WO2021241065A1 - 吸着機構、物品の製造装置、半導体製造装置 - Google Patents

吸着機構、物品の製造装置、半導体製造装置 Download PDF

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collet
holder
lead frame
tool
convex portion
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智史 塩田
亮太 岡崎
昭宏 林
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キヤノン株式会社
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    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409Sucking devices

Definitions

  • the present invention relates to, for example, an apparatus and a method for mounting a semiconductor chip on a lead frame or the like.
  • a semiconductor package or a circuit package is manufactured by the following procedure, for example. First, a large number of integrated circuits are formed on a semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is cut and divided into semiconductor chips (dies) in a dicing process. Then, in the bonding process, electronic components such as a semiconductor chip (die) are bonded to a lead frame or a circuit board.
  • the device used in this bonding process is a so-called die bonder die bonding device.
  • a die bonder is a device that mounts electronic components on a lead frame or substrate and bonds them using a bonding material such as solder, gold, or resin, but in some cases, it is yet another device on top of already bonded electronic components. It can also be used to mount and bond electronic components.
  • the electronic component when an electronic component is bonded to the surface of a substrate or the like by a die bonder, the electronic component is adsorbed and picked up by using a suction nozzle called a collet, and the electronic component is transported to a predetermined position to be bonded. Then, the bonding material is heated to perform bonding.
  • the collet may be used only for picking up and transporting the electronic component, or may be used for applying a pressing force to the electronic component at the time of bonding.
  • the collet is a holder having a suction hole and sucking air to suck and hold the electronic component, but a collet suitable for the size and shape of the electronic component to be suctioned is used.
  • Patent Document 1 discloses a bonding head in which a collet is fitted with a collet holder and held detachably.
  • a through slit (through opening) is formed in the collet holder, and a retaining pin is attached to the through slit. By engaging the retaining pin with the locking groove of the collet, the collet is locked to the collet holder.
  • Patent Document 2 discloses a semiconductor manufacturing apparatus provided with a collet exchange portion for exchanging collets, and the collet exchange portion is provided with an opening / closing arm having a claw structure and a collet clamp portion. It is a device that attaches and detaches the collet to the collet holder by providing a claw relief portion in the collet holder and controlling the opening / closing arm.
  • Patent Document 3 discloses a bonding apparatus that is detachably held by the bonding tool being attracted to the bonding head.
  • a suction means for sucking the bonding tool is provided on the lower end surface of the tool holding part, and when the tool is sucked when the tool is replaced, the tool holding part and the tool housing part are moved relatively horizontally to correct the suction position of the bonding tool. How to do it is described.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-135251 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-208643 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-200443
  • the collet In order to suck and pick up electronic components, to suck and hold electronic components while transporting them, and to give sufficient pressing force to electronic components during bonding, the collet sucks enough during these operations. It is necessary to attract electronic components by force. If an air leak occurs in the suction path to the suction hole, sufficient suction force cannot be obtained. However, in the conventional die bonder, when the collet is replaced, an air leak may occur and the suction force may decrease.
  • a collet and a collet holder both of which are rigid bodies, are fitted to form an air suction path. If the collet and collet holder are not properly aligned during mating, the mating surface may come into contact with the non-fitting surface and be damaged, or the corners and smooth surface of the mating structure may be damaged. May come into contact with each other and the mating portions may hurt each other. Even if the machining accuracy of the corners and fitting surfaces constituting the fitting portion is not sufficient, damage due to contact may occur during the fitting operation. Therefore, when the collet is replaced, the airtightness of the fitting surface may be insufficient, and an air leak may occur and the bonding work may not be performed well.
  • the semiconductor manufacturing apparatus described in Patent Document 2 has a similar problem. That is, if the opening / closing arm is operated to fit the collet and the collet holder while the alignment is insufficient, the fitting surface may come into contact with the non-fitting surface and be damaged, or the corners of the fitting structure may be damaged. The smooth surfaces may come into contact with each other and the mating portions may be injured against each other. Even if the machining accuracy of the corners and fitting surfaces constituting the fitting portion is not sufficient, damage due to contact may occur during the fitting operation. Therefore, when the collet is replaced, the airtightness of the fitting surface may be insufficient, and an air leak may occur and the bonding work may not be performed well.
  • the bonding apparatus described in Patent Document 3 holds the bonding tool by suction, but if the machining accuracy between the lower end surface of the tool holding portion and the upper surface of the tool is not sufficient, air leak may occur from a minute gap. .. Therefore, when replacing the tool, it may not be possible to carry out the bonding work well until the holding posture with less air leakage is determined by repeatedly adjusting the mounting of the tool.
  • the lead frame which is the other side for bonding electronic components, may be held by the lead frame holder using adsorption.
  • the problem of air leakage may occur as in the case of replacing the collet described above.
  • the tool when replacing a tool that adsorbs a work piece, such as a collet or a lead frame holder, the tool can be installed in a state where leakage is suppressed without imposing an excessive burden on the alignment work at the time of installation. Die bonders were sought after.
  • a tool capable of sucking a work by suction
  • a tool holder provided with a suction path
  • the positioning portion comprises a positioning portion for positioning the tool and the tool holder, and the positioning portion is arranged on one of the tool and the tool holder, and has at least one convex portion formed of an elastic material and having a tapered surface, and the tool and the tool holder.
  • the suction mechanism is arranged on the other side and includes at least one concave portion that can be fitted with the convex portion.
  • a tool capable of sucking a work by suction
  • a tool holder provided with a suction path
  • a holding means for holding the tool detachably to the tool holder by magnetic force
  • the tool holder Is a suction mechanism including a flexible member capable of airtightly connecting the tool and the suction path when the tool is held by a magnetic force.
  • the leakage is suppressed without undue burden on the alignment work at the time of mounting. It is possible to provide a die bonder to which a tool can be attached.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a lead frame holding mechanism of a die bonder according to the first embodiment.
  • FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the adsorption mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state before the collet is attached to the collet holder in the suction mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a collet is attached (held) to a collet holder in the suction mechanism according to the first embodiment.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a state in which a collet sucks a semiconductor chip in the suction mechanism according to the first embodiment.
  • Top view of one of the fitting portions as viewed from the Z direction. Sectional drawing which shows the state of the convex part and the concave part before fitting. Sectional drawing which shows the state before fitting. The figure which shows the state which the collet (convex part) and the position regulation part are in contact with each other.
  • FIG. 1 The figure which shows the state which the collet (convex part) and the collet holder (concave part) are close to each other.
  • the figure which shows the state which fitting is completed.
  • the cross-sectional view which shows the state before fitting in the 2nd modification of Embodiment 1.
  • FIG. The figure which shows the state which the collet (convex part) and the collet holder (concave part) are in contact with each other in the 2nd modification of Embodiment 1.
  • FIG. 1 The figure which shows the state which the fitting in the 2nd modification of Embodiment 1 is completed.
  • the cross-sectional view which shows the state before fitting in the 3rd modification of Embodiment 1.
  • FIG. The figure which shows the state which the collet (convex part) and the collet holder (concave part) are in contact with each other in the 3rd modification of Embodiment 1.
  • FIG. The figure which shows the state which the fitting in the 3rd modification of Embodiment 1 is completed.
  • the cross-sectional view which shows the state before fitting in the 4th modification of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a lead frame holding mechanism according to the second embodiment. Top view of the collet and the collet holder according to the fifth modification of the first embodiment as viewed from the Z direction.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the suction mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before the collet is attached to the collet holder in the suction mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a collet is attached (held) to a collet holder in the suction mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a collet adsorbs a semiconductor chip in the adsorption mechanism according to the third embodiment.
  • Top view of the collet and the collet holder according to the third embodiment as viewed from the Z direction.
  • the schematic plan view which shows the lead frame holding mechanism which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the lead frame holding mechanism according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a die bonder according to an embodiment.
  • the die bonder 100 as a semiconductor manufacturing apparatus picks up a semiconductor chip 11 (die) as a workpiece, transports it to an island portion 42 provided on a lead frame 41 as a mounted member, mounts it, and performs bonding. Is.
  • FIG. 1 is a schematic diagram obtained by extracting a part of the die bonder 100 for the convenience of explaining the present invention, and is provided for exhibiting a function as a practical device such as a housing, a fixed pedestal, a power supply, and the like. Some of the mechanical and electrical elements are not shown.
  • the die bonder 100 includes a wafer support device 14, a collet 21, a collet holder 22, a bonding arm 23, a transport unit 24, a supply unit camera 31, an island unit camera 32, and a control unit 200.
  • the control unit 200 is a computer for controlling the operation of the die bonder 100, and has a CPU, a ROM, a RAM, an I / O port, and the like inside.
  • the program for executing various processes according to the present embodiment may be stored in the ROM together with other programs, but may be loaded into the RAM from the outside via the network. Alternatively, the program may be loaded into the RAM via a recording medium on which the program is recorded.
  • the I / O port is connected to an external device or network, and for example, data required for bonding can be input / output to / from an external computer. Further, the I / O port is connected to a monitor or an input device (not shown), and can display the operation status information of the die bonder to the operator and can receive a command from the operator.
  • the control unit 200 is connected to components such as a bonding arm 23, a transport unit 24, a camera 31 for a supply unit, and a camera 32 for an island unit, and controls these by a control signal.
  • the wafer support device 14 is a device that supports the semiconductor wafer 13 diced (divided) into a large number of semiconductor chips 11.
  • a predetermined region on which the semiconductor wafer 13 is placed is called a supply unit 12, and the semiconductor chip 11 for die bonding is supplied from the supply unit 12.
  • the collet 21 (tool) is provided with a suction portion capable of sucking the semiconductor chip 11 (work). Specifically, a suction hole capable of vacuum suction is provided on the lower end surface of the collet 21, and the semiconductor chip 11 is sucked by sucking from the suction hole by bringing the lower end surface close to or in contact with the semiconductor chip 11. can do. Further, if the vacuum suction is released after the suction, the sucked semiconductor chip 11 can be released.
  • the collet holder 22 (tool holder) is a holding mechanism that holds the collet 21 (tool) detachably.
  • the collet 21 that matches the size and shape of the semiconductor chip 11 to be adsorbed is mounted on the collet holder 22.
  • the collet 21 is held by the collet holder 22 by a magnetic force.
  • the collet holder 22 is provided with a suction path, and when the collet holder 22 holds the collet 21, the suction hole of the collet 21 and the suction path of the collet holder 22 are connected. By supplying a negative pressure from a vacuum pump or the like to the suction holes of the collet 21 via this suction path, the collet 21 can suck the semiconductor chip 11.
  • the die bonder 100 of the present embodiment is a flexible member for airtightly connecting the suction hole of the collet 21 and the suction path of the collet holder 22 when the collet holder 22 holds the collet 21 by a magnetic force. It is equipped with.
  • the collet holder 22 is connected to the bonding arm 23, and the bonding arm 23 is provided with a movable mechanism for adjusting the position and posture of the collet holder 22.
  • the bonding arm 23 adjusts the height of the collet holder 22 so that the lower end surface of the collet 21 comes close to or abuts on the semiconductor chip 11 to be picked up.
  • the bonding arm 23 adjusts the position and orientation of the collet holder 22 so that the semiconductor chip 11 adsorbed by the collet 21 approaches or abuts on the island portion 42. do.
  • the position and orientation of the collet holder 22 may be adjusted so that the semiconductor chip 11 is pressed against the island portion 42 with an appropriate force.
  • the bonding arm 23 is connected to the transport unit 24, and the transport unit 24 is a bonding arm so that the collet 21 can freely move between the supply unit 12 of the wafer support device 14 and the island portion 42 of the lead frame 41. 23 can be moved.
  • the transport unit 24 can move the bonding arm 23 in each of the X, Y, and Z directions and in the ⁇ direction around the Z axis.
  • the camera 31 for the supply unit is a camera capable of taking an image in the vicinity of the supply unit 12.
  • the camera 31 for the supply unit outputs image data to the control unit 200. Send.
  • the control unit 200 controls the position and orientation of the collet 21 by using the image data transmitted from the camera 31 for the supply unit.
  • the island camera 32 is a camera capable of capturing the vicinity of the island 42 of the lead frame 41.
  • the island camera 32 transmits image data to the control unit 200 in order to confirm the position and orientation of the island portion 42 and the position and orientation of the collet 21 when bonding the semiconductor chip 11.
  • the control unit 200 controls the position and orientation of the collet 21 by using the image data transmitted from the island unit camera 32.
  • the semiconductor chip 11 as a work is placed on the supply unit 12. Further, the lead frame 41 as the mounted member is set in the lead frame holder 40 as the mounted member holding portion (described later with reference to FIG. 2).
  • control unit 200 of the die bonder 100 causes the camera 31 of the supply unit to take an image of the semiconductor chip 11 to be picked up, confirms the position and orientation of the semiconductor chip 11, and drives the transport unit 24 and the bonding arm 23 to drive the collet 21. Move it.
  • the collet 21 is positioned above the semiconductor chip 11 as shown in FIG. 7A, the collet 21 is lowered as shown in FIG. 7B so that the lower end surface is close to or in contact with the semiconductor chip 11 and is sucked from the suction hole. By doing so, the semiconductor chip 11 is adsorbed. Then, as shown in FIG. 7C, the collet 21 is raised to pick up the semiconductor chip 11.
  • the control unit 200 can feedback control the operations of the transport unit 24, the bonding arm 23, the suction mechanism, and the like based on the image data captured by the camera 31 for the supply unit.
  • control unit 200 causes the island unit camera 32 to image the island unit 42 (predetermined position) to be bonded, and confirms the position and posture thereof. Then, the transport unit 24 and the bonding arm 23 are driven to move the collet 21 adsorbing the semiconductor chip 11 above the island unit 42, for example, by the path shown by the arrow in FIG.
  • the semiconductor chip 11 can be placed on the island portion 42 by lowering the collet 21 to bring the semiconductor chip 11 into contact with or close to the island portion 42 and stopping the suction.
  • the bonding material is heated to bond the semiconductor chip 11 to the lead frame 41.
  • the control unit 200 may control the bonding arm 23 so that the collet 21 presses the semiconductor chip 11 against the lead frame 41 during bonding.
  • the control unit 200 can feedback control the operations of the transport unit 24, the bonding arm 23, the suction mechanism, the heating mechanism, and the like based on the image data captured by the island camera 32.
  • the die bonder 100 completes the bonding of one semiconductor chip by the above procedure, and then sequentially picks up another semiconductor chip and bonds it to a predetermined island portion.
  • the target of die bonding is not limited to the island portion of the lead frame, and for example, the first semiconductor chip may be die bonded to the second semiconductor chip mounted on the lead frame.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a holding mechanism cut along the YZ plane direction of FIG.
  • the lead frame 41 is held by the lead frame holder 40.
  • the lead frame holder 40 has a rail portion 40b that surrounds the periphery of the lead frame 41 and a receiving portion 40a that supports the bottom surface of the lead frame 41, and holds the lead frame 41 detachably.
  • the rail portion 40b is a position regulating portion that regulates the position of the lead frame 41 in the horizontal plane so as to be within a predetermined range. For example, when the lead frame 41 is set in the lead frame holder 40 in a region (not shown) in FIG. 1 and moved to the position shown in FIG. 1, the island portion 42 does not exceed the size of the semiconductor chip 11 and is not displaced. In addition, the position of the lead frame 41 is restricted. Specifically, for example, in the Y direction, the position and shape of the rail portion 40b are determined so that a clearance of about 0.5 mm remains even when the lead frame has the maximum size within the dimensional tolerance.
  • a suction mechanism for picking up the semiconductor chip 11 as a work will be described with reference to FIGS. 3 to 6, 8A to 8B, 9A to 9B, and the like.
  • a dedicated collet is prepared for each type of work (semiconductor chip), a collet suitable for the work at the time of bonding is selected and attached to the collet holder, and a suction mechanism is provided. To configure.
  • FIG. 3 is a perspective view of the suction mechanism, and the suction mechanism includes a collet 21, a collet holder 22, and a bonding arm 23.
  • the collet holder 22 holds the collet 21 detachably, and FIG. 3 shows a state in which the collet 21 is detached from the collet holder 22.
  • the bonding arm 23 is provided with a Z-direction actuator 121 for moving the collet 21 and the collet holder 22 in the Z direction.
  • the Z-direction actuator 121 can perform a Z-direction movement operation and a pressing load feedback control at the time of bonding under the control of the control unit 200.
  • the Z-direction actuator 121 is operated to raise and lower the collet.
  • the operation of the Z-direction actuator is controlled by the pressing load feedback so that the semiconductor chip 11 is not deformed or damaged so that a force exceeding a predetermined load is not applied.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in which the collet 21 and the collet holder 22 are cut along the bending line BB shown in FIG. 3, that is, the path passing through the convex portion 102c, the suction path 108, and the convex portion 102a.
  • FIG. 6 is a top view of the collet 21 and the collet holder 22 as viewed from the Z direction.
  • the collet 21 has a collet base 103, a convex portion 102a, a convex portion 102b, a convex portion 102c, a seat surface 104a, a seat surface 104b, a seat surface 104c, a position regulation unit 117a, a position regulation unit 117b, and a position regulation unit 117c.
  • a work suction unit 106 is provided, and these are integrated.
  • the collet 21 is provided with a suction path 108 penetrating the inside, and a suction hole 109 for sucking the semiconductor chip 11 is arranged at the lower end of the suction path 108.
  • the collet holder 22 includes a recess 112a, a recess 112b, a recess 112c, a magnet 113, a seat surface 114a, a seat surface 114b, and a seat surface 114c as constituent elements, and these are integrated.
  • the collet holder 22 is provided with a suction path 116 penetrating the inside, and the suction path 116 is connected to a negative pressure application mechanism (vacuum pump, control valve, etc.) (not shown).
  • the magnet 113 of the collet holder 22 and the collet base 103 are arranged so as to face each other, but the collet base 103 is formed of a ferromagnet.
  • the collet base 103 is attracted by the magnetic force of the magnet 113, and the collet 21 is detachably held in the collet holder 22.
  • the mechanism for holding the collet detachably by using magnetic force is not limited to this configuration.
  • a magnet may be provided on the collet side and the collet holder may be formed of a ferromagnetic material.
  • a first magnet may be provided on one of the collet and the collet holder, and a second magnet may be provided on the other, and the first magnet and the second magnet may be arranged so that the opposite magnetic poles face each other.
  • the strength of the holding force when the collet holder holds the collet is set so that the collet can be held stably during a series of bonding operations, but it is not necessary to apply an excessive external force when removing the collet.
  • a magnet having a magnetic force according to the setting is used. This is to facilitate the attachment / detachment work when replacing the collet and to prevent unexpected damage due to an excessive external force.
  • the magnet 113 is symmetrically arranged so as to surround the periphery of the suction path 116 so that the required holding force is uniformly applied to each part of the collet and the collet holder.
  • the magnets may be arranged by an exceptional method as long as the required holding force is uniformly applied.
  • a permanent magnet is used for the magnet 113, but an electromagnet may be used if mounting is possible.
  • a flexible member 115 capable of elastic deformation is arranged between the collet 21 and the collet holder 22.
  • the flexible member 115 is fixed to the recess of the collet holder 22, but may be fixed to the collet 21 side, or both are not fixed to the collet holder 22 or the collet 21. It may be sandwiched between.
  • the flexible member 115 is an annular member, and when viewed in a plan view from the Z direction, it has an annular shape that surrounds the circumference of the suction path 108 of the collet 21 and the circumference of the suction path 116 of the collet holder 22. have.
  • the shape of the ring when viewed in a plan view is not limited to the annulus, and may be a ring of another shape, but a symmetrical shape is preferable from the viewpoint of the stability and reproducibility of elastic deformation, and the annulus is particularly preferable. Is desirable.
  • the flexible member 115 is in close contact with both the upper end surface of the collet 21 and the lower end surface of the collet holder 22 when the collet 21 is held by the collet holder 22 with a holding force that does not require an excessive external force for removal. It elastically deforms as if it were.
  • the flexible member 115 is formed of a material that can be easily elastically deformed by the above-mentioned holding force and that the suction path 108 and the suction path 116 can be airtightly connected (both are connected and sealed from the atmosphere). Has been done.
  • the flexible member 115 can include, for example, any material of rubber, porous resin, or ferrofluid.
