KR20080091730A - 칩 실장 장치 및 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의교환 방법 - Google Patents

칩 실장 장치 및 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의교환 방법 Download PDF

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야슈히로 에모토
야슈오 타카나미
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

칩 실장 장치에 있어서, 웨이퍼 링 지지부에 복수 종류의 박리 촉진 헤드를 탈착 가능하게 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부를 구비하고, 칩 박리 촉진 유닛을 이동 기구에 의해 박리 촉진 헤드 보관부에 액세스시켜, 박리 촉진 헤드 보관부와 칩 박리 촉진 유닛에 설치된 박리 촉진 헤드 장착부 사이에서 박리 촉진 헤드를 교환하는 헤드 교환 동작을 오퍼레이터의 수고 없이 자동으로 실행시키는 구성을 채용한다. 이로 인해, 박리 촉진 헤드(13)의 교환을 자동으로 수행하여 설비 가동률을 향상시킬 수 있다.

Description

칩 실장 장치 및 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법{Chip Mounting Apparatus and Changing Method for Separation Facilitation Head in Chip Mounting Apparatus}
본 발명은 칩을 기판에 실장하는 칩 실장 장치 및 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법에 관한 것이다.
반도체 칩 등 웨이퍼 상태로 공급되는 칩 부품은 종래부터 전용의 공급 장치를 구비한 칩 실장 장치에 의해 리드 프레임 등의 기판에 실장된다. 개체로 분할된 칩 부품은 접착 시트에 접착 지지되어 있고, 이 접착 시트는 웨이퍼 링에 지지된 상태로 공급된다. 칩의 취출시에는, 칩은 하면측으로부터 이젝터 헤드(박리 촉진 헤드)에 의해 밀어 올려지고, 이로 인해 접착 시트로부터의 박리가 촉진된 상태에서 취출 노즐에 의해 픽업된다. 그리고 하나의 웨이퍼 링으로부터 모든 반도체 칩이 취출되면, 빈 웨이퍼 링은 파지(把持)/반송 기능을 구비한 교환 장치에 의해 새로운 웨이퍼 링과 교환된다(예를 들면 일본 특허공개 2005-129754호 공보 참조).
최근 전자 기기 제조 분야에서는 다품종 소량 생산 형태가 일반적이 되어, 상술한 칩 실장 장치에서도 사이즈가 서로 다른 다품종의 반도체 칩을 대상으로 하여 실장 작업을 수행할 수 있는 다품종 대응형이 요구되고 있다. 이 때문에, 칩 실장 장치의 가동시에 이젝터 헤드를 대응하는 칩의 형태에 맞는 것으로 빈번하게 교환할 필요가 생기고 있다. 그러나, 상술한 일본 특허공개 2005-129754호 공보에 나타낸 장치에서는 이젝터 헤드의 교환시에, 장치의 가동을 정지한 상태에서 머신 오퍼레이터가 이젝터 헤드를 탈착하는 작업을 손수 수행할 필요가 있었다. 이 헤드 교환 작업은 장치 내부의 협소 부위에 있는 이젝터 기구를 대상으로 실행하는 것이기 때문에 작업성이 나쁘고, 또한 이 교환 작업 실행 중에는 부득이하게 장치를 정지해야만 하므로, 설비 가동률을 저하시키는 요인이 되고 있었다.
