JP2000094232A - 高さ調整機構及びそれを用いたチップ実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構造で、例えば、チップを基板
に対し安定して高精度に実装することを可能にし、かつ
汎用部材を用いてより安価に実現可能な高さ調整機構及
びそれを用いたチップ実装装置を提供する。 【解決手段】 高さ調整機構３を介して位置調整される
カメラ２０を用いてベアチップ２と基板１上の電極形成
面の位置を認識し、互いの位置合わせを行った後、ベア
チップ２の電極を基板１上に接続するチップ実装装置を
対象にし、高さ調整機構３として、ベース部材１９に対
し上下摺動自在に組み付けられてカメラ２０を保持して
いるプレート３２と、プレート３２に設けられているカ
ムフォロア３３と、ベース部材１９側に保持された状態
に設けられたモーター３４と、モーター３４により回転
される出力軸３５に装着されて、カムフォロア３３をそ
のカム面３６ａに載置した状態でプレート３２をカム面
３６ａに応じて上下動するカム板３６と、カム板３６の
回転角度を検出するセンサー３８と、センサー３８の出
力に応じてカム板３６の回転角度を制御する制御回路手
段５１とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種調整機構のう
ち、特に高さ調整機構及びそれを用いたチップ実装装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、集積回路のベアチップは、リード
フレームを介してプリント基板やガラス基板等（以下、
これらを総称して単に「基板」という）に実装されるの
が一般的であった。しかし、近年では、基板上での集積
回路の実装スペースを小さくして装置の小型化を図るの
に、ベアチップを基板に直接半田付けして実装する方式
が多くなっている。

【０００３】このベアチップ（パッケージ前のＩＣで、
以下、単にチップという）を基板に実装するのに用いる
従来のチップ実装装置、すなわちボンディング装置の概
略動作を説明する。まず、チップが多数収容されている
トレーからチップがチップ搬送アームにより１つずつ取
り出され、これが横方向に搬送されてツールに受け渡さ
れる。続いて、チップと基板上の電極形成面との位置出
しが行われ、その後、ツールによりチップが基板上の電
極形成面に押し付けられてボンディングが行われる。ま
た、チップと基板上の電極形成面との位置出しにはカメ
ラが使用される。このカメラは、Ｘ−Ｙ方向に移動可能
であると共に、Ｚ方向（高さ方向）にも移動可能で、基
板の厚さに対応して予め決められた高さ位置に調整され
る。

【０００４】図９及び図１０は、従来のボンディング装
置（フリップチップボンダー）で使用されているカメラ
用の高さ調整機構の一例を示すもので、図９はその側面
図、図１０はその正面図である。図９及び図１０におい
て、カメラ１０１は、カメラＸ−Ｙステージ１０２、リ
ブ１０３、Ｚスライダー１０４、カメラリニアガイド１
０５、フレーム１０６を介してフリップチップボンダー
の架台（不図示）のベース１０７上に設けられている。

【０００５】さらに詳述すると、カメラリニアガイド１
０５上には、サーボモーター１０８と、このサーボモー
ター１０８とカップリング１０９を介して回転可能に連
結されているボールねじ１１０が配設されている。ボー
ルねじ１１０には、Ｚスライダー１０４がねじ結合され
ている。そして、ボールねじ１１０がサーボモーター１
０８により回転されると、その回転方向に応じて、Ｚス
ライダー１０４がリブ１０３，カメラＸ−Ｙステージ１
０２，カメラ１０１と共に上または下側にねじ送りさ
れ、このねじ送りでカメラ１０１の高さが調整される。

【０００６】サーボモーター１０８の上下部には、サー
ボモーター１０８の回転量を検出するロータリーエンコ
ーダー１１１と、サーボモーター１０８が停止されたと
きにカメラ１０１側の荷重でボールねじ１１０が勝手に
回転してカメラ１０１のずり落ちを防止する電磁ブレー
キ１１２とが組み込まれている。

