特開 2024-176665 実装装置および実装装置が備えるボンディングヘッドの変位検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176665

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】実装装置および実装装置が備えるボンディングヘッドの変位検出方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241212BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 311T

H01L21/52 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095395

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】永口 悠二

(72)【発明者】

【氏名】瀬山 耕平

【テーマコード（参考）】

5F044

5F047

【Ｆターム（参考）】

5F044KK01

5F044PP16

5F044PP17

5F047AA17

5F047FA08

5F047FA71

(57)【要約】

【課題】実装装置において、ボンディングヘッドの進退方向の変位量と回動方向の変位量を精確に検出することができる実装装置等を提供する。
【解決手段】実装装置は、円筒側面を有するボンディングヘッドと、ボンディングヘッドを支持する支持部材と、ボンディングヘッドをその軸方向へ進退させる第１アクチュエータと、ボンディングヘッドをその軸周りに回動させる第２アクチュエータと、ボンディングヘッドの軸方向の変位を検出するための、上記円筒側面に設けられた第１スケールと、ボンディングヘッドの軸周りの変位を検出するための、上記円筒側面に設けられた第２スケールと、第１スケールを読取り、ボンディングヘッドの軸方向の変位に応じた第１検出信号を出力する第１センサヘッドと、第２スケールを読取り、ボンディングヘッドの軸周りの変位に応じた第２検出信号を出力する、上記支持部材に支持された第２センサヘッドとを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒側面を有するボンディングヘッドと、
前記ボンディングヘッドを、前記円筒側面における中心軸に沿う軸方向に進退可能であると共に前記中心軸の軸周りに回動可能であるように支持する支持部材と、
前記ボンディングヘッドを前記軸方向に進退させる第１アクチュエータと、
前記中心軸とは一致しない出力軸を有し、前記ボンディングヘッドを前記軸周りに回動させる第２アクチュエータと、
前記ボンディングヘッドの前記軸方向の変位を検出するための、前記円筒側面に設けられた第１スケールと、
前記ボンディングヘッドの前記軸周りの変位を検出するための、前記円筒側面に設けられた第２スケールと、
前記第１スケールを読取り、前記ボンディングヘッドの前記軸方向の変位に応じた第１検出信号を出力する第１センサヘッドと、
前記第２スケールを読取り、前記ボンディングヘッドの前記軸周りの変位に応じた第２検出信号を出力する、前記支持部材に支持された第２センサヘッドと
を備える実装装置。

【請求項2】

前記第１スケールと前記第２スケールは、前記円筒側面において隣接して配置されている請求項１に記載の実装装置。

【請求項3】

前記第１スケールは、複数の第１線分によって形成されており、
前記第２スケールは、複数の第２線分によって形成されており、
前記複数の第１線分のそれぞれの長さは、前記複数の第２線分のうちの両端の線分の間隔に等しく、前記複数の第２線分のそれぞれの長さは、前記複数の第１線分のうちの両端の線分の間隔に等しい請求項２に記載の実装装置。

【請求項4】

前記第１スケールと前記第２スケールは、一体的に成形されて前記円筒側面に装着されている請求項２または３に記載の実装装置。

【請求項5】

実装装置が備えるボンディングヘッドの変位検出方法であって、
円筒側面を有する前記ボンディングヘッドを、前記ボンディングヘッドを支持する支持部材に対して、前記円筒側面における中心軸の軸周りに前記中心軸とは一致しない出力軸を有する第２アクチュエータを用いて変位させた場合に、前記支持部材に支持された第２センサヘッドが、前記円筒側面に設けられた第２スケールを読み取って、前記ボンディングヘッドの前記軸周りの変位に応じた第２検出信号を出力する第２出力ステップと、
前記ボンディングヘッドを、前記支持部材に対して、前記中心軸に沿う軸方向へ第１アクチュエータを用いて変位させた場合に、第１センサヘッドが、前記円筒側面に設けられた第１スケールを読み取って、前記ボンディングヘッドの前記軸方向の変位に応じた第１検出信号を出力する第１出力ステップと
を有する変位検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、実装装置および実装装置が備えるボンディングヘッドの変位検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばダイボンダなど半導体チップの製造時に利用される実装装置においては、先端部に半導体チップを吸着したボンディングヘッドの位置を制御して、ステージ上に設置されたリードフレームのダイパッドへ精度よく載置する必要がある。そのために、ダイパッドに対するボンディングヘッドや吸着した半導体チップの位置を精確に計測する技術などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０３６０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

