貼裝裝置及貼裝方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠不受貼裝所需的構(gòu)成部件的經(jīng)時變化影響而高精度地貼裝芯片的可靠性高的芯片貼裝機及貼裝方法。在本發(fā)明中，夾頭具有從晶圓拾取芯片，利用1臺安裝攝像機構(gòu)從正上方拍攝芯片的安裝位置，從而能夠識別以吸附保持的芯片的位置及旋轉(zhuǎn)角限定的姿勢的構(gòu)造，利用與使該夾頭升降的側(cè)部分離地設(shè)置該夾頭的貼裝頭將芯片貼裝在安裝位置，貼裝是一邊利用安裝攝像機構(gòu)始終同時拍攝芯片和安裝載臺上的安裝位置，一邊基于該拍攝的拍攝結(jié)果，來控制芯片的位置、和旋轉(zhuǎn)角中的至少位置來進行的。
【專利說明】
貼裝裝置及貼裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及貼裝裝置及貼裝方法，尤其是涉及對于貼裝所需的構(gòu)成部件的經(jīng)時變化不需要修正的貼裝裝置及貼裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在將芯片(半導(dǎo)體芯片)搭載在布線基板或引線框架等的基板上來組裝封裝的工序的一部分中，有從晶圓吸附芯片并向基板貼裝的貼裝工序。
[0003]在貼裝工序中，需要準確地貼裝在基板的貼裝面。但是，基板面在利用DAF(芯片附著膜)進行貼裝的情況下被加熱至80?160°C左右的高溫。另外，還有進行XYZ軸動作的驅(qū)動部的發(fā)熱或環(huán)境溫度變化。因加熱、驅(qū)動部發(fā)熱或環(huán)境溫度變化，會導(dǎo)致構(gòu)成部件的錯位等的經(jīng)時變化產(chǎn)生。但是，因貼裝頭構(gòu)造上的問題，在I臺相機中，不能同時從正上方觀察到芯片及夾頭雙方、或者基板及夾頭雙方。由此，不能將芯片準確地貼裝在安裝位置。
[0004]作為解決上述經(jīng)時變化問題的現(xiàn)有技術(shù)有專利文獻I。在專利文獻I中公開了如下的技術(shù)，即如圖11所示，為了同時拍攝芯片和基板，利用多個相機21a、21b從傾斜的角度觀察，根據(jù)具有透明板12和設(shè)置在透明板上的反射膜12p、12q的光學(xué)系統(tǒng)來使用反射鏡構(gòu)造體，從而將芯片安裝在基板上。此外，圖11及圖11的說明所使用的附圖標記是專利文獻I記載的附圖標記，存在與本申請的實施方式及附圖所使用的附圖標記重復(fù)的情況，但并不是相同的結(jié)構(gòu)。
[0005]另外，雖然沒有上述構(gòu)成部件的錯位等的記載，但作為利用I臺相機中同時觀察芯片和基板的技術(shù)，還有作為專利文獻I的【背景技術(shù)】公開的專利文獻2。在專利文獻2中公開如下的技術(shù):在芯片和基板之間插入例如由半透半反鏡和垂直鏡構(gòu)成的作為光學(xué)系統(tǒng)的反射體，從正側(cè)方同時拍攝芯片和基板。
[0006]專利文獻I:日本特開2007-103667號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2000-244195號公報
[0008]另一方面，因近來的基于封裝的小型.薄型化、芯片的薄型化所導(dǎo)致的層疊芯片(chip on chip)的層疊技術(shù)的發(fā)展，使得芯片的貼裝需要更嚴格的μπι數(shù)量級的定位。
[0009]在專利文獻I公開的技術(shù)中，在傾斜拍攝時，會因利用構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的透明板或反射膜的折射而產(chǎn)生誤差。另外，能夠同時拍攝芯片和基板的情況僅是在圖11示出時的狀態(tài)，由此，存在不能在安裝位置達到精度的課題。另外，還需要多個相機。
[0010]在專利文獻2中，因使作為光學(xué)系統(tǒng)的反射體進行往復(fù)運動的驅(qū)動機構(gòu)的上述高熱量等而導(dǎo)致的經(jīng)時變化，使得反射體的姿勢發(fā)生變化，存在不能準確地檢測芯片和基板的錯位、以及不能精度良好地進行安裝的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明是鑒于上述課題而研發(fā)的，其目的是提供一種可靠性高的芯片貼裝機及貼裝方法，能夠不受貼裝所需的構(gòu)成部件的經(jīng)時變化影響而高精度地貼裝芯片。
[0012]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，舉例來說，具有以下特征。
[0013]本發(fā)明的一種貼裝裝置，具有:
[0014]能夠使芯片移動并載置的工具;和
[0015]從正上方拍攝載置芯片的載置位置的I臺拍攝機構(gòu)，
[0016]在該貼裝裝置中，工具具有能夠吸附保持芯片的夾頭，并且構(gòu)成為拍攝機構(gòu)能夠識別夾頭所保持的芯片及載置位置雙方。
