JPH11288980A - ダイボンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイの実装に要する時間を極端に短縮するこ
とができると共に、異種のダイを同時進行で実装するこ
とができるダイボンダを提供することを目的とする。 【解決手段】 ダイＤを供給するダイ供給手段６と、ダ
イ供給手段６により供給されたダイＤを吸着しこれをワ
ークＷに実装する複数個のボンディングヘッド１４と、
複数個のボンディングヘッド１４を周面に搭載すると共
に、回転自在に構成された回転体６１と、回転体６１を
回転させ、各ボンディングヘッド１４をダイＤを吸着す
る吸着位置とこれを実装する実装位置との間で搬送する
回転搬送手段６３，６４とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイを基板やリー
ドフレームなどのワークに実装するダイボンダに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のダイボンダは、ウェハやダイトレ
イにより供給されるダイを、移送装置によりピックアッ
プテーブルに移送すると共に、ボンディングヘッドをピ
ックアップテーブルに臨ませてダイを吸着し、これをワ
ーク位置まで搬送して実装するようにしている。この場
合、ダイの実装は高精度で行う必要があるため、ボンデ
ィングヘッドの移動は、Ｚ軸方向のみ、或いはＸ・Ｚ軸
方向またはＹ・Ｚ軸方向に制限されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のダイ
ボンダでは、ボンディングヘッドの移動が直線的な往復
動となるため、ボンディングヘッドの移動時間を短縮し
ても、実装のタクトタイムを大きく短縮することには、
限界があった。また、単一のボンディングヘッド（コレ
ット）でダイの実装を行うため、異種のダイを同時進行
で実装してゆくことはできなかった。

【０００４】本発明は、ダイの実装に要する時間を極端
に短縮することができると共に、異種のダイを同時進行
で実装することができるダイボンダを提供することをそ
の目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のダイボンダは、
ダイを供給するダイ供給手段と、ダイ供給手段により供
給されたダイを吸着しこれをワークに実装する複数個の
ボンディングヘッドと、複数個のボンディングヘッドを
周面に搭載すると共に、回転自在に構成された回転体
と、回転体を回転させ、各ボンディングヘッドをダイを
吸着する吸着位置とこれを実装する実装位置との間で搬
送する回転搬送手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】この構成によれば、複数個のボンディング
ヘッドを備えているため、任意の１のボンディングヘッ
ドが実装動作しているときに、他のボンディングヘッド
に吸着動作させることができる。また、回転により複数
個のボンディングヘッドが移動の際に干渉することがな
いため、任意の１のボンディングヘッドが実装位置から
吸着位置に移動するときに、他のボンディングヘッドを
吸着位置から実装位置に移動させることができる。一
方、複数個のボンディングヘッドに異なる吸着ノズル
（コレット）を装着することで、異なるダイを同時進行
で実装することができる。

【０００７】この場合、回転体には、周方向に均等間隔
で偶数個のボンディングヘッドが搭載されており、回転
搬送手段は、回転体を正逆回転させて各ボンディングヘ
ッドを搬送することが、好ましい。

【０００８】この構成によれば、ヒータコード等を無理
なく配線することができると共に、特殊な接続器等を必
要としない。

【０００９】これらの場合、実装位置において、実装す
るダイとワークの実装部位との間に臨み、ダイの位置と
実装部位の位置とを認識する主認識手段を、更に備える
ことことが好ましい。

【００１０】この構成によれば、実装位置において、ダ
イの位置と実装部位の位置とを認識することができるた
め、ダイを極めて精度良く実装することができる。

【００１１】この場合、ダイ供給手段から前記吸着位置
にダイを移送するダイ移送手段と、ダイ移送手段により
移送されるダイに臨んでこれを認識する副認識手段と
を、更に備えることが好ましい。

【００１２】この構成によれば、ボンディングヘッドに
吸着する前にダイを認識するようにしているため、損傷
したダイを予め除くことができると共に、ここでダイの
位置補正を行うことで、主認識手段の認識の際にダイが
視野から外れるなどの支障を生ずることがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係るダイボンダについて説明する。こ
のダイボンダは、フリップチップであるダイを基板であ
るワークにボンディングするものであり、図１はダイボ
ンダを模式的に表した構成図である。同図に示すよう
に、ダイボンダ１は、ダイＤを供給するダイ供給部２
と、供給されたダイＤをワークＷにボンディングするボ
ンディング部３と、ボンディング部３にワークＷを供給
するワーク供給部４とで構成されている。

【００１４】ダイ供給部２は、ダイＤをストックすると
共にこれをボンディング部３に供給するダイ供給装置６
と、ダイＤをダイ供給装置６から吸着位置に移送するダ
イ移送装置７とを備えている。また、ダイ移送装置７に
は、ダイＤの外形を認識する第１認識カメラ（副認識カ
メラ）８が配設されている。

