JPS6139529A - マウンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、たとえば回路基板（二ＩＣなどの半導体チ
ップをボンディングするマウンタ装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 厚膜混成集積回路は、通常、回路基板の所定位置にＩＣ
などの半導体チップやその他の回路素子を取り付け、そ
れらを基板に形成されている回路パターンに接続したの
ち、金属キャップなどにより密封して製作される。

従来この厚膜混成集積回路は、比較的単純な構成のもの
が多かったが、使用製品の多様化や高機能化にともなっ
て、同種ま′ｆｃは異種の半導体チップを複数個取り付
けた複雑な構成のものが増加している０ 上記回路基板への半導体チップの取り付けは、通常、厚
膜混成集積回路１個ごとに分離している回路基板の所定
位置に接着剤を塗布し、これをボンディング位置に搬送
して、ボンディングヘッドによりチャックされた半導体
チップを上記接着剤塗布位置に圧接しておこなわれる。

通常の半導体装置のダイボンディングにおいては、半導
体装置複数個分のチップ搭載部を一体に形成した一連の
リードフレームを一定ピッチで連続的にボンディング位
置に搬送し、半導体チップを高速高精度にボンディング
する技術が開発されているが、この半導体装置のダイボ
ンディングと方式の異なる厚膜混成集積回路のボンディ
ングについては、まだ高速高精度にボンディングする技
術は開発されていない。特に厚膜混成集積回路のように
多品種少量生産のものについては、単に高速高精度であ
るばかりでなく、各種厚膜混成集積回路に対して同じよ
うＣ：使用することができ、かつ品種の切り換えなどに
対しても容易におこない得るようにする、　ことが必要
である。

［発明の目的コ この発明は、ボンディングする一方の部品を一定ピッチ
で搬送し、高速高精度にボンディングすることがそ〜マ
ウンタ装置を得ることを目的とする０ ［発明の概要コ 第１部品の第２部品取着位置に接着剤をディスペンスす
るディスペンスヘッド部に隣接して、上記第２部品取着
位置に第２部品をボンディングするボンディングヘッド
部を設け、第１搬送装置により、第１部品が複数個収納
された収納容器からディスペンスヘッド部に第１部品を
搬送すると同時に、ディスペンスヘッド部において接着
剤がディスペンスされた先行の第１部品をボンディング
ヘッド部に搬送し、かつ第２搬送装置により、ボンディ
ングヘッド部において第２部品がボンディングされた第
１部品を第１搬送装置と直交する方向（：搬送したのち
、第３搬送装置（二より第１搬送装置（：沿って逆方向
に搬送するようにし、ディスペンスヘッド部の動作、ボ
ンディングヘッド部の動作、および第１および第２搬送
装置の搬送を制御する制御部に、ディスペンスヘッド部
に搬送された第１部品の位置な検出して２、その第２部
品取着位置上にディスペンスヘッドを位置ぎめして接着
剤をディスペンスさせる手段と、ボンディングヘッド部
に搬送されたＭ１部品の位置を検出して、その第２部品
取着位置上にボンディングヘッドを位置ぎめして第２部
品をボンディングする手段を設けた。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を厚膜混成集積
回路用マウンタ装置について説明する。

第１図に厚膜混成集積回路用マウンタ装置の全体を示す
。このマウンタ装置は、基台（１）の上面中央部に１回
路基板にＩＣなどの半導体チップをボンディングするポ
インディングヘッド部（２）と、回路基板に接着剤をデ
ィスペンスするディスペンスヘッド部（３）とが隣接し
て設けられ、基台（１）の向って右側に基板供給部（４
）が、また基台（１）の向って左側にチップ供給部（５
）が設けられている。また基台（１）の下部には、上記
各部の動作を制御する制御部（６）が設けられている。

上記ボンディングヘッド部（２）は、ＸＹテーブルに搭
載されて任意に移動できる。ボンディングヘッドを有し
、さらにこのＸＹテーブル上には、テレビカメラ（８）
が搭載されている。このテレビカメラ（８）は、このボ
ンディングヘッド部（２）に搬送された回路基板の位置
を検出する友めのものである。ディスペンスヘッド部（
３）もま７Ｈ１ＸＹテーブルに搭載されたディスペンス
ヘッドとテレビカメラ（９）とを有する。このテレビカ
メラ（９）は、上記テレビカメラ（８）と同様、このデ
ィスペンスヘッド部（３）に搬送された回路基板の位置
を検出するためのものである。

