专利名称：芯片安装设备及芯片安装设备中的剥离促进头更换方法
技术领域：
安装设备中的剥离促进头(separation facilitation head)更换方法。
背景技术：
迄今为止，以晶片状态供给的芯片部件比如半导体芯片通过具有专门进 料器(feeder)的芯片安装设备安装在比如引线框的基板上。分割成独立小 片的芯片部件贴着并保持在粘着板上，且该粘着板以其由晶片环保持的状态 被供给。当该芯片被拾取时，该芯片由推出头(剥离促进头)从下表面侧向 上推。因此，该芯片便于从粘着板剥离并由拾取嘴拾取。然后，当所有半导 体芯片从一个晶片环被拾取时，空的晶片环通过具有抓取和搬送功能的更换 装置由新的晶片环替换。(例如，见特开2005-129754号公报)。
近年来，在电子装置制造领域，通常采用多种电子装置少量生产的形式。 在上述芯片安装设备中，已经要求可以实施具有不同尺寸的多种半导体芯片 作为目标的安装操作的满足多种产品的类型。因此，在芯片安装设备操作期 间，推出头常常需要更换为满足对应芯片形式的推出头。然而，在特开 2005-129754号公报公开的设备中，当更换推出头时，机器操作者需要在设 备停止操作的状态下手工实施拆卸推出头的操作。因为该推出头更换操作是 针对在位于设备的狹窄部分的推出机构来实施，所以作业性低。此外，因为 该设备在实施更换操作时需要停止，所以该操作是使得设备运转率变差的因 素。
发明内容
因此，本发明的目标是提供一种剥离促进头能自动更换的芯片安装设 备，以及该剥离促进头的更换方法以改善设备的运转率。
本发明的芯片安装设备涉及将芯片安装在基板上的芯片安装设备，其中 芯片在贴到晶片板的状态下被供给。该芯片安装设备包括基板保持部，保持基板；晶片环保持部，保持晶片板在其上延伸的晶片环；安装头，将从晶 片板拾取的芯片安装在被保持在基板保持部上的基板上；芯片剥离促进单 元，设置有当从晶片板拾取芯片时促进芯片从晶片板剥离的剥离促进头；单 元移动装置，使芯片剥离促进单元相对于晶片环保持部水平移动；以及剥离 促进头保管部，在芯片剥离促进单元通过单元移动装置可接近的范围内，设 置在晶片环保持部的下方，以可拆卸地将多种剥离促进头保持在水平位置。
该芯片剥离促进单元包括剥离促进头连接部，剝离促进头可拆卸地连接 到剥离促进头连接部；位置改变单元，将剥离促进头连接部的位置改变到至 少水平方向和垂直方向；以及致动单元，上下移动剥离促进头连接部的位置，
该芯片剥离促进单元还包括控制单元，控制单元移动装置、剥离促进头保管 部、位置改变单元以及致动单元，以实施在剥离促进头保管部和剥离促进头 连接部之间更换剥离促进头的头更换操作。
在本发明的芯片安装设备中的剥离促进头的更换方法涉及在芯片安装 设备中更换剥离促进头的剥离促进头更换方法，该芯片安装设备将芯片安装 在基板上，其中芯片在贴到晶片板的状态下被供给，该芯片安装设备包括 基板保持部，保持基板；晶片环保持部，保持晶片板在其上延伸的晶片环； 安装头，将从晶片板拾取的芯片安装在被保持在基板保持部上的基板上；芯 片剥离促进单元，设置有当从晶片板拾取芯片时促进芯片从晶片板剥离的剥 离促进头；单元移动装置，使芯片剥离促进单元相对于晶片环保持部水平移 动；以及剥离促进头保管部，在芯片剥离促进单元通过单元移动装置可接近 的范围内，设置在晶片环保持部的下方，以可拆卸地将多种剥离促进头保持 在水平位置。剥离促进头更换方法包括位置改变步骤，将该芯片剥离促进 单元中的该剥离促进头连接部的位置改变到至少水平方向和垂直方向，其中 该剥离促进头可拆卸地连接到该剥离促进头连接部；接近步骤，允许芯片剥 离促进单元接近剝离促进头保管部；以及头传送步骤，在剥离促进头保管部 和剥离促进头连接部之间传送剥离促进头。
才艮据本发明，采用这样的结构，在晶片环保持部中设置可拆卸地保持多 种剥离促进头的剥离促进头保管部，以自动地实施在剥离促进头保管部与剥 离促进头连接部之间更换剥离促进头的头更换搡作，使得能自动地更换以改 善设备的运转率。
图1是本发明 一个实施例的芯片安装设备的平面图。 图2是本发明实施例的芯片安装设备的平面图。
