JPWO2016103791A1 - Cap mounting method and cap mounting apparatus for semiconductor device package - Google Patents
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Abstract
本発明は、半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法及びキャップ装着装置に関する。半導体素子パッケージへのキャップ装着において、複数の半導体素子パッケージ(3)の配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップ(6)をx方向に沿って配列し、配列された複数のキャップ(6)を、同時に、水平方向に対して傾斜させて吸着し、吸着された複数のキャップ(6)を、同時に、対応する半導体素子パッケージ(3)のキャップ装着凹部(31)内に傾斜状態のまま挿入する。The present invention relates to a cap mounting method and a cap mounting apparatus for a semiconductor device package. In mounting the cap on the semiconductor element package, the plurality of caps (6) are arranged along the x direction at an arrangement pitch corresponding to the arrangement pitch of the plurality of semiconductor element packages (3), and the plurality of arranged caps (6) At the same time, the plurality of absorbed caps (6) are simultaneously sucked into the cap mounting recess (31) of the corresponding semiconductor element package (3) while being inclined. To do.
Description
本発明は、半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法及びキャップ装着装置に関し、特に半導体素子パッケージに設けられたキャップ装着凹部にキャップを装着するための方法及びその方法を実現するための装置に関する。 The present invention relates to a cap mounting method and a cap mounting device for a semiconductor device package, and more particularly to a method for mounting a cap in a cap mounting recess provided in a semiconductor device package and a device for realizing the method.
従来の半導体素子パッケージ(以下、単に「パッケージ」とも言う)は一般に、キャップを装着するための部分(以下、キャップ装着部)が大きく、それに応じてキャップ自身も大きかった。そのため、キャップを半導体素子パッケージに装着する際には、これまでは、キャップを機械的にガイドに挟み、位置決めを行う方式が取られてきた。また、半導体素子パッケージの位置決めについても、機械的に基準面に挟むことで位置を決定する方式が取られてきた。 Conventional semiconductor element packages (hereinafter also simply referred to as “packages”) generally have a large portion for mounting a cap (hereinafter referred to as a cap mounting portion), and the cap itself is accordingly large. For this reason, when mounting the cap on the semiconductor element package, a method has been used so far in which the cap is mechanically sandwiched between guides for positioning. As for positioning of the semiconductor element package, a method has been adopted in which the position is determined by mechanically sandwiching the package between the reference surfaces.
しかし、近年の半導体素子パッケージの微小薄型化に伴い、半導体素子パッケージにおけるキャップ装着部及びキャップも微小薄型化している。キャップ装着前のパッケージは薄型の金属フレーム上に配列して搭載されているため、パッケージが回転しやすく、パッケージ相互間の位置が異なる場合がよくある。このような状況において、微小薄型のキャップを機械的にクランプして位置決めを行おうとすると、パッケージの前後・左右・回転方向に対してのキャップの位置決めが安定せず、キャップ装着の位置精度が不安定でばらついてしまう問題があった。また、キャップの位置決めが安定しないことから、キャップ装着時にキャップを半導体素子パッケージに引っ掛けたり、キャップを破損させたりする問題もあった。また、キャップが小さいため、キャップをクランプすること自体が困難であるという問題もあった。 However, with the recent thinning of semiconductor device packages, cap mounting portions and caps in semiconductor device packages are also made thin and thin. Since the package before mounting the cap is arranged and mounted on a thin metal frame, the package is likely to rotate and the position between the packages is often different. In such a situation, if you attempt to perform positioning by mechanically clamping a thin cap, the positioning of the cap with respect to the front / rear / left / right / rotation direction of the package will not be stable, and the accuracy of cap mounting will be poor. There was a problem of stability and dispersion. Further, since the positioning of the cap is not stable, there is a problem that the cap is hooked on the semiconductor element package when the cap is mounted or the cap is damaged. In addition, since the cap is small, there is also a problem that it is difficult to clamp the cap itself.
ところで、複数の半導体素子パッケージにつき、位置認識処理カメラ等の認識システムを用いて、一個一個順番にキャップ装着部を認識した上で、キャップの装着を行うことが知られている(特許文献1参照)。この技術を用いれば上述のキャップ装着時の位置精度に関する問題は解消することができる。しかしながら、一個一個順番にキャップ装着部を認識した上でのキャップを装着方法は、複数の半導体素子パッケージ全体としてキャップ装着時間が長びくという問題がある。 Incidentally, it is known that a plurality of semiconductor element packages are attached with caps after recognizing cap attachment portions one by one using a recognition system such as a position recognition processing camera (see Patent Document 1). ). If this technique is used, the above-mentioned problem concerning the positional accuracy when the cap is mounted can be solved. However, the method of attaching caps after recognizing the cap attaching portions one by one has a problem that the cap attaching time is prolonged as a whole of the plurality of semiconductor element packages.
発明者が調べた限りでは、位置認識処理カメラ等の認識システムを用いない簡単な方法で、金属フレームに搭載された半導体素子パッケージのキャップ装着部に精度よくキャップを搭載する方法を開示した先行技術文献は発見されなかった。 As far as the inventors have investigated, the prior art disclosed a method for accurately mounting a cap on a cap mounting portion of a semiconductor element package mounted on a metal frame by a simple method without using a recognition system such as a position recognition processing camera. No literature was found.
そこで、本発明の課題は、キャップの装着精度向上及び安定したアセンブリ品質、並びに装着作業のスピードアップを実現することができる半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法及びその方法を実現するキャップ装着装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a cap mounting method for a semiconductor device package capable of improving cap mounting accuracy, stable assembly quality, and speeding up the mounting operation, and a cap mounting apparatus that realizes the method. Is to provide.
本発明の一側面に係る半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法は、
所定の配列ピッチでx方向に沿って配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部にキャップを装着するためのキャップ装着方法であって、
複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップをx方向に沿って配列する工程と、
配列された複数のキャップを、同時に、水平方向に対して傾斜させて吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップを、同時に、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とする。A cap mounting method for a semiconductor device package according to one aspect of the present invention includes:
A cap mounting method for mounting caps to cap mounting recesses of a plurality of semiconductor element packages arranged in the x direction at a predetermined arrangement pitch,
Arranging a plurality of caps along the x direction at an arrangement pitch corresponding to the arrangement pitch of the plurality of semiconductor element packages;
A step of simultaneously adsorbing a plurality of arranged caps by inclining with respect to the horizontal direction;
Inserting the adsorbed caps into a cap mounting recess of a corresponding semiconductor element package at the same time in an inclined state; and
It is provided with.
前記吸着する工程では、前記複数のキャップを傾斜面に載置し、前記傾斜面に対応する傾斜先端面を有する吸着コレットを鉛直方向に下降させて、前記傾斜先端面にキャップを吸着してもよいし、または、前記複数のキャップを水平面に載置し、水平先端面を有する吸着コレットを鉛直方向に下降させて、前記水平線端面にキャップを吸着して、前記水平面からキャップを持ち上げた後、吸着コレットを傾斜させてもよい。 In the adsorbing step, the plurality of caps may be placed on an inclined surface, and an adsorbing collet having an inclined tip surface corresponding to the inclined surface may be lowered in the vertical direction to adsorb the cap to the inclined tip surface. Or, after placing the plurality of caps on a horizontal plane, lowering the suction collet having a horizontal tip surface in the vertical direction, adsorbing the cap to the horizontal line end surface, and lifting the cap from the horizontal plane, The adsorption collet may be inclined.
一実施形態では、前記吸着する工程において、配列された前記複数のキャップのx方向の位置を粗調整した後に、前記複数のキャップを吸着する。 In one embodiment, in the step of sucking, the plurality of caps are sucked after roughly adjusting the positions of the arranged caps in the x direction.
前記吸着する工程において、吸着後の前記複数のキャップのx方向の位置を微調整してもよい。 In the step of sucking, the positions in the x direction of the plurality of caps after the suction may be finely adjusted.
一実施形態では、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップをx方向に沿って微小範囲内で動かすことにより、前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部の実際の位置に対するこれら複数のキャップのx方向の位置を微調整した後に、これらのキャップを挿入する。 In one embodiment, in the inserting step, the plurality of caps with respect to the actual positions of the cap mounting recesses of the plurality of semiconductor device packages are moved by moving the absorbed caps within a minute range along the x direction. After tweaking the position of the x direction, insert these caps.
ここで、「微小範囲」とは、キャップ装着凹部のx方向の寸法公差の約120%〜400%の範囲を言い、例えば、キャップ装着凹部のx方向の寸法公差が±25μmであれば、±30μm〜±100μmの範囲である。また、ここで符号+は、x方向前方を表し、符号−はx方向後方を表す。 Here, the “small range” refers to a range of about 120% to 400% of the dimensional tolerance in the x direction of the cap mounting recess. For example, if the dimensional tolerance in the x direction of the cap mounting recess is ± 25 μm, ± It is in the range of 30 μm to ± 100 μm. Here, the symbol + represents the front in the x direction, and the symbol-represents the rear in the x direction.