【００１５】ボンディング部３は、機台１０に支持され
た昇降装置１１と、昇降装置１１により昇降すると共
に、ユニット本体１３と２個のボンディングヘッド１
４，１４とから成るヘッドユニット１２と、２個のボン
ディングヘッド１４，１４を、ダイＤにボンディングす
る実装位置とダイＤを吸着する吸着位置との間で回転搬
送するヘッド搬送装置１５とを備えている。また、実装
位置には、ダイＤおよびワークＷを位置認識する第２認
識カメラ（主認識カメラ）１６が臨んでおり、第２認識
カメラ１６は図外の装置により進退されるようになって
いる。

【００１６】ワーク供給部４は、ワークＷを保持すると
共にこれをＸ・Ｙ・（θ）軸方向に移動させる水平移動
テーブル１８と、水平移動テーブル１８にワークＷを搬
入・搬出する図外の搬入搬出装置とを備えている。

【００１７】ダイ供給装置６から供給されたダイＤはダ
イ移送装置７に吸着され、ここで第１認識カメラ８によ
り認識された後、吸着位置に移送される。吸着位置に移
送されたダイＤは、ボンディングヘッド１４に吸着さ
れ、ヘッド搬送装置１５によりボンディングヘッド１４
と共に実装位置に搬送される。ダイＤが実装位置に搬送
されると、ボンディングヘッド１４がユニット本体１３
に係合し、ここで、昇降装置１１が駆動してボンディン
グヘッド１４を第２認識カメラ１６の位置まで下降させ
る。そして、ダイＤおよびワークＷが第２認識カメラ１
６で認識された後、第２認識カメラ１６の後退を待っ
て、再度ボンディングヘッド１４が下降して、ダイＤを
ワークＷ上にボンディングする。

【００１８】ダイ供給部２のダイ供給装置６は、パレッ
トストッカ２１とパレット引出し機構２２とを有してい
る。多数のダイＤは、ダイトレイ２３にマトリクス状に
収容され、また複数個のダイトレイ２３がパレット２４
に搭載されて、パレットストッカ２１にストックされて
いる。パレットストッカ２１には、複数枚のパレット２
４が上下方向に並べた状態でストックされており、パレ
ット引出し機構２２は、複数枚のパレット２４のうちの
任意の１のパレット２４を、パレットストッカ２１から
引き出して、ダイ移送装置７に臨ませる。

【００１９】ダイ移送装置７は、供給ヘッド３１と、供
給ヘッド３１を上下反転させるヘッド反転機構３２と、
供給ヘッド３１をＸ・Ｙ・Ｚ軸方向に移動させると共
に、水平面内において微小回転（θ方向）させるヘッド
移動機構３３とを有している。ヘッド移動機構３３によ
り、供給ヘッド３１が引き出したパレット２４に臨んで
ダイＤを吸着すると、ヘッド回転機構３２が供給ヘッド
３１を上下反転させ、吸着したダイＤを第１認識カメラ
８に臨ませる。ここで、第１認識カメラ８によりダイＤ
の外形（シルエット）が認識され、この認識結果に基づ
いて、ダイＤのＸ・Ｙ・θ方向の位置補正が行われる。
もっとも、このときダイＤに損傷があることが認識され
た場合には、ダイＤは廃棄される。このようにダイ移送
装置を介して、ダイＤはダイ供給装置６からボンディン
グヘッドの吸着位置に導入される。

【００２０】図２に示すように、ボンディング部の昇降
装置１１は、機台１０に固定した昇降モータ４１と、カ
ップリング４２を介して昇降モータ４１に回転自在に取
り付けたボールねじ４３とで構成されている。ボールね
じ４３は、後述するヘッドユニット１２の雌ねじ部材５
１に螺合しており、昇降モータ４１が正逆回転すること
により、ボールねじ４３および雌ねじ部材５１を介し
て、ヘッドユニット１２がボンディングのために昇降さ
れる。

【００２１】ヘッドユニット１２のユニット本体１３
は、実装位置におけるボンディングヘッド１４と係合す
る係合爪４５と、下端をボンディングヘッド１４の上端
に突き当てるように配設した伝達ロッド４６と、下端部
に係合爪４５を保持すると共に、伝達ロッド４６を上下
方向に摺動自在に支持する支持アーム４７と、伝達ロッ
ド４６の上端に当接したロードセル４８と、ロードセル
４８を保持すると共にロードセル４８の上側に配設した
エアシリンダ４９と、下部でエアシリンダ４９および支
持アーム４７を支持すると共に、上部で上記の雌ねじ部
材５１を支持する枠部材５０とで、構成されている。