半導体チップをリードフレームへ載置する直前の相対的な位置関係を精確に計測できても、半導体チップを吸着するボンディングヘッドを精度よく変位させることができなければ、半導体チップをリードフレームの目標位置へ正しく載置することができない。特に、半導体チップをリードフレームへ載置する直前の段階において、ボンディングヘッドを直接的に駆動して変位させるような場合には、特に精度よくその変位量を検出したい。このような要請は、半導体チップを基板の目標位置に実装するフリップチップボンダであっても同様である。

【0005】

一般的な実装装置においてボンディングヘッドは、リンク機構やギア列を介して回動されるため、アクチュエータの出力軸とボンディングヘッドの回動軸が一致していない。また、ボンディングヘッドを直動させる駆動機構と回動させる駆動機構は、ボンディングヘッドに対して積み重ねるように階層的に構造化される場合もある。そのため、アクチュエータの出力軸の回転量を検出してボンディングヘッドの回動量を算出しようとすると、動力伝達機構のあそびや階層構造による累積誤差等により、必ずしも精確な値を得ることができなかった。

【0006】

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ボンディングヘッドの進退方向の変位量と回動方向の変位量を精確に検出することができる実装装置等を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様における実装装置は、円筒側面を有するボンディングヘッドと、前記ボンディングヘッドを、前記円筒側面における中心軸に沿う軸方向に進退可能であると共に前記中心軸の軸周りに回動可能であるように支持する支持部材と、前記ボンディングヘッドを前記軸方向へ進退させる第１アクチュエータと、前記中心軸とは一致しない出力軸を有し、前記ボンディングヘッドを前記軸周りに回動させる第２アクチュエータと、前記ボンディングヘッドの前記軸方向の変位を検出するための、前記円筒側面に設けられた第１スケールと、前記ボンディングヘッドの前記軸周りの変位を検出するための、前記円筒側面に設けられた第２スケールと、前記第１スケールを読取り、前記ボンディングヘッドの前記軸方向の変位に応じた第１検出信号を出力する第１センサヘッドと、前記第２スケールを読取り、前記ボンディングヘッドの前記軸周りの変位に応じた第２検出信号を出力する、前記支持部材に支持された第２センサヘッドとを備える。

【0008】

また、本発明の第２の態様における変位検出方法は、実装装置が備えるボンディングヘッドの変位検出方法であって、円筒側面を有する前記ボンディングヘッドを、前記ボンディングヘッドを支持する支持部材に対して、前記円筒側面における中心軸の軸周りに前記中心軸とは一致しない出力軸を有する第２アクチュエータを用いて変位させた場合に、前記支持部材に支持された第２センサヘッドが、前記円筒側面に設けられた第２スケールを読み取って、前記ボンディングヘッドの前記軸周りの変位に応じた第２検出信号を出力する第２出力ステップと、前記ボンディングヘッドを、前記支持部材に対して、前記中心軸に沿う軸方向へ第１アクチュエータを用いて変位させた場合に、第１センサヘッドが、前記円筒側面に設けられた第１スケールを読み取って、前記ボンディングヘッドの前記軸方向の変位に応じた第１検出信号を出力する第１出力ステップとを有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、ボンディングヘッドの進退方向の変位量と回動方向の変位量を精確に検出することができる実装装置等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係るフリップチップボンダの要部を模式的に示す斜視図である。

