吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法
【課題】半導体チップを吸着して搬送する搬送系に、気体を給排気する機構の荷重が掛かってしまうことを回避して、高精度、低荷重、低衝撃の搬送を実現すること。
【解決手段】吸着ヘッドは、フリップチップＷを吸着する吸着コレット１２と、該吸着コレットに連通する吸引流路管２５を備えて圧縮空気供給部１８に空気供給口２１ａを近接対峙させて該吸引流路管内を減圧するエジェクタ１１とを備えて、前記圧縮空気供給部に非接触状態のまま移動する。
【解決手段】吸着ヘッドは、フリップチップＷを吸着する吸着コレット１２と、該吸着コレットに連通する吸引流路管２５を備えて圧縮空気供給部１８に空気供給口２１ａを近接対峙させて該吸引流路管内を減圧するエジェクタ１１とを備えて、前記圧縮空気供給部に非接触状態のまま移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法に係り、詳しくは、高精度、低荷重、低衝撃の搬送を実現することのできる吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどのワークを吸着して搬送する場合には、その半導体チップを吸着口で吸着保持して所望の位置に搬送した後に、その吸着口内を大気に開放することにより吸着状態を解消する。
【０００３】
この場合に、半導体チップが吸着口から離れない場合があることから、吸着口を真空ポンプと共に加圧空気供給源にも接続して、それぞれの連通経路を電磁弁で切り換えることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
半導体チップの表面の電極にバンプ（突起電極）を形成した、所謂、フリップチップをプリント基板などのパッケージに搭載する場合には、そのバンプ形成面を下向きにしてバンプを加熱溶融させることにより配線などにワイヤレスに接続するフリップチップボンディングが行なわれる（例えば、特許文献２、３）。
【０００５】
このフリップチップボンディングでは、特許文献２、３に記載のように、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）などを搭載する半導体製造装置がフリップチップをパッケージに押し付けるようにして位置決めすることから、位置ずれを防止するために荷重を制御して、位置決めを高精度に行い得るように各種の工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０９８１４号公報
【特許文献２】特開２００２−０３３３３８号公開
【特許文献３】特開平０１−１９８０４６号公開
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体チップの吸着・搬送にあっては、吸着口内の空気を吸引するなどして減圧する真空ポンプを半導体製造装置に搭載することから、その真空ポンプと吸着口との間を接続するチューブなどの空気配管が必要になる。このチューブなどは、半導体チップをパッケージの搭載位置に移送するために屈曲させると、微弱ではあるがその屈曲に抗する抵抗力（荷重）が発生して、そのストレスが高精度な荷重制御や位置制御の実現に影響してしまう場合があり、フリップチップのような近年の微小な半導体チップの場合には破損してしまう虞がある。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、半導体チップなどのワークを吸着して搬送する搬送系に、空気を給排気などする機構の荷重が掛かってしまうことを回避して、高精度、低荷重、低衝撃の搬送を実現することのできる吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明の構成は、ワークを吸着する吸着口と、該吸着口に連通する減圧室と、気流調整部に前記減圧室に連通する連通口を近接対峙させて該減圧室を減圧させる真空引き機構とを備えて、前記気流調整部に非接触状態のまま移動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の構成によれば、ワークの吸着位置に移動したときに、気流調整部に連通口を非接触対面させて減圧室を減圧してワークを吸着口に吸着し、この後には、その気流調整部と非接触状態のまま移動する。したがって、気流調整部にチューブなどの配管を連結したままワークの搬送先に移動して位置決め制御することを回避することができ、チューブなどの負荷により荷重制御や位置制御の精度が低下してしまうことを回避して、ワークを高精度に搬送し位置決め載置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態である半導体チップ実装装置の概略構成を示す立面図である。
【図２】同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着する吸着ヘッドを示す縦断面図である。
【図３】同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着時の状態を示す立面図である。
【図４】同吸着ヘッドの動作を説明する縦断面図である。
【図５】同半導体チップ実装装置の半導体チップを解放時の状態を示す立面図である。
【図６】同吸着ヘッドの図４とは異なる動作を説明する縦断面図である。
【図７】同実施形態の他の態様を示す図であり、その半導体チップを吸着する吸着ヘッドを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
半導体チップ実装装置において、減圧室を具備して該減圧室内を減圧し半導体チップを吸着保持する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドを搭載して前記半導体チップの吸着位置から実装位置に移送させる移送部と、気体を噴射する気流調整部とを備えており、前記吸着ヘッドは、前記気流調整部の気体を噴射する開口に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射を利用して該減圧室を減圧させる真空引き機構を有して、前記気流調整部に非接触状態のまま移送されるようになっている。
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について詳細に説明する。
【実施形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施形態である半導体チップ実装装置の概略構成を示す立面図、図２は、同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着する吸着ヘッドを示す縦断面図、図３は、同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着時の状態を示す立面図、図４は、同吸着ヘッドの動作を説明する縦断面図、図５は、同半導体チップ実装装置の半導体チップを解放時の状態を示す立面図、図６は、同吸着ヘッドの図４とは異なる動作を説明する縦断面図である。
【００１４】
図１において、半導体製造装置１０は、エジェクタ１１に取り付けられている吸着コレット１２に、供給台Ｐ上の半導体チップのフリップチップＷを吸着保持させて、所謂、フリップチップボンディング処理を行うプリント基板Ｃ（図５参照）上の実装位置（実装面）に搬送する。そのフリップチップボンディングの処理位置では、フリップチップＷをプリント基板Ｃ上に位置決めしつつ接合面の表面電極に形成したバンプＢ（図４参照）をヒータ１３で加熱溶融することにより配線などにワイヤレスに接続する。すなわち、この半導体製造装置１０は、フリップチップ実装装置に構築されている。
【００１５】
