JP3662404B2

JP3662404B2 - ウエハシート引伸ばし装置およびそれを用いたペレットボンディング装置

Info

Publication number: JP3662404B2
Application number: JP33493997A
Authority: JP
Inventors: 誠有江; 泰武田
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: JPH11150089A; US6189591B1; CN1217564A; CN1110839C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハリングに貼着されたウエハシートを引伸ばすウエハシート引伸ばし装置およびそれを用いたペレットボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエハリングに保持され、半導体ペレット（以下、単に「ペレット」という）毎に分割されたウエハが貼り付けられたウエハシートからペレットを順次ピックアップし、リードフレームやキャリアテープ等の基板にボンディングする装置として、ペレットボンディング装置や、インナーリードボンディング装置がある。これらのボンディング装置では、ペレットのピックアップに先立って、ウエハシート引伸ばし装置を用いて、ウエハリングに保持されたウエハシートを引伸ばし、ウエハシートのたるみを取り除いたり、ペレット間に微小隙間を形成したりして、ペレットのピックアップ動作が良好に実施できるようにしている。従来、このようなウエハ引伸ばし装置として、例えば、特開平９−８２７８３号公報に記載のものがある。
【０００３】
このウエハシート引伸ばし装置は、ウエハシートを引伸ばす引伸ばし機構と、この引伸ばし機構を、引伸ばされたウエハシート面に直交する軸回りに回転させる回転機構と、引伸ばし機構をＸＹ方向へ移動させるＸＹテーブルとを有して構成される。これら、引伸ばし機構、回転機構、ＸＹテーブルは、それぞれ、モータやエアシリンダ等の駆動手段を有する。そして、ウエハリングがウエハシート引伸ばし装置に供給されると、引伸ばし機構がウエハシートを引伸ばし、引伸ばされたウエハシート上のウエハ（ペレット）の回転方向の位置ずれ量を撮像手段を用いて検出し、回転機構が、このずれを修正し、さらには、ウエハを複数の領域に分割してその領域毎にペレットをピックアップするような場合には、今回ピックアップ対象となる領域がピックアップ位置となるように回転位置を調整し、その後、ウエハリングをピックアップ動作に供する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の引伸ばし装置においては、引伸ばし機構と回転機構とが、それぞれ専用の駆動手段を有する。そのため、個々の駆動手段を配置するスペースを確保する必要性から、装置が大型化するという不具合が生じる。しかも、引伸ばし機構の駆動手段は、ウエハリングが供給されたときの引伸ばし時、およびウエハリングを排出するときにおける引伸ばし状態のウエハシートの解放時に作動し、また、回転機構の駆動手段は、ウエハの回転ずれの修正時、あるいは、ペレットのピックアップ領域の変更時に作動するだけで、両駆動手段のペレットピックアップ動作（ペレットボンディング動作）中における稼働率は、ＸＹテーブルの駆動手段の稼働率に比べて、きわめて少ない。このような、低い稼働率の駆動手段をそれぞれ専用に設けることは装置構成上無駄である。
【０００５】
本発明は、小型で、しかも装置構成上無駄が少ないウエハシート引伸ばし装置およびペレットボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ウエハリングに保持されたウエハシートを引伸ばす引伸ばし機構と、該引伸ばし機構を回転自在に支持する回転機構とを、動力切換手段を介して単一の駆動手段に連結したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、引伸ばし機構に供給されたウエハリングに保持されているウエハシートを引伸ばすとき、或いは、引伸ばされたウエハシートの引伸ばし状態を解放するときは、駆動手段を、動力切換手段を介して引伸ばし機構に連結し、引伸ばし機構で引伸ばされたウエハリングの回転位置を調整するときには、駆動手段を、動力切換手段を介して回転機構に連結する。従って、引伸ばし機構と回転機構の駆動手段を単一の駆動手段で兼用することができるので、両機構の駆動手段のために必要な配置スペースが小さくでき、装置を小型化できる。
【０００８】
