吸附机构、物品制造装置、半导体制造装置的制作方法

1.本发明涉及用于将例如半导体芯片安装在引线框架等上的装置和方法。


背景技术：

2.存在各种形式的电子器件，许多电子器件包括，例如，其中半导体芯片安装在引线框架上的半导体封装体，或者其中诸如半导体芯片的电子部件安装在电路板上的电路封装体。半导体封装体和电路封装体通过例如以下的程序制造。首先，在半导体晶圆上形成大量集成电路，在切片步骤中切割半导体晶圆而将其分成半导体芯片(裸芯片)。然后，在贴装步骤中，将诸如半导体芯片(裸芯片)的电子部件贴装到引线框架或电路板。在该贴装步骤中使用的装置是芯片贴装装置，即，所谓的芯片贴装机。芯片贴装机是将电子部件安装在引线框架或基板上并使用诸如焊料、金、树脂的贴装材料进行贴装的装置，但是在某些情况下芯片贴装机也可以用于将电子部件安装在已贴装的另一电子部件上并对其进行贴装的应用。
3.例如，在通过芯片贴装机将电子部件贴装到基板等的表面的情况下，使用被称为夹头的吸附喷嘴来吸附并拾取电子部件，并将电子部件传送至待进行贴装的预定位置。然后，通过加热贴装材料来进行贴装。夹头可以仅用于拾取和传送电子部件，或者可以用于在贴装时向电子部件施加按压力。夹头是包括吸附孔并通过吸入空气来吸附和保持电子部件的保持器，使用适合于待吸附的电子部件的尺寸和形状的夹头。
4.在这种芯片贴装机中，在待贴装的电子部件的类型改变的情况下，需要将夹头更换为尺寸和形状适合于改变后的电子部件的夹头。此外，即使在连续地贴装同一类型的电子部件的情况下，为了防止夹头磨损而损坏电子部件的表面，或者为了防止污物粘附到夹头上而污染电子部件的表面，也需要适时地更换新的夹头。因此，在芯片贴装机领域，已知一种构造成更换诸如夹头的工具的装置。
5.例如，专利文献1公开了一种贴装头，其中，夹头通过装配至夹头保持器而被可拆卸地保持。在夹头保持器中形成有贯通狭缝(贯通开口)，保持销附接至该贯通狭缝。通过使保持销与夹头的锁定凹槽接合，夹头被锁定至夹头保持器。
6.此外，专利文献2公开了一种半导体制造装置，其包括用于更换夹头的夹头更换部，其中夹头更换部包括具有爪结构的开闭臂和夹头夹持部。在该装置中，夹头保持器包括爪的解除部，并且通过控制开闭臂将夹头附接至夹头保持器或从夹头保持器上拆卸。
7.此外，专利文献3公开了一种贴装装置，其中贴装工具通过被贴装头吸附而被可拆卸地保持。描述了这样一种方法，其中，用于吸附贴装工具的抽吸装置设置在工具保持器的下端面上，并且响应于在更换工具时对工具进行吸附，工具保持器和工具容纳部相对地水平移动以校正贴装工具的吸附位置。
8.引文列表
9.专利文献
10.专利文献1:jp h10-135251a
11.专利文献2:jp 2018-206843 a
12.专利文献3:jp 2004-200443 a


技术实现要素：

13.技术问题
14.为了吸附和拾取电子部件，在吸附和保持电子部件的同时传送电子部件，以及在贴装时对电子部件施加足够的按压力，夹头需要在操作时使用足够的吸力来吸附电子部件。如果通到吸附孔的抽吸路径中发生空气泄漏，就不能获得足够的吸力。然而，在传统的芯片贴装机中，在更换夹头的情况下，可能会发生空气泄漏，吸力可能会减小。
15.例如，在专利文献1中所描述的贴装头中，均为刚性体的夹头和夹头保持器相装配而形成吸气路径。在装配时，如果在未充分对准的状态下试图使夹头和夹头保持器装配，装配表面可能会与非装配表面接触而被损坏，或者装配结构的角部和光滑表面可能会相互接触，各装配部会损坏彼此。此外，在装配部所包括的角部和装配表面的加工精度不足的情况下，在装配作业期间可能会出现由于接触而导致的损坏。因此，在更换夹头的情况下，装配表面的气密性可能不足，可能会发生空气泄漏，可能不能很好地执行贴装操作。
16.此外，专利文献2中所描述的半导体制造装置具有类似的问题。也就是说，如果在未充分对准的状态下试图通过操作开闭臂来使夹头和夹头保持器装配，装配表面可能会与非装配表面接触而被损坏，或者装配结构的角部和光滑表面可能会相互接触，装配部会损坏彼此。此外，在装配部所包括的角部和装配表面的加工精度不足的情况下，在装配作业期间可能会出现由于接触而导致的损坏。因此，在更换夹头的情况下，装配表面的气密性可能不足，可能会发生空气泄漏，可能不能很好地执行贴装操作。
17.此外，虽然专利文献3中所描述的贴装装置通过吸附来保持贴装工具，但是如果工具保持器的下端面和工具的上表面的加工精度不足，可能会从微小的间隙发生空气泄漏。因此，在更换工具的情况下，重复进行工具的附接调整，并且在确定空气泄漏较少的保持方位之前，可能不能很好地进行贴装操作。
18.此外，在芯片贴装机中，作为电子部件贴装到其上的目标的引线框架可以由引线框架保持主体利用吸附进行保持。在引线框架的类型改变的情况下，需要更换引线框架保持主体，但是在这种情况下，与以上描述的夹头的更换类似，也可能会发生空气泄漏的问题。
19.因此，需要一种芯片贴装机，其中，在更换对工件进行吸附的工具(例如，夹头或引线框架保持主体)的情况下，在附接时能够在消除泄漏的状态下附接工具而不需要过度负担来进行对准作业。
20.问题的解决方案
21.本发明的一个方面是一种吸附机构，所述吸附机构包括构造成通过抽吸来吸附工件的工具、包括抽吸路径的工具保持器、以及定位部，所述定位部在所述工具保持器保持所述工具的情况下对所述工具相对于所述工具保持器的相对位置进行定位，其中，所述定位部包括布置在所述工具和所述工具保持器中的一个上的至少一个凸部和布置在所述工具和所述工具保持器中的另一个上并构造成与所述凸部装配的至少一个凹部，所述至少一个凸部由弹性材料形成并包括锥形表面。
22.本发明的另一个方面是一种吸附机构，所述吸附机构包括构造成通过抽吸来吸附
工件的工具、包括抽吸路径的工具保持器、使得所述工具保持器通过磁力可拆卸地保持所述工具的保持装置、以及柔性构件，所述柔性构件构造成在所述工具保持器通过磁力保持所述工具的情况下气密地连接所述工具和所述抽吸路径。
23.发明的有益效果
24.根据本发明，可以提供一种芯片贴装机，其中，在更换对工件进行吸附的工具(例如，夹头或引线框架保持主体)的情况下，在附接时能够在消除泄漏的状态下附接工具而不需要过度负担来进行对准作业。
25.通过下文参考附图的描述，本发明的其他特征和优点显而易见。注意，在附图中，相同或相似的构造由相同的附图标记表示。
附图说明
26.图1是根据一个实施例的芯片贴装机的示意性透视图。
27.图2是示出了根据第一实施例的芯片贴装机的引线框架保持机构的示意性剖视图。
28.图3是根据第一实施例的吸附机构的透视图。
29.图4是根据第一实施例的吸附机构的剖视图。
30.图5a是示出了在根据第一实施例的吸附机构中夹头被附接至夹头保持器之前的状态的剖视图。
31.图5b是示出了在根据第一实施例的吸附机构中夹头被附接至夹头保持器(由夹头保持器保持)的状态的剖视图。
32.图5c是示出了在根据第一实施例的吸附机构中夹头吸附半导体芯片的状态的剖视图。
33.图6是从z方向观察的根据第一实施例的夹头和夹头保持器的俯视图。
34.图7a是夹头移动至半导体芯片上方的视图。
35.图7b是夹头吸附半导体芯片的视图。
36.图7c是夹头拾取半导体芯片的视图。
37.图8a是从z方向观察的其中一个装配部的俯视图。
38.图8b是示出了凸部与凹部相互装配之前的状态的剖视图。
39.图9a是示出了装配之前的状态的剖视图。
40.图9b是示出了夹头(凸部)与位置管控部相互接触的状态的视图。
41.图9c是示出了夹头(凸部)与夹头保持器(凹部)相互靠近的状态的视图。
42.图9d是示出了夹头(凸部)与夹头保持器(凹部)相互接触的状态的视图。
43.图9e是示出了装配完成的状态的视图。
44.图10是从z方向观察的根据第一实施例的第一变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
45.图11a是示出了第一实施例的第二变型例中的装配之前的状态的剖视图。
46.图11b是示出了第一实施例的第二变型例中的夹头(凸部)与夹头保持器(凹部)相互接触的状态的视图。
47.图11c是示出了第一实施例的第二变型例中的完成装配的状态的视图。
48.图12a是示出了第一实施例的第三变型例中的装配之前的状态的剖视图。
49.图12b是示出了第一实施例的第三变型例中的夹头(凸部)与夹头保持器(凹部)相互接触的状态的视图。
50.图12c是示出了第一实施例的第三变型例中的完成装配的状态的视图。
51.图13a是示出了第一实施例的第四变型例中的装配之前的状态的剖视图。
52.图13b是示出了第一实施例的第四变型例中的夹头(凸部)与夹头保持器(凹部)相互接触的状态的视图。
53.图13c是示出了第一实施例的第四变型例中的完成装配的状态的视图。
54.图13d是根据第一实施例的第四变型例的凸部的平面图。
55.图14是示出了根据第二实施例的引线框架保持机构的示意性平面图。
56.图15是示出了根据第二实施例的引线框架保持机构的示意性剖视图。
57.图16是从z方向观察的根据第一实施例的第五变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
58.图17是从z方向观察的根据第一实施例的第六变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