图3A是本发明实施例的芯片安装设备的晶片定位部的透视图，且图3B 是本发明实施例的芯片安装设备的晶片定位部的截面图。
图4是本发明实施例的芯片安装设备中芯片剥离促进单元的结构的说明图。
图5A、 5B和5C是本发明实施例的芯片安装设备的晶片定位部的结构 的i兌明图。
图6A和6B是本发明实施例的芯片安装设备中连接和拆卸剥离促进头 的结构的说明图。
图7A和7B是本发明实施例的芯片安装设备中剥离促进头保管部的结 构的说明图。
图8A至8D是本发明实施例的芯片安装设备中剥离促进头的更换方法 的操作的说明图。
图9A至9D是本发明实施例的芯片安装设备中剥离促进头的更换方法 的操作的说明图。
具体实施例方式
现在，将参照附图描述本发明的实施例。图1和2是本发明一实施例的 芯片安装设备的平面图。图3A是本发明实施例的芯片安装设备的晶片定位 部的透视图。图3B是本发明实施例的芯片安装设备中晶片定位部的截面图。 图4是本发明实施例的芯片安装设备中芯片剥离促进单元的结构的说明图。 图5A、 5B和5C是本发明实施例的芯片安装设备的晶片定位部的操作的说 明图。图6A和6B是本发明实施例的芯片安装设备中可拆卸地连接剥离促 进头的结构的说明图。图7A和7B是本发明实施例的芯片安装设备中剥离 促进头保管部的结构的说明图。图8A至9D是本发明实施例的芯片安装设 备中更换剥离促进头的操作的说明图。
首先，参照图l描述芯片安装设备的整体结构。该芯片安装设备具有将 半导体芯片(在下文简称为"芯片，，)安装在基板上的功能，其中该芯片在 贴到晶片板(wafer sheet)的状态下被供给。在图1中，芯片安装设备包括基板保持部1、晶片环保持部3和晶片环供给部4。基板保持部1设置有沿 X方向布置的基板搬送器la。由基板搬送器la从上游侧搬送的作为安装目 标的基板2定位并保持在安装操作的位置。
晶片环保持部3保持具有晶片板7延伸的晶片环6,安装在基板2上的 芯片8贴到该晶片板7。芯片8在芯片从半导体晶片被分割成独立小片的状 态下贴到晶片板7。晶片环保持部3设置有在上表面上具有开口部10a的晶 片保持台10。在开口部10a中，布置芯片剥离促进单元11，剥离促进头13 连接到该芯片剥离促进单元11。
芯片剥离促进单元11具有在芯片8从晶片板7拾取时由结合在剥离促 进头13中的推出销13a (见图4)从下部推起芯片8的功能，以有助于芯片 8从晶片板7剥离。此外，晶片环保持部3设置有剥离促进头保管部12，用 于可拆卸地将连接到芯片剥离促进单元11的剥离促进头13保持在水平位 置。
晶片环供给部4设置有料斗(magazine) 5,用于以堆叠状态容纳由晶 片环保持部3保持的晶片环6。料斗5中的晶片环6由晶片环移动臂9拾取 并安装在晶片保持台10上。晶片环移动臂9用作将安装在晶片保持台10上 的晶片环6更换为容纳在料斗5中的其它晶片环6的晶片环更换单元。当晶 片环6安装在晶片保持台IO上时，贴在晶片板7的芯片8位于开口部10a, 如图2所示。然后，位于开口部10a中的芯片8由安装头14从晶片板7拾 取并安装在由基板保持部1保持的基板2上。
现在参照图3A和3B描述晶片环保持部3的结构。如图3A所示，在底 板15的上表面的四个角部上，进给螺杆16竖直站立以自由旋转。进给螺杆 16旋进其的螺母16a连接到平行地布置在底板15上的晶片保持台10。进给 螺杆16分别通过驱动带17由马达18驱动和旋转。驱动马达18以使得进给 螺杆16旋转且晶片保持台IO相对于底板15上下移动。
晶片保持台IO基本为方形板状构件。在厚度方向(垂直方向)上的中 间部分，设置晶片环6可以插入其中的狭缝10c,以沿Y方向贯通。此外， 在晶片保持台10的上表面上，环搬送槽10b沿Y方向设置，以允许拾取晶 片环6的晶片环移动臂9通过。如图3B所示，在晶片保持台10的中间部分， 设置圓形开口部10a以垂直贯通。开口部10a的尺寸具有设置在底板15中 的延伸环15a可以插入通过的开口的直径。在开口部10a的下部，剥离促进头13位于延伸环15a中且芯片剥离促 进单元ll被布置。如图3B所示，芯片剥离促进单元11通过连接构件21连 接到水平移动机构19。驱动移动机构19使得芯片剥离促进单元11在水平方 向是可移动的。移动机构19用作单元移动装置以相对于晶片保持台10水平 移动芯片剥离促进单元11。