그런 점에서 본 발명은 박리 촉진 헤드의 교환을 자동적으로 수행하여 설비 가동률을 향상시킬 수 있는 칩 실장 장치 및 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 칩 실장 장치는 웨이퍼 시트에 부착된 상태로 공급된 칩을 기판에 실장하는 칩 실장 장치에 관한 것이다. 본 칩 실장 장치는, 상기 기판을 지지하는 기판 지지부; 상기 웨이퍼 시트가 설치된 웨이퍼 링을 지지하는 웨이퍼 링 지지부; 상기 웨이퍼 시트로부터 픽업한 상기 칩을 상기 기판 지지부에 지지된 기판에 실장 하는 실장 헤드; 상기 웨이퍼 시트로부터 상기 칩을 픽업할 때 상기 웨이퍼 시트로부터의 상기 칩의 박리를 촉진하는 박리 촉진 헤드를 구비한 칩 박리 촉진 유닛; 상기 칩 박리 촉진 유닛을 상기 웨이퍼 링 지지부에 대하여 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 유닛 이동 수단; 및 상기 웨이퍼 링 지지부의 하방에 제공되며, 상기 유닛 이동 수단에 의한 상기 칩 박리 촉진 유닛의 액세스 가능 범위 내에 설치되어, 복수 종류의 상기 박리 촉진 헤드를 탈착 가능하게 수평 자세로 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부를 포함한다. 칩 박리 촉진 유닛은 상기 박리 촉진 헤드가 탈착 가능하게 장착되는 박리 촉진 헤드 장착부; 상기 박리 촉진 헤드 장착부의 자세를 적어도 수평 방향과 수직 방향으로 변경하는 자세 변경 수단; 및 상기 박리 촉진 헤드 장착부의 위치를 상하 방향으로 이동시키는 승강 수단을 가지며, 또한, 상기 유닛 이동 수단과 상기 박리 촉진 헤드 보관부과 상기 자세 변경 수단 그리고 상기 승강 수단을 제어함으로써, 상기 박리 촉진 헤드 보관부와 상기 박리 촉진 헤드 장착부 사이에서 상기 박리 촉진 헤드를 교환하는 헤드 교환 동작을 실행시키는 제어 수단을 구비하였다.
본 발명의 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법은, 기판을 지지하는 기판 지지부; 복수의 칩이 부착된 웨이퍼 시트를 설치한 웨이퍼 링을 지지하는 웨이퍼 링 지지부; 상기 웨이퍼 시트로부터 픽업한 상기 칩을 상기 기판 지지부에 지지된 기판에 실장하는 실장 헤드; 상기 웨이퍼 시트로부터 상기 칩을 픽업할 때에 상기 칩의 상기 웨이퍼 시트로부터의 박리를 촉진하는 박리 촉진 헤드를 구비한 칩 박리 촉진 유닛; 상기 칩 박리 촉진 유닛을 상기 웨이퍼 링 지지부에 대하여 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 유닛 이동 수단; 및 상기 웨이퍼 링 지지부의 하방에 제공되며, 상기 유닛 이동 수단에 의한 상기 칩 박리 촉진 유닛의 액세스 가능 범위 내에 설치되어, 복수 종류의 상기 박리 촉진 헤드를 탈착 가능하게 수평 자세로 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부를 구비하고, 상기 웨이퍼 시트에 부착된 상태로 공급된 칩을 기판에 실장하는 칩 실장 장치에 있어서 상기 박리 촉진 헤드의 교환을 수행하는 박리 촉진 헤드의 교환 방법에 관한 것이다. 본 박리 촉진 헤드 교환 방법은, 상기 칩 박리 촉진 유닛에 있어서 상기 박리 촉진 헤드가 탈착 가능하게 장착된 박리 촉진 헤드 장착부의 자세를 적어도 수평 방향과 수직 방향으로 변경하는 자세 변경 공정; 상기 칩 박리 촉진 유닛을 상기 박리 촉진 헤드 보관부에 액세스시키는 액세스 공정; 및 상기 박리 촉진 헤드 보관부와 상기 박리 촉진 헤드 장착부 사이에서 상기 박리 촉진 헤드의 인도를 수행하는 헤드 인도 공정을 포함한다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 링 지지부에 복수 종류의 박리 촉진 헤드를 탈착 가능하게 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부를 구비하고, 박리 촉진 헤드 보관부와 박리 촉진 헤드 장착부 사이에서 박리 촉진 헤드를 교환하는 헤드 교환 동작을 자동적으로 실행시키는 구성을 채용함으로써, 박리 촉진 헤드의 교환을 자동적으로 수행하여 설비 가동률을 향상시킬 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치의 평면도, 도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치의 웨이퍼 위치 결정부의 사시도, 도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치의 웨이퍼 위치 결정부의 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 칩 박리 촉진 유닛의 구조 설명도, 도 5의 (a), (b), (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치의 웨이퍼 위치 결정부의 동작 설명도, 도 6의 (a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 탈착 구조의 구조 설명도, 도 7의 (a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드 보관부의 구조 설명도, 도 8의 (a) ~ 도 9의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법의 동작 설명도이다.
