KR102079082B1 - 전자 부품 핸들링 유닛 - Google Patents

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KR102079082B1
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코헤이 세야마
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야마하 모터 로보틱스 홀딩스 가부시키가이샤
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Abstract

본체(31)와, 본체(31)에 부착된 회전축(32)과, 회전축(32)에 부착된 플립 헤드(40)와, 본체(31)에 부착되고, 회전축(32)을 회전시켜 플립 헤드(40)를 반전시키는 스테핑 모터(36)를 구비하는 전자 부품 핸들링 유닛(30)으로서, 플립 헤드(40)는 회전축(32)에 접속되는 베이스(41)와, 회전축(32)이 뻗는 방향에 대하여 배열 방향이 45° 경사지도록 베이스(41)에 직선 형상으로 부착된 복수의 픽업 노즐(42)을 갖는다. 이것에 의해, 간편한 구성으로, 픽업한 반도체칩열을 반전시킴과 동시에 그 배열 방향을 변경할 수 있다.

Description

전자 부품 핸들링 유닛
본 발명은 반도체칩 등의 전자 부품을 회로 기판에 실장하는 전자 부품 실장 장치에 사용되는 전자 부품 핸들링 유닛의 구조에 관한 것이다.
반도체칩을 회로 기판에 실장하는 방법으로서 플립 칩 본딩 방법이 많이 사용되고 있다. 이 방법은 땜납 등에 의해 반도체칩에 범프를 형성하고, 웨이퍼로부터 반도체칩을 픽업하여 반전시켜, 반도체칩의 범프와 반대측의 면을 본딩 툴에 흡착시키고, 본딩 툴에 의해 반도체칩의 범프를 회로 기판의 전극에 열압착하여 범프와 회로 기판의 전극을 접합하는 방법이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이러한 플립 칩 본딩 방법을 사용하여 반도체칩을 회로 기판에 실장하는 장치로서 플립 칩 본더(플립 칩 본딩 장치)가 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2에 기재된 플립 칩 본더(900)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 회로 기판(912)에 실장하는 반도체칩(910)을 공급하는 칩 공급부(901)와, 반도체칩(910)을 웨이퍼(911)로부터 픽업하는 픽업부(902)와, 픽업한 반도체칩(910)을 반전시키는 반전 기구(903)와, 반전시킨 반도체칩(910)을 받아 회로 기판(912)에 본딩하는 본딩부(904)와, 회로 기판(912)과 반도체칩(910)의 화상을 촬상하는 카메라(908)와, 회로 기판(912)을 반송하는 반송부(915)를 구비하고 있다. 칩 공급부(901), 픽업부(902), 반전 기구(903), 본딩부(904)는 Y 방향으로 일렬로 배치되어 있다. 칩 공급부(901)는 피치업하는 반도체칩(910)을 쳐올리는 쳐올림 유닛(909)을 구비하고 있다. 또한 픽업부(902)는 반도체칩(910)을 흡착하는 픽업 툴(905)과 픽업 툴(905)을 Z 방향으로 구동하는 픽업 헤드(902a)를 포함하고 있고, 본딩부(904)는 반도체칩(910)을 본딩하는 본딩 툴(906)과 본딩 툴(906)을 Z 방향으로 구동하는 본딩 헤드(904a)를 포함하고 있다. 픽업 헤드(902a)와 본딩 헤드(904a)는 Y 방향 구동 기구(907)에 의해 Y 방향으로 이동한다.
