WO2006129547A1 - ボンディング装置 - Google Patents

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WO2006129547A1
WO2006129547A1 PCT/JP2006/310446 JP2006310446W WO2006129547A1 WO 2006129547 A1 WO2006129547 A1 WO 2006129547A1 JP 2006310446 W JP2006310446 W JP 2006310446W WO 2006129547 A1 WO2006129547 A1 WO 2006129547A1
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chip
head
substrate
chip component
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PCT/JP2006/310446
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiyuki Arai
Takashi Hare
Original Assignee
Toray Engineering Co., Ltd.
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    • H01L2924/15738Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
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Definitions

  • the present invention relates to a bonding apparatus for mounting a chip component such as an electronic component on a work made of glass, a resin, a metal substrate, and the like.
  • a conventional bonding apparatus for mounting a chip component with a bump electrode on a substrate which is a workpiece in a face-up state, uses a alignment mark for identifying a chip component alignment mark and a substrate mounting site. Recognize both from the top of the chip part. Specifically, a prism is used for the head portion that holds the chip component by suction, and the images of both members including the alignment marks of the chip component and the substrate are reflected by the slope of the prism, and the head is located on the side of the head. The image is projected onto a CCD camera that is independently fixed.
  • the holding table for holding the substrate is moved horizontally and vertically and the center of the chip component is It is rotated around the axis (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Literature l WO2003Z041478
  • the conventional bonding apparatus is also configured with a mechanism for moving the chip holding head in the vertical direction and a mechanism force for moving the substrate holding table in the horizontal direction and the rotation direction. Therefore, when the conventional configuration is followed to support a large board and chip components are mounted on the entire board with a chip holding head, the stroke is twice the board mounting area and the diagonal length of the board is the rotation area. Therefore, there is a problem that the equipment becomes larger.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and solves a problem mainly intended to provide a bonding apparatus having a simple apparatus configuration and capable of improving mounting accuracy. Means to do
  • the present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
  • the bonding apparatus of the present invention is a bonding apparatus for mounting a chip component on a work held by a work holding means, and includes a box-like frame body having at least a part of a side face and an open bottom face.
  • a transparent chip holding means attached to the lower surface opening portion of the frame body and holding the chip component; and a chip holding means that advances and retreats into an opening on a side surface of the frame body of the head.
  • a chip part held by the chip holding means, a recognition means for recognizing a mounting position of the chip part of the work held by the work holding means through the chip holding means, and the chip holding the chip part First driving means for rotating the head around the central longitudinal axis of the component, second driving means for moving the head and the work holding means relatively up and down, the head and the front
  • Second driving means for moving the head and the work holding means relatively up and down, the head and the front Based on the recognition result of the third drive means for relatively horizontally moving the work holding means and the recognition means, a relative positional deviation between the chip part and the reference position of the work is detected, and the positional deviation is corrected.
  • the first drive means and the control means for driving and controlling the third drive means are provided.
  • the bonding apparatus of the present invention it is not necessary to rotate the substrate by driving the head so as to rotate about the central axis of the chip component. That is, it is not necessary to secure a space to rotate in consideration of the diagonal length longer than the vertical and horizontal length of the workpiece.
  • the device configuration is simplified.
  • the recognition means advances and retreats at the side opening of the head, so Since chip parts and workpieces can be recognized at a constant angle and a constant distance, image changes (distortions) due to changes in the optical projection angle do not occur. Therefore, it is possible to accurately recognize the position of the chip part and the workpiece and improve the mounting accuracy.
  • the recognition means includes a CCD camera that recognizes both reference positions of the chip part and the workpiece, and a projection means that projects the reference position of the chip part and the work to the CCD camera in front of the forward and backward direction of the CCD camera. And is preferably composed of
  • the projection means is configured to project the chip parts and the workpiece reference positions separately onto the two CCD cameras.
  • the projection means can be configured as follows.
  • the projection means includes a pair of first mirrors that reflect both the reference position of the chip part and the workpiece, and a pair of second mirrors that reflects the image of the reference position reflected on the first mirror and projects it onto the CCD camera. It can consist of.
  • the alignment marks at one corner are reflected on one first mirror. Reflected by the second mirror and projected onto one CCD camera, the alignment marks at the other corners are projected onto the other first mirror, reflected to the second mirror and projected onto the other CCD camera. It is preferable to configure.
  • the reference positions of both members can be accurately recognized with a wide field of view even within the narrow opening of the head. be able to. For example, when there are a plurality of reference positions (alignment marks) separated from each other in the chip part, all the alignment marks can be recognized by one process.
  • the reference position of the chip component a bump formed on the chip component when mounted in a face-up state can be used.
  • the head is moved up and down over the operation position for mounting the chip component on the board and the upper standby position, or the head is moved horizontally with respect to the board surface. It is preferable to combine these configurations.
  • the second driving means includes a piston that slides in the cylinder, and a tip of the piston.
  • the actuator is an actuator that is composed of a rod that extends also, and that allows the piston to rotate around the axis within the cylinder.
  • the rod of the cylinder of the second driving means and the first driving means are connected by a link mechanism so that the driving force of the second driving means is converted into the rotational force of the first driving means.
  • the first drive means is provided in the head.
  • the configuration on the head side can be simplified. That is, since the configuration on the head side can be reduced, for example, when the head side is raised and lowered, the elevation adjustment is facilitated, and the risk of excessive pressurization of the chip component is eliminated.
  • the rod has a guide on its outer peripheral surface, and the link mechanism slides the link portions of the two link bars in conjunction with the two link bars and the bending action of the two link bars.
  • the link bar is composed of a telescopic guide that makes the lengths of both link bars constant.
  • a scale fixed to the tip of the link bar connected to the rod side, a detection means for detecting the rotation angle of the scale interlocking with the rotation of the link bar, and a detection result by the detection means, And a control means for positioning the head.
  • the control means uses a master substrate having a scale associated with the mounting position of the chip component, and positional information of each mounting position recognized by the recognition means.
  • the correlation with the drive shafts of the first to third drive means is obtained and stored in advance, and when mounting chip components on the workpiece, the offset of the drive axis of each drive means is offset using the correlation.
  • each drive means is controlled to be driven.
  • the bonding apparatus it is not necessary to rotate the substrate by driving the head so as to rotate around the central axis of the chip component, so that a space for rotating a workpiece larger than the chip component is saved. There is no need to secure. As a result, the device configuration is simple It becomes.
  • the recognition means moves back and forth at the side opening of the head and can always recognize the chip part and the workpiece at a constant angle and a constant distance, a change (distortion) of the image due to a change in the optical projection angle does not occur. Absent. Therefore, it is possible to accurately recognize the position of the chip component and the workpiece and improve the mounting accuracy.
  • FIG. 1 is a perspective view of a bonding system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view showing a schematic configuration of a mounting unit.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a link mechanism.
  • FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of a recognition unit.
  • FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a projection unit.
  • FIG. 6 is a diagram showing an image projected on a CCD camera.