59.图18是从z方向观察的根据第一实施例的第七变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
60.图19是从z方向观察的根据第一实施例的第八变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
61.图20是从z方向观察的根据第一实施例的第九变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
62.图21是从z方向观察的根据第一实施例的第十变型例的夹头和夹头保持器的俯视图。
63.图22是根据第三实施例的吸附机构的透视图。
64.图23是根据第三实施例的吸附机构的剖视图。
65.图24a是示出了在根据第三实施例的吸附机构中夹头被附接至夹头保持器之前的状态的剖视图。
66.图24b是示出了在根据第三实施例的吸附机构中夹头被附接至夹头保持器(由夹头保持器保持)的状态的剖视图。
67.图24c是示出了在根据第三实施例的吸附机构中夹头吸附半导体芯片的状态的剖视图。
68.图25是从z方向观察的根据第三实施例的夹头和夹头保持器的俯视图。
69.图26是示出了根据第四实施例的引线框架保持机构的示意性平面图。
70.图27是示出了根据第四实施例的引线框架保持机构的示意性剖视图。
具体实施方式
71.将参考附图描述根据本发明实施例的吸附机构、物品制造装置、半导体制造装置等。
72.注意，在以下对实施例的描述中所参考的附图中，除非另有说明，否则由相同的附
图标记表示的元件具有相同或类似的功能。
73.[第一实施例]
[0074]
图1是用于描述根据一个实施例的芯片贴装机的示意性透视图。作为半导体制造装置的芯片贴装机100是拾取作为工件的半导体芯片11(裸芯片)、将半导体芯片传送至设置在作为安装目标构件的引线框架41上的岛部42、放置半导体芯片、执行贴装的装置。注意，图1是为了便于描述本发明通过将芯片贴装机100的一部分抽出而得到的示意图，未示出为了发挥作为实际装置的功能而设置的例如壳体、固定底座、电源等的某些机械元件和电气元件。
[0075]
(芯片贴装机的构造)
[0076]
芯片贴装机100包括晶圆支撑装置14、夹头21、夹头保持器22、贴装臂23、传送部24、供应部照相机31、岛部照相机32和控制单元200。
[0077]
控制单元200是用于控制芯片贴装机100的操作的计算机，在内部包括中央处理单元(cpu)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ra m)、i/o端口等。
[0078]
用于执行根据本实施例的各种类型的处理的程序可以与其它程序一起存储在rom中，但是也可以经由网络从外部加载到ram中。或者，可以经由记录有所述程序的记录介质将所述程序加载到ram中。
[0079]
i/o端口连接至外部设备或网络，并且可以将例如贴装所需的数据从外部计算机输入或输出至外部计算机。此外，i/o端口连接至监视器或输入装置(未示出)，并且可以向操作者显示芯片贴装机的操作状态信息或者接收来自操作者的命令。
[0080]
控制单元200连接至各部件，这些部件包括贴装臂23、传送部24、供应部照相机31和岛部照相机32，并且通过控制信号控制这些部件。
[0081]
晶圆支撑装置14是支撑被切分(分割)成大量半导体芯片11的半导体晶圆13的装置。在晶圆支撑装置14中，其上放置半导体晶圆13的预定区域被称为供应部12，从供应部12供应用于芯片贴装的半导体芯片11。
[0082]
夹头21(工具)包括构造成吸附半导体芯片11(工件)的吸附部。具体地，在夹头21的下端面上设置有构造成执行真空抽吸的吸附孔，可以通过使该下端面接近或接触半导体芯片11并且从吸附孔抽吸半导体芯片11来吸附半导体芯片11。此外，如果在吸附之后解除真空抽吸，就可以释放被吸附的半导体芯片11。
[0083]
夹头保持器22(工具保持器)是可拆卸地保持夹头21(工具)的保持机构。适合于待吸附的半导体芯片11的尺寸和形状的夹头21被附接至夹头保持器22。如以下将详细描述的那样，在本实施例的芯片贴装机100中，夹头21由夹头保持器22通过磁力保持。
[0084]
夹头保持器22包括抽吸路径，并且在夹头21由夹头保持器22保持的情况下，夹头21的吸附孔与夹头保持器22的抽吸路径连接。通过经由抽吸路径将负压从真空泵等供应至夹头21的吸附孔，夹头21可以吸附半导体芯片11。如以下将详细描述的那样，本实施例的芯片贴装机100包括柔性构件，其用于在夹头21由夹头保持器22通过磁力保持的情况下将夹头21的吸附孔和夹头保持器22的抽吸路径气密地连接。
[0085]
夹头保持器22连接至贴装臂23，贴装臂23包括用于调整夹头保持器22的位置和朝向的可移动机构。例如，为了从供应部12拾取半导体芯片11，贴装臂23调整夹头保持器22的高度，使得夹头21的下端面接近或接触待拾取的半导体芯片11。此外，为了将半导体芯片11
贴装到引线框架41的岛部42，贴装臂23调整夹头保持器22的位置和朝向，使得被夹头21吸附的半导体芯片11接近或接触岛部42。此外，可以调整夹头保持器22的位置和朝向使得使用适当的力将半导体芯片11压靠在岛部42上。
[0086]
贴装臂23连接至传送部24，传送部24可以使贴装臂23移动，使得夹头21可以在晶圆支撑装置14的供应部12与引线框架41的岛部42之间自由移动。传送部24可以使贴装臂23沿x、y、z方向中的每一个方向以及围绕z轴的θ方向移动。
[0087]
供应部照相机31是构造成对供应部12附近进行成像的照相机。为了查看放置在供应部12上的半导体芯片11的位置和朝向以及查看用于拾取半导体芯片11的夹头21的位置和朝向，供应部照相机31将图像数据发送至控制单元200。为了通过芯片贴装机100执行拾取操作，控制单元200使用从供应部照相机31发送的图像数据来控制夹头21的位置和朝向。
[0088]
岛部照相机32是构造成对引线框架41的岛部42附近进行成像的照相机。为了查看岛部42的位置和朝向或者查看用于贴装半导体芯片11的夹头21的位置和朝向，岛部照相机32将图像数据发送至控制单元200。为了通过芯片贴装机100执行贴装操作，控制单元200使用从岛部照相机32发送的图像数据来控制夹头21的位置和朝向。
[0089]
(芯片贴装方法)
[0090]
在更详细地描述芯片贴装机100的每个部分之前，将描述使用芯片贴装机100的芯片贴装方法的概要。
[0091]
首先，作为开始芯片贴装的准备工作，将作为工件的半导体芯片11放置在供应部12上。此外，将作为安装目标构件的引线框架41设置在作为安装目标构件保持部的引线框保持主体40(下面参考图2进行描述)上。
[0092]
之后，芯片贴装机100的控制单元200使供应部照相机31对待拾取的半导体芯片11进行成像，查看半导体芯片11的位置和朝向，并驱动传送部24和贴装臂23以使夹头21移动。
[0093]
在如图7a所示将夹头21定位在半导体芯片11上方之后，如图7b所示使夹头21下降以使下端面接近或接触半导体芯片11，并通过吸附孔进行抽吸来吸附半导体芯片11。然后，如图7c所示，使夹头21上升以拾取半导体芯片11。此时，控制单元200可以基于通过供应部照相机31进行成像而获得的图像数据来对传送部24、贴装臂23、抽吸机构等的操作执行反馈控制。
[0094]
此外，控制单元200使岛部照相机32对待贴装的岛部42(预定位置)进行成像，并查看岛部的位置和朝向。然后，驱动传送部24和贴装臂23，使得吸附半导体芯片11的夹头21移动到岛部42上方(例如，沿图1中的箭头所指示的路线)。
[0095]
然后，通过使夹头21下降而使半导体芯片11接触或接近岛部42并且停止抽吸，可以将半导体芯片11放置在岛部42上。之后，加热贴装材料，从而将半导体芯片11贴装到引线框架41。注意，控制单元200可以控制贴装臂23，使得在贴装期间夹头21将半导体芯片11压靠在引线框架41上。此时，控制单元200可以基于通过岛部照相机32进行成像而获得的图像数据来对传送部24、贴装臂23、抽吸机构、加热机构等的操作执行反馈控制。
[0096]
在通过上述程序完成一个半导体芯片的贴装之后，芯片贴装机100依次拾取另一个半导体芯片，并将该半导体芯片贴装到预定的岛部。注意，待进行芯片贴装的目标不限于引线框架的岛部，例如，第一半导体芯片可以被芯片贴装到安装在引线框架上的第二半导体芯片。
[0097]
(引线框架保持机构)
[0098]
接下来，将描述用于保持作为安装目标构件的引线框架41的机构。图2是沿图1中的yz平面方向截取的保持机构的示意性剖视图。
[0099]
如图2所示，引线框架41由引线框保持主体40保持。引线框架保持主体40包括包围引线框架41的周围的轨道部40b以及支撑引线框架41的底表面的接收部40a，并且可拆卸地保持引线框架41。
[0100]
轨道部40b是位置管控部，其管控引线框架41在水平面上的位置，使得该位置落入预定范围内。例如，为了在一个区域(图1中未示出)中将引线框架41设置在引线框架保持主体40中并使引线框架41移动到图1所示的位置，管控引线框架41的位置，使得岛部42不会偏离到半导体芯片11的尺寸之外。具体地，例如在y方向上，将轨道部40b的位置和形状确定为使得即使在引线框架在尺寸公差内为最大尺寸的情况下也留有大约0.5mm的间隙。
[0101]
