維持するバランス維持回路６７
が、コレット用ＶＣＭ制御回路６０に介設されているた
め、ボンディングステージ４８においてコレット３８が
ペレット２をタブ８にボンディングするに際しても、コ
レット用ＶＣＭ４２によって高い位置決め精度を確保す
ることができ、高いボンダビリティーを確保することが
できる。これを図４によって説明する。

【００４６】ピックアップステージ１１においてニード
ル２４からペレット２を受け取るべくコレット３８を下
降させる場合には、指令データがコントローラ６１が出
力される。指令データが出力されると、指令出力用Ｄ／
Ａコンバータ６２はアナログ位置指令信号を生成する。
この信号に基づいてボイスコイル４４に電力が供給さ
れ、前述したようにコレット３８がニードル２４からペ
レット２を受け取る高さに下降される。他方、コレット
３８の実際の下降位置は位置センサ４６によって検出さ
れ、位置センサアンプ６６を通じて第２のＯＰアンプ６
４に送信される。第２のＯＰアンプ６４によって指令位
置と実位置との差がとられ、差信号がパワーアンプ６５
に出力される。このとき、スプリング４１のばね特性は
ピックアップステージ１１においてバランスするように
設定されているため、指令位置と実位置との差は適正な
範囲内になる。

【００４７】他方、ボンディングステージ４８において
ペレット２をタブ８にボンディングすべくコレット３８
を下降させる場合には、バランス維持データがコントロ
ーラ６１からバランス維持回路６７に出力される。バラ
ンス維持データが出力されると、バランス維持回路６７
のバランス維持用Ｄ／Ａコンバータ６８はアナログ位置
指令信号を生成する。この信号に基づいてバランス維持
信号が第３のＯＰアンプ６９および第４のＯＰアンプ７
０を通じて差動アンプである第２のＯＰアンプ６４に出
力される。第２のＯＰアンプ６４はパワーアンプ６５を
通じてボイスコイル４４に電力を供給させ、前述したよ
うにコレット３８がペレット２をタブ８にボンディング
する高さまで下降される。他方、コレット３８の実際の
下降位置は位置センサ４６によって検出され、位置セン
サアンプ６６を通じて第２のＯＰアンプ６４に送信され
る。第２のＯＰアンプ６４によって指令位置と実位置と
の差がとられ、差信号がパワーアンプ６５に出力され
る。また、バランス維持回路６７の第４のＯＰアンプ７
０にはボイスコイル４４の電流がフィードバックされ
る。

【００４８】以上説明した前記実施の形態によれば次の
効果が得られる。 スプリング４１に加わるコレット３８や支持腕３７
の重力とコレット３８の昇降に追従して変動するスプリ
ング４１の弾性力との関係を一定に維持するバランス維
持回路６７を、コレット用ＶＣＭ制御回路６０に介設す
ることにより、ボンディングステージ４８においてコレ
ット３８がペレット２をタブ８にボンディングするに際
しても、コレット用ＶＣＭ４２によって高い位置決め精
度を確保することができるため、高いボンダビリティー
を確保することができる。

【００４９】 ニードル２４により持ち上げられて来
たペレット２を受け取るコレット３８の下降作動がコレ
ット用ＶＣＭ４２によって実行されるように構成するこ
とにより、ペレット２をニードル２４から受け取る際に
ペレット２やニードル２４に衝撃が加わるのを防止する
ことができるため、ペレット２やニードル２４が損傷さ
れるのを防止することができる。

【００５０】 ニードル２４により持ち上げられて来
たペレット２を受け取るコレット３８の下降作動がコレ
ット用ＶＣＭ４２によって実行されるように構成すると
ともに、コレット３８や支持腕３７を懸架するスプリン
グ４１のばね特性を、コレット３８がペレット２を受け
取る高さでスプリング４１の弾性力とコレット３８や支
持腕３７の重量とがバランスするように設定することに
より、ニードル２４によって持ち上げられて来たペレッ
ト２を受け取るコレット３８の高さ位置がずれるのを防
止することができるため、コレット３８がニードル２４
によって支持されたペレット２に衝突するのを防止する
ことができ、その結果、ペレット２やニードル２４が損
傷されるのを防止することができる。