この半導体製造装置１０は、エジェクタ１１、吸着コレット１２及びヒータ１３が、搭載部１５にＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１６及びエアスライダ１７を介在させて搭載されている。搭載部１５は、図中のフリップチップＷの供給台Ｐと、図面の表面側又は裏面側に位置するフリップチップボンディングの処理位置（プリント基板Ｃ上）との間をエジェクタ１１などを往復移送させることにより吸着コレット１２で吸着保持するフリップチップＷをＸＹ軸方向に搬送して位置決めする。ＶＣＭ１６は、センタシャフト１６ａを上下動させてエジェクタ１１などをＺ軸方向にエアスライダ１７でスムーズに移送させ、供給台ＰのフリップチップＷを吸着コレット１２に吸着保持させる一方、そのフリップチップＷをフリップチップボンディングの処理位置のプリント基板Ｃ上に位置決めしつつ所望の荷重で押し付け保持する。なお、このＶＣＭ１６の位置制御や荷重制御は、例えば、不図示のリニアエンコーダなどからの検出信号に基づいて実行すればよい。
【００１６】
エジェクタ１１は、図２に示すように、一方の側面に空気供給口２１ａが開口するノズル２１と、空気供給口２１ａを気密に開閉する供給口弁２２と、空気供給口２１ａの反対側の側面に空気排気口２３ａが開口するディフューザ２３と、空気排気口２３ａを気密に開閉する排気口弁２４と、ヒータ１３を介して下面に露出する吸着コレット１２に連通する吸引流路管２５とを備えて構成されている。なお、供給口弁２２や排気口弁２４は、形式を問うものではなく、吸着源となる所望の真空度に維持すればよく、例えば、電磁弁を配設して機能させてもよい。また、ヒータ１３は、加熱電力を供給するとともにエジェクタ１１との間を断熱するように機能する支持部１３ａを介してエジェクタ１１に支持されている。
【００１７】
ノズル２１は、空気供給口２１ａに流通管部２１ｃ及び噴射部２１ｄが連通形成されている。このノズル２１は、空気供給口２１ａに流入される空気を流通管部２１ｃに流通させた後に、その流通管部２１ｃを流通する圧縮空気を、流路断面積を縮小する漏斗形状の噴射部２１ｄで絞って高速に噴射させるようになっている。
【００１８】
ディフューザ２３は、空気排気口２３ａに放出部２３ｄ、流通管部２３ｃ及び流入部２３ｂが連通形成されている。このディフューザ２３は、漏斗形状の流入口２３ｂがノズル２１の噴射部２１ｄから噴射されてくる空気を再度絞って高速に流通管部２１ｃ内に吹き込んだ後に、その流通管部２１ｃから流通される圧縮空気を、流路断面積を拡大する逆漏斗形状の放出部２３ｄ内に放出して流速を低下させ空気排気口２３ａから流出するようになっている。
【００１９】
吸引流路管２５は、ヒータ部１３などの内部に形成されている連通管２６を介して吸着コレット１２内の吸着口１２ａに連通されており、その連通管２６に連通管部２５ａと収容空間部２５ｂとが連通形成されている。この吸引流路管２５は、連通管部２５ａが連通管２６（吸着コレット１２の吸着口１２ａ）を収容空間部２５ｂに連通させる一方、その収容空間部２５ｂがノズル２１の噴射部２１ｄからディフューザ２３の流入部２３ｂに圧縮空気を効率よく吹き込む対面位置にそれぞれ位置決めして気密に収容している。
【００２０】
そして、エジェクタ１１は、予め設定されているタイミングに、図３に示すように、ノズル２１の空気供給口２１ａを搭載部１５の側面側に設置されている圧縮空気供給部（空気供給源）１８の空気噴射口１８ａに非接触状態で近接対面（対峙）させるようになっている。具体的には、ノズル２１の空気供給口２１ａは、エジェクタ１１が供給台Ｐ上に移動されるとともに降下されて、吸着コレット１２をフリップチップＷに密着させる位置に位置決めするタイミングに、圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａに非接触状態で近接対面される。また、同様に、図５に示すように、エジェクタ１１がフリップチップボンディングの処理位置に移動されるとともに降下されて、吸着コレット１２が吸着保持するフリップチップＷをプリント基板Ｃに押し付けてワイヤレス接続するタイミングにも、圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａに非接触状態で近接対面される。
【００２１】
この構成により、エジェクタ１１は、フリップチップＷの供給台Ｐ上では、図４に示すように、供給口弁２２と排気口弁２４とを開放した状態でノズル２１の空気供給口２１ａに、搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａを非接触対面（連結）させて高速噴射される圧縮空気Ｇ１を吹き込ませる。すると、その圧縮空気Ｇ１は、空気噴射口１８ａからの噴射後にはノズル２１の流通管部２１ｃを介して噴射部２１ｄで圧縮されて高速にディフューザ２３の流入部２３ｂに吹き込まれる。そのディフューザ２３の流入部２３ｂに吹き込まれた圧縮空気Ｇ２は、同様に、その流入部２３ｂで再度圧縮されて流通管部２３ｃを流通した後に放出部２３ｄで膨張することが許容されて空気排気口２３ａから排気される。このため、ディフューザ２３の流通管部２３ｃの前後では、放出部２３ｄ内への圧縮空気Ｇ２の放出に伴って圧力差が生じて流入部２３ｂに空気Ｇ３が強制的に引き込まれる。その結果、吸引流路管２５の収容空間部２５ｂ内の空気Ｇ３も巻き込まれるようにして、ディフューザ２３の流入部２３ｂに吹き込まれる圧縮空気（一次流体）Ｇ２に混合吸引されて、吸着コレット１２の吸着口１２ａに連通する連通管２６や連通管部２５ａと共に内部が減圧される。この後には、供給口弁２２と排気口弁２４とを閉塞することにより、その吸引流路管２５内などを所望の真空度の減圧状態に維持することができ、吸着コレット１２に密着させたフリップチップＷを吸着して保持することができる。なお、このフリップチップＷを吸着保持するために簡易に真空引きして減圧する真空度は、高い必要はなく、微小なフリップチップＷを確実に保持可能な程度で十分である。また、エジェクタ１１の空気供給口２１ａに吹き込む空気（高速気流）は、圧縮空気供給部１８の噴射する圧縮空気に限らず、他の基体でも良く、例えば、不活性で安価な窒素ガスでも良い。
【００２２】
このエジェクタ１１は、フリップチップボンディングの処理位置では、反対に、図６に示すように、供給口弁２２を開放するのと同時に排気口弁２４を閉塞した状態で、同様に、ノズル２１の空気供給口２１ａに、搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａを非接触対面（連結）させて圧縮空気Ｇ１を吹き込むこともできる。すると、ディフューザ２３内には空気を実質的には吹き込むことができないことから、圧縮空気Ｇ１は、ノズル２１から吸引流路管２５の収容空間部２５ｂ内に流入して吸着コレット１２の吸着口１２ａに連通する連通管２６や連通管部２５ａ内を減圧状態を解除して加圧することもでき、吸着コレット１２に密着させたフリップチップＷを吸着状態から確実に解放（リリース）することができる。
【００２３】
このことから、半導体製造装置１０は、フリップチップＷを供給台Ｐからフリップチップボンディングの処理位置に搬送して位置決めする際には、次のようなフリップチップＷの搬送・実装方法を実行することができる。
【００２４】
まずは、エジェクタ１１の供給口弁２２と排気口弁２４とを開放すると共に、吸着コレット１２を供給台Ｐ上のフリップチップＷに密着させる位置に移送して位置決めした後に、エジェクタ１１の空気供給口２１ａに非接触対面する搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａから圧縮空気Ｇ１を吹き込む。このときには、ノズル２１から圧縮空気Ｇ１がディフューザ２３に抜けて放出空気Ｇ２として排気される際に、吸引流路管２５内の空気Ｇ３がそのディフューザ２３内に吸引されて減圧されることにより、フリップチップＷを吸着する吸着力を吸着コレット１２に発生させることができる。この後には、フリップチップＷを吸着する状態で供給口弁２２と排気口弁２４とを閉塞することにより、吸引流路管２５内の減圧状態を維持してフリップチップＷを吸着保持することができる。
【００２５】