在芯片剥离促进单元11通过移动机构19可以接近的区域内，上述剥离 促进头保管部12设置在晶片保持台10下方。如图4所示，致动机构22的 致动杆22a连接到连接构件21。致动机构22通过支架23连接到旋转机构 24的驱动轴24a。旋转机构24连接到剥离促进头连接部25。根据该结构， 剥离促进头连接部25可以升降且可以实现剥离促进头连接部25被改变到包 括水平方向和垂直方向的方向的旋转操作。也就是，致动机构22用作用于 上下移动剥离促进头连接部25的位置的致动单元。旋转机构24用作用于将 剥离促进头连接部25的位置改变到至少水平方向和垂直方向的位置改变单 元。
剥离促进头13可装卸地连接到设置在剥离促进头连接部25中的头连接 孔25a。在剥离促进头连接部25中，结合用于驱动来升降推出销13a的销致 动部27。当销致动部27在剥离促进头13连接到头连接孔25a的状态下被驱 动时，致动驱动杆27a紧靠推出销13a以实施致动操作。因此，实施剥离促 进头从晶片板7的下表面向上推芯片8的剥离促进操作。
作为剥离促进头13，根据作为目标的芯片8的种类来准备不同种类和尺 寸的多个头。在连接到底板15的下表面中的两个角落位置的两个剥离促进 头保管部12中，多个不同种类的剥离促进头13被保持供更换。剥离促进头 保管部12、移动机构19、致动机构22和旋转机构24的操作由控制部20控 制。控制部20控制这些操作以允许芯片剥离促进单元11接近剥离促进头保 管部12，使得可以实施头更换操作，其中在该头更换操作中，连接到剥离促 进头连接部25的剥离促进头13可以更换为保持在剥离促进头保管部12中 的其它剥离促进头13。
也就是，在芯片剥离促进单元11通过单元移动装置可以接近的区域内， 剥离促进头保管部12设置在晶片保持台IO下方，以可拆卸地将多种剥离促 进头13保持在水平位置。然后，控制部20用作控制移动机构19、剥离促进 头保管部12、旋转机构24和致动机构22的控制单元以实施在剥离促进头保管部12和剥离促进头连接部25之间更换剥离促进头13的头更换操作。
图5A、 5B和5C示出晶片板7的拉伸操作和板剥离操作。图5A示出晶 片环6设置在环安装狭缝10c中的状态。从这种状态，如图5B所示，晶片 保持台10降低至底板15。因此，延伸环15a装配到开口部10a中。然后， 延伸环15a的上端部紧靠晶片板7的下表面以向上推狭缝10c中的晶片环6。 然后，当晶片保持台IO进一步降低时，在晶片环6保持在狭缝10c的 状态下，晶片板7相对于晶片保持台IO向上移位。也就是，晶片板7由晶 片环6从起始状态向保持表面的外方向移位。因此，晶片板7在晶片板7的 氺反的平面方向^U立伸。
然后，在这种状态下，要被拾取的目标芯片8的图像被位于晶片保持台 IO上的相机(图示省略)摄取以识别位置。移动机构19以位置的识别结果 为基础移动，以将剥离促进头13定位到贴在晶片板7的芯片8中要被剥离 的目标芯片8,如图5C所示。这里，位于晶片板7的中心部分的芯片8是 要定位的目标。
之后，安装头14根据上述的位置识别结果移动以拾取芯片8。当芯片被 安装头14拾取时，升起剥离促进头13以紧邻并保持晶片板7的下表面。然 后，在这种状态下，安装头14吸附并拾取剥离促进头13上的芯片8,使得 芯片8从晶片板7被剥离并拾取。
现在参照图6A和6B描述剥离促进头13相对于芯片剥离促进单元11 的连接和拆卸操作。如图6A所示，剥离促进头13的连接和拆卸操作通过驱 动旋转机构24以使设置在剥离促进头连接部25中的头连接孔25a水平指向 来实施。头连接孔25a具有包括球活塞26的结构，该球活塞26用于在剥离 促进头13装配到其的形式的连接孔中嵌合设置在剥离促进头13的外围上的 装配槽13d。
