JPS6158251A - 半導体チツプの自動マウント方法 - 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、ベース部材に半導体チップを取り付けるマ
ウント方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

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
れらを基仮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、同種または！Ａ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。

この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個ごとに分前形成されている回路基板
の所定位置に接着剤を塗布して。

これをマウント位置に搬送し、一方、マウントヘラドに
より半導体チップをピックアップし、これをマウント位
置に搬送して上記回路基板の接着剤塗布位置に圧接して
おこなわれる。通り１に′の半導体装置のマウントにお
いては、半導体装置複数個分を一体に形成した一連のリ
ードフレームをマウント位置に搬送して、これに同一種
類の半導体チップを順次圧接する高速高精度の自動マウ
ント装置がｒＡ発されているが、このマウント装置は、
同一種類の半導体チップを連続的に取り付ける装置であ
り、１個の基板に各種半導体チップを複数個取り付けね
ばならない厚膜混成集積回路には用いることができない
。

〔発明の目的〕

この発明は、各種半導体チップをトレイから確実かつ正
確にピックアップしてマウント位置に搬送し、これをマ
ウントする方法を提供することを目的とする。

〔発明のイ既要〕

複数個の半導体チップを所定位置に配列して収納したト
レイを複数個トレイストッカの所定位置に配列し、テレ
ビカメラによりこのトレイストッカの特定部分を検出し
て、この検出情報から１ＩＪａｌｌ装置において上記ヒ
レイス１〜ツカの特定ｇｌ＋分の位置を認識し、このｄ
、２識された特定部分の位置から各トレイ中の半導体チ
ップの位置補正量を詐出し、この位置補正量に基づいて
、上記Ｉ−レイから順次所定の半導体チップを取り出し
てマウント位置に搬送するようにした。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図に厚膜混成集積回路のマウント装置の全体構成を
、また第２図にその主要部の構成を示す。

このマウント装置は、基体（１）の上面中央部に、回路
基板ＣＢ）に半導体チップを取り付けるマウントヘッド
部（２）と回路基板（Ｂ）に接；ａ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、
基体（１）の右側に基板供給部（４）が、また左側にチ
ップ供給部（５）が設けられている。また、基体（１）
の下部には、これら各部の動作を制御する制御装置（６
）が設けられている。

上記回路基板（Ｕは、板状のキャリヤ（８）の所定位置
に１個または複数個位置ぎめされて載置され、このキャ
リヤ（８）に載置された状態でマガジン（９ａ）に多段
状に積載されて基板供給部（４）のローダ（１０ａ）に
装置される。ローダ（１０ａ）は、このマガジン（９ａ
）に積載された回路基板（Ｂ）をキャリヤ（８）ととも
に下段から順次ディスペンスヘッド部（３）およびマウ
ントヘッド部（２）に沿って走行するベル１−コンベヤ
からなる搬送装置（ＩＬａ）に移載し、まずディスペン
スヘッド部（３）に搬送する。ディスペンスヘッド部（
３）は、この回路基Ｆｉ（Ｂ）をディスペンスヘッドと
ともにＸＹテーブルに搭載されているテレビカメラ（１
２）で検出し、その検出情報を制御装置（６）において
標準パターンと照合して位置ずれ量を募出し、この位置
ずれ爪に基づいて。

制御装置（６）から送出される制御信号によりＸＹテー
ブル＆動かして上記ディスペンスヘッドを上記回路基板
（Ｂ）の半導体チップ取着位置上に位置ぎめする。そし
てこのディスペンスヘッドによす上記半導体チップ取看
位置に接着剤をディスペンスする。マウントヘッド部（
２）には、この接着剤のディスペンスされた回路基板（
Ｅｌ）が上記搬送装置（ｌｌａ）により供給される。

一方、半導体チップはチップ供給部（５）から供給され
る。このチップ供給部（５）は、半導体チップを複数個
収納したトレイ（１４）を複数個載置するトレイストッ
カ（１５）と、このトレイストッカ（１５）上に載置さ
れた任意の１へレイ（１４）から所定の半導体チップを
ピックアップするロボット（１６）と、このロボット（
１６）によりピックアップされた半導体チップを載置し
、載置された半導体チップを位置調整したのちマウント
ヘッド部（２）方向に搬送する回転搬送装置（１７）と
からなる。