  • chip portion A case where an electronic component with a bump is mounted as a product on a substrate will be described as an example.
  • chip components for example, all forms on the side to be bonded to a substrate related to the type and size of IC chips, semiconductor chips, optical elements, surface mount components, wafers, etc. are shown.
  • examples of the substrate include all forms on the side to be bonded to the chip component, such as a resin substrate, a glass substrate, a film substrate, and a metal substrate (for example, a copper substrate).
  • FIG. 1 is a perspective view of the bonding system according to the present embodiment.
  • the chip mounting apparatus is broadly divided into an apparatus base 1, a substrate supply unit 2 disposed on the front side (left end in FIG. 1) of the apparatus base 1, and an apparatus base. 1 is composed of a mounting unit 3 disposed on the back side of 1 and a chip component supply unit 4 disposed on the left side of the mounting unit 3.
  • the substrate supply unit 2 has a box-like shape having an opening / closing door 5 that can be opened / closed up and down at the top, a mounting table 6 on which a substrate W as a workpiece is mounted, and the mounting table 6 There is further provided a transport mechanism 7 for sucking and holding the substrate W placed on the placement table 6 from the surface and transporting it to the substrate holding stage 14 provided on the movable table 15 on the mounting unit 3 side described later.
  • positioning pins 8 that pass through positioning holes formed in the substrate W are erected at a predetermined interval.
  • the transport mechanism 7 includes a suction plate 9 that can suck the surface of the substrate W, and the suction plate 9 can be moved in one axis (Y) direction above the mounting table 6 and above the substrate holding stage 14. At the same time, it can be moved up and down (in the Z-axis direction) at a position opposite to the mounting table 6 and the substrate holding stage 14.
  • the suction plate 9 is connected in communication with the pump via a pipe (not shown).
  • the mounting unit 3 includes a holding unit 10 that holds the substrate W transported by the transport mechanism 7 and a crimping unit that holds the chip component 11 by suction and mounts it on the substrate W.
  • the unit 12 includes a recognition unit 13 for recognizing the alignment mark provided in advance on the substrate 12 and the substrate W and the chip component 11.
  • the holding unit 10 has been transported with the surface being sucked and held by the suction plate 9 of the transport mechanism 7.
  • the substrate holding stage 14 that holds the substrate W by suction in a horizontal posture and the movable table 15 that can move the substrate holding stage 14 in the horizontal uniaxial (Y) direction are provided.
  • the movable table 15 moves forward and backward along the guide rail 16 by driving a motor (not shown) forward and reverse.
  • the holding unit 10 may be a linear table.
  • a heater (not shown) is incorporated in the lower part of the substrate holding stage 14 so that the substrate W can be heated from the back surface! RU
  • the crimping unit 12 includes a head 17 that holds the chip component 11 by suction, a horizontal drive mechanism 18 that moves the head 17 in the horizontal one axis (X) direction, and a lift drive mechanism 19 that moves the head component 17 in the vertical (Z) direction. And a rotary drive mechanism 20 that rotates around the Z axis ( ⁇ ), and a CCD camera 37 that moves back and forth within the opening of the head 17.
  • the horizontal drive mechanism 18 corresponds to the third drive means of the present invention
  • the elevation drive mechanism 19 corresponds to the second drive means
  • the rotary drive mechanism 20 corresponds to the first drive means
  • the CCD camera 37 Corresponds to a recognition means.
  • the head 17 is attached to the lower end of a lift drive mechanism 19 fixed to a movable base 25 that is movable along a guide rail 24 of a frame 23 erected on the apparatus base 1 by a horizontal drive mechanism 18. It has been.
  • the head 17 includes a frame body 21 having an inverted concave shape, and a suction portion 22 having a transparent glass plate force attached to an opening at the bottom of the frame body.
  • the suction part 22 is formed with a flow path that connects an opening formed in the center of the lower surface and an opening formed in the side part, and is connected in communication via a pump and a hose (not shown).
  • the opening of the lower surface acts as a suction hole by the operation of the pump, and holds the chip component 11 by suction.
  • an attachment having a force such as a transparent glass plate corresponding to the shape of the chip component 11 may be attached to the lower surface of the suction portion 22.
  • the suction unit 22 corresponds to the chip holding means of the present invention.
  • the horizontal drive mechanism 18 reciprocates the movable base 25 in the horizontal (X) direction along the guide rail 24 by driving the motor Ml forward and backward.
  • the horizontal drive mechanism 18 may be a linear table! / ⁇ .
  • the elevating drive mechanism 19 is an actuator composed of a cylinder 26, a piston 27 that moves in the cylinder, and a rod 28 that also extends the tip force of the piston 27.
  • the piston 27 and the rod 28 are rotatable around the axis within the cylinder.
  • Syrin In the pressure chamber between the piston 26 and the piston 27, a flow path for supplying or exhausting fluid is formed, and the internal pressure can be controlled by the control unit 29A for supplying and exhausting the pumping gas. it can.
  • the control unit 29A and a control unit 29B described later correspond to the control unit of the present invention.
  • a motor M2 constituting the rotary drive mechanism 20 is attached to the lift drive mechanism 19 on the left side in FIG. 2 with its rotary shaft facing downward.
  • a link mechanism 32 that is connected to the rod 28 of the actuator via a rod guide G.
  • the link mechanism 32 has an extendable guide 34 at the connecting portion of the two link bars 33a and 33b, and the tip of one link bar 33a is connected to the motor M2 and the other link bar 33a is connected to the other side.
  • the end of the link bar 33b is connected to the rod guide G of the rod 28 of the actuator.
  • both link bars 33a, 33b are swung left and right, and rotational power is transmitted to the rod 28, and the piston 27 rotates in the cylinder.
  • the link bars 33a and 33b swing, the telescopic guide 34 expands and contracts so as to follow the change in the distance between the rotating shaft of the motor M2 and the rod 28.
  • the link bar 33b is configured to maintain a constant height without following the advance / retreat of the rod 28 by the mouth guide G.
  • a fan-shaped scale 35 is attached to the link bar 33b, and a memory provided on the side surface of the scale is read by an encoder 36 provided in close proximity. That is, the rotational angle of the head 17 around the Z axis can be read by reading the rotational angle of the piston 27 and transmitting the result to the control unit 29B.
  • the encoder 36 corresponds to the detection means of the present invention, and the control unit 29B corresponds to the control means.
  • the recognition unit 13 includes two CCD cameras 37, the alignment mark R2 of the chip component 11 held by the head 17 at the tip of each CCD camera 37, and the substrate. It consists of a projection unit 38 that captures the alignment mark R1 of W and projects it onto the CCD camera 37.
  • the projection unit 38 projects the first mirror 39a that reflects the alignment mark of the chip component 11 positioned below, and the alignment mark that is projected on the first mirror 39a, and is located 90 degrees behind the CC. And a second mirror 39b projected onto the D camera 37.