[0017]另外，本發(fā)明的一種貼裝方法，其具有:下降步驟，使吸附保持著芯片的夾頭從大致上方下降到載置芯片的載置位置;和拍攝步驟，在下降步驟的中途，利用設(shè)置在正上方的拍攝機構(gòu)從正上方拍攝芯片及載置位置雙方。
[0018]而且，本發(fā)明的一種貼裝方法，其具有:下降步驟，使吸附保持著芯片的夾頭從大致上方朝向載置芯片的位置下降；拍攝步驟，在夾頭向載置位置下降之后，利用設(shè)置在正上方的拍攝機構(gòu)從正上方拍攝芯片及載置位置雙方。
[0019]另外，本發(fā)明也可以采用如下方式，夾頭可以構(gòu)成為在拍攝機構(gòu)與工具所保持的芯片之間的空間不妨礙拍攝。作為其一個方式包括如下的方式:吸附芯片的夾頭的另一側(cè)設(shè)置在與能夠進行載置的工具的直線上不同的位置，由此能夠利用識別相機觀察夾頭所吸附的芯片。
[0020]而且，本發(fā)明的工具還具有使夾頭升降的升降機構(gòu)，夾頭設(shè)置在重心與升降機構(gòu)的重心不同的位置上。
[0021]這里，夾頭設(shè)置在重心與升降機構(gòu)的重心不同的位置的情況包含通過在升降機構(gòu)上具有夾頭，而使夾頭設(shè)置在升降機構(gòu)的重心位置不同的這種位置上的情況。作為其一個方式，可以列舉曲柄的方式。即，在沿著曲柄的一條直線具有升降機構(gòu)的情況下，沿著該曲柄的另一條直線設(shè)置夾頭的案例。這里，曲柄的中央的路徑的長度可以很短。即，只要曲柄中的入口的直線和出口的直線處于平行不相交的關(guān)系即可。
[0022]另外，本發(fā)明的工具也可以是設(shè)置在與使夾頭升降的側(cè)部分離的位置上的夾頭。
[0023]而且，本發(fā)明的工具也可以是將芯片預(yù)壓接在安裝位置上的貼裝頭，其中，安裝位置為載置位置，還具有對被預(yù)壓接的芯片進行正式壓接的正式壓接頭。
[0024]另外，本發(fā)明的夾頭可以構(gòu)成為，在將由夾頭吸附的芯片載置在載置位置時，拍攝機構(gòu)能夠拍攝芯片的一條邊。
[0025]而且，本發(fā)明的夾頭也可以構(gòu)成為，在將由夾頭吸附的芯片載置在載置位置時，拍攝機構(gòu)能夠拍攝包含芯片的兩個角部在內(nèi)的相對的兩條邊。
[0026]另外，本發(fā)明的工具也可以具有在與所述載置位置平行的面內(nèi)使所述夾頭旋轉(zhuǎn)的夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
[0027]而且，本發(fā)明也可以具有載置步驟，基于在拍攝步驟中得到的圖像，對于應(yīng)載置芯片的位置，利用控制裝置對吸附保持芯片的夾頭的位置進行修正，在規(guī)定的應(yīng)載置的部位載置芯片。
[0028]另外，本發(fā)明的移動的步驟也可以是通過具有使夾頭升降的升降機構(gòu)的工具移動的步驟，利用設(shè)置在重心與升降機構(gòu)的重心不同的位置上的夾頭吸附芯片。
[0029]而且，本發(fā)明的下降步驟也可以是基于將芯片預(yù)壓接在安裝位置的貼裝頭的下降的步驟，其中，安裝位置為載置位置，還具有貼裝步驟，利用對被預(yù)壓接的芯片進行正式壓接的正式壓接頭進行貼裝。
[0030]另外，本發(fā)明的下降步驟中，拍攝步驟也可以是拍攝芯片的一條邊的步驟。
[0031]而且，本發(fā)明的下降步驟中，拍攝步驟也可以是拍攝包含芯片的兩個角部在內(nèi)的相對的兩條邊的步驟。
[0032]另外，本發(fā)明的工具也可以具有在與載置的位置平行的面內(nèi)使夾頭旋轉(zhuǎn)的夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
[0033]發(fā)明的效果
[0034]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供不受貼裝所需的構(gòu)成部件的經(jīng)時變化影響而高精度地貼裝芯片的可靠性高的芯片貼裝機及貼裝方法。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明的優(yōu)選芯片貼裝機的一實施例的主要部分的概要側(cè)視圖。
[0036]圖2是表示從晶圓拾取芯片的拾取頭的一實施例的概要圖。
[0037]圖3是表示將芯片正式壓接在基板上的正式壓接頭的一實施例的概要圖。
[0038]圖4是表示從中間載臺拾取芯片并將新的芯片預(yù)壓接在基板或已安裝的芯片上的本發(fā)明的預(yù)壓接頭的一實施例的構(gòu)造圖。
[0039]圖5是表示本發(fā)明的預(yù)壓接頭的夾頭的其他實施例的圖。
[0040]圖6是表示本發(fā)明的預(yù)壓接頭的動作流程的圖。
[0041 ]圖7的(a)是示意地表示載臺上的芯片的旋轉(zhuǎn)錯位的圖，圖7的(b)是示意地表示在安裝載臺32上基板的旋轉(zhuǎn)錯位的圖。
[0042]圖8是用于說明本發(fā)明的芯片貼裝機整體的一系列的處理的前半部分的圖。
