JP4290505B2 - アンローダの制御方法 - Google Patents

Description

本発明はアンローダおよびこのアンローダを用いたダイボンダに関し、例えば、半導体チップ（ダイ）をボンディングしたリードフレームなどの基板をマガジンに収納するアンローダの制御方法に関するものである。

半導体装置は、一般に、半導体チップ（ダイ）の裏面を、軟ろう，硬ろう，銀ペースト，樹脂などの接合材を介して、リードフレームやプリント基板などの基板にボンディング（接合）して製造している。

このような半導体チップ（ダイ）を基板にボンディングするダイボンダにおいては、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すように、ローダ200と、搬送装置220と、アンローダ230とを配置し、ローダ200から基板210を１枚ずつ搬送装置220に供給し、搬送装置220のレール221上で基板210を所定の方向に搬送し、搬送途中の接合材塗布位置ＰＳで基板210のボンディング領域（アイランド）211に接合材212を塗布し、ボンディング位置ＰＢで前記接合材212を介して半導体チップ（ダイ）213をボンディングし、アンローダ230でマガジンなどに収容するようにしている。

上記ローダ200としては、例えば、昇降可能なエレベータに、複数の基板210を上下に所定ピッチで収納したマガジンを載置して、エレベータを所定ピッチで下降（または上昇）させて、マガジンの下方（または上方）から基板210を一枚ずつ切り出して搬送装置220にロードしていくものがある。

上記搬送装置220としては、図示は省略するが、従来、レール221上に載置した基板210の進行方向先端部をクランパで把持して（ａ）、水平前進移動（ｂ）→基板解放（ｃ）→クランパ上昇（ｄ）→水平復帰移動（ｅ）→下降（ｆ）→クランパで把持（ａ）のスクウェアモーションにより、間欠的に搬送するようにしたクランパ方式がある。

また、基板210の幅方向の一端または両端に円形または角形等の送り爪用孔を形成して、この送り爪用孔に送り爪の先端部を引っ掛けて（ａ）、送り爪の水平前進移動（ｂ）→上昇（ｃ）→水平復帰移動（ｄ）→下降（ｅ）→送り爪用孔に送り爪の先端部を引っ掛ける（ａ）のスクウェアモーションにより、間欠的に搬送するようにした送り爪方式がある。

上記アンローダ230としては、図１７に示すように、エレベータ231に空のマガジン232を載置して、エレベータ231を所定ピッチで下降（または上昇）させていき、マガジン232に下方（または上方）から半導体チップ213をボンディングした基板210を１枚ずつ収納していくものがある。

そして、上記のアンローダの一例として、半導体装置の製造ラインに他の装置に隣接して配置されるスタック装置において、マガジンを複数供給する供給部と、この供給部に供給された複数のマガジンを前期送受作業に伴い前期他の装置と連動して鉛直方向に間欠的に移動させる間欠移動機構を有した送受作業部と、この送受作業部にて間欠的に移動され前記送受作業が完了したマガジンを停留させる停留部とを備え、前記供給部と前記停留部とが前記送受作業部の上方側と下方側とに相離間して連結されるとともに、前記供給部が水平方向に延在するようにしたスタック装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２５３５０７号公報

ところで、上記のアンローダにおいて、基板210の幅寸法および長さ寸法には各種サイズのものがあり、特に、基板210の幅寸法に応じてマガジンの幅寸法も種々のサイズがあるために、従来は、マガジンの幅寸法に応じて専用のアンローダが用いられていた。

ところが、このようにマガジンの幅寸法に応じて専用のアンローダを用いることは、多種類のサイズの基板に半導体チップをボンディングしてマガジンにアンローディングを行なう生産工場では、マガジンの幅寸法の種類だけアンローダの種類が必要になり、設備投資額が高額になるのみならず、多種類のアンローダによって床の占有面積が大きくなる。また、全サイズの基板に対応するアンローダが全て稼働時はよいが、一部の種類のアンローダしか稼動しない場合には、アンローダの稼働率が低下するという問題点があった。

また、特許文献１に記載のスタック装置は、上記と同様の問題点があるのみならず、送受作業部からボンディングを完了した基板を収納したマガジンを停留部に向かって押し出して移載する移載手段（第３のエアシリンダおよび押し出し板）がベースに取り付けられているため、単に、ボンディングを完了した基板を収納したマガジンを送受作業部から停留部に移載する作業のみに使用される単機能機構であり、それ以外の時間帯はまったく休止しているため、コストパフォーマンスが低いという問題点があった。

そこで、本発明は、種々のサイズのワークをマガジンに収納可能なアンローダの制御方法を提供することを主たる目的とするものである。

また、本発明は、送受作業部からボンディングを完了した基板を収納したマガジンを停留部に向かって押し出して移載する移載手段を、供給部から送受作業部に供給されるマガジンの位置決め手段としての機能をも奏するように多機能化することを従たる目的とするものである。

本発明の請求項１に記載のアンローダの制御方法は、空のマガジンを配置するマガジン供給部と、平板状の昇降台と、前記マガジン供給部から前記昇降台に空のマガジンを移載する第１の押し板と、前記昇降台を昇降させる昇降手段と、前記マガジン供給部の下方位置に配置されワークを収納したマガジンを受け取るマガジン受取部と、前記昇降台に取り付けられ、前記第１の押し板によって昇降台に移載されるマガジンの位置を規制するとともに昇降台からマガジン受取部にワークを収納したマガジンを移載させる第２の押し板とを備えたアンローダの制御方法であって、第２の押し板は、マガジンの幅寸法に適合した位置に水平移動して待機し、第１の押し板を前進させてマガジンが昇降台に移載されたとき、マガジン供給部から昇降台に移載されたマガジンの先端面を第２の押し板の前面で押して、マガジンの先端面を昇降台の適正な位置に位置規制してワークをマガジンに収納することを特徴としている。