일본 특허 제4840862호 공보 일본 특개 2015-60924호 공보
그런데, 최근, 플립 칩 본딩 장치의 설치 면적의 공간 절약화와 본딩의 고속화가 보다 강하게 요구되게 되었다. 이것을 실현하는 방법으로서 도 9에 도시하는 바와 같은 플립 칩 본딩 장치(950)로 하는 것을 생각할 수 있다. 또한, 도 9에서는, 도 8과 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도 9에 도시하는 플립 칩 본딩 장치(950)는 본딩 헤드(904a) 및 본딩 툴(906), 그리고 픽업 헤드(902a) 및 픽업 툴(905)을 각각 2개 탑재함과 아울러, 칩 공급부(901)와, 픽업부(902)와, 픽업 헤드(902a)를 X 방향으로 이동시키는 X 방향 구동 기구(957)를 반송부(915)의 Y 방향 마이너스측에 배치하고 있다. 2개의 픽업 헤드(902a)는 X 방향 구동 기구(957)를 따라 X 방향으로 2개 나열되어 배치되고, 2개의 본딩 헤드(904a)는 Y 방향 구동 기구(907)를 따라 Y 방향으로 2개 나열되어 배치되어 있다. 또한 반전 기구(953)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 픽업 헤드(902a)를 반전시키는 반전부(953a)와, 반전한 픽업 헤드(902a)를 수평면 내에서 90° 회전시키는 회전부(953b)를 포함하고 있다.
도 10을 참조하면서, 종래기술을 응용한 플립 칩 본딩 장치(950)의 동작에 대해 간단히 설명한다. 도 10(a), (c)에 도시하는 바와 같이, 우선, 2개의 픽업 헤드(902a)를 X 방향으로 이동시키고, 각 픽업 툴(905)로 각각 반도체칩(910)을 픽업 한다. 반도체칩(910)을 픽업한 후, 2개의 픽업 헤드(902a)를 반전 기구(953)까지 X 방향으로 이동한다. 이때, 2개의 픽업 헤드(902a) 및 픽업 툴(905)은 X 방향으로 나열되어 있다. 도 10(b), (c)에 도시하는 바와 같이, 반전 기구(953)는 반전부(953a)에 의해 2개의 픽업 헤드(902a)와 픽업 툴(905)을 X축 둘레로 180° 회전시켜 반전시킴과 아울러, 회전부(953b)에 의해 2개의 픽업 헤드(902a)와 픽업 툴(905)의 나열 방향을 X 방향으로부터 Y 방향으로 90° 회전시킨다. Y 방향으로 나열되어 배치된 2개의 본딩 헤드(904a)의 본딩 툴(906)은 반전 기구(953)의 위치까지 Y 방향으로 이동하여 2개의 픽업 툴(905)로부터 각각 반도체칩(910)을 받는다. 그리고, 2개의 본딩 헤드(904a)는 소정의 본딩 위치까지 Y 방향으로 이동한 후, 2개의 본딩 툴(906)에 흡착한 각 반도체칩(910)을 회로 기판(912)에 본딩한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 특허문헌 2에 기재된 종래기술을 적용한 플립 칩 본딩 장치(950)는 본딩 툴(906)의 배열 방향과 픽업 툴(905)의 배열 방향이 상이하여, 픽업 툴(905)로부터 본딩 툴(906)에 반도체칩(910)을 주고받기 위해서는, 반전부(953a)에 의해 픽업 헤드(902a)와 픽업 툴(905)을 반전시킴과 아울러, 회전부(953b)에 의해 픽업 헤드(902a)와 픽업 툴(905)을 90° 회전시켜 그 배열 방향을 맞추는 것이 필요했다. 그러나, 이러한 회전부(953b)를 설치하면 반전 기구(953)가 복잡하게 되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 간편한 구성으로, 픽업한 반도체칩 열을 반전시킴과 동시에 그 배열 방향을 변경할 수 있는 전자 부품 핸들링 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 전자 부품 핸들링 유닛은 본체와, 본체에 부착된 회전축과, 회전축에 부착되고, 반도체 다이를 흡착하여 유지하는 복수의 픽업 노즐이 직선 형상으로 배치된 플립 헤드를 구비하고, 복수의 픽업 노즐이 회전축이 뻗는 방향에 대하여 대략 45° 경사지도록 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전자 부품 핸들링 유닛에 있어서, 본체를 직선 방향으로 이동시키는 직선 구동 기구를 구비하고, 회전축은 회전축이 뻗는 방향이 본체의 이동 방향에 대하여 대략 45° 경사지도록 본체에 부착되어 있는 것으로 해도 바람직하다.
