JPH0774190A - ハイブリッドダイボンダ用の工具交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ハイブリッドダイボンダの
ダイピックアップ段用の工具交換装置を提供することに
ある。 【構成】 本発明のハイブリッドダイボンダ用の工具交
換装置は、複数の工具ホルダを備えた工具バンクから、
工具（４８）が嵌装されている、選択された工具ホルダ
（４０）をピックアップできるヘッド（１４）を有して
いる。工具ホルダ（４０）及びヘッド（１４）には、互
いに協働する心出し手段が嵌合されて、ヘッド（１４）
上に工具ホルダ（４０）を正確に位置決めできるように
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッドダイボン
ダ、殊に、自動ハイブリッドダイボンダのダイピックア
ップ段用の工具交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッドダイボンダは、異なる種類
（より詳しくは異なるサイズ）の半導体ダイを基板にボ
ンディング（結合）するのに使用されている。ダイ（半
導体ダイ）は、適当なダイ供給装置（種々の形式のダイ
供給装置が知られておりかつ使用されている）により、
ダイエジェクトステーションに供給され、ここで、個々
のダイがダイ供給装置からエジェクトすなわち取り出さ
れ、適当な工具によりピックアップされる。

【０００３】既知のピックアップ装置においては、ピッ
クアップ工具が、機械に固定されたホルダに保持された
１対以上のジョーを有している。既知の機械では、或る
サイズのダイのピックアップから他のサイズのダイのピ
ックアップに変える必要があるときにはジョーを交換す
る。このため、ジョーを交換する間の作業時間にロスが
生じること、及びジョーを交換する度毎に、固定の基準
位置に対しジョーの方向を決定しなければならないこと
等の欠点がある。

【０００４】既知の機械の他の欠点は、工具組立体の有
効重量が非常に大きいため、ダイの微細な調節が困難な
ことであり、これは、小さなダイを取り扱うときに特に
重要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、ハイブリッドダイボンダのダイピックアップ段用の
工具交換装置、より詳しくは、上記欠点を減少又はほぼ
無くすことができる自動ハイブリッドダイボンダを提供
することにある。第１図に示すように、自動ハイブリッ
ドダイボンダは、全体を番号１０２で示すダイ供給装置
（die presentation system)と、全体を番号１０４で示
すダイエジェクトステーションと、ダイピックアップ／
取付け装置とを有しており、ダイピックアップ／取付け
装置は、本発明によれば、ダイコレット装置（１０６）
又はエポキシプリント装置（１０８）で構成することが
できる。本発明に適したダイ供給装置（１０２）が、本
願と同日付の本件出願人による継続中の英国特許出願
（Folio 15095)の本文及びクレームに記載されている。
このダイ供給装置（１０２）は、複数のダイ供給パッケ
ージ（１１２）を貯蔵しておくマガジン（１１０）と、
回転可能なクランプ組立体（１１４）とを有しており、
該クランプ組立体（１１４）は、回転可能な支持体に取
り付けられた前方クランプ手段（１１６）及び第２クラ
ンプ手段（１１８）を備えている。各クランプ手段（１
１６、１１８）は、選択されたダイ供給パッケージをマ
ガジン（１１０）から収集し、これをダイエジェクトス
テーション（１０４）に送り、所定数のダイが取り出さ
れた後にダイエジェクトステーション（１０４）から回
収するようになっている。更にダイ供給装置（１０２）
は、マガジン（１１０）内でパッケージのインデックス
運動（割出し運動）を行わせるためのインデックス手段
を有しており、これにより、選択されたパッケージを収
集位置に配置してマガジン（１１０）から収集できるよ
うにしている。