本発明の請求項２に記載のアンローダの制御方法は、前記マガジン供給部の下方に、前記昇降手段の昇降動作時の状態を検出する検出手段を設けたことを特徴としている。

本発明の請求項３に記載のアンローダの制御方法は、前記昇降台が所定位置に下降したことを検出する下降位置検出手段を設けたことを特徴としている。

本発明の請求項４に記載のアンローダの制御方法は、前記マガジン受取部に、マガジンが一杯になったことを検出する満杯状態検出手段を設けたことを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のアンローダの制御方法によれば、位置規制手段を兼ねる第２の移載手段により、マガジン供給部から第１の移載手段によって昇降台に移動させられる空のマガジンの供給位置を規制できるので、各種サイズのマガジンに対して共用することができ、設備投資額を低減することができ、アンローダの稼働率を向上することができる。しかも、第２の移載手段が、単に、昇降台からボンディングを完了した基板を収納したマガジンをマガジン受取部に移載する機能を奏するのみならず、マガジン供給部から昇降台へ空のマガジンを供給する際の位置決め手段としての機能も奏するため、コストパフォーマンスが向上する。

また、本発明の請求項１に記載のアンローダの制御方法によれば、昇降台に、前記第２の移載手段が取り付けられているので、昇降台が上昇した位置にあり、マガジン供給部から空のマガジンが供給される際には、第２の移載手段が空のマガジンのサイズに応じた位置で待機して空のマガジンの供給位置を規制することができるとともに、昇降台が下降した位置にあり、昇降台からマガジン受取部へマガジンを移載する際には、昇降台からマガジンを移載する移載手段として動作するので、昇降台からマガジン受取部へマガジンを移載することができる。

本発明の請求項２に記載のアンローダの制御方法によれば、マガジン供給部の下方に、前記昇降手段の昇降動作時の状態を検出する昇降動作検出手段を設けたので、昇降動作検出手段の検出出力により、マガジンが昇降中に、第１の移載手段によりマガジン供給部から昇降台へマガジンを移載したり、第２の移載手段により昇降台からマガジン受取部へマガジンを移載したりする誤動作を防止することができる。

本発明の請求項３に記載のアンローダの制御方法によれば、前記昇降台が所定位置に下降したことを検出する下降位置検出手段を設けたので、下降位置検出手段の検出出力によって、昇降台の下降動作をマガジン受取部と同一高さの所定位置で停止することができ、第２の移載手段により昇降台からマガジン受取部へ円滑にマガジンを移載することができる。

本発明の請求項４に記載のアンローダの制御方法によれば、マガジン受取部に、マガジンが満杯になったことを検出する満杯状態検出手段を設けたので、その検出出力によって、例えば、第２の移載手段の動作を停止することによって、第２の移載手段により無理やり満杯のマガジン受取部へさらにマガジンを移載する誤動作を防止することができる。あるいは、その検出出力によって、マガジン受取部が満杯になったことを警告灯などによって報知して、マガジン受取部からマガジンを撤去することができる。

以下、本発明のアンローダの制御方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明のアンローダ10は、図１に示すように、大きく分けて、複数の空のマガジンＭを供給するマガジン供給部11と、昇降台12と、マガジン供給部11から空のマガジンＭを昇降台12に移載する第１の移載手段13と、昇降台12を昇降動作させる昇降手段14と、前記マガジン供給部11の下方に配置されているマガジン受取部15と、前記昇降台12に取り付けられてマガジン供給部11から昇降台12に供給される空のマガジンＭの位置を規制する位置規制手段を兼ねるとともに、昇降台12からマガジン受取部15へ基板１が収納されたマガジンＭを移載する第２の移載手段16とを備えている。

前記マガジン供給部11は、ほぼ矩形状のもので、水平状に配置されており、その上に複数の空のマガジンＭを長さ方向の側面どうしが相対するように載置できる大きさを有している。このマガジン供給部11の前方端、すなわち、昇降台12側の端部には、複数の凹部111が形成されている。また、マガジン供給部11には、昇降台12に向かう方向の２つの長孔112を有し、マガジン供給部11の下方には、後述する昇降台12に向かって、昇降台の昇降動作を検出する昇降動作検出手段の一例としての反射型センサ113が取り付けられている。

昇降台12は、ほぼ矩形状で種々のサイズのマガジンＭを１個だけ載置できる大きさを有し、前記マガジン供給部11側の端部には、前記マガジン供給部11の凹部111に入り込む複数の凸部121を有する。したがって、昇降台12がマガジン供給部11と同一高さ位置に上昇した状態では、昇降台12の凸部121がマガジン供給部11の凹部111に入り込んで、マガジン供給部11から昇降台12に空のマガジンを円滑に供給できるようになっている。

第１の移載手段13は、ガイドウェイ131と、２つのリニアガイド132と、マグネット式ロッドレス型シリンダ（以下、シリンダという）133と、押し板134と、シリンダ133に圧縮気体または真空吸引力を供給して押し板134を前進または後退動作させる駆動力供給部135とを備えている。