본 발명은 간편한 구성으로, 픽업한 반도체칩 열을 반전시킴과 동시에 그 배열 방향을 변경할 수 있는 전자 부품 핸들링 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛을 탑재한 플립 칩 본딩 장치의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛을 탑재한 플립 칩 본딩 장치의 구성을 도시하는 입면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛의 입면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛에 의해 반도체칩을 픽업하는 동작을 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛에 의해 반도체칩을 반전하는 동작을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛으로부터 본딩 툴로의 반도체칩 전달 동작과 반도체칩의 본딩 동작을 나타내는 설명도이다.
도 8은 종래기술에 의한 플립 칩 본더를 도시하는 평면도이다.
도 9는 종래기술에 의한 다른 플립 칩 본더를 도시하는 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시하는 플립 칩 본더의 동작을 나타내는 설명도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 최초에 도 1을 참조하여 본 발명의 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛(30)을 탑재한 전자 부품 실장 장치인 플립 칩 본딩 장치(100)에 대해 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 플립 칩 본딩 장치(100)는 가대(11)와, 실장 스테이지(15)와, 실장 스테이지(15)의 위를 건너 걸쳐 Y 방향으로 연장되고, X 방향으로 이동하는 갠트리 프레임(13)과, 갠트리 프레임(13)에 부착되어 Y 방향으로 이동하는 실장 헤드(20)와, 실장 헤드(20)에 부착되어 실장 툴(23)을 Z 방향으로 이동시키는 실장 노즐(26)과, 웨이퍼 홀더(50)와, 반도체칩(18)의 픽업, 반전, 전달을 행하는 전자 부품 핸들링 유닛(30)과, 각 부의 동작을 제어하는 제어부(60)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 갠트리 프레임(13)이 뻗는 방향을 Y 방향, 이것과 직교하는 방향을 X 방향, XY면에 수직한 상하 방향을 Z 방향으로 하여 설명한다.
실장 스테이지(15)는 전자 부품인 반도체칩(18)을 실장하는 회로 기판(17)을 표면에 진공 흡착함과 아울러, 내부에 구비하는 도시하지 않은 히터에 의해 표면에 흡착한 회로 기판(17)을 가열하는 것이다. 실장 스테이지(15)는 가대(11)에 고정되어 있다. 실장 스테이지(15)에는, 회로 기판(17)을 도시하지 않은 기판 공급부로부터 실장 스테이지(15) 위로 반송함과 아울러, 반도체칩(18)의 실장이 종료된 회로 기판(17)을 도시하지 않은 제품 저장소에 보내는 반송 레일(16)이 접속되어 있다.
갠트리 프레임(13)은 문형(門型)의 프레임으로, 가대(11)의 위에 고정된 X 방향으로 뻗는 2개의 가이드 레일(12)의 위를 X 방향으로 슬라이드 하는 슬라이더(14)의 위에 그 다리부가 고정되어 있다. 슬라이더(14)는 도시하지 않은 X 방향 구동 모터에 의해 X 방향으로 이동하므로, 갠트리 프레임(13)은 X 방향 구동 모터에 의해 X 방향으로 이동한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 실장 헤드(20)는 갠트리 프레임(13)에 부착되고, 도시하지 않은 Y 방향 구동 모터에 의해 Y 방향으로 이동한다. 갠트리 프레임(13)이 X 방향 구동 모터에 의해 X 방향으로 이동하면 실장 헤드(20)는 갠트리 프레임(13)과 함께 X 방향으로 이동하므로, 실장 헤드(20)는 X 방향 구동 모터와 Y 방향 구동 모터에 의해 수평 방향(XY 방향)으로 이동한다. 실장 헤드(20)에는, 실장 노즐(26)이 Y 방향으로 피치(P1)로 2개 나열되어 부착되어 있다. 실장 노즐(26)은 실장 헤드(20)에 고정된 모터(21)와, 실장 헤드(20)에 Z 방향으로 이동 가능하게 부착된 기체부(22)와, 모터(21)의 회전에 따라 기체부(22)를 Z 방향으로 구동하는 볼 나사(24)와, 기체부(22)의 하측에 부착된 펄스 히터(25)를 포함하고 있다. 펄스 히터(25)의 하측에는, 반도체칩(18)을 흡착함과 아울러, 반도체칩(18)을 회로 기판(17)에 열압착하는 실장 툴(23)이 부착되어 있다. 실장 툴(23)의 중앙에는 반도체칩(18)을 진공 흡착하는 진공 구멍이 설치되어 있다. 모터(21)에 의해 기체부(22)가 Z 방향으로 이동하면 그것에 따라 실장 툴(23)도 Z 방향으로 이동한다. 또한, 2개의 실장 노즐(26)의 피치(P1)는 나중에 설명하는 전자 부품 핸들링 유닛(30)에 탑재되어 있는 2개의 픽업 노즐(42)의 피치(P2)와 동일하다.