  • the annular flexible member 115 is preferably arranged concentrically around the suction path 116. This is because the flexible member 115 can be elastically deformed uniformly in the suction direction even with a weak suction force.
  • FIGS. 5A to 5C are schematic cross-sectional views in which the collet 21 and the collet holder 22 are cut along the bending line BB shown in FIG. 3, that is, the path passing through the convex portion 102c, the suction path 108, and the convex portion 102a. be.
  • the dimensions and shapes of each part are shown at non-equal scales.
  • FIG. 5A shows a state before the collet 21 is attached to the collet holder 22, and FIG. 5B shows a state in which the collet 21 is attached (held) to the collet holder 22. Further, FIG. 5C shows a state in which the collet 21 held by the collet holder 22 adsorbs the semiconductor chip 11.
  • the convex portions 102a, convex portions 102b, and convex portions 102c of the collet 21 and the concave portions 112a, concave portions 112b, and concave portions 112c of the collet holder 22 act as positioning mechanisms that can be fitted to each other. That is, as shown in FIG. 5B, when the collet holder 22 holds the collet 21, the collet holder 22 fits and restrains each other, so that the collet holder 22 can hold the collet 21 without rattling.
  • three pairs of fitting portions consisting of pairs of convex portions and concave portions are provided, but an appropriate number of pairs are provided in consideration of positioning accuracy, mechanical strength, spatial margin, manufacturing cost, and the like. Can be done. However, in order to stabilize the posture when held, it is desirable to arrange the positioning mechanism symmetrically around the suction path.
  • the magnet 113 (magnet) included in the collet holder 22 and the collet base 103 (ferromagnetic material) included in the collet 21 act as holding means for holding the collet detachably in the collet holder by magnetic force. That is, when the collet 21 is positioned and brought close to the collet holder 22, the collet base 103 is attracted by the magnetic force of the magnet 113, and the collet 21 is held by the collet holder 22. When replacing the collet, the collet can be removed from the collet holder by applying an external force larger than the attractive force of the magnet (holding force of the holding means).
  • the attractive force of the magnet is such that the collet does not rattle due to the weight or inertial force when the semiconductor chip 11 (workpiece) is sucked and picked up or conveyed. It is necessary to set. However, the stronger the attractive force (holding force of the holding means) by the magnet is, the better, and it is better to set it in a range that does not require an excessively large external force when removing the collet from the collet base.
  • the positional relationship between the magnet 113 and the collet base 103 is set so that the magnet 113 and the collet base 103 face each other with a small gap when the collet holder 22 holds the collet 21. desirable. This is because if the magnet 113 and the collet base 103 are in contact with each other, the magnet 113 may be worn when the collet is attached or detached.
  • the lower surface of the collet holder 22 and the upper surface of the collet base 103 are separated by a distance L2.
  • the distance L2 By securing the distance L2 as a clearance, it is possible to realize a positional relationship in which the magnet 113 and the collet base 103 do not come into contact with each other.
  • the seat surface 104a, the seat surface 104b, and the seat surface 104c of the collet 21 are provided at positions higher than the upper surface of the collet base 103.
  • the seat surface 104a, the seat surface 104b, and the seat surface 104c of the collet 21 are brought into contact with the seat surface 114a, the seat surface 114b, and the seat surface 114c of the collet holder 22.
  • the pair of the collet side seat surface and the collet holder side seat surface is equidistant and equidistant around the suction path. Paired.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the collet side seat surface and the collet holder side seat having an appropriate number and shape are taken into consideration in consideration of positioning accuracy, mechanical strength, spatial margin, manufacturing cost, and the like.
  • a surface can be provided.
  • the seat surface 104a to the seat surface 104c are configured to protrude from the upper surface of the collet base 103, but the seat surface 114a to the seat surface 114c of the collet holder 22 are made of the collet holder 22. It may be configured to protrude from the lower surface of the. Further, the seat surface does not necessarily have to be installed in the vicinity of the positioning mechanism (convex portion 102a to convex portion 102c, concave portion 112a to concave portion 112c), and may be arranged at a distant position.
  • the flexible member 115 is a member for airtightly connecting the suction hole 109 (suction path 108) of the collet 21 and the suction path 116 of the collet holder 22 when the collet holder 22 holds the collet 21 by magnetic force. Is.
  • the flexible member 115 of the present embodiment has a base fitted with an annular groove provided in the collet holder 22 and one end connected to the base so as to be inclined in the Z direction (protruding from the base). It has an annular slope.
  • the direction in which the annular inclined surface is inclined is such that the tip of the ring opens toward the collet, that is, as shown in FIG. 5B, the inner diameter D1 (ring diameter) on the side in contact with the collet is the inner diameter D2 (ring diameter) on the collet holder side. It is set to be larger than the ring diameter).
  • the annular inclined surface has a small inner diameter D2 on the side connected to the base (collet base side in the example of FIG. 5B) and a large inner diameter D1 on the opposite tip side not connected to the base. It is tilted in the direction.
  • L1 is set to be larger than L2 described above.
  • the flexible member 115 When the collet 21 is attached to the collet holder 22, the flexible member 115 is elastically deformed by the holding force of the holding means, as shown in FIG. 5B. That is, the inclined surface protrudes by L2 from the lower surface of the collet holder 22 in the Z direction, and the lower end thereof is deformed so as to be in close contact with the upper surface of the collet base 103. Further, the upper surface of the flexible member 115 is brought into close contact with the collet holder 22 by the holding force of the holding means. As a result of the elastic deformation, the inclination of the inclined surface with respect to the Z direction becomes large, and the inner diameter D1 becomes larger than before the collet 21 is attached.
  • the flexible member 115 in close contact with both the collet holder 22 and the collet 21 constitutes an airtight connection portion that connects the suction path 116 (suction hole 109) of the collet 21 and the suction path 116 of the collet holder 22 to seal from the atmosphere. do.
  • the suction path is evacuated and sucked in the suction hole 109, but this embodiment can be elastically deformed. Since the flexible member 115 is interposed, the airtightness of the suction path is excellent. In the conventional method of connecting the suction path by directly contacting the collet, which is a rigid body, with the collet holder, air leaks may occur from a small gap, and when mounting the collet, the mounting adjustment is performed. Had to be repeated.
  • the flexible member 115 is elastically deformed by the holding force of the holding mechanism using magnetic force, and the collet is attached because the flexible member 115 is in close contact with both the collet and the collet holder to connect the suction path. There is no need to make repeated adjustments. Moreover, in the present embodiment, since the relative positions of the collet and the collet holder are fixed by the positioning mechanism described above, the flexible member 115 is not unexpectedly twisted and leaks do not occur after the collet is mounted. Further, according to the present embodiment, the occurrence of leakage can be realized with a compact and lightweight structure. By making the structure compact and lightweight, it is possible to perform advanced position control.
  • a donut-shaped flexible member having a circular cut surface can be used.
  • the flexible member 115 is composed of the base portion and the slope as described above, the sealing property when the suction path is evacuated can be made particularly excellent. That is, due to the pressure difference between the inside and outside when the suction path is evacuated, the upper surface and the side surface of the base are pressed more strongly against the groove of the collet holder, and the tip of the slope opposite to the base is pressed more strongly against the upper surface of the collet. ..
  • the flexible member of the present embodiment not only the flexible member is in close contact with the holding force due to the magnetic force, but also the atmospheric pressure acts in the direction of further improving the close contact, so that the sealing property when evacuated is obtained. Is particularly excellent. It was
  • the fitting part In the present embodiment, it is composed of convex portions 102a to convex portions 102c and concave portions 112a to concave portions 112c so that the alignment accuracy required in the stage of FIG. 5A can be relaxed when the collet is attached to the collet holder.
  • the configuration of the fitting mechanism is devised. Further, as shown in FIG. 6, the arrangement of the position regulating unit 117a to the position regulating unit 117c is devised so as to guarantee the alignment accuracy required for the fitting mechanism. This will be described with reference to FIGS. 8A to 8B, FIGS. 9A to 9E, and the like.
  • FIG. 8A is a top view of one of the three fitting mechanisms, that is, the convex portion 102c, the concave portion 112c, and the position restricting portion 117c, as viewed from the Z direction.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing a state before the convex portion 102c and the concave portion 112c are fitted.
  • the other two fitting mechanisms are provided at different positions on the collet base, but the shapes of the convex portion, the concave portion, and the position restricting portion constituting the fitting mechanism are shown in FIG. 8A, the same as that shown in FIG. 8B.
  • the convex portion 102 has a pin shape with a maximum outer diameter of d2 when not fitted.
  • the convex portion 102 is provided with a slit 105 having a predetermined depth from the tip toward the base (slit 105c in the case of the convex portion 102c).
  • the tip is a flat surface having a diameter of d1, and passes through the tapered surface 107 connected to the flat surface to reach the body portion having the maximum outer diameter.
  • the outer diameter decreases on the base side of the body.
  • the depth of the slit 105 is at least the depth from the tip portion to the body portion in order to appropriately perform elastic deformation described later, and in the example of FIG. 8B, the base portion side is further closer than the body portion. An example leading up to is shown.
  • the recess 112 is a through hole, and when viewed from the Z direction, it has a shape in which semicircles are connected to both ends of a rectangle as shown in FIG. 8A.
  • the convex portion 102 and the concave portion 112 are configured to satisfy the relationship of the following formula 1. d1 ⁇ D ⁇ d2 ⁇ L ... (Formula 1)
  • the convex portion 102 has a pin shape with a slit in the center, but since it is formed of an elastic material, when it is fitted with the concave portion 112 having an inner diameter of D in the lateral direction. Can be elastically deformed in a direction in which the maximum outer diameter is smaller than d2.
  • the position restricting portion 117 is installed in the collet 21 so as to sandwich the collet holder 22 along the longitudinal direction of the recess 112.
  • the length of the position restricting portion is about the same as the length L in the longitudinal direction of the recess 112.
  • the dimension in the Z direction of the position restricting portion 117 may be larger or smaller than the dimension in the Z direction of the convex portion 102.
  • FIGS. 9A to 9E the fitting process will be described by taking the convex portion 102c and the concave portion 112c as an example. As shown in FIG. 9A, it is assumed that the center of the convex portion 102c and the center of the concave portion 112c are deviated by ⁇ X2 (misaligned) before the fitting is started.
  • the fitting operation is continued and the collet 21 and the collet holder 22 are relatively moved so as to be close to each other in the Z direction. Then, since the center of the convex portion 102c and the concave portion 112c are deviated from each other, the tapered surface 107 of the convex portion 102c comes into contact with the opening edge of the concave portion 112c as shown in FIG. 9D.
  • a force acts in the direction (horizontal direction) in which the center of the convex portion 102c and the center of the concave portion 112c coincide with each other while the tapered surface 107 and the opening edge slide, and the convex portion 102c. Is inserted into the recess 112c.
  • the convex portion 102c is elastically deformed so that the maximum outer diameter of the body portion of the convex portion 102c is equal to the inner diameter of the concave portion 112c, and the misalignment is eliminated to complete the fitting.
  • Equation 1 d1 ⁇ D and the tapered surface 107 connected to the flat surface at the tip of the convex portion 102 is provided to absorb the positional deviation between the convex portion 102 and the concave portion 112. be able to.
  • ⁇ X D-d1 ...
  • ⁇ X2 Wo-W ... (Formula 3)
  • the convex portion 102 can be elastically deformed and the convex portion 102 can be fitted to the concave portion 112 without rattling.
  • Equation 1 since there is a margin (play) in the X direction by setting d2 ⁇ L, for example, in FIG. 8A, it is assumed that the convex portion 102c and the concave portion 112c are misaligned in the X direction.
  • the fitting operation can be performed without any trouble.
  • the misalignment is ⁇ Y or less as shown in the following mathematical formula 4, the fitting is smoothly performed. Can be done. ⁇ Y ⁇ L-d2 ... (Formula 4)
  • the spring constant k may be increased or the deformation amount M in the fitted state may be increased.
  • d2, D, and the spring constant k cause variations due to processing errors and the like during manufacturing. It is necessary to determine d2 and D in consideration of them, and determine the amount of deformation M in the fitted state. Further, it is preferable to comprehensively determine the spring constant k and the deformation amount M in the fitted state, taking into consideration the frictional resistance during the fitting operation and the like.
  • the convex portion 102 is formed by the elastically deforming member, if the amount of deformation exceeds a certain size, the shape cannot be restored by the elastic deformation, and the function of the fitting mechanism is impaired.
  • the relationship between the maximum deformation amount N of the convex portion 102 that can be tolerated for the convex portion 102 to maintain the fitting function and the deformation amount M in the fitted state is expressed by the following mathematical formula 7. M ⁇ N ... (Formula 7)
  • the convex portion 102 when an external force acts on the collet holder 22 while the collet 21 and the collet holder 22 are positioned, the convex portion 102 is deformed to a deformation amount M or more in the fitted state.
  • the amount of movement L that the convex portion 102 can move while the collet 21 and the collet holder 22 are positioned is expressed by the following mathematical formula 8 because the position regulating unit 117 regulates the relative position between the collet 21 and the collet holder 22.
  • NS. L Wi-W ... (Formula 8)
  • the deformation amount of the convex portion 102 is within the elastically deformable range, and even if an unexpected external force acts on the convex portion 102, the fitting function is impaired. Can be prevented. That is, the dimensions of W1 and W may be determined so as to satisfy the relationship expressed by the following formula 9. Wi-W ⁇ N ... (Formula 9)
  • three sets of fitting mechanisms including the convex portion 102a to the convex portion 102c, the concave portion 112a to the concave portion 112c, and the position restricting portion 117a to the position restricting portion 117c are provided with a magnet 113 and a flexible fitting mechanism. They are arranged at equal angles so as to surround the periphery of the sex member 115 and the suction path 116.
  • the convex portion 102a and the convex portion 102b are arranged along the Y direction, and the respective slits 105a and 105b are also oriented along the Y direction.
  • the corresponding recesses 112a and 112b are also arranged along the Y direction, and the longitudinal directions of the respective elongated holes are oriented along the Y direction.
  • the corresponding position regulation unit 117a and the position regulation unit 117b are also arranged along the Y direction, and the respective position regulation surfaces are oriented along the Y direction. That is, in these two fitting structures, the position restricting force acts in the same direction.
  • the convex portion 102c and the corresponding concave portion 112c are arranged so that the longitudinal direction of the slit 105c and the elongated hole is along the X direction. Further, the convex portion 102c and the corresponding position regulating portion 117c are arranged so that the slit 105c and the regulating surface of the position regulating portion are aligned in the X direction. That is, the direction of the position restricting force is orthogonal to the previous two fitting structures.
  • the positions in the X direction and the rotation direction around the Z axis are determined by the convex portion 102a, the concave portion 112a, the position restricting portion 117a, and the convex portion 102b, the concave portion 112b, and the position restricting portion 117b.
  • the position in the Y direction is determined by the convex portion 102c, the concave portion 112c, and the position restricting portion 117c.
  • the alignment is automatically performed by the action of the fitting mechanism, so that the alignment work is excessively burdened.
  • the collet can be attached to the collet holder without the need for. Since the fitting mechanism of the present embodiment is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion and is worn, a leak occurs in the suction path. There is nothing to do. Furthermore, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, the position regulating unit functions to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit. Can be prevented.
  • the slit 105a of the convex portion 102a and the slit 105b of the convex portion 102b are both arranged along the Y direction. Further, both the longitudinal direction of the recess 112a and the longitudinal direction of the recess 112b are arranged along the Y direction.
  • the slit 105a of the convex portion 102a and the slit 105b of the convex portion 102b are arranged in different directions by 120 degrees from each other. Further, the longitudinal direction of the recess 112a and the longitudinal direction of the recess 112b are also arranged in directions different from each other by 120 degrees.
  • the slits 105a, 105b, and 105c are arranged at intervals of 120 degrees around the communication holes.
  • the longitudinal direction of the recess 112a, the longitudinal direction of the recess 112b, and the longitudinal direction of the recess 112c are arranged at intervals of 120 degrees around the communication hole.
  • the longitudinal direction of the position regulating portion 117a, the longitudinal direction of the position regulating portion 117b, and the longitudinal direction of the position regulating portion 117c are arranged at intervals of 120 degrees around the communication hole.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of.
  • the fitting mechanism of this modification can easily perform alignment when the collet tends to be displaced in the rotation direction around the Z axis before being attached to the collet holder. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the tapered surface 107 slides with the inner edge of the concave portion 112 as shown in FIG. 11B, and is convex in the direction in which the misalignment is eliminated.
  • the portion 102 and the recess 112 move relative to each other.
  • the body portion having the maximum outer diameter of the convex portion 102 is elastically deformed to match the inner diameter W1 of the concave portion, but when the fitting is completed as shown in FIG. 11B, the maximum outer diameter of the convex portion 102 is formed.
  • the body portion having a diameter reaches the portion having the inner diameter W2, and the elastic deformation of the convex portion 102 is alleviated.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of.
  • the stepped portion between the tapered surface 107R at the lower portion of the convex portion 102 and the inner diameter of the concave portion 112 is formed.
  • the elastic force of the convex portion 102 acts in the direction of contacting and maintaining the fitting. That is, it can be said that a restraining portion for restraining the body portion of the convex portion is provided on the inner surface of the concave portion.
  • the fitting mechanism acts in the direction of assisting the holding of the collet by the magnetic force, the stability of the holding of the collet by the collet holder during the die bonding work is enhanced. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Furthermore, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, the position regulating unit functions to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit. Can be prevented.
  • the convex portion 102 is formed by using an elastic material having an elastic modulus smaller than that of the basic shape without providing a slit in the convex portion 102. Also in this modification, the maximum outer diameter of the body portion of the convex portion 102 is set to be larger than the inner diameter of the concave portion 112.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Furthermore, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, the position regulating unit functions to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit. Can be prevented.
  • the convex portion 102 of this modification is a so-called D-cut pin-shaped convex portion obtained by cutting a part of a circle into a D shape in a plan view.
  • a groove 105k is formed on the flat side surface of the convex portion 102.
  • a gap is provided on the inner surface of the recess 112, and the hard sphere 202 is arranged so as to expose the face from the gap, and the hard sphere 202 is urged by the leaf spring 201 toward the gap side.
  • the convex portion 102 is fitted, the hard ball 202 urged by the leaf spring 201 engages with the groove 105k and acts as a restraining portion.
  • the tapered surface 107 slides with the inner edge of the concave portion 112 as shown in FIG. 13B, and is convex in the direction in which the misalignment is eliminated.
  • the portion 102 and the recess 112 move relative to each other.
  • FIG. 13C when the fitting is completed, the hard ball 202 included in the concave portion 112 engages with the groove 105k, and the convex portion 102 is restrained by the concave portion 112.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the position regulating portion 117 of this modification has two locations, a position regulating portion 117a corresponding to the convex portion 102a and the concave portion 112a, and a position restricting portion 117c corresponding to the convex portion 102c and the concave portion 112c. bottom.
  • the position regulating portion 117a can regulate the position in the X direction, it is possible to prevent the elastically deforming members of the convex portion 102a and the convex portion 102b from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, after the position restricting portion 117a absorbs the positional deviation in the X direction during the fitting operation, the convex portion 102a and the concave portion 112a and the convex portion 102b and the concave portion 112b can be fitted. Since the position regulating portion 117c can regulate the position in the Y direction, it is possible to prevent the elastically deforming member of the convex portion 102c from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, the convex portion 102c and the concave portion 112c can be fitted after the position restricting portion 117c absorbs the positional deviation in the Y direction during the fitting operation.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the position regulating portion 117a can regulate the position in the X direction, it is possible to prevent the elastically deforming members of the convex portion 102a and the convex portion 102b from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, after the position restricting portion 117a absorbs the positional deviation in the X direction during the fitting operation, the convex portion 102a and the concave portion 112a and the convex portion 102b and the concave portion 112b can be fitted. Since the position regulating portion 117c can regulate the position in the Y direction, it is possible to prevent the elastically deforming member of the convex portion 102c from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, the convex portion 102c and the concave portion 112c can be fitted after the position restricting portion 117c absorbs the positional deviation in the Y direction during the fitting operation.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the position regulating portion 117a can regulate the position in the X direction, it is possible to prevent the elastically deforming members of the convex portion 102a and the convex portion 102b from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, after the position restricting portion 117a absorbs the positional deviation in the X direction during the fitting operation, the convex portion 102a and the concave portion 112a and the convex portion 102b and the concave portion 112b can be fitted. Since the position regulating portion 117c can regulate the position in the Y direction, it is possible to prevent the elastically deforming member of the convex portion 102c from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, the convex portion 102c and the concave portion 112c can be fitted after the position restricting portion 117c absorbs the positional deviation in the Y direction during the fitting operation.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the position regulating portion 117 is provided so as to correspond to the recess 112 having the urging portion shown in the fourth modification.