【図2】フリップチップボンダのシステム構成図である。

【図3】ボンディングヘッドと２つのセンサヘッドを模式的に示す斜視図である。

【図4】スケールフィルムを模式的に示す図である。

【図5】ボンディングヘッドを直接的に変位させる場合における演算処理部の処理手順を説明するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

【0012】

図１は、本実施形態に係るフリップチップボンダ１００の要部を模式的に示す斜視図である。フリップチップボンダ１００は、位置制御装置が組み込まれた実装装置の一例であり、一方の面に電極が形成された半導体チップ３１０を基板３３０の電極に実装するボンディング装置である。なお、図１に示すフリップチップボンダ１００の斜視図は、ボンディングヘッド１１０を直接的に変位させる場合の位置制御に関連する要素を限定的かつ模式的に示す図であり、フリップチップボンダ１００がその機能を発揮するために必須な構成の全てを示すものではない。また、実装装置は、フリップチップボンダに限らず、半導体チップをリードフレームのダイパッドへ載置して接着するダイボンダであってもよい。

【0013】

フリップチップボンダ１００は、主に、ボンディングヘッド１１０、ホルダベース１２０、直動機構部１３０、回動機構部１４０、ホルダブロック１５０、センサプレート１６０を備える。ボンディングヘッド１１０は、先端部に半導体チップ３１０を吸着し、ステージ２２０に載置された基板３３０の実装領域３２０に載置し、加圧／加熱して接着する。本実施形態におけるボンディングヘッド１１０は、全体的に円筒形状をなし、その円筒側面における中心軸Ａ_cは、図示するようにＺ軸に平行である。なお、本実施形態においては図示するようにＺ軸方向は垂直方向（高さ方向）であり、Ｘ軸方向とＹ軸方向は平面方向であって、それぞれが互いに直交する方向に定められている。

【0014】

ホルダベース１２０は、ホルダブロック１５０を介してボンディングヘッド１１０を支持する支持部材である。ホルダベース１２０は、直動機構部１３０および回動機構部１４０も直接的または間接的に支持する。また、ホルダベース１２０は、ステージ２２０の上部空間において、図１には不図示のホルダアクチュエータの駆動により、図示する白抜き矢印に示すように垂直方向および平面方向へ全体移動させることができる。このような全体移動制御により、ホルダベース１２０は、例えば、チップ供給装置で半導体チップ３１０を吸着したボンディングヘッド１１０を載置対象となる実装領域３２０の上部まで移動させることができる。なお、ホルダベース１２０の全体移動中においてボンディングヘッド１１０は、ホルダベース１２０に対して相対的に静止した状態を保つことが望ましい。

【0015】

直動機構部１３０は、ボンディングヘッド１１０を中心軸Ａ_cに沿う軸方向（図の矢印に示すｚ方向）へ設定された微小距離の範囲（例えば基準位置に対して±０．５ｍｍ）で進退させるための進退微動機構である。直動機構部１３０は、例えばモータである第１アクチュエータ１３１と、第１アクチュエータ１３１の出力を伝達する伝達機構とを含む。伝達機構は、例えばラックとピニオンギアを含むギア列とによって構成される。

【0016】

回動機構部１４０は、ボンディングヘッド１１０を中心軸Ａ_cの軸周り（図の矢印に示すθ方向）に設定された微小角度の範囲（例えば基準角度に対して±５度）で回動させるための回動微動機構である。回動機構部１４０は、例えばモータである第２アクチュエータ１４１と、第２アクチュエータ１４１の出力を伝達する伝達機構とを含む。伝達機構は、例えばレバークランク機構とギア列によって構成される。なお、第１アクチュエータ１３１、第２アクチュエータ１４１は、伝達機構を省略したボイスコイルモータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ等によりボンディングヘッド１１０を軸方向もしくは軸周りに駆動するものであってもよい。