一実施形態では、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップそれぞれの先端を対応するキャップ装着凹部の内壁面に当てた状態で、これらのキャップを動かすことにより、対応するキャップ装着凹部に対する各キャップの角度位置を調整することもできる。 In one embodiment, in the inserting step, each cap with respect to the corresponding cap mounting recess is moved by moving these caps in a state where the tips of the plurality of adsorbed caps are in contact with the inner wall surface of the corresponding cap mounting recess. The angular position of the cap can also be adjusted.
一実施形態では、x方向に直交する方向をy方向とするとき、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップの先端を対応するキャップ装着凹部に挿入して、それらの先端が対応するキャップ装着凹部の内壁面に当たるまで前記複数のキャップをy方向に前進させることで、前記複数のキャップのy方向の位置合わせを行う。In one embodiment, when the direction perpendicular to the x direction is the y direction,
In the inserting step, the tips of the absorbed caps are inserted into the corresponding cap mounting recesses, and the caps are advanced in the y direction until the tips hit the inner wall surface of the corresponding cap mounting recess. In this way, the plurality of caps are aligned in the y direction.
一実施形態では、キャップ装着方法は、半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に先端が挿入された複数のキャップを、2段階のスピードで、対応するキャップ装着凹部内に圧入する工程をさらに備え、2段目のスピードは、1段目よりも遅い。 In one embodiment, the cap mounting method further includes a step of press-fitting a plurality of caps, the tips of which are inserted into the cap mounting recesses of the semiconductor element package, into the corresponding cap mounting recesses at a two-stage speed. The speed of the stage is slower than the first stage.
本発明に係る前記キャップ装着方法は、本発明に係るキャップ装着装置によって実現することができる。 The cap mounting method according to the present invention can be realized by the cap mounting apparatus according to the present invention.
このキャップ装着装置は、所定の配列ピッチでx方向に配列された複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部にキャップを装着するためのキャップ装着装置であって、
x方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップを配列してx方向に搬送するキャップ搬送配列ユニットと、
吸着機構を有し、x方向及びx方向に直交するy方向に移動可能なキャップ吸着ユニットと
を備え、
前記キャップ吸着ユニットは、前記キャップ搬送配列ユニットにより配列された複数のキャップを、前記吸着機構により、同時に、前記半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に対して傾斜する方向に吸着し、吸着した前記複数のキャップを、同時に、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜させて挿入するようになっていることを特徴とする。The cap mounting device is a cap mounting device for mounting caps to cap mounting recesses of a plurality of semiconductor element packages arranged in the x direction at a predetermined arrangement pitch,
a cap transport arrangement unit that is movable in the x direction and that arranges a plurality of caps at an arrangement pitch corresponding to the arrangement pitch of the plurality of semiconductor element packages and conveys the cap in the x direction;
A cap suction unit having a suction mechanism and movable in the x direction and the y direction perpendicular to the x direction,
The cap adsorbing unit adsorbs the plurality of caps arranged by the cap transport arrangement unit at the same time in the direction inclined with respect to the cap mounting recess of the semiconductor element package by the adsorbing mechanism. At the same time, the cap is inclined and inserted into the cap mounting recess of the corresponding semiconductor element package.
前記キャップ搬送配列ユニットは、前記複数のキャップを傾斜して載置するための傾斜載置面を有するステージを備え、前記吸着機構は、前記ステージの傾斜載置面に対応する傾斜先端面を有する複数の吸着コレットを備え、前記吸着機構は、前記複数の吸着コレットが、鉛直方向に下降して、それぞれの傾斜先端面にキャップを吸着するように構成されていてもよい。 The cap transport arrangement unit includes a stage having an inclined mounting surface for mounting the plurality of caps at an inclination, and the suction mechanism has an inclined front end surface corresponding to the inclined mounting surface of the stage. A plurality of suction collets may be provided, and the suction mechanism may be configured such that the plurality of suction collets descend in the vertical direction and suck caps on the respective inclined tip surfaces.
また、前記キャップ搬送配列ユニットは、前記複数のキャップを水平方向に載置する水平載置面を有するステージを備え、前記吸着機構は、水平先端面を有する複数の吸着コレットを備え、前記吸着機構は、上記複数の吸着コレットが、鉛直方向に下降してそれぞれの水平先端面にキャップを吸着し、キャップ吸着後に傾斜することにより、吸着したキャップを傾斜させるように構成されていてもよい。 Further, the cap transport arrangement unit includes a stage having a horizontal mounting surface for mounting the plurality of caps in a horizontal direction, and the suction mechanism includes a plurality of suction collets having a horizontal tip surface, and the suction mechanism The plurality of suction collets may be configured to incline the adsorbed caps by descending in the vertical direction, adsorbing the caps to the respective horizontal tip surfaces, and inclining after the caps are adsorbed.
一実施形態では、本発明のキャップ装着装置は、前記キャップ吸着ユニットを移動させる搬送機構を備え、前記キャップ吸着ユニットによる吸着直後及び/又は前記キャップ装着凹部への挿入前において、前記キャップ吸着ユニットを前記搬送機構によりx方向に沿って微小範囲内で移動させることにより、前記複数のキャップのx方向の位置を微調整するようになっている。 In one embodiment, the cap mounting device of the present invention includes a transport mechanism that moves the cap suction unit, and the cap suction unit is disposed immediately after suction by the cap suction unit and / or before insertion into the cap mounting recess. The position of the plurality of caps in the x direction is finely adjusted by moving within the minute range along the x direction by the transport mechanism.
前記キャップ吸着ユニットによる吸着前に、x方向に関して前記キャップ吸着ユニットに対する前記キャップ搬送配列ユニットの位置を調整することにより、前記複数のキャップのx方向の位置を粗調整するようにしてもよい。 Before the suction by the cap suction unit, the positions of the caps in the x direction of the plurality of caps may be roughly adjusted by adjusting the position of the cap transport arrangement unit with respect to the cap suction unit with respect to the x direction.
キャップ装着装置は、y方向に関して前記吸着機構に吸着された複数のキャップの位置決めを行うための位置決め部材を備えていてもよい。 The cap mounting apparatus may include a positioning member for positioning a plurality of caps sucked by the suction mechanism in the y direction.
一実施形態では、キャップ装着装置は、半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に先端が挿入されたキャップを、2段階の下降動作で前記キャップ装着凹部内に圧入する圧入ユニットをさらに備え、2段目の下降動作のスピードは、1段目よりも遅い。 In one embodiment, the cap mounting apparatus further includes a press-fitting unit that press-fits a cap having a tip inserted into the cap mounting recess of the semiconductor element package into the cap mounting recess by a two-step lowering operation. The lowering movement speed is slower than the first stage.
前記圧入ユニットは、前記キャップ吸着ユニットとは異なるユニットによって構成されてもよいし、または、前記キャップ吸着ユニットが前記圧入ユニットを兼ねてもよい。 The press-fit unit may be configured by a unit different from the cap suction unit, or the cap suction unit may also serve as the press-fit unit.
また、前記圧入ユニットは、キャップへの過負荷を検出する過負荷センサーを有していてもよい。 The press-fitting unit may have an overload sensor that detects an overload to the cap.
また、キャップ装着装置は、前記キャップ吸着ユニットによるキャップの吸着の有無を検出する吸着センサーを備えていてもよい。 The cap mounting device may include a suction sensor that detects whether the cap is sucked by the cap suction unit.
本発明によれば、半導体素子パッケージへのキャップ装着において、キャップの装着精度向上及び安定したアセンブリ品質、並びに装着作業のスピードアップを実現することができる。 According to the present invention, when mounting a cap on a semiconductor element package, it is possible to improve cap mounting accuracy, achieve stable assembly quality, and speed up mounting operation.