【０００７】フレーム１０６には、カメラリニアガイド
１０５に沿って、上端検出用のセンサー１１３と、原点
検出用のセンサー１１４と、下端検出用のセンサー１１
５とが順に設けられている。各センサー１１３，１１
４，１１５は、リブ１０３側に固定されているドグ１１
６が対応した位置に来るとそれをそれぞれ検出する。

【０００８】そして、この構造のカメラ高さ調整機構で
は、原点検出用のセンサー１１４がドグ１１６を検出し
た時の出力を基準として、サーボモーター１０８と同期
して回転しているロータリーエンコーダー１１１からの
パルス出力をカウントすれば、カメラ１０１の高さ位置
を知り、制御することができる。また、サーボモーター
１０８に何らかの異常が起きて暴走し、上端検出用のセ
ンサー１１３または下端検出用のセンサー１１１５が検
出すると、サーボモーター１０８の電源を遮断して強制
的に停止させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のボンディング装置（チップ実装装置）のカメラ
高さ調整機構では、ボールねじ１１０とサーボモーター
１０８で駆動し、ロータリーエンコーダー１１１から回
転情報を基にカメラ１０１の高さ位置を決めているた
め、次のような問題があった。第１に、構成部材的に
は、サーボモーター１０８、ボールねじ１１０、電磁ブ
レーキ１１２等の高価な部品を多用していることから、
コスト的に高くなると共に容積が大きく、装置の小型化
を図り難い。第２に、制御的には、ロータリーエンコー
ダー１１１入力に対しサーボモーター１０８への出力を
フィードバック制御する方式を採っていることから、制
御が複雑になる。また、ボールねじ１１０とＺスライダ
ー１０４のねじ結合でガイドされるため、電磁ブレーキ
１１２等のブレーキ機構（落下防止機構）を設けないと
落下する虞があり、しかも上下両端のセンサー１１３，
１１５と原点センサー１１４の３つ検出センサーを必要
とし、位置検出センサーが多くなる。第３に、装置設計
上は、例えば、ボールねじ１１０を駆動させるためのサ
ーボモーター１０８を、ボールねじ１１０の軸線上に配
置させることが必須になるので、設計の自由度が少な
い。

【００１０】本発明は上記した問題に鑑みなされたもの
である。その目的は、上記の問題を一掃して、比較的簡
単な構造で、例えば、チップを基板に対し安定して高精
度に実装することを可能にすると共に、汎用部材だけを
用いてより安価に実現可能な高さ調整機構及びそれを用
いたチップ実装装置を提供することにある。更に他の目
的は、以下に説明する内容の中で順次明らかにして行
く。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の技術手段を講じたことを特徴とする。すな
わち、起立状態に配置されているベース部材に対し機器
類の上下方向の位置を調整する高さ調整機構において、
前記ベース部材に上下摺動自在に組み付けられて前記機
器類を保持しているプレートと、前記プレートに設けら
れたカムフォロアと、前記ベース部材側に保持されたモ
ーターと、前記モーターにより回転される出力軸に装着
されて、前記カムフォロアをそのカム面に載置した状態
で前記プレートをカム面に応じて上下動するカム板と、
前記カム板の回転角度を検出するセンサーと、前記セン
サーの出力に応じて前記カム板の回転角度を制御する制
御回路手段とから構成したものである。

【００１２】また、他の本発明は以上の高さ調整機構を
適用した装置例である。すなわち、上下の位置が高さ調
整機構を介して調整されるカメラを用いてベアチップと
基板上の電極形成面の位置を認識し、互いの位置合わせ
を行った後、前記ベアチップの電極を前記基板上に接続
するチップ実装装置において、前記高さ調整機構は、起
立状態に配置されているベース部材に対し、上下摺動自
在に組み付けられて前記カメラを保持しているプレート
と、前記プレートに設けられているカムフォロアと、前
記ベース部材側に保持された状態に設けられたモーター
と、前記モーターにより回転される出力軸に装着され
て、前記カムフォロアをそのカム面に載置した状態で前
記プレートをカム面に応じて上下動するカム板と、前記
カム板の回転角度を検出するセンサーと、前記センサー
の出力に応じて前記カム板の回転角度を制御する制御回
路手段とを備えているものである。