먼저, 도 1을 참조하여 칩 실장 장치의 전체 구조를 설명한다. 이 칩 실장 장치는 웨이퍼 시트에 부착된 상태로 공급된 반도체 칩(이하, 단순히 '칩'이라 한다)을 기판에 실장하는 기능을 갖는 것이다. 도 1에서 칩 실장 장치는 기판 지지부(1), 웨이퍼 링 지지부(3), 웨이퍼 링 공급부(4)로 구성된다. 기판 지지부(1)는 X방향으로 설치된 기판 반송 컨베어(1a)를 구비하고 있으며, 기판 반송 컨베어(1a)에 의해 상류측으로부터 반송된 실장 대상의 기판(2)을 실장 작업 위치에 위치 결정하여 지지한다.
웨이퍼 링 지지부(3)는 기판(2)에 실장되는 칩(8)이 부착된 웨이퍼 시트(7)를 넓게 설치한 웨이퍼 링(6)을 지지한다. 칩(8)은 반도체 웨이퍼로부터 개체로 분할된 상태로 웨이퍼 시트(7)에 부착되어 있다. 웨이퍼 링 지지부(3)는 상면에 개구 부(10a)가 설치된 웨이퍼 지지 테이블(10)을 구비하고 있으며, 개구부(10a) 내에는 박리 촉진 헤드(13)가 장착된 칩 박리 촉진 유닛(11)이 설치되어 있다.
칩 박리 촉진 유닛(11)은 웨이퍼 시트(7)로부터 칩(8)을 픽업할 때, 박리 촉진 헤드(13)에 내장된 이젝터 핀(13a)(도 4 참조)에 의해 칩(8)을 하방에서 밀어 올림으로써 칩(8)의 웨이퍼 시트(7)로부터의 박리를 촉진하는 기능을 갖고 있다. 또한 웨이퍼 링 지지부(3)에는 칩 박리 촉진 유닛(11)에 장착되는 박리 촉진 헤드(13)를 수평 자세로 탈착 가능하게 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부(12)가 설치되어 있다.
웨이퍼 링 공급부(4)는 웨이퍼 링 지지부(3)에 지지되는 웨이퍼 링(6)을 적층 상태로 수납하는 매거진(5)을 구비하고 있으며, 매거진(5) 내의 웨이퍼 링(6)은 웨이퍼 링 이송 아암(9)에 의해 파지되어, 웨이퍼 지지 테이블(10)에 장착된다. 웨이퍼 링 이송 아암(9)은 웨이퍼 지지 테이블(10)에 장착된 웨이퍼 링(6)을, 매거진(5)에 수납된 다른 웨이퍼 링(6)과 교환하는 웨이퍼 링 교환 수단으로서 기능을 한다. 웨이퍼 링(6)이 웨이퍼 지지 테이블(10)에 장착될 때, 도 2에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 시트(7)에 부착된 칩(8)은 개구부(10a) 내에 위치된다. 그리고 개구부(10a) 내에 위치한 칩(8)은 실장 헤드(14)에 의해 웨이퍼 시트(7)로부터 픽업되어, 기판 지지부(1)에 지지된 기판(2)에 실장된다.
다음으로, 도 3의 (a), (b)를 참조하여 기판(2)의 구조를 설명한다. 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 베이스 플레이트(15)의 상면의 4개의 모서리부에는 이송 나사(16)가 회전 가능하게 설치되어 있고, 이송 나사(16)가 결합한 너트(16a)는 베이스 플레이트(15) 상에 평행하게 설치된 웨이퍼 지지 테이블(10)에 결합되어 있다. 이송 나사(16)는 각각 구동 벨트(17)를 통하여 모터(18)에 의해 회전 구동된다. 모터(18)가 구동됨으로써, 이송 나사(16)는 회전하고 웨이퍼 지지 테이블(10)은 베이스 플레이트(15)에 대하여 상하 운동한다.
웨이퍼 지지 테이블(10)은 거의 정사각형의 판형상 부재로서, 두께 방향(상하 방향)의 중간 부분에는 웨이퍼 링(6)이 삽입될 수 있는 슬릿(10c)이 Y 방향으로 관통하여 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼 지지 테이블(10)의 상면에는 웨이퍼 링(6)을 파지한 웨이퍼 링 이송 아암(9)이 통과하기 위한 링 반송홈(10b)이 Y 방향으로 설치되어 있다. 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 지지 테이블(10)의 중앙부에는 원형의 개구부(10a)가 상하로 관통하여 설치되어 있다. 개구부(10a)의 사이즈는 베이스 플레이트(15)에 설치된 확장 링(15a)이 삽입될 수 있는 지름으로 되어 있다.