【０００６】次に、ダイ供給パッケージ（１１２）はダ
イエジェクトステーション（１０４）に送られる。ダイ
エジェクトステーション（１０４）は、本願と同日付の
英国特許出願（F. 15094) の本文及びクレームに記載の
ものと同様に、支持体と、該支持体に取り付けられた複
数のダイエジェクトリードと、ダイエジェクトヘッドを
作動位置に割り出すべく、支持体をインデックス運動さ
せる手段とで構成されたダイエジェクト装置で構成する
のが適している。別々のダイエジェクトヘッドは異なる
構成のダイエジェク針を有しており、これらの各ダイエ
ジェク針は、特定サイズすなわち特定形式のダイを取り
出すのに適している。

【０００７】ダイエジェクトステーション（１０４）で
取り出された後、ダイは適当なピックアップにより拾わ
れて、ダイ取付けステーションに運ばれる。自動ハイブ
リッドダイボンダは、ダイコレット取付けステーション
（１０６）及びエポキシダイボンディングステーション
（１０８）の両方を有しているものが好ましい。ダイピ
ックアップ段には、本発明による工具交換装置を設ける
のが好ましい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、次のよ
うな構成のハイブリッドダイボンダ用の工具交換装置す
なわち、（ａ）支持体と、（ｂ）該支持体に取り付けら
れたヘッドと、（ｃ）工具バンクとを有しており、該工
具バンクが複数の工具ホルダを備えており、各工具ホル
ダには工具が嵌装されかつ各工具はヘッド（ｂ）により
ピックアップされるようになっており、（ｄ）ヘッドに
工具ホルダを正確に位置決めするための、工具ホルダ及
びヘッド（ｂ）に設けられた協働心出し手段と、（ｅ）
ヘッド（ｂ）を、工具バンク（ｃ）と、ハイブリッドダ
イボンダのダイエジェクトステーションと、取付けステ
ーションとの間で駆動する手段と、（ｆ）選択された工
具ホルダをヘッド（ｂ）によりピックアップできるステ
ーションに、前記選択された工具ホルダをインデックス
すなわち割り出すべく、工具バンク（ｃ）を割り出す手
段とを更に有しているハイブリッドダイボンダ用の工具
交換装置が提供される。

【０００９】工具バンク（ｃ）は複数の工具ホルダで構
成し、該工具ホルダの各々には種々のサイズの工具を嵌
装できるものが好ましい。工具ホルダは直線状のバンク
に配置するか、或いは、間隔を隔てて（好ましくは、垂
直軸線の回りで等角度間隔を隔てて）配置することがで
きる。工具ホルダは、電磁石によりヘッドに保持するの
が好ましい。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明によるハ
イブリッドダイボンダのダイピックアップ段用の工具交
換装置の好ましい実施例について詳細に説明する。第２
図から分かるように、ヘッド組立体（１０）は支持体
（１２）に取り付けられておりかつヘッド（１４）を有
している。ヘッド（１４）は磁石本体（１６）を有して
おり、該磁石本体（１６）内にはソレノイド（１８）が
配置されている。ヘッド（１４）には中央ボアが設けら
れており、該中央ボアはその上方部分が比較的幅狭の形
状を有している。この幅狭の上方部分は、ヘッド（１
４）の下部における比較的短くかつ比較的幅狭の部分に
終端する前に、比較的大きな断面の領域内に延びてい
る。ボアの比較的大きな部分の内部には、光電セル（２
０）が配置されている。上方の比較的幅狭の部分の内部
には、ボアと一致する横断面をもつスピンドル（２２）
が配置されており、該スピンドル（２２）は、それ自体
の比較的大きな延長部が、比較的大きな断面の上方部分
内に延びている。ヘッド（１４）は、垂直軸線の回りで
回転できるように取り付けられたスピンドル（２２）に
固定されている。上方のヘッド（１４）には、ソレノイ
ド（１８）より上に、空気（又は真空）連結部（２４）
が設けられており、該連結部（２４）は中央ボアに連通
している。