【００１３】以上の本発明構造では、カム板がモーター
により回転されると、その回転角度に比例したカム面の
カム曲線の作用により、カメラ等の機器類を上下方向に
移動させて、その高さを調整するものである。そして、
このようにカム板が回転されてカメラを上下動させる構
造では、従来構造に対しブレーキ機構（落下防止機構）
が不要となり、また、カム板が一回転する間で、そのカ
ム板の原点となる部分を検出できるセンサーを１つだけ
設ければ済む、等の簡素化が実現される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、好適な具体例であり技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を制約
するものではない。

【００１５】図１乃至図３は本発明を適用したチップ実
装装置（ボンディング装置）例を模式的に示している。
図１はその装置全体の平面図、図２はその正面図、図３
はその側面図である。図１乃至図３において、このボン
ディング装置１０は、基板１にチップ２を位置合わせ
し、チップ２の電極を電気的に接合するものであり、架
台１１のベース１２上に起立フレーム１３を設け、起立
フレーム１３に対し配設されたツールＺステージ１４
と、ツールＺステージ１４に対応してベース１２上に配
設された基板Ｘ−Ｙステージ１５と、トレイＹステージ
１６と、反転Ｘステージ１７とを有している。また、水
平ベース１２上には、ツールＺステージ１４のツール１
８に対応してカメラベース１９を設け、機器類であるカ
メラ２０がそのカメラベース１９に対し本発明を適用し
た高さ調整機構３を介して位置調整される構成になって
いる。

【００１６】なお、図中のチップ２はパッケージ前のベ
アチップであり、各搬送された位置毎で符号の末尾に
ａ，ｂ，ｃを付け、トレイＹステージ１６上に配置され
ているチップ２ａ、チップ反転Ｘステージ１７に受け渡
されたチップ２ｂ、ツールＺステージ１４のツール１８
に受け渡されたチップ２ｃとして便宜上分けているが、
これらは全て同じものである。また、基板１はプリント
基板であり、不図示の電極を有している。

【００１７】ツールＺステージ１４はツール１８を下向
きに保持し、上側に付設されたツールＺモーター２１を
駆動することにより、起立フレーム１３に対しツールＺ
リニアガイド２２等に沿って上下方向（Ｚ方向）に移動
する。そして、ツール１８は垂直軸に対し回転機能及び
平行度調整機能を持ち、チップ２ｃを吸着保持した状態
でツールＺモーター２１の駆動によりチップ圧着動作を
行う。基板Ｘ−Ｙステージ１５は、起立フレーム１３の
前側に位置し、付設されたＸモーター２３及びＹモータ
ー２４を駆動することにより、ステージ上面に着脱可能
にセットされた基板１について、Ｘ−Ｙ方向の位置出し
を行う。

【００１８】トレイＹステージ１６は、自動機等により
投入されるトレイ４を位置決めし、トレイ４内のチップ
２ａを反転Ｘステージ１７からツールＺステージ１４側
へ送る初期ステージであり、ステージ上面にトレイ４が
着脱可能にセットされる。トレイ４には、基板１にボン
ディングする多数のチップ２ａが整列されている。そし
て、トレイ４（トレイ４内のチップ２ａ）は、トレイＹ
ステージ１６に付設されたＹモーター２５を駆動するこ
とにより、Ｙ方向の位置出しが行われる。

【００１９】チップ反転Ｘステージ１７には、リニアガ
イド２６と、このリニアガイド２６に案内されてＸ方向
に移動するチップ反転シリンダ２７と、チップ反転シリ
ンダ２７により１８０度往復旋回されて上下に向きが反
転されるチップ反転アーム２８と、チップ反転Ｘモータ
ー２９等が設けられている。チップ反転アーム２８の先
端には、チップ２ａを吸着保持する不図示のチップ吸着
ノズルが設けられている。そして、チップ反転Ｘモータ
ー２９を駆動することにより、チップ反転シリンダ２７
がリニアガイド２４に沿ってトレイＹステージ１６側に
移動されて、チップ反転アーム２８でトレイ４内のチッ
プ２ａを吸着する。吸着されたチップ２ｂは、チップ反
転シリンダ２７を駆動することにより、チップ反転アー
ム２８が同一面内で１８０度旋回されて、チップ２ｂが
裏返しされる。そして、チップ反転アーム２８がチップ
反転Ｘモーター２９の駆動によりツール１８の下側まで
移動されて、裏返しされたチップ２ｂをツール１８側に
受け渡す構造である。