また、引伸ばし機構と回転機構の駆動手段を単一の駆動手段で兼用することができるので、両機構の駆動手段の稼働率を向上させることができ、無駄が少ない装置構成を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本願発明に係るウエハシート引伸ばし装置の構成を示す正面断面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図１の作動状態を示す図である。
【００１０】
ウエハシート引伸ばし装置１は、引伸ばし機構２と、回転機構３と、駆動手段としてのモータ４と、動力切換手段５と、制御手段としてのＣＰＵ６とを有して構成される。
【００１１】
引伸ばし機構２は、支持リング７と、引伸ばしリング８と、ネジ機構９とを有する。支持リング７は、半導体ペレット（以下、単に「ペレット」という）１０毎に分割されたウエハ１１が貼り付けられたウエハシート１２を保持したウエハリング１３を支持する。引伸ばしリング８は、支持リング７の上方に配置され、ウエハリング１３に係合する係合凹部８ａを備える。ネジ機構９は、支持リング７の中心に対して対称位置に配置され、支持リング７に対して引伸ばしリング８を上下動させる。そして、このネジ機構９は、ネジ軸１４と、ネジ軸１４の下端部１４ａに固定されたプーリ１５とを有する。ネジ軸１４は、支持リング７のフランジ部７ａに形成された軸受け部１６に回転自在に支持され、雄ネジ部１４ｂが引伸ばしリング８に形成された雌ネジ部８ｂに螺合する。
【００１２】
回転機構３は、不図示のＸＹテーブル上に載置された基台１７と、回転リングとしての環状プーリ１８とを有する。環状プーリ１８は、その下半部が、基台１７の上部に形成されたボス部１７ａにベアリング１９を介して回転自在に連結され、上半部が、支持リング７の下部に形成されたボス部７ｂにベアリング２０を介して回転自在に連結される。また、環状プーリ１８の外周部には、後述の第１、２駆動ベルト２２、２３を巻き掛けるための溝部１８ａが形成される。
【００１３】
モータ４は、基台１７のフランジ部１７ｂの下面に固定され、出力軸４ａをフランジ部１７ｂの上方へ突出させている。出力軸４ａの先端部には、プーリ２１が固定される。
【００１４】
動力切換手段５は、第１駆動ベルト２２と、第２駆動ベルト２３と、ストッパ手段としての電磁ソレノイド２４を有する。第１駆動ベルト２２は、モータ４のプーリ２１と環状プーリ１８とに巻き掛けられる。第２駆動ベルト２３は、ネジ機構９のプーリ１５と環状プーリ１８とに巻き掛けられる。また、第１、２駆動ベルト２２、２３は、張力付与機構２５にて張力が付与される。ここで、各駆動ベルト２２、２３に設けられる張力付与機構２５は、同一構造であるので、第２駆動ベルト２３に設けられた張力付与機構２５についてのみ説明し、第１駆動ベルトの張力付与機構２５の説明は省略する。図２に示すように、張力付与機構２５は、各プーリ１５に対応して配置されており、それぞれ、一対の回転ローラ２６と、この回転ローラ２６を回転自在に支持し、かつフランジ部７ａに形成された長孔２７に位置調整自在に固定された支軸２８とを有する。すなわち、張力付与機構２５は、支軸２８の、例えばボルト・ナットで構成される固定手段のナットをゆるめ、支軸２８を長孔２７の長手方向に沿って移動させることで、第２駆動ベルト２３に付与する張力を調整できる。電磁ソレノイド２４は、基部２４ａと、基部２４ａに対して突没するロッド２４ｂを有し、基部２４ａを基台１７の切欠き部１７ｃに固定される。また、電磁ソレノイド２４のロッド２４ｂは、図１に２点鎖線で示すように、その突出状態において、待機位置に位置した支持リング７の凹部７ｃと係合する。なお、本実施の形態において、動力切換手段５は、その構成において、回転機構３の環状プーリ１８を共用する。
【００１５】
ＣＰＵ６は、モータ４、および電磁ソレノイド２４に対して電気的に接続されており、それぞれを適宜制御する。
【００１６】
次に、作動について説明する。
【００１７】
図３に示すように、ウエハリング１３の供給に先立って、支持リング７は、待機位置に配置され、その凹部７ｃには突出されたロッド２４ｂが係合される。また、引伸ばしリング８は、ウエハリング１３の解放位置に配置される。
【００１８】
ウエハリング１３が、引伸ばしリング８の係合凹部８ａ内に供給されると、ウエハシート１２の引伸ばし動作が開始される。
【００１９】
引伸ばし動作にあたり、まず、モータ４が順方向に回転する。このとき、ロッド２４ｂの係合により、支持リング７と基台１７は相対回転不能とされているので、第１駆動ベルト２２を介してモータ４にて回転される環状プーリ１８は、支持リング７のボス部７ｂ、および基台１７のボス部１７ａ回りに回転し、第２駆動ベルト２３を介してプーリ１５、すなわちネジ軸１４を回転させる。このネジ軸１４の回転により、図１に示すように、引伸ばしリング８が下降し、ウエハリング１３が円環部７ｄの上面より下方に押し下げられ、これによりウエハシート１２は、円環部７ｄの上面によって引伸ばされる。次に、撮像装置を用いた不図示の画像処理装置により、ペレット１０の配列方向の傾きが検出され、ＣＰＵ６は、この検出値に基いてウエハ１２の回転方向の修正動作を行なう。