ガイドウェイ131は、マガジン供給部11の中央部の下方に昇降台12に向かって延びるように配置されている。２つのリアガイド132は、長孔112の下方に長孔112に沿って配置されている。シリンダ133の移動部材は、ガイドウェイ131および２つのリニアガイド132にスライド自在に装着されている。押し板134は、断面Ｌ字形状でシリンダ133の移動部材に取り付けられている。真空吸引力または圧縮気体を供給する駆動力供給部135は、供給される圧縮気体または真空吸引力によって、シリンダ133の移動部材を前記ガイドウェイ131およびリニアガイド132に沿って移動させるようになっている。すなわち、駆動力供給部135に圧縮気体を供給することによって、シリンダ133の移動部材が昇降台12に向かって前進移動し、押し板134の前面でマガジン供給部11上に載置されている空のマガジンＭにおける長さ方向の側面を押して、昇降台12に向かって移動させて昇降台12に先頭のマガジンＭを移載できる。また、昇降台12にマガジンＭを移載後、駆動力供給部135に真空吸引力を供給することによって、シリンダ133の移動部材および押し板134を後退移動させることが可能になっている。

前記昇降台12は、植立された１本のボールねじシャフト141と、その両側のリニアガイド142と、ボールねじシャフト141に螺合して２本のリニアガイド142に沿って上下動する昇降部材143と、ボールねじシャフト141を回転駆動するタイミングモータ144とを備えている。この昇降手段14によって、昇降台12をマガジンの１ピッチ分ずつ間欠的に下降動作する。

昇降手段14の下方位置には、昇降台12が所定位置まで下降したことを検出する下降位置検出手段145を備えている。この下降位置検出手段145は、昇降台11の下部に取り付けられたＬ字状の遮光部材146と、この遮光部材146の下降によって動作する透過型センサ147とによって構成されている。

マガジン受取部15は、複数のマガジンＭを載置出来る大きさを有し、その一部にマガジンＭが満杯になったことを検出する満杯状態検出手段151を有する。満杯状態検出手段151は、略Ｌ字状で常時はその弾性力でマガジン受取部15の表面から突出している板ばね部材152と、この板ばね部材152がマガジンＭの重みによってその弾性力に抗して押し下げられることによって、動作する透過型センサ153とによって構成されている。

位置規制手段を兼ねる第２の移載手段16は、昇降台12に取り付けられた取付部材161と、ボールねじシャフト162と、このボールねじシャフト162の両側に配置された２本のリニアガイド163と、ボールねじシャフト162およびリニアガイド163の昇降台12側の先端に取り付けられた位置規制部材を兼ねる押し板164と、ボールねじシャフト162の駆動源、例えば、タイミングモータ165と、タイミングモータ165の回転軸に取り付けられた駆動プーリ166と、前記ボールねじシャフト162に取り付けられた受動プーリ167と、これらのプーリ166および167に掛け渡されたタイミングベルト168とを備えている。

次に、上記のアンローダ10の動作について説明する。

まず、マガジン供給部11上に複数の空のマガジンＭを、その長さ方向の側面部どうしが相対して昇降台１２に向かうように載置しておく。また、昇降台12を、昇降手段14により、図１に示すように、マガジン供給部11と同一高さの上方位置に停止させておく。そして、位置規制手段を兼ねる第２の移載部材16の押し板164を、タイミングモータ165によってマガジンＭの幅寸法に適合した位置に水平移動して待機させておく。

この状態で、駆動力供給部135に圧縮気体を供給すると、シリンダ133の移動部材が昇降台12に向かって前進移動し、それによって移動部材に固定された押し板134の前面でマガジンＭの長さ方向の側面部が押されて、先頭の１個のマガジンＭが昇降台12に移載される。このとき、位置規制手段である押し板164によって、マガジンＭの先端面が位置規制されて昇降台12の適正な位置に移載される。先頭のマガジンＭが位置規制手段によって位置規制されると、第１の移載手段13の前進動作は停止される。すると、駆動力供給部135に真空吸引力が供給されて、シリンダ133の移動部材および押し板134が後退動作する。

一方、マガジンＭが昇降台12に移載されると、昇降手段14のタイミングモータ144によって、昇降台12がマガジンＭの１ピッチ分ずつ間欠的に下降して、搬送装置70から半導体チップがボンディングされた基板１を１枚ずつマガジンＭに収納する。

この昇降台12の下降動作中は、反射型センサ113で昇降台12が下降中であることが検出されるので、第１の移載手段13による昇降台12へのマガジンＭの移載動作は停止される。

このようにして、マガジンＭにボンディングを完了した基板１を収納し終わると、昇降台12の下部に設けられている下降位置検出手段145の遮光部材146が昇降台12の下降によって透過型センサ147の間に入り込み、透過型センサ147の出力でマガジンＭ内に基板１を収納し終わったことが検出されるので、昇降手段14による昇降台12の下降動作を停止する。

その後、第２の移載手段16のタイミングモータ165が駆動され、駆動プーリ166，タイミングベルト168および受動プーリ167を介してボールねじシャフト141が回転されることによって、押し板164がマガジン受取部15に向かって移動し、マガジンＭを昇降台12からマガジン受取部15に移載する。

マガジンＭが昇降台12からマガジン受取部15に移載されると、タイミングモータ165が逆転して押し板164が元の位置に復帰し、昇降手段14により昇降台12が上昇されて、元の上昇位置に復帰する。この昇降台12の上昇動作中も反射型センサ113によって、第1の移載手段11や第2の移載手段16が動作しないようにすることができる。以下、同様の動作を繰り返して、マガジン受取部15に順次１個ずつのマガジンＭが移載されていく。

このようにして、マガジン受取部15のマガジンＭが満杯状態になると、先頭のマガジンＭの重みによって、満杯状態検出手段151の板ばね152がその弾性力に抗して押し下げられるため、透過型センサ153が遮光されて、マガジンＭが満杯になったことが検出されるので、その検出出力で第２の移載手段16により昇降台12からマガジン受取部15へマガジンＭを移載する動作を停止する。あるいは、その検出出力で警告灯を点灯させて、作業者に報知し、作業者がマガジンＭをマガジン受取部15から撤去する。