【００５１】 ペレット２を粘着シート３から剥離さ
せるためのニードル２４の上昇作動がニードル用ＶＣＭ
２７によって実行されるように構成することにより、ニ
ードル２４がペレット２に突き当たった時の衝撃を空間
的に吸収することができるとともに、ニードル２４がペ
レット２に突き当たった時の衝撃自体もきわめて小さく
抑制することができるため、ペレット２を粘着シート３
からニードル２４によって剥離させる際に、ペレット２
やニードル２４が損傷されるのを防止することができ
る。

【００５２】 ペレット２を粘着シート３からニード
ル２４によって剥離させる突き上げ力をニードル用ＶＣ
Ｍ制御回路５０によって任意に設定することにより、ニ
ードル２４がペレット２に突き当たった時の衝撃力を抑
制することができるため、ペレット２を粘着シート３か
らニードル２４によって剥離させる際に、ペレット２や
ニードル２４が損傷されるのをより一層確実に防止する
ことができる。

【００５３】図５は本発明の実施形態２であるペレット
ボンディング装置のコレット昇降装置を示す一部省略一
部切断正面図である。

【００５４】本実施形態２が前記実施形態１と異なる点
は、コレット３８を懸架するスプリング４１を省略する
ことができるように構成した点である。すなわち、スタ
ンド３２の上端には直角に屈曲されたパイプ７２が一方
の片側部分が垂直方向下向きに、他方の片側部分が水平
方向右向きに配されて固定されており、パイプ７２の下
向き開口部７３にはコレット３８が昇降自在に嵌入され
ているとともに、横向き開口部７４にはコレット用ＶＣ
Ｍ４２のボイスコイル４４に直結されたスライダ７５が
摺動自在に嵌入されている。パイプ７２には液体や気体
等の流体７６がシール状態を維持するように封入されて
おり、コレット３８は自然状態において流体７６によっ
て吸着保持されるようになっている。

【００５５】本実施形態２において、コレット用ＶＣＭ
４２によってスライダ７５がパイプ７２に押し込められ
ると、その分だけパイプ７２に封入された流体７６が押
されるため、パイプ７２の下向き開口部７３に保持され
たコレット３８が下降する。反対に、コレット用ＶＣＭ
４２によってスライダ７５がパイプ７２から引き出され
ると、その分だけパイプ７２に封入された流体７６が吸
い込まれるため、パイプ７２の下向き開口部７３に保持
されたコレット３８は上昇する。

【００５６】本実施形態２によれば、コレット３８はパ
イプ７２の流体７６によって実質的に保持されて昇降さ
れるため、ピックアップステージ１１とボンディングス
テージ４８とで位置決めすべき高さが相異なっても、コ
レット３８の位置決め精度は前記実施形態１のようにス
プリングの弾性力の変動に影響されない。したがって、
本実施形態２によれば、前記実施形態１のバランス維持
回路を省略することができる。

【００５７】図６は本発明の実施形態３であるペレット
ボンディング装置のコレット昇降装置を示す一部省略一
部切断側面図である。

【００５８】本実施形態３は、前記実施形態２とパイプ
７２に封入されてコレット用ＶＣＭ４２のスライダ７５
の動作を伝達する媒体が多数個のボール７７によって構
成されている点だけが異なる。したがって、本実施形態
３によれば、前記実施形態２と同様の作用効果が奏され
る。

【００５９】図７は本発明の実施形態４であるコレット
用ＶＣＭ制御回路を示す回路図である。

【００６０】本実施形態４のコレット用ＶＣＭ制御回路
８０が前記実施形態１のコレット用ＶＣＭ制御回路６０
と異なる点は、コレット用ＶＣＭ４２の動作ストローク
に対しての出力特性を記憶したメモリーが介設されてお
り、コレット用ＶＣＭ４２の駆動時に実位置に対応して
出力ゲインが変更されて出力を全ストロークにわたって
一定に制御するように構成されている点にある。