そして、エジェクタ１１を搭載部１５の圧縮空気供給部１８に非接触対面されている状態から離脱させて、フリップチップＷを吸着保持する吸着コレット１２をフリップチップボンディングの処理位置に移送して位置決めする。次いで、ヒータ１３を加熱してバンプＢを溶融してフリップチップＷをプリント基板Ｃにワイヤレス接続して搭載する実装処理をする。この処理後に、エジェクタ１１の供給口弁２２と排気口弁２４とを開放すると、フリップチップＷを吸着保持する吸引流路管２５内の減圧状態を解除して吸着コレット１２からフリップチップＷを解放させ溶融接合したプリント基板Ｃ側に実装状態にすることができる。また、このときに、エジェクタ１１の供給口弁２２を開放すると共に排気口弁２４を閉塞したまま、エジェクタ１１の空気供給口２１ａに非接触対面する搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａから圧縮空気Ｇ１を吹き込むこともできる。この場合には、ノズル２１からディフューザ２３に圧縮空気Ｇ１が抜けることなく、吸引流路管２５内を加圧してフリップチップＷを吸着保持する吸引流路管２５内の減圧状態を解除すると共に吸着コレット１２から空気Ｇ１を抜けさせてフリップチップＷを確実に離脱解放させることができる。
【００２６】
このように、この実施形態によれば、フリップチップＷをフリップチップボンディングでプリント基板Ｃにワイヤレス接続する際には、エジェクタ１１に圧縮空気供給部１８を連結するための負荷なく、高精度に低荷重制御と位置制御を行うことができる。このため、ＶＣＭ１６で吸着コレット１２を降下させてフリップチップＷをプリント基板Ｃに押し付けつつ位置決めする状態を高精度に制御しつつヒータ１３で加熱して、バンプＢを配線などにワイヤレス接続することができる。したがって、圧縮空気供給部１８に連結するための配管からの荷重負荷（ストレス）を受けて微小なフリップチップＷを破損してしまうことなくプリント基板Ｃに高精度に低荷重搭載することができる。
【００２７】
この実施形態の他の態様としては、供給口弁２２と排気口弁２４を閉塞することなく連続してエジェクタ１１の空気供給口２１ａに圧縮空気供給部１８から圧縮空気を非接触状態のまま吹き込んで吸引流路管２５内の減圧状態を維持するようにしてもよい。
【００２８】
また、圧縮空気供給部１８から圧縮空気をエジェクタ１１の空気供給口２１ａに吹き込んで吸引流路管２５内を減圧状態にするのに代えて、空気を吸引する真空ポンプの吸引口を非接触に近接対面させて吸着コレット１２内を減圧状態にするようにしてもよい。
【００２９】
また、エジェクタ１１などと共に、圧縮空気供給部１８が配設されている搭載部１５も一緒に移送するのに代えて、フリップチップＷの供給台Ｐとフリップチップボンディングの処理位置のそれぞれに圧縮空気供給部を移動不能に固設してもよい。
【００３０】
また、吸着コレット１２がエジェクタ１１に固設されている場合だけでなく、吸着コレットも吸着して装備する構造の場合にも流用することができ、吸着コレットを吸着状態にするための配管も同様の構造にすることができる。
【００３１】
また、ノズル２１は、空気供給口２１aを流通管部２１cと同径に形成するだけでなく、図７に示すように、漏斗形状の流入部２１bを流通管部２１ｃに連設して、空気供給口２１ａに流入される空気を絞って（圧縮して）流通管部２１ｃに流通させるようにしてもよい。
【００３２】
以上、この発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明は、半導体製造装置に限らず、他のワーク搬送装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、半導体製造装置に限らず、例えば、電子部品を製造・搬送する電子デバイス製造装置などの各種装置に広く適用でき、ワークとしては、半導体チップのように平板形状のもの限らず、例えば、ブロック形状の部品などを搬送する場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 半導体製造装置（半導体チップ実装装置）
１１ エジェクタ（吸着ヘッドの一部）
１２ 吸着コレット（吸着ヘッドの一部）
１２ａ 吸着口
１３ ヒータ（加熱部）
１５ 搭載部（移送部の一部）
１６ ＶＣＭ（移送部の一部）
１８ 圧縮空気供給部（気流調整部）
１８ａ 空気噴射口（開口）
２１ ノズル（真空引き機構の一部）
２１ａ 空気供給口（連通口、気体流入口）
２２ 供給口弁（開閉弁の一部）
２３ ディフューザ（真空引き機構の一部）
２３ａ 空気排気口
２４ 排気口弁（開閉弁の一部）
２５ 吸引流路管
２５ａ 連通管部（減圧室の一部）
２５ｂ 収容空間部（連通流路）
２６ 連通管（減圧室の一部）
Ｃ プリント基板（実装基板、搬送先）
Ｇ１、Ｇ２ 圧縮空気（気体）
Ｇ３ 空気（気体）
Ｐ 供給台（搬送元）
Ｗ フリップチップ（ワーク、半導体チップ）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法に係り、詳しくは、高精度、低荷重、低衝撃の搬送を実現することのできる吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどのワークを吸着して搬送する場合には、その半導体チップを吸着口で吸着保持して所望の位置に搬送した後に、その吸着口内を大気に開放することにより吸着状態を解消する。
【０００３】
この場合に、半導体チップが吸着口から離れない場合があることから、吸着口を真空ポンプと共に加圧空気供給源にも接続して、それぞれの連通経路を電磁弁で切り換えることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
半導体チップの表面の電極にバンプ（突起電極）を形成した、所謂、フリップチップをプリント基板などのパッケージに搭載する場合には、そのバンプ形成面を下向きにしてバンプを加熱溶融させることにより配線などにワイヤレスに接続するフリップチップボンディングが行なわれる（例えば、特許文献２、３）。
【０００５】
このフリップチップボンディングでは、特許文献２、３に記載のように、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）などを搭載する半導体製造装置がフリップチップをパッケージに押し付けるようにして位置決めすることから、位置ずれを防止するために荷重を制御して、位置決めを高精度に行い得るように各種の工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０９８１４号公報
【特許文献２】特開２００２−０３３３３８号公開
【特許文献３】特開平０１−１９８０４６号公開
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体チップの吸着・搬送にあっては、吸着口内の空気を吸引するなどして減圧する真空ポンプを半導体製造装置に搭載することから、その真空ポンプと吸着口との間を接続するチューブなどの空気配管が必要になる。このチューブなどは、半導体チップをパッケージの搭載位置に移送するために屈曲させると、微弱ではあるがその屈曲に抗する抵抗力（荷重）が発生して、そのストレスが高精度な荷重制御や位置制御の実現に影響してしまう場合があり、フリップチップのような近年の微小な半導体チップの場合には破損してしまう虞がある。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、半導体チップなどのワークを吸着して搬送する搬送系に、空気を給排気などする機構の荷重が掛かってしまうことを回避して、高精度、低荷重、低衝撃の搬送を実現することのできる吸着ヘッド、ワーク搬送装置及びワーク搬送方法、並びに、半導体チップ実装装置及び半導体チップ実装方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明の構成は、ワークを吸着する吸着口と、該吸着口に連通する減圧室と、気流調整部に前記減圧室に連通する連通口を近接対峙させて該減圧室を減圧させる真空引き機構とを備えて、前記気流調整部に非接触状態のまま移動することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の構成によれば、ワークの吸着位置に移動したときに、気流調整部に連通口を非接触対面させて減圧室を減圧してワークを吸着口に吸着し、この後には、その気流調整部と非接触状態のまま移動する。したがって、気流調整部にチューブなどの配管を連結したままワークの搬送先に移動して位置決め制御することを回避することができ、チューブなどの負荷により荷重制御や位置制御の精度が低下してしまうことを回避して、ワークを高精度に搬送し位置決め載置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施形態である半導体チップ実装装置の概略構成を示す立面図である。