개구부(10a)의 하방에는 박리 촉진 헤드(13)가 확장 링(15a)의 내부에 위치되고, 칩 박리 촉진 유닛(11)이 배치되어 있다. 칩 박리 촉진 유닛(11)은 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 결합 부재(21)를 통하여 수평한 이동 기구(19)에 결합되어 있다. 이동 기구(19)가 구동됨으로써, 칩 박리 촉진 유닛(11)은 수평 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이동 기구(19)는 칩 박리 촉진 유닛(11)을 웨이퍼 링 지지부(10)에 대하여 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 유닛 이동 수단으로서 기능을 한다.
상술한 박리 촉진 헤드 보관부(12)는, 웨이퍼 링 지지부(10)의 하방에서 이 동 기구(19)에 의한 칩 박리 촉진 유닛(11)의 액세스 가능 범위 내에 설치되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 결합 부재(21)에는 승강 기구(22)의 승강축(22a)이 결합되어 있다. 승강 기구(22)는 브라켓(23)을 통하여 전환 기구(24)의 구동축(24a)에 결합되어 있다. 전환 기구(24)는 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 결합되어 있다. 이 구성에 의해 박리 촉진 헤드 장착부(25)가 승강될 수 있고, 박리 촉진 헤드 장착부(25)의 자세를 수평 방향과 수직 방향을 포함하는 방향으로 변경하는 전환 동작이 실현될 수 있다. 즉, 승강 기구(22)는 박리 촉진 헤드 장착부(25)의 위치를 상하 방향으로 이동시키는 승강 수단으로서 기능을 한다. 전환 기구(24)는 박리 촉진 헤드 장착부(25)의 자세를 적어도 수평 방향과 수직 방향으로 변경하는 자세 변경 수단으로서 기능을 한다.
박리 촉진 헤드(13)는 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 설치된 헤드 장착공(25a)에 탈착 가능하게 장착된다. 박리 촉진 헤드 장착부(25)에는 이젝트 핀(13a)의 승강 구동을 위한 핀 승강부(27)가 내장되어 있다. 박리 촉진 헤드(13)가 헤드 장착공(25a)에 장착된 상태에서 핀 승강부(27)가 구동될 때, 승강 구동축(27a)은 이젝터 핀(13a)에 맞닿아 승강 동작을 수행시킨다. 이로 인해, 웨이퍼 시트(7)의 하면으로부터 칩(8)을 밀어 올리는 박리 촉진 동작이 수행된다.
박리 촉진 헤드(13)는 대상으로 하는 칩(8)의 종류에 따라, 종류/사이즈가 서로 다른 복수개가 준비되어 있다. 베이스 플레이트(15) 하면의 두 개의 코너 위치에 결합된 박리 촉진 헤드 보관부(12)에는 종류가 다른 복수의 박리 촉진 헤드(13)가 교환용으로서 보관되어 있다. 박리 촉진 헤드 보관부(12), 이동 기 구(19), 승강 기구(22), 전환 기구(24)의 동작은 제어부(20)에 의해 제어된다. 제어부(20)는 칩 박리 촉진 유닛(11)을 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 대하여 액세스시킬 수 있도록 이들의 동작을 제어하므로, 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 장착된 박리 촉진 헤드(13)가 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 보관된 다른 박리 촉진 헤드(13)와 교환될 수 있는 헤드 교환 동작이 수행될 수 있다.
즉, 박리 촉진 헤드 보관부(12)는 웨이퍼 링 지지부(10)의 하방에서 유닛 이동 수단에 의한 칩 박리 촉진 유닛(11)의 액세스 가능 범위 내에 설치되어, 복수 종류의 박리 촉진 헤드(13)를 탈착 가능하게 수평 자세로 보관한다. 그리고 제어부(20)는 이동 기구(19), 박리 촉진 헤드 보관부(12), 전환 기구(24), 승강 기구(22)를 제어함으로써, 박리 촉진 헤드 보관부(12)와 박리 촉진 헤드 장착부(25) 사이에서 박리 촉진 헤드(13)를 교환하는 헤드 교환 동작을 실행시키는 제어 수단으로서 기능을 한다.