[0043]圖9是用于說明本發(fā)明的芯片貼裝機整體的一系列的處理的后半部分的圖。
[0044]圖10是表示本發(fā)明的夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的一例的圖。
[0045]圖11是表示現(xiàn)有技術(shù)的圖。
[0046]附圖標記說明
[0047]11:芯片識別相機
[0048]12:供給載臺
[0049]13:拾取頭
[0050]13c:夾頭[0051 ]13m:升降部
[0052]21:中間載臺相機
[0053]22:中間載臺
[0054]23:預(yù)壓接頭
[0055]23a:伸縮執(zhí)行機構(gòu)
[0056]23b:旋轉(zhuǎn)軸棒
[0057]23c:夾頭
[0058]23d:分離部
[0059]23p:驅(qū)動桿
[0060]23s:夾頭保持部[ΟΟ??]23w:預(yù)壓接頭的主體側(cè)部
[0062]23k:吸引纜線
[0063]23E:升降驅(qū)動軸
[0064]23H:預(yù)壓接頭的主體
[0065]23T:夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
[0066]25:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置
[0067]31:壓接相機
[0068]32:安裝載臺
[0069]33:正式壓接頭
[0070]33c:夾頭
[0071]34:加熱裝置
[0072]41:下側(cè)視覺相機
[0073]100:芯片貼裝機
[0074]D:芯片(半導(dǎo)體芯片)
[0075]L:分離距離
[0076]P:基板
[0077]Pm:基板標記
[0078]W:晶圓
[0079]0d:芯片的傾斜度
[0080]ΘΡ:基板的傾斜度
【具體實施方式】
[0081]以下，使用附圖等說明本發(fā)明的一實施方式。此外，以下的說明用于說明本發(fā)明的一實施方式，不限制本發(fā)明的范圍。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，能夠采用將這些各要素或全部要素置換成與其等同的結(jié)構(gòu)的實施方式，這些實施方式也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0082]此外，在本說明書中，在各圖的說明中，具有共同的功能的構(gòu)成要素標注同一附圖標記，并盡可能避免重復(fù)的說明。
[0083]圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選芯片貼裝機的第一實施例的主要部分的概要側(cè)視圖。本芯片貼裝機100從供給載臺12拾取芯片D，載置于中間載臺22，再從中間載臺22拾取，載置在用于進行貼裝作業(yè)的安裝載臺32并進行預(yù)壓接(貼裝)，然后進行正式壓接，并安裝在基板P上。
[0084]芯片貼裝機100除了具有后述結(jié)構(gòu)以外，還具有以下3種結(jié)構(gòu)和控制裝置50。第一結(jié)構(gòu)是設(shè)置在中間載臺22與安裝載臺32之間的下側(cè)視覺相機41，其從正下方觀察后述的預(yù)壓接頭23在移動過程中吸附的芯片D的狀態(tài)。第二結(jié)構(gòu)是設(shè)置在安裝載臺32上的加熱裝置34，其通過加熱而易于進行預(yù)壓接或正式壓接。第三結(jié)構(gòu)是使中間載臺22在與安裝面平行的面上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置25，其用于修正所安裝的芯片D的姿勢。控制裝置50具有未圖示的CPU(Central processor unit:中央處理器)、存儲控制程序的R0M(Read only memory:只讀存儲器)、存儲數(shù)據(jù)的RAM(Random access memory:隨機存儲器)、控制總線等，控制構(gòu)成芯片貼裝機100的各要素，并進行以下說明的安裝控制。此外，本發(fā)明中的姿勢表示由位置及旋轉(zhuǎn)角規(guī)定的姿勢。
[0085]首先，對圖2所示的拾取頭13的構(gòu)造及其進行的處理進行說明。圖2的(a)是拾取頭13的側(cè)視圖，圖2的(b)是去掉升降部13m等并從上方觀察拾取頭13(夾頭13c)的圖，由于從上方不能看到芯片D，所以用虛線表示。拾取頭13從供給載臺12的晶圓W拾取芯片D，并在圖1所示的點劃線所示的路徑上移動，將芯片D載置在中間載臺22上。拾取頭13因具有沿著主體13H的導(dǎo)軌13g升降的升降部13m等，而不能從正上方觀察到夾頭13c。因此，預(yù)先利用芯片識別相機11從正上方拍攝所拾取的芯片D(半導(dǎo)體芯片)，并檢測芯片D的姿勢，基于該檢測結(jié)果，修正拾取頭13的姿勢，并拾取芯片D，并以該姿勢將芯片D載置在中間載臺22上。夾頭13c為了通過吸附孔吸附芯片D來剝離，而吸附保持芯片D整體。尤其是，為了穩(wěn)定地拾取例如厚度為20μπι的易于成為波狀的芯片，優(yōu)選進行芯片整體的吸附保持。