以上のように、本発明のアンローダの制御方法によれば、マガジン供給部11から空のマガジンＭを第１の移載手段13により昇降台12に移載し、昇降台12を間欠的に下降させてマガジンＭ内にボンディングを終了した基板１を１枚ずつ収納していき、マガジンＭに基板１を収納し終わると、第２の移載手段16で基板１を収納したマガジンＭを昇降台12からマガジン受取部15に移載することができる。

また、昇降台12が上昇位置にあるとき、第２の移載手段16により押し板164の位置をマガジンＭの幅寸法に応じた位置に配置することによって、マガジン供給部11から昇降台12に移載されたマガジンＭの前面位置を規制することができるので、マガジンＭの幅寸法が変わっても、マガジンＭを適正な位置に位置決めすることができる。すなわち、本発明のアンローダの制御方法に使用されるアンローダ10は、種々のサイズのマガジンＭに対して共用することが可能になり、従来のマガジンＭのサイズに応じた専用のアンローダを設置する場合に比較して、設備投資額が低減できるのみならず、アンローダの稼働率が向上する。

また、第２の移載手段16が、単に、ボンディングを完了した基板１を収納したマガジンＭを昇降台12からマガジン受取部15に移載する機能ばかりでなく、前述のように、空のマガジンＭをマガジン供給部11から昇降台12に移載するときの位置決め手段としての機能をも奏するので、第２の移載手段16のコストパフォーマンスが向上する。

次に、上記のアンローダ10を組み込んだダイボンダの参考例について説明する。

このダイボンダ50は、図５に示すように、ワークの一例であるリードフレームやプリント基板などの基板１を供給するローダ20と、基板１を搬送する搬送装置70と、搬送装置70の中途部における手前側の接合材塗布位置ＰＳで基板１に接合材を塗布する接合材塗布装置30と、搬送装置70の中途部における前方側のボンディング位置ＰＢで接合材が塗布された基板１のボンディング領域に半導体チップ（ダイ）をボンディングするボンディングヘッド40と、半導体チップをボンディングした基板１を受け取るアンローダ10とを備えている。このアンローダ10は、前記図１〜図４に示す構成を有するものである。

前記基板１は、例えば、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、長さ寸法がＬ，幅寸法がＷ，厚さ寸法がｔの矩形状、かつ平板状で、縦横に多数の半導体チップのボンディング領域２を有しているとともに、幅方向の一方側に長さ方向に沿って、ボンディング領域２の無い把持領域３を有している。なお、この把持領域３には、従来の送り爪方式のような送り爪用孔は不要であるが、従来の送り爪用孔が形成されている基板でも、何ら支障なく使用することができる。

前記ローダ20は、基板１を多数ストックしておき、１枚ずつ搬送装置70に供給するもので、図７（Ａ）に示すように、エレベータ21に多数の基板１を所定ピッチ間隔で収納したマガジン22を載置して、エレベータ21を所定ピッチずつ下降（または上昇）させて、プッシャ23の押出部24で下方（または上方）から基板１を１枚ずつ切り出して搬送装置70に供給するものである。あるいは、図７（Ｂ）に示すように、多数の基板１を積層しておいて、１個または複数個のワーク吸着手段25により最上方の基板１から１枚ずつ吸着して、搬送装置70に供給するものでもよい。

前記搬送装置70は、図６の基板１の把持領域３を把持して搬送するもので、図１〜図４に示すアンローダ10と組み合わせることが特に好適なものであり、詳細な構成と動作については後述する。

前記接合材塗布装置30は、例えば、図８に示すように、取付部材31に取り付けたシリンジ32内に接合材33を収納し、圧縮気体34によってノズル35から接合材33を所定量ずつ吐出するようにしたもので、Ｘ軸駆動モータによって基板１の幅方向（Ｘ方向）に間欠移動可能に構成して、基板１の幅方向に沿って一列状に配置されているボンディング領域２に、順次、接合材33を塗布するようにしたものである。

なお、シリンジ32を取り付けた取付部材31は、Ｙ軸駆動モータによって基板１の進行方向に沿って移動可能に構成してもよい。このようにすると、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの第１の画像認識装置（図示省略）で、接合材塗布前のボンディング領域２の状態や、接合材塗布後のボンディング領域２の状態を画像認識する場合に、取付部材31をＹ方向に移動退避させて、画像を認識し易くすることができる。

前記半導体チップのボンディングヘッド40は、真空吸着力を利用して、図９に示すように、半導体チップのピックアップ位置Ｐ１から半導体チップ65を１個ずつピックアップして、ボンディング位置Ｐ２にある基板１の接合材33が塗布されたボンディング領域２に、順次ボンディングするものである。

前記半導体チップ65のピックアップ位置Ｐ１には、例えば、図１０（Ｃ）に示すような、ウェーハリング61に貼着された粘着シート62に多数の半導体チップ65が接着された半導体チップ集合体60が配置されている。この半導体チップ集合体60は、図１０（Ａ）に示すように、ウェーハリング61に貼着された粘着シート62に半導体ウェーハ63を貼り付け、図１０（Ｂ）に示すように、ダイサ64によって半導体ウェーハ63を縦横に切断して個々の半導体チップ65に分割したのち、図１０（Ｃ）に示すように、粘着シート62を固定リング66の上に載せて、ウェーハリング61を押し下げて粘着シート62を引き伸ばすことによって、個々の半導体チップ65，65間を離間させるとともに、粘着シート62と半導体チップ65との接着力を低下させたものである。