【0017】

ホルダブロック１５０は、ホルダベース１２０に取り付けられると共に、ボンディングヘッド１１０が中心軸Ａ_cに沿う軸方向へ進退できるように、かつ中心軸Ａ_cの軸周りに回動できるように、ボンディングヘッド１１０を支持して案内するガイド部材である。ホルダブロック１５０は、ホルダベース１２０と一体的に形成されていてもよい。ホルダブロック１５０は、ボンディングヘッド１１０の円筒側面の一部を外部へ露出させるための開口窓１５１を有する。開口窓１５１は、図１においては矩形枠で囲まれた形状をなすが、ホルダブロック１５０がボンディングヘッド１１０を支持して案内する機能を保つ限り、いかなる形状であっても構わない。

【0018】

センサプレート１６０は、ボンディングヘッド１１０の円筒側面に対向し、開口窓１５１の少なくとも一部を覆うようにホルダブロック１５０へ設置される板状部材である。センサプレート１６０は、第１センサヘッド１６１と第２センサヘッド１６２を、それぞれのセンシング部がボンディングヘッド１１０の円筒側面と対向するように支持する。第１センサヘッド１６１は、ボンディングヘッド１１０の軸方向（進退方向）の変位に応じた第１検出信号を出力する。第２センサヘッド１６２は、ボンディングヘッド１１０の軸周り（回動方向）の変位に応じた第２検出信号を出力する。図１においては、第１センサヘッド１６１と第２センサヘッド１６２は、開口窓１５１の内部に向かって突出するようにセンサプレート１６０に支持されている。

【0019】

第１センサヘッド１６１と第２センサヘッド１６２がこのようにセンサプレート１６０に配設されることにより、後述する変位算出部は、ホルダベース１２０に対するボンディングヘッド１１０の軸方向の変位量と軸周りの変位量を算出することができる。すなわち、第１センサヘッド１６１と第２センサヘッド１６２は、実質的に、ホルダベース１２０に支持されているといえる。

【0020】

図２は、フリップチップボンダ１００のシステム構成図である。フリップチップボンダ１００の制御システムは、主に、演算処理部１７０、ホルダアクチュエータ１２１、第１アクチュエータ１３１、第２アクチュエータ１４１、第１センサヘッド１６１、第２センサヘッド１６２によって構成される。演算処理部１７０は、フリップチップボンダ１００の制御とプログラムの実行処理を行うプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）である。プロセッサは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算処理チップと連携する構成であってもよい。

【0021】

演算処理部１７０は、位置制御プログラムが指示する処理に応じて様々な演算を実行する機能演算部としての役割も担う。具体的には、演算処理部１７０は、変位算出部１７１、駆動制御部１７２として機能し得る。変位算出部１７１は、第１センサヘッド１６１が出力する第１検出信号を受信して、当該第１検出信号を処理することにより、ホルダベース１２０に対するボンディングヘッド１１０の軸方向（進退方向）の変位量を算出する。また、変位算出部１７１は、第２センサヘッド１６２が出力する第２検出信号を受信して、当該第２検出信号を処理することにより、ホルダベース１２０に対するボンディングヘッド１１０の軸周り（回動方向）の変位量を算出する。また、不図示の位置センサから位置検出信号を受信して、当該位置検出信号を処理することにより、ホルダベース１２０の基準位置における三次元座標を算出する。

【0022】

駆動制御部１７２は、微動制御において、半導体チップ３１０の載置対象である実装領域３２０へ当該半導体チップ３１０を到達させるために変位させるべき進退目標量を決定し、また、当該実装領域３２０へ正しい姿勢で載置させるために変位させるべき回動目標量を決定する。そして、駆動制御部１７２は、回動目標量と、変位算出部１７１が算出した軸周りの変位量とを逐次比較しつつ第２アクチュエータ１４１へ駆動信号を送信することにより、半導体チップ３１０を目標とする姿勢に調整する。さらに、駆動制御部１７２は、進退目標量と、変位算出部１７１が算出した軸方向の変位量とを逐次比較しつつ第１アクチュエータ１３１へ駆動信号を送信することにより、半導体チップ３１０を実装領域３２０の目標とする位置へ載置する。また、駆動制御部１７２は、全体移動制御において、ホルダベース１２０の移動目標位置を決定する。そして、駆動制御部１７２は、移動目標位置と、変位算出部１７１が算出したホルダベース１２０の三次元座標とを逐次比較しつつホルダアクチュエータ１２１へ駆動信号を送信することにより、ホルダベース１２０を移動目標位置へ到達させる。