【００１１】支持体（１２）にはステップモータ（２
６）が取り付けられており、該ステップモータ（２６）
は、支持体（１２）を通して第１ベルト駆動輪（２８）
に連結されている。該第１ベルト駆動輪（２８）は歯付
きベルト（３０）を介して第２輪（３２）に連結され、
該第２輪（３２）を駆動する。この第２輪（３２）は、
ヘッド（１４）のスピンドル（２２）と駆動係合できる
ようになっている。また、スピンドル（２２）の位置を
制御するスイッチ（図示せず）が設けられている。

【００１２】第３図に詳細に示すように、工具ホルダ
（４０）は磁性本体（４２）を有している。工具ホルダ
（４０）には、ガラス板（４６）が配置される中央ボア
（４４）が設けられている。工具（４８）は、工具ホル
ダ（４０）内で、溝付きベアリング（５０、５２、５
４）によりガイドされて、垂直移動できるように配置さ
れている。工具（４８）には中央ボア（５６）が設けら
れており、該中央ボア（５６）内には第２ガラス板（５
８）が配置されている。

【００１３】工具ホルダ（４０）の頂面（６２）に近接
した箇所の側壁には、空気（又は真空）連結部（６０）
が設けられている。ヘッド組立体（１０）への工具ホル
ダ（４０）の正確な位置決めは、３点位置決め装置によ
り達成される。工具ホルダ（４０）の頂面（６２）に
は、その外縁部に近接して３つの凹部（６６）が等角度
間隔を隔てて形成されており、これらの凹部（６６）内
には３つの球（６４）が配置されている。ヘッド（１
４）の下面には、マッチングする３つの位置決め点が設
けられており、これらの位置決め点は、工具ホルダ（４
０）がヘッド（１４）上に受け入れられたときに、球
（６４）と係合できる間隔を隔てて配置されている。

【００１４】これらの３つの位置決め点のうちの第１の
位置決め点は、ヘッド（１４）に対する工具ホルダ（４
０）のｘ−ｙ位置を決定する凹状面である。第２の位置
決め点は、ヘッド（１４）に対する工具ホルダ（４０）
の高さを決定する平らな面である。また、第３の位置決
め点は、ヘッド（１４）に対する工具ホルダ（４０）の
角回転を決定する三角柱である。従って、３点位置決め
装置を用いることにより、簡単な方法で、ｘ−ｙ位置、
ヘッド（１４）に対する工具ホルダ（４０）の角回転及
び高さを正確に決定し、数ミクロンの精度に再現するこ
とができる。

【００１５】作動に際しヘッド組立体（１０）は、選択
された工具ホルダ（４０）をピックアップステーション
に配置すべく割り出されている工具バンクまで駆動され
る。次に、ヘッド（１４）が、ソレノイド（１８）を用
いて、工具バンクから工具ホルダ（４０）をピックアッ
プする。ヘッド（１４）と工具ホルダ（４０）との間の
シールが、工具ホルダ（４０）の頂面（６２）に設けら
れたＯリング（６８）により形成される。工具ホルダ
（４０）の正確な方向及び位置が、球（６４）及びマッ
チングする位置決め点からなる３点位置決め装置により
保証される。

【００１６】次に、工具ホルダ（４０）を含むヘッド組
立体（１０）は、ハイブリッドダイボンダのダイエジェ
クトステーション（１０４）まで駆動され、ここで、上
記英国特許出願（F. 15094) の本文及びクレームに記載
されているように、ダイエジェクト装置によって半導体
ダイが供給される。ダイは、吸引力により工具（工具
は、空気−真空連結部（６０）を介して真空引きされて
いる）に保持される。

【００１７】次に、ヘッド組立体（１０）の全体が取付
けステーションまで駆動され、ここでダイが基板にボン
ディングされる。光電セル（２０）は、光をガラス板
（４６、５８）に通してダイが工具（４８）上に保持さ
れているか否かを確認する光路制御装置の一部を形成し
ている。必要ならば、次に、ステップモータ（２６）及
びこれに連結された歯付きベルト（３０）を介して工具
ホルダ（４０）を回転する。