以下、本発明の半導体素子パッケージのためのキャップ装着装置及びキャップ装着方法を図示の実施形態により説明する。 Hereinafter, a cap mounting apparatus and a cap mounting method for a semiconductor device package according to the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係るキャップ装着装置1の概略構成図を図1に示す。このキャップ装着装置1は、図1に示すように、装着ステージ2上に2列に配列された複数の半導体素子パッケージ3に、パーツフィーダ5から供給される複数のキャップ6を同時に(つまり一括して)装着するように構成されている。(First embodiment)
The schematic block diagram of the cap mounting apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the cap mounting apparatus 1 simultaneously attaches a plurality of
具体的には、キャップ装着装置1は、パーツフィーダ5から供給されるキャップ6を、半導体素子パッケージ3の配列ピッチ(以下、パッケージピッチ)で配列する2つのキャップ搬送配列ユニット7と、整列されているキャップ搬送配列ユニット7(図2参照)それぞれから複数個(図示の例では20個)のキャップを吸着によりピックアップする2つのキャップ吸着ユニット8と、キャップ6を半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31(図8参照)に圧入する圧入ユニット9とを備えている。また、このキャップ装着装置は、図示はされないが、キャップ搬送配列ユニット7を搬送する搬送機構及びキャップ吸着ユニット8を搬送する搬送機構を備える。さらに、キャップ装着装置は、キャップ吸着ユニット8の下方に、吸着によりピックアップされたキャップを位置決めするための位置決めガイド10を有する(図6参照)。
Specifically, the cap mounting apparatus 1 is aligned with two cap
図1に示した非限定的な例では、複数の半導体素子パッケージ3は、端子部4(図10参照)を構成する薄型の金属フレーム上に図示しない半導体素子を搭載し、それを樹脂モールドしてなるものである。
In the non-limiting example shown in FIG. 1, a plurality of
2つのキャップ搬送配列ユニット7は、半導体素子パッケージ3の配列方向(以下、x方向という)に関して、対称に配置されている。各キャップ搬送配列ユニット7は、キャップ載置用のx方向に延びるステージ71と、ステージ71をパッケージピッチに応じたピッチで設けられた仕切り72と、ステージ71の長手方向(x方向)の一方の縁部に沿って設けられた位置決め突起73(図6参照)とを備えている。位置決め突起73は、x方向に直交するy方向についてキャップ6を位置決めするためのものである。ステージ71の長手方向(x方向)に延びるもう一方の縁部は、パーツフィーダ5からキャップ6を受け取るために開放されている(図6、図7参照)。ステージ71の上面は、図6に示すように、開放側の縁部から位置決め突起73が設けられた縁部に行くに従って下降する傾斜載置面74を形成している。
The two cap
このような傾斜載置面74を採用する理由は、複数の半導体素子パッケージ3の間でキャップ装着凹部の位置にばらつきがあっても、複数のキャップの装着を安定よく、一括して、行えるようにするためである。つまり、半導体素子パッケージ3が薄型フレーム上に搭載されているため、薄型フレームの撓み等によって、半導体素子パッケージ3がある方向に回転したりし易く、そのためキャップ装着凹部の位置が不安定になり、また、キャップ装着凹部31間でのずれも生じるため、キャップを水平方向に保ったままキャップ装着凹部に挿入するのは極めて困難である。しかし、キャップ6を水平方向に対して傾斜して配置することで、この斜め方向を保ったままキャップを吸着してピックアップして、キャップ装着凹部に装着する場合には、キャップ装着凹部側のマージンが実質的に大きくなるため、このような困難を解消できるのである。
The reason for adopting such an inclined mounting
傾斜載置面74の傾斜角度は、5度〜15度の範囲内で設定される。傾斜角度が前記5度〜15度の範囲内であれば挿入時のマージンを大きくできる。
The inclination angle of the inclined mounting
同様に、2つのキャップ吸着ユニット8も、半導体素子パッケージ3の配列方向であるx方向に関して対称に配置されている。これら2つのキャップ吸着ユニット8は、対向する側の縁部を接触させた状態、つまり、背中合わせの状態で配置されている。各キャップ吸着ユニット8は、パッケージピッチに応じたピッチでx方向に配列された複数の吸着コレット81と、これら複数の吸着コレット81を保持する保持板82と、保持板82に保持された複数の吸着コレット81を同時に動かすための作動機構を備えている。各吸着コレット81は、図示しない真空装置に接続されており、中央部に、真空引き用のチャネル82を有する。各吸着コレット81の先端面83は、ステージ71の傾斜載置面74に対応する角度、すなわち、5度〜15度の範囲内の角度で傾斜する傾斜先端面となっている。
Similarly, the two
圧入ユニット9は、x方向に延びる略直方体の圧入部材91(図8,9に断面を示す)と、この圧入部材91を作動する図示しない作動部とを備える。また、圧入ユニット9には、図9に示すように、バネ12の圧縮によって圧入部材91の下降動作時のキャップ6への過負荷を検出する過負荷センサー13が取り付けられている。過負荷センサー13の出力信号は作動部に入力されるようになっており、これにより、キャップ6へ過負荷がかかっているかどうかを確認しながら、圧入動作を行うことができる。その結果として、キャップ6への過負荷に起因するパッケージへのダメージを最大限回避することができる。圧入ユニット9の作動部は、後述するように、圧入部材91に2段階の下降動作を行わせるようになっている。
The press-fitting
次に、図1〜図5を参照しながらキャップ装着装置1の基本的動作の流れを説明すると共に、図6〜図13を参照しながら、キャップ装着装置1によるキャップ装着工程の詳細を説明する。 Next, a basic operation flow of the cap mounting apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 5, and details of a cap mounting process by the cap mounting apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 6 to 13. .
(キャップ配列工程)
まず、図1に示すように、パーツフィーダ5にキャップ6を充填し、キャップ搬送配列ユニット7をx方向にシフトさせながら、パーツフィーダ5からキャップ搬送配列ユニット7にキャップ6を一個ずつ移送する。(Cap arrangement process)
First, as shown in FIG. 1, the
より具体的には、2つのキャップ搬送配列ユニット7が同期して図中の矢印に示すx方向にパッケージピッチに応じた距離だけ移動すると、対応するパーツフィーダ5からキャップ6が、仕切り72によって仕切られたステージ71の傾斜斜面74上に載置される。つまり、キャップ6は水平方向に対して傾斜した状態でステージ71に載置される。このとき、ステージ71に設けられた位置決め突起73にキャップが当接することにより(図6の(I)参照)、キャップ6のy方向(x方向に直交する方向)の位置決めが行われる。このようにして、キャップ搬送配列ユニット7は、キャップ6を一個一個受け取りながら、キャップ吸着ユニット8への受け渡し位置へと前進する。
More specifically, when the two cap
ステージ71のすべて(20個)の区画へのキャップ6の移送が終了すると、キャップ搬送配列ユニット7は、キャップ吸着ユニット8への受け渡し位置を越えてさらに前進した後、受け渡し位置まで戻る。このようにして、x方向に関して、キャップ搬送配列ユニット7におけるキャップ6をキャップ吸着ユニット8の吸着コレット81に整列させ(図2参照)、x方向位置の粗調整を行う。
When the transfer of the
(キャップ吸着工程)
次に、図2に示すように、2つのキャップ吸着ユニット8の一方(例えば、図2中、左側のキャップ吸着ユニット8)を、搬送機構により、対応する搬送配列ユニット7の方へとy方向(例えば、図2中、左方向)に移動する。そして、複数の吸着コレット81を同時に鉛直方向に下降させて(図6の(II)参照)、x方向の位置が粗調整された複数のキャップ6を同時に、吸着コレット81によって傾斜状態で吸着する(図6の(III)参照)。この吸着状態で、図7に示すように、キャップ吸着ユニット8をx方向に微小範囲で、この例では、±30μm〜±100μmの範囲で移動させることにより(図7の(C)参照)、半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31のx方向の設定位置に対して、キャップ6のx方向の位置の微調整を行う。なお、図7の(B)では、キャップ搬送配列ユニット7のステージ71の上部のみが示されている。キャップ6のx方向の位置の微調整後、図6の(IV)に示すように、吸着コレット81を鉛直方向に上昇させ、キャップ6をキャップ搬送配列ユニット7からキャップ吸着ユニット8へとピックアップ移送する。そして、図6の(V)に示すように、吸着後のキャップ6を位置決めガイド10に当てることにより、半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31のy方向の設定位置に対して、キャップ6の位置決めを行う。その後、キャップ吸着ユニット8を図2に示す元の位置まで戻す。次いで、もう一方のキャップ吸着ユニット8(例えば、図2中、右側のキャップ吸着ユニット8)を、先とは反対のy方向(例えば、図2中、右方向)へ移動させ、以降は上述と同様の動作を繰り返す。(Cap adsorption process)
Next, as shown in FIG. 2, one of the two cap suction units 8 (for example, the left
なお、第1実施形態では、2つのキャップ吸着ユニット8に共通の搬送機構と作動機構を設け、まず、一方のキャップ搬送配列ユニット7から対応する一方のキャップ吸着ユニット8へのキャップ6の移送を行った後、他方のキャップ搬送配列ユニット7から残りのキャップ吸着ユニット8へのキャップ6の移送を行うようにしている。しかし、これに代えて、後述する第3実施形態で説明するように、各キャップ吸着ユニット8専用の搬送機構と作動機構とを設けて、2つのキャップ吸着ユニット8を同時に別々の方向に移動させて対応するキャップ搬送配列ユニット7からキャップをピックアップ移送するようにしてもよい。
In the first embodiment, the two
また、図示の例では、半導体素子パッケージ3を2列に配列しているため、パーツフィーダ5、キャップ搬送配列ユニット7、キャップ吸着ユニット8をそれぞれ2つ用意したが、半導体素子パッケージ3が1列に配列されている場合には、パーツフィーダ5、キャップ搬送配列ユニット7、キャップ吸着ユニット8はそれぞれ1つでよい。
In the illustrated example, since the
次に、図3に示すように、x方向及びy方向について位置決めされたキャップ6を吸着した2つのキャップ吸着ユニット8を、装着ステージ2までx方向に沿って移動させる。
Next, as shown in FIG. 3, the two
(キャップ挿入工程)
続いて、図4に示すように、キャップ吸着ユニット8から装着ステージ2の半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31へキャップ6を挿入して搭載する。(Cap insertion process)
Subsequently, as shown in FIG. 4, the
具体的には、図8の(V1)に示すように、アライメント済みの半導体素子パッケージ3上に、キャップ6を斜めに吸着した複数の吸着コレット81を移動させ、次に、これらの吸着コレット81を同時に、図8の(V1I)に示すように、鉛直方向に下降させて、キャップ6の先端部をキャップ装着凹部31内に挿入する。この挿入前に、複数のキャップ6のx方向の位置を、対応するキャップ装着凹部31の実際の位置に対して、微調整する。
Specifically, as shown in FIG. 8 (V1), a plurality of