[0086]接著，在說明具有本發(fā)明的特征的圖4所示的預(yù)壓接頭23之前，說明圖3所示的正式壓接頭33的構(gòu)造及其進行的正式壓接處理。圖3的(a)是正式壓接頭33的側(cè)視圖，圖3的(b)是去掉升降部33m等從上方觀察正式壓接頭33(夾頭33c)的圖，由于從上方不能看到芯片D，所以用虛線表示。預(yù)壓接頭23預(yù)壓接在安裝載臺32上或已經(jīng)安裝的芯片上，并朝向中間載臺22移動。然后，正式壓接頭33在圖1所示的用虛線表示的路徑上向被預(yù)壓接的芯片D的位置移動，下降并利用夾頭33c進行正式壓接。如圖3的(b)所示，由于將夾頭33c的壓接面積設(shè)置得與芯片D的被壓接面積相比足夠大，所以正式壓接頭33的定位精度不嚴格也可以，或者不需要修正姿勢。另外，包含夾頭33c而不需要在正式壓接頭33設(shè)置吸附機構(gòu)。此外，附圖標記33H表示正式壓接頭的主體，附圖標記33g表示設(shè)置在主體33H上的導(dǎo)軌，33m表示在被固定在主體33H上的導(dǎo)軌33g上移動的升降部。
[0087]在正式壓接頭33從正式壓接了的芯片D的位置移動離開之后，利用壓接相機31拍攝被正式壓接了的芯片D的狀態(tài)，并進行檢查。在發(fā)生了芯片D裂紋等的異常的情況下，之后不進行層疊處理而進行針對下一基板P的處理。此外，檢查用的相機也可以與壓接相機31分開設(shè)置。另外，在圖1中，在一個基板P上在3個位置一邊使芯片D錯開一邊層疊地安裝，因此，后述的預(yù)壓接頭23移動直到安裝載臺32的右端，依次在3個位置進行安裝。此外，正式壓接頭33的右端的移動位置是在預(yù)壓接頭23預(yù)壓接右端的基板P時的避讓位置。
[0088]接著，對具有本發(fā)明的特征的圖4所示的貼裝頭即預(yù)壓接頭23的構(gòu)造及其進行的處理進行說明。圖4的(a)是表示使夾頭23c升降的升降驅(qū)動軸23E的構(gòu)造的圖。圖4的(b)是從圖4的(a)中的箭頭A觀察夾頭23c和夾頭保持部23s的圖。圖4的(c)是利用識別相機從正上方拍攝從中間載臺22拾取芯片D時的該芯片D和夾頭23c的圖。在圖4的(c)中，能夠識別芯片D的左右兩條邊。
[0089]預(yù)壓接頭23具有:主體23H，其具有使頭整體沿圖1所示的基板P的輸送方向(X方向)移動的X驅(qū)動軸(未圖示)、和使頭整體沿與輸送方向(X方向)正交并連結(jié)中間載臺22和安裝載臺32之間的Y方向移動的Y驅(qū)動軸(未圖示)；和升降驅(qū)動軸23E，其使夾頭23c升降。預(yù)壓接頭23不具有對芯片D的XY平面上的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度進行修正的旋轉(zhuǎn)軸。該傾斜度的修正通過中間載臺22的旋轉(zhuǎn)來實施。在本實施例中，預(yù)壓接頭23不具有旋轉(zhuǎn)軸，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)在向基板P預(yù)壓接時的控制的簡化。
[0090]升降驅(qū)動軸23E沿著設(shè)置在預(yù)壓接頭23的主體23H的側(cè)部23w上的導(dǎo)軌23g升降。升降驅(qū)動軸23E具有:夾頭23c，其設(shè)置在升降驅(qū)動軸23E的前端，并具有吸附芯片D的吸附孔；夾頭保持部23s，其保持夾頭23c;升降部23m，其使固定在主體23H上的導(dǎo)軌23g移動；和L字狀的分尚部23d，其從使夾頭23c的升降部23m升降的側(cè)部23w僅偏移分尚距i^L。為了吸附芯片D，在夾頭23c和夾頭保持部23s上，具有經(jīng)由吸引纜線23k與未圖示的吸引裝置連通的吸附孔。此外，在本實施例中，由分離部23d和夾頭保持部23s形成的形狀具有如有助于傳遞預(yù)壓接力的曲柄路徑那樣的形狀，但也不必須限于上述形狀。重要的是，使夾頭23c僅分離規(guī)定的分離距離L即可。
[0091]分離距離L是如下的距離:例如在利用預(yù)壓接頭23從中間載臺22拾取芯片D時，能夠避開成為障礙物的預(yù)壓接頭23的構(gòu)造物，利用固定在中間載臺22的正上方的中間載臺相機21同時拍攝芯片D和夾頭23c雙方。另外，該分離距離L也可以是如下的距離:在利用預(yù)壓接頭23將新的芯片D預(yù)壓接在安裝載臺32上的基板P或已安裝的芯片D上時，能夠避開成為障礙物的預(yù)壓接頭23的構(gòu)造物，利用移動到預(yù)壓接(安裝)位置的壓接相機31同時拍攝基板P或已安裝的芯片D和新的芯片D(夾頭23c)。此外，每次被輸送到安裝載臺32上的基板P為一個時，壓接相機31是固定的。例如，障礙物具體來說有升降部和導(dǎo)軌。預(yù)壓接頭23具有與圖2所示的拾取頭11同樣的構(gòu)造，但若夾頭23c如圖2所示地與側(cè)部23w緊密接觸，則中間載臺相機21及壓接相機31的視野會被升降部23m或?qū)к?3g遮擋。