  • the projection unit 38 is provided on the lower surface of the movable base 25 by forward / reverse driving of the motor M3, and is configured to be movable back and forth along the guide rail 40. That is, the projection unit is configured to advance and retract within the opening of the head 17.
  • the chip component supply unit 4 mounts the chip components 11 held on the ring-shaped frame after the die wafer is die-cinder-mounted, or the chip components 11 aligned on the chip tray.
  • the chip component transport mechanism 42 is provided along a movable frame 45 that is movable back and forth on a guide rail 44 that extends in the Y direction of the device base 1, and a guide rail 46 that faces the front surface of the movable frame 45.
  • a movable base 47 that can move in the horizontal (Y) direction is provided, and a suction head 48 that can suck and hold the chip component 11 is arranged on the movable base 47 so as to be movable up and down.
  • the chip component 11 placed on the placement table 41 is sucked and held by the suction head 48, delivered to the relay unit 50, and further delivered to the slide table 43.
  • the slide table 43 is movable in the horizontal (Y) direction of a frame erected on the apparatus base 1, and the chip part 11 transported to the relay unit 50 by the chip part transport mechanism 42 is removed. Configured to receive. That is, the slide table 43 conveys the chip part 11 to a position where the head 17 can be sucked.
  • the chip surface is in a state where the bump electrode is on the surface, that is, the face-up state, with the back surface force of the ring-shaped frame being die-sinked for the semiconductor wafer held at the center via the adhesive tape.
  • a case where a plurality of 11 are mounted on a sheet-like resin substrate will be described as an example.
  • a thermosetting adhesive material is transferred to the back surface of the chip part 11.
  • a master substrate engraved with a reference scale associated with the mounting portion of the substrate W is mounted on the mounting table and positioned by the pin 9 Align. After that, the master board is transported by the transport mechanism 7 and mounted on the mounting queue.
  • the reference scale on the master substrate is sequentially projected from the projection unit 38 that is mounted on the substrate holding stage 14 of the first stage 3 and moved to the opening of the head 17 by operating the mounting unit 3 and the recognition unit 13.
  • the CCD camera force captures the image data and the coordinates of each drive axis (X, ⁇ , Z) of the CCD camera 37, substrate holding stage 14, etc., and each drive axis (X, ⁇ , Z) obtained from the image data Coordinate force
  • the correlation between the CCD camera 37 and each axis is obtained and stored in the apparatus body in advance as a correlation function.
  • a process of mounting the chip component 11 on the substrate W to be mounted is performed.
  • the ring-shaped frame holding the semiconductor wafer after die cinder is set on the mounting table 41 of the chip component supply unit 4.
  • the opening / closing door 5 of the substrate supply unit 2 is opened, the substrate W is aligned and placed on the mounting table 6, and then the opening / closing door 5 is closed.
  • the suction plate 9 operates, descends at a position opposite to the substrate W, adsorbs and holds the substrate W, and transports it to the substrate holding stage 14.
  • the suction plate 9 When the suction plate moves above the substrate holding stage 14, the suction plate 9 is lowered, the back surface of the substrate W is brought into contact with the substrate holding stage 14, and then the suction on the suction plate side is released. The suction plate 9 that has released the suction returns to the standby position. At the same time as the suction of the suction plate is released, the suction of the substrate holding stage 14 is activated to hold the substrate W by suction.
  • the chip component supply unit 4 also performs a process of delivering the chip component 11 to the head 17 of the mounting unit 3.
  • the movable frame 45 and the movable base 47 on which the suction head 48 is mounted move in the horizontal (X, Y) direction, and hold a predetermined chip component 11 in a face-up state.
  • the suction head 48 that sucks and holds the chip part 11 is moved to the right end in the figure by the movable base 47 and transfers the chip part 11 to the relay part 50. Therefore, the relay part 50 places the chip part 11 on the slide table 43. Pass to.
  • the slide table 47 that has received the chip part 11 moves along the guide rail to the position where the chip part 11 is delivered to the head 17.
  • the movable base 25 is moved along the guide rail 24 to a position where the chip component 11 is mounted.
  • the head 17 sucks and holds the chip component 11 conveyed to the mounting position by the slide table 43.
  • the projection unit 38 in the opening of the head 17 in advance includes the alignment mark R 1 written on the substrate W and two bumps at diagonal positions of the chip component 11.
  • R2 is the alignment mark and is projected onto the pair of left and right first and second mirrors 39a and 39b.
  • the alignment mark R1 on the right side of the substrate W figure is displayed on one CCD camera 37 and the alignment mark on the left side of the substrate W figure is shown. Project R1 to the other CCD camera 37.
  • the alignment mark R 2 on the right side of the chip part 11 in the figure is projected onto one CCD camera 37, and the alignment mark R 2 on the left side of the chip part 11 in the figure is projected onto the CCD camera 37.
  • the control unit 29B compares the alignment marks acquired by the CCD camera 37 with a pre-stored reference position. If a positional deviation occurs as a result of the comparison, a correction value is calculated using the correlation function obtained with the master substrate.
  • control unit 29B rotates the movable table 15 in the horizontal (Y) direction, the movable table in the horizontal (X) direction, and the head 17 around the Z axis ( ⁇ ). Move to align.
  • the actuator When the alignment is completed, the actuator is operated to lower the head 17 and press the chip component 11 against the mounting portion of the substrate W. At this time, since the pressure in the pressure chamber of the cylinder is kept constant by the control unit 29A, a predetermined pressure is applied to the chip component 11. Simultaneously with this pressing, the adhesive on the back surface of the chip component 11 is heated by the heater built in the substrate holding stage 14 to accelerate the polymerization reaction. Then, when the polymerization reaction of the adhesive is completed, the head 17 returns to the upper standby position. When the polymerization reaction is completed, the chip component 11 is fixed to the substrate W.
  • the suction plate 9 is actuated to move toward the substrate holding stage 14, and the chip component 11 is mounted.
  • the substrate W is sucked and held and transferred to the mounting table 6 of the substrate supply unit 2.
  • this board is taken out from the board supply unit 2, a series of processes for mounting the chip component 11 on the board W is completed.
  • the head 17 is rotated around the axis, so that it is not necessary to rotate the substrate W larger than the chip component 11.
  • the rotation radius of the head 17 is smaller than the rotation radius of the square or rectangular substrate W, the device can be made smaller.
  • the projection part is moved back and forth within the opening of the head 17 to recognize the alignment marks on the substrate W and the chip component 11, the optical imaging conditions are always constant, and a certain distance from the mirror to the CCD camera.
  • the image that maintains is projected onto the CCD camera.
  • the alignment mark projected on the CCD camera 37 is not deformed and can be accurately recognized because it is not affected by changes in the projected image such as a prism due to changes in the projection angle. Therefore, implementation errors can be suppressed.
  • each CCD camera 37 Since the first and second mirrors 39a and 39b and the CCD camera 37 are separately provided so that the alignment mark of the substrate W and the chip component 11 is individually recognized by the projection unit, each CCD camera 37 The positioning process can be performed in parallel based on the image data. In other words, mounting speed can be improved by parallelizing the positioning process. In this case, it functions effectively when the distance between the alignment mark of the substrate W and the chip component 11 is long.