【００６１】すなわち、図７に示されているコレット用
ＶＣＭ制御回路８０は、ＣＰＵから構成されたコントロ
ーラ８１、指令出力用Ｄ／Ａコンバータ８２、第１のＯ
Ｐアンプ８３、差動アンプである第２のＯＰアンプ８
４、出力制限用Ｄ／Ａコンバータ８５、第３のＯＰアン
プ８６、パワーアンプ８７、カウンタ８８、実位置用Ａ
／Ｄコンバータ８９、第４のＯＰアンプ９０およびメモ
リー９１を備えており、メモリー９１にはコレット用Ｖ
ＣＭ４２の動作ストロークに対しての出力特性に対応し
てコレット用ＶＣＭ４２のストロークを全体にわたって
一定になるように制御するためのテーブルが予め記憶さ
れている。

【００６２】一般に、ＶＣＭのストロークの特性は動作
範囲全体でフラットでなく、中心が大きく両端部が下が
る特性を示すことが知られている。したがって、コレッ
ト用ＶＣＭ４２がストローク特性の両端付近で使用され
る場合には適正なボンダビリティーを確保することがで
きないし、ペレットやニードルの損傷が発生する危険性
がある。そこで、本実施形態４においては、コレット用
ＶＣＭ４２のストローク特性が動作範囲内でフラットに
なるように制御するものとしている。

【００６３】例えば、ボンディングステージ４８におい
てペレット２をタブ８にボンディングすべくコレット３
８を下降させるための指令データがコントローラ８１か
ら出力されると、指令出力用Ｄ／Ａコンバータ８２はア
ナログ位置指令信号を生成する。この信号に基づいてボ
イスコイル４４に電力が供給され、コレット３８が下降
される。コレット３８の実際の下降位置は位置センサ４
６によって検出され、カウンタ８８を通じて実位置用Ｄ
／Ａコンバータ８９およびメモリー９１に送信される。

【００６４】メモリー９１は実位置のデータによってア
ドレスデータを読み出し、実位置に対するゲインを動作
に合わせて出力制限用Ｄ／Ａコンバータ８５に出力制限
データを送信する。他方、実位置用Ｄ／Ａコンバータ８
９は実位置を第４のアンプ９０を介して差動アンプであ
る第２のＯＰアンプ８４に出力する。差動アンプである
第２のＯＰアンプ８４によって指令位置と実位置との差
がとられ、差信号が出力制限用Ｄ／Ａコンバータ８５お
よび第３のＯＰアンプ８６を介してパワーアンプ８７に
出力される。このとき、出力制限用Ｄ／Ａコンバータ８
５はメモリー９１からの出力制限データに基づいて第３
のＯＰアンプ８６およびパワーアンプ８７への出力を制
限することにより、ストロークを一定に維持させる。

【００６５】以上のようにしてコレット用ＶＣＭ制御回
路８０はメモリー９１に予め記憶されたコレット用ＶＣ
Ｍ４２の動作ストロークに対しての出力特性によって、
コレット用ＶＣＭ４２のストローク特性が動作範囲内に
おいてフラットになるように制御することができるた
め、動作ストロークをボンディング作動およびピックア
ップ作動にそれぞれ最適値に設定することができる。そ
の結果、良好なボンダビリティーを確保することができ
るとともに、ピックアップ作動時にペレットやニードル
が損傷されるのを防止することができる。

【００６６】図８は本発明の実施形態５であるコレット
用ＶＣＭ制御回路を示す回路図である。

【００６７】本実施形態５のコレット用ＶＣＭ制御回路
９２は、前記実施形態４のコレット用ＶＣＭ制御回路８
０と出力制限用Ｄ／Ａコンバータ８５がコントローラ８
１により制御される点だけが異なる。したがって、本実
施形態５によれば、前記実施形態４と同様の作用効果が
奏される。なお、図８において、９３は位置センサアン
プ、９４はＡ／Ｄコンバータである。