도 5의 (a), (b)는 웨이퍼 시트(7)의 연신 동작과 시트 박리 동작을 나타내고 있다. 도 5의 (a)는 웨이퍼 링(6)을 링 장착 슬릿(10c) 내에 세트한 상태를 나타내고 있다. 이 상태로부터, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 지지 테이블(10)을 베이스 플레이트(15)에 대하여 하강시킨다. 이에 따라, 개구부(10a) 내에 확장 링(15a)이 끼워지고, 이어서 확장 링(15a)의 상단부가 웨이퍼 시트(7)의 하면에 맞닿아 웨이퍼 링(6)을 슬릿(10c) 내에서 상방으로 들어 올린다.
그리고 웨이퍼 지지 테이블(10)를 더 하강시키면, 웨이퍼 링(6)이 슬릿(10c) 내에 지지된 그대로의 상태에서, 웨이퍼 시트(7)는 웨이퍼 지지 테이블(10)에 대하 여 상대적으로 상방으로 변위한다. 즉 웨이퍼 시트(7)는 당초의 상태로부터 웨이퍼 링(6)에 의한 지지면의 바깥 방향으로 변위하고, 이로 인해 웨이퍼 시트(7)는 웨이퍼 시트(7)의 평면 방향으로 연신된다.
그리고 이 상태에서, 웨이퍼 지지 테이블(10)의 상방에 위치하는 카메라(도시 생략)에 의해 픽업 대상 칩(8)을 촬상하여 위치를 인식하고, 이 위치 인식 결과에 기초하여 이동 기구(19)를 이동시켜, 박리 촉진 헤드(13)를 웨이퍼 시트(7)에 접착된 칩(8) 중 박리 대상 칩(8)에 대하여 위치 결정한다. 여기에서는 웨이퍼 시트(7)의 중앙에 위치하는 칩(8)이 위치 결정의 대상이 되고 있다.
이 후, 상술한 위치 인식 결과에 기초하여 실장 헤드(14)를 이동시켜 칩(8)의 픽업을 수행한다. 칩이 실장 헤드(14)에 의한 픽업될 때, 박리 촉진 헤드(13)는 상승하여 웨이퍼 시트(7)의 하면에 닿아 웨이퍼 시트(7)의 하면을 지지한다. 그리고 이 상태에서, 실장 헤드(14)가 박리 촉진 헤드(13) 상방의 칩(8)을 흡착하여 픽업함으로써, 칩(8)은 웨이퍼 시트(7)로부터 박리되어 취출된다.
다음으로, 도 6의 (a), (b)를 참조하여 칩 박리 촉진 유닛(11)에 대한 박리 촉진 헤드(13)의 탈착에 대하여 설명한다. 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이 박리 촉진 헤드(13)의 탈착은 전환 기구(24)를 구동하여 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 설치된 헤드 장착공(25a)을 수평 방향으로 향하게 한 상태에서 수행된다. 헤드 장착공(25a)은 박리 촉진 헤드(13)가 끼워지는 형상의 장착공에, 박리 촉진 헤드(13)의 외주에 설치된 걸림홈(13d)을 걸기 위한 볼 플런저(26)를 설치한 구조로 되어 있다.
박리 촉진 헤드(13)가 헤드 장착공(25a) 내에 삽입될 때, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 볼 플런저(26)는 걸림홈(13d)에 끼워진다. 따라서 박리 촉진 헤드(13)는 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 장착된다. 박리 촉진 헤드(13)의 외주면에는 걸림홈(13d)과 함께 걸림공(13b)과 결합공(13c)이 설치되어 있다. 걸림공(13b)에는 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 설치된 걸림 아암(29)의 걸림 고리(29a)가 걸리고, 결합공(13c)에는 위치 결정용의 위치 결정 핀(30)이 결합한다.