  • the link mechanism 32 can perform highly accurate rotation control that is not affected by a loss error due to deterioration of the link mechanism 32, by the guide rod center, the concentric circle angle detection scale 35, and the encoder 36. Further, since only the head 17 is rotated, the rotating mechanism can be reduced in size and weight.
  • the movable table 15 is moved only in the horizontal (Y) direction.
  • the movable table 15 may be moved in the X direction.
  • the moving radius can be made smaller than when the substrate w is rotated.
  • the first and second mirrors, 39a, 38b, and the CCD camera 37 are individually provided so that the alignment marks of the substrate W and the chip part 11 are individually recognized by the projection unit.
  • a single configuration may be used. In the case of a single chip, this is preferable when the chip component 11 is small and the alignment mark with the substrate W is close! /.
  • the chip mounting apparatus includes various forms such as a simple mounting apparatus for chip mounting and a bonding apparatus having a heating and pressing process.
  • the force for storing the chip 2 in the chip tray in the face-up state is not limited to this.
  • the wafer may be diced and supplied in the face-up state. Yes.
  • the recognition means is not limited to the CCD camera 37. Use a CMOS or image pickup tube.
  • the present invention is suitable for mounting a chip component such as an electronic component on a work having a strong force, such as a glass resin substrate.

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Abstract

 凹形状の枠体を逆転した枠体の下部開口に透明な吸着部を取り付けて構成したヘッドの側部開口から先端に2枚のミラーを備えた投影部を送り込む。そして、吸着部に吸着保持されたチップ部品の表面に形成されたアライメントマークとして機能するバンプ電極と、基板の表面に記されたアライメントマークとを投影部に備わった両ミラー映し込む。この両ミラーに映し込まれた両アライメントマークは、ヘッドと分離して側方側に配備されたCCDカメラに投影される。

Description

明 細 書
ボンディング装置
技術分野
[0001] 本発明は、電子部品などのチップ部品を、ガラス、榭脂、および金属の基板などか らなるワークに実装するボンディング装置に関する。
背景技術
[0002] 従来のバンプ電極付きのチップ部品をフェイスアップ状態でワークである基板に実 装するボンディング装置は、チップ部品のァライメントマークと、基板の実装部位を識 別するためのァライメントマークの両方をチップ部品の上側から認識して 、る。具体 的には、チップ部品を吸着保持するヘッド部分にプリズムを利用し、チップ部品と基 板の両ァライメントマークを含む両部材の像をプリズムの斜面で反射させ、ヘッド側方 にヘッドとは独立して固定配備した CCDカメラに投影している。また、両ァライメント マークの認識結果に基づ 、て、チップ部品の実装位置の相対的な位置ズレを補正 する場合、基板を保持する保持テーブルを水平方向の縦横に移動させるとともに、 チップ部品の中心軸回りに回転させている(例えば、特許文献 1参照)。
[0003] 特許文献 l :WO2003Z041478
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 近年、量産効率を上げることを目的として基板サイズが大きくなる傾向にあり、高密 度実装が必要な基板も、その対象となってきている。従来のボンディング装置は、チ ップ保持ヘッドを上下方向に移動させる機構と、基板保持テーブルを水平方向およ び回転方向に移動させる機構力も構成されている。したがって、従来の構成を踏襲し 大型基板に対応させ、チップ保持ヘッドで基板全域にチップ部品を実装する場合、 基板実装領域の 2倍と、基板の対角長さを回転領域分とする移動ストロークが必要と なるので、装置が大型化するといった問題がある。
[0005] この問題を解決するには、ヘッド側を回転させることが有効である。し力しながら、 C CDカメラとプリズムの相対関係が変化することでチップおよび基板のァライメントマー クの形状が変化する。また、 CCDカメラとプリズムの相対関係を補正したとしても得ら れる位置測定結果が悪化すると ヽぅ問題がある。
[0006] また、この問題を解決するために、 CCDカメラとプリズムの相対関係を一致するよう に、回転軸に CCDカメラユニットを取り付た場合、ヘッドの回転軸( 0軸)に掛力る負 荷が増えたり、ヘッド周りに大きなスペースが必要になったりするなどコストアップゃ大 型化が問題となる。
[0007] この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置構成が簡単で実 装精度の向上を図ることのできるボンディング装置を提供することを主たる目的とする 課題を解決するための手段
[0008] そこでこの発明は、上記目的を達成するために次のような構成をとる。
[0009] すなわち、本発明のボンディング装置は、ワーク保持手段に保持されたワークにチッ プ部品を実装するボンディング装置であって、箱状の少なくとも側面の一部と下面が 開口された枠体と、前記枠体の下面開口部分に取り付けられ、前記チップ部品を保 持する透明なチップ保持手段と、を含むヘッドと、前記ヘッドの枠体側面の開口内に 向けて進退し、前記チップ保持手段に保持されたチップ部品と、前記ワーク保持手 段に保持されたワークのチップ部品の実装部位を識別する基準位置を、前記チップ 保持手段を通して認識する認識手段と、前記チップ部品を保持した当該チップ部品 の中心縦軸回りに前記ヘッドを回転させる第 1駆動手段と、前記ヘッドと前記ワーク 保持手段を相対的に昇降させる第 2駆動手段と、前記ヘッドと前記ワーク保持手段を 相対的に水平移動させる第 3駆動手段と、前記認識手段による認識結果に基づいて 、前記チップ部品とワークの基準位置の相対的な位置ズレを検出し、当該位置ズレ を補正するように前記第 1駆動手段と第 3駆動手段を駆動制御する制御手段と、を備 えたことを特徴とする。