【００２０】これに対し、高さ調整機構３は、細部構成
を図４に拡大して示している如くカメラベース１９に対
しカメラ２０の高さ位置を調整するものであり、カメラ
Ｘ−Ｙステージ３１を介してカメラ２０を保持している
カメラ上下プレート３２と、カメラ上下プレート３２に
設けられたカムフォロア３３と、駆動源であるカメラＺ
モーター３４と、カメラＺモーター３４により回転され
る出力軸３５に装着されたカム板３６及び平歯車３７
と、カム板３６の回転角度を検出するセンサー３８と、
センサー３８の出力に応じてカム板３６の回転角度を制
御する制御回路手段（後述する制御ユニット５１）等を
備えている。なお、カメラ２０は上下同軸視野で、ツー
ル１８のチップ２ｃと基板Ｘ−Ｙステージ１５上の基板
１との間で、チップ２ｃと基板１を同時に認識可能な構
造である。

【００２１】カメラベース１９はベース１２上にあっ
て、フレーム１３の側部に取り付けられた状態で起立さ
れている。カメラベース１９の前面側には、カメラリニ
アガイド３９が上下方向（Ｚ方向）に対に設けられてい
る。カメラ上下プレート３２は、背面側にカメラリニア
ガイド３９と対応して設けられたスライダー４０を有
し、各スライダー４０を対応するカメラリニアガイド３
９に嵌合した状態でカメラベース１９に対し上下方向に
摺動自在に組み込まれている。また、カメラ上下プレー
ト３２の前側には、リブ４１が対に設けられており、カ
メラＸ−Ｙステージ３１が両リブ４１の下部に取り付け
られている。なお、カメラＸ−Ｙステージ３１は省略し
て図示しているが、下部に保持したカメラ２０を高さ調
整機構３と独立にＸとＹ方向に調整可能になっている。

【００２２】また、カメラ上下プレート３２は、カムフ
ォロア３３を介してカム板３６の外周カム面３６ａ上に
当接配置され、カム板３６により下側から保持された状
態となっている。このカム板３６は、出力軸３５の軸回
りに平歯車３７と共に装着されて、出力軸３５と一体に
回転される。出力軸３５は、カメラベース１９に固定さ
れて前方に突出したモーターホルダー４２等を利用して
回転可能に支持されている。つまり、モーターホルダー
４２は、突出端側を上側に折り曲げた略Ｌ形をなし、Ｌ
形の水平部４２ａがカメラベース１９に固定され、Ｌ形
の垂直部４２ｂに対しカメラＺモーター３４を減速機４
３を介在した状態に取り付け保持している。そして、出
力軸３５は、減速機４３を介してカメラＺモーター３４
に連結されており、カメラＺモーター３４の駆動により
回転される。

【００２３】カム板３６は、その外周カム面３６ａが回
転角度に比例して回転中心からの半径を変化するカム曲
線として形成されている。そして、カメラ上下プレート
３２は、カメラＺモーター３４が駆動されてカム板３６
が出力軸３５と共に回転すると、外周カム面３６ａ上に
配置されているカムフォロア３３がカム板３６の回転角
度に比例して上下方向に動作する結果、上下方向に摺動
される。ここで、この形態では、図５に模式的に示す如
く、カム板３６が０から２７０度（Ｓ１〜Ｓ２）で半径
ｒ１からｒ２に変化し、２７０度から３００度（Ｓ２〜
Ｓ３）で半径ｒ２からｒ１に変化するが、３００度から
３６０度（Ｓ３〜Ｓ４）の間では半径が変化しない設定
としてある。したがって、カムフォロア３３、カム板３
６が１回転する（Ｓ１〜Ｓ２〜Ｓ３〜Ｓ４）間に半径ｒ
１からｒ２間で往復動作され、それに対応してカメラ上
下プレート３２を上下動する。