  • the position regulating portion 117 of this modification has a position regulating portion 117a corresponding to the convex portion 102a and the concave portion 112a, a position restricting portion 117b corresponding to the convex portion 102b and the concave portion 112b, and a convex portion 102c. And, it was arranged in three places of the position regulation part 117c corresponding to the recess 112c.
  • the position regulating portion 117 is arranged so as to regulate the deformation in one direction corresponding to the deformation direction of the urging portion.
  • the position regulating unit 117a and the position regulating unit 117b can regulate the position in the X direction, it is possible to prevent the elastically deforming members of the recess 112a and the recess 112b from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Since the position regulating portion 117c can regulate the position in the Y direction, it is possible to prevent the elastically deforming member of the recess 112c from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the position regulating portion 117a can regulate the position in the X direction, it is possible to prevent the elastically deforming members of the convex portion 102a and the convex portion 102b from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, after the position restricting portion 117a absorbs the positional deviation in the X direction during the fitting operation, the convex portion 102a and the concave portion 112a and the convex portion 102b and the concave portion 112b can be fitted. Since the position regulating portion 117c can regulate the position in the Y direction, it is possible to prevent the elastically deforming member of the convex portion 102c from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Further, the convex portion 102c and the concave portion 112c can be fitted after the position restricting portion 117c absorbs the positional deviation in the Y direction during the fitting operation.
  • the alignment is automatically performed by the sliding of the tapered surface of the fitting mechanism and the action of elastic deformation, so that the alignment work is excessive.
  • the collet can be attached to the collet holder without the burden of. Since the fitting mechanism of this modification is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and wears, the suction path No leak occurs in. Further, even if an unexpected external force acts on the collet while the collet is attached to the collet holder, it is possible to prevent the elastically deforming member for alignment from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the position regulating portion 117 of this modification is provided with a protrusion shape on the collet 21 so as to regulate the deformation in one direction corresponding to the deformation direction of the urging portion.
  • the protrusion shape is arranged so that the elastic fitting portion is separated from the collet holder 22 by a distance smaller than the elastic deformation limit amount or more. Since the position regulating portion 117 can regulate the position in the X direction, it is possible to prevent the concave portion 112 elastically deforming member from being deformed beyond the elastic deformation limit amount. Since the position regulating portion 117 can regulate the position in the Y direction, it is possible to prevent the elastically deforming member of the recess 112 from being deformed beyond the elastic deformation limit amount.
  • the protrusion shape is cylindrical in FIG. 21, it does not necessarily have to be cylindrical, and may be formed in a rectangular parallelepiped or any other three-dimensional shape. Further, in FIG. 21, the collet holder 22 is provided with a notch shape that matches the shape of the protrusion, but it is not always necessary to form such a shape.
  • the die bonder according to the second embodiment also includes elements such as a wafer support device, a collet, a collet holder, a bonding arm, a transport unit, a camera for a supply unit, a camera for an island unit, and a control unit. ..
  • the die bonder according to the second embodiment may have the same or different configuration as that of the first embodiment for the suction mechanism for picking up the semiconductor chip, but uses a different configuration from the first embodiment for the lead frame holding mechanism for holding the lead frame. ..
  • the lead frame holding body 40 is provided with a rail portion 40b so that the position of the lead frame 41 can be regulated.
  • the position of the lead frame 41 may fluctuate slightly.
  • a suction hole is provided in the lead frame holder so that the lead frame can be easily and without rattling, and the lead frame is sucked. Further, the lead frame holder is held by the holder holder by magnetic force, and the suction path of the lead frame holder and the suction path of the holder holder are connected by a flexible member that can be airtightly connected.
  • the lead frame holder can be mounted on the holder holder in a state where leakage is suppressed without undue burden on the mounting adjustment work. can.
  • the lead frame holder (tool) capable of attracting the lead frame (work) is removably held by the holder holder (tool holder) by magnetic force, and the suction path can be airtightly connected. It is a semiconductor manufacturing apparatus provided with a flexible member.
  • a dedicated lead frame holder is prepared for each type of lead frame. Then, at the time of bonding, a lead frame holder corresponding to the type of the lead frame is selected and attached to the holder holder to form a lead frame holding mechanism.
  • FIG. 14 is a schematic plan view for explaining that the holder of the die bonder according to the second embodiment can hold a plurality of types of lead frame holders.
  • FIG. 15 schematically shows a cross section of the lead frame holding mechanism of the second embodiment, and is a YZ cross-sectional view cut along a line passing through the convex portion 71a and the convex portion 71c shown in FIG.
  • FIG. 14 schematically shows a large-sized lead frame 51 and a small-sized lead frame 61 handled by the die bonder of the present embodiment.
  • a dedicated lead frame holder 50 is prepared in advance for the large size lead frame 51
  • a dedicated lead frame holder 60 is prepared in advance for the small size lead frame 61.
  • a lead frame holder corresponding to the lead frame is selected and attached to the holder holder 70.
  • FIG. 14 shows only two types of the lead frame holder 50 and the lead frame holder 60, but the lead frame holder that can be attached to the die bonder is limited to these two types. is not it.
  • FIG. 15 shows a state in which the lead frame holder 50 is attached to the holder holder 70 and the lead frame 51 is attracted to the lead frame holder 50.
  • a large number of islands 52 for bonding semiconductor elements are arranged on the lead frame 51.
  • the lead frame holder 50 includes a suction path 53 for sucking the lead frame 51, a recess 72a, a recess 72b, and a recess 72c, which are formed on a substrate made of a ferromagnetic material.
  • the suction path 53 penetrates the substrate in the Z direction, and the upper end of the suction path 53 is a suction hole for sucking the lead frame 51.
  • the holder 70 includes a convex portion 71a, a convex portion 71b, a convex portion 71c, a magnet 74, and a position restricting portion 77, which are integrated.
  • the holding body holder 70 is provided with a suction path 73 penetrating the inside, and the suction path 73 is connected to a negative pressure application mechanism (vacuum pump, control valve, etc.) (not shown).
  • the concave portions 72a, the concave portions 72b, and the concave portions 72c of the lead frame holder 50 and the convex portions 71a, the convex portions 71b, and the convex portions 71c of the holder holder 70 function as positioning mechanisms that can be fitted to each other. That is, as shown in FIG. 15, when the holding body holder 70 holds the lead frame holding body 50, the holding body holder 70 fits and restrains each other, so that the holding body holder 70 holds the lead frame holding body 50 without rattling. can do.
  • three sets of convex portions, concave portions, and position regulating portions are provided, but an appropriate number of pairs are appropriately positioned in consideration of positioning accuracy, mechanical strength, spatial margin, manufacturing cost, and the like. Can be provided in.
  • the convex portion 71a to the convex portion 71c, the concave portion 72a to the concave portion 72c, and the position restricting portion 77a to the position restricting portion 77c of the present embodiment are the convex portion 102a to the convex portion 102c, the concave portion 112a to the concave portion 112c, and the position restricting portion in the first embodiment. It constitutes the same fitting mechanism as the position limiting unit 117c from 117a.
  • the tops of the convex portions 71a to 71c are connected to the tapered surface, and the maximum outer diameter of the body portion of the convex portions 71a to the convex portions 71c in the non-fitting state is set to be larger than the inner diameters of the concave portions 72a to the concave portions 72c.
  • the position regulating portion 77 with the tapered surface 78 connected to the flat surface at the tip, it is possible to absorb the misalignment between the position regulating portion 77 and the lead frame holder 50.
  • the position restricting portion 77 keeps the deformation amount of the convex portion 71 within the elastically deformable range, and it is possible to prevent the fitting function from being impaired even if an unexpected external force acts on the convex portion 71.
  • the mechanism for holding the holder detachably by using magnetic force is not limited to this configuration.
  • a magnet may be provided on the lead frame holder side and the holder holder may be formed of a ferromagnetic material. ..
  • a first magnet is provided on one of the lead frame holder and the holder holder, and a second magnet is provided on the other, and the first magnet and the second magnet are arranged so that the magnetic poles opposite to each other face each other. You may.
  • the strength of the holding force when the holder 70 holds the lead frame holder 50 can stably hold the lead frame holder 50 during the bonding operation, but is excessive when the lead frame holder 50 is removed. It is set to the extent that it is not necessary to apply external force. Then, a magnet having a magnetic force according to the setting is used. This is to facilitate the attachment / detachment work when replacing the lead frame holder 50, and to prevent unexpected damage due to an excessive external force.
  • a permanent magnet is used for the magnet 74, but an electromagnet may be used if mounting is possible.
  • a flexible member 75 made of an elastic material is arranged between the lead frame holding body 50 and the holding body holder 70.
  • the flexible member 75 is fixed to the recess of the holder 70, but may be fixed to the lead frame holder 50 side, or the lead frame holder 70 may also be fixed to the lead frame holder 70. It may be sandwiched between both without being fixed to 50.
  • the flexible member 75 is an annular member and has an annular shape that surrounds the circumference of the suction path 53 of the lead frame holder 50 and the circumference of the suction path 73 of the holder 70 when viewed in a plan view from the Z direction. ing.
  • the shape of the ring when viewed in a plan view is not limited to the annulus, and may be a ring having another shape, but the annulus is preferable from the viewpoint of stability and reproducibility of elastic deformation.
  • the flexible member 75 is in close contact with both the lower end surface of the lead frame holder 50 and the upper end surface of the holder holder 70 when the lead frame holder 50 is held by the holder 70 with the above-mentioned holding force. It elastically deforms as if it were.
  • the flexible member 75 is formed of an elastic material that is elastically deformed by the above-mentioned holding force and can airtightly connect the suction path 53 and the suction path 73 (connect both to seal from the outside air).
  • the flexible member 75 can include, for example, any material of rubber, porous resin, or ferrofluid.
  • the suction path is evacuated and sucked by the suction hole, but this embodiment can be elastically deformed. Since the flexible member 75 is interposed, the airtightness of the suction path is excellent. In the present embodiment, the flexible member 75 is elastically deformed by the holding force of the holding mechanism using magnetic force, and the lead frame holding body is in close contact with both the lead frame holding body and the holding body holder to connect the suction path. There is no need to repeatedly adjust the mounting.
  • the flexible member 75 is unexpectedly twisted after the lead frame holder is mounted, resulting in leakage. It never happens. If a flexible member is used as in the present embodiment, the airtightness at the time of evacuation can be made particularly excellent.
  • the alignment is automatically performed, so that an excessive load is required for the alignment work.
  • the lead frame holder can be attached to the holder holder without any need. Since the fitting mechanism of the present embodiment is not a part of the airtight sealing surface of the suction path, even if the tapered surface of the convex portion slides on the edge or inner surface of the concave portion during fitting and is worn, the suction path No leak occurs in. Furthermore, even if an unexpected external force acts, the elastic deformation function, which is important for positioning, is not impaired.
  • a suction mechanism for picking up a semiconductor chip as a work will be described with reference to FIGS. 22 to 25.
  • a dedicated collet is prepared for each type of work (semiconductor chip), a collet suitable for the work at the time of bonding is selected and attached to the collet holder, and a suction mechanism is provided.
  • a suction mechanism is provided.
  • FIG. 22 is a perspective view of the suction mechanism, and the suction mechanism includes a collet 921, a collet holder 922, and a bonding arm 923.
  • the collet holder 922 holds the collet 921 detachably, but FIG. 22 shows a state in which the collet 921 is detached from the collet holder 922.
  • the bonding arm 923 is provided with a Z-direction actuator 9121 for moving the collet 921 and the collet holder 922 in the Z direction.
  • the Z-direction actuator 9121 can perform a Z-direction movement operation and a pressing load feedback control at the time of bonding under the control of the control unit.
  • the Z-direction actuator 9121 is operated to raise and lower the collet.
  • the operation of the Z-direction actuator is controlled by the pressing load feedback so that the semiconductor chip 911 is not deformed or damaged, and a force exceeding a predetermined load is not applied.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of the collet 921 and the collet holder 922 cut along the bending line BB shown in FIG. 22, that is, the path passing through the convex portion 9102c, the suction path 9108, and the convex portion 9102a.
  • FIG. 25 is a top view of the collet 921 and the collet holder 922 as viewed from the Z direction.
  • the collet 921 includes a collet base 9103, a convex portion 9102a, a convex portion 9102b, a convex portion 9102c, a seat surface 9104a, a seat surface 9104b, a seat surface 9104c, and a work suction portion 9106 as constituent elements, and these are integrated.
  • the collet 921 is provided with a suction path 9108 that penetrates the inside, and a suction hole 9109 for sucking the semiconductor chip 911 is arranged at the lower end of the suction path 9108.
  • the collet holder 922 includes a recess 9112a, a recess 9112b, a recess 9112c, a magnet 9113, a seat surface 9114a, a seat surface 9114b, and a seat surface 9114c as constituent elements, and these are integrated.
  • the collet holder 922 is provided with a suction path 9116 penetrating the inside, and the suction path 116 is connected to a negative pressure application mechanism (vacuum pump, control valve, etc.) (not shown).
  • the magnet 9113 of the collet holder 922 and the collet base 9103 are arranged so as to face each other, but the collet base 9103 is formed of a ferromagnetic material.
  • the collet base 9103 is attracted by the magnetic force of the magnet 9113, and the collet 921 is detachably held by the collet holder 922.
  • the mechanism for holding the collet detachably by using magnetic force is not limited to this configuration.
  • a magnet may be provided on the collet side and the collet holder may be formed of a ferromagnetic material.
  • a first magnet may be provided on one of the collet and the collet holder, and a second magnet may be provided on the other, and the first magnet and the second magnet may be arranged so that the opposite magnetic poles face each other.
  • the strength of the holding force when the collet holder holds the collet is set so that the collet can be held stably during a series of bonding operations, but it is not necessary to apply an excessive external force when removing the collet.
  • a magnet having a magnetic force according to the setting is used. This is to facilitate the attachment / detachment work when replacing the collet and to prevent unexpected damage due to an excessive external force.
  • the magnets 9113 are symmetrically arranged so as to surround the periphery of the suction path 9116 so that the required holding force is uniformly applied to each part of the collet and the collet holder.
  • the magnets may be arranged by an exceptional method as long as the required holding force is uniformly applied.
  • a permanent magnet is used for the magnet 9113, but an electromagnet may be used if mounting is possible.
  • a flexible member 9115 capable of elastic deformation is arranged between the collet 921 and the collet holder 922.
  • the flexible member 9115 is fixed to the recess of the collet holder 922, but may be fixed to the collet 921 side, or both are not fixed to the collet holder 922 or the collet 921. It may be sandwiched between.
  • the flexible member 9115 is an annular member, and when viewed in a plan view from the Z direction, it has an annular shape that surrounds the suction path 9108 of the collet 921 and the suction path 9116 of the collet holder 922. have.
  • the shape of the ring when viewed in a plan view is not limited to the annulus, and may be a ring of another shape, but a symmetrical shape is preferable from the viewpoint of the stability and reproducibility of elastic deformation, and the annulus is particularly preferable. Is desirable.
  • the flexible member 9115 is in close contact with both the upper end surface of the collet 921 and the lower end surface of the collet holder 922 when the collet 921 is held by the collet holder 922 with a holding force that does not require an excessive external force for removal. It elastically deforms as if it were.
  • the flexible member 9115 is made of a material that can be easily elastically deformed by the holding force of the above-mentioned degree and that the suction path 9108 and the suction path 9116 can be airtightly connected (both are connected and sealed from the atmosphere). Has been done. Therefore, the flexible member 9115 can include, for example, any material of rubber, porous resin, or ferrofluid. Further, it is preferable that the annular flexible member 9115 is arranged concentrically around the suction path 9116. This is because the flexible member 9115 can be elastically deformed uniformly in the suction direction even with a weak suction force.
  • FIGS. 24A to 24C are schematic cross-sectional views in which the collet 921 and the collet holder 922 are cut along a bending line BB shown in FIG. 22, that is, a path passing through the convex portion 9102c, the suction path 9108, and the convex portion 9102a. be.
  • BB bending line
  • FIG. 24A shows a state before the collet 921 is attached to the collet holder 922
  • FIG. 24A shows a state before the collet 921 is attached to the collet holder 922
  • FIG. 24B shows a state in which the collet 921 is attached (held) to the collet holder 922. Further, FIG. 24C shows a state in which the collet 921 held in the collet holder 922 adsorbs the semiconductor chip 911.
  • the convex portions 9102a, convex portions 9102b, and convex portions 9102c of the collet 921 and the concave portions 9112a, concave portions 9112b, and concave portions 9112c of the collet holder 922 act as positioning mechanisms that can be fitted to each other. That is, as shown in FIG. 24B, when the collet holder 922 holds the collet 921, the collet holder 922 fits and restrains each other, so that the collet holder 922 can hold the collet 921 without rattling.
  • three pairs of convex portions and concave portions are provided, but an appropriate number of pairs can be provided in consideration of positioning accuracy, mechanical strength, spatial margin, manufacturing cost, and the like.
  • the magnet 9113 (magnet) included in the collet holder 922 and the collet base 9103 (ferromagnetic material) included in the collet 921 act as holding means for holding the collet detachably in the collet holder by magnetic force. That is, when the collet 921 is aligned with the collet holder 922 and brought close to the collet holder 922, the collet base 9103 is attracted by the magnetic force of the magnet 9113, and the collet 921 is held by the collet holder 922. When replacing the collet, the collet can be removed from the collet holder by applying an external force larger than the attractive force of the magnet (holding force of the holding means).
  • the attractive force of the magnet is such that the collet does not rattle due to the weight or inertial force when the semiconductor chip 911 (workpiece) is sucked and picked up or transported. It is necessary to set. However, the stronger the attractive force (holding force of the holding means) by the magnet is, the better, and it is better to set it in a range that does not require an excessively large external force when removing the collet from the collet base.
  • the positional relationship between the magnet 9113 and the collet base 9103 is set so that the magnet 9113 and the collet base 9103 face each other with a minute gap when the collet holder 922 holds the collet 921. desirable. This is because if the magnet 9113 and the collet base 9103 are in contact with each other, the magnet 9113 may be worn when the collet is attached or detached.
  • the lower surface of the collet holder 922 and the upper surface of the collet base 9103 are separated by a distance L2.
  • the distance L2 By securing the distance L2 as a clearance, it is possible to realize a positional relationship in which the magnet 9113 and the collet base 9103 do not come into contact with each other.
  • the seat surface 9104a, the seat surface 9104b, and the seat surface 9104c of the collet 921 are provided at positions higher than the upper surface of the collet base 9103.
  • the seat surface 9104a, the seat surface 9104b, and the seat surface 9104c of the collet 921 are brought into contact with the seat surface 9114a, the seat surface 9114b, and the seat surface 9114c of the collet holder 922.
  • the pair of the collet side seat surface and the collet holder side seat surface is equidistant and equidistant around the suction path. Paired.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this, and the collet side seat surface and the collet holder side seat having an appropriate number and shape are taken into consideration in consideration of positioning accuracy, mechanical strength, spatial margin, manufacturing cost, and the like.
  • a surface can be provided.
  • the seat surface 9104a to the seat surface 9104c are configured to protrude from the upper surface of the collet base 9103, but the seat surface 9114a to the seat surface 9114c of the collet holder 922 are made of the collet holder 922. It may be configured to protrude from the lower surface of the. Further, the seat surface does not necessarily have to be installed in the vicinity of the positioning mechanism (convex portion 9102a to convex portion 9102c, concave portion 9112a to concave portion 9112c), and may be arranged at a distant position.
  • the flexible member 9115 is a member for airtightly connecting the suction hole 9109 (suction path 9108) of the collet 921 and the suction path 9116 of the collet holder 922 when the collet holder 922 holds the collet 921 by magnetic force. Is.
  • the flexible member 9115 of the present embodiment includes a base fitted with an annular groove provided in the collet holder 922, and an annular inclined surface having one end connected to the base so as to be inclined in the Z direction.