このような半導体チップを基板にボンディングするダイボンダにおいて、半導体チップのピックアップ位置Ｐ１と、ボンディング位置Ｐ２との間を移動するボンディングヘッド40の動作を詳述すると、半導体チップのピックアップ位置Ｐ１で、ボンディングヘッド40が下降し（ａ）、半導体チップ集合体60から半導体チップ65を真空吸着したボンディングヘッド40が上昇（ピックアップ）した後（ｂ）、水平移動し（ｃ）、ボンディング位置Ｐ２で、ボンディングヘッド40が下降して（ｄ）半導体チップ65を基板１に接合材２を介してボンディングし、ボンディングが終了すると、ボンディングヘッド40が上昇した後（ｅ）、水平移動して（ｆ）元のピックアップ位置Ｐ１の上方に復帰する。

上記のボンディングヘッド40におけるａ〜ｆの動作の間に、半導体チップ集合体60は１ピッチ分だけ水平移動して、次のピックアップすべき半導体チップ65がピックアップ位置Ｐ１に移動させられる。以下、同様の動作を繰り返して、順次、半導体チップ65をピックアップして、基板１にボンディングするようにしている。

次に、搬送装置70の構成と動作について説明する。搬送装置70は、図１１および図１２に示すように、下側のタイミングベルト（以下、下側ベルトという）71と、上側のタイミングベルト（以下、上側ベルトという）72とを上下に対向させて配置している。下側ベルト71は、所定の高さ位置に配置固定した駆動プーリ73，従動プーリ74および多数の送りプーリ75，76により、上側ベルト72側が水平状態に支持されて、図示矢印方向（左方から右方）に移動するようになっている。上側ベルト72は、駆動プーリ77，従動プーリ78および多数の送りプーリ79，80によって、下側ベルト71側が水平状態に支持されて、図示矢印方向（左方から右方）に移動するようになっている。

前記駆動プーリ73，77は、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、回転軸の他方端部にプーリ73A，77Aが固定されており、このプーリ73A，77Aに、単一の駆動モータ81の回転軸に取り付けられたプーリ82と、テンションプーリ83とともにタイミングベルト84を掛け渡して、同期して、かつ逆方向に回転駆動されている。

前記下側ベルト71の駆動プーリ73，従動プーリ74および上側ベルト72の駆動プーリ77，78、さらに、駆動モータ81に取り付けられたプーリ82およびテンションプーリ83は、いずれも鍔付きで、かつ、周面に上下ベルト71，72の内周面に形成されている凹凸に噛み合う凹凸を有するタイミングベルト用のものである。

なお、上側ベルト71の送りプーリ75，76および下側ベルト72の送りプーリ79，80の内、送りプーリ75，79（図１１のＡで示す）は、周面に上下ベルト71，72の凹凸に噛み合う凹凸を有するタイミングベルト用のものであり、送りプーリ76，80（図１１のＢで示す）は周面に上下ベルト71，72の凹凸に噛み合う凹凸を有していない、単なる支持用のものである。

また、図１４（Ｂ）およびこの図１４（Ｂ）における矢視Ａ部分を拡大した図１４（Ｃ）から明らかなように、前記下側ベルト71側の送りプーリ75および上側ベルト72側の送りプーリ79は、鍔付きのもので、上下ベルト71，72が脱落しないようになっている。

一方、図１４（Ｂ）における矢視Ｂ部分を拡大した図１４（Ｄ）から明らかなように、前記下側ベルト71側の送りプーリ76および上側ベルト72側の送りプーリ80は、鍔無しのものである。このように、送りプーリ76および80を、鍔および凹凸が無い安価なものを使用して、鍔および凹凸を有する高価な送りプーリ75，79と交互に配置することによって、コスト低減を図っている。

また、前記上側ベルト72の送りプーリ79，80の軸79a，80aは、図１１に示すように、下側ベルト71の送りプーリ75，76の軸75a，76aに対して、若干ローダ20側に偏心して設けられている。しかも、図１４（Ａ）に示すように、各送りプーリ79，80のアンローダ50側は、引張りばね85によって、常時、斜め下方に向かって引っ張るように付勢されている。このため、上側ベルト72は、各送りプーリ79，80に作用している引張りばね85の弾性力により、常時、下側ベルト71に向かって押し付けられている。

したがって、上下ベルト71，72で基板１を把持できるようになっているとともに、前記引張りばね85の弾性力に抗する力が作用すると、上側ベルト72の送りプーリ79，80が軸79a，80aを中心にして反時計方向に回動し、それによって送りプーリ79，80のアンローダ50側が、引張りばね85の弾性力に抗して上昇動作可能に構成されている。このような構成に基づいて、上下ベルト71，72間に供給される基板１の厚さ寸法ｔがｔ１（＞ｔ）に増大すると、送りプーリ79，80のアンローダ50側が、引張りばね85の弾性力に抗して上昇することによって、上側ベルト72が上昇して、厚い基板１を上下ベルト71，72で把持可能になっている。

なお、下側ベルト71のリターン部分71aには、固定配置されたガイドロール86と、昇降可能なテンションロール87とが設けられており、上側ベルト72のリターン部分72aには、適当数のテンションロール88が設けられており、それぞれ上下ベルト71，72に適度のテンションを作用させている。