【００２２】枠部材５０および支持アーム４７は、機台
１０に固定した主ガイドレール５２に摺動自在に係合し
ており、昇降モータ４１の回転により主ガイドレール５
２に案内されて昇降する。主ガイドレール５２の下部に
はストッパプレート５３が固定され、ストッパプレート
５３の先端は、ホーム位置まで上昇した係合爪４５に当
接する。係合爪４５は、図示反時計廻りに付勢された状
態で、支持アーム４７に回動自在に取り付けられてお
り、その先端にボンディングヘッド１４の上端部に形成
した突当て部５４を掛け止めしている。

【００２３】より具体的には、ボンディングヘッド１４
の突当て部５４は、その上側に臨む伝達ロッド４６と下
側に臨む係合爪４５とにより挟持され、この状態で昇降
する。また、その昇降動作において、ユニット本体１３
がホーム位置まで上昇すると、係合爪４５がストッパプ
レート５３に突き当たり、さらにユニット本体１３が上
昇端位置まで上昇する過程で、係合爪１４が回動して、
ボンディングヘッド１４を置き去るようにその突当て部
５４との掛止め状態を解くようになっている。

【００２４】伝達ロッド４６は、ロードセル４８を介し
てボンディングヘッド１４とエアシリンダ４９を連結す
るものであり、ボンディングヘッド１４がダイＤをボン
ディングする際に受ける反力を、ロードセル４８を介し
てエアシリンダ４９に伝達する。すなわち、エアシリン
ダ４９は、ボンディングヘッド１４にボンディング圧を
付与するものであり、その圧力を付与する際に、ロード
セル４８はボンディング圧を検出する。ヘッドユニット
１２が下降してボンディング動作に移ると、エアシリン
ダ４９により、ボンディングヘッド１４にボンディング
圧が付与される。ここで、ロードセル４８が所定のボン
ディング圧を検出すると、図外のコントローラおよび空
圧回路を介して、エアシリンダ４９の作動エアーが抜か
れ（圧力降下）ると共に、ボンディングヘッド１４が上
昇動作に移行する。

【００２５】ヘッド搬送装置１５は、２つのボンディン
グヘッド１４，１４を１８０°点対称位置に支持するヘ
ッドホルダ（回転体）６１と、ヘッドホルダ６１を回転
自在に支持する支持テーブル６２と、ベルト（タイミン
グベルト）６３を介してヘッドホルダ６１を正逆回転さ
せる搬送モータ（回転搬送手段）６４とを、有してい
る。ヘッドホルダ６１は、上下に重ねて配設した一対の
軸受６５，６５を介して、機台１０に固定した支持テー
ブル６２に回転自在に支持されている。同様に、搬送モ
ータ６４は下向きの姿勢で機台１０に支持されている。

【００２６】そして、搬送モータ６４が正逆回転するこ
とにより、ベルト６３を介してヘッドホルダ６１が、角
度１８０°往復回転する。これにより、吸着位置でダイ
Ｄを吸着した一方のボンディングヘッド１４は、回転
（公転）して実装位置に搬送され、またボンディングを
完了して実装位置にある他方のボンディングヘッド１４
は、回転（公転）して吸着位置に搬送される。なお、こ
のときダイ供給部２から異種のダイＤを交互に臨ませれ
ば、異種のダイＤを実装することが可能となる。かかる
場合には、各ボンディングヘッド１４に、吸着するダイ
Ｄに対応するコレットが装着されていることが前提とな
る。

【００２７】支持テーブル６２の下部周面には、断面
「コ」字状の環状ガイド溝６６が形成されており、各ボ
ンディングヘッド１４は、ローラ５５を介してこの環状
ガイド溝６６に案内されて回転（公転）する。また、環
状ガイド溝６６における実装位置側の部位は、下側の部
材が切り欠かれており、ボンディングヘッド１４は、こ
の部分から離脱して下降する。

【００２８】すなわち、ボンディングヘッド１４が吸着
位置から実装位置に移動するときには、ユニット本体１
３は上昇端位置にあり、係合爪４５とボンディングヘッ
ド１４との係合状態は解かれている。ヘッド搬送装置１
５が駆動すると、一対のボンディングヘッド１４，１４
は環状ガイド溝６６に案内されて、同時に回転（公転）
する。この両ボンディングヘッド１４，１４の回転搬送
が完了すると、ユニット本体１３は上昇端位置から下降
を開始し、ホーム位置を通過したところでボンディング
ヘッド１４を挟持し、さらにボンディングのために下降
する。