上記トレイストッカ（１５）は、第３図（Ａ）および（
Ｂ）図に示すように、トレイ（１４）を載置する支持板
（１９）と、この支持板（１９）を基体（１）の手前方
向に引き出し可能にかつ定位置に固定可能に支持する基
体（１）上に固定された支持台（２０）とを有する。

上記支持板（１９）は、上面に複数個のトレイ（１４）
を位置ぎめする突起部（２１）が７トリツクス状に複数
個設けられ、各突起部（２１）の一つのコーナ部には、
突起部（２１）上に載置されたトレイ（１４）の隣接す
る２側占に圧接するヘヤピン状の板ばね（２２）が、支
持板（１９）に立設されたピン（２３）に固定されて設
けられている。またこの支持板（１９）の前面には、支
持板（１９）を基体（１）の手前側に引き出す把持部（
２４）が設けられている。支持台（２０）は支持板（１
９）の両側面下部に取り付けられた一対の摺動部材（２
５）と摺動自在に密接して支持板（１９）を支持する一
対の摺動支持部材（２６）と、支持板（１９）の両側面
に慴動自在に密接して支持板（１９）を案内する一対の
ガイド部材（２７）とを有し、これら摺動支持部材（２
６）およびガイド部材（２７）の支持および案内により
、支持板（１９）を基体（１）の手前方向に引き出すこ
とができるようになっている。また上記一方のガイド部
材（２７）の外側には、支持板（１９）の−側面を抑圧
するロック装［（２８）が設けられている。このロック
装置Ｕ　（２８）は、一端を支点として回転自在に支持
されかつ一端が支持台（２０）に固定された引張りコイ
ルばね（２９）の付勢により支持板（１９）の−側面を
押圧する抑圧板（３０）と、支軸（３１）に回転自在に
取り付けられた偏心カム（３２）をレバー（３３）によ
り回転するようにしたレバーｆｉ４ｉｔとからなる。上
記抑圧板（３０）は、偏心カム（３２）と接触して、こ
の偏心カム（３２）の回転により上記支点を回転中心と
して回転して、支持板（１９）の−側面に対して接踵し
。

かつ引張りコイルばね（２９）の付勢により、接近時、
先端部に設けられた抑圧ピン（３４）が支持板（１９）
の−側面を抑圧するようになっている。さらにこの支持
台（２０）の後部には、支持板（１９）に取り付けられ
たヨーク（３５）と磁気的に結合する一対のマグネット
チャック（３６）が取り付けられている。支持板（１９
）は、上記他方のガイド部材（２７）すなわちロック装
［（２８）とは反対側に位置するガイド部材（２７）と
このロック装！（２ｇ）とにより位置ぎめされ、マグネ
ットチャック（３６）の吸着により支持台（２ｏ）上に
固定される。なお、（３７）は支持台（２０）上の支持
板（１９）の有無を検出する光電検出器である。

このトレイストッカ（１５）上に載置されるトレイ（１
４）は、第４図（Ａ）および（Ｂ）図に示すように、上
面に複数個の半導体チップを収納する凹孔（３８）がマ
トリックス状に形成されている。こ凹孔（３８）は、半
導体チップを嵌合して位置ぎめできる大きさであり、そ
の大きさは半導体チップの大きさにより異なる。またこ
のトレイ（１４）の下面には、上記トレイストシカ（１
５）の支持板（１９）上に形成された突起部（２１）と
嵌合する凹孔（３９）が形成されている。

各１−レイ（１４）は、この凹孔（３９）を上記突起部
（２１）に嵌合し、坂ばね（２２）の圧接により、凹孔
（３９）の隣接する２側面を対向する突起部（２１）の
２側面に圧接して位置ぎめされる。