【００２４】加えて、平歯車３７は、外周に等ピッチで
歯Ｈ（図６中で符号Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・で示す）
を有しており、出力軸３５にあって、カム板３６とモー
ターホルダー４２の垂直部４２ｂとの間に位置してい
る。ここで、この形態では、図６に模式的に示す如く、
平歯車３７の歯Ｈが一部切り欠いて（図中のＨ５の部
分）、平歯車３７の基準位置（原点）としている。この
平歯車３７に対応してセンサー３８が設けられている。
このセンサー３８は、モーターホルダー４２の水平部４
２ａの側部にセンサープレート４４を介して取り付けら
れている。センサー３８の向きは、平歯車３７の歯Ｈの
ピッチ円（図６中に符号４５で示すセンサー検出位置）
に対応している。

【００２５】そして、この形態例の構造では、センサー
３８が図６に示す如く、平歯車３７の歯Ｈ１を検出した
時の出力をＡ１とすると、平歯車３７のピッチ円周上に
センサー検出位置４５があるため、歯Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３
の順に通過する歯の検出波形Ａ１，Ａ２，Ａ３は、おお
よそオン（ＯＮ）とオフ（ＯＦＦ）の周期が等間隔な状
態で出力されることになり、誤検出を防止できる。ま
た、歯Ｈ５を切り欠き、センサー３８の出力Ａ５が出な
い状態を作り、平歯車３７の基準位置（原点）とし、カ
ム板３６のＳ４（＝Ｓ１）の位置に合わせており、切り
欠き（Ｈ５）の部分に到達すると、カム板３６の勾配開
始位置を検出する。そして、センサー３８の出力Ａ６か
らオンとオフの回数をカウントすることにより、カム板
３６の基準位置Ｓ１からの回転角度が判る構造になって
いる。

【００２６】また、カメラベース１９とカメラ上下プレ
ート３２との間には引っ張りバネ４７が組み込まれてい
る。引っ張りバネ４７は、カメラベース１９上端に設け
られたバネプレート４６と、このプレートに対応するカ
メラ上下プレート３２の上端との間に配置されており、
このバネ力によりカメラ上下プレート３２に引き上げ力
を付与し、カメラ上下プレート３２側の全重量がカム板
３６側に加わるのを防止している。したがって、この引
っ張りバネ４７としては、最大引き上げ力がカメラ上下
プレート３２側に設けられている部品の全重量以下のバ
ネ乗数のものである。このようなバネ構成を採用する
と、カメラＺモーター３４の仕事量を軽減させることが
可能であり、カメラＺモーター３４として汎用の小型モ
ーターを使用できる。

【００２７】そして、以上のように構成されている高さ
調整機構３では、カメラＺモーター３４を駆動すること
により、カム板３６が減速機４３及び出力軸３５を介し
て回転される。すると、カメラ上下プレート３２は、カ
ム板３６のカム曲線に制御されて上下方向に移動され
る。このとき、原点を通過した後、すなわちセンサー３
８の出力Ａ６からオンとオフの回数をカウントすれば、
カム板３６の基準位置Ｓ１からの回転角度が判り、カメ
ラ２０の高さを制御できる。このカメラ２０の高さは、
基板１の厚さに対応して調整され、実装機で取り扱う基
板１の厚さが変わる毎に調整される。また、一度調整さ
れた後は、取り扱う基板１の厚みが再び変わるまで保持
される。

【００２８】図７は以上のチップ実装装置（ボンディン
グ装置）１０の制御ブロック図である。この制御ブロッ
ク図には、制御回路手段５０に相当する制御ユニット５
１と、操作パネル５２及びモニター５３が、上記した装
置１０のＦ／Ｃボンダー本体５４及びカメラ２０との関
係で図示されている。