실장 헤드(20)는 XY 방향으로 이동 가능하지만, 이하의 설명에서는, 실장 헤드(20)가 Y 방향으로 이동할 때, 실장 툴(23)의 중심은 도 1에 도시하는 1점 쇄선(48)의 위를 Y 방향으로 이동하는 것으로 하여 설명한다.
웨이퍼 홀더(50)는 다이싱 된 웨이퍼(51)를 유지하는 둥근 고리 형상의 부재이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 홀더(50)는 도시하지 않은 Y 방향 구동 모터에 의해 Y 방향으로 이동한다. 또한 웨이퍼 홀더(50)의 하측에는, 웨이퍼(51)의 반도체칩(18)을 상방향으로 쳐올리는 쳐올림 유닛(55)이 배치되어 있다. 쳐올림 유닛(55)은 도시하지 않은 X 방향 구동 모터에 의해 X 방향으로 이동한다.
도 3, 4에 도시하는 바와 같이, 전자 부품 핸들링 유닛(30)은 가대(11)의 X 방향으로 뻗는 홈(19)에 고정된 가이드 레일(38)과, 가이드 레일(38)에 가이드 되어 X 방향으로 이동하는 슬라이더(37)와, 슬라이더(37)에 고정되어 슬라이더(37)와 함께 X 방향으로 이동하는 본체(31)와, 본체(31)에 부착되는 회전축(32)과, 회전축(32)에 부착되고, 회전축(32)의 중심선(35)으로부터 Z 방향 비스듬히 하향의 방향으로 뻗는 부착 암(33)과, 부착 암(33)의 선단에 볼트(34)로 고정되는 플립 헤드(40)와, 회전축(32)을 회전시켜 플립 헤드(40)를 반전시키는 반전 구동 기구인 스테핑 모터(36)를 구비하고 있다. 가이드 레일(38)에는 고정자가 배치되고 슬라이더(37)는 가동자가 배치되어 있으므로, 가이드 레일(38)과 슬라이더(37)는 본체(31)를 X 방향으로 구동하는 직선 구동 기구인 X 방향 리니어 모터(39)를 구성한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 플립 헤드(40)는 베이스(41)와, 베이스(41)의 Z 방향의 하면(41b)에 부착되는 2개의 픽업 노즐(42)을 포함하고 있다. 베이스(41)는 부착 암(33)의 선단에 볼트(34)로 고정되는 판 형상 부재이며, 2개의 픽업 노즐(42)은 플립 헤드(40)의 Z 방향의 중심선(49)에 대하여 X 방향으로 직선 형상으로 피치(P2)로 나열되도록 베이스(41)의 하면(41b)에 고정되어 있다. 또한, 도 3, 4에 있어서, 실선으로 나타내는 플립 헤드(40)는 픽업 노즐(42)이 하향인 경우(베이스(41)의 상면(41a)이 보이는 상태)를 나타내고, 1점 쇄선으로 나타내는 플립 헤드(40)는 플립 헤드(40)가 반전하여 하면(41b)이 Z 방향을 향하게 되고 픽업 노즐(42)도 상향으로 된 경우를 나타낸다. 도 3에 있어서, 1점 쇄선(47)은 픽업 노즐(42)이 하향인 경우의 2개의 픽업 노즐(42)의 배열 방향을 나타내고 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 픽업 노즐(42)의 배열 방향(1점 쇄선(47)이 뻗는 방향)은 회전축(32)의 중심선(35)(회전축(32)이 뻗는 방향)으로부터 X축 방향을 향하여 45° 경사져 있다. 본체(31)가 X 방향 리니어 모터(39)에 의해 X 방향으로 이동하면, 2개의 픽업 노즐(42)은 1점 쇄선(47)의 위를 X 방향으로 이동한다. 또한 1점 쇄선(47)이 뻗는 방향은 X 방향이며, 본체(31)는 X 방향으로 이동하기 때문에, 회전축(32)이 자라는 방향은 본체(31)의 이동 방향에 대해서도 45° 경사져 있다.