基板供給部（４）は、第２図に示すように、回路基板（
ロ）を搬送する搬送装置（１１）と、回路基板（Ｂ）を
収納するマガジ：／　（１２り、　（１２ｂ）と、この
マガジｙ（１２ａ）を支持して、このマガジン（１２ａ
）から上記搬送装置（１１）に回−路基板（ロ）を移載
するローダ（１３１１）、およびマガジン（１２ｂ）を
支持して、上記搬送装置ａ１）により搬送されて来た回
路基板（ロ）をこのマガジン（１２ｂ）に移載するアン
ローダ（１３ｂ）からなる移載装置とで構成されている
。

上記搬送装置αυは、ローダ（１３ａ）に支持されたマ
ガジン〔１２りの下部からボンディングヘッド′部（２
）およびディスペシスヘッド部（３）（−沿って直線的
にボンディングヘッド部（２）方向に走行する第１搬送
装置α４と、ボンディングヘッド部（２）からこの第１
搬送装置ａ４に直行して基台（１）の手前方向に走行す
る第２搬送装置（図示せず）と、この第２搬送装置に直
交して上記第１搬送装＠（Ｉ４に沿い、かっＭ１搬送装
置（財）と逆方向に走行する分割構造の搬送装置（１６
ａ）〜（１６ｃ）からなる第３搬送装置卸とで構成され
、特にこの第３搬送装置αηの終端部の搬送装置（ｔｃ
ｔｃ）は、アンローダ（１３ｂ）に支持されたマガジン
（１２ｂ）の下部に位置する。上記第１〜第３搬送装置
は、ローラにベルトを掛は渡したベルトコンベヤであっ
て、第１．第２搬送装置および第３搬送装置恨ηの搬送
装置（１６ａ）は、それぞれ駆動装置によ帳独立に走行
することができるが、搬送装置（１６ｂ）、　（１６ｃ
）は、ローラ（１８ｍ）、プーリ（１９ｍ）〜（１９Ｃ
）に掛は渡されたベルト翰、およびローラ（１８ｂ）、
プーリ（１９Ｃ）に掛は渡されたベルトＱ１）を介して
、駆動装置−の回転駆動により走行するようになってい
る。また各搬送装置ｕｉ、（１！１９゜卸の両側には、
回路基板の）の走行を案内するガイドが設けられている
。

回路基板（ロ）を収納するマガジン（１２ｍ）、　（１
２ｂ）は、第３図（６）および（ロ）図に示すよう（−
１底面および両端面が開口した断面コ字形の国体であっ
て、その対向側面（財）の内側には、一定ピツチで複数
本の溝（ハ）が平行に形成されている。この溝（ハ）は
１回路基板（Ｂ）を載置するキャリヤ（至）を支持する
ためのものであり、回路基板ω）は、一つのキャリヤ（
至）に１個または複数個整列位置ぎめされて載置され、
このマガジｙ　（１２ａ）、　（１２ｂ）にキャリヤ（
ハ）に載置された状態で多段状に積載される。なお、（
５）はこのマガジン（１２ａ）、（１２ｂ）を運搬ある
いは移載装置に支持するときなどに用いられる取手であ
る。

移載装置のローダ（１３ａ）およびアンローダ（１３ｂ
）は同じ構造）二形成されており、第４図〜第６図に示
すように、マガジン（１ｚａ）、　（１２ｂ）を支持す
る支持部四と、この支持部（イ）を上下方向に動かす駆
動部（至）とから構成されている。

上記駆動部−は、上下方向（−延在して両端部が上下一
対の支持板０υ、０擾に回転自在に支持された送りねじ
（至）と、この送りねじ制に螺合し、かつこの送りねじ
（ハ）を中間にシて上記一対の支持板ｔ３１）。