【００２９】制御ユニット５１は、電源、制御機器、モ
ータードライバ、温度調整装置、画像処理装置等にて構
成されている。操作パネル５２は入力機器や表示機器等
に関連するパネルであり、制御ユニット５１に対して手
動または自動により動作モードを指定したり、温度，圧
力，時間等の圧着条件を指定したり、部品形状，実装位
置の機種データを指示する。逆に、制御ユニット５１か
らは温度，圧力，電源，異常等のデータや状態表示が出
力される。モニター５３は、制御ユニット５１で制御さ
れた後の画像処理結果等を表示する表示パネル等を備え
ている。

【００３０】Ｆ／Ｃボンダー本体５４は、上記したツー
ルＺステージ１４、基板Ｘ−Ｙステージ１５、トレイＹ
ステージ１６、チップ反転Ｘステージ１７、カメラＸ−
Ｙステージ３１、高さ調整機構３等に用いられている各
モータ関係、他に圧力検出センサー及びヒーター等のツ
ール関係が主体となる。そして、Ｆ／Ｃボンダー本体５
４には制御ユニット５１から動作指令及び加熱電力指令
等の信号が入力され、逆にＦ／Ｃボンダー本体５４から
はセンサー信号等の位置情報及び温度・圧力等のデータ
が制御ユニット５１に向かって出力される。

【００３１】図８はＦ／Ｃボンダー本体５４の動作例を
示す流れ図である。そこで、図８を用いて装置動作を次
に説明する。まず、チップ２を基板１にボンディングす
るのに先立ち、本発明の最も特徴とするところの、カメ
ラ２０の高さ位置の変更を行う。この調整では、基板１
の厚さ等、部品データの入力や加工条件等が作業者によ
り操作パネル５２から入力される（ステップＳ１）。そ
の入力が終了すると、カメラＺモーター３４が駆動さ
れ、平歯車３７とカム板３６とが出力軸３５により一体
に回転する。そして、センサー３８が切り欠き部分（原
点）Ｈ５を検出すると、センサー３８からの出力信号が
カウントされる。また、部品データ入力に対応した数が
カウントされると、カメラＺモーター３４が停止され
る。一方、カメラＺモーター３４が駆動されると、出力
軸３５の回転に比例してカム板３６の基準位置Ｓ１から
の回転角度も変わる。そして、カム曲線の制御下でカム
フォロア３３を介してカメラ上下プレート３２が上また
は下方に移動され、所望の位置に配置される。すなわ
ち、カメラ２０は所定の高さ位置に配置される（ステッ
プＳ２）。これにより、事前準備が終了し、この調整を
終えたカメラ２０の高さ位置は、入力条件の変更がある
まで保持される。

【００３２】続いて、作業準備に入る。ここでは基板Ｘ
−Ｙステージ１５に基板１をセットすると共に、トレイ
Ｙステージ１６にチップ２ａを入れたトレイ４がセット
される（ステップＳ３，Ｓ４）。これにより作業準備が
終了する。

【００３３】次に、ボンディング動作（自動動作）に入
る。このボンディング動作では、チップ反転アーム２８
がリニアガイド２６に沿ってＸ方向（トレイＹステージ
１６のトレイ４上）に移動された後、先端のチップ吸着
ノズルによりトレイ４内のチップ２ａを吸着する（ステ
ップＳ５）。続いて、チップ反転アーム２８は、チップ
反転シリンダー２７により１８０度旋回されて反転さ
れ、チップ２ｂの下面を上向きにし、また、リニアガイ
ド２６に沿ってＸ方向（ツール１８側）に移動されチッ
プ２ｂをツール１８の下側に配置する（ステップＳ
６）。すると、ツール１８はツールＺモーター２１の駆
動により下降し、チップ２ｂを受け取った後、所定の位
置まで上昇する。同時に、チップ２ｂを受け渡したチッ
プ反転アーム２８は後退し、再び、トレイ４内のチップ
２ａを受け取りに行く（ステップＳ７）。