このトレイストッカ（１５）上に載置されたトレイ（１
４ンから半導体チップをピックアップする口８ボット（
１６）は、上記トレイストッカ（１５）の側面に沿って
Ｙ方向に延在する凸体（１）に固定された基台（４１）
と、この基台（４１）に搭載され、トレイストッカ（１
５）をまたいでＸ方向に延在する腕（４２）とを有する
。この腕（４２）は、基台（４１）に設けられた駆動装
置に連結された送りねじの回転により、Ｙ方向に任意に
移動することができる。また腕（４２）は、基端部に設
けられた駆動プーリと先端部に設けられた従動プーリ間
に張設されてガイドに沿ってＸ方向に走行するタイミン
グベル１−を有する。そしてこのタイミングベルトには
支持部（４３）が取り付けられ、この支持部（４３）に
マグネットチャックによりＺ方向に動くピックアップ工
具（４４）とテレビカメラ（４５）とが取り付けられて
いる。したがって、このピックアップ工具（４４）とテ
レビカメラ（４５）は、腕（４２）のＹ方向移動とタイ
ミングベルトのＸ方向走行とにより、トレイストッカ（
１５）上の任意位置に位置ぎめすることができ、特にピ
ックアップ工具（４４）は、その位置において、マクネ
ットチャックの動作により進退して、トレイストッカ（
１５）上に載置されたトレイ（１４）から所定の半導体
チップを真空吸着して支持することができる。またこの
吸着支持された半導体チップをタイミングベルトの走行
により腕（４２）の先端部に搬送して、回転搬送装置（
１７）上に載置することができる。

回転搬送装置（１７）は、上記トレイストッカ（１５）
とマウントヘッド部（２）との間に設けられ、駆動装置
の回転駆動により１８０°間欠回転する搬送テーブル（
４７）と、この搬送テーブル（４７）の−直線上の両端
部に設けられた一対の位置調整テーブル（４８）とを有
する。この一対の位置調整テーブル（４８）は、ロボッ
ト（１６）によりトレイ（４）からピックアップされた
半導体チップを搭載して、この半導体チップの位置を調
整するテーブルであり、それぞれ半導体チップを真空吸
着し、上記搬送テーブル（４７）に固定された駆動装置
により、互に独立に回転できるようになっている。この
位置調整テーブル（４８）上に搭載された半導体チップ
の位置調整は、この回転搬送装置（１７）上に設置され
たテレビカメラ（４９）でその位置を検出し、その検出
情報を制御装置（６）において演算処理して位置ずれ量
を算出し、この位置ずれ量に基づいて位置調整テーブル
（４８）を回転することによりおこなわれる。

半導体チップは、上記したチップ供給部（５）により、
つぎのようにマウントヘッド部（２）に搬送される。

すなわちトレイストッカ（１５）上には、異種または同
種の半導体チップを所定位置に配置した複数個のトレイ
（１４）がトレイストッカ（１５）の支持板（１９）上
に形成された各突起部（２１）上に載置され、この突起
部（２１）とその−コーナ部に設けられたヘヤピン状の
板ばね（２２）により位置ぎめされ固定される。そして
この複数個のトレイ（１４）を位置ぎめ固定した支持板
（１９）は、支持板（２０）上に支持され、ロック装ｆ
ｉ　（２８）とガイド部材（２７）とにより位置ぎめさ
れ、マグネットチャック（３６）により固定される。

半導体チップの供給は、第５図にフローチャートで示す
ようにこのトレイストッカ（１５）に対して、まず制御
装置（６）から送出される制御信号または手動によりロ
ボット（１６）を動かして、このロボット（１６）に搭
載されたテレビカメラ（４５）をトレイストッカ（１５
）の第１位置合せ点上に位置ぎめする。

この第１位置合せ点は、トレイストッカ（１５）の支持
板（１９）のコーナ部など特定の形状をもつ部分でよく
、また支持板（１９）に特定のマークを形成してこれを
第１位置合せ点としてもよい、テレビカメラ（４５）が
トレイストッカ（１５）の第１位置合せ点上に位置ぎめ
されると、制御装置ｉ！　（６）は、このテレビカメラ
（４５）から送出される検出情報に基づいて。

上記第１位置合せ点の位置認識をおこない、その座標を
メモリに記憶する。つぎに上記第１位置合せ点に位置ぎ
めするときと同様に、テレビカメラ（４５）を第１位置
合せ点と同様に設定された支持板（１９）の第２位置合
せ点上に位置ぎめし、このテレビカメラ（４５）から送
出される検出情報に基づいて、この第２位置合せ点の位
置認識をおこない、その座標をメモリに記憶する。上記
のように二つの特定部分の位置認識が終了すると、制御
装置（６）は、これら二つの特定部分の座標からトレイ
ストッカ（１５）上に位置ぎめ固定された各トレイ（１
４）中の半導体チップの位置補正量を算出する。