다음으로, 도 7의 (a), (b)를 참조하여 박리 촉진 헤드 보관부(12)의 구조를 설명한다. 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 박리 촉진 헤드 보관부(12)는 베이스 플레이트(15)의 하면에 한 쪽이 개구된 상자 형상의 헤드 수납 상자(12a)를 갖는다. 이 헤드 수납 상자(12a)의 내부에 복수(여기에 나타내는 예에서는 2개)의 박리 촉진 헤드(13)를 보관하는 구성으로 되어 있다. 헤드 수납 상자(12a)의 내부에는, 박리 촉진 헤드(13)의 걸림공(13b)을 거는 걸림 고리(29a)를 구비한 걸림 아암(29)이 설치되어 있다. 걸림 아암(29)은 아암 구동부(28)에 의해 상하 방향으로 선회 구동된다. 이로 인해, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 박리 촉진 헤드(13)의 걸림 및 걸림 해제가 가능하게 되어 있다. 또한 헤드 수납 상자(12a)의 내부의 저면에는 위치 결정 핀(30)이 설치되어 있고, 위치 결정 핀(30)을 박리 촉진 헤드(13)의 결합공(13c)에 결합시킴으로써, 박리 촉진 헤드(13)는 박리 촉진 헤드 보관부(12) 내에서 박리 촉진 헤드 보관부(12)와 박리 촉진 헤드 장착부(25) 사이의 인도 위치에 위치 결정된다.
다음으로, 도 8의 (a) ~ 도 9의 (d)를 참조하여 이 칩 실장 장치에서 박리 촉진 헤드(13)의 교환을 수행하는 박리 촉진 헤드의 교환 방법에 대하여 설명한다. 이 박리 촉진 헤드를 교환하는 헤드 교환 동작은, 웨이퍼 링 이송 아암(9)에 의해 웨이퍼 링(6)의 교환을 수행하고 있는 동안, 제어부(20)에 의해 이동 기구(19)와 박리 촉진 헤드 보관부(12)와 전환 기구(24) 그리고 승강 기구(22)를 제어함으로써 실행된다.
도 8의 (a)는 웨이퍼 링 지지부(3)에 있어서 이동 기구(19)에 의해 칩 박리 촉진 유닛(11)을 이동시켜, 픽업 대상 칩(8)의 위치에 박리 촉진 헤드(13)를 위치 맞춤하여, 칩(8)의 박리 촉진 동작을 수행하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 때, 박리 촉진 헤드(13)는 수직 자세로 웨이퍼 시트(7)의 하면에 맞닿아 있다. 그리고 박리 촉진 헤드 보관부(12)에서, 걸림 아암(29)은 아암 구동부(28)에 의해 상방으로 선회하므로, 박리 촉진 헤드(13)가 수납될 수 있다. 이와 같이 기판(2)으로부터의 칩의 취출을 반복 실행하는 과정에 있어서, 박리 촉진 헤드(13)를 교환할 때에는 이하의 순서에 따른다.
먼저 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 승강 기구(22)를 구동하여 박리 촉진 헤드 장착부(25)를 박리 촉진 헤드(13)와 함께 하강시키고, 이어서, 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이, 전환 기구(24)를 구동하여 박리 촉진 헤드 장착부(25)의 자세를 수직 자세에서 수평 자세로 변경한다. 다음으로, 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이, 승강 기구(22)를 구동하여 박리 촉진 헤드 장착부(25)를 상승시켜, 박리 촉진 헤드(13)의 높이 위치를 헤드 수납 상자(12a) 내에 삽입 가능한 높이로 맞춘다.
이 후, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 칩 박리 촉진 유닛(11) 전체는 이동 기구(19)에 의해 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 액세스 되도록 이동되므로, 박리 촉진 헤드(13)는 헤드 수납 상자(12a) 내에 삽입된다. 이어서, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 승강 기구(22)를 구동하여 박리 촉진 헤드(13)를 하강시킨다. 이에 따라, 위치 결정 핀(30)이 박리 촉진 헤드(13)의 결합공(13c) 내에 끼워져, 박리 촉진 헤드(13)가 헤드 수납 상자(12a) 내에서 인도 위치에 위치 맞춤된다.
이 후, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 아암 구동부(28)를 구동하여 걸림 아암(29)을 하방으로 선회시키고, 걸림 고리(29a)(도 7의 (b) 참조)에 의해 박리 촉진 헤드(13)를 걸어 맞춘다. 그리고 이 후, 도 9의 (d)에 나타내는 바와 같이, 이동 기구(19)를 구동하여 칩 박리 촉진 유닛(11) 전체를 후퇴시킴으로써, 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 지지된 박리 촉진 헤드(13)를 박리 촉진 헤드 장착부(25)의 헤드 장착공(25a)으로부터 분리시키고, 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 인도한다.