Ｌ３２１に互に平行に立設された一対のガイドボール（
財）（二摺動自在に嵌合した可動体０５）とを有する０
支持部＠は、この可動体（至）の−側面シー取り付けら
れている。上記送りねじ（至）の支持板ｅｌｌ）より上
方に突出した部分には、歯車（至）が固定されており、
また支持板Ｇυには、上記送りねじ（ハ）を回転駆動す
る減速機付きモータからなる駆動装置ｃ３ηが固定され
ており、送りねじ（至）は、この駆動部＃０７１の回転
駆動により、その出力軸Ｉ：固定された歯車（２）およ
び支持板ＧＤに回転自在（二支持されかつ歯車（至）、
ｃ３８と歯合する中間歯車（至）を介して回転され、こ
の回転により、可動体（至）は、一対のガイドボール（
ロ）に案内されて上下方向に移動する。この可動体（ト
）の他側面の一端には、発光素子と受光素子とを対向さ
せた７オトカプラ（４（Ｉが取り付けられ、またこのフ
ォトカプラ（４Ｇに対応して、支持体Ｃ３ＬＣ３３には
、上下方向に延在する長尺の位置ぎめ板（４υが取り付
けられている。この位置ぎめ板０υには、その長手方向
に複数のスリット＜＜２が一定ビツテで形成されており
、送りねじ（へ）の回転により可動体０９が下降（ま次
は上昇）して、フォトカプラ顛がこのスリット（４２）
の一つを検出すると、このフォトカプラ（至）の受光素
子から送出される信号により、送りねじ（至）を回転さ
せる駆動装置０７）の回転駆動が停止し、可動体（至）
はその検出位置で停止するようになってりる。これによ
り、可動体ａ１９は段階的に下降（または上昇）するこ
とができる。ｔｆＣ可動部（至）の他側面の他端◇は、
遮光板−が取り付けられており、支持部Ｃ１１）。

Ｇ渇には、それぞれこの遮光板Ｇ１３により動作する一
対の７オトカプラ（４４ａ）、　（４４ｂ）が取り付け
られている。この一対の７オトカプラ（４’ａ”）ｔ　
（４４ｂ）は、可動体（至）の下降および上昇の限界を
規制するもので、たとえば、可動体（至）が下降して、
遮光板婚が７オトカプラ（４４ｍ）の発光素子の受光を
さえぎると、可動体（ハ）は、下降を停止し、ただちに
上昇する。そして遮光板（４３がもう一つの７オトカプ
ラ（４４ｂ）の発光素子の受光をさえぎったとき停止°
する。なお、駆動装置０ηの出力軸には、歯車Ｃｌ５ｊ
；隣接してスリット円板（ハ）が取り付けられ、このス
リット円板（４Ｔ３に対応して、支持板Ｃ３刀には、フ
ォトカプラ（４６１が取り付けられている。このスリッ
ト円板（４りと７オトカプラ■とは、駆動装置Ｇ７）の
回転角を検出するもので、それ単独または上記フォトカ
プラ顛と位置ぎめ板（４１）との併用により、可動体（
３５１の段階的停止を一段と高精度に制御することがで
きる。なおまた、送りねじ（ハ）の上端には、この送り
ねじ（至）を手動で回転することができるつまみ（４η
が堰り付けられている。

マガジン（１２ａ）または（１２ｂ）を支持する支持部
−は、上下および一側面が開口した国体であって、その
両側面（４９１および可動部（ハ）に取り付けられた他
端面の内側には、それぞれ上端部が外側に傾斜したガイ
ド板団、６υが取り付けられ、また上記一端面の両側に
も、ガイド板５のが取り付けられている。

さらに上記両側面（４９１には、第７図に示すように国
体内に装着されたマガジン（１２１）または（１２ｂ）
の側面Ｑ４）に圧接する板ばね（至）が取り付けられて
いる。

マガジン（１２ａ）または（１２ｂ）は、その側面１２
４）をこの支持部−の側面（４９１と対向させ、この側
面（２４）の底部を側面−の底部側に取り付けｆｃ底板
（！５１１１に当接させて位置ぎめされ、板ばね（へ）
の圧接によって支持される。