【００６８】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００６９】例えば、コレット用ＶＣＭ制御回路は、コ
レットの昇降装置に使用するに限らず、ニードルの昇降
装置にも使用することができるし、さらには、他の用途
のＶＣＭ制御回路にも適用することができる。

【００７０】ＶＣＭ制御回路の出力制限制御は、指令位
置と実位置との差による差信号に基づいて実行するよう
に構成するに限らず、実験データや過去の実績データを
使用して実行するように構成してもよい。

【００７１】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるコレッ
トの昇降技術に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、ワイヤボンディング装置に
おけるボンディングツールの昇降装置やポッティング装
置におけるポッティングヘッドの昇降装置およびスクラ
イビング装置におけるスクライビングヘッドの昇降装置
等の昇降装置全般に適用することができる。

【００７２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００７３】ボイスコイルモータによって駆動される昇
降部材を懸架したスプリングに加わる昇降部材の重力と
昇降部材の昇降に追従して変動するスプリングの弾性力
との関係を一定に維持するバランス維持回路を、ボイス
コイルモータの制御回路に介設することにより、スプリ
ングの弾性力と昇降部材に加わる重力とがバランスしな
い状況においても、ボイスコイルモータにおいてバラン
ス維持することができるため、常にバランスが維持され
た状況で昇降部材は所定の仕事を果たすことができる。

【００７４】昇降部材がボイスコイルモータによって下
降されて指定された高さで仕事を実行しようとした場合
において、スプリングの弾性力と昇降部材の自重とがバ
ランスしていないと、ボイスコイルモータによる位置決
め精度はスプリングの弾性力の影響を受けて低下するた
め、精度の高い仕事を実現することができない。しか
し、ボイスコイルモータ側でスプリングの弾性力の影響
を修正することにより、スプリングの弾性力と昇降部材
の自重とのバランスが維持されるため、昇降部材は所定
の高さで精度よく位置決めされ、その結果、精度の高い
仕事を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるペレットボンディン
グ装置を示す一部省略一部切断側面図である。