【0023】

次に、本実施形態において採用する変位検出センサとその配置について説明する。図３は、ボンディングヘッド１１０と２つのセンサヘッド（第１センサヘッド１６１、第２センサヘッド１６２）を模式的に示す斜視図である。なお、図３において２つのセンサヘッドは、それぞれが対向するスケールフィルム１１３との関係が理解しやすいように、実際よりも離間して、かつこれらを支持するセンサプレート１６０を省いて描かれている。

【0024】

第１センサヘッド１６１は、対向するスケールフィルム１１３に描画された第１スケール１１３ａと対で、ボンディングヘッド１１０の中心軸Ａｃの軸方向（進退方向）の変位量を検出するｚ軸エンコーダを構成する。ｚ軸エンコーダは、第１センサヘッド１６１から投光された投射光が第１スケール１１３ａで反射した反射光をフォトダイオードで受光し、その強弱に基づいて生成される、軸方向の変位に応じた第１検出信号を出力する反射型リニアエンコーダである。

【0025】

第２センサヘッド１６２は、対向するスケールフィルム１１３に描画された第２スケール１１３ｂと対で、ボンディングヘッド１１０の中心軸Ａ_cの軸周り（回動方向）の変位量を検出するθ軸エンコーダを構成する。θ軸エンコーダは、第２センサヘッド１６２から投光された投射光が第２スケール１１３ｂで反射した反射光をフォトダイオードで受光し、その強弱に基づいて生成される、軸周りの変位に応じた第２検出信号を出力する反射型リニアエンコーダである。なお、本実施形態においては、ｚ軸エンコーダもθ軸エンコーダも、このような反射型リニアエンコーダを採用するが、スケールとセンサヘッドを対向させて変位に応じた検出信号を出力する変位センサであれば、いずれの種類のセンサも採用し得る。例えば、スケールをマグネットで構成し、その変化をセンサヘッドに設けられた磁気センサで検出する磁気式エンコーダであってもよい。

【0026】

ボンディングヘッド１１０の側面の少なくとも一部は、中心軸Ａ_cから等距離の円弧によって形成される円筒側面１１０ａによって構成されている。スケールフィルム１１３は、この円筒側面１１０ａに直接的に貼着してもよいが、本実施形態においては装着の容易性を考慮して、スケールブロック１１２を介して間接的に装着する。

【0027】

スケールブロック１１２は、ボンディングヘッド１１０に取り付けられた場合に中心軸Ａ_cから等距離の円弧面となり、実質的にボンディングヘッド１１０の円筒側面となる外面１１２ａを有する。スケールフィルム１１３は、この外面１１２ａに貼着されている。したがって、スケールブロック１１２がボンディングヘッド１１０に取り付けられると、外面１１２ａに貼着されたスケールフィルム１１３は、実質的にボンディングヘッド１１０の円筒側面設けられたことになる。すなわち、第１センサヘッド１６１は、第１スケール１１３ａの変化を読み取ることにより、ボンディングヘッド１１０の進退方向の変位をダイレクトに検出することができ、第２センサヘッド１６２は、第２スケール１１３ｂの変化を読み取ることにより、ボンディングヘッド１１０の回動方向の変位をダイレクトに検出することができる。なお、ボンディングヘッド１１０が円筒側面を有さない場合であっても、あるいは円筒側面を有するもののスケールブロック１１２が当該円筒側面に装着されない場合であっても、ボンディングヘッド１１０に装着されたスケールブロック１１２の外面１１２ａが、ボンディングヘッド１１０の回動軸となる中心軸Ａ_cから等距離の円弧面であれば、ボンディングヘッド１１０は実質的に円筒側面を有することになり、当該外面１１２ａにスケールフィルム１１３が貼着されていればよい。