(吸附机构)
[0102]
接下来，将参考图3至图6、图8a和图8b、图9a和图9b等描述用于拾取作为工件的半导体芯片11的吸附机构。注意，在本实施例的芯片贴装机中，为每种类型的工件(半导体芯片)准备专用的夹头，选择与用于贴装的工件相对应的夹头并将其附接至夹头保持器以形成吸附机构。
[0103]
图3是吸附机构的透视图，该吸附机构包括夹头21、夹头保持器22和贴装臂23。夹头保持器22可拆卸地保持夹头21，图3示出了夹头21从夹头保持器22上拆卸下来的状态。
[0104]
贴装臂23包括用于使夹头21和夹头保持器22沿z方向移动的z方向致动器121。z方向致动器121可以在控制单元200的控制下执行z方向上的移动操作以及用于贴装的按压负载反馈控制。为了执行诸如拾取、放置和贴装半导体芯片11的操作，对z方向致动器121进行操作以使夹头上升和下降。此时，通过按压负载反馈对z方向致动器的操作进行控制，使得不会施加等于或大于预定负载的力并且半导体芯片11不会变形或损坏。
[0105]
图4是通过沿着图3所示的弯曲线b-b(即，通过凸部102c、抽吸路径108和凸部102a的路线)剖开夹头21和夹头保持器22而获得的示意性剖视图。图6是从z方向观察的夹头21和夹头保持器22的俯视图。
[0106]
夹头21包括夹头底座103、凸部102a、凸部102b、凸部102c、支承表面104a、支承表面104b、支承表面104c、位置管控部117a、位置管控部117b、位置管控部117c和工件吸附部106作为部件，这些部件被集成为一体。夹头21包括穿透内部的抽吸路径108，并且用于吸住半导体芯片11的抽吸孔109布置在抽吸路径108的下端。
[0107]
夹头保持器22包括凹部112a、凹部112b、凹部112c、磁体113、支承表面114a、支承表面114b和支承表面114c作为部件，这些部件被集成为一体。夹头保持器22包括贯穿内部的抽吸路径116，并且抽吸路径116连接至负压施加机构(真空泵、控制阀等)(未示出)。
[0108]
夹头保持器22的磁体113与夹头底座103布置成面向彼此，并且夹头底座103由铁磁性材料形成。为了将夹头21附接至夹头保持器22，利用磁体113的磁力吸引夹头底座103，由夹头保持器22可拆卸地保持夹头21。注意，在本实施例中，用于利用磁力可拆卸地保持夹头的机构并不限于该构造，例如，可以在夹头中包括磁体并且可以由铁磁性材料形成夹头保持器。
[0109]
或者，可以在夹头和夹头保持器中的一个中包括第一磁体，可以在另一个中包括
第二磁体，并且可以将第一磁体和第二磁体布置成相反的磁极面向彼此。
[0110]
将用于通过夹头保持器保持夹头的保持力的强度设定为能够在一系列贴装操作期间稳定地保持夹头但是又不需要施加过大的外力来移除夹头的程度，并使用具有据此设定的磁力的磁体。原因是为了使得用于更换夹头的附接和拆卸作业更容易，并防止由于过大的外力而出现意外的损坏。
[0111]
如图6所示，磁体113以包围抽吸路径116的周围的方式对称地布置，使得必要的保持力均匀地施加至夹头和夹头保持器的每个部分。但是，只要能均匀地施加必要的保持力，也可以通过这种方法之外的方法来布置磁体。注意，使用永磁体作为磁体113，但是只要能够安装也可以使用电磁体。
[0112]
在本实施例的吸附机构中，在夹头21与夹头保持器22之间布置有能够弹性变形的柔性构件115。在图4的示例中，柔性构件115固定至夹头保持器22的凹部，但是也可以固定至夹头21，或者可以被夹持在夹头保持器22与夹头21之间而不固定至夹头保持器22或夹头21。
[0113]
如图6所示，柔性构件115是环形构件，并且在从z方向俯视时具有包围夹头21的抽吸路径108的周围和夹头保持器22的抽吸路径116的周围的圆形形状。注意，俯视时的环的形状不限于圆形，也可以是其他形状的环，但是从弹性变形的稳定性和再现性的角度来看，对称形状是优选的，并且特别地，圆形是优选的。
[0114]
在夹头21由夹头保持器22使用不需要过大的外力来移除的程度的保持力保持的情况下，柔性构件115弹性变形以便与夹头21的上端面和夹头保持器22的下端面两者紧密接触。换句话说，柔性构件115由能够利用上述程度的保持力容易地弹性变形的材料形成，并且能够将抽吸路径108和抽吸路径116气密地连接(将两者连接以将大气密封在外)。因此，柔性构件115可以包括例如橡胶、多孔树脂或磁性流体中的任一种材料。优选地，环形柔性构件115围绕抽吸路径116同心地布置。原因是因为即使使用较弱的吸力柔性构件115也能够沿抽吸方向均匀地弹性变形。
[0115]
(用于附接夹头的方法)
[0116]
接下来，将参考图5a至图5c以及图6等描述用于将夹头21附接至夹头保持器22的方法。
[0117]
图5a至图5c是通过沿图3所示的弯曲线b-b(即通过凸部102c、抽吸路径108和凸部102a的路线)剖开夹头21和夹头保持器22而获得的示意性剖视图。为了便于说明，各部分的尺寸和形状以非等比例示出。
[0118]
图5a示出了夹头21被附接至夹头保持器22之前的状态，图5b示出了夹头21被附接至夹头保持器22(由夹头保持器22保持)的状态。图5c示出了由夹头保持器22保持的夹头21吸附半导体芯片11的状态。
[0119]
夹头21的凸部102a、凸部102b和凸部102c以及夹头保持器22的凹部112a、凹部112b和凹部112c用作能够相互装配的定位机构。也就是说，如图5b所示，夹头保持器22能够无晃动地保持夹头21，因为为了保持夹头21，夹头保持器22和夹头21相互装配而相互限制。在本实施例中，设置有三对装配部，每对装配部均包括一对凸部和凹部，但是可以考虑定位精度、机械强度、空间余量、制造成本等设置适当的对数。然而，为了使保持时的朝向稳定，定位机构理想地围绕抽吸路径对称布置。
[0120]
夹头保持器22中所包括的磁体113(磁体)和夹头21中所包括的夹头底座103(铁磁性材料)用作通过磁力将夹头可拆卸地保持在夹头保持器中的保持装置。也就是说，响应于使夹头21与夹头保持器22对准并靠近时，通过磁体113的磁力吸引夹头底座103，并且由夹头保持器22保持夹头21。为了更换夹头，可以通过施加比磁体的吸引力(保持装置的保持力)更大的外力从夹头保持器上拆下夹头。
[0121]
磁体的吸引力(保持装置的保持力)需要被设定至足够强的强度，以防止夹头响应于抽吸、拾取和传送如图5c所示的半导体芯片11(工件)由于重量或惯性力而松动。但是，磁体的吸引力(保持装置的保持力)不一定越强越好，优选将该吸引力设定在不需要过大的外力来从夹头底座移除夹头的范围内。
[0122]
如图5b所示，磁体113与夹头底座103之间的位置关系理想地被设定为使得在夹头保持器22保持夹头21的情况下，磁体113与夹头底座103隔着微小间隔面向彼此。原因是因为如果使磁体113与夹头底座103处于相互接触的位置关系，磁体113可能会响应于夹头的附接和拆卸发生磨损。
[0123]
因此，在附接有夹头的情况下，如图5b所示，夹头保持器22的下表面和夹头底座103的上表面分开距离l2。通过确保距离l2作为间隙，可以实现磁体113和夹头底座103不相互接触的位置关系。为了确保距离l2，在比夹头底座103的上表面高的位置设置有夹头21的支承表面104a、支承表面104b和支承表面104c。在附接时，使夹头21的支承表面104a、支承表面104b和支承表面104c与夹头保持器22的支承表面114a、支承表面114b和支承表面114c接触。
[0124]
注意，在本实施例中，如图3及图6所示，三对夹头侧支承表面和夹头保持器侧支承表面以等角度和等距离的方式围绕抽吸路径布置。但是，本发明的实施例不限于此，可以考虑定位精度、机械强度、空间余量、制造成本等设置适当数量和形状的夹头侧支承表面和夹头保持器侧支承表面。此外，为了确保距离l2，在本实施例中，支承表面104a至支承表面104c从夹头底座103的上表面突出，但是夹头保持器22的支承表面114a至支承表面114c可以从夹头保持器22的下表面突出。此外，支承表面不必安装在定位机构(凸部102a至凸部102c、凹部112a至凹部112c)附近，也可以布置在较远的位置。
[0125]
接下来，将描述柔性构件115。柔性构件115是用于在由夹头保持器22通过磁力保持夹头21的情况下将夹头21的抽吸孔109(抽吸路径108)与夹头保持器22的抽吸路径116气密地连接的构件。
[0126]
本实施例的柔性构件115包括基部和环形倾斜表面，所述基部与设置在夹头保持器22中的环形凹槽装配，所述环形倾斜表面的一端以相对于z方向倾斜的方式连接至所述基部(从所述基部突出)。环形倾斜表面倾斜的方向被设定为使得圆的末端朝向夹头打开，即，如图5b所示，与夹头接触一侧的内径d1(圆直径)比夹头保持器一侧的内径d2(圆直径)大。换句话说，环形倾斜表面沿以下方向倾斜：连接至基部的一侧(图5b的示例中的夹头底座侧)的内径d2较小、未连接至基部的相反的末端侧的内径d1较大。
[0127]
在夹头未附接至夹头保持器22的情况下，如图5a所示，柔性构件115从夹头保持器22的下表面沿z方向突出l1。这里，l1被设定为大于上述l2。
[0128]
响应于将夹头21附接至夹头保持器22，如图5b所示，柔性构件115由于保持装置的保持力而弹性变形。也就是说，倾斜表面从夹头保持器22的下表面沿z方向突出l2，并且其