さらに、前記上側ベルト72のリターン部分72aにおける、ボンディングヘッド40の移動経路には、図１１に示すように、ボンディングヘッド40の移動を妨げないように、方向変換ロール89，90，91，92によって高さを低下した部分93が設けられている。すなわち、前記半導体チップ集合体60から半導体チップ65をピックアップするピックアップ位置Ｐ１は、図１４（Ｂ）に示すように、上下ベルト71，72の手前（図示下方）側に配置されており、一方、半導体チップ65をボンディングする基板１は、上下ベルト71，72の向こう（図示上方）側に位置しているので、ボンディングヘッド40は、上下ベルト71，72２の手前側にある半導体チップのピックアップ位置Ｐ１と、上下ベルト71，72の向こう側にある基板１との間を往復しなければならない。

したがって、もし、上側ベルト72のリターン部分72aが、低下した部分93の両側のように高いままであると、ボンディングヘッド40は、この高い上側ベルト72のリターン部分72aを上昇→水平移動→下降して、上側ベルト72のリターン部分72aを乗り越えなければならず、ボンディングヘッド40の大きな上下動作が必要になるために、ボンディングヘッド40の駆動機構が大型、かつ高価になるのみならず、ボンディング速度が低下することが避けられない。

これに対して、図１１に示すように、上側ベルト72のリターン部分72aに低下した部分93を設けておけば、ボンディングヘッド40は、この低下した部分93を通って大きく上下動作することなく、上下ベルト71，72の手前側の半導体チップピックアップ位置Ｐ１と、上下ベルト71，72の向こう側のボンディング位置Ｐ２にある基板１のボンディング領域２との間を高速で往復することができ、ボンディング速度を向上することができる。

なお、搬送装置70は、図５および図１１から明らかなように、上下ベルト71，72の向こう側に、基板１の移動方向に沿って配設されたワーク移動台94を備えており、このワーク移動台94上をローダ20から供給された基板１が搬送されるようになっている。

次に、上記のアンローダ10を組み込んだダイボンダ50の動作について説明する。まず、搬送装置70の駆動モータ81を駆動して、上下ベルト71，72を図１１の矢印方向に同期して、基板１のボンディング領域２の１ピッチ相当分ずつ、間欠的に移動させるようにしておく。

基板１が、その把持領域３を手前側（上下ベルト71，72側）にしてローダ20から搬送装置70に供給されると、搬送装置70の上下ベルト71，72は、この基板１の把持領域３を上下から把持して、図１の左端から右端に向かって、間欠的に搬送する。このとき、接合材塗布装置30は、接合材塗布領域ＰＳから外れた位置に退避している。

基板１の第１列目のボンディング領域２が接合材塗布位置ＰＳに来ると、その位置で一時停止し、第１の画像認識装置（図示省略）により、ボンディング領域２の画像を認識して、ボンディング領域２が正規の位置に位置しているかどうか検査する。万一、ボンディング領域２が正規の位置に位置していない場合は、その検出出力によって、搬送装置70の駆動機構を作動させて、ボンディング領域２を正規の位置に自動的に修正する。

ボンディング領域２が正規の位置に位置していることが確認されると、接合材塗布装置30が下降して、基板１のボンディング領域２に接合材33を塗布し、上昇する。すると、Ｘ方向駆動モータによって、取付部材31がワークの幅方向に１ピッチ分だけ水平移動して下降し、基板１の第１列目における第２番目のボンディング領域２に接合材33を塗布し、上昇する。以下、同様に、基板１の第１列目における第３番目から最後番目のボンディング領域２に、順次、接合材33を塗布し、上昇する。

このようにして、基板１の第１列目の全ボンディング領域２に接合材33を塗布し終わると、第１の画像認識装置によって、ボンディング領域２の接合材塗布状態を画像認識して、万一、塗布状態が不良のボンディング領域２があると、その不良塗布状態のボンディング領域２を記憶装置に記憶させるとともに、その検出出力により接合材塗布装置30による塗布条件を自動的に修正する。

このようにして、少なくとも第１列目の全ボンディング領域２に接合材33が塗布され塗布状態が画像認識されると、上下ベルト71，72の移動によって、基板１が１ピッチ相当分だけ間欠的に搬送される。以下、前記同様にして、基板１の第２列目、第３列目、…の各列における全ボンディング領域２の接合材塗布前の状態および／またはボンディング領域２の接合材塗布状態が画像認識される。

なお、第１の画像認識装置として、ＣＣＤカメラに比較して高分解能であるＣＭＯＳカメラを用いれば、基板１の少なくとも一列の全ボンディング領域２を一視野内に収めて一括して画像認識することができる。また、このとき、基板１の第１列目の全ボンディング領域２のみならず、第２列目以降の数列目までの全ボンディング領域２をも一括して画像認識することができるので、接合材塗布前および／または接合材塗布後の状態は、一視野内の数列目までの全ボンディング領域２を一括して画像認識することができる。

したがって、ＣＣＤカメラに比較して、ＣＭＯＳカメラは基板１の幅方向への移動が不要であることにより、ＣＭＯＳカメラの支持機構が簡単、かつ、小型化され、安価になる。また、ＣＭＯＳカメラの水平移動時間およびこの水平移動に伴う画像の揺れが収まるまでの待ち時間が不要なため、画像認識が高速化できる。さらに、基板１の１列分または数列分のボンディング領域２を一括して画像認識した後の空き時間を利用して、画像を処理することができる。また、数列分のボンディング領域２を一括して画像認識した後の空き時間を利用して、全ボンディング領域２の中の単一または複数のボンディング領域２の画像を、順次、分割拡大して、より高精度の接合材塗布状態の検査を実施することができる。