【0028】

実装装置においては、ボンディングヘッドの中心軸に回動用のアクチュエータ（本実施形態においては第２アクチュエータ１４１）の出力軸を一致させて、直接的にボンディングヘッドを回動させることが難しい。実際の設計においては、本実施形態のように、ボンディングヘッドの中心軸Ａ_cとは一致しない出力軸を有するアクチュエータとその出力を伝達する伝達機構とを組み合わせてボンディングヘッドを回動させる場合が多い。このように構成する場合、従来の実装装置においては、アクチュエータの出力軸の回転量をロータリエンコーダで検出し、換算式を用いてボンディングヘッドの回動量を算出していた。しかし、このようにボンディングヘッドの回動量を算出する場合には、伝達機構のあそびや取付け誤差により、必ずしも精確な値を得ることができなかった。直動機構部にアクチュエータを固定してその出力軸をボンディングヘッドの中心軸に一致させる試みもあるが、このように構成する場合には、回動機構部を直動機構部に積み重ねるように構造化するため、直動機構部の動作に伴う誤差も累積され、やはりボンディングヘッドの回動量を精確に得ることができなかった。

【0029】

このような従来技術に対して本実施形態のフリップチップボンダ１００によれば、第１センサヘッド１６１も第２センサヘッド１６２も、間に駆動機構部を介さずに、実質的にホルダベース１２０に支持されており、また、第１スケール１１３ａも第２スケール１１３ｂも、実質的にボンディングヘッド１１０の円筒側面に貼着されている。したがって、ボンディングヘッド１１０の軸方向の変位も軸周りの変位も直接的に検出することができ、従来の実装装置に比較して、より精度よくそれぞれの変位量を得ることができる。なお、本実施形態においては、変位算出部１７１は、第１検出信号および第２検出信号に基づいて軸方向の変位量および軸周りの変位量を算出するが、短時間当たりのそれぞれの検出信号の変化を観察することにより、ボンディングヘッド１１０の軸方向の速度および軸周りの角速度を算出してもよい。

【0030】

図４は、スケールフィルム１１３を模式的に示す図である。本実施形態において、第１スケール１１３ａと第２スケール１１３ｂは、ひとつのフィルム上に隣接して描画されている。第１スケール１１３ａは、ボンディングヘッド１１０の軸方向の変位を検出するためのスケールであるので、軸方向（進退方向）に対して直交する長さＬ₁の第１線分が、設定される分解能および進退方向の変位幅Ｗ₁に応じた本数ぶんだけ配列されている。変位幅Ｗ₁は、上述のように基準位置に対して±０．５ｍｍであれば１．０ｍｍである。

【0031】

第２スケール１１３ｂは、ボンディングヘッド１１０の軸周りの変位を検出するためのスケールであるので、軸まわり（回動方向）に対して直交する長さＬ₂の第２線分が、設定される分解能および回動方向の変位幅Ｗ₂に応じた本数ぶんだけ配列されている。変位幅Ｗ₂は、スケールフィルム１１３の貼着面である外面１１２ａの曲率半径が例えば８ｍｍであり、回動角が上述のように例えば基準角度に対して±５度であれば、２π×８×１０／３６０ｍｍである。

【0032】

ここで、第１スケール１１３ａと第２スケール１１３ｂが隣接して配置される場合において、第１センサヘッド１６１から投光される投射光が変位幅Ｗ₁の間のいずれの箇所に投光されている場合であっても、ボンディングヘッド１１０が回動された場合に第２センサヘッド１６２でその変位量を検出できるためには、第２線分の長さＬ₂は、変位幅Ｗ₁以上の長さを有する必要がある。同様に、第２センサヘッド１６２から投光される投射光が変位幅Ｗ₂の間のいずれの箇所に投光されている場合であっても、ボンディングヘッド１１０が進退された場合に第１センサヘッド１６１でその変位量を検出できるためには、第１線分の長さＬ₁は、変位幅Ｗ₂以上の長さを有する必要がある。本実施形態においては、スケールフィルム１１３をできるだけ小さくする観点から、Ｌ₁＝Ｗ₂、Ｌ₂＝Ｗ₁に設定している。すなわち、複数の第１線分のそれぞれの長さＬ₁は、複数の第２線分のうちの両端の線分の間隔Ｗ₂に等しく、複数の第２線分のそれぞれの長さＬ₂は、複数の第１線分のうちの両端の線分の間隔Ｗ₁に等しい。