下端变形以便与夹头底座103的上表面紧密接触。此外，通过保持装置的保持力使柔性构件115的上表面与夹头保持器22紧密接触。由于弹性变形，倾斜表面相对于z方向的倾斜度更大，内径d1大于夹头21被附接之前的内径。
[0129]
与夹头保持器22和夹头21两者紧密接触的柔性构件115形成气密连接部，该气密连接部连接夹头21的抽吸路径116(抽吸孔109)和夹头保持器22的抽吸路径116，以将大气密封在外。
[0130]
如图5c所示，为了使用夹头21保持半导体芯片11(工件)，对抽吸路径抽真空，在抽吸孔109处执行吸附。在本实施例中，由于插入有可弹性变形的柔性构件115，所以抽吸路径的气密性极好。在使刚性的夹头和夹头保持器直接相互接触以连接抽吸路径的传统方法中，可能会从微小间隙发生空气泄漏，并且为了附接夹头需要重复进行附接调整。另一方面，在本实施例中，通过利用磁力的保持机构的保持力使柔性构件115弹性变形，并且该柔性构件与夹头和夹头保持器两者紧密接触以连接抽吸路径，因此不需要重复进行夹头的附接调整。而且，在本实施例中，由于通过上述定位机构来固定夹头与夹头保持器的相对位置，因此在附接夹头后，柔性构件115中不会出现不期望的扭曲，该扭曲会导致泄漏的发生。此外，根据本实施例，可以使用小且轻的结构来实现泄漏的发生。小且轻的结构使得能够进行先进的位置控制。
[0131]
注意，为了实施本发明，例如，也可以使用具有圆形切割面的甜甜圈形状的柔性构件。然而，在本实施例中，由于柔性构件115包括如上所述的基部和倾斜表面，所以在对抽吸路径抽真空时的密封性能可以特别优异。也就是说，由于在对抽吸路径抽真空时产生的内部和外部之间的压力差，基部的上表面和侧表面被更强有力地压靠在夹头保持器的凹槽上，并且与基部相反的倾斜表面的末端被更强有力地压靠在夹头的上表面上。如上所述，在本实施例的柔性构件中，不仅柔性构件通过利用磁力的保持力紧密接触，而且大气压力起作用使得气密性进一步提高，因此在抽真空时的密封性能特别优异。
[0132]
(装配部)
[0133]
在本实施例中，包括凸部102a至凸部102c以及凹部112a至凹部112c的装配机构的构造被设计成使得在执行将夹头附接至夹头保持器的操作的情况下图5a的阶段所要求的对准精度可以放宽。此外，如图6所示，位置管控部117a至位置管控部117c的布置被设计成确保装配机构所要求的对准精度。将参考图8a和图8b、图9a至图9e等对此进行描述。注意，在以下描述中，在描述凸部102a至凸部102c中的每一个所共有的事项的情况下，可以将这些凸部统称为凸部102。类似地，在不需要单独区分凹部112a至凹部112c中的每一个的情况下，可以将这些凹部统称为凹部112。类似地，在不需要单独区分位置管控部117a至位置管控部117c中的每一个的情况下，可以将这些位置管控部统称为位置管控部117。
[0134]
图8a是在装配之前从z方向观察的三个装配机构中的一个装配机构(即，凸部102c、凹部112c和位置管控部117c)的俯视图。图8b是示出了在凸部102c与凹部112c相互装配之前的状态的剖视图。注意，如图3所示，其它两个装配机构设置在夹头底座上的不同位置处，但是装配机构中所包括的凸部、凹部和位置管控部的形状与图8a和图8b所示的形状类似。
[0135]
如图8b所示，凸部102具有销形，该销形在凸部未装配的状态下具有最大外径d2。凸部102包括从末端朝向基部具有预定深度的狭缝105(在凸部102c的情况下为狭缝105c)。
当从远端部分朝向基部观察销形凸部102时，销形凸部102包括远端(具有直径d1的平坦表面)、连接至所述平坦表面的锥形表面107、具有最大外径的主体部分、以及基部，基部的外径比主体部分的外径小。注意，为了适当地进行下面描述的弹性变形，狭缝105的深度理想地至少为从远端部分到主体部分的深度，在图8b的示例中，示出了该深度通过主体部分进一步到达基部的示例。
[0136]
凹部112是通孔，并且从z方向观察时该凹部具有半圆连接至矩形两端的形状，如图8a所示。从z方向观察时，在凹部112的纵向方向的长度为l、横向方向的长度为d的情况下，凸部102和凹部112被形成为满足下面的公式1的关系。
[0137]
d1《d《d2《l
…
(公式1)
[0138]
如上所述，凸部102具有在中心包括狭缝的销形，并且由于凸部102由弹性材料形成，所以凸部102能够沿最大外径小于d2的方向弹性变形以与在横向方向上具有内径d的凹部112装配。
[0139]
如图8a所示，位置管控部117在夹头21上布置成沿着凹部112的纵向方向隔着夹头保持器22面向彼此。在图8a的示例中，位置管控部的长度与凹部112的纵向方向的长度l大约相同。位置管控部117在z方向上的尺寸可以大于或小于凸部102在z方向上的尺寸。
[0140]
参考图9a至图9e，将描述使用凸部102c和凹部112c作为示例的装配处理。如图9a所示，假设在装配开始之前，凸部102c的中心和凹部112c的中心偏离δx2(未对准)。
[0141]
如图9b所示，如果开始进行装配操作并使夹头21和夹头保持器22以相互靠近的方式沿z方向相对移动，则位置管控部117c的锥形表面118与夹头保持器22的外边缘接触，因为凸部102c的中心与凹部112c的中心未对准。如果使夹头21进一步靠近夹头保持器22，则在锥形表面118与外边缘滑动的同时力作用在凸部102c的中心与凹部112c的中心相对应的方向(水平方向)上，夹头保持器22被插入到位置管控部117中。
[0142]
如图9c所示，继续进行装配操作，使夹头21和夹头保持器22以相互靠近的方式沿z方向相对移动。然后，由于凸部102c和凹部112c的中心未对准，所以凸部102c的锥形表面107与凹部112c的开口边缘接触，如图9d所示。
[0143]
如果使夹头进一步靠近夹头保持器，则在锥形表面107与开口边缘滑动的同时力作用在凸部102c的中心与凹部112c的中心相对应的方向(水平方向)上，凸部102c被插入到凹部112c中。
[0144]
然后，如图9e所示，凸部102c弹性变形，使得凸部102c的主体部分的最大外径等于凹部112c的内径，消除了未对准而完成装配。
[0145]
在本实施例中，由于如公式1所表示的设置了d1＜d，并且设置有连接至凸部102的末端处的平坦表面的锥形表面107，所以能够吸收凸部102与凹部112之间的位置偏离。
[0146]
这里，在能够吸收的位置偏离的容许量为δx的情况下，δx可以由以下公式2表示。
[0147]
δx＝d-d1
…
(公式2)
[0148]
由于在位置管控部117中还设置有连接至末端处的平坦表面的锥形表面118，所以能够吸收位置管控部117与夹头保持器22之间的位置偏离。这里，在位置管控部117与夹头保持器22之间的能够吸收的位置偏离的容许量为δx2的情况下，δx2可以由以下公式3表示。
[0149]
δx2＝wo-w
…
(公式3)
[0150]
通过将wo和w的值设定为使得δx2大于δx，可以增大所设置的位置管控部117能够吸收的位置偏离的容许量。
[0151]
此外，通过如公式1表示的设置d＜d2，可以使凸部102弹性变形，可以使凸部102无晃动地装配至凹部112。
[0152]
此外，通过如公式1表示的设置d2＜l，在x方向上存在余量(游隙)，因此，例如，在图8a中，即使凸部102c和凹部112c在x方向上未对准，也可以毫无问题地进行装配操作。也就是说，在凸部102c和凹部112c的情况下，关于在平面图中狭缝105c延伸的x方向，如果未对准量为如以下公式4所表示的δy以下，则能够使凸部和凹部顺利地装配。
[0153]
δy《l-d2
…
(公式4)
[0154]
如图9c所示，在完成装配的状态下，在凸部102弹性变形的装配状态下的变形量m由下面的公式5表示。
[0155]
m＝d2-d
…
(公式5)
[0156]
这里，假设在狭缝两侧弹性变形的情况下的弹性系数为k，则弹性变形方向(在凸部102c的情况下为y方向)上的力f、弹性系数k以及装配状态下的变形量m的关系由以下公式6表示。
[0157]
f＝k*m
…
(公式6)
[0158]
为了使装配机构为高刚性，可以增大弹性系数k或者可以增大装配状态下的变形量m。然而，d2、d和弹性系数k由于制造时的加工误差等会发生变化。需要考虑这些因素来确定d2和d，然后需要确定装配状态下的变形量m。此外，理想的是考虑装配操作期间的摩擦阻力等来综合地确定弹性系数k和装配状态下的变形量m。
[0159]
由于凸部102由可弹性变形的构件形成，因此在变形量等于或大于特定值的情况下，形状不能通过弹性变形恢复，装配机构的功能受损。使凸部102维持装配功能的凸部102的可容许的最大变形量n与装配状态下的变形量m之间的关系由以下公式7表示。
[0160]
m《n
…
(公式7)
[0161]
这里，在夹头21和夹头保持器22被定位的状态下外力作用在夹头保持器22上的情况下，凸部102变形了装配状态下的变形量m以上。考虑到位置管控部117管控夹头21和夹头保持器22的相对位置，凸部102在夹头21和夹头保持器22被定位的状态下能够移动的移动量l由以下公式8表示。
[0162]
l＝wi-w
…
(公式8)
[0163]
如果移动量l小于最大变形量n，则凸部102的变形量落入凸部102可弹性变形的范围内，因此，即使意外的外力作用于凸部102上，也可以防止装配功能受损。也就是说，理想地将w1和w的尺寸决定为满足以下公式9所表示的关系。