[0010] 本発明のボンディング装置によれば、チップ部品の中心軸縦回りに回転するように ヘッドを駆動することにより、基板を回転させる必要がない。つまり、ワークの縦横長さ よりも長い対角長さ分を考慮して回転させるスペースを確保する必要がない。その結 果、装置構成が簡素化される。また、認識手段がヘッドの側部開口で進退し、常に一 定角度および一定距離で、チップ部品とワークを認識することができるので、光学的 な投影角度の変化などにともなう画像の変化 (歪み)が起こらない。したがって、チッ プ部品とワークの位置を正確に認識し、実装精度を高めることができる。
[0011] なお、認識手段は、チップ部品とワークの両基準位置を認識する CCDカメラと、 CC Dカメラの進退方向の前側に、チップ部品とワークの基準位置を CCDカメラに投影す る投影手段とから構成することが好まし 、。
[0012] この構成によれば、チップ部品の受け取った後に、実装時に認識手段を退避させる 必要がなぐ動作時間の短縮が可能となる。
[0013] また、 CCDカメラを 2台備え、投影手段は、チップ部品とワークの基準位置のそれぞ れを分けて 2台の CCDカメラに投影するように構成することが好ましい。この場合、次 のように構成することができる。投影手段は、チップ部品とワークの両基準位置を映し 込む 1対の第 1ミラーと、第 1ミラーに映し込まれた基準位置の像を反射させて CCD カメラに投影する 1対の第 2ミラーとから構成することができる。
[0014] さらに、チップ部品とワークの両基準位置は、それぞれの角部の 2箇所に設けられ たァライメントマークとして場合、一方の両角部の前記ァライメントマークを一方の第 1 ミラーに映し込み、第 2ミラーで反射させて一方の CCDカメラに投影し、他方の両角 部のァライメントマークを他方の第 1ミラーに映し込み、第 2ミラーに反射させて他方の CCDカメラに投影するように構成することが好ましい。
[0015] この構成によれば、チップ部品とワークのそれぞれを個別の投影手段で認識するの で、ヘッドの狭い開口内であっても、広い視野で両部材の基準位置を正確に認識す ることができる。例えば、チップ部品に離間した複数の基準位置 (ァライメントマーク) が存在する場合、 1回の処理で全てのァライメントマークを認識することができる。な お、チップ部品の基準位置は、フェイスアップ状態で実装するときのチップ部品に形 成されたバンプを利用することができる。
[0016] また、装置の簡素化を図るために、基板にチップ部品を実装する作用位置とその上 方の待機位置とにわたつてヘッドを昇降させたり、ヘッドを基板面に対して水平移動 させたり、さら〖こは、これらの構成を組み合せることが好ましい。
[0017] また、第 2駆動手段は、シリンダ内でスライド移動するピストンと、当該ピストンの先端 力も延伸するロッドからなり、ピストンがシリンダ内で軸心回りに回転可能とするァクチ ユエータであることが好ましい。また、第 2駆動手段のシリンダのロッドと第 1駆動手段 をリンク機構で連結し、当該第 2駆動手段の駆動力を第 1駆動手段の回転力に変換 するように構成することが好ま 、。
[0018] すなわち、この構成によれば、第 2駆動手段のピストンロッドの回転力がリンク機構 を介して第 1駆動手段に間接的に伝達されるので、第 1駆動手段がヘッドに備わって いる場合に、ヘッド側の構成を簡素することができる。つまり、ヘッド側の構成を軽量 化することができるので、例えば、ヘッド側を昇降させる場合に昇降調整が容易とな るとともに、チップ部品を過剰に加圧する恐れもなくなる。
[0019] なお、ロッドは、その外周面にガイドを備え、リンク機構は、 2本のリンクバーと、 2本 のリンクバーの屈曲動作に連動して両リンクバーの連節部分をスライドさせて両リンク バーの長さを一定にする伸縮ガイドとから構成することが好ましい。
[0020] さらに、ロッド側に連結されたリンクバーの先端に固定されたスケールを備え、リンク バーの回転に連動するスケールの回転角度を検出する検出手段と、検出手段による 検出結果に基づいて、ヘッドの位置決めを行なう制御手段とを備えることが好ましい
[0021] この構成によれば、ヘッドの位置合せ精度の向上を図ることができる。
[0022] また、本発明のボンディング装置は、制御手段は、チップ部品の実装位置と関連付 けされたスケールを有するのマスター基板を利用し、認識手段によって認識した各実 装位置の位置情報と前記第 1から第 3駆動手段が有する駆動軸との相関関係を求め て予め記憶しており、ワークにチップ部品を実装するときには、相関関係を利用して 各駆動手段の駆動軸のズレをオフセットするように各駆動手段を駆動制御するように 構成することが好ましい。
[0023] この構成によれば、ワークへのチップ部品の実装精度を向上させることができる。
発明の効果
[0024] この発明に係るボンディング装置は、チップ部品の中心軸縦回りに回転するように ヘッドを駆動することにより、基板を回転させる必要がないので、チップ部品より大き いワークを回転させるスペースを確保する必要がない。その結果、装置構成が簡素 化される。また、認識手段がヘッドの側部開口で進退し、常に一定角度および一定 距離で、チップ部品とワークを認識することができるので、光学的な投影角度の変化 による画像の変化 (歪み)が起こらない。したがって、チップ部品とワークの位置を正 確に認識し、実装精度を高めることができる。
図面の簡単な説明
[図 1]実施例に係るボンディングシステムの斜視図である。
[図 2]実装ユニットの概略構成を示した正面図である。
[図 3]リンク機構の構成を示す平面図である。
[図 4]認識部の概略構成を示す側面である。
[図 5]投影部の概略構成を示す平面図である。
[図 6]CCDカメラに投影される画像を示す図である。
符号の説明
W · ·· 基板
3 · · - 実装ユニット
11 · · - チップ部品
14 · · - 基板保持ステージ
15 · · . 可動テープノレ
17 · · - ヘッド、
18 · · - 水平駆動機構
19 · · - 昇降駆動機構
20 · · - 回転駆動機構
22 · · - 吸着部
29Α、 29Β· ·· 制御部
37 · · - CCDカメラ
39a"- フー
39b- - • 第 2ミラー
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。なお、本実施例では、チップ部 品としてバンプ付きの電子部品を基板に実装する場合を例にとって説明する。なお、 チップ部品としては、その他に例えば、 ICチップ、半導体チップ、光素子、表面実装 部品、ウェハなどの種類や大きさに関係なぐ基板と接合させる側の全ての形態を示 す。
[0028] また、基板としては、例えば、榭脂基板、ガラス基板、フィルム基板、金属基板 (例え ば銅基板)などチップ部品と接合される側の全ての形態を示す。
[0029] 図 1は、本実施例に係るボンディングシステムの斜視図である。
[0030] 本実施例に係るチップ実装装置は、大きく分けて、装置基台 1と、この装置基台 1の 前側(図 1では左端)に配設された基板供給ユニット 2と、装置基台 1の奥側に配設さ れた実装ユニット 3と、実装ユニット 3の左隣に配設されたチップ部品供給ユニット 4と から構成されている。