チップ供給部（５）は、第１図に示すように同極の半導
体チップを複数個整列して収納したトレイ（至）を同種
または異種の半導体チップについて複数個整列載置した
トレイストッカ輸と、このトレイストッカ（イ）上の任
意トレイ（至）から半導体チップをピボット６でと、前
記ボンディングヘッド部（２）とトレイストッカ（イ）
との間に設けられ、上記ピックアップヘッドによりピッ
クアップされた半導体チップラ搭載してボンディングヘ
ット責２）方向に回転搬送する回転搬送装置５８とを有
する。この回転搬送装Ｒ（至）は、駆動装置の回転駆動
により、１８０’間欠回転する第２回転テーブル鏝と、
この第１回転テーブル（５鴎の一直径上に、それぞれ独
立に回転できるように設けられ次一対の第２回転テーブ
ル−とからなる。またこの回転搬送装置（至）上にはテ
レビカメラ６υが設置されている０このテレビカメラＧ
Ｉ）は。

ピックアップヘッドにより、第２回転テーブル−上Ｃ二
装置された半導体チップの位置を検出する几めのもので
ある。

つぎにこのマウンタ装置の動作すなわちマウント方法に
ついて述べる。

回路基板（Ｂ）は、一つのキャリヤ（イ）上に１個また
は複数個整列位置ぎめされて載置され、このキャリヤ翰
に載置された状態でマガジン（１２ａ）に多段状に積載
される。第３図（Ｂ）図にこの多段状に積載されたキャ
リヤ（至）を最下段から順次（２６−１）、　（２６−
２）。

（２６−３）　−−−−−−−として示した。このキャ
リヤ（イ）を多段状に積載したマガジン（１２ａ）は、
ローダ（１３すの支持部（２）に装着される。ローダ（
１３ａ）は、制御装置（６）に組み込まれているプログ
ラムに基づいて、この制御装！　（６）から送出される
制御信号により、送°りねじ（ハ）を回転して可動部（
至）を下降させ、この可動部（至）に取り付けられた支
持部−とともにこの支持部−に装着されたマガジン（１
２ａ）を下降させる。この下降中に可動部（至）に取り
付けられたフォトカプラ（４Ｇが位置ぎめ板θυのスリ
ン）　（４５の一つを検出すると、このフォトカプラ四
の受光素子から送出される信号により、送りねじ（至）
は回転を停止し、可動部（至）をその検出位置に停止さ
せる。このとき、支持部−に装着されたマガジン（１２
ａ）の最下段のキャリヤ（２６−１）は、第１搬送装置
ａａ上に載置された状態となる。この状態になると、制
御装置（６）から送出される制御信号により、第１搬送
装置０が走行を開始し、上記最下段のキャリヤ（２６−
１）をマガジン（１２１）から搬出する。搬出されたキ
ャリヤ（２６−１）は、この第１搬送装置α→の両側に
設けられたガイドに沿ってディスペンスヘッド部（３）
に搬送される。

ディスペンスヘッド部（３）では、キャリヤ（２６−１
）が到着すると、まずこのディスペンスヘッド部（３）
に搭載されたテレビカメラ（９）がこのキャリヤ（２６
−１）上に載置された回路基板（至）を検出する。この
テレビカメラ（９）の検出情報Ｆｉ、二値化されたのち
、制御装置（６）において、あらかじめ記憶された標準
パターンと照合され、この標準パターン（：対する位置
ずれ量が算出される。そして仁の位置ずれ量に基づいて
、ディスペンスヘッドを搭載しているＸＹテーブルを動
かして、ディスペンスヘッドを回路基板（Ｂ）の半導体
チップ取着位置上に位置ぎめする。そしてそのチップ取
着位置に接着剤をディスペンスする。

この間に、ローダ（１３ａ）は、制御装置（６）から送
出される制御信号により、支持部（至）を一段下降させ
る。すなわち、送りねじ（至）の回転により、可動部（
至）に取り付けられたフォトカプラ囮がつぎのスリット
（Ｑを検出するまで下降して、マガジン（１２ａ）に収
納されている下から２段目のキャリヤ（２６−２）を第
１搬送装置（１４）上に載置したｔｌ；態にする。