[0164]
wi-w《n
…
(公式9)
[0165]
在本实施例中，如图6所示，包括凸部102a至凸部102c、凹部112a至凹部112c以及位置管控部117a至位置管控部117c的三组装配机构以等角度布置成围绕磁体113、柔性构件115和抽吸路径116。
[0166]
其中，凸部102a和凸部102b沿y方向布置，并且狭缝105a和狭缝105b也沿y方向定向。对应的凹部112a和凹部112b也沿y方向布置，并且定向成使得每个细长孔的纵向方向沿
着y方向。此外，对应的位置管控部117a和位置管控部117b也沿y方向布置，并且定向成使得相应的位置管控表面沿着y方向。也就是说，在两个装配结构中，位置管控力作用于相同方向。此外，凸部102c和对应的凹部112c被布置成使得狭缝105c和细长孔的纵向方向沿着x方向。此外，凸部102c和对应的位置管控部117c被布置成使得狭缝105c和位置管控部的管控表面沿着x方向。也就是说，位置管控力的方向与前两个装配结构的位置管控力的方向正交。
[0167]
利用这种布置，x方向和围绕z轴的旋转方向上的位置由凸部102a、凹部112a、位置管控部117a、凸部102b、凹部112b和位置管控部117b确定，而y方向上的位置由凸部102c、凹部112c和位置管控部117c确定。如上所述，在三个位置处的装配机构中，可以通过在锥形表面的滑动和弹性变形的作用下使横向方向上的每个细长孔对准来整体地确定x方向、y方向和围绕z轴的旋转方向这三个方向上的位置。
[0168]
如上所述，根据本实施例，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能通过装配机构的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本实施例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，位置管控部的功能也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0169]
(第一变型例)
[0170]
接下来，将参考图10描述第一实施例的第一变型例。第一变型例与参考图6所描述的第一实施例的基本形式的不同之处在于在从z方向的平面图中凸部102a、凸部102b、凹部112a、凹部112b、位置管控部117a和位置管控部117c布置的方向。
[0171]
也就是说，在基本形式中，凸部102a的狭缝105a和凸部102b的狭缝105b均沿y方向布置。凹部112a的纵向方向和凹部112b的纵向方向均沿y方向布置。
[0172]
另一方面，在第一变型例中，凸部102a的狭缝105a和凸部102b的狭缝105b沿彼此相差120度的方向布置。凹部112a的纵向方向和凹部112b的纵向方向均沿彼此相差120度的方向布置。也就是说，狭缝105a、狭缝105b和狭缝105c以120度的间隔围绕连通孔布置。类似地，凹部112a的纵向方向、凹部112b的纵向方向和凹部112c的纵向方向以120度的间隔围绕连通孔布置。类似地，位置管控部117a的纵向方向、位置管控部117b的纵向方向和位置管控部117c的纵向方向以120度的间隔围绕连通孔布置。
[0173]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。在将夹头附接至夹头保持器之前，在容易在围绕z轴的旋转方向上出现位置偏离的情况下，本变型例的装配机构能够容易地进行对准。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0174]
(第二变型例)
[0175]
接下来，将参考图11a至图11c描述第一实施例的第二变型例。在第二变型例中，如
图11a所示，凹部112的内径根据z方向上的位置而改变。也就是说，设置w1＜w2，与凸部102的最大外径的关系设置为w2＜d2。
[0176]
同样地，在本变型例中，在凸部102和凹部112未对准的情况下，如图11b所示，锥形表面107在凹部112的内边缘上滑动，凸部102和凹部112沿着消除未对准的方向相对移动。
[0177]
在装配中间，凸部102的具有最大外径的主体部分弹性变形以对应于凹部的内径w1，并且在如图11b所示完成装配的情况下，凸部102的具有最大外径的主体部分到达具有内径w2的部分，凸部102的弹性变形减轻。
[0178]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。
[0179]
此外，在本变型例中，在夹头被附接至夹头保持器之后意外的外力施加于欲将夹头拆卸的方向上的情况下，凸部102的下部的锥形表面107r与凹部112的内径的台阶部分相互接触，凸部102的弹性力在维持装配的方向上起作用。即，可以说，在凹部的内表面上设置有对凸部的主体部分进行限制的限制部。这样，由于装配机构在辅助通过磁力保持夹头的方向上起作用，因此在芯片贴装操作期间通过夹头保持器保持夹头的稳定性得到提高。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，位置管控部的功能也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0180]
(第三变型例)
[0181]
接下来，将参考图12a至图12c描述第一实施例的第三变型例。在第三变型例中，凸部102不包括狭缝，使用弹性系数比基本形式的弹性系数小的弹性材料形成凸部102。同样地，在本变型例中，凸部102的主体部分的最大外径被设置为大于凹部112的内径。
[0182]
同样地，在本变型例中，在凸部102和凹部112未对准的情况下，如图12b所示，锥形表面107在凹部112的内边缘上滑动，凸部102和凹部112沿着消除未对准的方向相对移动。
[0183]
在如图12c所示完成装配的情况下，凸部102的主体部分沿径向方向被压缩，凸部102的外径等于凹部112的内径。
[0184]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，位置管控部的功能也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0185]
(第四变型例)
[0186]
接下来，将参考图13a至图13d描述第一实施例的第四变型例。在第四变型例中，凸部102的形状发生改变，并且在凹部112中设置有用于在装配时弹性偏压和限制凸部102的偏压部。
[0187]
如图13a的侧视图和图13d的平面图所示，本变型例的凸部102是在平面图中通过
将圆的一部分切除成为d形而获得的所谓的d形切销形状的凸部。在凸部102的平坦侧表面上形成有凹槽105k。在凹部112的内侧表面上设置有间隙，刚性球202布置成从该间隙突出，通过片簧201将刚性球202朝向间隙侧偏压。在凸部102装配的情况下，被片簧201偏压的刚性球202与凹槽105k接合而用作限制部。
[0188]
同样地，在本变型例中，在凸部102和凹部112未对准的情况下，如图13b所示，锥形表面107在凹部112的内边缘上滑动，凸部102和凹部112沿着消除未对准的方向相对移动。
[0189]
在如图13c所示的完成装配的情况下，包括在凹部112中的刚性球202与凹槽105k接合，凸部102被凹部112限制。
[0190]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0191]
(第五变型例)
[0192]
接下来，将参考图16描述第一实施例的第五变型例。在第五变型例中，位置管控部117的数量减少到两个。
[0193]
如图16所示，本变型例的位置管控部117包括两个位置：与凸部102a和凹部112a相对应的位置管控部117a；以及与凸部102c和凹部112c相对应的位置管控部117c。
[0194]
由于位置管控部117a能够管控x方向上的位置，因此能够防止凸部102a和凸部102b的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102a和凹部112a以及凸部102b和凹部112b可以在位置管控部117a吸收x方向上的位置偏离之后装配。由于位置管控部117c能够管控y方向上的位置，因此能够防止凸部102c的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102c和凹部112c可以在位置管控部117c吸收y方向上的位置偏离之后装配。
[0195]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0196]
(第六变型例)
[0197]
接下来，将参考图17描述第一实施例的第六变型例。在第六变型例中，位置管控部117的数量减少到两个。
[0198]
如图17所示，本变型例的位置管控部117包括两个位置管控部：与凸部102a和凹部112a相对应的位置管控部117a；以及与凸部102c和凹部112c相对应的位置管控部117c。位置管控部117a布置在远离凸部102和凹部112的位置。
[0199]