半導体素子パッケージ3は薄型金属フレームに搭載されているため、半導体素子パッケージ3の回転等によって、キャップ装着凹部31の実際位置が設置位置から多少ずれることがよくある。キャップ挿入前に、このようにキャップ装着凹部31の実際位置の設定位置からのずれを吸収するために、上述のように、キャップ挿入前に、複数のキャップ6のx方向の位置を微調整するのである。
Since the
具体的には、例えば、図10に示すように、複数のキャップ6(図10には1つのみ示す)の先端をキャップ装着凹部にほんの僅かだけ押し込んだ状態で、キャップ6を吸着しているキャップ吸着ユニット8をx方向に沿って微小範囲(例えば、±30μm〜±100μmの範囲)で揺動することにより、キャップ6と半導体素子パッケージ3とのx方向の隙間Cが両側において略等しくなるように調整するのである。このような簡単な方法で、複数のキャップ装着凹部31の実際位置の設定位置からのずれを吸収することができる。この結果、x方向の位置に関してキャップ装着凹部31に対して正確に位置決めされた状態で、複数のキャップ6の先端を更に押し込んで、それぞれのキャップ装着凹部31に同時に挿入することができる。図10に示した例では、キャップ6の先端は略5度〜15度の傾斜で挿入される。挿入後の状態では、通常、キャップ先端の位置決め凸部62は、キャップ装着凹部31の先端側内壁面に設けられた相補形状の凹部32とは非接触である。
Specifically, for example, as shown in FIG. 10, the
次に、図8の(VIII)に示すように、キャップ6の先端をキャップ装着凹部31に挿入したまま、キャップ6の先端がキャップ装着凹部31の先端側の内壁面に接触するまで、キャップ吸着ユニット8による吸着状態のままキャップ6をy方向に前進させて、キャップ装着凹部31の実際のy位置に対して、キャップ6のy方向の位置決めを行う。
Next, as shown in FIG. 8 (VIII), with the tip of the
具体的には、図11に示すように、キャップ先端の位置決め凸部62がキャップ装着凹部31の凹部32にきっちりと嵌まり込むまで、キャップ6を半導体素子パッケージ3の先端側へ移動させる。このとき、合わせて、半導体素子パッケージ3の回転に起因するキャップ装着凹部31の回転方向に対してのキャップ6の位置合わせも行う。
Specifically, as shown in FIG. 11, the
本実施形態においては、x方向、y方向、回転方向についての位置合わせを含む上記のキャップ挿入工程は、2つのキャップ吸着ユニット8に共通の搬送機構と作動機構を用いて、これらのキャップ吸着ユニット8を1つずつ順番に操作して、装着ステージ2に搭載された2列の半導体素子パッケージ3に対して一列ずつ順番に実施している。順番に行うのは、一方の列の半導体素子パッケージ3の向きが他方の列の半導体素子パッケージ3の向きと反対であるため、2つのキャップ吸着ユニット8の動きがy方向に関して逆方向になるからである。
In the present embodiment, the cap insertion process including the alignment in the x direction, the y direction, and the rotation direction is performed by using a transport mechanism and an operation mechanism common to the two
しかし、後述の第3実施形態で説明するように、2つのキャップ吸着ユニット8それぞれに対して個別に搬送機構と作動機構を設けることにより、上記のキャップ挿入工程を、装着ステージ2に搭載された2列の半導体素子パッケージ3に対して同時に行うようにしてもよい。もちろん、半導体素子パッケージ3が一列のみの場合には、1つのキャップ吸着ユニット8のみを操作すればよい。
However, as described in the third embodiment to be described later, the cap insertion process is mounted on the mounting
キャップ先端の位置決め後、図8の(IX)に示すように、吸着コレット81を上昇させて、キャップを吸着状態から開放した後、2つのキャップ吸着ユニット8を、図1、図5に示す箇所(供給ステージ)まで戻す。
After positioning the cap tip, as shown in FIG. 8 (IX), the
キャップ装着装置1は、図示しない吸着センサーを有しており、吸着コレット81を上昇させた際に、この吸着センサーによって、吸着コレット81の先端面におけるキャップ6の有無を検出することにより、キャップ6が半導体素子パッケージ3に装着されたかどうかを、2列または1列の半導体素子パッケージ3全てについて同時に確認する。つまり、吸着センサーにより、これらの半導体素子パッケージについて、同時に、キャップ装着ミスの有無を検出することが可能となる。
The cap mounting device 1 has a suction sensor (not shown), and when the
(キャップ圧入工程)
最後に、図9の(X)に示すように圧入ユニット9を装着ステージ2上に移動させた後、図9の(XI)及び図12,13に示すように、圧入部材91の2段階の下降動作により、キャップ6を対応するキャップ装着凹部31に押し込む。(Cap press-fitting process)
Finally, after the press-fitting
圧入部材91の2段階の下降動作は、1段目が高速で、2段目が低速で行われる、1段目と2段目の下降動作の切り換えは、パッケージ内部部品にダメージを極力与えないように、キャップ6がパッケージ内部部品(ワイヤー等)に弾性接触しないタイミングで行うのがよい。また、それに加えて、下降動作は、パッケージ内部やパッケージ外装に大きな衝撃が加わらないよう過負荷センサー13の出力を確認しながら行うので、パッケージ内部やパッケージ外装のダメージを防止できる。
The two-stage lowering operation of the press-fitting
2段階の圧入動作により、傾斜状態で挿入されていたキャップ6は、キャップ装着凹部31に水平方向に嵌合された状態となり、キャップ装着動作を完了する。
By the two-stage press-fitting operation, the
圧入完了後、図9の(XII)に示すように、圧入ユニット9つまり圧入部材91を上昇させ、元の位置に戻す。
After completion of the press-fitting, as shown in FIG. 9 (XII), the press-fitting
上記の工程の結果、図13に示すような、半導体素子パッケージ3とキャップ6との高品質なアセンブリが得られる。
As a result of the above process, a high-quality assembly of the
上記の説明から分かるように、第1実施形態に係るキャップ装着装置の構成及びこのキャップ装着装置によって実施されるキャップ装着方法によれば、たとえ、複数の半導体素子パッケージ間でキャップ装着凹部の実際の位置にバラツキがあっても、キャップ装着凹部の位置を認識システムを用いて位置認識することなく、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に安定的に挿入して、キャップを精度よく装着することが可能となる。この結果、安定したアセンブリ品質を得ることが可能となる。 As can be seen from the above description, according to the configuration of the cap mounting device according to the first embodiment and the cap mounting method implemented by the cap mounting device, even if the actual cap mounting recesses are between the plurality of semiconductor element packages. Even if there is a variation in position, the cap can be mounted accurately by stably inserting it into the cap mounting recess of the corresponding semiconductor element package without recognizing the position of the cap mounting recess using a recognition system. It becomes possible. As a result, stable assembly quality can be obtained.
また、第1実施形態によれば、複数のキャップ6の同時処理を行っているので、キャップの個別処理に比べて、装着作業の格段のスピードアップが実現できる。
In addition, according to the first embodiment, since a plurality of
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を説明する。この第2実施形態に係るキャップ装着装置の概略構成図は、図1に示したキャップ装着装置1から圧入ユニット9を除いたものに略相当する。したがって、以下の説明において、図1〜13に示した参照番号を、一部の参照番号を除いて、第2実施形態のキャップ装着装置にも適宜使用することとする。(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The schematic configuration diagram of the cap mounting device according to the second embodiment is substantially equivalent to the cap mounting device 1 shown in FIG. 1 excluding the press-fitting
第2実施形態は、キャップ配送配列ユニット7とキャップ吸着ユニット8の構成が、第1実施形態のものと異なる。また、キャップ吸着ユニット8が圧入ユニットを兼ねる点において、第1実施形態と異なる。それ以外の構成は、第1実施形態と基本的に同じであり、説明を省略する。以下、図14〜16を参照しながら、第1実施形態と異なる点を説明する。なお、図14は、第2実施形態におけるキャップの吸着位置決め及びピックアップ方法を説明する図であって、第2実施形態のキャップ搬送配列ユニット7の断面形状とキャップ吸着ユニット8における吸着コレット81の形状を示している。図15は、図14に示した吸着コレットのキャップ挿入工程時の動作の流れを説明する図である。図16は、図14の吸着コレットを用いた圧入工程の動作の流れを示す図である。
In the second embodiment, the configurations of the cap
図14に示すように、第2実施形態では、ステージ71は、水平載置面75を備えている。ステージ71は、第1実施形態の位置決め突起73は備えておらず、その代わりに、ステージ71と吸着コレット81との間には位置決め用のクランプ機構11が備わっている。また、吸着コレット81の先端は、第1実施形態と異なり、斜めにカットされておらず、水平な先端面84となっており、その代わりに、吸着コレット81自体を傾ける機構を備えている。第2実施形態において、吸着コレット81を傾ける角度は、第1実施形態における吸着コレット81の傾斜先端面83の傾斜角度に相当し、5度〜15度の範囲内の角度である。
As shown in FIG. 14, in the second embodiment, the
以下、図1〜5及び図14〜図16を参照しながら、第1実施形態とは異なる第2実施形態におけるキャップ配列工程、キャップ吸着工程、キャップ挿入工程、及びキャップ圧入工程の動作の流れを説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 5 and FIGS. 14 to 16, the operation flow of the cap arrangement process, the cap adsorption process, the cap insertion process, and the cap press-fitting process in the second embodiment different from the first embodiment will be described. explain.