  • the direction in which the annular inclined surface is inclined is such that the tip of the ring opens toward the collet, that is, as shown in FIG. 24B, the inner diameter D1 (ring diameter) on the side in contact with the collet is the inner diameter D2 (ring diameter) on the collet holder side. It is set to be larger than the ring diameter).
  • the annular inclined surface has a small inner diameter D2 on the side connected to the base (collet base side in the example of FIG. 24B) and a large inner diameter D1 on the opposite tip side not connected to the base. It is tilted in the direction.
  • L1 is set to be larger than L2 described above.
  • the flexible member 9115 is elastically deformed by the holding force of the holding means, as shown in FIG. 24B. That is, the inclined surface protrudes by L2 from the lower surface of the collet holder 922 in the Z direction, and the lower end thereof is deformed so as to be in close contact with the upper surface of the collet base 9103. Further, the upper surface of the flexible member 9115 is brought into close contact with the collet holder 922 by the holding force of the holding means. As a result of the elastic deformation, the inclination of the inclined surface with respect to the Z direction becomes large, and the inner diameter D1 becomes larger than before the collet 921 is mounted.
  • the flexible member 9115 that is in close contact with both the collet holder 922 and the collet 921 constitutes an airtight connection portion that connects the suction path 9116 (suction hole 9109) of the collet 921 and the suction path 9116 of the collet holder 922 to seal from the atmosphere. do.
  • the suction path is evacuated and sucked in the suction hole 9109, but this embodiment can be elastically deformed. Since the flexible member 9115 is interposed, the airtightness of the suction path is excellent. In the conventional method of connecting the suction path by directly contacting the collet, which is a rigid body, with the collet holder, air leaks may occur from a small gap, and when mounting the collet, the mounting adjustment is performed. Had to be repeated.
  • the flexible member 9115 is elastically deformed by the holding force of the holding mechanism using magnetic force, and the collet is attached because the flexible member 9115 is in close contact with both the collet and the collet holder to connect the suction path. There is no need to make repeated adjustments. Moreover, in the present embodiment, since the relative positions of the collet and the collet holder are fixed by the positioning mechanism described above, the flexible member 9115 is not unexpectedly twisted and leaks do not occur after the collet is mounted. Further, according to the present embodiment, the occurrence of leakage can be realized with a compact and lightweight structure. By making the structure compact and lightweight, it is possible to perform advanced position control.
  • a donut-shaped flexible member having a circular cut surface can be used.
  • the flexible member 9115 is composed of the base and the slope as described above, the sealing property when the suction path is evacuated can be made particularly excellent. That is, due to the pressure difference between the inside and outside when the suction path is evacuated, the upper surface and the side surface of the base are pressed more strongly against the groove of the collet holder, and the tip of the slope opposite to the base is pressed more strongly against the upper surface of the collet. ..
  • the flexible member of the present embodiment not only the flexible member is in close contact with the holding force due to the magnetic force, but also the atmospheric pressure acts in the direction of further improving the close contact, so that the sealing property when evacuated is obtained. Is particularly excellent.
  • the die bonder according to the fourth embodiment also includes elements such as a wafer support device, a collet, a collet holder, a bonding arm, a transport unit, a camera for a supply unit, a camera for an island unit, and a control unit.
  • the die bonder according to the fourth embodiment may have the same or different configuration as that of the third embodiment for the suction mechanism for picking up the semiconductor chip, but uses a different configuration from the third embodiment for the lead frame holding mechanism for holding the lead frame. ..
  • the lead frame holding body 940 is provided with a rail portion 940b so that the position of the lead frame 941 can be regulated.
  • the position of the lead frame 941 may fluctuate slightly.
  • a suction hole is provided in the lead frame holder so that the lead frame can be easily and without rattling, and the lead frame is sucked. Further, the lead frame holder is held by the holder holder by magnetic force, and the suction path of the lead frame holder and the suction path of the holder holder are connected by a flexible member that can be airtightly connected.
  • the lead frame holder can be mounted on the holder holder in a state where leakage is suppressed without undue burden on the mounting adjustment work. can.
  • the lead frame holder (tool) capable of attracting the lead frame (work) is removably held by the holder holder (tool holder) by magnetic force, and the suction path can be airtightly connected. It is a semiconductor manufacturing apparatus provided with a flexible member.
  • a dedicated lead frame holder is prepared for each type of lead frame. Then, at the time of bonding, a lead frame holder corresponding to the type of the lead frame is selected and attached to the holder holder to form a lead frame holding mechanism.
  • FIG. 26 is a schematic plan view for explaining that the holder of the die bonder according to the fourth embodiment can hold a plurality of types of lead frame holders.
  • FIG. 27 schematically shows a cross section of the lead frame holding mechanism of the second embodiment, and is a YZ cross-sectional view cut along a line passing through the convex portion 971a and the convex portion 971c shown in FIG. 26.
  • FIG. 26 schematically shows a large size lead frame 951 and a small size lead frame 961 handled by the die bonder of the present embodiment.
  • a dedicated lead frame holder 950 is prepared in advance for the large size lead frame 951, and a dedicated lead frame holder 960 is prepared in advance for the small size lead frame 961.
  • a lead frame holder corresponding to the lead frame is selected and attached to the holder holder 970.
  • the lead frame holder that can be attached to the die bonder is limited to these two types. is not it.
  • FIG. 27 shows a state in which the lead frame holder 950 is attached to the holder holder 970 and the lead frame 951 is attracted to the lead frame holder 950.
  • a large number of islands 952 for bonding semiconductor elements are arranged on the lead frame 951. It was
  • the lead frame holder 950 includes a suction path 953 for sucking the lead frame 951, a recess 972a, a recess 972b, and a recess 972c, which are formed on a substrate made of a ferromagnetic material.
  • the suction path 953 penetrates the substrate in the Z direction, and the upper end of the suction path 953 is a suction hole for sucking the lead frame 951.
  • the holder holder 970 includes a convex portion 971a, a convex portion 971b, a convex portion 971c, and a magnet 974, which are integrated.
  • the holder holder 970 is provided with a suction path 973 that penetrates the inside, and the suction path 973 is connected to a negative pressure application mechanism (vacuum pump, control valve, etc.) (not shown).
  • the concave portions 972a, the concave portions 972b, and the concave portions 972c of the lead frame holder 950 and the convex portions 971a, the convex portions 971b, and the convex portions 971c of the holding body holder 970 function as positioning mechanisms that can be fitted to each other. That is, as shown in FIG. 27, when the holding body holder 970 holds the lead frame holding body 950, the holding body holder 970 fits and restrains each other, so that the holding body holder 970 holds the lead frame holding body 950 without rattling. can do.
  • three pairs of convex portions and concave portions are provided, but an appropriate number of pairs may be provided at appropriate positions in consideration of positioning accuracy, mechanical strength, spatial margin, manufacturing cost, and the like. can.
  • the mechanism for holding the holder detachably by using magnetic force is not limited to this configuration.
  • a magnet may be provided on the lead frame holder side and the holder holder may be formed of a ferromagnetic material. ..
  • a first magnet is provided on one of the lead frame holder and the holder holder, and a second magnet is provided on the other, and the first magnet and the second magnet are arranged so that the magnetic poles opposite to each other face each other. You may.
  • the strength of the holding force when the holding body holder 970 holds the lead frame holding body 950 can stably hold the lead frame holding body 950 during the bonding work, but is excessive when the lead frame holding body 950 is removed. It is set to the extent that it is not necessary to apply external force. Then, a magnet having a magnetic force according to the setting is used. This is to facilitate the attachment / detachment work when replacing the lead frame holder 950, and to prevent unexpected damage due to an excessive external force.
  • a permanent magnet is used for the magnet 974, but an electromagnet may be used if mounting is possible.
  • a flexible member 975 made of an elastic material is arranged between the lead frame holding body 950 and the holding body holder 970.
  • the flexible member 975 is fixed to the recess of the holder holder 970, but may be fixed to the lead frame holder 950 side, or the lead frame holder 970 may also be fixed to the lead frame holder. It may be sandwiched between the two without being fixed to the 950.
  • the flexible member 975 is an annular member and has an annular shape that surrounds the circumference of the suction path 953 of the lead frame holder 950 and the circumference of the suction path 973 of the holder holder 970 when viewed in a plan view from the Z direction. ing.
  • the shape of the ring when viewed in a plan view is not limited to the annulus, and may be a ring having another shape, but the annulus is preferable from the viewpoint of stability and reproducibility of elastic deformation.
  • the flexible member 975 is in close contact with both the lower end surface of the lead frame holder 950 and the upper end surface of the holder holder 970 when the lead frame holder 950 is held by the holder holder 970 with the above-mentioned holding force. It elastically deforms as if it were.
  • the flexible member 975 is formed of an elastic material that is elastically deformed by the above-mentioned holding force and can airtightly connect the suction path 953 and the suction path 973 (connect both to seal from the outside air).
  • the flexible member 975 can include, for example, any material of rubber, porous resin, or ferrofluid.
  • the suction path is evacuated and sucked by the suction hole, but this embodiment can be elastically deformed. Since the flexible member 975 is interposed, the airtightness of the suction path is excellent. In the present embodiment, the flexible member 975 is elastically deformed by the holding force of the holding mechanism using magnetic force, and the lead frame holding body is in close contact with both the lead frame holding body and the holding body holder to connect the suction path. There is no need to repeatedly adjust the mounting.
  • the flexible member 975 is unexpectedly twisted after the lead frame holder is mounted, resulting in leakage. It never happens. If a flexible member is used as in the present embodiment, the airtightness at the time of evacuation can be made particularly excellent.