【００１８】次に、ダイを適正に取り付け、ヘッド組立
体（１０）を、ダイエジェクトステーション（１０４）
に戻して更に別の同じダイをピックアップするか、工具
バンクに戻して工具交換する。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動ハイブリッドダイボンディング機の全体図
である。

【図２】工具ホルダが組み付けられたヘッド組立体の断
面図である。

【図３】工具ホルダの詳細な拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ ヘッド組立体 １２ 支持体 １４ ヘッド １６ 磁石本体 １８ ソレノイド ２０ 光電セル ２２ スピンドル ２４ 空気（又は真空）連結部 ２６ ステップモータ ４０ 工具ホルダ ４２ 磁性本体 ４４ 中央ボア ４６ ガラス板 ４８ 工具 ５０、５２、５４ 溝付きベアリング ５６ 工具の中央ボア ５８ 第２ガラス板 ６０ 空気（又は真空）連結部 ６４ 球 １０２ ダイ供給装置 １０４ ダイエジェクトステーション １０６ ダイコレット装置（ダイコレット取付けステー
ション） １０８ エポキシプリント装置 １１０ マガジン １１２ ダイ供給パッケージ １１４ クランプ組立体 １１６ 前方クランプ手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）支持体（１２）と、 （ｂ）該支持体（１２）に取り付けられたヘッド（１
   ４）と、 （ｃ）工具バンクとを有しており、該工具バンクが複数
   の工具ホルダ（４０）を備えており、各工具ホルダ（４
   ０）には工具（４８）が嵌装されかつ各工具（４８）は
   ヘッド（１４）によりピックアップされるようになって
   おり、 （ｄ）ヘッド（１４）に工具ホルダ（４０）を位置決め
   するための、工具ホルダ（４０）及びヘッド（１４）に
   設けられた協働心出し手段と、 （ｅ）ヘッド（１４）を、工具バンク（ｃ）と、ハイブ
   リッドダイボンダのダイエジェクトステーションと、取
   付けステーションとの間で駆動する手段と、 （ｆ）選択された工具ホルダをヘッド（１４）がピック
   アップできるステーションに、前記選択された工具ホル
   ダを割り出すべく、工具バンク（ｃ）を割り出す手段と
   を更に有しているハイブリッドダイボンダ用の工具交換
   装置において、 前記協働心出し手段が３点位置決め装置からなり、前記
   ヘッド（１４）上に前記工具ホルダ（４０）を正確に位
   置決めできることを特徴とするハイブリッドダイボンダ
   用の工具交換装置。
2. 【請求項２】 前記３点位置決め装置が、工具ホルダ
   （４０）の頂面（６２）に、等角度間隔を隔てて取り付
   けられた３つの球（６４）と、前記ヘッド（１４）の下
   面に設けられたマッチングする３つの位置決め点とを備
   えていることを特徴とする請求項１に記載の工具交換装
   置。
3. 【請求項３】 前記ヘッド（１４）の下面に設けられた
   ３つの位置決め点が、ヘッド（１４）に対する工具ホル
   ダ（４０）のｘ−ｙ位置を決定する凹状面である第１位
   置決め点と、ヘッド（１４）に対する工具ホルダ（４
   ０）の高さを決定する平らな面である第２位置決め点
   と、ヘッド（１４）に対する工具ホルダ（４０）の角回
   転を決定する三角柱である第３位置決め点とからなるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の工具交換装置。
4. 【請求項４】 前記工具バンク（ｃ）が複数の工具ホル
   ダ（４０）を備えており、該工具ホルダ（４０）の各々
   には、種々のサイズの工具又はダイコレット（４８）が
   嵌装されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
   項に記載の工具交換装置。
5. 【請求項５】 前記工具ホルダ（４０）が、電磁石によ
   りヘッド（１４）に保持されることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれか１項に記載の工具交換装置。
6. 【請求項６】 前記工具ホルダ（４０）が、垂直軸線の
   回りで回転できるようにヘッド（１４）に取り付けられ
   ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に
   記載の工具交換装置。