[0092]另外，夾頭23c具有如下的能夠識別的構(gòu)造:在吸附了芯片D時，中間載臺相機21或壓接相機31(識別相機、拍攝機構(gòu))從正上方向下方觀察時能夠識別芯片D相對于夾頭23c的位置的姿勢。該能夠識別的構(gòu)造是指，在相機從正上方觀察吸附保持著芯片D的夾頭23時，芯片D的至少一條邊能夠進入至視野的構(gòu)造。上述能夠識別的構(gòu)造、即在識別相機從芯片的正上方向下方觀察時芯片D從夾頭23c露出的部分優(yōu)選采用在識別相機從正上方觀察吸附保持著芯片D的夾頭23時，芯片D的兩條邊以上能夠進入至視野的構(gòu)造。例如，在圖4的(c)中，成為能夠觀察到芯片D的相對的短邊這兩個邊的尺寸。除此以外，例如圖5的(a)、圖5的(b)所示，還有能夠觀察到芯片D的2至4個角的構(gòu)造，或者，如圖5的(c)所示，能夠觀察到芯片D的4條邊的構(gòu)造等。另外，在夾頭保持部23s和夾頭23c的截面形狀相同的情況下，為了明確與芯片D之間的關(guān)系，也可以將相對的兩條邊比夾頭23c大且比芯片D的長邊短的平板設(shè)置在夾頭23c的上部，來代替夾頭23c發(fā)揮上述作用。
[0093]夾頭保持部23s及分離部23d具有如下的尺寸:在吸附了芯片D時，從正上方觀察時不成為芯片D相對于夾頭23c的姿勢識別的阻礙。例如，夾頭保持部23s及分離部23d的與夾頭平行的截面積的縱橫的尺寸比在從上方觀察夾頭23c時的縱橫的尺寸小。
[0094]接著，使用圖6，對利用預(yù)壓接頭23從中間載臺22拾取芯片D并預(yù)壓接在安裝載臺32上所需的動作流程進行說明。
[0095]首先，在圖1中，在基板P被輸送到安裝載臺32上時，如圖7的(a)示意地示出那樣，利用I臺壓接相機31從正上方同時拍攝用基準標記表示的基板P上的芯片D的安裝位置、和安裝位置或安裝位置上的夾頭23c，檢測基板P相對于夾頭的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度θρ(步驟SI)。此外，圖7的(b)所示的角部標記是基板標記Pm的一例，但只要顯示基板P上的芯片D的載置位置即可。如圖7的(b)示意地示出那樣，使預(yù)壓接頭23向載置在中間載臺22上的芯片D的正上方移動(步驟S2)。利用I臺中間載臺相機21從正上方同時拍攝載置在中間載臺22上的芯片D和下降到芯片D緊前的正上方的夾頭23c，檢測芯片D相對于夾頭23c的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度Θd(步驟S3)。以使中間載臺22上的芯片D的傾斜度成為安裝載臺32上的基板P的傾斜度θρ的方式，使中間載臺22旋轉(zhuǎn)角度(0p-0d)(步驟S4)。此外，步驟S1、S2及S4中的傾斜度ΘΡ、Θ(1及角度(9p-0d)在從識別相機觀察時均將順時針方向作為正向。在步驟S1、S3中，也可以一并檢測出旋轉(zhuǎn)角即傾斜度、和基板P及芯片D各自的中心位置與夾頭23c的中心位置之間的錯位。
[0096]接著，使預(yù)壓接頭23下降，并吸附保持芯片D(步驟S5)。其結(jié)果為，預(yù)壓接頭23以基板P的傾斜度θρ來吸附保持芯片D。然后，使預(yù)壓接頭23移動到安裝載臺32上的基板P的上方(步驟S6)。在步驟S1、S3中，也可以一并檢測旋轉(zhuǎn)角即傾斜度、和基板P及芯片D各自的中心位置與夾頭23c的中心位置之間的錯位，并在所述移動過程中修正錯位。
[0097]接著，一邊利用I臺壓接相機31始終從正上方同時拍攝由預(yù)壓接頭23c吸附保持的芯片D和基板上的基板標記Pm雙方，一邊以使該芯片D的角部與基板標記Pm所具有的角部一致的方式使預(yù)壓接頭23沿XY方向移動，進行預(yù)壓接(步驟S7)。例如，若始終從斜方同時拍攝芯片D和基板P上的基板標記Pm雙方，則會因傾斜而產(chǎn)生誤差，不能夠?qū)崿F(xiàn)幾μπι單位的準確的對位。在預(yù)壓接后，預(yù)壓接頭23再度向中間載臺22的正上方移動(步驟S8)。
[0098]然后，進入至在芯片D上對新的芯片D進行層疊的層疊處理，但由于芯片D的層疊傾斜度成為基板P的傾斜度θρ，所以直到規(guī)定的層疊片數(shù)為止，將基板P置換成已安裝芯片D并反復(fù)進行實施步驟S2至步驟S8的處理(步驟S9)。
[0099]—般來說，在反復(fù)實施圖6所示的處理時，中間載臺相機21、壓接相機31、預(yù)壓接頭23等會產(chǎn)生錯位、旋轉(zhuǎn)角等的經(jīng)時變化。
[0100]但是，根據(jù)上述實施例，能夠利用發(fā)生經(jīng)時變化的構(gòu)成要素，檢測芯片D相對于發(fā)生經(jīng)時變化的安裝位置的姿勢，能夠利用I臺識別相機(拍攝機構(gòu))一邊從正上方始終反饋所安裝的芯片D和安裝位置一邊進行安裝。