  • the present invention is not limited to the embodiments and modifications described above, and many modifications can be made within the technical idea of the present invention. Moreover, the effects described in the embodiments are merely a list of the most suitable effects resulting from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the embodiments.
  • a die bonder having both a semiconductor element adsorption mechanism as in the first embodiment and a lead frame adsorption mechanism as in the second embodiment may be used.
  • a die bonder having both a suction mechanism for a semiconductor element as in the third embodiment and a suction mechanism for a lead frame as in the fourth embodiment may be used.
  • the collet is provided with a convex portion and the collet holder is provided with a concave portion.
  • the collet is provided with a concave portion and the collet holder is provided with a convex portion. It may be provided.
  • convex portions and concave portions may be arranged on both the collet and the collet holder.
  • the position restricting portion may be arranged on either or both of the collet and the collet holder.
  • the holder holder is provided with a convex portion and the lead frame holder is provided with a concave portion.
  • the holder is provided with a concave portion.
  • the holder may be provided with a concave portion, and the lead frame holder may be provided with a convex portion.
  • convex portions and concave portions may be arranged on both the lead frame holder and the holder holder.
  • the position restricting portion may be arranged on either or both of the collet and the collet holder.
  • the tapered surface is provided on the convex portion made of the elastic material, but the tapered surface may be provided on the concave portion side. That is, if a sliding surface that acts in a direction that eliminates misalignment when the convex portion is inserted into the concave portion can be configured, the tapered surface can be provided only on the convex portion, only on the concave portion, or both.
  • the collet is provided with a convex portion and the collet holder is provided with a concave portion.
  • the collet is provided with a concave portion and the collet holder is provided with a convex portion. It may be provided.
  • the holder holder is provided with a convex portion and the lead frame holder is provided with a concave portion.
  • the holder is provided with a concave portion.
  • the holder may be provided with a concave portion, and the lead frame holder may be provided with a convex portion.
  • the work to be adsorbed by the collet is not limited to the semiconductor element (semiconductor chip), and may be an electronic component such as a resistance element or a capacitor.
  • the die bonder according to the present invention can be widely used in a method for manufacturing an article in which an electronic component or the like is mounted on a circuit board or the like, in addition to a method for manufacturing a semiconductor in which a semiconductor chip is die-bonded.
  • the present invention can be widely implemented in a device for die-bonding a semiconductor chip, a device for mounting an electronic component or the like on a circuit board or the like, and the like.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, in order to publicize the scope of the present invention, the following claims are attached.

Abstract

吸引によりワーク(11)を吸着可能なツール(21)と、吸引経路(116)を備えたツールホルダ(22)と、前記ツールホルダ(22)が前記ツール(21)を保持する際に、前記ツールホルダ(22)に対する前記ツール(21)の相対位置を位置決めする位置決め部(117)と、を備え、前記位置決め部(117)は、前記ツール(21)と前記ツールホルダ(22)の一方に配置され、弾性材料により形成されテーパ面(107)を有する少なくとも1つの凸部(102)と、前記ツール(21)と前記ツールホルダ(22)の他方に配置され、前記凸部(102)と嵌合可能な少なくとも1つの凹部(112)を備える、吸着機構である。

Description

吸着機構、物品の製造装置、半導体製造装置
 本発明は、例えば半導体チップをリードフレーム等に実装するための装置や方法に関する。
 電子装置には種々の形態があるが、例えばリードフレームに半導体チップが実装された半導体パッケージや、回路基板に半導体チップ等の電子部品が実装された回路パッケージを備えるものが多い。半導体パッケージや回路パッケージは、例えば以下のような手順で製造される。まず、多数の集積回路を半導体ウエハ上に形成し、ダイシング工程にて半導体ウエハを切断して半導体チップ(ダイ)に分割する。そして、ボンディング工程にて、半導体チップ(ダイ)等の電子部品を、リードフレームや回路基板にボンディングする。このボンディング工程に使用される装置が、いわゆるダイボンダと呼ばれるダイボンディング装置である。ダイボンダは、電子部品をリードフレームや基板に搭載して、はんだ、金、樹脂等の接合材を用いて接着する装置であるが、場合によっては、すでにボンディングされた電子部品の上に更に別の電子部品を搭載して接着する用途にも使用され得る。
 例えば、ダイボンダにより電子部品を基板等の表面にボンディングする場合には、コレットと呼ばれる吸着ノズルを用いて電子部品を吸着してピックアップし、ボンディングをするべき所定の位置に搬送する。そして、接合材を加熱してボンディングを行う。コレットは、電子部品のピックアップと搬送のみに用いてもよいし、さらにボンディング時に電子部品に押付力を付与するのに用いてもよい。コレットは、吸着孔を有し、エアを吸引して電子部品を吸着保持する保持具であるが、吸着対象である電子部品の大きさや形状に適合したものが用いられる。
 このようなダイボンダでは、ボンディングするべき電子部品の種類を変更する際には、変更後の電子部品に適合した大きさや形状のコレットに交換する必要がある。また、同一品種の電子部品を継続的にボンディングする場合であっても、コレットが損耗して電子部品の表面を傷つけたり、コレットに汚れが付着して電子部品の表面を汚染したりするのを防止するため、新しいコレットに適時に交換する必要がある。そこで、ダイボンダの分野では、コレットなどのツールを交換可能な装置が知られている。
 例えば、特許文献1には、コレットがコレットホルダと嵌合して着脱可能に保持されるボンディングヘッドが開示されている。コレットホルダには貫通スリット(貫通開口)が形成され、貫通スリットには抜き止めピンが装着されている。この抜き止めピンをコレットの係止溝に係合させることで、コレットはコレットホルダに係止される。
 また、特許文献2には、コレットを交換するコレット交換部を備え、コレット交換部には爪構造を有する開閉アームとコレットクランプ部を設けた半導体製造装置が開示されている。コレットホルダに爪の逃げ部を設けておき、開閉アームを制御することによりコレットホルダへのコレットの取り付けや取り外しを行う装置である。
 また、特許文献3には、ボンディングツールがボンディングヘッドに吸着されることにより、着脱可能に保持されるボンディング装置が開示されている。ツール保持部の下端面にボンディングツールを吸着するための吸着手段を設け、ツール交換の際にツールを吸着したらツール保持部とツール収容部を相対的に水平移動させ、ボンディングツールの吸着位置を修正する方法が記載されている。
特開平10-135251号公報 特開2018―206843号公報 特開2004―200443号公報
 電子部品を吸着してピックアップする、電子部品を吸着して保持しながら搬送する、さらにボンディング時に電子部品に十分な押し付け力を付与するためには、これらの動作の際に、コレットが十分な吸引力で電子部品を吸着している必要がある。もし、吸着孔までの吸引経路においてエアリークが発生すると、十分な吸引力を得ることができなくなる。しかし、従来のダイボンダでは、コレットを交換すると、エアのリークが発生して吸引力が低下する場合があった。
 例えば、特許文献1に記載されたボンディングヘッドでは、ともに剛体であるコレットとコレットホルダを嵌合させてエアの吸引経路を形成する。嵌合させる際に、コレットとコレットホルダの位置合わせが不十分なまま嵌合させようとすると、嵌合面が非嵌合面と接触して損傷したり、嵌合構造の角部と平滑面が接触して嵌合部同士が互いに傷付け合ったりする場合がある。嵌合部を構成する角部や嵌合面の機械加工精度が十分でなかった場合にも、嵌合させる作業中に接触による損傷が生じる場合がある。そのため、コレットを交換すると嵌合面の気密性が不十分になることがあり、エアリークが発生してボンディング作業がうまく実施できない場合があった。
 また、特許文献2に記載された半導体製造装置においても、同様の課題があった。すなわち、コレットとコレットホルダの位置合わせが不十分なまま開閉アームを動作させて嵌合させようとすると、嵌合面が非嵌合面と接触して損傷したり、嵌合構造の角部と平滑面が接触して嵌合部同士が互いに傷付け合ったりする場合がある。嵌合部を構成する角部や嵌合面の機械加工精度が十分でなかった場合にも、嵌合させる作業中に接触による損傷が生じる場合がある。そのため、コレットを交換すると嵌合面の気密性が不十分になることがあり、エアリークが発生してボンディング作業がうまく実施できない場合があった。
 また、特許文献3に記載されたボンディング装置は吸着によりボンディングツールを保持するが、ツール保持部の下端面とツール上面の機械加工精度が十分でないと、微小な隙間からエアリークが発生する場合がある。そのため、ツールを交換する際には、ツールの取り付け調整を繰り返し行い、エアリークが少ない保持姿勢が決まるまで、ボンディング作業をうまく実施できない場合があった。
 また、ダイボンダでは、電子部品をボンディングする相手側であるリードフレームを、吸着を使ってリードフレーム保持体に保持させる場合がある。リードフレームの種類を変更する場合などにはリードフレーム保持体を交換する必要があるが、その際にも、上述したコレットの交換と同様にエアリークの問題が発生する場合があった。
 そこで、コレットやリードフレーム保持体などのように、ワークを吸着するツールを交換する際に、取り付け時の位置合わせ作業に過度の負担を要することなく、リークが抑制された状態でツールを装着できるダイボンダが求められていた。
 本発明の1つの態様によれば、吸引によりワークを吸着可能なツールと、吸引経路を備えたツールホルダと、前記ツールホルダが前記ツールを保持する際に、前記ツールホルダに対する前記ツールの相対位置を位置決めする位置決め部と、を備え、前記位置決め部は、前記ツールと前記ツールホルダの一方に配置され、弾性材料により形成されテーパ面を有する少なくとも1つの凸部と、前記ツールと前記ツールホルダの他方に配置され、前記凸部と嵌合可能な少なくとも1つの凹部と、を備える吸着機構である。
 本発明の別の態様によれば、吸引によりワークを吸着可能なツールと、吸引経路を備えたツールホルダと、磁力により前記ツールを前記ツールホルダに着脱可能に保持させる保持手段と、前記ツールホルダが前記ツールを磁力により保持した際に前記ツールと前記吸引経路とを気密接続可能な可撓性部材と、を備える、吸着機構である。
 本発明によれば、コレットやリードフレーム保持体などのように、ワークを吸着するツールを交換する際に、取り付け時の位置合わせ作業に過度の負担を要することなく、リークが抑制された状態でツールを装着できるダイボンダを提供することができる。
 本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。尚、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
実施形態に係るダイボンダの模式的な斜視図。 実施形態1に係るダイボンダのリードフレーム保持機構を示す模式的な断面図。 実施形態1に係る吸着機構の斜視図。 実施形態1に係る吸着機構の断面図。 実施形態1に係る吸着機構においてコレットをコレットホルダに装着する前の状態を示す断面図。 実施形態1に係る吸着機構においてコレットがコレットホルダに装着(保持)された状態を示す断面図。 実施形態1に係る吸着機構においてコレットが半導体チップを吸着した状態を示す断面図。 実施形態1に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 コレットを半導体チップの上方に移動させた図。 コレットが半導体チップを吸着した図。 コレットが半導体チップをピックアップした図。 嵌合部の1つをZ方向から見た上面図。 嵌合する前の凸部と凹部の状態を示す断面図。 嵌合する前の状態を示す断面図。 コレット(凸部)と位置規制部が接触した状態を示す図。 コレット(凸部)とコレットホルダ(凹部)が近接した状態を示す図。 コレット(凸部)とコレットホルダ(凹部)が接触した状態を示す図。 嵌合が完了した状態を示す図。 実施形態1の第1変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態1の第2変形例における嵌合する前の状態を示す断面図。 実施形態1の第2変形例におけるコレット(凸部)とコレットホルダ(凹部)が接触した状態を示す図。 実施形態1の第2変形例における嵌合が完了した状態を示す図。 実施形態1の第3変形例における嵌合する前の状態を示す断面図。 実施形態1の第3変形例におけるコレット(凸部)とコレットホルダ(凹部)が接触した状態を示す図。 実施形態1の第3変形例における嵌合が完了した状態を示す図。 実施形態1の第4変形例における嵌合する前の状態を示す断面図。 実施形態1の第4変形例におけるコレット(凸部)とコレットホルダ(凹部)が接触した状態を示す図。 実施形態1の第4変形例における嵌合が完了した状態を示す図。 実施形態1の第4変形例における凸部の平面図。 実施形態2に係るリードフレーム保持機構を示す模式的な平面図。 実施形態2に係るリードフレーム保持機構を示す模式的な断面図。 実施形態1の第5変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態1の第6変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態1の第7変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態1の第8変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態1の第9変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態1の第10変形例に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態3に係る吸着機構の斜視図。 実施形態3に係る吸着機構の断面図。 実施形態3に係る吸着機構においてコレットをコレットホルダに装着する前の状態を示す断面図。 実施形態3に係る吸着機構においてコレットがコレットホルダに装着(保持)された状態を示す断面図。 実施形態3に係る吸着機構においてコレットが半導体チップを吸着した状態を示す断面図。 実施形態3に係るコレット及びコレットホルダを、Z方向から見た上面図。 実施形態4に係るリードフレーム保持機構を示す模式的な平面図。 実施形態4に係るリードフレーム保持機構を示す模式的な断面図。
 図面を参照して、本発明の実施形態に係る吸着機構、物品の製造装置、半導体製造装置、等について説明する。
 尚、以下の実施形態の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の参照番号を付して示す要素は、同一又は類似の機能を有するものとする。
[実施形態1]
 図1は、実施形態に係るダイボンダを説明するための、模式的な斜視図である。半導体製造装置としてのダイボンダ100は、ワークとしての半導体チップ11(ダイ)をピックアップして、被装着部材としてのリードフレーム41に設けられたアイランド部42まで搬送して載置し、ボンディングを行う装置である。尚、図1は、本発明を説明する便宜のためにダイボンダ100の一部分を抽出した模式図であり、例えば筐体、固定台座、電源等のように実用装置としての機能を発揮するために備えている機械要素や電気要素でも、図示を省略したものがある。
(ダイボンダの構成)
 ダイボンダ100は、ウエハ支持装置14、コレット21、コレットホルダ22、ボンディングアーム23、搬送部24、供給部用カメラ31、アイランド部用カメラ32、制御部200を備えている。
 制御部200は、ダイボンダ100の動作を制御するためのコンピュータであり、内部には、CPU、ROM、RAM、I/Oポート等を備えている。
 本実施形態にかかる各種処理を実行するためのプログラムは、他のプログラムとともにROMに記憶させておいてもよいが、ネットワークを介して外部からRAMにロードしてもよい。あるいは、プログラムを記録した記録媒体を介して、RAMにロードしてもよい。
 I/Oポートは、外部機器やネットワークと接続され、たとえばボンディングに必要なデータの入出力を、外部のコンピュータとの間で行うことができる。また、I/Oポートは、不図示のモニターや入力装置と接続され、ダイボンダの動作状態情報を操作者に表示したり、操作者からの命令を受け付けたりすることができる。
 制御部200は、ボンディングアーム23、搬送部24、供給部用カメラ31、アイランド部用カメラ32をはじめとする構成要素と接続されており、制御信号によりこれらを制御する。
 ウエハ支持装置14は、多数の半導体チップ11にダイシング(分割)された半導体ウエハ13を支持する装置である。ウエハ支持装置14において、半導体ウエハ13が載置される所定の領域を供給部12と呼び、ダイボンディング用の半導体チップ11は、供給部12から供給される。
 コレット21(ツール)は、半導体チップ11(ワーク)を吸着することが可能な吸着部を備えている。具体的には、コレット21の下端面には真空吸引可能な吸着孔が設けられており、下端面を半導体チップ11に近接または当接させて吸着孔から吸引することにより、半導体チップ11を吸着することができる。また、吸着後に真空吸引を解除すれば、吸着していた半導体チップ11を開放することができる。
 コレットホルダ22(ツールホルダ)は、コレット21(ツール)を着脱可能に保持する保持機構である。コレットホルダ22には、吸着対象である半導体チップ11の大きさや形状と適合したコレット21が装着される。後に詳しく述べるように、本実施形態のダイボンダ100では、コレット21は磁力によりコレットホルダ22に保持される。
 コレットホルダ22には吸引経路が設けられており、コレットホルダ22がコレット21を保持する際には、コレット21の吸着孔とコレットホルダ22の吸引経路が接続される。この吸引経路を経由して、コレット21の吸着孔に真空ポンプ等から負圧を供給することにより、コレット21が半導体チップ11を吸着することができる。後に詳しく述べるように、本実施形態のダイボンダ100は、コレットホルダ22が磁力によりコレット21を保持する際に、コレット21の吸着孔とコレットホルダ22の吸引経路を気密接続するための可撓性部材を備えている。
 コレットホルダ22はボンディングアーム23に連結されており、ボンディングアーム23は、コレットホルダ22の位置姿勢を調整するための可動機構を備えている。例えば供給部12から半導体チップ11をピックアップする時には、ピックアップしようとする半導体チップ11にコレット21の下端面が近接または当接するように、ボンディングアーム23がコレットホルダ22の高さを調整する。また、リードフレーム41のアイランド部42に半導体チップ11をボンディングする時には、コレット21が吸着した半導体チップ11がアイランド部42に近接または当接するように、ボンディングアーム23がコレットホルダ22の位置姿勢を調整する。さらに、半導体チップ11がアイランド部42に適宜の力で押し付けられるように、コレットホルダ22の位置姿勢を調整してもよい。
 ボンディングアーム23は搬送部24に連結されており、搬送部24は、ウエハ支持装置14の供給部12とリードフレーム41のアイランド部42の間を、コレット21が自在に移動できるように、ボンディングアーム23を移動させることができる。搬送部24は、ボンディングアーム23を、X、Y、Zの各方向およびZ軸周りのθ方向に移動させることができる。
 供給部用カメラ31は、供給部12付近を撮像することが可能なカメラである。供給部12に載置された半導体チップ11の位置姿勢を確認したり、半導体チップ11をピックアップする際のコレット21の位置姿勢を確認するため、供給部用カメラ31は制御部200に画像データを送信する。制御部200は、ダイボンダ100がピックアップ動作を行う時には、供給部用カメラ31から送信される画像データを用いてコレット21の位置姿勢を制御する。
 アイランド部用カメラ32は、リードフレーム41のアイランド部42付近を撮像することが可能なカメラである。アイランド部42の位置姿勢を確認したり、半導体チップ11をボンディングする際のコレット21の位置姿勢を確認するため、アイランド部用カメラ32は制御部200に画像データを送信する。制御部200は、ダイボンダ100がボンディング動作を行う時には、アイランド部用カメラ32から送信される画像データを用いてコレット21の位置姿勢を制御する。
(ダイボンディング方法)
 ダイボンダ100の各部について更に詳細に説明する前に、ダイボンダ100を用いたダイボンディング方法の概略を説明する。
 まずダイボンディングを開始する準備として、ワークとしての半導体チップ11を、供給部12に載置する。また、被装着部材としてのリードフレーム41を、被装着部材保持部としてのリードフレーム保持体40(後に図2を参照して説明)にセットする。
 その後、ダイボンダ100の制御部200は、供給部用カメラ31にピックアップすべき半導体チップ11を撮像させ、半導体チップ11の位置姿勢を確認し、搬送部24およびボンディングアーム23を駆動してコレット21を移動させる。
 図7Aに示すようにコレット21をこの半導体チップ11の上方に位置させた後、図7Bに示すようにコレット21を下降させて下端面を半導体チップ11に近接または当接させ、吸着孔から吸引することにより半導体チップ11を吸着する。そして、図7Cに示すようにコレット21を上昇させ、半導体チップ11をピックアップする。その際、制御部200は、搬送部24、ボンディングアーム23、吸引機構等の動作を、供給部用カメラ31が撮像する画像データに基づいてフィードバック制御することができる。