도 2, 4에 도시하는 바와 같이, 부착 암(33)은 회전축(32)의 중심선(35)으로부터 Z 방향 비스듬히 하향 방향으로 연장되고, 그 선단에 베이스(41)가 볼트(34)로 고정되어 있으므로, 픽업 노즐(42)이 하향인 경우에, 베이스(41)의 상면(41a)은 회전축(32)의 중심(중심선(35))으로부터 높이(H1)만큼 낮은 위치로 되어 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 픽업 노즐(42)은 원기둥 형상이며 중심에 길이 방향으로 뻗는 구멍이 설치된 케이싱(43)과, 케이싱(43)에 설치된 구멍 속을 길이 방향으로 이동하는 픽업 툴(44)을 구비하고 있다. 케이싱(43) 속에는 전자 코일(45)이 구비되어 있고, 전자 코일(45)에 통전함으로써 픽업 툴(44)을 케이싱(43)의 끝면으로부터의 내보내는 양을 변경할 수 있다. 또한 픽업 툴(44)은 중심에 진공 구멍이 설치되어 있고, 선단면에 반도체칩(18)을 진공 흡착할 수 있다.
도 3, 4에 실선으로 나타내는 바와 같이, 픽업 툴(44)이 하방향의 상태로부터, 스테핑 모터(36)에 의해 회전축(32)을 180° 회전시키면 회전축(32)에 접속된 베이스(41)가 회전축(32)의 둘레로 180° 회전하여 상면(41a)이 Z 방향 하측이 되고, 하면(41b)이 Z 방향 상측이 되도록 반전한다. 이것에 의해, 도 3, 4에 1점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 픽업 툴(44)도 Z 방향 상측을 향한 상태가 된다. 베이스(41)가 반전하면, 앞에 설명한 것과는 반대로, 픽업 노즐(42)의 배열 방향은 회전축(32)의 중심선(35)(회전축(32)이 뻗는 방향)으로부터 Y축 방향을 향하여 45° 경사진 방향의 1점 쇄선(48)으로 나타내는 방향이 된다. 이와 같이, 회전축(32)이 180° 회전하여 베이스(41)가 반전하면, 픽업 툴(44)의 배열 방향은 X 방향으로부터 Y 방향으로 90° 회전한다. 또한 도 2, 4에 도시하는 바와 같이, 베이스(41)가 반전하면, 부착 암(33)이 고정되어 있는 베이스(41)의 상면(41a)은 회전축(32)의 중심선(35)보다도 높이(H1)만큼 높은 위치가 된다. 이 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 플립 헤드(40)를 반전시켰을 때 픽업 툴(44)과 실장 툴(23)과의 거리가 짧아져, 나중에 설명하는 반도체칩(18)을 픽업 툴(44)로부터 실장 툴(23)에 주고받을 때의 픽업 툴(44)의 내보내는 양이 적어도 된다.