【図２】同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着する吸着ヘッドを示す縦断面図である。
【図３】同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着時の状態を示す立面図である。
【図４】同吸着ヘッドの動作を説明する縦断面図である。
【図５】同半導体チップ実装装置の半導体チップを解放時の状態を示す立面図である。
【図６】同吸着ヘッドの図４とは異なる動作を説明する縦断面図である。
【図７】同実施形態の他の態様を示す図であり、その半導体チップを吸着する吸着ヘッドを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
半導体チップ実装装置において、減圧室を具備して該減圧室内を減圧し半導体チップを吸着保持する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドを搭載して前記半導体チップの吸着位置から実装位置に移送させる移送部と、気体を噴射する気流調整部とを備えており、前記吸着ヘッドは、前記気流調整部の気体を噴射する開口に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射を利用して該減圧室を減圧させる真空引き機構を有して、前記気流調整部に非接触状態のまま移送されるようになっている。
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について詳細に説明する。
【実施形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施形態である半導体チップ実装装置の概略構成を示す立面図、図２は、同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着する吸着ヘッドを示す縦断面図、図３は、同半導体チップ実装装置の半導体チップを吸着時の状態を示す立面図、図４は、同吸着ヘッドの動作を説明する縦断面図、図５は、同半導体チップ実装装置の半導体チップを解放時の状態を示す立面図、図６は、同吸着ヘッドの図４とは異なる動作を説明する縦断面図である。
【００１４】
図１において、半導体製造装置１０は、エジェクタ１１に取り付けられている吸着コレット１２に、供給台Ｐ上の半導体チップのフリップチップＷを吸着保持させて、所謂、フリップチップボンディング処理を行うプリント基板Ｃ（図５参照）上の実装位置（実装面）に搬送する。そのフリップチップボンディングの処理位置では、フリップチップＷをプリント基板Ｃ上に位置決めしつつ接合面の表面電極に形成したバンプＢ（図４参照）をヒータ１３で加熱溶融することにより配線などにワイヤレスに接続する。すなわち、この半導体製造装置１０は、フリップチップ実装装置に構築されている。
【００１５】
この半導体製造装置１０は、エジェクタ１１、吸着コレット１２及びヒータ１３が、搭載部１５にＶＣＭ（ボイスコイルモータ）１６及びエアスライダ１７を介在させて搭載されている。搭載部１５は、図中のフリップチップＷの供給台Ｐと、図面の表面側又は裏面側に位置するフリップチップボンディングの処理位置（プリント基板Ｃ上）との間をエジェクタ１１などを往復移送させることにより吸着コレット１２で吸着保持するフリップチップＷをＸＹ軸方向に搬送して位置決めする。ＶＣＭ１６は、センタシャフト１６ａを上下動させてエジェクタ１１などをＺ軸方向にエアスライダ１７でスムーズに移送させ、供給台ＰのフリップチップＷを吸着コレット１２に吸着保持させる一方、そのフリップチップＷをフリップチップボンディングの処理位置のプリント基板Ｃ上に位置決めしつつ所望の荷重で押し付け保持する。なお、このＶＣＭ１６の位置制御や荷重制御は、例えば、不図示のリニアエンコーダなどからの検出信号に基づいて実行すればよい。
【００１６】
エジェクタ１１は、図２に示すように、一方の側面に空気供給口２１ａが開口するノズル２１と、空気供給口２１ａを気密に開閉する供給口弁２２と、空気供給口２１ａの反対側の側面に空気排気口２３ａが開口するディフューザ２３と、空気排気口２３ａを気密に開閉する排気口弁２４と、ヒータ１３を介して下面に露出する吸着コレット１２に連通する吸引流路管２５とを備えて構成されている。なお、供給口弁２２や排気口弁２４は、形式を問うものではなく、吸着源となる所望の真空度に維持すればよく、例えば、電磁弁を配設して機能させてもよい。また、ヒータ１３は、加熱電力を供給するとともにエジェクタ１１との間を断熱するように機能する支持部１３ａを介してエジェクタ１１に支持されている。
【００１７】
ノズル２１は、空気供給口２１ａに流通管部２１ｃ及び噴射部２１ｄが連通形成されている。このノズル２１は、空気供給口２１ａに流入される空気を流通管部２１ｃに流通させた後に、その流通管部２１ｃを流通する圧縮空気を、流路断面積を縮小する漏斗形状の噴射部２１ｄで絞って高速に噴射させるようになっている。
【００１８】
ディフューザ２３は、空気排気口２３ａに放出部２３ｄ、流通管部２３ｃ及び流入部２３ｂが連通形成されている。このディフューザ２３は、漏斗形状の流入口２３ｂがノズル２１の噴射部２１ｄから噴射されてくる空気を再度絞って高速に流通管部２１ｃ内に吹き込んだ後に、その流通管部２１ｃから流通される圧縮空気を、流路断面積を拡大する逆漏斗形状の放出部２３ｄ内に放出して流速を低下させ空気排気口２３ａから流出するようになっている。
【００１９】
吸引流路管２５は、ヒータ部１３などの内部に形成されている連通管２６を介して吸着コレット１２内の吸着口１２ａに連通されており、その連通管２６に連通管部２５ａと収容空間部２５ｂとが連通形成されている。この吸引流路管２５は、連通管部２５ａが連通管２６（吸着コレット１２の吸着口１２ａ）を収容空間部２５ｂに連通させる一方、その収容空間部２５ｂがノズル２１の噴射部２１ｄからディフューザ２３の流入部２３ｂに圧縮空気を効率よく吹き込む対面位置にそれぞれ位置決めして気密に収容している。
【００２０】
そして、エジェクタ１１は、予め設定されているタイミングに、図３に示すように、ノズル２１の空気供給口２１ａを搭載部１５の側面側に設置されている圧縮空気供給部（空気供給源）１８の空気噴射口１８ａに非接触状態で近接対面（対峙）させるようになっている。具体的には、ノズル２１の空気供給口２１ａは、エジェクタ１１が供給台Ｐ上に移動されるとともに降下されて、吸着コレット１２をフリップチップＷに密着させる位置に位置決めするタイミングに、圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａに非接触状態で近接対面される。また、同様に、図５に示すように、エジェクタ１１がフリップチップボンディングの処理位置に移動されるとともに降下されて、吸着コレット１２が吸着保持するフリップチップＷをプリント基板Ｃに押し付けてワイヤレス接続するタイミングにも、圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａに非接触状態で近接対面される。
【００２１】