由于位置管控部117a能够管控x方向上的位置，因此能够防止凸部102a和凸部102b的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102a和凹部112a以及凸部102b和凹部112b可以在位置管控部117a吸收x方向上的位置偏离之后装配。由于位置管控部117c能够管控y方向上的位置，因此能够防止凸部102c的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102c和凹部112c可以在位置管控部117c吸收y方向上的位置偏离之后装配。
[0200]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0201]
(第七变型例)
[0202]
接下来，将参考图18描述第一实施例的第七变型例。在第七变型例中，位置管控部117的数量减少到两个。
[0203]
如图18所示，本变型例的位置管控部117包括两个位置管控部：与凸部102a和凹部112a相对应的位置管控部117a；以及与凸部102c和凹部112c相对应的位置管控部117c。位置管控部117a布置在远离凸部102a和凹部112a的位置。
[0204]
由于位置管控部117a能够管控x方向上的位置，因此能够防止凸部102a和凸部102b的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102a和凹部112a以及凸部102b和凹部112b可以在位置管控部117a吸收x方向上的位置偏离之后装配。由于位置管控部117c能够管控y方向上的位置，因此能够防止凸部102c的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102c和凹部112c可以在位置管控部117c吸收y方向上的位置偏离之后装配。
[0205]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0206]
(第八变型例)
[0207]
接下来，将参考图19描述第一实施例的第八变型例。在第八变型例中，位置管控部117被设置成与第四变型例中示出的具有偏压部的凹部112相对应。
[0208]
如图19所示，本变型例的位置管控部117设置在三个位置：与凸部102a和凹部112a相对应的位置管控部117a；与凸部102b和凹部112b相对应的位置管控部117b；以及与凸部102c和凹部112c相对应的位置管控部117c。然而，由于在装配状态下各偏压部的弹性变形方向是一个方向，所以位置管控部117被布置成管控在与偏压部的变形方向相对应的那一
个方向上的变形。
[0209]
由于位置管控部117a和位置管控部117b能够管控x方向上的位置，因此能够防止凹部112a和凹部112b的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。由于位置管控部117c能够管控y方向上的位置，因此能够防止凹部112c的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0210]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0211]
(第九变型例)
[0212]
接下来，将参考图20描述第一实施例的第九变型例。在第九变型例中，位置管控部117的数量减少到两个。
[0213]
如图20所示，本变型例的位置管控部117包括两个位置管控部：位置管控部117a；以及位置管控部117c。位置管控部117a布置在远离凸部102a和凹部112a的位置，位置管控部117c布置在远离凸部102c和凹部112c的位置。
[0214]
由于位置管控部117a能够管控x方向上的位置，因此能够防止凸部102a和凸部102b的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102a和凹部112a以及凸部102b和凹部112b可以在位置管控部117a吸收x方向上的位置偏离之后装配。由于位置管控部117c能够管控y方向上的位置，因此能够防止凸部102c的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。此外，在进行装配操作时，凸部102c和凹部112c可以在位置管控部117c吸收y方向上的位置偏离之后装配。
[0215]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0216]
(第十变型例)
[0217]
接下来，将参考图21描述第一实施例的第十变型例。在第十变型例中，考虑具有第四变型例中所示的偏压部的凹部112的变形方向而在一个位置处设置有位置管控部117。
[0218]
如图21所示，在本变型例的位置管控部117中，在夹头21中设置有突出形状以管控与偏压部的变形方向相对应的一个方向上的变形。突出形状的弹性装配部布置成以小于或等于弹性变形极限量的距离远离夹头保持器22。
[0219]
由于位置管控部117能够管控x方向上的位置，因此能够防止凹部112的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。由于位置管控部117能够管控y方向上的位置，因此能够防止凹部112的弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。
[0220]
同样地，在本变型例中，即使凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过锥形表面的滑动和装配机构的弹性变形的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将夹头附接至夹头保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使在夹头被附接至夹头保持器的状态下意外的外力作用在夹头上，也能够防止执行对准的可弹性变形构件变形弹性变形极限量以上。注意，在图21中，突出形状为圆筒形，但突出形状并不一定是圆筒形，也可以形成为诸如长方体的任意的三维形状。此外，在图21中，夹头保持器22包括与突出形状对应的切口形状，但并不总是需要形成这种形状。
[0221]
[第二实施例]
[0222]
下面将参考附图描述本发明的第二实施例。但是，将尽可能地省略与第一实施例共同的部分的详细描述。
[0223]
如图1所示，根据第二实施例的芯片贴装机也包括晶圆支撑装置、夹头、夹头保持器、贴装臂、传送部、供应部照相机、岛部照相机、控制单元等元件。在根据第二实施例的芯片贴装机中，拾取半导体芯片的吸附机构可以具有与第一实施例类似或不同的构造，但是保持引线框架的引线框架保持机构具有与第一实施例不同的构造。
[0224]
在第一实施例的引线框架保持机构(参考图2)中，引线框架保持主体40包括轨道部40b，以便能够管控引线框架41的位置。然而，由于考虑到引线框架的尺寸公差需要确保一定程度的间隙，所以引线框架41的位置可能会微微波动。
[0225]
因此，在第二实施例中，通过设置在引线框架保持主体中的抽吸孔来吸附引线框架，从而能够容易地无晃动地保持引线框架。此外，引线框架保持主体由保持主体保持器通过磁力保持，引线框架保持主体的抽吸路径和保持主体保持器的抽吸路径通过能够气密地连接的柔性构件连接。为了根据待处理的引线框架的类型更换引线框架保持主体，可以在消除泄漏的同时将引线框架保持主体附接至保持主体保持器，而不需要过度的负担来进行附接调整作业。
[0226]
也就是说，根据第二实施例的芯片贴装机是一种半导体制造装置，其中，保持主体保持器(工具保持器)通过磁力可拆卸地保持构造成吸附引线框架(工件)的引线框架保持主体(工具)，并且该半导体制造装置包括柔性构件，抽吸路径能够通过该柔性构件气密地连接。
[0227]
在根据第二实施例的芯片贴装机中，为每种引线框架准备专用的引线框架保持主体。为了进行贴装，选择与引线框架的类型相对应的引线框架保持主体，并将其附接至保持主体保持器以形成引线框架保持机构。
[0228]
图14是用于说明根据第二实施例的芯片贴装机的保持主体保持器能够保持多种形式的引线框架保持主体的示意性平面图。图15示意性地示出了第二实施例的引线框架保持机构的横截面，是沿着穿过图14所示的凸部71a和凸部71c的线截取的yz剖视图。
[0229]
图14示意性地示出了由本实施例的芯片贴装机处理的大尺寸引线框架51和小尺寸引线框架61。预先准备好大尺寸引线框架51专用的引线框架保持主体50和小尺寸引线框架61专用的引线框架保持主体60。为了进行芯片贴装操作，选择与引线框架相对应的引线框架保持主体并将其附接至保持主体保持器70。注意，为了便于描述，在图14中仅示出了引
线框架保持主体50和引线框架保持主体60这两种引线框架保持主体，但是可以附接至该芯片贴装机的引线框架保持主体并不限于这两种。
[0230]
图15示出了引线框架保持主体50被附接至保持主体保持器70并且引线框架51被吸附至引线框架保持主体50的状态。注意，在引线框架51上布置有用于贴装半导体元件的大量岛部52。
[0231]
引线框架保持主体50包括用于吸住引线框架51的抽吸路径53、凹部72a、凹部72b和凹部72c，它们形成在由铁磁性材料形成的基体中。抽吸路径53沿z方向贯穿基体，抽吸路径53的上端是用于吸住引线框架51的抽吸孔。