 また、制御部200は、ボンディングを行うべきアイランド部42(所定位置)をアイランド部用カメラ32に撮像させ、その位置姿勢を確認する。そして、搬送部24およびボンディングアーム23を駆動して、例えば図1に矢印で示した経路で、半導体チップ11を吸着したコレット21をアイランド部42の上方に移動させる。
 そして、コレット21を下降させて半導体チップ11をアイランド部42に当接あるいは近接させ、吸引を停止することにより、半導体チップ11をアイランド部42に載置することができる。その後、接合材を加熱して半導体チップ11をリードフレーム41にボンディングする。尚、制御部200は、ボンディング中にコレット21が半導体チップ11をリードフレーム41に押し付けるように、ボンディングアーム23を制御してもよい。その際、制御部200は、搬送部24、ボンディングアーム23、吸引機構、加熱機構、等の動作を、アイランド部用カメラ32が撮像する画像データに基づいてフィードバック制御することができる。
 ダイボンダ100は、以上の手順により一つの半導体チップのボンディングを完了させた後、順次別の半導体チップをピックアップし、所定のアイランド部にボンディングしてゆく。尚、ダイボンディングする対象は、リードフレームのアイランド部には限られず、例えばリードフレーム上に実装された第2の半導体チップに第1の半導体チップをダイボンディングしてもよい。
(リードフレーム保持機構)
 次に、被装着部材としてのリードフレーム41を保持する機構について説明する。図2は、図1のYZ面方向に沿って切断した保持機構の模式的な断面図である。
 図2に示すように、リードフレーム41はリードフレーム保持体40に保持されている。リードフレーム保持体40は、リードフレーム41の周囲を取り囲むレール部40bと、リードフレーム41の底面を支持する受け部40aを有しており、リードフレーム41を着脱可能に保持する。
 レール部40bは、水平面内におけるリードフレーム41の位置が所定の範囲内に収まるように規制する位置規制部である。例えば、図1の図示外の領域でリードフレーム41をリードフレーム保持体40にセットし、図1に示す位置まで移動させる際に、アイランド部42が半導体チップ11のサイズを超えて位置ズレしないように、リードフレーム41の位置を規制する。具体的には、例えばY方向について、リードフレームが寸法公差内で最大サイズであった場合でも0.5mm程度のクリアランスが残るように、レール部40bの位置と形状は決められている。
(吸着機構)
 次に、図3~図6、図8A~図8B、図9A~図9B、等を参照して、ワークとしての半導体チップ11をピックアップする吸着機構について説明する。尚、本実施形態のダイボンダにおいては、ワーク(半導体チップ)の品種毎に専用のコレットが準備されており、ボンディングを行う際のワークに応じたコレットが選ばれてコレットホルダに装着され、吸着機構を構成する。
 図3は、吸着機構の斜視図であり、吸着機構は、コレット21、コレットホルダ22、ボンディングアーム23を備えている。コレットホルダ22は、コレット21を着脱可能に保持するが、図3はコレット21がコレットホルダ22から離脱した状態を示している。
 ボンディングアーム23には、コレット21及びコレットホルダ22をZ方向に移動させるためのZ方向アクチュエータ121が設けられている。Z方向アクチュエータ121は、制御部200の制御により、Z方向の移動動作や、ボンディング時の押付荷重フィードバック制御を行うことができる。半導体チップ11のピックアップ、載置、ボンディング等の動作を行う際には、Z方向アクチュエータ121を動作させてコレットを昇降させる。このとき、半導体チップ11が変形や損傷しないように、押付荷重フィードバックによりZ方向アクチュエータの動作が制御され、所定の荷重以上の力が印加されないようにする。
 図4は、図3に示す屈曲線B-B、すなわち凸部102c、吸引経路108、凸部102aを通る経路に沿ってコレット21とコレットホルダ22を切断した模式的な断面図である。また、図6は、コレット21及びコレットホルダ22をZ方向から見た上面図である。
 コレット21は、構成要素としてコレットベース103、凸部102a、凸部102b、凸部102c、座面104a、座面104b、座面104c、位置規制部117a、位置規制部117b、位置規制部117c、ワーク吸着部106を備え、これらは一体化されている。コレット21には、内部を貫通する吸引経路108が設けられており、吸引経路108の下端には半導体チップ11を吸引するための吸引孔109が配置されている。
 コレットホルダ22は、構成要素として凹部112a、凹部112b、凹部112c、マグネット113、座面114a、座面114b、座面114cを備え、これらは一体化されている。コレットホルダ22には、内部を貫通する吸引経路116が設けられており、吸引経路116は不図示の負圧印加機構(真空ポンプや制御バルブ等)と接続されている。
 コレットホルダ22のマグネット113と、コレットベース103は対向するように配置されるが、コレットベース103は強磁性体で形成されている。コレット21をコレットホルダ22に装着する際には、マグネット113の磁力によりコレットベース103が引力を受け、コレット21は着脱可能にコレットホルダ22に保持される。尚、本実施形態において磁力を用いてコレットを着脱可能に保持する機構は、この構成に限られるわけではなく、例えばコレット側にマグネットを設け、コレットホルダを強磁性体で形成してもよい。
 あるいは、コレットとコレットホルダのうちの一方に第1のマグネットを、他方に第2のマグネットを設け、逆の磁極が対向するように第1のマグネットと第2のマグネットを配置してもよい。
 コレットホルダがコレットを保持する際の保持力の強さは、一連のボンディング作業中はコレットを安定的に保持できるが、コレットを取り外す際には過大な外力を加える必要がない程度に設定され、設定に応じた磁力を備えるマグネットが用いられる。コレットを交換する際の着脱作業を容易にし、過大な外力により不測の破損が発生するのを防止するためである。
 コレットとコレットホルダの各部に必要な保持力が均一にかかるように、図6に示すように、マグネット113は、吸引経路116の周囲を取り囲むように対称に配置されている。ただし、必要な保持力が均一にかかる限り、これ例外の方法でマグネットを配置してもよい。尚、マグネット113には永久磁石が用いられるが、実装が可能であれば電磁石を用いてもよい。
 本実施形態の吸着機構においては、コレット21とコレットホルダ22の間に、弾性変形が可能な可撓性部材115が配置される。図4の例では、可撓性部材115はコレットホルダ22の凹部に固定されているが、コレット21側に固定されていてもよく、あるいはコレットホルダ22にもコレット21にも固定されずに両者に挟持されてもよい。
 図6に示すように、可撓性部材115は環状部材であり、Z方向から平面視すれば、コレット21の吸引経路108の周囲、およびコレットホルダ22の吸引経路116の周囲を取り囲む円環形状を有している。尚、平面視した時の環の形状は円環に限らず、他の形状の環であってもよいが、弾性変形の安定性や再現性の観点からは対称形状が好ましく、中でも特に円環が望ましい。
 可撓性部材115は、取り外しに過大な外力を必要としない程度の保持力でコレット21がコレットホルダ22に保持される際に、コレット21の上端面とコレットホルダ22の下端面の両方に密着するように弾性変形する。言い換えれば、可撓性部材115は、前述した程度の保持力により容易に弾性変形し、吸引経路108と吸引経路116とを気密接続(両者を接続して大気からシール)できるような材料で形成されている。このため、可撓性部材115は、例えば、ゴム、多孔質樹脂、または磁性流体のいずれかの材料を含むことができる。また、環状である可撓性部材115は、吸引経路116を中心とした同心円状に配置されていることが好ましい。弱い吸引力でも可撓性部材115を吸引方向に対し均一に弾性変形させることができるためである。
(コレットの装着方法)
 次に、図5A~図5C、図6、等を参照して、コレット21をコレットホルダ22に装着する方法について説明する。
 図5A~図5Cは、図3に示す屈曲線B-B、すなわち凸部102c、吸引経路108、凸部102aを通る経路に沿ってコレット21とコレットホルダ22を切断した模式的な断面図である。図示の便宜上、各部の寸法や形状は、非等縮尺で表されている。
 図5Aは、コレット21をコレットホルダ22に装着する前の状態を示し、図5Bは、コレット21がコレットホルダ22に装着(保持)された状態を示している。また、図5Cは、コレットホルダ22に保持されたコレット21が、半導体チップ11を吸着した状態を示している。
 コレット21の凸部102a、凸部102b、凸部102cと、コレットホルダ22の凹部112a、凹部112b、凹部112cは、互いに嵌合可能な位置決め機構として作用する。すなわち、図5Bに示すように、コレットホルダ22がコレット21を保持する際には互いに嵌合して拘束し合うため、コレットホルダ22はコレット21をガタつきなく保持することができる。本実施形態では、凸部と凹部の対からなる嵌合部を3対設けたが、位置決め精度、機械的強度、空間的余裕、製造コスト、等を勘案して適宜の数の対を設けることができる。ただし、保持した時の姿勢を安定させるため、位置決め機構は吸引経路の周囲に対称に配置するのが望ましい。
 コレットホルダ22が備えるマグネット113(磁石)と、コレット21が備えるコレットベース103(強磁性体)は、磁力によりコレットホルダにコレットを着脱可能に保持させる保持手段として作用する。すなわち、コレット21をコレットホルダ22に位置合わせして近接させると、マグネット113の磁力によりコレットベース103が引力を受け、コレット21はコレットホルダ22に保持される。コレットを交換する際には、磁石の引力(保持手段の保持力)よりも大きな外力を加えれば、コレットホルダからコレットを取り外すことが可能である。
 磁石の引力(保持手段の保持力)は、図5Cに示すように半導体チップ11(ワーク)を吸引してピックアップしたり搬送する際に、重量や慣性力によりコレットがガタつかないだけの強度に設定することが必要である。ただし、磁石による吸引力(保持手段の保持力)は強いほどよいわけではなく、コレットベースからコレットを取り外す際に過度に大きな外力を必要としないような範囲に設定するのが良い。
 マグネット113とコレットベース103の位置関係は、図5Bに示すように、コレットホルダ22がコレット21を保持した際に、マグネット113とコレットベース103が微小間隔を挟んで対向するように設定するのが望ましい。マグネット113とコレットベース103が当接する位置関係にすると、コレットを装着したり取り外したりする際にマグネット113に損耗が生じる可能性があるためである。
 そのために、コレットを装着した際に図5Bに示すように、コレットホルダ22の下面とコレットベース103の上面を、距離L2だけ離間させるようにする。クリアランスとして距離L2を確保することにより、マグネット113とコレットベース103が接触しない位置関係を実現することができる。距離L2を確保するため、コレット21の座面104a、座面104b、座面104cを、コレットベース103の上面よりも高い位置に設けている。そして、装着時には、コレット21の座面104a、座面104b、座面104cと、コレットホルダ22の座面114a、座面114b、座面114cとを当接させる構成としている。
 尚、本実施形態では、図3、図6に示すように、コレット側座面とコレットホルダ側座面の対を、吸引経路を中心にしてその周囲に等角、等距離になるように3対配置した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるわけではなく、位置決め精度、機械的強度、空間的余裕、製造コスト等を勘案して適宜の数や形状のコレット側座面とコレットホルダ側座面を設けることができる。また、距離L2を確保するため、本実施形態では座面104a~座面104cをコレットベース103の上面よりも突出させる構成としたが、コレットホルダ22の座面114a~座面114cをコレットホルダ22の下面よりも突出させる構成にしてもよい。また、座面は、必ずしも位置決め機構(凸部102a~凸部102c、凹部112a~凹部112c)の近傍に設置しなければならないわけではなく、離れた位置に配置してもよい。
 次に、可撓性部材115について説明する。可撓性部材115は、コレットホルダ22が磁力によりコレット21を保持する際に、コレット21の吸引孔109(吸引経路108)とコレットホルダ22の吸引経路116を外気から気密に接続するための部材である。
 本実施形態の可撓性部材115は、コレットホルダ22に設けられた環状の溝と嵌合した基部と、Z方向に対して傾斜するように一端が基部と接続した(基部からから突出した)環状の傾斜面を備えている。環状の傾斜面の傾斜する向きは、コレットに向けて環の先が開くような向き、すなわち図5Bに示すように、コレットと接する側の内径D1(環径)がコレットホルダ側の内径D2(環径)よりも大きくなるように設定されている。言い換えれば、環状の傾斜面は、基部と接続している側(図5Bの例ではコレットベース側)の内径D2が小さく、基部と接続していない反対の先端側の内径D1が大きくなるような向きに傾斜している。
 コレットホルダ22にコレット21が装着されていない時には、図5Aに示すように、コレットホルダ22の下面よりもZ方向にL1だけ突出している。ここで、L1は、前述したL2よりも大きくなるように設定されている。
 コレットホルダ22にコレット21が装着されると、図5Bに示すように、可撓性部材115は、保持手段の保持力により弾性変形する。すなわち、傾斜面はコレットホルダ22の下面よりもZ方向にL2だけ突出し、その下端がコレットベース103の上面に密着するように変形する。また、可撓性部材115の上面は、保持手段の保持力によりコレットホルダ22に密着する。弾性変形の結果、Z方向に対する傾斜面の傾きは大きくなり、内径D1はコレット21が装着される前よりも大きくなる。
 コレットホルダ22とコレット21の両方に密着した可撓性部材115は、コレット21の吸引経路116(吸引孔109)とコレットホルダ22の吸引経路116を接続して大気からシールする気密接続部を構成する。
 図5Cに示すように、コレット21を用いて半導体チップ11(ワーク)を保持する際には、吸引経路を真空引きして吸引孔109にて吸着するが、本実施形態は弾性変形可能な可撓性部材115を介在させているため、吸引経路の気密性が優れている。従来のように、剛体であるコレットとコレットホルダを直接当接させて吸引経路を接続する方法では、微小な隙間からエアのリークが発生する場合があり、コレットを装着する際には、取り付け調整を繰り返し行う必要があった。これに対して、本実施形態では、磁力を用いた保持機構の保持力により可撓性部材115が弾性変形し、コレットとコレットホルダの両方に密着して吸引経路を接続するため、コレットの取り付け調整を繰り返し行う必要はない。しかも、本実施形態では、コレットとコレットホルダの相対位置が上述した位置決め機構により固定されるため、コレットを装着後に可撓性部材115に不測のねじれが生じてリークが発生することはない。また、本実施形態によれば、リークの発生を小型かつ軽量な構造で実現することができる。小型かつ軽量な構造にすることにより、高度な位置制御を行うことが可能となる。
 尚、本発明を実施する際には、例えば切断面が円形のドーナツ形状の可撓性部材を用いることもできる。しかし、本実施形態では、上述したように可撓性部材115を基部と斜面とで構成しているため、吸引経路を真空引きする際のシール性を、特に優れたものとすることができる。すなわち、吸引経路を真空引きした際に生じる内外の圧力差により、基部の上面や側面はコレットホルダの溝にさらに強く押し付けられ、基部と反対側の斜面の先端はコレットの上面にさらに強く押し付けられる。このように、本実施形態の可撓性部材では、磁力による保持力で密着しているだけでなく、大気の圧力が密着性をさらに向上させる方向に作用するため、真空引きした際のシール性が特に優れたものとなっている。 
(嵌合部について)
 本実施形態では、コレットをコレットホルダに取付ける作業を行う際に、図5Aの段階で要求される位置合わせの精度を緩和できるように、凸部102a~凸部102cと凹部112a~凹部112cよりなる嵌合機構の構成を工夫している。さらに、図6に示すように位置規制部117a~位置規制部117cが嵌合機構に要求される位置合わせの精度を保証するように配置を工夫している。図8A~図8B、図9A~図9E、等を参照して、これを説明する。尚、以下の説明では、凸部102a~凸部102cの各々に共通する事項を説明する場合には、これらを総称して凸部102と呼ぶ場合がある。同様に、凹部112a~凹部112cの各々について、個別に区別する必要がない場合には、これらを総称して凹部112と呼ぶ場合がある。同様に、位置規制部117a~位置規制部117cの各々について、個別に区別する必要がない場合には、これらを総称して位置規制部117と呼ぶ場合がある。
 図8Aは、3つの嵌合機構の中の1つ、すなわち凸部102cと凹部112cと位置規制部117cについて、嵌合する前の状態をZ方向から見た上面図である。図8Bは、凸部102cと凹部112cが嵌合する前の状態を示す断面図である。尚、図3に示すように、他の2つの嵌合機構は、コレットベース上の異なる位置に設けられているが、嵌合機構を構成する凸部および凹部および位置規制部の形状は、図8A、図8Bに示すものと同様である。
 凸部102は、図8Bに例示するように、嵌合していない状態では最大外径がd2のピン形状をしている。凸部102には、先端から基部に向かって所定の深さのスリット105(凸部102cの場合はスリット105c)が設けられている。ピン形状をした凸部102を先端部から基底部に向かって見てゆくと、先端は直径がd1の平坦面であり、平坦面と接続するテーパ面107を経て、最大外径の胴部に至り、胴部よりも基底部側では外径は減少する。尚、スリット105の深さは、後述する弾性変形を適宜行えるようにするため、少なくとも先端部から胴部に至る深さであることが望ましく、図8Bの例では胴部よりも更に基底部側まで至る例を示している。
 凹部112は貫通孔であり、Z方向から見ると、図8Aに示すように矩形の両端に半円を結合した形状を有している。Z方向から見て、凹部112の長手方向の長さをL、短手方向の長さをDとした時、凸部102と凹部112は以下の数式1の関係を満たすように構成される。
 d1<D<d2<L・・・(数式1)
 凸部102は、上述したように中心にスリットを入れたピン形状を有しているが、弾性材料により形成されているため、短手方向の内径がDである凹部112と嵌合する際には、最大外径がd2よりも小さくなる方向に弾性変形することが可能である。
 位置規制部117は、図8Aに示すように凹部112の長手方向に沿って、コレットホルダ22を挟み込むように対向してコレット21に設置されている。図8Aの例では、位置規制部の長さは凹部112の長手方向の長さLと同程度の例を示している。位置規制部117のZ方向の寸法は、凸部102のZ方向の寸法よりも大きくても小さくてもよい。
 図9A~図9Eを参照して、凸部102cと凹部112cを例に嵌合のプロセスを説明する。図9Aに示すように、嵌合を開始する前には、凸部102cの中心と凹部112cの中心がΔX2だけずれていた(芯ずれしていた)とする。
 図9Bに示すように、嵌合動作を開始してコレット21とコレットホルダ22がZ方向に互いに近接するように相対移動させてゆくと、凸部102cと凹部112cの中心がずれているため、位置規制部117cのテーパ面118がコレットホルダ22の外形縁と接触する。更に、コレット21をコレットホルダ22に近接させると、テーパ面118と外形縁が摺動しながら、凸部102cの中心と凹部112cの中心が一致する向き(水平方向)に力が作用し、コレットホルダ22が位置規制部117に挿入されてゆく。
 更に、図9Cに示すように、嵌合動作を継続してコレット21とコレットホルダ22がZ方向に互いに近接するように相対移動させてゆく。すると、凸部102cと凹部112cの中心がずれているため、図9Dに示すように凸部102cのテーパ面107が凹部112cの開口縁と接触する。
 更に、コレットをコレットホルダに近接させると、テーパ面107と開口縁が摺動しながら、凸部102cの中心と凹部112cの中心が一致する向き(水平方向)に力が作用し、凸部102cが凹部112cに挿入されてゆく。
 そして、図9Eに示すように、凸部102cの胴部の最大外径が凹部112cの内径と等しくなるように凸部102cが弾性変形するとともに、芯ずれが解消されて嵌合が完了する。
 本実施形態では、数式1に示したように、d1<Dとし、凸部102の先端の平坦面と接続するテーパ面107を設けたことにより、凸部102と凹部112の位置ずれを吸収することができる。
 ここで、吸収可能な位置ずれの許容量をΔXとすれば、ΔXは下記の数式2で表すことができる。
 ΔX=D-d1・・・(数式2)
 位置規制部117にも先端の平坦面と接続するテーパ面118を設けたことにより、位置規制部117とコレットホルダ22の位置ずれを吸収することができる。ここで、位置規制部117とコレットホルダ22の吸収可能な位置ずれの許容量をΔX2とすれば、ΔX2は下記の数式3で表すことができる。
 ΔX2=Wo-W・・・(数式3)
 WoとWの値をΔX2がΔXよりも大きくなるように設定することで、位置規制部117を設けることで吸収可能な位置ずれの許容量を大きくすることができる。
 また、数式1に示したように、D<d2とすることで、凸部102を弾性変形させ、凸部102を凹部112にガタつきなく嵌合させることができる。
 また、数式1に示したように、d2<LとすることでX方向には余裕(遊び)があるため、例えば図8Aにおいて、凸部102cと凹部112cがX方向に芯ずれしていたとしても、嵌合動作を支障なく遂行することができる。言い換えると、凸部102cと凹部112cの場合は、平面視でスリット105cが延在するX方向に関しては、芯ずれが下記の数式4に示すようにΔY以下であれば、スムーズに嵌合することができる。
 ΔY<L-d2・・・(数式4)
 図9Cに示すように、嵌合が完了した状態において、凸部102が弾性変形した嵌合状態における変形量Mは、下記の数式5で表される。
 M=d2-D・・・(数式5)
 ここで、スリットの両側が弾性変形する際のばね定数をkとすると、弾性変形する方向(凸部102cの場合はY方向)の力Fと、ばね定数k及び嵌合状態における変形量Mの関係は、下記の数式6で表される。
 F=k×M・・・(数式6)
 嵌合機構を高剛性にしたい場合には、ばね定数kを大きくするか、嵌合状態における変形量Mを大きくすればよい。しかし、d2、D、ばね定数kは、製造時の加工誤差等によりバラツキを生じるものである。それらを考慮した上で、d2やDを決定し、嵌合状態における変形量Mを決定する必要がある。さらには嵌合動作時の摩擦抵抗等も考慮した上で、総合的にばね定数kと嵌合状態における変形量Mを決定するとよい。
 凸部102は弾性変形部材により形成されているため、変形量がある大きさ以上になると弾性変形による形状の復元ができなくなり、嵌合機構の機能を損なわれる。凸部102が嵌合機能を維持するために許容できる凸部102の最大変形量Nと嵌合状態の変形量Mの関係は、下記の数式7で表される。
 M<N・・・(数式7)
 ここで、コレット21とコレットホルダ22が位置決めされた状態で、コレットホルダ22に外力が作用すると、凸部102は嵌合状態の変形量M以上に変形する。コレット21とコレットホルダ22が位置決めされた状態で凸部102が移動可能な移動量Lは、位置規制部117がコレット21とコレットホルダ22の相対位置を規制するため、下記の数式8で表される。
 L=Wi-W・・・(数式8)
 移動量Lが最大変形量Nより小さければ、凸部102の変形量は弾性変形可能な範囲内に収まることとなり、不測の外力が凸部102に作用しても嵌合機能を損なわれることを防ぐことができる。すなわち、下記の数式9で表れる関係を満たすようにW1やWの寸法を決定するとよい。
 Wi-W<N・・・(数式9)
 本実施形態では、図6に示したように凸部102a~凸部102cと凹部112a~凹部112cと位置規制部117a~位置規制部117cよりなる3組の嵌合機構を、マグネット113、可撓性部材115、吸引経路116の周囲を取り囲むように等角に配置している。
 このうち、凸部102aと凸部102bはY方向に沿って配置され、それぞれのスリット105aとスリット105bもY方向に沿うように配向されている。対応する凹部112aと凹部112bもY方向に沿って配置され、それぞれの長穴の長手方向がY方向に沿うように配向されている。また、対応する位置規制部117aと位置規制部117bもY方向に沿って配置され、それぞれの位置規制面がY方向に沿うように配向されている。つまり、この2つの嵌合構造は、位置規制力が同一方向に作用する。また、凸部102cおよび対応する凹部112cは、スリット105cと長穴の長手方向がX方向に沿うように配置されている。さらに凸部102cおよび対応する位置規制部117cは、スリット105cと位置規制部の規制面がX方向に沿うように配置されている。つまり、前の2つの嵌合構造とは、位置規制力の方向が直交している。
 このような配置をとることにより、凸部102aと凹部112aと位置規制部117a、及び凸部102bと、凹部112bと位置規制部117bにより、X方向、及びZ軸周りの回転方向の位置が決まり、凸部102cと凹部112cと位置規制部117cによりY方向の位置が決まる。このように、3箇所の嵌合機構において、テーパ面の摺動と弾性変形の作用によりそれぞれの長穴の短手方向の位置合わせを行うことにより、全体としてX方向、Y方向、Z軸周りの回転方向の3方向の位置を決めることができる。
 以上説明したように、本実施形態によれば、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本実施形態の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置規制部が機能することで、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第1変形例)
 次に、実施形態1の第1変形例について、図10を参照して説明する。第1変形例は、Z方向から平面視したときに、凸部102a、凸部102b及び凹部112a、凹部112b及び位置規制部117a、位置規制部117cが配置された方向が、図6を参照して説明した実施形態1の基本形と異なっている。
 すなわち、基本形では、凸部102aのスリット105aと、凸部102bのスリット105bは、ともにY方向に沿うように配置されている。また、凹部112aの長手方向と、凹部112bの長手方向も、ともにY方向に沿って配置されている。