当剥离促进头13插入头连接孔25a时，如图6B所示，球活塞26装配 到接合槽13d。因此，剥离促进头13连接到剥离促进头连接部25。在剥离 促进头13的外围表面上，除了接合槽13d还设置了接合孔13b和嵌合孔13c。 设置在剥离促进头保管部12中用于接合的接合臂29的接合爪29a与接合孔 13b接合，且用于定位的定位销30嵌合到嵌合孔13c。
现在参照图7A和7B描述剥离促进头保管部12的结构。如图7A所示， 剥离促进头保管部12具有固定到底板15下表面的一侧开口的盒形头容纳盒12a。多个(此处所示示例中为两个)剥离促进头13被保管在头容纳盒12a 中。在头容纳盒12a中，设置与剥离促进头13的接合孔13b接合的具有接 合爪29a的接合臂29。驱动接合臂29以由臂驱动部28上下摆动。因此，如 图7B所示，剥离促进头13可以接合和脱离。此外，定位销30设置于头容 纳盒12a中的底面上。定位销30嵌合到剥离促进头13的嵌合孔13c。因此， 剥离促进头13在剥离促进头保管部12中定位于剥离促进头保管部12与剥 离促进头连接部25之间的传送位置。
现在参照图8A至9D描述在芯片安装设备中更换剥离促进头13的剥离 促进头的更换方法。通过控制移动机构19、剥离促进头保管部12、旋转机 构24和致动机构22实施用于更换剥离促进头的头更换搡作，同时晶片环6 由晶片环移动臂9更换。
图8A示出在晶片环保持部3中，芯片剥离促进单元11由移动机构19 移动且剥离促进头13与要被拾取的芯片8的位置对齐以实施芯片8的剥离 促进操作的状态。此时，剥离促进头13在垂直位置且紧靠晶片板7的下表 面。然后，在剥离促进头保管部12中，接合臂29由臂驱动部28向上摆动 使得可以容纳剥离促进头13。以这种方式，在用于将芯片重复安装在基板2 的过程中，当更换剥离促进头13时，根据下述程序更换剥离促进头13。
首先，如图8B所示，驱动致动机构22以一起降低剥离促进头连接部 25和剥离促进头13。然后，如图8C所示，驱动旋转机构24以将剝离促进 头连接部25的位置从垂直位置改变到水平位置。然后，如图8D所示，驱动 致动机构22来升高剥离促进头连接部25以将剥离促进头13的高度位置设 置到剥离促进头13可以插入到头容纳盒12a中的高度。
此后，如图9A所示，芯片剥离促进单元11的整个部分由移动机构19 移动以接近剥离促进头保管部12,使得剥离促进头13插入到头容纳盒12a 中。然后，如图9B所示，驱动致动机构22以降低剥离促进头13。因此， 定位销30嵌合到剥离促进头13的嵌合孔13c,使得剥离促进头13与头容纳 盒12a中的传送位置对齐。
接下来，如图9C所示，驱动臂驱动部28以向下摆动接合臂29并由接 合爪29a接合剥离促进头13 (见图7A)。之后，如图9D所示，驱动移动机 构19以向后移动芯片剥离促进单元11的整个部分。因此，由剥离促进头保 管部12保持的剥离促进头13从剥离促进头连接部25的头连接孔25a分离，以将剝离促进头13传送到剥离促进头保管部12。
上述操作示出了用于传送连接到剥离促进头保管部12的剥离促进头13 的操作。为了将保持和容纳在剥离促进头保管部12中的剥离促进头13连接 到剥离促进头连接部25,可以按逆顺序分别执行上述操作。因此，可以实施 剥离促进头13的更换操作已经连接到剥离促进头连接部25的剥离促进头 13返回到剥离促进头保管部12,以及保持在剥离促进头保管部12中的其它 剥离促进头13新连接到剥离促进头连接部25。
具体地讲，剥离促进头13的更换方法包括位置改变步骤，将芯片剥 离促进单元11中的剥离促进头连接部25的位置改变到至少水平方向和垂直 方向，其中剥离促进头13可拆卸地连接到剥离促进头连接部25;接近 (access)步骤，允许芯片剥离促进单元11接近剥离促进头保管部12;以及 头传送步骤，在剥离促进头保管部12和剥离促进头连接部25之间传送剥离 促进头13。
如上所述，该实施例中所示的芯片安装设备包括在晶片环保持部3中可 拆卸地保持多种剥离促进头13的剥离促进头保管部12，以自动实施在剥离 促进头保管部12和剥离促进头连接部25之间更换剥离促进头13的头更换 操作。因此，剥离促进头13可以自动更换，与在设备操作停止时机器操作 者需要手动实施该操作相比，改善了设备的运转率。