[0031] 基板供給ユニット 2は、上部に上下に開閉揺動可能な開閉扉 5を備えた箱状であつ て、内部に、ワークである基板 Wを載置する載置テーブル 6と、当該載置テーブル 6 に載置された基板 Wを、さらに表面から吸着保持して後述する実装ユニット 3側の可 動テーブル 15上に備わった基板保持ステージ 14に搬送する搬送機構 7とを備えて いる。
[0032] 載置テーブル 6の表面には、基板 Wに形成された位置決め孔に揷通するための位 置決めピン 8が所定間隔をおいて立設されている。
[0033] 搬送機構 7は、基板 Wの表面を吸着可能な吸着板 9を備え、当該吸着板 9を載置 テーブル 6の上方と基板保持ステージ 14の上方の 1軸 (Y)方向に移動可能であると ともに、載置テーブル 6と基板保持ステージ 14の対向位置で昇降可能 (Z軸方向)に 構成されている。なお、吸着板 9は、図示しない配管を介してポンプと連通接続され ている。
[0034] 実装ユニット 3は、図 1から図 4に示すように、搬送機構 7によって搬送された基板 W を保持する保持部 10と、チップ部品 11を吸着保持して基板 Wに実装する圧着ュニ ット 12と、基板 Wとチップ部品 11に予め設けられて ヽるァライメントマークを認識する に認識部 13とから構成されて 、る。
[0035] 保持部 10は、搬送機構 7の吸着板 9によって表面を吸着保持されて搬送されてき た基板 Wを水平姿勢で吸着保持する基板保持ステージ 14と、基板保持ステージ 14 を水平 1軸 (Y)方向に移動可能な可動テーブル 15を備えている。可動テーブル 15 は、図示しないモータを正逆回転駆動することで、ガイドレール 16に沿ってねじ送り 前後移動するよになっている。なお、保持部 10は、リニアテーブルであってもよい。
[0036] また、基板保持ステージ 14の下部には、図示しないヒータが内臓されており、基板 W を裏面から加熱可能に構成されて!、る。
[0037] 圧着ユニット 12は、チップ部品 11を吸着保持するヘッド 17と、ヘッド 17を水平 1軸( X)方向に移動させる水平駆動機構 18と、上下 (Z)方向に移動させる昇降駆動機構 19と、 Z軸回り( Θ )方向に回転させる回転駆動機構 20と、ヘッド 17の開口内で進退 する CCDカメラ 37とから構成されている。なお、水平駆動機構 18は、本発明の第 3 駆動手段に相当し、昇降駆動機構 19は、第 2駆動手段に相当し、回転駆動機構 20 は、第 1駆動手段に相当し、 CCDカメラ 37は、認識手段に相当する。
[0038] ヘッド 17は、水平駆動機構 18によって装置基台 1に立設されたフレーム 23のガイ ドレール 24に沿って移動可能にする可動台 25に固定された昇降駆動機構 19の下 端に取り付けられている。ヘッド 17は、凹形状を逆さにした枠体 21と、枠体下部の開 口に取り付けられた透明なガラス板力もなる吸着部 22とから構成されている。吸着部 22は、下面中央に形成された開口と側部に形成された開口とを連通する流路が形 成されており、図示しない、ポンプとホースを介して連通接続されている。つまり、ポン プの作動により下面開口が吸着孔として作用し、チップ部品 11を吸着保持する。な お、吸着部 22の下面に、さらに、チップ部品 11の形状に応じた透明なガラス板など 力もなるアタッチメントを装着してもよい。なお、吸着部 22は、本発明のチップ保持手 段に相当する。
[0039] 水平駆動機構 18は、モータ Mlを正逆回転駆動させることにより、ガイドレール 24に 沿って可動台 25を水平 (X)方向に往復移動させる。なお、水平駆動機構 18は、リニ ァテーブルであってもよ!/ヽ。
[0040] 昇降駆動機構 19は、シリンダ 26とシリンダ内で移動するピストン 27と、当該ピストン 27の先端力も延伸するロッド 28とから構成されたァクチユエータである。このピストン 27およびロッド 28は、シリンダ内で軸心回りに回転自在になっている。さらに、シリン ダ 26内とピストン 27との間の圧力室には、流体を供給または排気する流路が形成さ れており、ポンプ力 の気体の供給および排気を制御部 29Aによって内圧を制御す ることができる。なお、制御部 29Aおよび後述する制御部 29Bは、本発明の制御手 段に相当する。
[0041] 昇降駆動機構 19の図 2中左隣には、回転駆動機構 20を構成するモータ M2が、そ の回転軸を下方に向けて取り付けられている。モータ M2の回転軸には、ァクチユエ ータのロッド 28にロッドガイド Gを介して連結するリンク機構 32が設けられている。
[0042] リンク機構 32は、図 3に示すように、 2本のリンクバー 33a、 33bの連結部に伸縮ガイ ド 34を備なえ、一方のリンクバー 33aの先端がモータ M2に、他方のリンクバー 33bの 先端がァクチユエータのロッド 28のロッドガイド Gに連結された構成となっている。つ まり、モータ M2の正逆転駆動にともなって、両リンクバー 33a、 33bが左右に揺動さ れ、回転動力がロッド 28に伝達されてピストン 27がシリンダ内で回転する。なお、リン クバ一 33a、 33bが揺動するとき、モータ M2の回転軸とロッド 28との距離の変化に追 従するように、伸縮ガイド 34が伸縮するようになっている。また、リンクバー 33bは、口 ッドガイド Gによってロッド 28の進退に追従せずに、一定高さを維持するように構成さ れている。
[0043] また、リンクバー 33bには、扇状のスケール 35が取り付けられており、当該スケール 側面に設けられたメモリを近接配備したエンコーダ 36によって読み取るようになって いる。すなわち、ピストン 27の回転角度を読み取り、その結果を制御部 29Bに送信す ることにより、ヘッド 17の Z軸回りの回転角度を読み取れるように構成されている。な お、エンコーダ 36は、本発明の検出手段に相当し、制御部 29Bは、制御手段に相当 する。
[0044] 認識部 13は、図 4から図 6に示すように、 2個の CCDカメラ 37と、各 CCDカメラ 37 の先端にヘッド 17に吸着保持されたチップ部品 11のァライメントマーク R2と基板 W のァライメントマーク R1を捕らえて CCDカメラ 37に投影する投影部 38とから構成さ れている。
[0045] 投影部 38は、下方に位置するチップ部品 11のァライメントマークを映す第 1ミラー 3 9aと、当該第 1ミラー 39aに映ったァライメントマークを映し込み、 90度後方にある CC Dカメラ 37に投影する第 2ミラー 39bとから構成されている。
[0046] 投影部 38は、図 4に示すように、モータ M3の正逆転駆動によって可動台 25の下 面に設けられガイドレール 40に沿って進退移動可能に構成されている。つまり、へッ ド 17の開口内で投影部を進退させるように構成されている。
[0047] チップ部品供給ユニット 4は、図 1に示すように、半導体ウェハをダイシンダカ卩ェした 後のリング状フレームに保持されたチップ部品 11、または、チップトレイに整列された チップ部品 11を載置する載置テーブル 41と、チップ部品 11を吸着保持して搬送す るチップ部品搬送機構 42と、搬送されたチップ部品 11を受け取り、ヘッド 17に受け 渡しを中継する中継部とスライドテーブル 43とから構成されて ヽる。
[0048] チップ部品搬送機構 42は、装置基台 1の Y方向に伸びるガイドレール 44上で前後に 移動可能な可動フレーム 45と、当該可動フレーム 45の前面に向けられたガイドレー ル 46に沿って水平 (Y)方向に移動可能な可動台 47を備え、されに、当該可動台 47 にチップ部品 11を吸着保持可能な吸着ヘッド 48を上下可動に配備している。つまり 、載置テーブル 41に載置された所定位置のチップ部品 11を吸着ヘッド 48で吸着保 持し、中継部 50に受け渡し、さらにスライドテーブル 43に受け渡す。