(キャップ配列工程)
まず、図1に示すように、パーツフィーダ5にキャップ6を充填し、キャップ搬送配列ユニット7をx方向にシフトさせながら、パーツフィーダ5からキャップ搬送配列ユニット7にキャップ6を一個ずつ移送する。(Cap arrangement process)
First, as shown in FIG. 1, the
より具体的には、2つのキャップ搬送配列ユニット7が同期して図中の矢印に示すx方向にパッケージピッチに応じた距離だけ移動すると、図14の(I)に示すように、対応するパーツフィーダ5からキャップ6が、仕切り72によって仕切られたステージ71の水平載置面75上に載置される。そして、図14の(II)に示すように、キャップ6はクランプ機構11によってy方向に位置決めされる。このようにして、キャップ搬送配列ユニット7は、キャップ6を一個一個受け取りながら、キャップ吸着ユニット8への受け渡し位置へと前進する。
More specifically, when the two cap
なお、第2実施形態において、位置決め突起クランプ機構11を備える代わりに、第1実施形態と同様に、ステージ71が、y方向位置決め用の位置決め突起73を備えていてもよい。この場合には、キャップ6を位置決め突起73に当てることで、y方向の位置決めを行うことができる。
In the second embodiment, instead of providing the positioning
ステージ71のすべて(20個)の区画へのキャップ6の移送が終了すると、キャップ搬送配列ユニット7は、キャップ吸着ユニット8への受け渡し位置を越えてさらに前進した後、受け渡し位置まで戻る。このようにして、x方向に関して、キャップ搬送配列ユニット7におけるキャップ6をキャップ吸着ユニット8の吸着コレット81に整列させ(図2参照)、x方向位置の粗調整を行う。
When the transfer of the
(キャップ吸着工程)
次に、図2に示すように、2つのキャップ吸着ユニット8の一方(例えば、図2中、左側のキャップ吸着ユニット8)を、搬送機構により、対応する搬送配列ユニット7の方へとy方向(例えば、図2中、左方向)に移動する。そして、複数の吸着コレット81を同時に鉛直方向に下降させて、x方向の位置が粗調整された複数(図示の例では、20個)のキャップ6を同時に、吸着コレット81によって吸着する(図14の(III)参照)。この吸着状態で、キャップ吸着ユニット8をx方向に微小範囲で、この例では、±30μm〜±100μmの範囲で移動させることにより(図7の(C)参照)、半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31のx方向の設定位置に対して、キャップ6のx方向の位置の微調整を行う。キャップ6のx方向の位置の微調整後、図14の(IV)に示すように、吸着コレット81を鉛直方向に上昇させ、キャップ6をキャップ搬送配列ユニット7からキャップ吸着ユニット8へとピックアップし、続いて、図14の(V)に示すように、吸着コレット81をy方向に傾斜させ、吸着後のキャップ6を位置決めガイド10に当てることにより、半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31のy方向の設定位置に対して、キャップ6の位置決めを行う。その後、キャップ吸着ユニット8を図2に示す元の位置まで戻す。続いて、次いで、もう一方のキャップ吸着ユニット8(例えば、図2中、右側のキャップ吸着ユニット8)を、先とは反対のy方向(例えば、図2中、右方向)へ移動させ、以降は上述と同様の動作を繰り返す。(Cap adsorption process)
Next, as shown in FIG. 2, one of the two cap suction units 8 (for example, the left
なお、第2実施形態では、2つのキャップ吸着ユニット8に共通の搬送機構と作動機構を設け、まず、一方のキャップ搬送配列ユニット7から対応する一方のキャップ吸着ユニット8へのキャップ6の移送を行った後、他方のキャップ搬送配列ユニット7から残りのキャップ吸着ユニット8へのキャップ6の移送を行うようにしている。しかし、これに代えて、後述する第3実施形態で説明するように、各キャップ吸着ユニット8専用の搬送機構と作動機構とを設けて、2つのキャップ吸着ユニット8を同時に別々の方向に移動させて対応するキャップ搬送配列ユニット7からキャップをピックアップ移送するようにしてもよい。
In the second embodiment, the two
また、図示の例では、半導体素子パッケージ3を2列に配列しているため、パーツフィーダ5、キャップ搬送配列ユニット7、キャップ吸着ユニット8をそれぞれ2つ用意したが、半導体素子パッケージ3が1列に配列されている場合には、パーツフィーダ5、キャップ搬送配列ユニット7、キャップ吸着ユニット8はそれぞれ1つでよい。
In the illustrated example, since the
次に、図3に示すように、x方向及びy方向について位置決めされたキャップ6を吸着した2つのキャップ吸着ユニット8を、装着ステージ2までx方向に沿って移動させる。
Next, as shown in FIG. 3, the two
(キャップ挿入工程)
続いて、図4に示すように、キャップ吸着ユニット8から装着ステージ2の半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31へキャップ6を挿入して搭載する。(Cap insertion process)
Subsequently, as shown in FIG. 4, the
具体的には、図15の(V1)に示すように、アライメント済みの半導体素子パッケージ3上に、キャップ6を斜めに吸着した複数の吸着コレット81を移動させ、次に、これらの吸着コレット81を同時に、図15の(V1I)に示すように、傾斜状態のまま下降させて、キャップ6の先端部をキャップ装着凹部31内に挿入する。この挿入前に、複数のキャップ6のx方向の位置を、対応するキャップ装着凹部31の実際の位置に対して、微調整する。
Specifically, as shown in FIG. 15 (V1), a plurality of
具体的には、例えば、図15の(VII)に示すように、複数のキャップ6(図15には1つのみ示す)の先端をキャップ装着凹部にほんの僅かだけ押し込んだ状態で、キャップ6を吸着しているキャップ吸着ユニット8をx方向に沿って微小範囲(例えば、±30μm〜±100μmの範囲)で揺動することにより、キャップ6をキャップ装着凹部31に合わせ込むのである。このような簡単な方法で、複数のキャップ装着凹部31の実際位置の設定位置からのずれを吸収することができる。この結果、x方向の位置に関してキャップ装着凹部31に対して正確に位置決めされた状態で、複数のキャップ6の先端を更に押し込んで、それぞれのキャップ装着凹部31に同時に挿入することができる。図15に示した例では、キャップ6の先端は略5度〜15度の傾斜で挿入される。挿入後のキャップの状態は、図10に示したものと同様である。
Specifically, for example, as shown in FIG. 15 (VII), the
次に、図15の(VIII)に示すように、キャップ6の先端をキャップ装着凹部31に挿入したまま、キャップ6の先端がキャップ装着凹部31の先端側の内壁面に接触するまで、キャップ吸着ユニット8による吸着状態のままキャップ6をy方向に前進させて、キャップ装着凹部31の実際のy位置に対して、キャップ6のy方向の位置決めを行う。
Next, as shown in FIG. 15 (VIII), the cap is adsorbed until the tip of the
具体的には、第1実施形態と同様、図11に示すように、キャップ先端の位置決め凸部62がキャップ装着凹部31の凹部32にきっちりと嵌まり込むまで、キャップ6を半導体素子パッケージ3の先端側へ移動させる。このとき、合わせて、半導体素子パッケージ3の回転に起因するキャップ装着凹部31の回転方向に対してのキャップ6の位置合わせも行う。
Specifically, as in the first embodiment, as shown in FIG. 11, the
第2実施形態においては、x方向、y方向、回転方向についての位置合わせを含む上記のキャップ挿入工程は、第1実施形態と同様に、2つのキャップ吸着ユニット8に共通の搬送機構と作動機構を用いて、これらのキャップ吸着ユニット8を1つずつ順番に操作して、装着ステージ2に搭載された2列の半導体素子パッケージ3に対して一列ずつ順番に実施している。順番に行うのは、前述の通り、一方の列の半導体素子パッケージ3の向きが他方の列の半導体素子パッケージ3の向きと反対であるため、2つのキャップ吸着ユニット8の動きがy方向に関して逆方向になるからである。
In the second embodiment, the cap insertion process including the alignment in the x direction, the y direction, and the rotation direction is similar to the first embodiment in the conveyance mechanism and the operation mechanism common to the two
しかし、後述の第3実施形態で説明するように、2つのキャップ吸着ユニット8それぞれに対して個別に搬送機構と作動機構を設けることにより、上記のキャップ挿入工程を、装着ステージ2に搭載された2列の半導体素子パッケージ3に対して同時に行うようにしてもよい。もちろん、半導体素子パッケージ3が一列のみの場合には、1つのキャップ吸着ユニット8のみを操作すればよい。
However, as described in the third embodiment to be described later, the cap insertion process is mounted on the mounting
キャップ先端の位置決め後、図15の(IX)に示すように、吸着コレット81を上昇させて、キャップを吸着状態から開放した後、吸着コレット81の姿勢を元の垂直状態に戻す。
After positioning the tip of the cap, as shown in FIG. 15 (IX), the
吸着コレット81を上昇させた際に、吸着センサーによって、吸着コレット81の先端面におけるキャップ6の有無を検出することにより、キャップ6が半導体素子パッケージ3に装着されたかどうかを、2列または1列の半導体素子パッケージ3全てについて同時に確認する。
When the
(キャップ圧入工程)
最後に、図16(X)(XI)に示すように、垂直姿勢に戻された吸着コレット81の2段階の下降動作により、吸着コレット81の水平先端面84で、斜め装着されたキャップ6を対応するキャップ装着凹部31に押し込む。なお、このキャップ圧入工程は、2列の半導体素子パッケージ3へのキャップ挿入が完了した後に、2列の半導体素子パッケージ3に対して同時に行ってもよいし、各列の半導体素子パッケージ3へのキャップ挿入が完了する度に、行ってもよい。(Cap press-fitting process)
Finally, as shown in FIGS. 16 (X) and (XI), the
吸着コレット圧入部材91の2段階の下降動作の効果は、第1実施形態で説明したとおりである。
The effect of the two-step lowering operation of the suction collet press-fitting
2段階の圧入動作により、傾斜状態で挿入されていたキャップ6は、キャップ装着凹部31に水平方向に嵌合された状態となり、キャップ装着動作を完了する。
By the two-stage press-fitting operation, the