【００３４】次に、カメラＸ−Ｙステージ３１が駆動さ
れ、カメラ２０がツール１８に保持されているチップ２
ｃと基板Ｘ−Ｙステージ１５との間に進入され、カメラ
２０でチップ２ｃの位置を認識し（ステップＳ８）、認
識後、カメラ２０はカメラＸ−Ｙステージ３１と共に後
退される（ステップＳ９）。続いて、カメラ２０からの
情報に基づいて基板Ｘ−Ｙステージ１５を搭載位置に移
動し、基板１とチップ２ｃを位置合わせする（ステップ
Ｓ１０）。ここでの位置合わせは、基板１上の電極形成
面とチップ２ｃの電極とを一致させるものである。ま
た、位置合わせした後、ツールＺモーター２１が駆動さ
れてシールＺステージ１４を下降し、チップ２ｃを基板
１上に搭載すると共に、ツール１８でチップ２ｃを熱圧
着するとボンディングが終了する（ステップＳ１１，Ｓ
１２）。これにより、ボンディング操作の１サイクルが
終了する。続いて、ステップＳ５に戻って同じ動作が繰
り返され、また、基板１への所定のボンディングが終了
したらステップ３に戻って同じ動作が繰り返される。

【００３５】したがって、この形態例として示したチッ
プ実装装置１０では、特に、高さ調整機構３によりカメ
ラ２０の高さ位置を調整する場合、カム板３６を回転せ
ると、その回転角度に比例したカム板３６の外周カム面
３６ａを形成しているカム曲線の作用によりカムフォロ
ア３３、カメラ上下プレート３２等を介してカメラ２０
を上下方向に移動させ、その高さを簡単かつ精度良く調
整することができる。すなわち、本発明では、カメラ２
０がカム板３６の回転にて上下動させる構造にしたこと
により、従来の構造の如く３つのセンサーを必要として
いたのに対し、センサー３８が１つだけでよく、しかも
従来のブレーキ機構が不用となる。

【００３６】また、この構造では、カム板３６の位置を
検出する方法として、平歯車３７とセンサー３８との組
み合わせで行うことから、従来の如くロータリーエンコ
ーダー、サーボパック等を用いる方法に対し、簡素な汎
用部品だけで構成できてシンプルであり、装置信頼性を
向上できる。同時に、上下の移動量（ストローク）に対
し平歯車３７の歯数を選択することにより、停止位置分
解能はその歯数に比例して細かくなり、高精度な位置決
めが可能になる。更に、バネプレート４６とカメラ上下
プレート３２との間に引っ張りバネ４７を設け、そのバ
ネ力によりカム板３６に加わる荷重を軽減したことか
ら、カメラＺモーター３４として、小型で汎用モーター
を使用することができ、この点からもコスト低減が実現
される。また、このように部材構成が汎用品を用いて、
構造がシンプルなことから装置設計の自由度と簡略化が
図られる。

【００３７】なお、上記した形態例では、板カム３６の
位置を検出する手段として、平歯車３７とセンサー３８
との組み合わせで行う構造を開示したが、平歯車３７の
代わりに光学的な信号を定期的に出力するもの、例えば
光ディスク、穴あき円盤等を用いても差し支えないもの
である。また、光学式センサーの代わりにメカニカルス
イッチや近接スイッチを使用しても差し支えないもので
ある。更に、カメラＺモーター３４の仕事量を軽減させ
る手段として、引っ張りバネ４７を用いた構造を開示し
たが、引っ張りバネ４７に代えてカメラ上下プレート３
２を下側から押し上げる力を常に付与しておく圧縮バネ
を設けるようにしたもよいものである。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の高さ調整
機構及びそれを用いたチップ実装装置では、カメラ（等
の機器類）の高さ調整を行う場合、モーターを駆動して
カム板を回転せると、その回転角度に比例したカム板の
カム曲線の作用によりカメラ（（（等の機器類）を上下
方向に移動させて、その高さを簡単かつ精度良く調整す
ることができる。また、カム板が回転されてカメラ（等
の機器類）を上下動させる構造であることから、従来の
構造で必要としていたセンサー数を少なくしたり、ブレ
ーキ機構（落下防止機構）も要しないことから、装置の
コンパクト化及びコスト低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の形態例であるチップ実装装置全体の
模式平面図である。