【００２０】
回転方向の修正動作にあたり、図１に実線で示すように、まず、ロッド２４ｂが下降され、支持リング７と基台１７との相対回転が許容される。次に、モータ４が所定の方向に回転されて、ウエハ１１の回転方向のずれが修正される。すなわち、モータ４が回転されると、第１駆動ベルト２２を介して環状プーリ１８が回転する。このとき、上述のように、支持リング７と基台１７とは相対回転可能であるので、環状プーリ１８の回転に伴って支持リング７が回転する。なお、支持リング７と環状プーリ１８との間には、プーリ１５と環状プーリ１８とに巻き掛けられた第２駆動ベルトに付与された張力の作用による保持効果により、相対回転は生じない。
【００２１】
ウエハ１１の回転方向ずれの修正が完了すると、ウエハ１１は、公知のペレットのピックアップ動作に供される。なお、ウエハ１１を２等分、或いは４等分し、その分割した領域毎にペレット１０をピックアップする場合には、上述の回転方向の修正動作と同時に、今回ピックアップの対称となる領域のピックアップ位置への配置動作を行なう。
【００２２】
ペレットのピックアップ動作完了後、モータ４が所定方向に回転され、支持リング７が待機位置に位置決めされる。そして、電磁ソレノイド２４が駆動され、ロッド２４ｂが凹部７ｃに係合される。次に、モータ４が逆回転され、ウエハシート１２の引伸ばし動作と逆の動作でウエハシート１２の解放動作が行なわれ、引伸ばしリング８が解放位置に位置づけられる。この後、ウエハリング１３が搬出され、新たなウエハリング１３が供給された後、上述の動作を繰り返す。そして、最終のウエハリング１３が排出されたならば、引伸ばし装置１の動作が停止される。
【００２３】
上記の実施の形態によれば、引伸ばし機構２の駆動手段と、回転機構３の駆動手段とを単一のモータ４で兼用したので、両機構２、３の駆動手段のために必要な配置スペースを従来の約半分にでき、引伸ばし装置１を小型化できる。
【００２４】
また、引伸ばし機構２の駆動手段と、回転機構３の駆動手段とを単一のモータ４で兼用したので、各機構２、３に専用の駆動手段を設けた場合に比べ、モータ４の稼働率を大幅に向上させることができ、無駄が少ない装置構成を得ることができる。
【００２５】
また、引伸ばし機構２の駆動手段と、回転機構３の駆動手段とを単一のモータ４で兼用することで、基台１７をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ上の荷重を低減でき、ＸＹテーブルの慣性質量を小さくすることができる。その結果、ＸＹテーブルの移動速度、並びに停止精度を向上させることができる。また、ＸＹテーブルの駆動出力が小さくて済むため、ＸＹテーブルの駆動源を小型化でき、よってＸＹテーブル自体を小型化することができ、さらには引伸ばし装置１を小型化することができる。
【００２６】
なお、上記の実施の形態において、動力切換手段５を、ベルト２２、２３、プーリ１８、および電磁ソレノイド２４を用いて構成した例で説明したが、これに限定されるものではなく、動力切換手段５は、駆動手段の駆動力を必要に応じて引伸ばし機構２と回転機構３とに選択的に切換可能な構造であればよい。例えば、図４に示すように、歯車機構３０を用いてもよい。
【００２７】
図において、歯車機構３０は、従動歯車３１、３２と、駆動歯車３３とを有する。従動歯車３１は、ネジ軸１４の下端部１４ａに固定され、支持リング７のボス部７ｂ外周にベアリング３４を介して装着された環状歯車３５に歯合する。従動歯車３２は、基台１７のフランジ部１７ｂに突設された支軸３６に回転自在に支持され、支持リング７のボス部７ｂ下面に固定された環状歯車３７に歯合する。そして、両歯車３１、３２は、同軸上に配置されるとともに、歯数を同一とされる。駆動歯車３３は、モータ３８に直結されたスプライン軸３９にスライド可能に設けられるとともに、電磁ソレノイド４０の係合爪４１に係合される。電磁ソレノイド４０はＣＰＵ６に接続されており、ＣＰＵ６の指令に基づいて図４に２点鎖線で示す上位置と、実線で示す下位置とに切換えられ、これにより駆動歯車３３の高さ方向位置を、従動歯車３１との歯合位置と従動歯車３２との歯合位置とに切換える。また、支持リング７は、基台１７上にベアリング４２を介して支持される。そして、ウエハシート１２の引伸ばし動作、或いは解除動作を行なう際には、まず、電磁ソレノイド４０を上位置に切換えて、駆動歯車３３を従動歯車３１と歯合させ、その後、モータ３８を順方向、或いは逆方向に駆動させて、駆動歯車３３、従動歯車３１、並びに環状歯車３５を介して各ネジ軸１４を回転させ、引伸ばしリング８を上下動させる。また、ウエハ１１の回転方向の修正動作を行なう際には、電磁ソレノイド４０を下位置に切換えて、駆動歯車３３を従動歯車３２と歯合させ、その後、モータ３８を所定の方向に回転させて、駆動歯車３３、従動歯車３２を介して環状歯車３７を回転させ、支持リング７を所定の方向へ回転させる。このように構成することにより、上述の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２８】