이상과 같이 구성된 플립 칩 본딩 장치(100)의 모터(21), 스테핑 모터(36), X 방향 구동 모터, Y 방향 구동 모터 등은 모두 제어부(60)에 의해 제어된다. 제어부(60)는 내부에 연산 처리를 행하는 CPU와 동작 프로그램이나 동작 데이터를 기억하는 기억부를 포함하는 컴퓨터이다. 이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 플립 칩 본딩 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.
제어부(60)는, 도 3, 4에 실선으로 나타내는 바와 같이, 픽업 툴(44)이 하향의 상태에서 X 방향 리니어 모터(39)에 의해 픽업 툴(44)을 웨이퍼 홀더(50)의 위까지 이동시킨다. 그리고, 제어부(60)는, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 일방의 픽업 노즐(42)의 중심 위치가 픽업하려고 하는 반도체칩(18)의 바로 위가 되도록 위치 조정한다. 또한 제어부(60)는 쳐올림 유닛(55)의 위치가 픽업하려고 하는 반도체칩(18)의 바로 아래가 되도록 위치 조정한다.
다음에 제어부(60)는 픽업 노즐(42)의 전자 코일(45)에 통전하여 픽업 툴(44)의 선단면을 하방향으로 내보냄과 동시에 쳐올림 유닛(55)에 의해 반도체칩(18)을 다이싱 시트(52)의 아래로부터 쳐올린다. 또한 제어부(60)는 도시하지 않은 진공 장치와 픽업 툴(44)을 접속하여, 픽업 툴(44)의 진공 구멍을 진공으로 한다. 그러면, 쳐올림 유닛(55)에 의해 쳐올려져 픽업 툴(44)의 선단면에 접한 반도체칩(18)은 픽업 툴(44)의 선단면에 접하고, 픽업 툴(44)의 선단면에 진공 흡착된다. 제어부(60)는, 픽업 툴(44)에 의해 반도체칩(18)을 픽업하면, 전자 코일(45)의 통전 전류를 제어하여, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 반도체칩(18)이 케이싱(43)의 끝면 근방이 될 때까지 픽업 툴(44)의 선단면을 끌어들인다.
다음에 제어부(60)는, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 도 3에 도시하는 X 방향 리니어 모터(39)를 구동하여 플립 헤드(40)를 X 방향으로 이동시키고, 또 하나의 픽업 툴(44)의 위치가 다음에 픽업하는 반도체칩(18)의 바로 위가 되고, 쳐올림 유닛(55)의 위치가 다음에 픽업하려고 하는 반도체칩(18)의 바로 아래가 되도록 위치 조정한다. 그리고, 제어부(60)는 앞의 동작과 같이 픽업 노즐(42)의 전자 코일(45)에 통전하여 픽업 툴(44)을 하방향으로 돌출시킴과 동시에 쳐올림 유닛(55)에 의해 반도체칩(18)을 다이싱 시트(52) 아래로부터 쳐올리고, 픽업 툴(44)의 선단면에 다음의 반도체칩(18)을 진공 흡착한다. 제어부(60)는 픽업 툴(44)이 다음 반도체칩(18)을 픽업하면, 전자 코일(45)의 통전 전류를 제어하여, 도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 반도체칩(18)이 케이싱(43)의 끝면 근방이 될 때까지 픽업 툴(44)의 선단면을 끌어들인다.
제어부(60)는, 2개의 픽업 노즐(42)로 2개의 반도체칩(18)을 픽업하면, 도 3에 도시하는 X 방향 리니어 모터(39)에 의해 전자 부품 핸들링 유닛(30)을 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 따라, 도 5(c), 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 반도체칩(18)을 진공 흡착한 2개의 픽업 노즐(42)도 X 방향으로 이동한다. 이때, 플립 헤드(40)의 2개의 픽업 노즐(42)은 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 1점 쇄선(47)의 위를 X 방향으로 이동해 간다.