接合材33が塗布された基板１は、上下ベルト71，72によって、図５の右方に向かって間欠的に搬送され、第１列目のボンディング領域２がボンディング位置ＰＢに来ると、ＣＭＯＳカメラなどの第２の画像認識装置（図示省略）によって、第１列目の接合材が塗布された全ボンディング領域２が画像認識される。したがって、この第２のＣＭＯＳカメラなどによって、再度、半導体チップのボンディング前の接合材塗布状態が画像認識により検査される。

万一、この接合材塗布状態の検査により、および／または前記第１の画像認識装置による検査により第１列目に接合材塗布状態が不良のボンディング領域２があると、これらの接合材塗布状態が不良のボンディング領域２をスキップしてボンディングヘッド40により、半導体チップ65をボンディングする。

このボンディング位置ＰＢでは、図９に示すように、ボンディングヘッド40によって、ピックアップ位置Ｐ１で半導体チップ集合体60から半導体チップ65を１個ずつピックアッップして、ボンディング位置Ｐ２で基板１のボンディング領域２に塗布されている接合材33を介して、順次、基板１にボンディングされる。

このとき、前述のように、上側ベルト72のリターン部分72aに低下した部分93を設けてあるので、ボンディングヘッド40は、半導体チップ65のピックアップ位置Ｐ１と基板１のボンディング位置Ｐ２との間を、大きく上下動作することなく往復移動することができ、ボンディングヘッド40の支持機構を小型、かつ、安価にできるとともに、ボンディング速度を向上することができる。基板１の第１列目のボンディング領域２に半導体チップ65のボンディングが終了すると、基板１が１ピッチ分だけ間欠的に搬送されて、以下、第２列目、第３列目のボンディング領域２に、順次、半導体チップ65がボンディングされる。

なお、前述のように、第２の画像認識装置として、ＣＣＤカメラに比較して高分解能であるＣＭＯＳカメラを用いれば、基板１の少なくとも一列の全ボンディング領域２を一視野内に収めて一括して画像認識することができる。また、このとき、基板１の第１列目の全ボンディング領域２のみならず、第２列目以降の数列目までの全ボンディング領域２をも一括して画像認識することができるので、半導体チップのボンディング前および／またはボンディング後の状態は、一視野内で数列目までの全ボンディング領域２を一括して画像認識することができる。

したがって、前記同様に、ＣＣＤカメラに比較して、ＣＭＯＳカメラは基板１の幅方向への移動が不要であることにより、ＣＭＯＳカメラの支持機構が簡単、かつ、小型化され、安価になる。また、ＣＭＯＳカメラの水平移動時間およびこの水平移動に伴う画像の揺れが収まるまでの待ち時間が不要なため、画像認識が高速化できる。さらに、基板１の１列分または数列分のボンディング領域２を一括して画像認識した後の空き時間を利用して、撮像した画像を処理することができる。また、数列分のボンディング領域２を一括して画像認識した後の空き時間を利用して、全ボンディング領域２の中の単一または複数のボンディング領域２の画像を、順次、分割拡大して、より高精度の半導体チップのボンディング状態の検査を実施することができる。

半導体チップ65がボンディングされた基板１は、右方に向かって間欠的に搬送されて、右端のアンローダ10で、昇降台12の１ピッチずつの下降動作に合わせて、順次、マガジンＭ内に収納される。

次に、ローダ20から供給される基板１の厚さ寸法ｔが変動した場合の、搬送装置70の動作について説明する。まず、厚さ寸法がｔの基板１が供給された場合、前述のように、上側ベルト72側の送りプーリ79，80の軸79a，80aがローダ20側に偏心して取り付けられており、かつ、送りプーリ79，80のアンローダ50側が引張りばね85によって、下側ベルト71に向かって付勢されているので、図１５（Ａ）に示すように、送りプーリ79，80のアンローダ50側が引張りばね85の弾性力に抗して基板１の厚さ寸法分だけ上昇することによって、上側ベルト72が上昇し、しかも、上側ベルト72は、常時、引張りばね85の弾性力で下側ベルト71に向かって付勢されているので、上下ベルト71，72で確実に厚さ寸法ｔの基板１の把持領域３を把持して搬送することができる。

次に、厚さ寸法がｔ１（＞ｔ）の基板１ａが供給された場合、図１５（Ｂ）に示すように、上側ベルト72側の送りプーリ79，80は、軸79a，80aを中心にして、反時計方向に回動するが、送りプーリ79，80の軸79a，80aは、ローダ20側に偏心して取り付けられているために、送りプーリ79，80のアンローダ50側が、引張りばね85の弾性力に抗して基板１ａの厚さ寸法分だけ上昇することによって、上側ベルト72が上昇して、上下ベルト71，72で厚さ寸法がｔ１（＞ｔ）の基板１ａの把持領域３を把持して、搬送することができる。

このように、上記の搬送装置10では、基板１の厚さ寸法の変動に対応して、送りロール79，80のアンローダ50側が引張りばね85の弾性力に抗して昇降して、上側ベルト72が昇降する結果、アダプタを用いたり、送りロール79，80の取付位置を調整したりすることなく、円滑に対応可能である。このため、上側ベルト72の送りロール79，80の直径寸法や軸79a，80aの偏心寸法は、この搬送装置70を搬送される基板の厚さ寸法の変動範囲に応じて、予め適当に設定しておく必要がある。

また、基板１の品種切替えによって、長さ寸法Ｌ１（≠Ｌ）の基板１ｂや、幅寸法Ｗ１（≠Ｗ）の基板１ｃが供給されても、前述のように、上下ベルト71，72は、基板１ｂ，１ｃの端部の把持領域３を把持するので、基板１ｂ，１ｃの長さ寸法Ｌ１や幅寸法Ｗ１には全く関係なく、基板１ｂ，１ｃの把持領域３を把持して、円滑に間欠的に搬送することができる。