[0101]因此，根據(jù)以上說明的本實施例，即使構(gòu)成圖1的構(gòu)成要素發(fā)生經(jīng)時變化，也能夠不受其影響地將芯片準確地安裝在安裝位置。
[0102]另外，根據(jù)以上說明的本實施例，在I臺中間載臺相機21和中間載臺22之間、以及I臺壓接相機31和安裝載臺32之間，不設(shè)置用于拍攝的光學(xué)系統(tǒng)，因此，不會產(chǎn)生因該光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的錯位，而能夠準確地進行安裝。
[0103]接著，使用圖8、圖9說明芯片貼裝機100的整體的一系列的處理。在圖8、圖9中，為了便于理解說明，與圖1不同，使用在基板P上僅有I處安裝位置的情況的例子進行說明。在以下說明中，按照圖示的步驟，對各載臺上的處理進行說明。在圖8、圖9中，在各相機的下方存在箭頭的情況下，表示該相機正在進行拍攝處理。
[0104]圖8的(a):
[0105]在安裝載臺32上，使夾頭23c移動到被輸送來的基板P的正上方，利用壓接相機31拍攝來檢查基板P的狀態(tài)，并且進行圖6的步驟SI的處理，檢測基板的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度θρ。
[0106]在供給載臺12上，利用拾取頭13從晶圓W拾取芯片D，并載置于中間載臺22。
[0107]圖8的(b):
[0108]在中間載臺22上，使夾頭23c移動到所載置的芯片D的正上方，利用中間載臺相機21進行圖6的步驟S3的處理，檢測芯片D的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度0d。
[0109]在供給載臺12上，利用返回至供給載臺12的拾取頭13進行下一芯片D的拾取動作。
[0110]此外，在安裝載臺32上，如虛線所示地若存在芯片D，則利用正式壓接頭33進行正式壓接。
[0111]圖8的(c):
[0112]在中間載臺22上，基于圖6的步驟S4的處理，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置25使中間載臺22旋轉(zhuǎn)角度(9P-Gd)，并進行Θ修正。
[0113]此外，在安裝載臺32中，在圖8的(b)中進行了正式壓接時，在處理結(jié)束后，利用壓接相機31拍攝壓接的狀態(tài)，并向避讓位置移動。在檢測到異常時，則中止層疊處理。
[0114]圖9的⑷:
[0115]在中間載臺22上，進行圖6的步驟S5的處理，利用預(yù)壓接頭23以基板P的傾斜度θρ吸附保持芯片D。
[0116]圖9的(e):
[0117]在中間載臺22上，進行圖6的步驟S6的處理，利用預(yù)壓接頭23拾取芯片D，并朝向安裝載臺32。在中途，利用下側(cè)視覺相機41從正下方拍攝芯片D，來確認芯片的傾斜度θρ，并且還能夠掌握吸附保持狀態(tài)或有無垃圾。
[0118]在供給載臺12上，朝向中間載臺22輸送所拾取的下一芯片D。
[0119]圖9的(f):
[0120]在中間載臺22上，通過拾取頭13載置下一芯片D。
[0121]在安裝載臺32上，伴隨著利用壓接相機31進行的圖6的步驟S7的處理，將由預(yù)壓接頭23輸送來的芯片載置在基板P或已安裝的用虛線表示的芯片D的上方。
[0122]在圖9的(f)的處理后，進入層疊處理，返回正式壓接的圖8的(b)。在該情況下，在安裝載臺32上，在圖8的(a)到圖9的(e)中用虛線表示的芯片D成為實線。達到了規(guī)定的層疊數(shù)之后，為了進入被輸送來的新基板的基板處理或者在圖1中相鄰的生產(chǎn)線的基板處理，而返回至圖8的(a)。
[0123]此外，例如，進行預(yù)壓接的預(yù)壓接頭的載荷(LightPlace Load:輕載荷)為0.5?2[N](載荷負載時間(Short Place Time):0.1?0.5[s])，進行正式壓接的正式壓接頭的載荷(Heavy Place Load)為I?70[N](載荷負載時間(Heavy Place Time:重載荷):0.5[s]以上)。
[0124]根據(jù)以上說明的本實施例，不需要像以往那樣地將芯片的姿勢整齊地載置在中間載臺或者通過下側(cè)視覺相機檢測芯片的姿勢，僅利用安裝載臺的對位就能夠進行針對預(yù)壓接的對位，從而能夠削減芯片貼裝機整體的安裝工時。
[0125]接著，對本發(fā)明優(yōu)選的芯片貼裝機的第二實施例進行說明。與本實施例的第一實施例的兩個不同點在于:預(yù)壓接頭23;和伴隨第一的變更的預(yù)壓接頭23的動作而產(chǎn)生的控制方法的變更、及中間載臺22的變更。