圧入完了後、吸着コレット81を上昇させ、吸着ユニット8を図1,5に示す元の位置(供給ステージ)に戻す。
After completion of press-fitting, the
上記の工程の結果、半導体素子パッケージ3とキャップ6との高品質なアセンブリが得られる。
As a result of the above process, a high-quality assembly of the
図14には示していないが、吸着コレット81に対しても、第1実施形態の図9に示したようなバネ12と過負荷センサー13を設けてもよい。
Although not shown in FIG. 14, the
上記の説明から分かるように、第2実施形態に係るキャップ装着装置の構成及びこのキャップ装着装置によって実施されるキャップ装着方法によれば、たとえ、複数の半導体素子パッケージ間でキャップ装着凹部の実際の位置にバラツキがあっても、キャップ装着凹部の位置を認識システムを用いて位置認識することなく、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に安定的に挿入して、キャップを精度よく装着することが可能となる。この結果、安定したアセンブリ品質を得ることが可能となる。 As can be seen from the above description, according to the configuration of the cap mounting device according to the second embodiment and the cap mounting method implemented by the cap mounting device, even if the actual cap mounting recesses are between the plurality of semiconductor element packages. Even if there is a variation in position, the cap can be mounted accurately by stably inserting it into the cap mounting recess of the corresponding semiconductor element package without recognizing the position of the cap mounting recess using a recognition system. It becomes possible. As a result, stable assembly quality can be obtained.
また、第2実施形態によれば、複数のキャップ6の同時処理を行っているので、キャップの個別処理に比べて、装着作業の格段のスピードアップが実現できる。
In addition, according to the second embodiment, since a plurality of
また、第2実施形態によれば、ステージ71の載置面71は水平であり、また、吸着コレット81の先端面も水平であるので、既存のステージや吸着コレットを利用することができる。
Further, according to the second embodiment, the mounting
また、第2実施形態によれば、キャップ吸着ユニット8が圧入ユニットを兼ねているので、その分部品点数が少なくなる。
In addition, according to the second embodiment, the
なお、第1実施形態及び第2実施形態において、図示したキャップ6の形状(先端形状含む)、半導体素子パッケージ3の形状、キャップ装着凹部31の形状(内壁面の形状を含む)は限定的なものではなく、用途に応じて適宜変更されるものである。
In the first embodiment and the second embodiment, the shape of the cap 6 (including the tip shape), the shape of the
また、一度に装着するキャップの数は、適宜設定されるものであり、第1及び第2実施形態で説明し、図示したものに限定されるものではない。 Further, the number of caps to be attached at one time is set as appropriate, and is not limited to the one described and illustrated in the first and second embodiments.
(第3実施形態)
第3実施形態は、上記第1実施形態または上記第2実施形態を一部変更して、キャップ装着動作のさらなるスピードアップを図るものである。上記第1実施形態及び上記第2実施形態から変更のない部分については、明細書が冗長になるため、ここでは説明を省略する。また、上記第1実施形態及び上記第2実施形態に関して説明した変更可能事項(例えば、キャップの形状等)は、この第3実施形態にも同様に適用できるものである。以下、上記第1及び第2実施形態と異なる点のみを説明する。(Third embodiment)
In the third embodiment, a part of the first embodiment or the second embodiment is changed to further speed up the cap mounting operation. The description of the portions that are not changed from the first embodiment and the second embodiment will be omitted because the specification becomes redundant. Further, the changeable items (for example, the shape of the cap) described with respect to the first embodiment and the second embodiment can be similarly applied to the third embodiment. Only the differences from the first and second embodiments will be described below.
第1及び第2実施形態では、2つのキャップ吸着ユニット8に共通の搬送機構と作動機構を設けて、キャップ吸着工程とキャップ挿入工程において、2つのキャップ吸着ユニット8を順番に操作するようにしていたが、この第3実施形態では、2つのキャップ吸着ユニット8それぞれに専用の搬送機構と作動機構を設けて、2つのキャップ吸着ユニット8を個別に操作するようにしている。したがって、この第3実施形態では、2つのキャップ吸着ユニット8の搬送機構と作動機構を同時に(同期して)動かすことにより、2つのキャップ吸着ユニット8の同時操作が可能となる。
In the first and second embodiments, a common transport mechanism and an operating mechanism are provided for the two
つまり、キャップ吸着工程において、第1及び第2実施形態では、共通の搬送機構と作動機構により、一方のキャップ搬送配列ユニット7から対応する一方のキャップ吸着ユニット8へのキャップ6の移送を行った後、他方のキャップ搬送配列ユニット7から残りのキャップ吸着ユニット8へのキャップ6の移送を行うようにしていた。一方、この第3実施形態の一例では、それぞれのキャップ吸着ユニット8専用の搬送機構と作動機構により、2つのキャップ吸着ユニット8を、同時に、別々の方向(反対方向)に移動させて対応するキャップ搬送配列ユニット7からキャップをピックアップ移送する。したがって、第3実施形態のキャップ吸着工程に要する時間は、第1及び第2実施形態のキャップ吸着工程に比べて、略半分に短縮できる。
That is, in the cap adsorption process, in the first and second embodiments, the
また、キャップ挿入工程において、第1及び第2実施形態では、共通の搬送機構と作動機構により、2つのキャップ吸着ユニット8を1つずつ順番に操作して、装着ステージ2に搭載された2列の半導体素子パッケージ3に対して一列ずつ順番にキャップの挿入を行っていた。一方、この第3実施形態の一例では、それぞれのキャップ吸着ユニット8専用の搬送機構と作動機構とにより、2つのキャップ吸着ユニット8を同時に個別に操作することにより、装着ステージ2に搭載された2列の半導体素子パッケージ3に対して、同時にキャップの挿入を行う。したがって、第3実施形態のキャップ挿入工程に要する時間は、第1及び第2実施形態のキャップ挿入工程に比べて、略半分に短縮できる。
In the cap insertion process, in the first and second embodiments, two rows mounted on the mounting
なお、2つのキャップ吸着ユニット8の同時動作は、それぞれの搬送機構、作動機構を同期信号により互いに同期させる等の方法で簡単に実現可能である。
The simultaneous operation of the two
また、2つのキャップ吸着ユニット8それぞれの搬送機構、作動機構の動作は、必ずしも同期させる必要は無く、動作のタイミングに多少のずれが生じてもよい。この場合であっても、第1及び第2実施形態よりも、キャップ装着時間を短縮できる。
In addition, the operations of the transport mechanism and the operation mechanism of the two
最後に、本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。 Finally, the present invention and the embodiment are summarized as follows.
本発明の一側面に係る半導体素子パッケージのためのキャップ装着方法は、
所定の配列ピッチでx方向に沿って配列された複数の半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31にキャップ6を装着するためのキャップ装着方法であって、
複数の半導体素子パッケージ3の配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップ6をx方向に沿って配列する工程と、
配列された複数のキャップ6を、同時に、水平方向に対して傾斜させて吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップ6を、同時に、対応する半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とする。A cap mounting method for a semiconductor device package according to one aspect of the present invention includes:
A cap mounting method for mounting the
Arranging the plurality of
A step of simultaneously adsorbing the arrayed caps 6 by inclining them with respect to the horizontal direction;
Inserting the adsorbed
It is provided with.