 これに対して、第1変形例では、凸部102aのスリット105aと、凸部102bのスリット105bは、互いに120度異なる向きに配置されている。また、凹部112aの長手方向と、凹部112bの長手方向も、互いに120度異なる向きに配置されている。つまり、スリット105a、スリット105b、スリット105cは、連通孔を中心にして、120度間隔に配置されている。同様に、凹部112aの長手方向、凹部112bの長手方向、凹部112cの長手方向は、連通孔を中心にして、120度間隔に配置されている。同様に、位置規制部117aの長手方向、位置規制部117bの長手方向、位置規制部117cの長手方向は、連通孔を中心にして、120度間隔に配置されている。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。本変形例の嵌合機構は、コレットをコレットホルダに取り付ける前に、Z軸周りの回転方向で位置ずれを生じ易い傾向がある場合に、容易に位置合わせを行うことができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第2変形例)
 次に、実施形態1の第2変形例について、図11A~図11Cを参照して説明する。第2変形例では、図11Aに示すように、凹部112の内径がZ方向の位置により変化する構成としている。すなわち、W1<W2とし、凸部102の最大外径との関係は、W2<d2としている。
 本変形例も、凸部102と凹部112が芯ずれしていた場合には、図11Bに示すようにテーパ面107が凹部112の内縁と摺動して、芯ずれが解消される方向に凸部102と凹部112が相対移動する。
 そして、嵌合の途中では、凸部102の最大外径の胴部が凹部の内径W1に合うように弾性変形するが、図11Bに示すように嵌合が完了すると、凸部102の最大外径の胴部が内径W2の部分に到達し、凸部102の弾性変形は緩和される。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。
 また、本変形例では、コレットをコレットホルダに取付けた後に、離脱させようとする方向に不測の外力がかかった際に、凸部102の下部のテーパ面107Rと凹部112の内径の段差部が接触して、嵌合を維持する方向に凸部102の弾性力が作用する。すなわち、凹部の内面には凸部の胴部を拘束する拘束部が設けられていると言える。このように、磁力によるコレットの保持を補助する方向に嵌合機構が作用するため、ダイボンディング作業中にコレットホルダによるコレットの保持の安定性が高まる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置規制部が機能することで、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第3変形例)
 次に、実施形態1の第3変形例について、図12A~図12Cを参照して説明する。第3変形例では、凸部102にはスリットを設けずに、基本形よりも弾性係数の小さな弾性材料を用いて、凸部102を形成している。本変形例においても、凸部102の胴部の最大外径は、凹部112の内径よりも大きく設定している。
 本変形例も、凸部102と凹部112が芯ずれしていた場合には、図12Bに示すようにテーパ面107が凹部112の内縁と摺動して、芯ずれが解消される方向に凸部102と凹部112が相対移動する。
 図12Cに示すように嵌合が完了すると、凸部102の胴部は径方向に圧縮され、凸部102の外径は、凹部112の内径と等しくなる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置規制部が機能することで、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第4変形例)
 次に、実施形態1の第4変形例について、図13A~図13Dを参照して説明する。第4変形例では、凸部102の形状を変更するとともに、嵌合時に凸部102を弾性的に付勢して拘束するための付勢部を凹部112に設けた。
図13Aの側面図、及び図13Dの平面図に示すように、本変形例の凸部102は、平面視で円の一部をD字形に切り取った所謂Dカットピン形状の凸部である。凸部102の平坦な側面には、溝105kが形成されている。凹部112の内側面には空隙が設けられ、空隙から顔を出すように剛球202が配置され、剛球202は空隙側に向けて板バネ201により付勢されている。凸部102が嵌合した際には、板バネ201により付勢された剛球202が溝105kと係合して拘束部として作用する。
 本変形例も、凸部102と凹部112が芯ずれしていた場合には、図13Bに示すようにテーパ面107が凹部112の内縁と摺動して、芯ずれが解消される方向に凸部102と凹部112が相対移動する。
 図13Cに示すように嵌合が完了すると、凹部112が備える剛球202が溝105kと係合し、凸部102は凹部112に拘束される。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第5変形例)
 次に、実施形態1の第5変形例について図16を参照して説明する。第5変形例では、位置規制部117の設置数を減らして2か所とした。
 図16に示すように、本変形例の位置規制部117は、凸部102aおよび凹部112aに対応した位置規制部117aと、凸部102cおよび凹部112cに対応した位置規制部117cの2か所とした。
 位置規制部117aはX方向の位置を規制することができるので、凸部102aおよび凸部102bの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117aがX方向の位置ずれを吸収した後に凸部102aと凹部112aおよび凸部102bと凹部112bの嵌合をすることができる。位置規制部117cはY方向の位置を規制することができるので、凸部102cの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117cがY方向の位置ずれを吸収した後に凸部102cと凹部112cの嵌合をすることができる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第6変形例)
 次に、実施形態1の第6変形例について、図17を参照して説明する。第6変形例では、位置規制部117の設置数を減らして2か所とした。
 図17に示すように、本変形例の位置規制部117は、凸部102aおよび凹部112aに対応した位置規制部117aと、凸部102cおよび凹部112cに対応した位置規制部117cの2個が配置された。位置規制部117aは凸部102および凹部112から離れた位置に配置している。
 位置規制部117aはX方向の位置を規制することができるので、凸部102aおよび凸部102bの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117aがX方向の位置ずれを吸収した後に凸部102aと凹部112aおよび凸部102bと凹部112bの嵌合をすることができる。位置規制部117cはY方向の位置を規制することができるので、凸部102cの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117cがY方向の位置ずれを吸収した後に凸部102cと凹部112cの嵌合をすることができる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第7変形例)
 次に、実施形態1の第7変形例について図18を参照して説明する。第7変形例では、位置規制部117の設置数を減らして2か所とした。
 図18に示すように、本変形例の位置規制部117は、凸部102aおよび凹部112aに対応した位置規制部117aと、凸部102cおよび凹部112cに対応した位置規制部117cの2個が配置された。位置規制部117aは凸部102aおよび凹部112aから離れた位置に配置している。
 位置規制部117aはX方向の位置を規制することができるので、凸部102aおよび凸部102bの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117aがX方向の位置ずれを吸収した後に凸部102aと凹部112aおよび凸部102bと凹部112bの嵌合をすることができる。位置規制部117cはY方向の位置を規制することができるので、凸部102cの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117cがY方向の位置ずれを吸収した後に凸部102cと凹部112cの嵌合をすることができる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第8変形例)
 次に、実施形態1の第8変形例について図19を参照して説明する。第8変形例では、第4変形例に示した付勢部を有する凹部112に対応するように位置規制部117を設けた。
 図19に示すように、本変形例の位置規制部117は、凸部102aおよび凹部112aに対応した位置規制部117aと、凸部102bおよび凹部112bに対応した位置規制部117bと、凸部102cおよび凹部112cに対応した位置規制部117cの3か所に配置された。ただし、嵌合状態における付勢部の弾性変形方向は一方向であるため、位置規制部117は付勢部の変形方向に対応して一方向の変形を規制するように配置した。
 位置規制部117aおよび位置規制部117bはX方向の位置を規制することができるので、凹部112aおよび凹部112bの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。位置規制部117cはY方向の位置を規制することができるので、凹部112cの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第9変形例)
 次に、実施形態1の第9変形例について図20を参照して説明する。第9変形例では、位置規制部117の設置数を減らして2か所とした。
 図20に示すように、本変形例の位置規制部117は、位置規制部117aと、位置規制部117cの2個が配置された。位置規制部117aは凸部102aおよび凹部112aから離れた位置に配置しており、位置規制部117cは凸部102cおよび凹部112cから離れた位置に配置している。
 位置規制部117aはX方向の位置を規制することができるので、凸部102aおよび凸部102bの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117aがX方向の位置ずれを吸収した後に凸部102aと凹部112aおよび凸部102bと凹部112bの嵌合をすることができる。位置規制部117cはY方向の位置を規制することができるので、凸部102cの弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。また、嵌合動作時に位置規制部117cがY方向の位置ずれを吸収した後に凸部102cと凹部112cの嵌合をすることができる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
(第10変形例)
 次に、実施形態1の第10変形例について図21を参照して説明する。第10変形例では、第4変形例に示した付勢部を有する凹部112の変形方向を考慮して1か所に位置規制部117を設けた。
 図21に示すように、本変形例の位置規制部117は、付勢部の変形方向に対応して一方向の変形を規制するように、突起形状をコレット21に設けた。突起形状は弾性嵌合部が弾性変形限度量以上よりも少ない距離だけコレットホルダ22と離れて配置されている。
位置規制部117はX方向の位置を規制することができるので、凹部112弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。位置規制部117はY方向の位置を規制することができるので、凹部112の弾性変形部材が、弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。
 本変形例においても、凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構のテーパ面の摺動と弾性変形の作用により自動的に位置合わせが行われるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくコレットをコレットホルダに取付けることができる。そして、本変形例の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、コレットがコレットホルダに取り付けられた状態でコレットに不測の外力が作用しても、位置合わせを行う弾性変形部材が弾性変形限度量以上に変形することを防ぐことができる。なお、図21では突起形状を円筒型としているが必ずしも円筒型である必要はなく、直方体その他の任意の立体形状で形成しても良い。また、図21ではコレットホルダ22に突起形状に合わせた切り欠き形状を設けているが、必ずしもこのような形状を形成する必要もない。
[実施形態2]
 本発明の実施形態2について、図面を参照して説明する。ただし、実施形態1と共通する部分については、詳細な説明をなるべく省略するものとする。
 実施形態2に係るダイボンダも、図1に示したようにウエハ支持装置、コレット、コレットホルダ、ボンディングアーム、搬送部、供給部用カメラ、アイランド部用カメラ、制御部、等の要素を備えている。実施形態2に係るダイボンダは、半導体チップをピックアップする吸着機構については実施形態1と同様あるいは別の構成でよいが、リードフレームを保持するリードフレーム保持機構については実施形態1とは異なる構成を用いる。
 実施形態1におけるリードフレーム保持機構(図2参照)では、リードフレーム保持体40にレール部40bを設け、リードフレーム41の位置を規制できるようにしていた。しかし、リードフレームの寸法公差を考慮して、ある程度のクリアランスを確保しておく必要があるため、リードフレーム41の位置が微小変動する場合があった。
 そこで、実施形態2では、リードフレームを容易に、しかもガタつきなく保持できるように、リードフレーム保持体に吸引孔を設けてリードフレームを吸着する構成とした。また、リードフレーム保持体を磁力により保持体ホルダに保持させる構成とし、リードフレーム保持体の吸引経路と保持体ホルダの吸引経路を気密接続可能な可撓性部材で接続した。取り扱うリードフレームの種類に応じてリードフレーム保持体を交換する際に、取り付け調整作業に過度の負担を要することなく、リークが抑制された状態でリードフレーム保持体を保持体ホルダに装着することができる。
 つまり、実施形態2に係るダイボンダは、リードフレーム(ワーク)を吸着可能なリードフレーム保持体(ツール)を、保持体ホルダ(ツールホルダ)が磁力により脱着可能に保持し、吸引経路を気密接続可能な可撓性部材を備える半導体製造装置である。
 実施形態2に係るダイボンダでは、リードフレームの種類毎に専用のリードフレーム保持体が準備されている。そして、ボンディングを行う際には、リードフレームの種類に応じたリードフレーム保持体が選ばれて保持体ホルダに装着され、リードフレーム保持機構を構成する。
 図14は、実施形態2に係るダイボンダの保持体ホルダが、複数の形態のリードフレーム保持体を保持可能であることを説明するための模式的な平面図である。図15は、実施形態2のリードフレーム保持機構の断面を模式的に示しており、図14に示す凸部71aと凸部71cを通る線に沿って切断したYZ断面図である。
 図14には、本実施形態のダイボンダが取り扱う大きなサイズのリードフレーム51と、小さなサイズのリードフレーム61が模式的に図示されている。大きなサイズのリードフレーム51には専用のリードフレーム保持体50が、小さなサイズのリードフレーム61には専用のリードフレーム保持体60が、予め準備されている。ダイボンディング作業を実施する際には、リードフレームに応じたリードフレーム保持体が選ばれ、保持体ホルダ70に装着される。尚、説明の便宜のため、図14にはリードフレーム保持体50とリードフレーム保持体60の2種類のみを図示したが、ダイボンダに装着可能なリードフレーム保持体は、この2種類に限られるわけではない。
 図15には、リードフレーム保持体50が保持体ホルダ70に装着され、リードフレーム保持体50にはリードフレーム51が吸着された状態が図示されている。尚、リードフレーム51上には、半導体素子をボンディングするアイランド52が多数配置されている。
 リードフレーム保持体50は、リードフレーム51を吸引するための吸引経路53、凹部72a、凹部72b、凹部72cを備え、これらは強磁性体より成る基体に形成されている。吸引経路53は、基体をZ方向に貫通しており、吸引経路53の上端がリードフレーム51を吸引するための吸引孔となっている。
 保持体ホルダ70は、凸部71a、凸部71b、凸部71c、マグネット74、位置規制部77を備え、これらは一体化されている。保持体ホルダ70には、内部を貫通する吸引経路73が設けられており、吸引経路73は不図示の負圧印加機構(真空ポンプや制御バルブ等)と接続されている。
 リードフレーム保持体50の凹部72a、凹部72b、凹部72cと、保持体ホルダ70の凸部71a、凸部71b、凸部71cは、互いに嵌合可能な位置決め機構として機能する。すなわち、図15に示すように、保持体ホルダ70がリードフレーム保持体50を保持する際には互いに嵌合して拘束し合うため、保持体ホルダ70はリードフレーム保持体50をガタつきなく保持することができる。本実施形態では、凸部、凹部および位置規制部の組を3組設けたが、位置決め精度、機械的強度、空間的余裕、製造コスト、等を勘案して適宜の数の対を適宜の位置に設けることができる。
 本実施形態の凸部71a~凸部71cと凹部72a~凹部72cと位置規制部77a~位置規制部77cは、実施形態1における凸部102a~凸部102cと凹部112a~凹部112cと位置規制部117a~位置規制部117cと同様の嵌合機構を構成している。
 すなわち、凸部71a~凸部71cの頂部はテーパ面と接続し、嵌合しない状態における凸部71a~凸部71cの胴部の最大外径は、凹部72a~凹部72cの内径よりも大きく設定されている。また、位置規制部77にも先端の平坦面と接続するテーパ面78を設けたことにより、位置規制部77とリードフレーム保持体50の位置ずれを吸収することができる。
 したがって、リードフレーム保持体50を保持体ホルダ70に装着する際に凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、嵌合機構の作用により自動的に位置合わせが行わるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなく取付けることができる。さらに、位置規制部77により凸部71の変形量は弾性変形可能な範囲内に収まることとなり、不測の外力が凸部71に作用しても嵌合機能を損なわれることを防ぐことができる。
 リードフレーム保持体50を保持体ホルダ70に装着する際には、マグネット74の磁力によりリードフレーム保持体50の基体が引力を受け、リードフレーム保持体50は着脱可能に保持体ホルダ70に保持される。尚、本実施形態において磁力を用いて着脱可能に保持する機構は、この構成に限られるわけではなく、例えばリードフレーム保持体側にマグネットを設け、保持体ホルダを強磁性体で形成してもよい。あるいは、リードフレーム保持体と保持体ホルダのうちの一方に第1のマグネットを、他方に第2のマグネットを設け、互いに逆の磁極が対向するように第1のマグネットと第2のマグネットを配置してもよい。
 保持体ホルダ70がリードフレーム保持体50を保持する際の保持力の強さは、ボンディング作業時にはリードフレーム保持体50を安定的に保持できるが、リードフレーム保持体50をはずす際には過大な外力を加える必要がない程度に設定される。そして、設定に応じた磁力を備えるマグネットが用いられる。リードフレーム保持体50を交換する際の着脱作業を容易にし、過大な外力により不測の破損が発生するのを防止するためである。尚、マグネット74には永久磁石が用いられるが、実装が可能であれば電磁石を用いてもよい。
 図15に示すように、本実施形態のリードフレーム保持機構では、リードフレーム保持体50と保持体ホルダ70の間に弾性材料から成る可撓性部材75が配置される。図15の例では、可撓性部材75は保持体ホルダ70の凹部に固定されているが、リードフレーム保持体50側に固定されていてもよく、あるいは保持体ホルダ70にもリードフレーム保持体50にも固定されずに両者に挟持されてもよい。
 可撓性部材75は環状部材であり、Z方向から平面視すれば、リードフレーム保持体50の吸引経路53の周囲、および保持体ホルダ70の吸引経路73の周囲を取り囲む円環形状を有している。尚、平面視した時の環の形状は円環に限らず、他の形状の環であってもよいが、弾性変形の安定性や再現性の観点からは円環が望ましい。
 可撓性部材75は、リードフレーム保持体50が前述した程度の保持力で保持体ホルダ70に保持される時に、リードフレーム保持体50の下端面と保持体ホルダ70の上端面の両方に密着するように弾性変形する。言い換えれば、可撓性部材75は、前述した程度の保持力により弾性変形し、吸引経路53と吸引経路73とを気密接続(両者を接続して外気からシール)できるような弾性材料で形成されている。可撓性部材75は、例えば、ゴム、多孔質樹脂、または磁性流体のいずれかの材料を含むことができる。
 図15に示すように、リードフレーム保持体50を用いてリードフレーム(ワーク)を保持する際には、吸引経路を真空引きして吸引孔にて吸着するが、本実施形態は弾性変形可能な可撓性部材75を介在させているため、吸引経路の気密性が優れている。本実施形態では、磁力を用いた保持機構の保持力により可撓性部材75が弾性変形し、リードフレーム保持体と保持体ホルダの両方に密着して吸引経路を接続するため、リードフレーム保持体の取り付け調整を繰り返し行うような必要はない。しかも、本実施形態では、リードフレーム保持体と保持体ホルダの相対位置が上述した位置決め機構により固定されるため、リードフレーム保持体を装着後に可撓性部材75に不測のねじれが生じ、リークが発生することはない。本実施形態のように可撓性部材を用いれば、真空引きする際の気密性を特に優れたものとすることができる。
 以上説明したように、本実施形態によれば、嵌合機構の凸部と凹部の位置が多少ずれていたとしても、自動的に位置合わせが行わるため、位置合わせ作業に過度の負担を要することなくリードフレーム保持体を保持体ホルダに取付けることができる。そして、本実施形態の嵌合機構は、吸引経路の気密シール面の一部分ではないので、嵌合中に凸部のテーパ面が凹部の縁や内面と摺動して損耗したとしても、吸引経路においてリークが発生することはない。さらに、不測の外力が作用しても位置決めに重要な弾性変形の機能を損なうことがない。
[実施形態3]
(吸着機構)
 次に、図22~図25を参照して、ワークとしての半導体チップをピックアップする吸着機構について説明する。尚、本実施形態のダイボンダにおいては、ワーク(半導体チップ)の品種毎に専用のコレットが準備されており、ボンディングを行う際のワークに応じたコレットが選ばれてコレットホルダに装着され、吸着機構を構成する。尚、実施形態1と共通する部分については、詳細な説明をなるべく省略するものとする。
 図22は、吸着機構の斜視図であり、吸着機構は、コレット921、コレットホルダ922、ボンディングアーム923を備えている。コレットホルダ922は、コレット921を着脱可能に保持するが、図22はコレット921がコレットホルダ922から離脱した状態を示している。
 ボンディングアーム923には、コレット921及びコレットホルダ922をZ方向に移動させるためのZ方向アクチュエータ9121が設けられている。Z方向アクチュエータ9121は、制御部の制御により、Z方向の移動動作や、ボンディング時の押付荷重フィードバック制御を行うことができる。半導体チップ911のピックアップ、載置、ボンディング等の動作を行う際には、Z方向アクチュエータ9121を動作させてコレットを昇降させる。このとき、半導体チップ911が変形や損傷しないように、押付荷重フィードバックによりZ方向アクチュエータの動作が制御され、所定の荷重以上の力が印加されないようにする。
 図23は、図22に示す屈曲線B-B、すなわち凸部9102c、吸引経路9108、凸部9102aを通る経路に沿ってコレット921とコレットホルダ922を切断した模式的な断面図である。また、図25は、コレット921及びコレットホルダ922をZ方向から見た上面図である。
 コレット921は、構成要素としてコレットベース9103、凸部9102a、凸部9102b、凸部9102c、座面9104a、座面9104b、座面9104c、ワーク吸着部9106を備え、これらは一体化されている。コレット921には、内部を貫通する吸引経路9108が設けられており、吸引経路9108の下端には半導体チップ911を吸引するための吸引孔9109が配置されている。
 コレットホルダ922は、構成要素として凹部9112a、凹部9112b、凹部9112c、マグネット9113、座面9114a、座面9114b、座面9114cを備え、これらは一体化されている。コレットホルダ922には、内部を貫通する吸引経路9116が設けられており、吸引経路116は不図示の負圧印加機構(真空ポンプや制御バルブ等)と接続されている。
 コレットホルダ922のマグネット9113と、コレットベース9103は対向するように配置されるが、コレットベース9103は強磁性体で形成されている。コレット921をコレットホルダ922に装着する際には、マグネット9113の磁力によりコレットベース9103が引力を受け、コレット921は着脱可能にコレットホルダ922に保持される。尚、本実施形態において磁力を用いてコレットを着脱可能に保持する機構は、この構成に限られるわけではなく、例えばコレット側にマグネットを設け、コレットホルダを強磁性体で形成してもよい。あるいは、コレットとコレットホルダのうちの一方に第1のマグネットを、他方に第2のマグネットを設け、逆の磁極が対向するように第1のマグネットと第2のマグネットを配置してもよい。
 コレットホルダがコレットを保持する際の保持力の強さは、一連のボンディング作業中はコレットを安定的に保持できるが、コレットを取り外す際には過大な外力を加える必要がない程度に設定され、設定に応じた磁力を備えるマグネットが用いられる。コレットを交換する際の着脱作業を容易にし、過大な外力により不測の破損が発生するのを防止するためである。
 コレットとコレットホルダの各部に必要な保持力が均一にかかるように、図25に示すように、マグネット9113は、吸引経路9116の周囲を取り囲むように対称に配置されている。ただし、必要な保持力が均一にかかる限り、これ例外の方法でマグネットを配置してもよい。尚、マグネット9113には永久磁石が用いられるが、実装が可能であれば電磁石を用いてもよい。
 本実施形態の吸着機構においては、コレット921とコレットホルダ922の間に、弾性変形が可能な可撓性部材9115が配置される。図23の例では、可撓性部材9115はコレットホルダ922の凹部に固定されているが、コレット921側に固定されていてもよく、あるいはコレットホルダ922にもコレット921にも固定されずに両者に挟持されてもよい。
 図25に示すように、可撓性部材9115は環状部材であり、Z方向から平面視すれば、コレット921の吸引経路9108の周囲、およびコレットホルダ922の吸引経路9116の周囲を取り囲む円環形状を有している。尚、平面視した時の環の形状は円環に限らず、他の形状の環であってもよいが、弾性変形の安定性や再現性の観点からは対称形状が好ましく、中でも特に円環が望ましい。