【図２】 図１の装置全体の模式正面図である。

【図３】 図１の装置全体の模式側面図である。

【図４】 図１の装置のうち、カメラ用高さ調整機構の
拡大斜視図である。

【図５】 図４の高さ調整機構のカム板のカム曲線図で
ある。

【図６】 図４の高さ調整機構の回転角度検出原理を説
明する模式図である。

【図７】 上記チップ実装装置における制御ブロック図
である。

【図８】 上記チップ実装装置の動作流れ図である。

【図９】 従来装置におけるカメラ用高さ調整機構の模
式側面図である。

【図１０】 図９のカメラ用高さ調整機構の模式正面図
である。

【符号の説明】

１…基板、２（２ａ，２ｂ，２ｃ）…チップ、３…高さ
調整機構、１０…チップ実装装置、１９…カメラベース
（ベース部材）、２０…カメラ（機器類）、３２…カメ
ラ上下プレート（プレート）、３３…カムフォロア、３
４…カメラＺモーター（モーター）、３５…出力軸、３
６…カム板、３６ａ…外周のカム面、３７…平歯車、Ｈ
…歯、３８…センサー、４７…引っ張りバネ、５１…制
御ユニット（制御回路手段）、５２…操作パネル。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｈ０５Ｋ 13/08 Ｑ (72)発明者 山内 学 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 獺庭 和正 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 AA00 AA21 DA00 DA02 5E313 AA03 DD03 FF40 5H303 AA06 BB03 BB09 DD01 DD21 DD26 DD27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 起立状態に配置されているベース部材に
   対し機器類の上下方向の位置を調整する高さ調整機構に
   おいて、 前記ベース部材に上下摺動自在に組み付けられて前記機
   器類を保持しているプレートと、前記プレートに設けら
   れたカムフォロアと、前記ベース部材側に保持されたモ
   ーターと、前記モーターにより回転される出力軸に装着
   されて、前記カムフォロアをそのカム面に載置した状態
   で前記プレートをカム面に応じて上下動するカム板と、
   前記カム板の回転角度を検出するセンサーと、前記セン
   サーの出力に応じて前記カム板の回転角度を制御する制
   御回路手段とからなる、ことを特徴とする高さ調整機
   構。
2. 【請求項２】 前記出力軸に装着された平歯車を有し、
   前記センサーが、前記平歯車の歯のピッチ円と対応して
   配置されて、前記平歯車の歯の通過状態から前記カム板
   の回転角度を検出する請求項１に記載の高さ調整機構。
3. 【請求項３】 前記平歯車は、平歯車の歯の一部を切り
   欠いて、その切り欠き部を平歯車の回転基準位置として
   いる請求項２に記載の高さ調整機構。
4. 【請求項４】 前記ベース部材と前記プレートとの間
   に、前記プレートに対して上方に引き上げる引っ張りば
   ね、又は、前記プレートを下から支える圧縮ばねを配設
   し、前記カムフォロア側から前記カム板に加わる荷重を
   軽減可能にした請求項１から３の何れかに記載の高さ調
   整機構。
5. 【請求項５】 上下の位置が高さ調整機構を介して調整
   されるカメラを用いてベアチップと基板上の電極形成面
   の位置を認識し、互いの位置合わせを行った後、前記ベ
   アチップの電極を前記基板上に接続するチップ実装装置
   において、 前記高さ調整機構は、起立状態に配置されているベース
   部材に対し、上下摺動自在に組み付けられて前記カメラ
   を保持しているプレートと、前記プレートに設けられて
   いるカムフォロアと、前記ベース部材側に保持された状
   態に設けられたモーターと、前記モーターにより回転さ
   れる出力軸に装着されて、前記カムフォロアをそのカム
   面に載置した状態で前記プレートをカム面に応じて上下
   動するカム板と、前記カム板の回転角度を検出するセン
   サーと、前記センサーの出力に応じて前記カム板の回転
   角度を制御する制御回路手段とを備えていることを特徴
   とするチップ実装装置。