상술한 동작은 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 장착된 박리 촉진 헤드(13)를 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 인도하는 동작을 나타내고 있는데, 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 보관 수납되어 있는 박리 촉진 헤드(13)를 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 장착하기 위해서는, 상술한 각 동작을 역순으로 실행하면 된다. 이에 따라, 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 장착되어 있던 박리 촉진 헤드(13)를 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 되돌려 넣고, 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 보관된 다른 박리 촉진 헤드(13)를 박리 촉진 헤드 장착부(25)에 새로 장착하는, 박리 촉진 헤드(13)의 교환 동작이 수행된다.
즉 상술한 박리 촉진 헤드(13)의 교환 방법은, 칩 박리 촉진 유닛(11)에서 박리 촉진 헤드(13)가 탈착 가능하게 장착된 박리 촉진 헤드 장착부(25)의 자세를 적어도 수평 방향과 수직 방향으로 변경하는 자세 변경 공정과, 칩 박리 촉진 유닛(11)을 박리 촉진 헤드 보관부(12)에 액세스시키는 액세스 공정과, 박리 촉진 헤드 보관부(12)와 박리 촉진 헤드 장착부(25) 사이에서 박리 촉진 헤드(13)의 인도를 수행하는 헤드 인도 공정을 포함하는 형태로 되어 있다.
이와 같이 본 실시예에 나타내는 칩 실장 장치는, 웨이퍼 링 지지부(2)에 복수 종류의 박리 촉진 헤드(13)를 탈착 가능하게 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부(12)를 구비하고, 박리 촉진 헤드 보관부(12)와 박리 촉진 헤드 장착부(25) 사이에서 박리 촉진 헤드(13)를 교환하는 헤드 교환 동작을 자동적으로 실행시키도록 하고 있다. 이에 따라, 종래 구성의 장치에서는 장치의 가동을 정지한 상태에서 머신 오퍼레이터가 이러한 작업을 손수 수행할 필요가 있던 것에 비해, 박리 촉진 헤드(13)의 교환을 자동적으로 수행하여 설비 가동률을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 박리 촉진 헤드(13)로서 이젝터 핀(13a)에 의해 칩(8)을 밀어 올리는 방식을 나타내고 있지만, 본 발명은 이 방식에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 웨이퍼 시트(7)의 하면측으로부터 진공 흡인함으로써 칩(8)의 웨이퍼 시트(7)로부터의 박리를 촉진하는 방식 등, 이젝터 핀 이외의 박리 촉진 기구를 이용할 수도 있다.
본 발명의 칩 실장 장치 및 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법 은 박리 촉진 헤드의 교환을 자동적으로 수행하여 설비 가동률을 향상시킬 수 있다는 효과를 가지며, 웨이퍼 시트에 부착된 상태로 공급된 칩을 기판에 실장하는 실장 작업 분야에 있어서 이용 가능하다.
본 출원은 2007년 4월 9일 제출된 일본 특허 출원 제2007-101503호의 우선권에 기초함과 아울러 우선권의 이익을 주장하며, 이 출원의 전체적인 내용은 본 출원에 참조로서 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치의 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치의 평면도.
도 3의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치의 웨이퍼 위치 결정부의 사시도.
도 3의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치의 웨이퍼 위치 결정부의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 칩 박리 촉진 유닛의 구조 설명도.
도 5의 (a), (b), (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치의 웨이퍼 위치 결정부의 동작 설명도.
도 6의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 탈착 구조의 구조 설명도.
도 7의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드 보관부의 구조 설명도.
도 8의 (a) ~ (d)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법의 동작 설명도.