このように、搬送装置70が各種サイズの基板に対応可能で共用化できることは、前述のアンローダ10が、マガジンＭの幅寸法が変化しても、第２の移載手段16における押し板164の待機位置を変更することによって対応可能で共用化できることと併せて、このダイボンダ50が、各種サイズの基板に共用可能なものであることを意味し、基板のサイズごとに専用のダイボンダを製作・使用する場合に比較して、ダイボンダの設置台数を少なくして設備投資額および占有床面積を低減することができ、ダイボンダの稼働率を向上することができる。

なお、上記の実施形態は、本発明の特定の形態について説明したもので、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。

例えば、アンローダにおいては、上記実施形態で示したマガジン供給部11、第１の移載手段13、昇降手段14、マガジン受取部15、第２の移載手段16などは、それぞれ所期の機能を奏する限り、任意の構成にすることができる。

また、ダイボンダにおいては、ローダ20、搬送装置70、接合材塗付装置30、ボンディングヘッド40などは、それぞれ所期の機能を奏する限り、任意の構成にすることができる。特に、搬送装置70は、上下のタイミングベルト71，72で基板１の把持領域３を把持して搬送する場合について説明したが、従来周知のクランパ方式や送り爪方式の搬送装置を採用することもできる。

本発明のアンローダの制御方法は、半導体チップのダイボンダにおいて特に有用であるが、チップ抵抗器やチップコンデンサなどの各種電子部品チップのアンローダやダイボンダにも適用することができる。

本発明の実施形態に係るアンローダの概略正面図である。 図１のアンローダの平面図である。 図１のアンローダの左側面図である。 図１のアンローダの右側面図である。 図１のアンローダを組み込んだダイボンダの概略平面図である。 （Ａ）は図５のダイボンダで用いる基板の一例の平面図、 （Ｂ）は（Ａ）の基板の正面図である。 （Ａ）が図５のダイボンダにおけるローダの一例の概略正断面図、（Ｂ）は図５のダイボンダにおけるローダの異なる例の概略正面図である。 図５のダイボンダにおける接合材塗付装置の概略拡大断面図である。 図５のダイボンダにおけるボンディングヘッドの動作説明図である。 半導体チップ集合体の製造工程を示す断面図で、 （Ａ）は半導体ウェーハを貼付したウェーハシートをウェーハリングに貼付した状態、 （Ｂ）はダイサによって半導体ウェーハを個々の半導体チップに分割した状態、 （Ｃ）はウェーハシートを引き伸ばした状態である。 図５のダイボンダにおける搬送装置の上下タイミングベルトおよびプーリの配置状態を示す正面図である。 図１１の搬送装置の拡大断面図である。 （Ａ）は図１１の搬送装置における駆動プーリ部分の背面図、 （Ｂ）は（Ａ）の駆動プーリ部分の右側面図である。 （Ａ）は図１１の搬送装置における駆動ローラ、受動ローラおよび上部送りローラ部分の概略正面図、 （Ｂ）は（Ａ）の上側送りローラ部分の概略平面図、 （Ｃ）は（Ｂ）の矢視Ａ部分の拡大側断面図、 （Ｄ）は（Ｂ）の矢視Ｂ部分の拡大側断面図である。 （Ａ）は厚さ寸法が小さい基板が供給された場合の搬送装置の上下ベルトおよび上下送りローラの状態を示す拡大正面図、 （Ｂ）は厚さ寸法が大きい基板が供給された場合の搬送装置の上下ベルトおよび上下送りローラの状態を示す拡大正面図である。 （Ａ）は従来のダイボンダの概略正面図、 （Ｂ）は（Ａ）のダイボンダにおける概略平面図である。 従来のダイボンダにおけるアンローダの概略正面図である。

１ 基板
２ ボンディング領域
３ 把持領域
１０ アンローダ
１１ マガジン供給部
１１３ 昇降動作検出手段（反射型センサ）
１２ 昇降台
１３ 第１の移載手段
１３４ 押し板
１４ 昇降手段
１４５ 下降位置検出手段
１５ マガジン受取部
１５１ 満杯状態検出手段
１６ 第２の移載手段
１６４ 押し板
２０ ローダ
３０ 接合材塗付装置
４０ ボンディングヘッド
５０ ダイボンダ

Claims (4)

1. 空のマガジンを配置するマガジン供給部と、平板状の昇降台と、前記マガジン供給部から前記昇降台に空のマガジンを移載する第１の押し板と、前記昇降台を昇降させる昇降手段と、前記マガジン供給部の下方位置に配置されワークを収納したマガジンを受け取るマガジン受取部と、
   前記昇降台に取り付けられ、前記第１の押し板によって昇降台に移載されるマガジンの位置を規制するとともに昇降台からマガジン受取部にワークを収納したマガジンを移載させる第２の押し板とを備えたアンローダの制御方法であって、
   第２の押し板は、マガジンの幅寸法に適合した位置に水平移動して待機し、第１の押し板を前進させてマガジンが昇降台に移載されたとき、マガジン供給部から昇降台に移載されたマガジンの先端面を第２の押し板の前面で押して、マガジンの先端面を昇降台の適正な位置に位置規制してワークをマガジンに収納することを特徴とするアンローダの制御方法。
2. 前記マガジン供給部の下方に、前記昇降手段の昇降動作時の状態を検出する昇降動作検出手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のアンローダの制御方法。
3. 前記昇降台が所定位置に下降したことを検出する下降位置検出手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンローダの制御方法。
4. 前記マガジン受取部に、マガジンが満杯になったことを検出する満杯状態検出手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアンローダの制御方法。