この構成により、エジェクタ１１は、フリップチップＷの供給台Ｐ上では、図４に示すように、供給口弁２２と排気口弁２４とを開放した状態でノズル２１の空気供給口２１ａに、搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａを非接触対面（連結）させて高速噴射される圧縮空気Ｇ１を吹き込ませる。すると、その圧縮空気Ｇ１は、空気噴射口１８ａからの噴射後にはノズル２１の流通管部２１ｃを介して噴射部２１ｄで圧縮されて高速にディフューザ２３の流入部２３ｂに吹き込まれる。そのディフューザ２３の流入部２３ｂに吹き込まれた圧縮空気Ｇ２は、同様に、その流入部２３ｂで再度圧縮されて流通管部２３ｃを流通した後に放出部２３ｄで膨張することが許容されて空気排気口２３ａから排気される。このため、ディフューザ２３の流通管部２３ｃの前後では、放出部２３ｄ内への圧縮空気Ｇ２の放出に伴って圧力差が生じて流入部２３ｂに空気Ｇ３が強制的に引き込まれる。その結果、吸引流路管２５の収容空間部２５ｂ内の空気Ｇ３も巻き込まれるようにして、ディフューザ２３の流入部２３ｂに吹き込まれる圧縮空気（一次流体）Ｇ２に混合吸引されて、吸着コレット１２の吸着口１２ａに連通する連通管２６や連通管部２５ａと共に内部が減圧される。この後には、供給口弁２２と排気口弁２４とを閉塞することにより、その吸引流路管２５内などを所望の真空度の減圧状態に維持することができ、吸着コレット１２に密着させたフリップチップＷを吸着して保持することができる。なお、このフリップチップＷを吸着保持するために簡易に真空引きして減圧する真空度は、高い必要はなく、微小なフリップチップＷを確実に保持可能な程度で十分である。また、エジェクタ１１の空気供給口２１ａに吹き込む空気（高速気流）は、圧縮空気供給部１８の噴射する圧縮空気に限らず、他の基体でも良く、例えば、不活性で安価な窒素ガスでも良い。
【００２２】
このエジェクタ１１は、フリップチップボンディングの処理位置では、反対に、図６に示すように、供給口弁２２を開放するのと同時に排気口弁２４を閉塞した状態で、同様に、ノズル２１の空気供給口２１ａに、搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａを非接触対面（連結）させて圧縮空気Ｇ１を吹き込むこともできる。すると、ディフューザ２３内には空気を実質的には吹き込むことができないことから、圧縮空気Ｇ１は、ノズル２１から吸引流路管２５の収容空間部２５ｂ内に流入して吸着コレット１２の吸着口１２ａに連通する連通管２６や連通管部２５ａ内を減圧状態を解除して加圧することもでき、吸着コレット１２に密着させたフリップチップＷを吸着状態から確実に解放（リリース）することができる。
【００２３】
このことから、半導体製造装置１０は、フリップチップＷを供給台Ｐからフリップチップボンディングの処理位置に搬送して位置決めする際には、次のようなフリップチップＷの搬送・実装方法を実行することができる。
【００２４】
まずは、エジェクタ１１の供給口弁２２と排気口弁２４とを開放すると共に、吸着コレット１２を供給台Ｐ上のフリップチップＷに密着させる位置に移送して位置決めした後に、エジェクタ１１の空気供給口２１ａに非接触対面する搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａから圧縮空気Ｇ１を吹き込む。このときには、ノズル２１から圧縮空気Ｇ１がディフューザ２３に抜けて放出空気Ｇ２として排気される際に、吸引流路管２５内の空気Ｇ３がそのディフューザ２３内に吸引されて減圧されることにより、フリップチップＷを吸着する吸着力を吸着コレット１２に発生させることができる。この後には、フリップチップＷを吸着する状態で供給口弁２２と排気口弁２４とを閉塞することにより、吸引流路管２５内の減圧状態を維持してフリップチップＷを吸着保持することができる。
【００２５】
そして、エジェクタ１１を搭載部１５の圧縮空気供給部１８に非接触対面されている状態から離脱させて、フリップチップＷを吸着保持する吸着コレット１２をフリップチップボンディングの処理位置に移送して位置決めする。次いで、ヒータ１３を加熱してバンプＢを溶融してフリップチップＷをプリント基板Ｃにワイヤレス接続して搭載する実装処理をする。この処理後に、エジェクタ１１の供給口弁２２と排気口弁２４とを開放すると、フリップチップＷを吸着保持する吸引流路管２５内の減圧状態を解除して吸着コレット１２からフリップチップＷを解放させ溶融接合したプリント基板Ｃ側に実装状態にすることができる。また、このときに、エジェクタ１１の供給口弁２２を開放すると共に排気口弁２４を閉塞したまま、エジェクタ１１の空気供給口２１ａに非接触対面する搭載部１５の圧縮空気供給部１８の空気噴射口１８ａから圧縮空気Ｇ１を吹き込むこともできる。この場合には、ノズル２１からディフューザ２３に圧縮空気Ｇ１が抜けることなく、吸引流路管２５内を加圧してフリップチップＷを吸着保持する吸引流路管２５内の減圧状態を解除すると共に吸着コレット１２から空気Ｇ１を抜けさせてフリップチップＷを確実に離脱解放させることができる。
【００２６】
このように、この実施形態によれば、フリップチップＷをフリップチップボンディングでプリント基板Ｃにワイヤレス接続する際には、エジェクタ１１に圧縮空気供給部１８を連結するための負荷なく、高精度に低荷重制御と位置制御を行うことができる。このため、ＶＣＭ１６で吸着コレット１２を降下させてフリップチップＷをプリント基板Ｃに押し付けつつ位置決めする状態を高精度に制御しつつヒータ１３で加熱して、バンプＢを配線などにワイヤレス接続することができる。したがって、圧縮空気供給部１８に連結するための配管からの荷重負荷（ストレス）を受けて微小なフリップチップＷを破損してしまうことなくプリント基板Ｃに高精度に低荷重搭載することができる。
【００２７】
この実施形態の他の態様としては、供給口弁２２と排気口弁２４を閉塞することなく連続してエジェクタ１１の空気供給口２１ａに圧縮空気供給部１８から圧縮空気を非接触状態のまま吹き込んで吸引流路管２５内の減圧状態を維持するようにしてもよい。
【００２８】
また、圧縮空気供給部１８から圧縮空気をエジェクタ１１の空気供給口２１ａに吹き込んで吸引流路管２５内を減圧状態にするのに代えて、空気を吸引する真空ポンプの吸引口を非接触に近接対面させて吸着コレット１２内を減圧状態にするようにしてもよい。
【００２９】
また、エジェクタ１１などと共に、圧縮空気供給部１８が配設されている搭載部１５も一緒に移送するのに代えて、フリップチップＷの供給台Ｐとフリップチップボンディングの処理位置のそれぞれに圧縮空気供給部を移動不能に固設してもよい。
【００３０】
また、吸着コレット１２がエジェクタ１１に固設されている場合だけでなく、吸着コレットも吸着して装備する構造の場合にも流用することができ、吸着コレットを吸着状態にするための配管も同様の構造にすることができる。
【００３１】
また、ノズル２１は、空気供給口２１aを流通管部２１cと同径に形成するだけでなく、図７に示すように、漏斗形状の流入部２１bを流通管部２１ｃに連設して、空気供給口２１ａに流入される空気を絞って（圧縮して）流通管部２１ｃに流通させるようにしてもよい。
【００３２】
以上、この発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明は、半導体製造装置に限らず、他のワーク搬送装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、半導体製造装置に限らず、例えば、電子部品を製造・搬送する電子デバイス製造装置などの各種装置に広く適用でき、ワークとしては、半導体チップのように平板形状のもの限らず、例えば、ブロック形状の部品などを搬送する場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 半導体製造装置（半導体チップ実装装置）
１１ エジェクタ（吸着ヘッドの一部）
１２ 吸着コレット（吸着ヘッドの一部）
１２ａ 吸着口
１３ ヒータ（加熱部）
１５ 搭載部（移送部の一部）
１６ ＶＣＭ（移送部の一部）
１８ 圧縮空気供給部（気流調整部）
１８ａ 空気噴射口（開口）
２１ ノズル（真空引き機構の一部）
２１ａ 空気供給口（連通口、気体流入口）
２２ 供給口弁（開閉弁の一部）