接着剤のディスペンスが終了すると、制御装置（６）か
ら送出される制御信号（二より、第１搬送装置Ｉが走行
を開始し、ガイドに沿ってキャリヤ（２６−１）をボン
ディングヘッド部（２）に搬送する。このとき、上記下
から２段目のキャリヤ（２６−２）は、マガジン（Ｘ２
ａ）から搬出され、ディスペンスヘッド部（３）に搬送
される。

ボンディングヘッド部（２）は、キャリヤ（２６−１）
が到着すると、まずこのボンディングヘッド部（２）に
搭載されたテレビカメラ（８）がこのキャリヤ（２６−
１）上に載置された回路基板（′＠を検出する。

このテレビカメラ（８）の検出情報は、制御装置（６）
において、前記テレビカメラ（９）の場合と同様に処理
され、標準パターンに対する位置ずれ量が算出される。

そしてこの位置ずれ量に基づいて、ボンディングヘッド
を搭載しているＸＹテーブルを動かして、ボンディング
ヘッドを回路基板（ロ）の半導体チップ取着位は上に位
置ぎめする。そして後述するようにこのボンディングヘ
ッドに供給された半導体テップを上記半導体チップ取着
位置にボンディングする。この間、ディスペンスヘッド
部（３）においては、このディスペンスヘッド部（３）
に到着したキャリヤ（２６−２）にａ置された回路基板
中）に対して、位置検出および接着剤のディスペンスが
おこなわれる。

ボンディングヘッド部（２）において、半導体チップの
ボンディングが終了すると、制御装置（６）から送出さ
れる制御信号により、第２およびＭ３＆２送装置（ｌｓ
、ａηが同時に走行を開始し、キャリヤ（２６−１）を
順次ガイドに沿って、基台（１）の手前方向（：、さら
にアン四−ダ（１３ｂ）の支持部臼に装着されているマ
ガジン（１２ｂ）に向って搬送する。アンローダ（１３
ｂ）は、第３搬送装置（１７）により搬送されてくるキ
ャリヤ（２６−１）をマガジン（１２ｂ）の上段から収
納するようＣ二停止しており、キャリヤ（２６−１）は
、このマガジン（１２ｂ）の下部に延在する搬送装置（
１６Ｃ）によりマガジン（１２ｂ）に搬入される。

キャリヤ（２６−１）がマガジン（１２ｂ）に搬入され
ると、制御装置（６）から送出される制御信号により、
アンローダ（１３ｂ）は、送りねじ（至）を回転して支
持部（２）を一段上昇させ、つぎのキャリヤ（２６−２
）の搬入にそなえる。また、第２搬送装置（１Ｇにより
ボンディングヘッド部（２）から搬出されたキャリヤ（
２６−１）が第３搬送装置ａＤに移載されると、第２搬
送装置ｔｔｓは走行を停止し、同時に第１搬送装置Ｉが
走行を開始して、ディスペンスヘッド部（３）にある後
続のキャリヤ（２６−２）をボンディングヘラ）’部（
２）に、またマガジン（１２Ｍ）から第１搬送装置α４
）上に載置された状態にあるキャリヤ（２６−３）をデ
ィスペンスヘッド部（３）に搬送する。