【００２９】一方、ボンディングヘッド１４の下降は２
段階で行われる。すなわち、ボンディングヘッド１４が
下降を開始する前に、水平移動テーブル１８がワークＷ
の実装部位をダイＤの直下に臨ませており、かつこの実
装部位とダイＤとの間には、第２認識カメラ１６が前進
して臨んでいる。ボンディングヘッド１４は、先ずダイ
Ｄを第２認識カメラ１６の焦点位置まで下降させる。こ
こで、第２認識カメラ１６により、ダイＤの位置および
ワークＷの実装部位の位置が認識され、この認識結果に
基づいて、水平移動テーブル１８によりワークＷの位置
補正が行われる。次に、再度ボンディングヘッド１４が
下降して、ダイＤをワークＷの実装部位にボンディング
する。

【００３０】なお、図中の符号６７は、ボンディングヘ
ッド１４の下降を案内する副ガイドレールである。ま
た、符号５６は、ダイＤを吸着するためにボンディング
ヘッド１４の下端に装着したコレットであり、コレット
５６にはヒータが組み込まれている。

【００３１】以上のように本実施形態によれば、ヘッド
ホルダ６１の周面の１８０°点対称位置に２つのボンデ
ィングヘッド１４，１４を搭載し、各ボンディングヘッ
ド１４を、それぞれ吸着位置と実装位置との間で往復回
転させるようにしているため、一方のボンディングヘッ
ド１４でダイＤを実装しているときに、他方のボンディ
ングヘッド１４でダイＤを吸着することができ、かつ吸
着位置と実装位置との間で２つのボンディングヘッド１
４，１４を同時に移動させることができる。このため、
ボンディングヘッドが直線的に往復動する従来のダイボ
ンダに比して、倍の速度でボンディングを行うことがで
きる。

【００３２】また、２つのボンディングヘッド１４，１
４に異なるコレット５６を装着しておけば、異なる種類
のダイＤを交互にボンディングすることができる。さら
に、第２認識カメラ１６により、ボンディングの直前で
ダイＤおよびワークＷの位置認識を行うようにしている
ため、ダイＤを極めて精度良くボンディングすることが
できる。

【００３３】なお、図１の仮想線で示すように、４個の
ボンディングヘッドを９０°ピッチでヘッドホルダの周
面の４箇所に搭載していもよい。もちろん、ボンディン
グヘッドを３個或いは５個以上搭載してもよい。また、
ヘッドホルダは搬送モータにより直接、回転させるよう
にしてもよいし、歯車列を介して回転させるようにして
いもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明のダイボンダによれ
ば、複数個のボンディングヘッドを備え、これを吸着位
置と実装位置との間で回転させるようにしているので、
ダイの実装動作および吸着動作と、移動とを同時並行で
行うことができる。このため、ダイの実装に要する時間
を極端に短縮することができ、かつ異種のダイを同時進
行で実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るダイボンダの装置構
成を表す構成図である。

【図２】実施形態に係るダイボンダのボンディング部の
拡大側面図である。

【符号の説明】

１ ダイボンダ ２ ダイ供給部 ３ ボンディング部 ４ ワーク供給部 ６ ダイ供給装置 ７ ダイ移送装置 ８ 第１認識カメラ １４ ボンディングヘッド １５ ヘッド搬送装置 １６ 第２認識カメラ １８ 水平移動テーブル ６１ ヘッドホルダ ６２ 支持テーブル ６３ ベルト ６４ 搬送モータ Ｄ ダイ Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 晴彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイを供給するダイ供給手段と、 前記ダイ供給手段により供給されたダイを吸着しこれを
   ワークに実装する複数個のボンディングヘッドと、 前記複数個のボンディングヘッドを周面に搭載すると共
   に、回転自在に構成された回転体と、 前記回転体を回転させ、前記各ボンディングヘッドをダ
   イを吸着する吸着位置とこれを実装する実装位置との間
   で搬送する回転搬送手段とを備えたことを特徴とするダ
   イボンダ。
2. 【請求項２】 前記回転体には、周方向に均等間隔で偶
   数個のボンディングヘッドが搭載されており、 前記回転搬送手段は、前記回転体を正逆回転させて前記
   各ボンディングヘッドを搬送することを特徴とする請求
   項１に記載のダイボンダ。
3. 【請求項３】 前記実装位置において、実装するダイと
   ワークの実装部位との間に臨み、当該ダイの位置と当該
   実装部位の位置とを認識する主認識手段を、更に備えた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のダイボン
   ダ。
4. 【請求項４】 前記ダイ供給手段から前記吸着位置にダ
   イを移送するダイ移送手段と、 前記ダイ移送手段により移送されるダイに臨んでこれを
   認識する副認識手段とを、更に備えたことを特徴とする
   請求項３に記載のダイボンダ。