２３ ディフューザ（真空引き機構の一部）
２３ａ 空気排気口
２４ 排気口弁（開閉弁の一部）
２５ 吸引流路管
２５ａ 連通管部（減圧室の一部）
２５ｂ 収容空間部（連通流路）
２６ 連通管（減圧室の一部）
Ｃ プリント基板（実装基板、搬送先）
Ｇ１、Ｇ２ 圧縮空気（気体）
Ｇ３ 空気（気体）
Ｐ 供給台（搬送元）
Ｗ フリップチップ（ワーク、半導体チップ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを吸着する吸着口と、該吸着口に連通する減圧室と、気流調整部に前記減圧室に連通する連通口を近接対峙させて該減圧室を減圧させる真空引き機構とを備えて、前記気流調整部に非接触状態のまま移動することを特徴とする吸着ヘッド。
【請求項２】
前記真空引き機構は、前記気流調整部が気体を噴射又は吸引する開口に、前記連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して前記減圧室を減圧することを特徴とする請求項１記載の吸着ヘッド。
【請求項３】
前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を備えており、
前記ワークの吸着位置に移動したときに、前記減圧室を減圧して、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項１又は２記載の吸着ヘッド。
【請求項４】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記真空引き機構は、近接対峙される前記気流調整部から気体を流入される前記連通口を構成する気体流入口と、流入される前記気体を排出する気体排出口と、前記気体流入口と前記気体排出口との間で所定の気体の流れを形成される気体流路部と、該気体流路部に連通される前記減圧室とを備えて、前記気体流路部に形成される前記気体の流れによって前記減圧室の気体を吸引して真空引きする機能を具備することを特徴とする請求項１、２又は３記載の吸着ヘッド。
【請求項５】
前記真空引き機構は、前記気体流入口から吹き込まれる気体を圧縮して噴射するノズルと、該ノズルから噴射される気体を流入させて再度膨張させるディフューザとを備えており、
前記気体流路部が前記ノズルと前記ディフューザの間に位置して、前記ディフューザの前後の圧力差で生じる当該ディフューザ内への気体の巻き込み作用で前記減圧室内を吸引することを特徴とする請求項４記載の吸着ヘッド。
【請求項６】
前記気体排気口を開閉する開閉弁を備えており、
前記ワークの搬送先に移動したときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて前記減圧室の減圧状態を解除することを特徴とする請求項４又は５記載の吸着ヘッド。
【請求項７】
減圧室を具備して該減圧室内を減圧しワークを吸着保持する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドを搭載して前記ワークの搬送元及び搬送先に移送させる移送部とを備えており、
前記吸着ヘッドは、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を気流調整部に近接対峙させて該減圧室を減圧させる真空引き機構を有して、前記気流調整部に非接触状態のまま移送されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項８】
前記真空引き機構は、前記気流調整部が気体を噴射又は吸引する開口に、前記連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して前記減圧室を減圧することを特徴とする請求項７記載のワーク搬送装置。
【請求項９】
前記吸着ヘッドは、前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記ワークを吸着する搬送元に移動したときに、前記減圧室を減圧して、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項７又は８記載のワーク搬送装置。
【請求項１０】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記吸着ヘッドは、前記真空引き機構が、前記連通口から吹き込まれる気体を放出する気体排気口と、該気体排気口を開閉する開閉弁とを備えて、前記ワークの搬送先に移送されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて前記減圧室の減圧状態を解除することを特徴とする請求項７、８又は９記載のワーク搬送装置。
【請求項１１】
減圧室を具備して該減圧室内を減圧し半導体チップを吸着保持する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドを搭載して前記半導体チップの吸着位置から実装位置に移送させる移送部と、気体を噴射又は吸引する気流調整部とを備えており、
前記吸着ヘッドは、前記気流調整部の気体を噴射又は吸引する開口に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して該減圧室を減圧させる真空引き機構を有して、前記気流調整部に非接触状態のまま移送されることを特徴とする半導体チップ実装装置。
【請求項１２】
前記吸着ヘッドは、前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記半導体チップの吸着位置に移動したときに、前記減圧室を減圧して、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項１１記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１３】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記吸着ヘッドは、前記真空引き機構が、前記連通口から吹き込まれる気体を放出する気体排気口と、該気体排気口を開閉する開閉弁とを備えて、前記半導体チップの前記実装位置に移送されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて前記減圧室の減圧状態を解除することを特徴とする請求項１１又は１２記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１４】
前記吸着ヘッドは、前記半導体チップの接合面を実装基板の実装面に対向させる姿勢で吸着保持する一方、
前記移送部は、前記吸着ヘッドを、前記搬送元の前記半導体チップに対向する位置にＸＹ軸方向に移動させてＺ軸方向への位置制御をし、前記連通口が前記気流調整部の開口に近接対面する該半導体チップの吸着位置に移送して当該半導体チップを吸着保持させると共に、前記搬送先の前記実装基板に前記半導体チップを対向させる位置にＸＹ軸方向に移動させてＺ軸方向への位置制御をして該半導体チップを該実装基板の実装位置に移送し、
前記半導体チップの前記接合面を前記実装基板の前記実装面に搭載する実装処理をすることを特徴とする請求項１１、１２又は１３記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１５】
前記吸着ヘッドは、吸着保持する前記半導体チップを加熱する加熱部を備えており、
前記半導体チップとしてフリップチップを搬送して前記実装基板に実装することを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか１に記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１６】
吸着口に連通する減圧室内を減圧して該吸着口でワークを吸着保持し搬送する際に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を気流調整部に近接対峙させて該減圧室を減圧し、当該減圧室は、前記気流調整部と非接触状態のまま当該減圧状態を維持することを特徴とするワーク搬送方法。