도 9의 (a) ~ (d)는 본 발명의 일실시예에 따른 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법의 동작 설명도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 기판 지지부
2 기판
3 웨이퍼 링 지지부
4 웨이퍼 링 공급부
5 매거진
6 웨이퍼 링
7 웨이퍼 시트
8 칩
10 웨이퍼 지지 테이블
11 칩 박리 촉진 유닛
12 박리 촉진 헤드 보관부
13 박리 촉진 헤드
14 실장 헤드
19 이동 기구
22 승강 기구
24 전환 기구
26 박리 촉진 헤드 장착부

Claims (4)

  1. 웨이퍼 시트에 부착된 상태로 공급된 칩을 기판에 실장하는 칩 실장 장치로서,
    상기 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 웨이퍼 시트가 넓게 설치된 웨이퍼 링을 지지하는 웨이퍼 링 지지부;
    상기 웨이퍼 시트로부터 픽업한 상기 칩을 상기 기판 지지부에 지지된 기판에 실장하는 실장 헤드;
    상기 웨이퍼 시트로부터 상기 칩을 픽업할 때에 상기 칩의 상기 웨이퍼 시트로부터의 박리를 촉진하는 박리 촉진 헤드를 구비한 칩 박리 촉진 유닛과, 상기 칩 박리 촉진 유닛을 상기 웨이퍼 링 지지부에 대하여 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 유닛 이동 수단; 및
    상기 웨이퍼 링 지지부의 하방에 제공되며, 상기 유닛 이동 수단에 의한 상기 칩 박리 촉진 유닛의 액세스 가능 범위 내에 설치되어, 복수 종류의 상기 박리 촉진 헤드를 탈착 가능하게 수평 자세로 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부를 구비하고,
    칩 박리 촉진 유닛은:
    상기 박리 촉진 헤드가 탈착 가능하게 장착되는 박리 촉진 헤드 장착부,
    상기 박리 촉진 헤드 장착부의 자세를 적어도 수평 방향과 수직 방향으로 변경하는 자세 변경 수단, 및
    상기 박리 촉진 헤드 장착부의 위치를 상하 방향으로 이동시키는 승강 수단을 가지며,
    상기 유닛 이동 수단과 상기 박리 촉진 헤드 보관부와 상기 자세 변경 수단 그리고 상기 승강 수단을 제어함으로써, 상기 박리 촉진 헤드 보관부와 상기 박리 촉진 헤드 장착부 사이에서 상기 박리 촉진 헤드를 교환하는 헤드 교환 동작을 실행시키는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이퍼 링을 매거진에 수납된 다른 웨이퍼 링과 교환하는 웨이퍼 링 교환 수단을 더 구비하고,
    상기 제어 수단은 상기 웨이퍼 링 교환 수단에 의해 웨이퍼 링의 교환이 수행되는 동안 상기 헤드 교환 동작을 실행시키는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치.
  3. 기판을 지지하는 기판 지지부; 복수의 칩이 부착된 웨이퍼 시트를 설치한 웨이퍼 링을 지지하는 웨이퍼 링 지지부; 상기 웨이퍼 시트로부터 픽업한 상기 칩을 상기 기판 지지부에 지지된 기판에 실장하는 실장 헤드; 상기 웨이퍼 시트로부터 상기 칩을 픽업할 때에 상기 칩의 상기 웨이퍼 시트로부터의 박리를 촉진하는 박리 촉진 헤드를 구비한 칩 박리 촉진 유닛; 상기 칩 박리 촉진 유닛을 상기 웨이퍼 링 지지부에 대하여 상대적으로 수평 방향으로 이동시키는 유닛 이동 수단; 및 상기 웨이퍼 링 지지부의 하방에 제공되며, 상기 유닛 이동 수단에 의한 상기 칩 박리 촉진 유닛의 액세스 가능 범위 내에 설치되어, 복수 종류의 상기 박리 촉진 헤드를 탈착 가능하게 수평 자세로 보관하는 박리 촉진 헤드 보관부를 구비하고, 상기 웨이퍼 시트에 부착된 상태로 공급된 칩을 기판에 실장하는 칩 실장 장치에 있어서 상기 박리 촉진 헤드의 교환을 수행하는 박리 촉진 헤드의 교환 방법으로서,
    상기 칩 박리 촉진 유닛에 있어서 상기 박리 촉진 헤드가 탈착 가능하게 장착된 박리 촉진 헤드 장착부의 자세를 적어도 수평 방향과 수직 방향으로 변경하는 자세 변경 공정; 상기 칩 박리 촉진 유닛을 상기 박리 촉진 헤드 보관부에 액세스시키는 액세스 공정; 및 상기 박리 촉진 헤드 보관부와 상기 박리 촉진 헤드 장착부 사이에서 상기 박리 촉진 헤드의 인도를 수행하는 헤드 인도 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 칩 실장 장치는 상기 웨이퍼 링을 매거진에 수납된 다른 웨이퍼 링과 교환하는 웨이퍼 링 교환 수단을 구비하고, 상기 웨이퍼 링 교환 수단에 의해 웨이퍼 링의 교환을 수행하고 있는 동안 상기 박리 촉진 헤드의 교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치에서의 박리 촉진 헤드의 교환 방법.
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