在上述实施例中，展示了芯片8由作为剥离促进头13的推出销13a向 上推的系统，然而，本发明并不限于这种系统。例如，可以采用除推出销之 外的剥离促进机构，例如，通过在真空下从晶片板7的下表面侧抽吸芯片来 促进芯片8从晶片板7剥离的系统。
通过自动更换剥离促进头而可以有效改善设备的运转率，并且可以用于将在 芯片贴到晶片板的状态下供给的芯片安装到基板上的安装操作的领域。
本发明基于并且要求2007年4月9日提交的日本专利申请No. 2007-101503的优先权的权益，其全部内容引用结合于此。
权利要求
1. 一种将芯片安装在基板上的芯片安装设备，其中所述芯片在贴到晶片板的状态下被供给，所述芯片安装设备包括基板保持部，保持所述基板；晶片环保持部，保持所述晶片板在其上延伸的晶片环；安装头，将从所述晶片板拾取的所述芯片安装在被保持在所述基板保持部上的基板上；芯片剥离促进单元，设置有当从所述晶片板拾取所述芯片时促进所述芯片从所述晶片板剥离的剥离促进头；单元移动装置，使所述芯片剥离促进单元相对于所述晶片环保持部水平移动；以及剥离促进头保管部，在所述芯片剥离促进单元通过所述单元移动装置可接近的范围内，设置在所述晶片环保持部的下方，以可拆卸地将多种剥离促进头保持在水平位置；其中所述芯片剥离促进单元包括剥离促进头连接部，所述剥离促进头可拆卸地连接到所述剥离促进头连接部，位置改变单元，将所述剥离促进头连接部的位置改变到至少水平方向和垂直方向，以及致动单元，上下移动所述剥离促进头连接部的位置，以及控制单元，控制所述单元移动装置、剥离促进头保管部、位置改变单元以及致动单元，以实施在所述剥离促进头保管部和所述剥离促进头连接部之间更换所述剥离促进头的头更换操作。
2、 如权利要求1所述的芯片安装设备，还包括晶片环更换单元，将所述晶片环更换为容纳在料斗中的其它晶片环，其 中在所述晶片环由所述晶片环更换单元更换时，所述控制单元实施所述头更 换操作。
3、 一种在芯片安装设备中更换剥离促进头的剥离促进头更换方法，所 述芯片安装设备将芯片安装在基板上，其中所述芯片在贴到晶片板的状态下 被供给，所述芯片安装设备包括基板保持部，保持所述基板；晶片环保持部，保持所述晶片板在其上延伸的晶片环； 安装头，将从所述晶片板拾取的所述芯片安装在被保持在所述基板保持 部上的基板上；芯片剥离促进单元，设置有当从所述晶片板拾取所述芯片时促进所述芯 片从所述晶片板剥离的剥离促进头；单元移动装置，使所述芯片剥离促进单元相对于所述晶片环保持部水平 移动；以及剥离促进头保管部，在所述芯片剥离促进单元通过所述单元移动装置可 接近的范围内，设置在所述晶片环保持部的下方，以可拆卸地将多种剥离促 进头保持在水平位置，所述剥离促进头更换方法包括位置改变步骤，将所述芯片剥离促进单元中的所述剥离促进头连接部的 位置改变到至少水平方向和垂直方向，其中所述剥离促进头可拆卸地连接到 所述剥离促进头连接部；接近步骤，允许所述芯片剥离促进单元接近所述剥离促进头保管部；以及头传送步骤，在所述剥离促进头保管部和所述剥离促进头连接部之间传 送所述剥离促进头。
4、如权利要求3所述的芯片安装设备中的剥离促进头更换方法，其中 所述芯片安装设备包括将所述晶片环更换为容纳在料斗中的其它晶片环的 晶片环更换单元，且当所述晶片环由所述晶片环更换单元更换时，所述剥离 促进头被更换。
全文摘要
本发明公开了一种芯片安装设备以及芯片安装设备中的剥离促进头更换方法。在该芯片安装设备中，采用这样的结构在晶片环保持部中，剥离促进头保管部设置为可拆卸地保持多种剥离促进头，以及芯片剥离促进单元允许通过移动机构接近剥离促进头保管部以自动实施在剥离促进头保管部和设置在芯片剥离促进单元中的剥离促进头连接部之间更换剥离促进头的更换操作，而不需要麻烦的操作者的手动操作。因此，可以自动更换剥离促进头以改善设备的运转率。
文档编号H05K13/04GK101286461SQ20081009119
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月9日 优先权日2007年4月9日
发明者江本康大, 高浪保夫 申请人:松下电器产业株式会社