本発明の方法によれば、キャップ6を水平方向に対して傾斜させて吸着し、傾斜状態のまま対応する半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31内に挿入することから、キャップ装着凹部31に対して平行に挿入する場合に比べて、キャップ挿入時のキャップ装着凹部側のマージンが実質的に大きくなるため、キャップ装着凹部31への挿入が容易である。また、キャップ6を傾斜状態でキャップ装着凹部31に挿入してキャップ6の挿入先端をキャップ装着凹部31の内壁面に当てることで、キャップ装着凹部31に対するキャップ6の位置を簡単に調整することができる。これにより、たとえ、複数の半導体素子パッケージ3間でキャップ装着凹部31の実際の位置にバラツキがあっても、キャップ装着凹部31の位置を認識システムを用いて位置認識することなく、対応する半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31に安定的に挿入して、キャップ6を精度よく装着することが可能となる。この結果、安定したアセンブリ品質を得ることも可能となる。
According to the method of the present invention, the
また、本発明によれば、キャップ装着凹部31の位置を認識システムを用いて個別に位置認識することが不要となるため、複数のキャップ6の同時処理が可能となり、装着作業のスピードアップが実現できる。
In addition, according to the present invention, since it is not necessary to individually recognize the position of the
前記吸着する工程では、前記複数のキャップ6を傾斜面74に載置し、前記傾斜面74に対応する傾斜先端面83を有する吸着コレット81を鉛直方向に下降させて、前記傾斜先端面83にキャップ6を吸着してもよいし、または、前記複数のキャップ6を水平面75に載置し、水平先端面84を有する吸着コレット81を鉛直方向に下降させて、前記水平先端面84にキャップ6を吸着して、前記水平面75からキャップ6を持ち上げた後、吸着コレット81を傾斜させてもよい。
In the step of sucking, the plurality of
前記のいずれの方法であっても、傾斜状態でのキャップ6の吸着が実現できる。なお、後者の方法を用いた場合には、既存のキャップ載置用のステージ及び吸着コレットを利用することができる。
Any of the above methods can realize the suction of the
一実施形態では、前記吸着する工程において、配列された前記複数のキャップ6のx方向の位置を粗調整した後に、前記複数のキャップ6を吸着する。
In one embodiment, in the step of sucking, the plurality of
キャップ吸着前に複数のキャップ6のx方向の位置を粗調整しておくことにより、キャップ挿入時のキャップ6の位置決めが容易になる。
By roughly adjusting the positions in the x direction of the plurality of
前記吸着する工程において、吸着後の前記複数のキャップ6のx方向の位置を微調整してもよい。
In the step of sucking, the positions in the x direction of the plurality of
キャップ6のx方向の位置の微調整により、キャップ装着凹部31の設定位置に対するキャップ6の位置精度を上げることができる。
By fine adjustment of the position of the
一実施形態では、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップ6をx方向に沿って微小範囲内で動かすことにより、前記複数の半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31の実際の位置に対するこれら複数のキャップ6のx方向の位置を微調整した後に、これらのキャップ6を挿入する。
In one embodiment, in the inserting step, the plurality of sucked
半導体素子パッケージ3が薄型金属フレームに搭載されている場合、キャップ装着凹部31の位置が不安定になりがちである。すなわち、半導体素子パッケージ3の回転等によって、キャップ装着凹部31の実際位置が設置位置から多少ずれることがよくある。しかし、このようにキャップ装着凹部31の実際位置が設定位置からずれていても、キャップ挿入前に、例えばキャップ6の先端をキャップ装着凹部31にほんの僅かだけ押し込んだ状態で、これらのキャップ6をx方向に沿って微小範囲で動かす(揺動する)ことにより、実際のキャップ装着凹部31の位置のずれを簡単に吸収することができる。したがって、x方向の位置に関してキャップ装着凹部31に対して正確に位置決めされた状態で、複数のキャップ6をそれぞれのキャップ装着凹部31に同時に挿入することができる。位置認識カメラ等の認識システムによるキャップ装着凹部31の位置認識は不要である。
When the
また、前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップ6それぞれの先端62を対応するキャップ装着凹部31の内壁面32に当てた状態で、これらのキャップ6を動かすことにより、対応するキャップ装着凹部31に対する各キャップ6の角度位置を調整することもできる。
In the inserting step, the
一実施形態では、x方向に直交する方向をy方向とするとき、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップ6の先端を対応するキャップ装着凹部31に挿入して、それらの先端32が対応するキャップ装着凹部31の内壁面62に当たるまで前記複数のキャップ6をy方向に前進させることで、前記複数のキャップ6のy方向の位置合わせを行う。In one embodiment, when the direction perpendicular to the x direction is the y direction,
In the step of inserting, the plurality of
この方法では、複数のキャップ装着凹部31の実際位置に対する各キャップ6のy方向の位置合わせを、キャップの先端32が対応するキャップ装着凹部31の内壁面32に当たるまでy方向に前進させるだけで行うことができる。位置認識カメラ等の認識システムによるキャップ装着凹部31の位置認識は不要である。その結果、複数のキャップ6のy方向の位置合わせを簡単、迅速に行うことができる。
In this method, the alignment of the
一実施形態では、キャップ装着方法は、半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31内に先端が挿入された複数のキャップ6を、2段階のスピードで、対応するキャップ装着凹部内に圧入する工程をさらに備え、2段目のスピードは、1段目よりも遅い。
In one embodiment, the cap mounting method further includes a step of press-fitting a plurality of
このキャップを圧入する工程において、傾斜状態でキャップ装着凹部31に挿入されたキャップ6は、キャップ装着凹部31内で略水平方向となり、半導体素子パッケージ3とキャップ6とのアセンブリが完成する。圧入の際、圧入スピードを2段階とし、1段目のスピードを高速とし、2段目のスピードを低速とし、速度の切り替えタイミングを調整することで、圧入に要する時間を全体として大幅に増加させることなく、半導体素子パッケージ3の内部部品(ワイヤ部品等)にキャップが弾性接触してダメージを与えることを防止することができる。
In the process of press-fitting the cap, the
本発明に係る前記キャップ装着方法は、本発明に係るキャップ装着装置1によって実現することができる。 The cap mounting method according to the present invention can be realized by the cap mounting apparatus 1 according to the present invention.
このキャップ装着装置1は、所定の配列ピッチでx方向に配列された複数の半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31にキャップを装着するためのキャップ装着装置であって、
x方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージ3の配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップ6を配列してx方向に搬送するキャップ搬送配列ユニット7と、
吸着機構81を有し、x方向及びx方向に直交するy方向に移動可能なキャップ吸着ユニット8と
を備え、
前記キャップ吸着ユニット8は、前記キャップ搬送配列ユニット7により配列された複数のキャップ6を、前記吸着機構81により、同時に、前記半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31に対して傾斜する方向に吸着し、吸着した前記複数のキャップ6を、同時に、対応する半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31内に傾斜させて挿入するようになっていることを特徴とする。The cap mounting apparatus 1 is a cap mounting apparatus for mounting caps to cap mounting
a cap
A
The
このキャップ装着装置1においては、x方向に移動可能なキャップ搬送配列ユニット7によって、複数のキャップ6が、複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで配列されてx方向に、キャップ吸着ユニット8の位置まで搬送される。そして、複数のキャップ6は、吸着機構81により、同時に、前記半導体素子パッケージのキャップ装着凹部31に対して傾斜する方向に吸着されて半導体素子パッケージ3が配列されている場所2まで運ばれた後、対応する半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31内に傾斜させて挿入される。このように、このキャップ装着装置1は、キャップ搬送配列ユニット7とキャップ吸着ユニット8との組み合わせにより、本発明のキャップ装着方法を実施することができ、キャップ装着方法について説明した効果を奏することができる。
In this cap mounting apparatus 1, a plurality of
また、このキャップ装着装置1は、カメラ等を用いた位置認識システムが不要であるため、装置の製造コストをその分低減することができる。 Further, since the cap mounting device 1 does not require a position recognition system using a camera or the like, the manufacturing cost of the device can be reduced accordingly.