【請求項１７】
前記真空引き機構は、前記気流調整部が気体を噴射又は吸引する開口に、前記連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して前記減圧室を減圧することを特徴とする請求項１６記載のワーク搬送方法。
【請求項１８】
前記減圧室は、当該減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記ワークの吸着位置に移動したときに減圧されて、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項１６又は１７記載のワーク搬送方法。
【請求項１９】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記減圧室は、前記気流調整部から前記連通口が構成する気体流入口に吹き込まれる気体が気体排気口から抜ける途中に連通して、当該連通流路内の気体が前記気体排気口側に引き込まれて減圧されることを特徴とする請求項１６、１７又は１８記載のワーク搬送方法。
【請求項２０】
前記減圧室は、前記気体流入口から吹き込まれる気体を圧縮して噴射するノズルと、該ノズルから噴射される気体を流入させて再度膨張させるディフューザとの間の流路途中に前記連通流路が連通して、該連通流路内の気体が前記ディフューザの前後の圧力差で当該ディフューザ内に巻き込まれて減圧されることを特徴とする請求項１９記載のワーク搬送方法。
【請求項２１】
前記減圧室は、吸着保持する前記ワークの解放位置に移動されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて当該減圧状態を解除することを特徴とする請求項１６乃至２０の何れか１に記載のワーク搬送方法。
【請求項２２】
吸着ヘッドが吸着口に連通する減圧室内を減圧して該吸着口で半導体チップを吸着保持し搬送する際に、気体を噴射又は吸引して前記減圧室内の真空度を調整する気流調整部の開口に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を近接対面させて該減圧室を減圧し、
当該吸着ヘッドは、前記気流調整部と非接触状態のまま当該減圧状態を維持しつつ前記半導体チップを実装基板に搭載する実装位置に移動することを特徴とする半導体チップ実装方法。
【請求項２３】
前記吸着ヘッドは、前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記半導体チップの吸着位置に移動したときに前記減圧室を減圧されて、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項２２記載の半導体チップ実装方法。
【請求項２４】
前記吸着ヘッドは、前記連通口から吹き込まれる気体を放出する気体排気口と、該気体排気口を開閉する開閉弁とを備えて、吸着保持する前記半導体チップの実装位置に移送されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて当該減圧状態を解除することを特徴とする請求項２２又は２３記載の半導体チップ実装方法。
【請求項２５】
前記吸着ヘッドは、前記半導体チップの接合面を実装基板の実装面に対向させる姿勢で吸着保持する一方、
前記移送部は、前記吸着ヘッドを、前記搬送元の前記半導体チップに対向する位置にＸＹ軸方向に移動させた後にＺ軸方向への位置制御をして、前記連通口が前記気流調整部の開口に近接対面する該半導体チップの吸着位置に移送して当該半導体チップを吸着保持させ、次いで、前記搬送先の前記実装基板に前記半導体チップを対向させる位置にＸＹ軸方向に移動させた後にＺ軸方向への位置制御をして該半導体チップを該実装基板の実装位置に移送し、
この後に、前記半導体チップの前記接合面を前記実装基板の前記実装面に搭載する実装処理をすることを特徴とする請求項２２、２３又は２４記載の半導体チップ実装方法。
【請求項２６】
前記吸着ヘッドは、吸着保持する前記半導体チップを加熱する加熱部を備えて、前記半導体チップとしてフリップチップを搬送して前記実装基板に実装することを特徴とする請求項２２乃至２５の何れか１に記載の半導体チップ実装方法。
【請求項１】
ワークを吸着する吸着口と、該吸着口に連通する減圧室と、気流調整部に前記減圧室に連通する連通口を近接対峙させて該減圧室を減圧させる真空引き機構とを備えて、前記気流調整部に非接触状態のまま移動することを特徴とする吸着ヘッド。
【請求項２】
前記真空引き機構は、前記気流調整部が気体を噴射又は吸引する開口に、前記連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して前記減圧室を減圧することを特徴とする請求項１記載の吸着ヘッド。
【請求項３】
前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を備えており、
前記ワークの吸着位置に移動したときに、前記減圧室を減圧して、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項１又は２記載の吸着ヘッド。
【請求項４】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記真空引き機構は、近接対峙される前記気流調整部から気体を流入される前記連通口を構成する気体流入口と、流入される前記気体を排出する気体排出口と、前記気体流入口と前記気体排出口との間で所定の気体の流れを形成される気体流路部と、該気体流路部に連通される前記減圧室とを備えて、前記気体流路部に形成される前記気体の流れによって前記減圧室の気体を吸引して真空引きする機能を具備することを特徴とする請求項１、２又は３記載の吸着ヘッド。
【請求項５】
前記真空引き機構は、前記気体流入口から吹き込まれる気体を圧縮して噴射するノズルと、該ノズルから噴射される気体を流入させて再度膨張させるディフューザとを備えており、
前記気体流路部が前記ノズルと前記ディフューザの間に位置して、前記ディフューザの前後の圧力差で生じる当該ディフューザ内への気体の巻き込み作用で前記減圧室内を吸引することを特徴とする請求項４記載の吸着ヘッド。
【請求項６】
前記気体排気口を開閉する開閉弁を備えており、
前記ワークの搬送先に移動したときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて前記減圧室の減圧状態を解除することを特徴とする請求項４又は５記載の吸着ヘッド。
【請求項７】
減圧室を具備して該減圧室内を減圧しワークを吸着保持する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドを搭載して前記ワークの搬送元及び搬送先に移送させる移送部とを備えており、
前記吸着ヘッドは、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を気流調整部に近接対峙させて該減圧室を減圧させる真空引き機構を有して、前記気流調整部に非接触状態のまま移送されることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項８】
前記真空引き機構は、前記気流調整部が気体を噴射又は吸引する開口に、前記連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して前記減圧室を減圧することを特徴とする請求項７記載のワーク搬送装置。
【請求項９】
前記吸着ヘッドは、前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記ワークを吸着する搬送元に移動したときに、前記減圧室を減圧して、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項７又は８記載のワーク搬送装置。