なお、ボンディングヘッド部（２）への半導体チップの
供給はつぎのようにおこなわれる。

すなわち、制御装置（６）から送出される制御信号によ
り、ロボット６？）をＸＹ方向に移動して、このロボッ
トに取り付けられたピックアップヘッドを所定の半導体
テップを収納したトレイｔ５５）上に位置ぎめする。そ
してこのピックアップヘッドを下降させて上記トレイ（
５つから所定の半導体チップをピックアップする。この
ピックアップされた半導体チップは、一旦、回転搬送装
置５８のトレイストッカ６ｅ側に停止している第１回転
テーブル６樟ｍ上に載置される。この第２回転テーブル
−上に載置された半導体チップは、この回転搬送装置（
至）上に設置されたテレビカメラ１１）で検出され、そ
の検出情報は、制御装置（６）において、２値化された
のち、この制御装置（６）に記憶されている標準パター
ンと照合され、この標準パターン（二対する位置ずれ景
が算出される。そしてこの位置ずれ骨に基づいて、第２
回転テーブル呻を回転して、その位置を補正する。この
位置調整が終了すると、第１回転テーブル６樟は、制御
装置（６）から送出される制御信号により、１８０°回
転し、第２回転テーブル６υ上に載置されている半導体
チップをボンディングヘッド部（２）側に搬送する。ボ
ンディングヘッド部（２）は、制御装置（６）から送出
される制御信号により、ＸＹテーブルを動かして、ボン
ディングヘッドによりこの半導体チップをピックアップ
して回路基板（Ｂ）にボンディングする。なお、ボンデ
ィングヘッドがこのボンディングヘッド部（２）側に停
止している第２回転テーブル−から半導体チップをピッ
クアップしボンディングする間に、トレイストッカ６０
側に停止している他の第２回転テーブル６υ上には、他
の半導体チップが載置され位置′ｉＪ！４整される。

上記のようにこのマウンタ装置は、搬送装置により、回
路基板（第１部品）を複数個収納したマガジンからディ
スペンスヘッド部に搬送すると同時に、このディスペン
スヘッド部において、接着剤がディスペンスされた先行
の回路基板をボンディングヘッド部に搬送するので、回
路基板を一定ピッチでかつ高速で搬送することができ、
しかもディスペンスヘッド部およびボンディングヘッド
部において、それぞれ搬送されてきた回路基板の位置を
検出して、接着剤をディスペンスし、半導体チップをボ
ンディングするので、回路基板に半導体チップを高精度
にマウントすることができる０ま友、このマウンタ装置
は、回路基板をボンディングヘッド部方向（二搬送した
のち、ボンディングを終了した回路基板を上記ボンディ
ングヘッド部方向（：搬送する搬送装置に沿ってかつ逆
方向に搬送するので、装置を小形に構成することができ
る０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のマウンタ装置の斜視図、第２図はそ
の基板供給部の斜視図、第３図（５）および（Ｂ）図は
それぞれマガジンの平面図および側面図、第４図は移載
装置の断面で示した正面図、第５図は第４図のｖ−ｖ線
断面矢視図、第６図は同じく■−ｖｔ線断面矢視図、第
７図は第５図の■−■線断面矢視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１部品の第２部品取着位置に接着剤をディスペンス
   するディスペンスヘッドを有するディスペンスヘッド部
   と、このディスペンスヘッド部に隣接し、上記第１部品
   の第２部品取着位置に第２部品をボンディングするボン
   ディングヘッドを有するボンディングヘッド部と、上記
   ディスペンスヘッド部および上記ボンディングヘッド部
   に沿つて設けられ、上記第１部品が複数個収納された収
   納容器から上記第１部品を上記ディスペンスヘッド部に
   搬送すると同時に上記ディスペンスヘッド部において接
   着剤がディスペンスされた先行の第１部品を上記ボンデ
   ィングヘッド部に搬送する第１搬送装置と、上記ボンデ
   ィングヘッド部において上記第２部品がボンディングさ
   れた第１部品を上記第１搬送装置と直交する方向に搬送
   する第２搬送装置と、この第２搬送装置により搬送され
   た上記第１部品を上記第１搬送装置に沿いかつこの第１
   搬送装置と逆方向に搬送する第３搬送装置と、上記ディ
   スペンスヘッド部の動作、上記ボンディングヘッド部の
   動作、および上記第１ないし第３搬送装置の搬送を制御
   する制御部とを具備し、上記制御部は上記ディスペンス
   ヘッド部に搬送された上記第１部品の位置を検出してこ
   の第１部品の第２部品取着位置上に上記ディスペンスヘ
   ッドを位置ぎめして上記接着剤をディスペンスさせる手
   段と、上記ボンディングヘッド部に搬送された上記第１
   部品の位置を検出してこの第１部品の第２部品取着位置
   上に上記ボンディングヘッドを位置ぎめして上記第２部
   品をボンディングする手段とを有することを特徴とする
   マウンタ装置。