今、第６図に示すように、第１位置合せ点（５１）を支
持板（１９）の−コーナとし、第２位置合せ点（５２）
をその対角コーナとする。また、あらかじめ制御装置（
６）にティーチングされた支持板（１９）の位置が実線
（５３）で示す位置にあり（標準パターン）、上記のよ
うにテレビカメラ（４５）で認識される実装された支持
板（１９）の位置が破線（５４）で示す位置にあるとす
ると、この実装された支持板（１９）上の任意の点の座
標すなわちこの支持板（１９）上に位置ぎめ固定された
トレイ（１４）中の所定位置に配置された半導体チップ
の位［（座標）は次式で表わされる。

Ｃｘ１＝Ａｘｌ＋（（Ｃｘ６−Ａｘ＠）ｃｏｓ　Ｏ−（
ＣｙＯ−ｋ。）ｓｉｎθ）Ｃｙ１＝Ａｙｔ　＋（（Ｃｘ
ｏ−ｈａ）ｓｉｎθ＋（Ｃｙｏ−Ａｘ＋１）ＣＯｓθ）
ただし、θは支持板（１９）の回転ずれ角であって。

したがって、あらかじめテレビカメラ（４５）により上
記特定位置の少くとも一つに対する各トレイ（１４）の
位置、および各トレイ（１４）中の半導体チップの位置
すなわち半導体チップを収納する凹孔（３８）の位置を
、制御装置（６）にティーチングしておけば、上記Ｃス
２＋　Ｃ）’２の値を算出することにより、各１−レイ
（１４）中の半導体チップの位置を知ることができる。

上記のように各トレイ（１４）中に収納された半導体チ
ップの位置補正を算出したのち、まず制御装置（６）か
ら送出される制御信号によりロボット（１６）を駆動し
て、腕（４２）に取り付けられたピックアップ工具（４
４）を所定の半導体チップ上に位置ぎめする。そしてマ
グネットチャックを動作させて、このピックアップ工具
（４４）を前進（下降）させ、上記半導体チップを吸着
支持する。吸着支持された半導体チップは、ピックアッ
プ工具（４４）の後退とともにトレイ（１４）から取り
出される。

トレイ（１４）から取り出された半導体チップは制御装
置（６）から送出される制御信号により、腕（４２）の
先端部方向に搬送され、同時に腕（４２）をＹ方向に動
かして、吸着支持された半導体チップを回転搬送装置１
　（１７）のトレイストッカ（１５）側に停止している
位置調整テーブル（４８）上に位置ぎめする。そしてピ
ックアップ工具（４４）を前進させて、このピックアッ
プ工具（４４）に吸着支持された半導体チップを上記位
置調整テーブル（４８）上に載置する。

この位置調整テーブル（４８）上に載置された半導体チ
ップは、制御装置（６）から送出される制御信号により
テーブル（４８）上に吸着支持したのち、この回転搬送
装置（１７）上に設置されたテレビカメラ（４９）によ
り検出される。このテレビカメラ（４９）の検出情報は
制御装置ｉ！　（６）に送出され、制御装置（６）にお
いて１位置調整テーブル（４８）の中心からの位置ずれ
並びに回転位置ずれ量が算出される。そしてこの回転位
置ずれ量に基づいて、上記位置調整テーブル（４８）を
回転してその回転位置ずれを補正する。なお位置調整テ
ーブル（４８）の中心からの位置ずれ量は、メモリに記
憶され、後述するようにマウントヘッド部（２）のマウ
ントヘッド（５５）がこの回転搬送袋！（７）から半導
体チップをピックアップするときの移動補正量として利
用される。この位置調整が終了すると、制御装置（６）
がら送出される制御信号により、搬送テーブル（４７）
を１８０＠回転して上記位置調整テーブル（４８）上に
載置され位置調整された半導体チップをマウントヘッド
部（２）側に搬送する。