제어부(60)는, 플립 헤드(40)를 반전 위치까지 이동시키면, 앞에 설명한 바와 같이, 도 3, 4에 도시하는 스테핑 모터(36)에 의해 회전축(32)을 180° 회전시켜, 플립 헤드(40)를 반전시킨다. 그러면, 앞에, 도 3, 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 베이스(41)가 반전하여 2개의 픽업 노즐(42)이 상방향이 된다. 또한 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 2개의 픽업 노즐(42)의 배열 방향은 반전 전의 X 방향으로부터 90° 회전한 Y 방향으로 되어 있다. 도 6(b)의 1점 쇄선(48)은 플립 헤드(40)가 반전한 후의 2개의 픽업 노즐(42)의 배열 방향을 나타내는 선임과 아울러, 2개의 실장 툴(23)이 Y 방향으로 이동할 때에 그 중심이 Y 방향으로 이동하는 선이기도 하다.
도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 플립 헤드(40)가 반전한 상태에서는, 픽업 툴(44)의 선단면은 끌어들임 상태이며, 반도체칩(18)은 픽업 툴(44)의 선단면에 진공 흡착되어 있다.
도 2에 파선으로 나타내는 바와 같이, 플립 헤드(40)를 반전시키면, 제어부(60)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, Y 방향 구동 모터를 동작시켜 실장 헤드(20)를 반전한 플립 헤드(40)의 바로 위로 이동시킨다. 이때, 2개의 실장 툴(23)의 중심은 도 1, 6에 나타내는 1점 쇄선(48)을 따라 Y 방향으로 이동한다. 앞에 설명한 바와 같이, 2개의 실장 노즐(26)의 피치(P1)는 2개의 픽업 노즐(42)의 피치(P2)와 동일하기 때문에, 실장 헤드(20)가 반전한 픽업 노즐(42)의 바로 위에 오면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 2개의 실장 툴(23)의 각 중심 위치와 2개 픽업 툴(44)의 각 중심 위치는 각각 일치한다.
제어부(60)는, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 각 픽업 노즐(42)의 각 전자 코일(45)에 통전하여 픽업 툴(44)의 선단면을 내보낸다. 이것에 의해 픽업 툴(44)의 선단면에 흡착된 반도체칩(18)은 실장 툴(23)의 표면에 근접한다. 그리고, 제어부(60)는 각 픽업 툴(44)의 진공 흡인 구멍의 진공을 해제하여, 각 실장 툴(23)의 진공 구멍을 진공으로 한다. 그러면, 반도체칩(18)은 각 픽업 툴(44)의 선단면으로부터 떨어져 각 실장 툴(23)의 표면에 진공 흡착된다. 이렇게 하여, 2개의 픽업 툴(44)로부터 2개의 실장 툴(23)에 반도체칩(18)이 주고받아진다.
제어부(60)는 2개의 픽업 툴(44)로부터 2개의 실장 툴(23)에 반도체칩(18)을 주고받으면 픽업 노즐(42)의 전자 코일(45)의 전류를 조정하여 픽업 툴(44)의 선단면을 원래의 상태까지 끌어들이고, 스테핑 모터(36)를 반전시와는 역방향으로 180° 회전시켜 플립 헤드(40)를 픽업 노즐(42)이 하방향을 향한 원래의 상태(반전하지 않은 상태)로 되돌린다.