[0126]在第一實施例中，預(yù)壓接頭23不具有使夾頭23c旋轉(zhuǎn)的功能。在本實施例中，為了在X、Y方向的錯位修正的同時還進行旋轉(zhuǎn)角修正，而在預(yù)壓接頭23上設(shè)置夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)23T。夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)23T是在預(yù)壓接時或預(yù)壓接前，在壓接相機31能夠始終同時拍攝基板P或已安裝芯片D和夾頭23c所吸附的芯片D的狀態(tài)下，能夠進行夾頭23c的旋轉(zhuǎn)。在夾頭23c吸附保持的芯片D在從基板P或已安裝芯片D的上方接近時或在馬上接觸之前的階段，壓接相機31能夠始終拍攝這些夾頭23c所吸附的芯片D及基板P或已安裝芯片D雙方。
[0127]圖10是表示滿足這樣的條件的一例的夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)23T的圖。夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)23T在圖4的(a)中設(shè)置在圖4的用虛線表示的區(qū)域B，通過未圖示的機構(gòu)而支承于分離部23d。
[0128]夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)23T具有:旋轉(zhuǎn)軸棒23b，其從夾頭保持部23s的軸中心延伸；2根驅(qū)動桿23p，其從旋轉(zhuǎn)軸棒23b的兩端在與夾頭23c的吸附面平行的面內(nèi)，分別從該兩端與旋轉(zhuǎn)軸棒23b正交地設(shè)置;和兩個伸縮執(zhí)行機構(gòu)23a，其分別使2根驅(qū)動桿23p伸縮。
[0129]在該機構(gòu)中，通過使兩個伸縮執(zhí)行機構(gòu)23a彼此向相反方向伸縮，能夠使夾頭保持部23s的軸中心即夾頭的吸附面積的中心旋轉(zhuǎn)，能夠容易地進行旋轉(zhuǎn)角調(diào)整。
[0130]在本實施例中，具有夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)23T，由此，在安裝位置，能夠一邊利用I臺壓接相機31始終從正上方拍攝基板P或已安裝芯片D和夾頭23c所吸附的芯片D，一邊控制夾頭23c的位置及旋轉(zhuǎn)角，來進行安裝。因此，在本實施例中，不需要預(yù)先檢測基板P的傾斜度θρ及載置在中間載臺22上的芯片D的傾斜度0d，并進行基于中間載臺22的旋轉(zhuǎn)角修正。由此，在本實施例中，也不需要中間載臺22的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置25。
[0131]根據(jù)以上說明的本實施例，使用本實施例的預(yù)壓接頭23進行預(yù)壓接，由此，能夠始終同時拍攝基板P或已安裝芯片D和新的芯片D(夾頭23c)，與X、Y方向的錯位修正的同時還進行旋轉(zhuǎn)角修正。隨之，也可以不預(yù)先檢測基板P的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度θρ及載置在中間載臺22上的芯片D的旋轉(zhuǎn)角即傾斜度Θ，另外，也不需要進行基于中間載臺22的旋轉(zhuǎn)角修正，能夠?qū)崿F(xiàn)工時減少。
[0132]另外，在以上說明的本實施例中，即使構(gòu)成圖1的構(gòu)成要素發(fā)生經(jīng)時變化，在安裝位置，也能夠始終同時拍攝基板P或已安裝芯片D和新的芯片D(夾頭23c)，以使新的芯片D到達安裝位置的方式控制夾頭23c，從而能夠不受經(jīng)時變化影響地進行安裝。
[0133]另外，在以上說明的本實施例中，在進行預(yù)壓接時，與僅在圖11所示的狀態(tài)下能夠?qū)ξ坏膶＠墨I2不同，也能夠始終從正上方拍攝基板P或已安裝的芯片D和新安裝的芯片D，并能夠?qū)崿F(xiàn)兩者的對位，從而能夠高精度地進行安裝。
[0134]S卩，在夾頭吸附保持的芯片直到與載置芯片的部位接觸之前，包含壓接相機在內(nèi)的相機能夠從正上方拍攝上述芯片和載置芯片的部位雙方，因此，不會產(chǎn)生因傾斜度產(chǎn)生的位置誤差，并且能夠?qū)蕡D像焦點地進行拍攝。而且，如上所述，在吸附保持著芯片的夾頭與載置芯片的部位接觸之后，也能夠基于由包含壓接相機在內(nèi)的相機拍攝的圖像，在芯片和設(shè)置芯片的部位的位置關(guān)系需要修正的情況下(例如，控制裝置對于拍攝了芯片和設(shè)置芯片的部位的圖像和事先拍攝了正確的芯片和設(shè)置芯片的部位的正確的規(guī)定的圖像進行比較，芯片和設(shè)置芯片的部位的關(guān)系產(chǎn)生了規(guī)定的值以上錯位的情況等)，來修正上述芯片的位置。這具有如下的效果:在使被夾頭吸附的芯片與設(shè)置芯片的部位的位置接觸之后也能夠修正，由此，能夠沒有由被夾頭吸附的芯片和設(shè)置芯片的部位的距離產(chǎn)生的錯位地進行修正。