上記のように回転搬送装置（１７）により、半導体チッ
プがマウントヘッド部（２）側に搬送されると。

制御装置（６）から送出される制御信号により、マウン
トヘッド部（２）は、マウントヘッドを搭載したＸＹテ
ーブルを駆動してマウントヘッド（５５）を上記マウン
トヘッド部（２）側に搬送された半導体チップ上に位置
ぎめする。そしてこの半導体チップをピンクアップして
、搬送装置（ｌｌａ）によりこのマウントヘッド部（２
）に搬送された回路基板（Ｂ）の半導体チップ取着位置
にマウントする。なおこの期間に、トレイスミ−ツカ（
１５）側に停止している位置調整テーブル（４８）上に
は、ロボット（１６）により他の半導体チップが載置さ
れ位置調整がおこなわれる。

なお、このマウントヘッド部（２）において半導体チッ
プがマウントされた回路基板（Ｂ）は、搬送装！（ｌｌ
ａ）に直交して走行する搬送装置により、マウントヘッ
ド部（２）から搬出され、さらに搬送装置（ｌｌａ）に
沿って逆方向に走行する搬送装置（ｆｌｂ）により、ロ
ーダ（１０ａ）に隣接して設置されたアンローダ（１０
ｂ）に装着されたマガジン（９ｂ）に上段から搬入され
る。

上記のように複数個の半導体チップを所定位置に配置し
て収納したトレイを複数個トレイストッカの所定位置に
配列し、テレビカメラによりこのトレイストッカの特定
部分を検出して、この検出情報からこのトレイストッカ
の特定部分の位置を認識し、この位置認識から各トレイ
中の半導体チップの位置補正量を算出し、この位置補正
量に基づいて各トレイから順次所定の半導体チップを取
り出してマウント位置に搬送するようにすると、所定の
半導体チップを確実かつ正確に取り出して供給すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るマウンタ装置に全体の示す斜視
図、第２図はその主要購成を示す平面図、第３図（Ａ）
および（Ｂ）図はそれぞれトレイストッカを切欠して示
した平面図および正面図、第４図（Ａ）および（Ｂ）図
はそれぞれトレイを切欠して示した平面図および断面図
、第５図はトレイストッカに載置されたトレイ中の半導
体チップの位置補正量の算出および搬送方法を示すフロ
ーチャート、第６図はトレイストッカに載置されたトレ
イ中の半導体チップの位置補正方法を説明するための図
である。 （２）・・・マウントヘッド部 （３）・・・テイスペンスヘッド部 （４）・・・基板供給部　　　　　　　（５）・・・チ
ップ供給部（６）・・・制御装置　　　　　　　　（９
ａ）　（９ｂ）・・・マガジン（１０ａ）・・・ローダ
　　　　　　　　（１０ｂ）・・・アンローダ（ｌｌａ
）　（Ｈｂ）−・・搬送装置　　　　　（１４）−）−
レイ（１５）・・・トレイストッカ　　　　　（１Ｇ）
・・・ロボット（１７）・・・回転搬送袋！　　　　　
　（１９）・・・支持板（２０）・・・支持台　　　　
　　　　（２１）・・・突起部（２２）・・・板ばね　
　　　　　　　（２５）・・・摺動部材（２６）・・・
摺動支持部材　　　　　（２７）・・・ガイド部材（２
８）・・・ロック装［（３ｇ）　（３９）・・・凹孔（
４１）・・・基台　　　　　　　　　（４２）・・・腕
（４４）・・・ピックアップ工具　　　（４５）・・・
テレビカメラ（Ｂ）・・・回路基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ベース部材および半導体チップをマウント位置に搬送
   して上記ベース部材に上記半導体チップを取り付ける半
   導体チップの自動マウント方法において、上記半導体チ
   ップをトレイ中の所定位置に配置して一つのトレイに複
   数個収納する工程と、この半導体チップを収納した複数
   個のトレイをトレイストッカの所定位置に配列する工程
   と、テレビカメラにより上記トレイストッカの特定部分
   を検出しその検出情報を制御装置において標準パターン
   と照合して上記特定部分の位置を認識し、この認識され
   た特定部分の位置から上記各トレイ中の半導体チップの
   位置補正量を算出する手段と、上記手段により算出され
   た半導体チップの位置補正量に基づいて上記トレイから
   順次半導体チップを取り出す工程と、この取り出された
   半導体チップをマウント位置に搬送する工程とを有する
   ことを特徴とする半導体チップの自動マウント方法。