【請求項１０】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記吸着ヘッドは、前記真空引き機構が、前記連通口から吹き込まれる気体を放出する気体排気口と、該気体排気口を開閉する開閉弁とを備えて、前記ワークの搬送先に移送されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて前記減圧室の減圧状態を解除することを特徴とする請求項７、８又は９記載のワーク搬送装置。
【請求項１１】
減圧室を具備して該減圧室内を減圧し半導体チップを吸着保持する吸着ヘッドと、該吸着ヘッドを搭載して前記半導体チップの吸着位置から実装位置に移送させる移送部と、気体を噴射又は吸引する気流調整部とを備えており、
前記吸着ヘッドは、前記気流調整部の気体を噴射又は吸引する開口に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して該減圧室を減圧させる真空引き機構を有して、前記気流調整部に非接触状態のまま移送されることを特徴とする半導体チップ実装装置。
【請求項１２】
前記吸着ヘッドは、前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記半導体チップの吸着位置に移動したときに、前記減圧室を減圧して、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項１１記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１３】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記吸着ヘッドは、前記真空引き機構が、前記連通口から吹き込まれる気体を放出する気体排気口と、該気体排気口を開閉する開閉弁とを備えて、前記半導体チップの前記実装位置に移送されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて前記減圧室の減圧状態を解除することを特徴とする請求項１１又は１２記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１４】
前記吸着ヘッドは、前記半導体チップの接合面を実装基板の実装面に対向させる姿勢で吸着保持する一方、
前記移送部は、前記吸着ヘッドを、前記搬送元の前記半導体チップに対向する位置にＸＹ軸方向に移動させてＺ軸方向への位置制御をし、前記連通口が前記気流調整部の開口に近接対面する該半導体チップの吸着位置に移送して当該半導体チップを吸着保持させると共に、前記搬送先の前記実装基板に前記半導体チップを対向させる位置にＸＹ軸方向に移動させてＺ軸方向への位置制御をして該半導体チップを該実装基板の実装位置に移送し、
前記半導体チップの前記接合面を前記実装基板の前記実装面に搭載する実装処理をすることを特徴とする請求項１１、１２又は１３記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１５】
前記吸着ヘッドは、吸着保持する前記半導体チップを加熱する加熱部を備えており、
前記半導体チップとしてフリップチップを搬送して前記実装基板に実装することを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか１に記載の半導体チップ実装装置。
【請求項１６】
吸着口に連通する減圧室内を減圧して該吸着口でワークを吸着保持し搬送する際に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を気流調整部に近接対峙させて該減圧室を減圧し、当該減圧室は、前記気流調整部と非接触状態のまま当該減圧状態を維持することを特徴とするワーク搬送方法。
【請求項１７】
前記真空引き機構は、前記気流調整部が気体を噴射又は吸引する開口に、前記連通口を近接対面させて、該気流調整部の気体の噴射又は吸引を利用して前記減圧室を減圧することを特徴とする請求項１６記載のワーク搬送方法。
【請求項１８】
前記減圧室は、当該減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記ワークの吸着位置に移動したときに減圧されて、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項１６又は１７記載のワーク搬送方法。
【請求項１９】
前記気流調整部が開口から気体を噴射するのに対して、
前記減圧室は、前記気流調整部から前記連通口が構成する気体流入口に吹き込まれる気体が気体排気口から抜ける途中に連通して、当該連通流路内の気体が前記気体排気口側に引き込まれて減圧されることを特徴とする請求項１６、１７又は１８記載のワーク搬送方法。
【請求項２０】
前記減圧室は、前記気体流入口から吹き込まれる気体を圧縮して噴射するノズルと、該ノズルから噴射される気体を流入させて再度膨張させるディフューザとの間の流路途中に前記連通流路が連通して、該連通流路内の気体が前記ディフューザの前後の圧力差で当該ディフューザ内に巻き込まれて減圧されることを特徴とする請求項１９記載のワーク搬送方法。
【請求項２１】
前記減圧室は、吸着保持する前記ワークの解放位置に移動されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて当該減圧状態を解除することを特徴とする請求項１６乃至２０の何れか１に記載のワーク搬送方法。
【請求項２２】
吸着ヘッドが吸着口に連通する減圧室内を減圧して該吸着口で半導体チップを吸着保持し搬送する際に、気体を噴射又は吸引して前記減圧室内の真空度を調整する気流調整部の開口に、前記減圧室に連通して外部に開口する連通口を近接対面させて該減圧室を減圧し、
当該吸着ヘッドは、前記気流調整部と非接触状態のまま当該減圧状態を維持しつつ前記半導体チップを実装基板に搭載する実装位置に移動することを特徴とする半導体チップ実装方法。
【請求項２３】
前記吸着ヘッドは、前記減圧室の減圧状態を維持又は解除する開閉弁を有して、前記半導体チップの吸着位置に移動したときに前記減圧室を減圧されて、前記開閉弁が当該減圧状態を維持することを特徴とする請求項２２記載の半導体チップ実装方法。
【請求項２４】
前記吸着ヘッドは、前記連通口から吹き込まれる気体を放出する気体排気口と、該気体排気口を開閉する開閉弁とを備えて、吸着保持する前記半導体チップの実装位置に移送されたときに、前記気体排気口を閉じると共に前記気流調整部から気体を供給されて当該減圧状態を解除することを特徴とする請求項２２又は２３記載の半導体チップ実装方法。
【請求項２５】
前記吸着ヘッドは、前記半導体チップの接合面を実装基板の実装面に対向させる姿勢で吸着保持する一方、
前記移送部は、前記吸着ヘッドを、前記搬送元の前記半導体チップに対向する位置にＸＹ軸方向に移動させた後にＺ軸方向への位置制御をして、前記連通口が前記気流調整部の開口に近接対面する該半導体チップの吸着位置に移送して当該半導体チップを吸着保持させ、次いで、前記搬送先の前記実装基板に前記半導体チップを対向させる位置にＸＹ軸方向に移動させた後にＺ軸方向への位置制御をして該半導体チップを該実装基板の実装位置に移送し、
この後に、前記半導体チップの前記接合面を前記実装基板の前記実装面に搭載する実装処理をすることを特徴とする請求項２２、２３又は２４記載の半導体チップ実装方法。
【請求項２６】
前記吸着ヘッドは、吸着保持する前記半導体チップを加熱する加熱部を備えて、前記半導体チップとしてフリップチップを搬送して前記実装基板に実装することを特徴とする請求項２２乃至２５の何れか１に記載の半導体チップ実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９２７７３（Ｐ２０１０−１９２７７３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７１７６（Ｐ２００９−３７１７６）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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