[0135]在以上說明的第一、第二實施例中，例示了具有中間載臺并進行預(yù)壓接、正式壓接的芯片貼裝機的例子。例如，在本發(fā)明的以能夠識別芯片吸附保持姿勢的方式分離地具有夾頭的貼裝頭中，一邊利用I臺識別相機從正上方同時觀察芯片和安裝位置一邊進行安裝也能夠適用于專利文獻2所示的觸發(fā)電路貼裝機中的安裝或芯片的交接。
【主權(quán)項】
1.一種貼裝裝置，其具有: 能夠移動并載置芯片的工具;和 從正上方拍攝載置所述芯片的載置位置的I臺拍攝機構(gòu)， 所述貼裝裝置的特征在于， 所述工具具有能夠吸附保持所述芯片的夾頭，構(gòu)成為所述拍攝機構(gòu)能夠識別所述夾頭所保持的芯片及所述載置位置雙方。2.如權(quán)利要求1所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述夾頭為在所述拍攝機構(gòu)與所述工具所保持的所述芯片之間的空間不存在妨礙拍攝的物品的狀態(tài)。3.如權(quán)利要求1所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述工具還具有使所述夾頭升降的升降機構(gòu)， 所述夾頭設(shè)置在重心與所述升降機構(gòu)的重心不同的位置上。4.如權(quán)利要求1所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述工具是設(shè)置在與使所述夾頭升降的側(cè)部分離的位置上的所述夾頭。5.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述工具是將所述芯片預(yù)壓接在安裝位置上的貼裝頭，所述安裝位置為所述載置位置， 還具有對被預(yù)壓接的所述芯片進行正式壓接的正式壓接頭。6.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述夾頭構(gòu)成為，在將由所述夾頭吸附的所述芯片載置在所述載置位置時，所述拍攝機構(gòu)能夠拍攝所述芯片的一條邊。7.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述夾頭構(gòu)成為，在將由所述夾頭吸附的所述芯片載置在所述載置位置時，所述拍攝機構(gòu)能夠拍攝包含所述芯片的兩個角部在內(nèi)的相對的兩條邊。8.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的貼裝裝置，其特征在于， 所述工具具有在與所述載置位置平行的面內(nèi)使所述夾頭旋轉(zhuǎn)的夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。9.一種貼裝方法，其特征在于，具有: 下降步驟，使吸附保持著芯片的夾頭從大致上方下降到載置所述芯片的載置位置;和拍攝步驟，在所述下降步驟的中途，利用設(shè)置在正上方的拍攝機構(gòu)從正上方拍攝所述芯片及所述載置位置雙方。10.如權(quán)利要求9所述的貼裝方法，其特征在于， 還具有載置步驟，基于在所述拍攝步驟中得到的圖像，對于應(yīng)載置所述芯片的位置，利用控制裝置對吸附保持所述芯片的所述夾頭的位置進行修正，在規(guī)定的應(yīng)載置的部位載置所述芯片。11.如權(quán)利要求9所述的貼裝方法，其特征在于， 所述移動的步驟是通過具有使所述夾頭升降的升降機構(gòu)的工具來移動的步驟， 利用設(shè)置在重心與所述升降機構(gòu)的重心不同的位置上的所述夾頭吸附所述芯片。12.如權(quán)利要求9?11中任一項所述的貼裝方法，其特征在于， 所述下降步驟是基于將所述芯片預(yù)壓接在安裝位置上的貼裝頭而實現(xiàn)的下降的步驟，所述安裝位置為所述載置位置， 還具有貼裝步驟，利用對被預(yù)壓接的所述芯片進行正式壓接的正式壓接頭進行貼裝。13.如權(quán)利要求9?11中任一項所述的貼裝方法，其特征在于， 在所述下降步驟中，拍攝步驟是拍攝所述芯片的一條邊的步驟。14.如權(quán)利要求9?11中任一項所述的貼裝方法，其特征在于， 在所述下降步驟中，拍攝步驟是拍攝包含所述芯片的兩個角部在內(nèi)的相對的兩條邊的步驟。15.如權(quán)利要求9?11中任一項所述的貼裝方法，其特征在于， 所述工具具有在與所述載置的位置平行的面內(nèi)使所述夾頭旋轉(zhuǎn)的夾頭旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。16.一種貼裝方法，其特征在于， 具有: 下降步驟，使吸附保持著芯片的夾頭從大致上方朝向載置所述芯片的位置下降;和拍攝步驟，在所述夾頭向所述載置位置下降之后，利用設(shè)置在正上方的拍攝機構(gòu)從正上方拍攝所述芯片及所述載置位置雙方。
【文檔編號】H01L21/603GK105977183SQ201510929210
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月14日
【發(fā)明人】牧浩, 中野和男, 谷由貴夫
【申請人】捷進科技有限公司