【0033】

なお、本実施形態においては、第１線分と第２線分を互いに精度よく直交させて描画するために、第１スケール１１３ａと第２スケール１１３ｂをひとつのフィルム上に並べて配列したが、第１スケール１１３ａと第２スケール１１３ｂの配置はこの例に限らない。第１スケール１１３ａと第２スケール１１３ｂは、別々に形成されたものを外面１１２ａ上あるいは円筒側面１１０ａ上に、互いに向きを調整して貼着するようにしてもよい。また、第１センサヘッド１６１と第２センサヘッド１６２がそれぞれ別の支持部材によって支持されているような場合には、第１スケール１１３ａと第２スケール１１３ｂを別々に、それぞれのセンサヘッド位置に対向するように設置してもよい。

【0034】

次に、ボンディングヘッド１１０を直接的に変位させる場合における演算処理部の処理手順について説明する。図５は、当該処理手順を説明するフロー図である。図示するフローは、全体移動制御によりボンディングヘッド１１０が載置対象となる実装領域３２０の上部まで移動され、その後のボンディングヘッド１１０の進退目標量および回動目標量が決定された時点から開始する。

【0035】

駆動制御部１７２は、ステップＳ１０１で、第２アクチュエータ１４１へ駆動信号を送信し、ボンディングヘッド１１０を回動させる。変位算出部１７１は、ステップＳ１０２で、第２センサヘッド１６２が第２スケール１１３ｂを読み取って出力した第２検出信号を取得し、ステップＳ１０３で、当該第２検出信号から軸周りの変位量を算出する。

【0036】

変位算出部１７１は、ステップＳ１０４で、算出した変位量が決定された回動目標量に到達したか否かを判断する。到達していないと判断した場合には、ステップＳ１０１へ戻る。到達したと判断した場合には、駆動制御部１７２に第２アクチュエータ１４１への駆動信号の送信を停止させ、ステップＳ１０５へ進む。

【0037】

駆動制御部１７２は、ステップＳ１０５で、第１アクチュエータ１３１へ駆動信号を送信し、ボンディングヘッド１１０を進退させる。変位算出部１７１は、ステップＳ１０６で、第１センサヘッド１６１が第１スケール１１３ａを読み取って出力した第１検出信号を取得し、ステップＳ１０７で、当該第１検出信号から軸方向の変位量を算出する。

【0038】

変位算出部１７１は、ステップＳ１０８で、算出した変位量が決定された進退目標量に到達したか否かを判断する。到達していないと判断した場合には、ステップＳ１０５へ戻る。到達したと判断した場合には、駆動制御部１７２に第１アクチュエータ１３１への駆動信号の送信を停止させ、半導体チップ３１０を載置対象となる実装領域３２０へ載置する処理を終了する。

【符号の説明】

【0039】

１００…フリップチップボンダ、１１０…ボンディングヘッド、１１０ａ…円筒側面、１１２…スケールブロック、１１２ａ…外面、１１３…スケールフィルム、１１３ａ…第１スケール、１１３ｂ…第２スケール、１２０…ホルダベース、１２１…ホルダアクチュエータ、１３０…直動機構部、１３１…第１アクチュエータ、１４０…回動機構部、１４１…第２アクチュエータ、１５０…ホルダブロック、１５１…開口窓、１６０…センサプレート、１６１…第１センサヘッド、１６２…第２センサヘッド、１７０…演算処理部、１７１…変位算出部、１７２…駆動制御部、２２０…ステージ、３１０…半導体チップ、３２０…実装領域、３３０…リードフレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】