[0232]
保持主体保持器70包括被集成为一体的凸部71a、凸部71b、凸部71c、磁体74和位置管控部77。保持主体保持器70包括贯穿内部的抽吸路径73，并且抽吸路径73连接至负压施加机构(真空泵、控制阀等)(未示出)。
[0233]
引线框架保持主体50的凹部72a、凹部72b和凹部72c与保持主体保持器70的凸部71a、凸部71b和凸部71c用作能够相互装配的定位机构。也就是说，如图15所示，在由保持主体保持器70保持引线框架保持主体50的情况下，保持主体保持器70能够无晃动地保持引线框架保持主体50，因为保持主体保持器70与引线框架保持主体50相互装配而相互限制。在本实施例中，设置有三组凸部、凹部和位置管控部，但是可以考虑定位精度、机械强度、空间余量、制造成本等在适当的位置设置适当的对数。
[0234]
本实施例的凸部71a至凸部71c、凹部72a至凹部72c以及位置管控部77a至位置管控部77c形成与第一实施例的凸部102a至凸部102c、凹部112a至凹部112c以及位置管控部117a至位置管控部117c类似的装配机构。
[0235]
也就是说，凸部71a至凸部71c的顶部连接至锥形表面，并且未进行装配的状态下的凸部71a至凸部71c的主体部分的最大外径被设置为大于凹部72a至凹部72c的内径。此外，由于在位置管控部77中还设置有连接至末端处的平坦表面的锥形表面78，所以能够吸收位置管控部77与引线框架保持主体50之间的位置偏离。
[0236]
因此，即使在将引线框架保持主体50附接至保持主体保持器70的情况下凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够通过装配机构的作用自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下进行附接。此外，凸部71的变形量落入凸部71可通过位置管控部77弹性变形的范围内，因此，即使意外的外力作用在凸部71上，也可以防止装配功能受损。
[0237]
在将引线框架保持主体50附接至保持主体保持器70的情况下，通过磁体74的磁力使引线框架保持主体50的基体受到吸引力，引线框架保持主体50由保持主体保持器70可拆卸地保持。注意，在本实施例中，用于利用磁力可拆卸地保持的机构并不限于该构造，例如，可以在引线框架保持主体中包括磁体，并且可以由铁磁性材料形成保持主体保持器。或者，可以在引线框架保持主体和保持主体保持器中的一个中包括第一磁体，可以在另一个中包括第二磁体，并且可以将第一磁体和第二磁体布置成使得彼此相反的磁极面向彼此。
[0238]
用于保持引线框架保持主体50的保持主体保持器70的保持力的强度被设置为在贴装操作时能够稳定地保持引线框架保持主体50但是在移除引线框架保持主体50的情况下不需要施加过大的外力的程度。此外，使用具有据此设定的磁力的磁体。原因是为了使用于更换引线框架保持主体50的附接和拆卸作业更容易，并且防止由于过大的外力而出现意
外的损坏。注意，使用永磁体作为磁体74，但是只要能够安装也可以使用电磁体。
[0239]
如图15所示，在本实施例的引线框架保持机构中，在引线框架保持主体50与保持主体保持器70之间布置有由弹性材料形成的柔性构件75。在图15的示例中，柔性构件75固定至保持主体保持器70的凹部，但是也可以固定至引线框架保持主体50，或者也可以被夹持在保持主体保持器70与引线框架保持主体50之间而不固定至保持主体保持器70或引线框架保持主体50。
[0240]
柔性构件75是环形构件，并且在从z方向的平面图中具有包围引线框架保持主体50的抽吸路径53的周围和保持主体保持器70的抽吸路径73的周围的圆形形状。注意，平面图中的环的形状不限于圆形，也可以是其他形状的环，但是从弹性变形的稳定性和再现性的角度来看，圆形是优选的。
[0241]
在利用上述程度的保持力由保持主体保持器70保持引线框架保持主体50的情况下，柔性构件75弹性变形以与引线框架保持主体50的下端面和保持主体保持器70的上端面两者紧密接触。换句话说，柔性构件75由能够利用上述程度的保持力容易地弹性变形的弹性材料形成，并且能够将抽吸路径53和抽吸路径73气密地连接(将两者连接以将大气密封在外)。柔性构件75可以包括例如橡胶、多孔树脂或磁性流体中的任一种材料。
[0242]
如图15所示，为了使用引线框架保持主体50保持引线框架(工件)，对抽吸路径抽真空，在抽吸孔处执行吸附。在本实施例中，由于插入有可弹性变形的柔性构件75，所以抽吸路径的气密性极好。在本实施例中，通过利用磁力的保持机构的保持力使柔性构件75弹性变形，并且该柔性构件与引线框架保持主体和保持主体保持器两者紧密接触以连接抽吸路径，因此不需要重复进行引线框架保持主体的附接调整。而且，在本实施例中，由于通过上述定位机构来固定引线框架保持主体与保持主体保持器的相对位置，所以在附接引线框架保持主体后，柔性构件75中不会出现不期望的扭曲，该扭曲会导致泄漏的发生。如果像本实施例那样使用柔性构件，则能够使抽真空时的气密性特别优异。
[0243]
如上所述，根据本实施例，即使装配机构的凸部和凹部的位置稍微未对准，也能够自动地进行对准，因此，可以在不需要过度负担来进行对准操作的情况下将引线框架保持主体附接至保持主体保持器。由于本变型例的装配机构不是抽吸路径的气密密封表面的一部分，所以即使在装配期间凸部的锥形表面在凹部的边缘或内表面上滑动而被磨损，抽吸路径中也不会发生泄漏。此外，即使有意外的外力起作用，也不会损害对于定位很重要的弹性变形的功能。
[0244]
[第三实施例]
[0245]
(吸附机构)
[0246]
接下来，将参考图22至图25描述用于拾取作为工件的半导体芯片的吸附机构。注意，在本实施例的芯片贴装机中，为每种类型的工件(半导体芯片)准备专用的夹头，选择与用于贴装的工件相对应的夹头并将其附接至夹头保持器以形成吸附机构。注意，将尽可能地省略与第一实施例共同的部分的详细描述。
[0247]
图22是吸附机构的透视图，该吸附机构包括夹头921、夹头保持器922和贴装臂923。夹头保持器922可拆卸地保持夹头921，图22示出了夹头921从夹头保持器922上拆卸下来的状态。
[0248]
贴装臂923包括用于使夹头921和夹头保持器922沿z方向移动的z方向致动器
9121。z方向致动器9121可以在控制单元的控制下执行z方向上的移动操作以及用于贴装的按压负载反馈控制。为了执行诸如拾取、放置和贴装半导体芯片911的操作，对z方向致动器9121进行操作以使夹头上升和下降。此时，通过按压负载反馈对z方向致动器的操作进行控制，使得不会施加等于或大于预定负载的力并且半导体芯片911不会变形或损坏。
[0249]
图23是通过沿着图22所示的弯曲线b-b(即，通过凸部9102c、抽吸路径9108和凸部9102a的路线)剖开夹头921和夹头保持器922而获得的示意性剖视图。图25是从z方向观察的夹头921和夹头保持器922的俯视图。
[0250]
夹头921包括夹头底座9103、凸部9102a、凸部9102b、凸部9102c、支承表面9104a、支承表面9104b、支承表面9104c和工件吸附部9106作为部件，这些部件被集成为一体。夹头921包括穿透内部的抽吸路径9108，并且用于吸住半导体芯片911的抽吸孔9109布置在抽吸路径9108的下端。
[0251]
夹头保持器922包括凹部9112a、凹部9112b、凹部9112c、磁体9113、支承表面9114a、支承表面9114b和支承表面9114c作为部件，这些部件被集成为一体。夹头保持器922包括贯穿内部的抽吸路径9116，并且抽吸路径116连接至负压施加机构(真空泵、控制阀等)(未示出)。
[0252]
夹头保持器922的磁体9113与夹头底座9103布置成面向彼此，并且夹头底座9103由铁磁性材料形成。为了将夹头921附接至夹头保持器922，利用磁体9113的磁力吸引夹头底座9103，由夹头保持器922可拆卸地保持夹头921。注意，在本实施例中，用于利用磁力可拆卸地保持夹头的机构并不限于该构造，例如，可以在夹头中包括磁体并且可以由铁磁性材料形成夹头保持器。或者，可以在夹头和夹头保持器中的一个中包括第一磁体，可以在另一个中包括第二磁体，并且可以将第一磁体和第二磁体布置成使得相反的磁极面向彼此。
[0253]
将用于通过夹头保持器保持夹头的保持力的强度设定为能够在一系列贴装操作期间稳定地保持夹头但是不需要施加过大的外力来移除夹头的程度，并且使用具有据此设定的磁力的磁体。原因是为了使得用于更换夹头的附接和拆卸作业更容易，并防止由于过大的外力而出现意外的损坏。
[0254]
如图25所示，磁体9113以包围抽吸路径9116的周围的方式对称地布置，使得必要的保持力均匀地施加至夹头和夹头保持器的每个部分。但是，只要能均匀地施加必要的保持力，也可以通过这种方法之外的方法来布置磁体。注意，使用永磁体作为磁体9113，但是只要能够安装也可以使用电磁体。
[0255]
在本实施例的吸附机构中，在夹头921与夹头保持器922之间布置有能够弹性变形的柔性构件9115。在图23的示例中，柔性构件9115固定至夹头保持器922的凹部，但是也可以固定至夹头921，或者可以被夹持在夹头保持器922与夹头921之间而不固定至夹头保持器922或夹头921。
[0256]