また、上記実施の形態において、動力切換手段５は、ＣＰＵ６で制御される例で説明したが、必要に応じて作業者が手動操作で切換えるものでもよい。
【００２９】
また、本発明において、ウエハシート１２の引伸ばしとは、ウエハシート１２に貼り付けられたペレット１０の相互間に間隙が形成される程度に引伸ばすことのみならず、ウエハリング１３に保持された状態のウェハシート１２のたるみを除去する程度の引伸ばしをも意味する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、装置全体を小型化でき、しかも装置構成上の無駄が少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウエハシート引伸ばし装置の構成を示す正面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の作動状態を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１ウエハシート引伸ばし装置
２引伸ばし機構
３回転機構
４モータ（駆動手段）
５動力切換手段
６ＣＰＵ（制御手段）
７支持リング
８引伸ばしリング
９ネジ機構
１２ウエハシート
１３ウエハリング
１４ネジ軸
１５プーリ
１７基台
１８環状プーリ（回転リング）
２２第１駆動ベルト
２３第２駆動ベルト
２４電磁ソレノイド（ストッパ手段）

Claims

ウエハリングに保持されたウエハシートを引伸ばす引伸ばし機構と、この引伸ばし機構を回転自在に支持する回転機構とを、動力切換手段を介して単一の駆動手段に連結し、
前記動力切換手段は、この動力切換手段によって前記駆動手段が前記引伸ばし機構と連結されたときには、前記駆動手段の順方向と逆方向との回転を前記引伸ばし機構に伝達し、
前記引伸ばし機構は、前記動力切換手段によって前記駆動手段と連結され、かつこの駆動手段が順方向に回転すると前記ウエハシートを引伸ばし、前記駆動手段が逆方向に回転すると前記ウエハシートを解放するように構成されてなることを特徴とするウエハシート引伸ばし装置。
前記駆動手段の駆動力を前記引伸ばし機構と前記回転機構とに選択的に供給するように前記動力切換手段を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載のウエハシート引伸ばし装置。
ウエハシートを保持したウエハリングを支持する支持リングと、この支持リングに対向して配置される引伸ばしリングと、前記支持リングと前記引伸ばしリングとを接離する方向に相対移動させるネジ機構とを有する引伸ばし機構と、
基台と、この基台および前記支持リングそれぞれに対して回転自在に連結される回転リングとを有する回転機構と、
駆動モータと、
この駆動モータの出力軸と前記回転リングとを連結する第１駆動ベルトと、
前記回転リングと前記ネジ機構の入力軸とを連結する第２駆動ベルトと、
前記基台と前記支持リングとの相対回転動を選択的に阻止するストッパ手段と、
このストッパ手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とするウエハシート引伸ばし装置。
ウエハシート引伸ばし装置を有するペレットボンディング装置において、
前記ウエハシート引伸ばし装置は、
ウエハリングに保持されたウエハシートを引伸ばす引伸ばし機構と、
この引伸ばし機構を回転自在に支持する回転機構と、
前記引伸ばし機構と前記回転機構とに動力切換手段を介して連結された単一の駆動手段とを有し、
前記動力切換手段は、この動力切換手段によって前記駆動手段が前記引伸ばし機構と連結されたときには、前記駆動手段の順方向と逆方向との回転を前記引伸ばし機構に伝達し、
前記引伸ばし機構は、前記動力切換手段によって前記駆動手段と連結され、かつこの駆動手段が順方向に回転すると前記ウエハシートを引伸ばし、前記駆動手段が逆方向に回転すると前記ウエハシートを解放するように構成されてなることを特徴とするペレットボンディング装置。
前記駆動手段の駆動力を前記引伸ばし機構と前記回転機構とに選択的に供給するように前記動力切換手段を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項４記載のペレットボンデング装置。