前記キャップ搬送配列ユニット7は、前記複数のキャップ6を傾斜して載置するための傾斜載置面74を有するステージ71を備え、前記吸着機構は、前記ステージ71の傾斜載置面74に対応する傾斜先端面83を有する複数の吸着コレット81を備え、前記吸着機構は、前記複数の吸着コレット81が、鉛直方向に下降して、それぞれの傾斜先端面83にキャップ6を吸着するように構成されていてもよい。
The cap
また、前記キャップ搬送配列ユニット7は、前記複数のキャップ6を水平方向に載置する水平載置面75を有するステージ71を備え、前記吸着機構は、水平先端面84を有する複数の吸着コレット81を備え、前記吸着機構は、上記複数の吸着コレット81が、鉛直方向に下降してそれぞれの水平先端面85にキャップ6を吸着し、キャップ吸着後に傾斜することにより、吸着したキャップ6を傾斜させるように構成されていてもよい。
Further, the cap
一実施形態では、本発明のキャップ装着装置1は、前記キャップ吸着ユニット8を移動させる搬送機構を備え、前記キャップ吸着ユニット8による吸着直後及び/又は前記キャップ装着凹部への挿入前において、前記キャップ吸着ユニットを前記搬送機構によりx方向に沿って微小範囲内で移動させることにより、前記複数のキャップのx方向の位置を微調整するようになっている。
In one embodiment, the cap mounting apparatus 1 of the present invention includes a transport mechanism that moves the
前記キャップ吸着ユニット8による吸着直後のキャップ6のx方向の位置調整は、キャップ装着凹部31の設定位置に対して行われ、キャップ装着凹部31への挿入前のキャップ6のx方向の位置調整は、キャップ装着凹部31の実際位置に対して行われる。
The position adjustment of the
また、前記キャップ吸着ユニット8による吸着前に、x方向に関して前記キャップ吸着ユニット8に対する前記キャップ搬送配列ユニット7の位置を調整することにより、前記複数のキャップ6のx方向の位置を粗調整するようにしてもよい。
Further, the position of the plurality of
キャップ装着装置1は、y方向に関して前記吸着機構に吸着された複数のキャップ6の位置決めを行うための位置決め部材10を備えていてもよい。
The cap mounting apparatus 1 may include a positioning
一実施形態では、キャップ装着装置1は、半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部31内に先端が挿入されたキャップ6を、2段階の下降動作で前記キャップ装着凹部31内に圧入する圧入ユニット8,9をさらに備え、2段目の下降動作のスピードは、1段目よりも遅い。
In one embodiment, the cap mounting apparatus 1 includes a press-fitting
前記圧入ユニット9は、前記キャップ吸着ユニット8とは異なるユニット9によって構成されてもよいし、または、前記キャップ吸着ユニット8が前記圧入ユニットを兼ねてもよい。
The press-fitting
また、前記圧入ユニット8,9は、キャップへの過負荷を検出する過負荷センサー13を有していてもよい。
The press-fitting
この場合、過負荷センサー13によって、キャップ6へ過負荷がかかっているかどうかを確認しながら、圧入動作を行うことができるので、キャップ6への過負荷に起因する半導体素子パッケージ3へのダメージを最大限回避できる。
In this case, since the press-fitting operation can be performed while confirming whether or not the overload is applied to the
また、キャップ装着装置1は、前記キャップ吸着ユニット8によるキャップ6の吸着の有無を検出する吸着センサーを備えていてもよい。
Further, the cap mounting device 1 may include a suction sensor that detects whether or not the
この場合、複数の半導体素子パッケージ3へのキャップ装着動作の後に、吸着センサーにより、これら複数の半導体素子パッケージについて、同時に、キャップ装着ミスの有無を検出することが可能となる。 In this case, after the cap mounting operation to the plurality of semiconductor element packages 3, it is possible to simultaneously detect the presence or absence of a cap mounting error for the plurality of semiconductor element packages by the suction sensor.
なお、本発明のキャップ装着方法及びキャップ装着装置は、キャップ装着凹部の位置が不安定になりがちな状態で配置された複数の半導体素子パッケージへのキャップの装着に使用すれば有益なものであるが、キャップ装着凹部の位置が比較的安定しているような場合にも使用できるものである。 The cap mounting method and the cap mounting apparatus of the present invention are useful when used for mounting caps on a plurality of semiconductor element packages arranged in a state where the position of the cap mounting recess tends to become unstable. However, it can also be used when the position of the cap mounting recess is relatively stable.
1 キャップ装着装置
2 装着ステージ
3 半導体素子パッケージ
4 端子部
5 パーツフィーダ
6 キャップ
7 キャップ搬送配列ユニット
8 キャップ吸着ユニット
9 圧入ユニット
10 位置決めガイド
11 クランプ機構
12 バネ
13 過負荷センサー
31 半導体素子パッケージ3のキャップ装着凹部
32 キャップ装着凹部31の先端側内壁面の凹部
62 キャップ先端の位置決め凸部
71 キャップ搬送配列ユニット7のステージ
72 仕切り
73 位置決め突起
74 ステージ71の傾斜載置面
75 ステージ71の水平載置面
80 キャップ吸着ユニット8の保持板
81 キャップ吸着ユニット8の吸着コレット
82 吸着コレット81のチャネル
83 吸着コレット81の傾斜先端面
84 吸着コレット81の水平先端面
91 圧入ユニット9の圧入部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップをx方向に沿って配列する工程と、
配列された複数のキャップを、同時に、水平方向に対して傾斜させて吸着する工程と、
吸着された前記複数のキャップを、同時に、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜状態のまま挿入する工程と、
を備えたことを特徴とするキャップ装着方法。A cap mounting method for mounting caps to cap mounting recesses of a plurality of semiconductor element packages arranged in the x direction at a predetermined arrangement pitch,
Arranging a plurality of caps along the x direction at an arrangement pitch corresponding to the arrangement pitch of the plurality of semiconductor element packages;
A step of simultaneously adsorbing a plurality of arranged caps by inclining with respect to the horizontal direction;
Inserting the adsorbed caps into a cap mounting recess of a corresponding semiconductor element package at the same time in an inclined state; and
A cap mounting method characterized by comprising:
前記挿入する工程において、吸着された複数のキャップをx方向に沿って微小範囲内で動かすことにより、前記複数の半導体素子パッケージのキャップ装着凹部の実際の位置に対するこれら複数のキャップのx方向の位置を微調整した後に、これらのキャップを挿入することを特徴とするキャップ装着方法。The cap mounting method according to claim 1,
In the inserting step, the plurality of caps in the x direction relative to the actual positions of the cap mounting recesses of the plurality of semiconductor element packages are moved by moving the sucked caps within a minute range along the x direction. A cap mounting method comprising inserting these caps after fine-tuning.
x方向に直交する方向をy方向とするとき、
前記挿入する工程において、吸着された前記複数のキャップの先端を対応するキャップ装着凹部に挿入して、それらの先端が対応するキャップ装着凹部の内壁面に当たるまで前記複数のキャップをy方向に前進させることで、前記複数のキャップのy方向の位置合わせを行うことを特徴とするキャップ装着方法。In the cap mounting method according to claim 1 or 2,
When the direction perpendicular to the x direction is the y direction,
In the inserting step, the tips of the absorbed caps are inserted into the corresponding cap mounting recesses, and the caps are advanced in the y direction until the tips hit the inner wall surface of the corresponding cap mounting recess. Thus, the cap mounting method is characterized in that the plurality of caps are aligned in the y direction.
x方向に移動可能であり、前記複数の半導体素子パッケージの配列ピッチに応じた配列ピッチで複数のキャップを配列してx方向に搬送するキャップ搬送配列ユニットと、
吸着機構を有し、x方向及びx方向に直交するy方向に移動可能なキャップ吸着ユニットと
を備え、
前記キャップ吸着ユニットは、前記キャップ搬送配列ユニットにより配列された複数のキャップを、前記吸着機構により、同時に、前記半導体素子パッケージのキャップ装着凹部に対して傾斜する方向に吸着し、吸着した前記複数のキャップを、同時に、対応する半導体素子パッケージのキャップ装着凹部内に傾斜させて挿入するようになっていることを特徴とするキャップ装着装置。A cap mounting device for mounting caps on cap mounting recesses of a plurality of semiconductor element packages arranged in the x direction at a predetermined arrangement pitch,
a cap transport arrangement unit that is movable in the x direction and that arranges a plurality of caps at an arrangement pitch corresponding to the arrangement pitch of the plurality of semiconductor element packages and conveys the cap in the x direction;
A cap suction unit having a suction mechanism and movable in the x direction and the y direction perpendicular to the x direction,
The cap adsorbing unit adsorbs the plurality of caps arranged by the cap transport arrangement unit at the same time in the direction inclined with respect to the cap mounting recess of the semiconductor element package by the adsorbing mechanism. A cap mounting apparatus, wherein the cap is inserted into the cap mounting recess of the corresponding semiconductor element package at an angle at the same time.
前記キャップ搬送配列ユニットは、前記複数のキャップを水平方向に載置する水平載置面を有するステージを備え、
前記吸着機構は、水平先端面を有する複数の吸着コレットを備え、
前記吸着機構は、上記複数の吸着コレットが、鉛直方向に下降してそれぞれの水平先端面にキャップを吸着し、キャップ吸着後に傾斜することにより、吸着したキャップを傾斜させるように構成されていることを特徴とするキャップ装着装置。In the cap mounting apparatus of Claim 4,
The cap transport arrangement unit includes a stage having a horizontal placement surface for placing the plurality of caps in a horizontal direction,
The suction mechanism includes a plurality of suction collets having a horizontal tip surface;
The suction mechanism is configured such that the plurality of suction collets descend in the vertical direction to suck the caps to the respective horizontal front end surfaces and tilt after the caps are sucked, thereby tilting the sucked caps. Cap mounting device characterized by.
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