[0049] スライドテーブル 43は、装置基台 1に立設されたフレームの水平 (Y)方向に移動可 能であって、チップ部品搬送機構 42によって中継部 50に搬送されてきたチップ部品 11を受け取るように構成されている。つまり、スライドテーブル 43は、チップ部品 11を ヘッド 17の吸着可能な位置に搬送するようになっている。
[0050] 次に上述した構成を備えたボンディング装置の動作を、図 1から図 6を参照しながら 説明する。なお、本実施例では、リング状フレームの裏面力も粘着テープを介してそ の中央に保持された半導体ウェハをダイシンダカ卩ェし、バンプ電極が表面にある状 態、つまりフェイスアップ状態にあるチップ部品 11をシート状の榭脂基板に複数個実 装する場合を例に採って説明する。この場合、リング状フレーム力もチップ部品 11を 吸着保持するとき、チップ部品 11の裏面に熱硬化型の粘着材が転写されている。
[0051] 先ず、基板供給ユニット 2の載置テーブル 6に載置する前に、基板 Wの実装部位と 関連付けされた基準スケールを刻んだマスター基板を載置テーブルに載置してピン 9により位置合せを行なう。その後、マスター基板を搬送機構 7で搬送し、実装ュ-ッ ト 3の基板保持ステージ 14に載置するとともに、実装ユニット 3および認識部 13を作 動させてヘッド 17の開口内に送り込んだ投影部 38からマスター基板上の基準スケー ルを順番に映し込み、 CCDカメラ力ら、その画像データを取り込んで CCDカメラ 37、 基板保持ステージ 14などの各駆動軸 (X, Υ, Z)の座標と、画像データから求めた各 駆動軸 (X, Υ, Z)座標力 CCDカメラ 37と各軸の相関関係を求め、相関関数として 予め装置本体に記憶しておく。
[0052] 次に、実装対象の基板 Wに対してチップ部品 11を実装する処理を行なう。先ず、 チップ部品供給ユニット 4の載置テーブル 41にダイシンダカ卩ェ後の半導体ウェハを 保持したリング状フレームをセットする。次に、基板供給ユニット 2の開閉扉 5を開放し 載置テーブル 6に基板 Wを位置合せして載置し、その後、開閉扉 5を閉じる。開閉扉 5を閉じると、吸着板 9が作動し、基板 Wの対向位置で降下して基板 Wを表面力 吸 着保持して基板保持ステージ 14に搬送する。
[0053] 吸着板が基板保持ステージ 14の上方に移動すると、吸着板 9が降下し、基板 Wの 裏面を基板保持ステージ 14に当接させ、その後に吸着板側の吸着を解除する。吸 着を解除した吸着板 9は、待機位置に戻る。吸着板の吸着の解除と同時に基板保持 ステージ 14の吸着を作動させて基板 Wを吸着保持する。
[0054] この基板 Wを基板保持ステージ 14に搬送すると同時に、チップ部品供給ユニット 4 力も実装ユニット 3のヘッド 17にチップ部品 11を受け渡す処理を行なう。具体的には 、吸着ヘッド 48を搭載した可動フレーム 45および可動台 47が水平 (X, Y)方向に移 動し、所定のチップ部品 11をフェイスアップ状態で吸着保持する。チップ部品 11を 吸着保持した吸着ヘッド 48は、可動台 47によって、図中の右端に移動してチップ部 品 11を中継部 50に受け渡すため、中継部 50がチップ部品 11をスライドテーブル 43 上に受け渡す。
[0055] チップ部品 11を受け取つたスライドテーブル 47は、ガイドレールに沿つてヘッド 17 へのチップ部品 11の受け渡し位置に移動する。
[0056] 可動台 25の移動によってガイドレール 24に沿ってチップ部品 11を実装する位置 に移動する。ヘッド 17は、スライドテーブル 43によって実装位置に搬送されてきたチ ップ部品 11を吸着保持する。 [0057] 予めヘッド 17の開口内にある投影部 38は、図 6に示すように、基板 Wに記されたァラ ィメントマーク R1と、チップ部品 11の対角位置にある 2個のバンプ R2をァライメントマ ークとして、左右一対の第 1および第 2ミラー 39a、 39bに映し、基板 Wの図中右側の ァライメントマーク R1を一方の CCDカメラ 37に、基板 Wの図中左側のァライメントマ ーク R1を他方の CCDカメラ 37に投影する。
[0058] 次に、チップ部品 11の図中右側のァライメントマーク R2を一方の CCDカメラ 37に、 チップ部品 11の図中左側のァライメントマーク R2を CCDカメラ 37に投影する。
[0059] 制御部 29Bは、 CCDカメラ 37によって取得した両ァライメントマークを、予め記憶し た基準位置とを比較する。比較の結果、位置偏差が生じた場合、マスター基板で取 得した相関関数を利用し、補正値を算出する。
[0060] また、制御部 29Bは、この補正値に基づいて、可動テーブル 15を水平 (Y)方向に 、可動台を水平 (X)方向に、およびヘッド 17を Z軸回りに回転( Θ )移動させて、位置 合せを行なう。
[0061] 位置合せが完了すると、ァクチユエータを作動させてヘッド 17を降下させ、基板 W の実装部位にチップ部品 11を押圧する。このとき、制御部 29Aよってシリンダの圧力 室の圧力が一定に保たれるので、チップ部品 11には、予め決めた押圧が加えられる 。また、この押圧と同時に基板保持ステージ 14に内臓したヒータによってチップ部品 11の裏面の粘着剤が加熱され、重合反応が促進される。そして粘着剤の重合反応 が終了する時点で、ヘッド 17が上方の待機位置に戻る。重合反応が終了すると、チ ップ部品 11が基板 Wに固着される。
[0062] この一連の動作が基板 Wのチップ部品 11の実装箇所の全てについて行なわれた 後に、吸着板 9が作動して基板保持ステージ 14に向けて移動し、チップ部品 11の実 装された基板 Wを吸着保持して基板供給ユニット 2の載置テーブル 6に搬送する。こ の基板を基板供給ユニット 2から取り出せば、基板 Wにチップ部品 11を実装する一 連の処理が終了する。
[0063] 上述の本実施例に係るボンディング装置は、ヘッド 17を軸心回りに回転させるので 、チップ部品 11よりも大きい基板 Wを回転させる必要がない。換言すれば、正方また は矩形状の基板 Wの回転半径よりもヘッド 17の回転半径が小さいので、装置を小型 化することができる。また、ヘッド 17の開口内で投影部を進退させて基板 Wとチップ 部品 11のァライメントマークを認識させるので、常に光学的な撮像条件が一定で、か つ、ミラーから CCDカメラまで一定の距離を保った画像が CCDカメラに投影される。 その結果、投影角度の変化に伴うプリズムのような投影像の変化の影響を受けること がないので、 CCDカメラ 37に投影されるァライメントマークが変形せずに、正確に認 識することができ、ひ 、ては実装エラーを抑制することができる。
[0064] また、投影部で基板 Wとチップ部品 11のァライメントマークを個別に認識するように 、第 1および第 2ミラー 39a、 39bと CCDカメラ 37を個別にしているので、 CCDカメラ 37ごとの画像データに基づいて、平行して位置決め処理を行なうことができる。つま り、位置決め処理を平行処理することにより、実装速度を向上させることができる。ま た、この場合、基板 Wとチップ部品 11のァライメントマークの距離が遠い場合に、有 効に機能する。
[0065] また、リンク機構 32は、ガイドロッド中心と、同心円上角度検出用のスケール 35とェ ンコーダ 36によって、リンク機構 32の劣化による損失誤差などに影響されない高精 度な回転制御ができる。また、ヘッド 17の部分のみを回転させるので、回転機構を小 型化かつ軽量ィ匕することができる。
[0066] なお、本発明は上述した実施例に限らず、次のように変形実施することができる。