또한 제어부(60)는 2개의 실장 툴(23)이 반도체칩(18)을 수취하면, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 Y 방향 구동 모터에 의해 실장 헤드(20)를 회로 기판(17)의 위까지 이동한다. 그리고, 실장 노즐(26)의 펄스 히터(25)에 의해 실장 툴(23)에 진공 흡착되어 있는 반도체칩(18)을 가열하고, 모터(21)를 회전시켜 기체부(22)와 함께 실장 툴(23)을 회로 기판(17)의 위에 강하시키고, 실장 툴(23)에 의해 반도체칩(18)을 회로 기판(17)의 위에 열 압착한다. 반도체칩(18)의 열 압착은 1개씩 차례로 행해도 되고, 2개의 반도체칩(18)을 동시에 회로 기판(17)에 열 압착해도 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛(30)은 복수의 픽업 노즐(42)을 회전축(32)이 뻗는 방향에 대하여 45° 경사지도록 배열하고 있으므로, 회전축(32)을 180° 회전시킴으로써 픽업한 반도체칩(18)의 반전과 반도체칩(18)의 배열 방향의 90°의 변경을 동시에 행할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 전자 부품 핸들링 유닛(30)을 사용함으로써, 간편한 구조로 플립 칩 본딩 장치(100)의 실장 툴(23)의 배열 방향과 픽업 노즐(42)의 배열 방향을 90° 옮겨서 설치 면적이 적은 플립 칩 본딩 장치(100)로 할 수 있다.
이상에서 설명한 실시형태에서는, 플립 헤드(40)에는 각각 2개의 픽업 노즐(42)을 부착하는 것으로서 설명했지만, 직선 형상으로 배열되어 있으면, 플립 헤드(40)에 3개 이상의 픽업 노즐(42)을 부착하는 것으로 해도 된다. 또한 마찬가지로 실장 헤드(20)에 배치되는 실장 노즐(26)도 병렬로 배치되어 있으면, 2개가 아니라 3개 이상으로 해도 된다. 또한 픽업 노즐(42)의 배열수를 실장 노즐(26)의 배열수보다도 많게 해도 된다.
또한, 본 발명은 이상에서 설명한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 의해 규정되어 있는 본 발명의 기술적 범위 또는 본질로부터 일탈하지 않는 모든 변경 및 수정을 포함하는 것이다.
11 가대, 12 가이드 레일, 13 갠트리 프레임, 14 슬라이더, 15 실장 스테이지, 16 반송 레일, 17, 912 회로 기판, 18, 910 반도체칩, 19 홈, 20 실장 헤드, 21 모터, 22 기체부, 23 실장 툴, 24 볼 나사, 25 펄스 히터, 26 실장 노즐, 30 전자 부품 핸들링 유닛, 31 본체, 32 회전축, 33 부착 암, 34 볼트, 35, 49 중심선, 36 스테핑 모터, 37 슬라이더, 38 가이드 레일, 39 X 방향 리니어 모터, 40 플립 헤드, 41 베이스, 42 픽업 노즐, 43 케이싱, 44, 905 픽업 툴, 45 전자 코일, 47, 48 1점 쇄선, 50 웨이퍼 홀더, 51, 911 웨이퍼, 52 다이싱 시트, 55, 909 쳐올림 유닛, 60 제어부, 100, 900, 950 플립 칩 본딩 장치, 901 칩 공급부, 902 픽업부, 902a 픽업 헤드, 903, 953 반전 기구, 904 본딩부, 904a 본딩 헤드, 906 본딩 툴, 907 Y 방향 구동 기구, 908 카메라, 915 반송부, 953a 반전부, 953b 회전부, 957 X 방향 구동 기구.

Claims (2)

  1. 전자 부품 핸들링 유닛으로서,
    본체와,
    상기 본체에 부착된 회전축과,
    상기 회전축에 부착되고, 반도체 다이를 흡착하여 유지하는 복수의 픽업 노즐이 직선 형상으로 배치된 플립 헤드를 구비하고,
    상기 복수의 픽업 노즐의 배열 방향이 상기 회전축이 뻗는 방향에 대하여 45° 경사져 있는 것
    을 특징으로 하는 전자 부품 핸들링 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체를 직선 방향으로 이동시키는 직선 구동 기구를 구비하고,
    상기 회전축은 상기 회전축이 뻗는 방향이 상기 본체의 이동 방향에 대하여 45° 경사지도록 상기 본체에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품 핸들링 유닛.
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