【図２】その一部省略一部切断正面図である。

【図３】ニードル用ＶＣＭ制御回路を示す回路図であ
る。

【図４】コレット用ＶＣＭ制御回路を示す回路図であ
る。

【図５】図５は本発明の実施形態２であるペレットボン
ディング装置のコレット昇降装置を示す一部省略一部切
断正面図である。

【図６】本発明の実施形態３であるペレットボンディン
グ装置のコレット昇降装置を示す一部省略一部切断正面
図である。

【図７】本発明の実施形態４であるコレット用ＶＣＭ制
御回路を示す回路図である。

【図８】本発明の実施形態５であるコレット用ＶＣＭ制
御回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１…ワーク（ペレット付粘着シート）、２…ペレット
（小物品）、３…粘着シート、４…シート基材、５…粘
着材層、６…リング、７…リードフレーム（ワーク）、
８…タブ、９…接着剤層、１０…ペレットボンディング
装置、１１…ピックアップステージ、１２…テーブル、
１３…ニードル昇降装置、１４…フレーム、１５…ガイ
ドレール、１６…昇降台、１７…支持筒、１８…ステッ
ピングモータ、１９…カム、２０…カムフォロー部、２
１…ヘッド、２２…粘着シート押さえ面、２３…ガイド
孔、２４…ニードル（突き上げ部材）、２５…突き上げ
台、２６…引っ張りコイルスプリング、２７…ボイスコ
イルモータ（ニードル用ＶＣＭ）、２８…ステータ、２
９…ボイスコイル、３０…位置センサ、３１…ＸＹテー
ブル、３２…スタンド、３３…コレット昇降装置、３４
…支持梁、３５…ガイドレール、３６…昇降台、３７…
支持腕、３８…コレット、３９…負圧供給路、４０…負
圧供給ユニット、４１…引っ張りコイルスプリング、４
２…コレット用ＶＣＭ、４３…ステータ、４４…ボイス
コイル、４５…ブラケット、４６…位置センサ、４７…
被検出部、４８…ボンディングステージ、４９…フィー
ダ、５０…ニードル用ＶＣＭ制御回路、５１…コントロ
ーラ、５２…指令出力用Ｄ／Ａコンバータ、５３…第１
のＯＰアンプ、５４…第２のＯＰアンプ、５５…出力制
限用Ｄ／Ａコンバータ、５６…第３のＯＰアンプ、５７
…パワーアンプ、５８…位置センサアンプ、５９…Ａ／
Ｄコンバータ、６０…コレット用ＶＣＭ制御回路、６１
…コントローラ、６２…指令出力用Ｄ／Ａコンバータ、
６３…第１のＯＰアンプ、６４…第２のＯＰアンプ、６
５…パワーアンプ、６６…位置センサアンプ、６７…バ
ランス維持回路、６８…バランス維持用Ｄ／Ａコンバー
タ、６９…第３のＯＰアンプ、７０…第４のＯＰアン
プ、７１…固定抵抗、７２…パイプ、７３…下向き開口
部、７４…横向き開口部、７５…スライダ、７６…流
体、７７…ボール、８０…コレット用ＶＣＭ制御回路、
８１…コントローラ、８２…指令出力用Ｄ／Ａコンバー
タ、８３…第１のＯＰアンプ、８４…第２のＯＰアン
プ、８５…出力制限用Ｄ／Ａコンバータ、８６…第３の
ＯＰアンプ、８７…パワーアンプ、８８…カウンタ、８
９…実位置用Ａ／Ｄコンバータ、９０…第４のＯＰアン
プ、９１…メモリー、９２…コレット用ＶＣＭ制御回
路、９３…位置センサアンプ、９４…Ａ／Ｄコンバー
タ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプリングによって懸架された昇降部材
   がボイスコイルモータによって駆動されて昇降する昇降
   装置において、 前記スプリングに加わる前記昇降部材の重力と前記昇降
   部材の昇降に追従して変動する前記スプリングの弾性力
   との関係を一定に維持するバランス維持回路が、前記ボ
   イスコイルモータの制御回路に介設されていることを特
   徴とする昇降装置。
2. 【請求項２】 昇降部材がボイスコイルモータによって
   駆動されて昇降する昇降装置において、 前記昇降部材がパイプの下向き開口部に進退自在に嵌入
   されているとともに、前記ボイスコイルモータのスライ
   ダがこのパイプの横向きの開口部に進退自在に嵌入され
   ており、このパイプには前記ボイスコイルモータのスラ
   イダの進退を前記昇降部材に伝達する媒体が封入されて
   いることを特徴とする昇降装置。
3. 【請求項３】 前記媒体が流体であることを特徴とする
   請求項２に記載の昇降装置。
4. 【請求項４】 前記媒体が多数個のボールであることを
   特徴とする請求項２に記載の昇降装置。
5. 【請求項５】 昇降部材がボイスコイルモータによって
   駆動されて昇降する昇降装置において、 前記ボイスコイルモータの制御回路にボイスコイルモー
   タの動作ストロークに対しての出力特性を記憶したメモ
   リーが介設されており、前記ボイスコイルモータの駆動
   時に実位置に対応して出力ゲインが変更されて出力が全
   ストロークにわたって一定に制御されることを特徴とす
   る昇降装置。
6. 【請求項６】 昇降部材がボイスコイルモータによって
   駆動されて昇降する昇降装置において、 前記ボイスコイルモータの制御回路にボイスコイルモー
   タの動作ストロークに対しての出力特性を記憶したメモ
   リーが介設されており、前記ボイスコイルモータの駆動
   時に指令位置に対応して出力ゲインを変更するゲインＤ
   ／Ａコンバータに与え全ストロークにわたって一定に制
   御されることを特徴とする昇降装置。