[0067] (1)上記実施例において、可動テーブル 15を水平 (Y)方向にのみ移動させる構成 であったが、 X方向に移動させるように構成してもよい。この場合、基板 wを回転させ るのに比べて、移動半径を小さくすることができる。
[0068] (2)上記実施例では、投影部で基板 Wとチップ部品 11のァライメントマークを個別 に認識するように、第 1および第 2ミラーと 39a、 38bと CCDカメラ 37を個別にしてい た力 単一の構成であってもよい。なお、単一にする場合は、チップ部品 11が小さい く、基板 Wとのァライメントマークが近接して 、る場合に好まし!/、。
[0069] (3)本発明に係るチップ実装装置は、チップ搭載のための単なるマウント装置や、 加熱加圧プロセスを有したボンディング装置など、種々の形態のものを含む。
[0070] (4)実施例では、チップ 2をフェイスアップ状態でチップトレイに収納した力 本発明 はこれに限らず、ウェハをダイシングした状態で、かつフェイスアップで供給してもよ い。
[0071] (5)認識手段は、 CCDカメラ 37に限定されるものではなぐ CMOSや撮像管を適 用してちょい。
産業上の利用可能性
[0072] 以上のように、本発明は、電子部品などのチップ部品を、ガラスゃ榭脂の基板など 力もなるワークに実装するのに適している。

Claims

請求の範囲
[1] ワーク保持手段に保持されたワークにチップ部品を実装するボンディング装置であ つて、
箱状の少なくとも側面の一部と下面が開口された枠体と、
前記枠体の下面開口に取り付けられ、前記チップ部品を保持する透明なチップ保 持手段と、を含むヘッドと、
前記ヘッドの枠体側面の開口内に向けて進退し、前記チップ保持手段に保持され たチップ部品と、前記ワーク保持手段に保持されたワークのチップ部品の実装部位 を識別する基準位置を、前記チップ保持手段を通して認識する認識手段と、 前記チップ部品を保持した当該チップ部品の中心縦軸回りに前記ヘッドを回転さ せる第 1駆動手段と、
前記ヘッドと前記ワーク保持手段を相対的に昇降させる第 2駆動手段と、 前記ヘッドと前記ワーク保持手段を相対的に水平移動させる第 3駆動手段と、 前記認識手段による認識結果に基づ 、て、前記チップ部品とワークの基準位置の 相対的な位置ズレを検出し、当該位置ズレを補正するように前記第 1駆動手段と第 3 駆動手段を駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。
[2] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記認識手段は、前記チップ部品と前記ワークの両基準位置を認識する CCDカメ ラと、
前記 CCDカメラの進退方向の前側に、前記チップ部品と前記ワークの基準位置を CCDカメラに投影する投影手段とから構成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[3] 請求項 2に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記 CCDカメラを 2台備え、
前記投影手段は、前記チップ部品とワークの基準位置のそれぞれを分けて前記 2 台の CCDカメラに投影するように構成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[4] 請求項 3に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記投影手段は、前記チップ部品と前記ワークの両基準位置を映し込む 1対の第 1ミラーと、
前記第 1ミラーに映し込まれた基準位置の像を反射させて前記 CCDカメラに投影 する 1対の第 2ミラーとから構成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[5] 請求項 4に記載のボンディング装置にぉ ヽて、
前記チップ部品とワークの両基準位置は、それぞれの角部の 2箇所に設けられたァ ライメントマークであって、
一方の両角部の前記ァライメントマークを一方の第 1ミラーに映し込み、第 2ミラーで 反射させて一方の CCDカメラに投影し、他方の両角部のァライメントマークを他方の 第 1ミラーに映し込み、第 2ミラーに反射させて他方の CCDカメラに投影するように構 成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[6] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記チップ部品の基準位置は、フェイスアップ状態で実装するときのチップ部品に 形成されたバンプである
ことを特徴とするボンディング装置。
[7] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記第 2駆動手段は、基板にチップ部品を実装する作用位置とその上方の待機位 置とにわたつて前記ヘッドを昇降させるように構成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[8] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記第 3駆動手段は、前記ヘッドを前記基板面に対して水平移移動させるように構 成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[9] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記チップ保持手段は、前記チップを吸着する吸着孔が形成されて 、る ことを特徴とするボンディング装置。
[10] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記第 2駆動手段は、シリンダ内でスライド移動するピストンと、当該ピストンの先端 力も延伸するロッドからなり、前記ピストンがシリンダ内で軸心回りに回転可能とするァ クチユエータであり、
前記第 2駆動手段のシリンダのロッドと前記第 1駆動手段をリンク機構で連結し、当 該第 2駆動手段の駆動力を前記第 1駆動手段の回転力に変換するように構成した ことを特徴とするボンディング装置。
[11] 請求項 10に記載のボンディング装置において、
前記ロッドは、その外周面にガイドを備え
前記リンク機構は、 2本のリンクバーと、
前記 2本のリンクバーの屈曲動作に連動して両リンクバーの連節部分をスライドさせ て両リンクバーの長さを一定にする伸縮ガイドとから構成した
ことを特徴とするボンディング装置。
[12] 請求項 10に記載のボンディング装置において、
前記ロッド側に連結されたリンクバーの先端に固定されたスケールを備え、 前記リンクバーの回転に連動するスケールの回転角度を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出結果に基づいて、前記ヘッドの位置決めを行なう制御手 段と、
を備えたことを特徴とするボンディング装置。
[13] 請求項 1に記載のボンディング装置にぉ 、て、
前記制御手段は、チップ部品の実装位置と関連付けされたスケールを有するのマ スター基板を利用し、認識手段によって認識した各実装位置の位置情報と前記第 1 力 第 3駆動手段が有する駆動軸との相関関係を求めて予め記憶しており、 前記ワークにチップ部品を実装するときには、相関関係を利用して各駆動手段の 駆動軸のズレをオフセットするように各駆動手段を駆動制御するように構成したこと ことを特徴とするボンディング装置。
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