 可撓性部材9115は、取り外しに過大な外力を必要としない程度の保持力でコレット921がコレットホルダ922に保持される際に、コレット921の上端面とコレットホルダ922の下端面の両方に密着するように弾性変形する。言い換えれば、可撓性部材9115は、前述した程度の保持力により容易に弾性変形し、吸引経路9108と吸引経路9116とを気密接続(両者を接続して大気からシール)できるような材料で形成されている。このため、可撓性部材9115は、例えば、ゴム、多孔質樹脂、または磁性流体のいずれかの材料を含むことができる。また、環状である可撓性部材9115は、吸引経路9116を中心とした同心円状に配置されていることが好ましい。弱い吸引力でも可撓性部材9115を吸引方向に対し均一に弾性変形させることができるためである。
(コレットの装着方法)
 次に、図24A~図24C、図25を参照して、コレット921をコレットホルダ922に装着する方法について説明する。
 図24A~図24Cは、図22に示す屈曲線B-B、すなわち凸部9102c、吸引経路9108、凸部9102aを通る経路に沿ってコレット921とコレットホルダ922を切断した模式的な断面図である。図示の便宜上、各部の寸法や形状は、非等縮尺で表されている。
 図24Aは、コレット921をコレットホルダ922に装着する前の状態を示し、図24Bは、コレット921がコレットホルダ922に装着(保持)された状態を示している。また、図24Cは、コレットホルダ922に保持されたコレット921が、半導体チップ911を吸着した状態を示している。
 コレット921の凸部9102a、凸部9102b、凸部9102cと、コレットホルダ922の凹部9112a、凹部9112b、凹部9112cは、互いに嵌合可能な位置決め機構として作用する。すなわち、図24Bに示すように、コレットホルダ922がコレット921を保持する際には互いに嵌合して拘束し合うため、コレットホルダ922はコレット921をガタつきなく保持することができる。本実施形態では、凸部と凹部の対を3対設けたが、位置決め精度、機械的強度、空間的余裕、製造コスト、等を勘案して適宜の数の対を設けることができる。ただし、保持した時の姿勢を安定させるため、位置決め機構は吸引経路の周囲に対称に配置するのが望ましい。
 コレットホルダ922が備えるマグネット9113(磁石)と、コレット921が備えるコレットベース9103(強磁性体)は、磁力によりコレットホルダにコレットを着脱可能に保持させる保持手段として作用する。すなわち、コレット921をコレットホルダ922に位置合わせして近接させると、マグネット9113の磁力によりコレットベース9103が引力を受け、コレット921はコレットホルダ922に保持される。コレットを交換する際には、磁石の引力(保持手段の保持力)よりも大きな外力を加えれば、コレットホルダからコレットを取り外すことが可能である。
 磁石の引力(保持手段の保持力)は、図24Cに示すように半導体チップ911(ワーク)を吸引してピックアップしたり搬送する際に、重量や慣性力によりコレットがガタつかないだけの強度に設定することが必要である。ただし、磁石による吸引力(保持手段の保持力)は強いほどよいわけではなく、コレットベースからコレットを取り外す際に過度に大きな外力を必要としないような範囲に設定するのが良い。
 マグネット9113とコレットベース9103の位置関係は、図24Bに示すように、コレットホルダ922がコレット921を保持した際に、マグネット9113とコレットベース9103が微小間隔を挟んで対向するように設定するのが望ましい。マグネット9113とコレットベース9103が当接する位置関係にすると、コレットを装着したり取り外したりする際にマグネット9113に損耗が生じる可能性があるためである。
 そのために、コレットを装着した際に図24Bに示すように、コレットホルダ922の下面とコレットベース9103の上面を、距離L2だけ離間させるようにする。クリアランスとして距離L2を確保することにより、マグネット9113とコレットベース9103が接触しない位置関係を実現することができる。距離L2を確保するため、コレット921の座面9104a、座面9104b、座面9104cを、コレットベース9103の上面よりも高い位置に設けている。そして、装着時には、コレット921の座面9104a、座面9104b、座面9104cと、コレットホルダ922の座面9114a、座面9114b、座面9114cとを当接させる構成としている。
 尚、本実施形態では、図22、図25に示すように、コレット側座面とコレットホルダ側座面の対を、吸引経路を中心にしてその周囲に等角、等距離になるように3対配置した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるわけではなく、位置決め精度、機械的強度、空間的余裕、製造コスト等を勘案して適宜の数や形状のコレット側座面とコレットホルダ側座面を設けることができる。また、距離L2を確保するため、本実施形態では座面9104a~座面9104cをコレットベース9103の上面よりも突出させる構成としたが、コレットホルダ922の座面9114a~座面9114cをコレットホルダ922の下面よりも突出させる構成にしてもよい。また、座面は、必ずしも位置決め機構(凸部9102a~凸部9102c、凹部9112a~凹部9112c)の近傍に設置しなければならないわけではなく、離れた位置に配置してもよい。
 次に、可撓性部材9115について説明する。可撓性部材9115は、コレットホルダ922が磁力によりコレット921を保持する際に、コレット921の吸引孔9109(吸引経路9108)とコレットホルダ922の吸引経路9116を外気から気密に接続するための部材である。
 本実施形態の可撓性部材9115は、コレットホルダ922に設けられた環状の溝と嵌合した基部と、Z方向に対して傾斜するように一端が基部と接続した環状の傾斜面を備えている。環状の傾斜面の傾斜する向きは、コレットに向けて環の先が開くような向き、すなわち図24Bに示すように、コレットと接する側の内径D1(環径)がコレットホルダ側の内径D2(環径)よりも大きくなるように設定されている。言い換えれば、環状の傾斜面は、基部と接続している側(図24Bの例ではコレットベース側)の内径D2が小さく、基部と接続していない反対の先端側の内径D1が大きくなるような向きに傾斜している。
 コレットホルダ922にコレット921が装着されていない時には、図24Aに示すように、コレットホルダ922の下面よりもZ方向にL1だけ突出している。ここで、L1は、前述したL2よりも大きくなるように設定されている。
 コレットホルダ922にコレット921が装着されると、図24Bに示すように、可撓性部材9115は、保持手段の保持力により弾性変形する。すなわち、傾斜面はコレットホルダ922の下面よりもZ方向にL2だけ突出し、その下端がコレットベース9103の上面に密着するように変形する。また、可撓性部材9115の上面は、保持手段の保持力によりコレットホルダ922に密着する。弾性変形の結果、Z方向に対する傾斜面の傾きは大きくなり、内径D1はコレット921が装着される前よりも大きくなる。
 コレットホルダ922とコレット921の両方に密着した可撓性部材9115は、コレット921の吸引経路9116(吸引孔9109)とコレットホルダ922の吸引経路9116を接続して大気からシールする気密接続部を構成する。
 図24Cに示すように、コレット921を用いて半導体チップ911(ワーク)を保持する際には、吸引経路を真空引きして吸引孔9109にて吸着するが、本実施形態は弾性変形可能な可撓性部材9115を介在させているため、吸引経路の気密性が優れている。従来のように、剛体であるコレットとコレットホルダを直接当接させて吸引経路を接続する方法では、微小な隙間からエアのリークが発生する場合があり、コレットを装着する際には、取り付け調整を繰り返し行う必要があった。これに対して、本実施形態では、磁力を用いた保持機構の保持力により可撓性部材9115が弾性変形し、コレットとコレットホルダの両方に密着して吸引経路を接続するため、コレットの取り付け調整を繰り返し行う必要はない。しかも、本実施形態では、コレットとコレットホルダの相対位置が上述した位置決め機構により固定されるため、コレットを装着後に可撓性部材9115に不測のねじれが生じてリークが発生することはない。また、本実施形態によれば、リークの発生を小型かつ軽量な構造で実現することができる。小型かつ軽量な構造にすることにより、高度な位置制御を行うことが可能となる。
 尚、本発明を実施する際には、例えば切断面が円形のドーナツ形状の可撓性部材を用いることもできる。しかし、本実施形態では、上述したように可撓性部材9115を基部と斜面とで構成しているため、吸引経路を真空引きする際のシール性を、特に優れたものとすることができる。すなわち、吸引経路を真空引きした際に生じる内外の圧力差により、基部の上面や側面はコレットホルダの溝にさらに強く押し付けられ、基部と反対側の斜面の先端はコレットの上面にさらに強く押し付けられる。このように、本実施形態の可撓性部材では、磁力による保持力で密着しているだけでなく、大気の圧力が密着性をさらに向上させる方向に作用するため、真空引きした際のシール性が特に優れたものとなっている。
[実施形態4]
 本発明の実施形態4について、図面を参照して説明する。ただし、実施形態3と共通する部分については、詳細な説明をなるべく省略するものとする。
 実施形態4に係るダイボンダも、ウエハ支持装置、コレット、コレットホルダ、ボンディングアーム、搬送部、供給部用カメラ、アイランド部用カメラ、制御部、等の要素を備えている。実施形態4に係るダイボンダは、半導体チップをピックアップする吸着機構については実施形態3と同様あるいは別の構成でよいが、リードフレームを保持するリードフレーム保持機構については実施形態3とは異なる構成を用いる。
 実施形態3におけるリードフレーム保持機構では、リードフレーム保持体940にレール部940bを設け、リードフレーム941の位置を規制できるようにしていた。しかし、リードフレームの寸法公差を考慮して、ある程度のクリアランスを確保しておく必要があるため、リードフレーム941の位置が微小変動する場合があった。
 そこで、実施形態4では、リードフレームを容易に、しかもガタつきなく保持できるように、リードフレーム保持体に吸引孔を設けてリードフレームを吸着する構成とした。また、リードフレーム保持体を磁力により保持体ホルダに保持させる構成とし、リードフレーム保持体の吸引経路と保持体ホルダの吸引経路を気密接続可能な可撓性部材で接続した。取り扱うリードフレームの種類に応じてリードフレーム保持体を交換する際に、取り付け調整作業に過度の負担を要することなく、リークが抑制された状態でリードフレーム保持体を保持体ホルダに装着することができる。
 つまり、実施形態4に係るダイボンダは、リードフレーム(ワーク)を吸着可能なリードフレーム保持体(ツール)を、保持体ホルダ(ツールホルダ)が磁力により脱着可能に保持し、吸引経路を気密接続可能な可撓性部材を備える半導体製造装置である。
 実施形態4に係るダイボンダでは、リードフレームの種類毎に専用のリードフレーム保持体が準備されている。そして、ボンディングを行う際には、リードフレームの種類に応じたリードフレーム保持体が選ばれて保持体ホルダに装着され、リードフレーム保持機構を構成する。
 図26は、実施形態4に係るダイボンダの保持体ホルダが、複数の形態のリードフレーム保持体を保持可能であることを説明するための模式的な平面図である。図27は、実施形態2のリードフレーム保持機構の断面を模式的に示しており、図26に示す凸部971aと凸部971cを通る線に沿って切断したYZ断面図である。
 図26には、本実施形態のダイボンダが取り扱う大きなサイズのリードフレーム951と、小さなサイズのリードフレーム961が模式的に図示されている。大きなサイズのリードフレーム951には専用のリードフレーム保持体950が、小さなサイズのリードフレーム961には専用のリードフレーム保持体960が、予め準備されている。ダイボンディング作業を実施する際には、リードフレームに応じたリードフレーム保持体が選ばれ、保持体ホルダ970に装着される。尚、説明の便宜のため、図26にはリードフレーム保持体950とリードフレーム保持体960の2種類のみを図示したが、ダイボンダに装着可能なリードフレーム保持体は、この2種類に限られるわけではない。
 図27には、リードフレーム保持体950が保持体ホルダ970に装着され、リードフレーム保持体950にはリードフレーム951が吸着された状態が図示されている。尚、リードフレーム951上には、半導体素子をボンディングするアイランド952が多数配置されている。 
 リードフレーム保持体950は、リードフレーム951を吸引するための吸引経路953、凹部972a、凹部972b、凹部972cを備え、これらは強磁性体より成る基体に形成されている。吸引経路953は、基体をZ方向に貫通しており、吸引経路953の上端がリードフレーム951を吸引するための吸引孔となっている。
 保持体ホルダ970は、凸部971a、凸部971b、凸部971c、マグネット974を備え、これらは一体化されている。保持体ホルダ970には、内部を貫通する吸引経路973が設けられており、吸引経路973は不図示の負圧印加機構(真空ポンプや制御バルブ等)と接続されている。
 リードフレーム保持体950の凹部972a、凹部972b、凹部972cと、保持体ホルダ970の凸部971a、凸部971b、凸部971cは、互いに嵌合可能な位置決め機構として機能する。すなわち、図27に示すように、保持体ホルダ970がリードフレーム保持体950を保持する際には互いに嵌合して拘束し合うため、保持体ホルダ970はリードフレーム保持体950をガタつきなく保持することができる。本実施形態では、凸部と凹部の対を3対設けたが、位置決め精度、機械的強度、空間的余裕、製造コスト、等を勘案して適宜の数の対を適宜の位置に設けることができる。
 リードフレーム保持体950を保持体ホルダ970に装着する際には、マグネット974の磁力によりリードフレーム保持体950の基体が引力を受け、リードフレーム保持体950は着脱可能に保持体ホルダ970に保持される。尚、本実施形態において磁力を用いて着脱可能に保持する機構は、この構成に限られるわけではなく、例えばリードフレーム保持体側にマグネットを設け、保持体ホルダを強磁性体で形成してもよい。あるいは、リードフレーム保持体と保持体ホルダのうちの一方に第1のマグネットを、他方に第2のマグネットを設け、互いに逆の磁極が対向するように第1のマグネットと第2のマグネットを配置してもよい。
 保持体ホルダ970がリードフレーム保持体950を保持する際の保持力の強さは、ボンディング作業時にはリードフレーム保持体950を安定的に保持できるが、リードフレーム保持体950をはずす際には過大な外力を加える必要がない程度に設定される。そして、設定に応じた磁力を備えるマグネットが用いられる。リードフレーム保持体950を交換する際の着脱作業を容易にし、過大な外力により不測の破損が発生するのを防止するためである。尚、マグネット974には永久磁石が用いられるが、実装が可能であれば電磁石を用いてもよい。
 図27に示すように、本実施形態のリードフレーム保持機構では、リードフレーム保持体950と保持体ホルダ970の間に弾性材料から成る可撓性部材975が配置される。図27の例では、可撓性部材975は保持体ホルダ970の凹部に固定されているが、リードフレーム保持体950側に固定されていてもよく、あるいは保持体ホルダ970にもリードフレーム保持体950にも固定されずに両者に挟持されてもよい。
 可撓性部材975は環状部材であり、Z方向から平面視すれば、リードフレーム保持体950の吸引経路953の周囲、および保持体ホルダ970の吸引経路973の周囲を取り囲む円環形状を有している。尚、平面視した時の環の形状は円環に限らず、他の形状の環であってもよいが、弾性変形の安定性や再現性の観点からは円環が望ましい。
 可撓性部材975は、リードフレーム保持体950が前述した程度の保持力で保持体ホルダ970に保持される時に、リードフレーム保持体950の下端面と保持体ホルダ970の上端面の両方に密着するように弾性変形する。言い換えれば、可撓性部材975は、前述した程度の保持力により弾性変形し、吸引経路953と吸引経路973とを気密接続(両者を接続して外気からシール)できるような弾性材料で形成されている。可撓性部材975は、例えば、ゴム、多孔質樹脂、または磁性流体のいずれかの材料を含むことができる。
 図27に示すように、リードフレーム保持体950を用いてリードフレーム(ワーク)を保持する際には、吸引経路を真空引きして吸引孔にて吸着するが、本実施形態は弾性変形可能な可撓性部材975を介在させているため、吸引経路の気密性が優れている。本実施形態では、磁力を用いた保持機構の保持力により可撓性部材975が弾性変形し、リードフレーム保持体と保持体ホルダの両方に密着して吸引経路を接続するため、リードフレーム保持体の取り付け調整を繰り返し行うような必要はない。しかも、本実施形態では、リードフレーム保持体と保持体ホルダの相対位置が上述した位置決め機構により固定されるため、リードフレーム保持体を装着後に可撓性部材975に不測のねじれが生じ、リークが発生することはない。本実施形態のように可撓性部材を用いれば、真空引きする際の気密性を特に優れたものとすることができる。
[他の実施形態]
 なお、本発明は、以上説明した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。
 例えば、実施形態1のような半導体素子の吸着機構と、実施形態2のようなリードフレームの吸着機構の両方を備えるダイボンダでもよい。また、例えば、実施形態3のような半導体素子の吸着機構と、実施形態4のようなリードフレームの吸着機構の両方を備えるダイボンダでもよい。
 また、実施形態1では、コレットとコレットホルダの相対位置を規定する位置決め機構として、コレットに凸部、コレットホルダに凹部を設けたが、これとは反対にコレットに凹部、コレットホルダに凸部を設けてもよい。あるいは、コレットとコレットホルダの双方に凸部と凹部を配置してもよい。凸部と凹部の配置に合わせて、コレットとコレットホルダのどちらか、あるいは双方に位置規制部を配置してもよい。
 また、実施形態2では、リードフレーム保持体と保持体ホルダの相対位置を規定する位置決め機構として、保持体ホルダに凸部、リードフレーム保持体に凹部を設けたが、これとは反対に保持体ホルダに凹部、リードフレーム保持体に凸部を設けてもよい。あるいは、リードフレーム保持体と保持体ホルダの双方に凸部と凹部を配置してもよい。凸部と凹部の配置に合わせて、コレットとコレットホルダのどちらか、あるいは双方に位置規制部を配置してもよい。
 また、実施形態では、弾性材料より成る凸部にテーパ面を設けたが、凹部側にテーパ面を設けてもよい。すなわち、凸部を凹部に挿入する際に、芯ずれを解消する向きに作用する摺動面を構成できれば、凸部にのみ、凹部にのみ、あるいはその両方にテーパ面を設けることができる。
 また、実施形態3では、コレットとコレットホルダの相対位置を規定する位置決め機構として、コレットに凸部、コレットホルダに凹部を設けたが、これとは反対にコレットに凹部、コレットホルダに凸部を設けてもよい。
 また、実施形態4では、リードフレーム保持体と保持体ホルダの相対位置を規定する位置決め機構として、保持体ホルダに凸部、リードフレーム保持体に凹部を設けたが、これとは反対に保持体ホルダに凹部、リードフレーム保持体に凸部を設けてもよい。
 また、コレットが吸着するワークは、半導体素子(半導体チップ)には限られず、例えば抵抗素子、コンデンサ等の電子部品であってもよい。本発明に係るダイボンダは、半導体チップをダイボンディングする半導体の製造方法の他に、電子部品等を回路基板等に実装する物品の製造方法に広く用いることができる。
 本発明は、半導体チップをダイボンディングする装置や、電子部品等を回路基板等に実装する装置、等において広く実施することができる。
 本発明は、上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。したがって、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
11・・・半導体チップ/14・・・ウエハ支持装置/21・・・コレット/22・・・コレットホルダ/24・・・搬送部/40・・・リードフレーム保持体/41・・・リードフレーム/50・・・リードフレーム保持体/51・・・リードフレーム/53・・・吸引経路/60・・・リードフレーム保持体/61・・・リードフレーム/70・・・保持体ホルダ/71a、71b、71c・・・凸部/72a、72b、72c・・・凹部/73・・・吸引経路/74・・・マグネット/75・・・可撓性部材/77・・・位置規制部/100・・・ダイボンダ/102a、102b、102c・・・凸部/103・・・コレットベース/105a、105b、105c・・・スリット/105k・・・溝/107・・・テーパ面/108・・・吸引経路/109・・・吸引孔/112a、112b、112c・・・凹部/113・・・マグネット/115・・・可撓性部材/116・・・吸引経路/117a、117b、117c・・・位置規制部/118・・・テーパ面/200・・・制御部

Claims (19)

  1.  吸引によりワークを吸着可能なツールと、
     吸引経路を備えたツールホルダと、
     前記ツールホルダが前記ツールを保持する際に、前記ツールホルダに対する前記ツールの相対位置を位置決めする位置決め部と、を備え、
     前記位置決め部は、
     前記ツールと前記ツールホルダの一方に配置され、弾性材料により形成されテーパ面を有する少なくとも1つの凸部と、
     前記ツールと前記ツールホルダの他方に配置され、前記凸部と嵌合可能な少なくとも1つの凹部と、を備える吸着機構。
  2.  前記凸部には、頂部から所定の深さまで伸びるスリットが形成され、
     平面視した時、前記スリットが伸びる方向に沿う前記凹部の長さは、それと直交する方向の前記凹部の長さよりも大きい、
     請求項1に記載の吸着機構。
  3.  平面視において前記スリットが伸びる方向と直交する方向に関し、
     前記凸部が前記凹部と嵌合していない状態においては、前記凸部の長さが前記凹部の長さよりも大きく、
     前記凸部が前記凹部と嵌合している状態においては、前記凸部の長さが前記凹部の長さと等しい、
     請求項2に記載の吸着機構。
  4.  前記位置決め部は、前記凸部と前記凹部をそれぞれ複数有し、前記凸部の中には、平面視において前記スリットの延びる方向が同一の凸部が複数含まれている、
     請求項2または3に記載の吸着機構。
  5.  さらに、前記ツールと前記ツールホルダの一方に配置され、前記凸部の変形を抑制する位置規制部を備える、
     請求項1乃至4の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  6.  前記凹部は、前記凸部と嵌合した時に前記凸部を拘束する拘束部を備える、
     請求項1乃至5の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  7.  前記位置決め部が、少なくとも3か所に配置されている、
     請求項1乃至6の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  8.  磁力により前記ツールを前記ツールホルダに着脱可能に保持させる保持手段と、
     前記ツールホルダが前記ツールを磁力により保持した際に前記ツールと前記吸引経路とを気密接続可能な可撓性部材と、を備える、
     請求項1乃至7の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  9.  前記可撓性部材は、基部と、一端が前記基部と接続した傾斜面を備えている、
     請求項8に記載の吸着機構。
  10.  前記傾斜面は平面視すれば環状で、前記基部と接続している側の環径が小さく、前記基部と接続していない側の環径が大きくなる向きに傾斜している、
     請求項9に記載の吸着機構。
  11.  前記可撓性部材は、ゴム、多孔質樹脂、または磁性流体のいずれかを含む、
     請求項8乃至10の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  12.  前記保持手段は、前記ツールと前記ツールホルダのうち一方に固定されたマグネットと、他方に固定された強磁性体とを備える、
     請求項8乃至11の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  13.  前記保持手段は、前記ツールと前記ツールホルダのうち一方に固定された第1のマグネットと、他方に固定された第2のマグネットとを備え、前記第1のマグネットと前記第2のマグネットは異なる磁極が対向するように配置されている、
     請求項8乃至11の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  14.  前記ワークは電子部品で、前記ツールはコレットである、
     請求項1乃至13の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  15.  請求項14に記載の吸着機構と、
     被装着部材を保持する被装着部材保持部と、を備え、
     前記コレットが前記電子部品を吸着して前記被装着部材の所定位置に載置する、
     物品の製造装置。
  16.  請求項14に記載の吸着機構と、
     リードフレームを保持するリードフレーム保持体と、を備え、
     前記コレットが第1の半導体チップを吸着して、前記リードフレームまたは前記リードフレームに実装された第2の半導体チップに載置し、ボンディングする、
     半導体製造装置。
  17.  前記ワークはリードフレームで、前記ツールはリードフレーム保持体である、
     請求項1乃至13の中のいずれか1項に記載の吸着機構。
  18.  請求項17に記載の吸着機構と、
     第1の半導体チップを搬送する搬送部と、を備え、
     前記搬送部が前記第1の半導体チップを搬送して、前記リードフレーム保持体が保持する前記リードフレームまたは前記リードフレームに実装された第2の半導体チップに載置し、ボンディングする、
     半導体製造装置。
  19.  吸引によりワークを吸着可能なツールと、
     吸引経路を備えたツールホルダと、
     磁力により前記ツールを前記ツールホルダに着脱可能に保持させる保持手段と、
     前記ツールホルダが前記ツールを磁力により保持した際に前記ツールと前記吸引経路とを気密接続可能な可撓性部材と、を備える、
     吸着機構。
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