如图25所示，柔性构件9115是环形构件，并且在从z方向的平面图中具有包围夹头921的抽吸路径9108的周围和夹头保持器922的抽吸路径9116的周围的圆形形状。注意，平面图中的环的形状不限于圆形，也可以是其他形状的环，但是从弹性变形的稳定性和再现性的角度来看，对称形状是优选的，并且特别地，圆形是优选的。
[0257]
在夹头921由夹头保持器922使用不需要过大的外力来移除的程度的保持力保持的情况下，柔性构件9115弹性变形以便与夹头921的上端面和夹头保持器922的下端面两者
紧密接触。换句话说，柔性构件9115由能够利用上述程度的保持力容易地弹性变形的材料形成，并且能够将抽吸路径9108和抽吸路径9116气密地连接(将两者连接以将大气密封在外)。因此，柔性构件9115可以包括例如橡胶、多孔树脂或磁性流体中的任一种材料。优选地，环形柔性构件9115围绕抽吸路径9116同心地布置。原因是因为即使使用较弱的吸力柔性构件9115也能够沿抽吸方向均匀地弹性变形。
[0258]
(用于附接夹头的方法)
[0259]
接下来，将参考图24a至图24c以及图25描述用于将夹头921附接至夹头保持器922的方法。
[0260]
图24a至图24c是通过沿图22所示的弯曲线b-b(即通过凸部102c、抽吸路径9108和凸部9102a的路线)剖开夹头921和夹头保持器922而获得的示意性剖视图。为了便于说明，各部分的尺寸和形状以非等比例示出。
[0261]
图24a示出了夹头921被附接至夹头保持器922之前的状态，图24b示出了夹头921被附接至夹头保持器922(由夹头保持器922保持)的状态。图24c示出了被夹头保持器922保持的夹头921吸附半导体芯片911的状态。
[0262]
夹头921的凸部9102a、凸部9102b和凸部9102c以及夹头保持器922的凹部9112a、凹部9112b和凹部9112c用作能够相互装配的定位机构。也就是说，如图24b所示，夹头保持器922能够无晃动地保持夹头921，因为为了保持夹头921，夹头保持器922和夹头921相互装配而相互限制。在本实施例中，设置有三对凸部和凹部，但是可以考虑定位精度、机械强度、空间余量、制造成本等设置适当的对数。然而，为了使保持时的朝向稳定，定位机构理想地围绕抽吸路径对称布置。
[0263]
夹头保持器922中所包括的磁体9113(磁体)和夹头921中所包括的夹头底座9103(铁磁性材料)用作通过磁力将夹头可拆卸地保持在夹头保持器中的保持装置。也就是说，响应于使夹头921与夹头保持器922对准并靠近，通过磁体9113的磁力吸引夹头底座9103，并且由夹头保持器922保持夹头921。为了更换夹头，可以通过施加比磁体的吸引力(保持装置的保持力)更大的外力从夹头保持器上拆下夹头。
[0264]
磁体的吸引力(保持装置的保持力)需要被设定至足够强的强度，以防止夹头响应于抽吸、拾取和传送如图24c所示的半导体芯片911(工件)由于重量或惯性力而晃动。但是，磁体的吸引力(保持装置的保持力)不一定越强越好，优选将该吸引力设定在不需要过大的外力来从夹头底座移除夹头的范围内。
[0265]
如图24b所示，磁体9113与夹头底座9103之间的位置关系理想地被设定为使得在夹头保持器922保持夹头921的情况下，磁体9113与夹头底座9103隔着微小间隔面向彼此。原因是因为如果使磁体9113与夹头底座9103处于相互接触的位置关系，磁体9113可能会响应于夹头的附接和拆卸而发生磨损。
[0266]
因此，在附接有夹头的情况下，如图24b所示，夹头保持器922的下表面和夹头底座9103的上表面分开距离l2。通过确保距离l2作为间隙，可以实现磁体9113和夹头底座9103不相互接触的位置关系。为了确保距离l2，在比夹头底座9103的上表面高的位置设置有夹头921的支承表面9104a、支承表面9104b和支承表面9104c。在附接时，使夹头921的支承表面9104a、支承表面9104b和支承表面9104c与夹头保持器922的支承表面9114a、支承表面9114b和支承表面9114c接触。
[0267]
注意，在本实施例中，如图22及图25所示，三对夹头侧支承表面和夹头保持器侧支承表面以等角度和等距的方式围绕抽吸路径布置。但是，本发明的实施例不限于此，可以考虑定位精度、机械强度、空间余量、制造成本等设置适当数量和形状的夹头侧支承表面和夹头保持器侧支承表面。此外，为了确保距离l2，在本实施例中，支承表面9104a至支承表面9104c从夹头底座9103的上表面突出，但是夹头保持器922的支承表面9114a至支承表面9114c可以从夹头保持器922的下表面突出。此外，支承表面不必安装在定位机构(凸部9102a至凸部9102c、凹部9112a至凹部9112c)附近，也可以布置在较远的位置。
[0268]
接下来，将描述柔性构件9115。柔性构件9115是用于在由夹头保持器922通过磁力保持夹头921的情况下将夹头921的抽吸孔9109(抽吸路径9108)与夹头保持器922的抽吸路径9116气密地连接的构件。
[0269]
本实施例的柔性构件9115包括基部和环形倾斜表面，所述基部与设置在夹头保持器922中的环形凹槽装配，所述环形倾斜表面的一端以相对于z方向倾斜的方式连接至所述基部。环形倾斜表面倾斜的方向被设定为使得圆的末端朝向夹头打开，即，如图24b所示，与夹头接触一侧的内径d1(圆直径)比夹头保持器一侧的内径d2(圆直径)大。换句话说，环形倾斜表面沿以下方向倾斜：连接至基部的一侧(图24b的示例中的夹头底座侧)的内径d2较小、未连接至基部的相反的末端侧的内径d1较大。
[0270]
在夹头未附接至夹头保持器922的情况下，如图24a所示，夹头921从夹头保持器922的下表面沿z方向突出l1。这里，l1被设定为大于上述l2。
[0271]
响应于将夹头921附接至夹头保持器922，如图24b所示，柔性构件9115由于保持装置的保持力而弹性变形。也就是说，倾斜表面从夹头保持器922的下表面沿z方向突出l2，并且其下端变形以便与夹头底座9103的上表面紧密接触。此外，通过保持装置的保持力使柔性构件9115的上表面与夹头保持器922紧密接触。由于弹性变形，倾斜表面相对于z方向的倾斜度更大，内径d1大于夹头921被附接之前的内径。
[0272]
与夹头保持器922和夹头921两者紧密接触的柔性构件9115形成气密连接部，该气密连接部连接夹头921的抽吸路径9116(抽吸孔9109)和夹头保持器922的抽吸路径9116，以将大气密封在外。
[0273]
如图24c所示，为了使用夹头921保持半导体芯片911(工件)，对抽吸路径抽真空，在抽吸孔9109处执行吸附。在本实施例中，由于插入有可弹性变形的柔性构件9115，所以抽吸路径的气密性极好。在使刚性的夹头和夹头保持器直接相互接触以连接抽吸路径的传统方法中，可能会从微小间隙发生空气泄漏，并且为了附接夹头需要重复进行附接调整。另一方面，在本实施例中，通过利用磁力的保持机构的保持力使柔性构件9115弹性变形，并且该柔性构件与夹头和夹头保持器两者紧密接触以连接抽吸路径，因此不需要重复进行夹头的附接调整。而且，在本实施例中，由于通过上述定位机构来固定夹头与夹头保持器的相对位置，因此在附接夹头后，柔性构件9115中不会出现不期望的扭曲，该扭曲会导致泄漏的发生。此外，根据本实施例，可以使用小且轻的结构来实现泄漏的发生。小且轻的结构使得能够进行先进的位置控制。
[0274]
注意，为了实施本发明，例如，也可以使用具有圆形切割面的甜甜圈形状的柔性构件。然而，在本实施例中，由于柔性构件9115包括如上所述的基部和倾斜表面，所以在对抽吸路径抽真空时的密封性能可以特别优异。也就是说，由于在对抽吸路径抽真空时产生的
内部和外部之间的压力差，基部的上表面和侧表面被更强有力地压靠在夹头保持器的凹槽上，并且与基部相反的倾斜表面的末端被更强有力地压靠在夹头的上表面上。如上所述，在本实施例的柔性构件中，不仅柔性构件通过利用磁力的保持力紧密接触，而且大气压力起作用使得气密性进一步提高，因此在抽真空时的密封性能特别优异。
[0275]
[第四实施例]
[0276]
下面将参考附图描述本发明的第四实施例。但是，将尽可能地省略与第三实施例共同的部分的详细描述。
[0277]
根据第四实施例的芯片贴装机也包括晶圆支撑装置、夹头、夹头保持器、贴装臂、传送部、供应部照相机、岛部照相机、控制单元等元件。在根据第四实施例的芯片贴装机中，拾取半导体芯片的吸附机构可以具有与第三实施例类似或不同的构造，但是保持引线框架的引线框架保持机构具有与第三实施例不同的构造。
[0278]
在第三实施例的引线框架保持机构中，引线框架保持主体940包括轨道部940b，以便能够管控引线框架941的位置。然而，由于考虑到引线框架的尺寸公差需要确保一定程度的间隙，所以引线框架941的位置可能会微微波动。
[0279]
因此，在第四实施例中，通过设置在引线框架保持主体中的抽吸孔来吸附引线框架，从而能够容易无晃动地保持引线框架。此外，引线框架保持主体由保持主体保持器通过磁力保持，引线框架保持主体的抽吸路径和保持主体保持器的抽吸路径通过能够气密地连接的柔性构件连接。为了根据待处理的引线框架的类型更换引线框架保持主体，可以在消除泄漏的同时将引线框架保持主体附接至保持主体保持器，而不需要过度的负担来进行附接调整作业。
[0280]
也就是说，根据第四实施例的芯片贴装机是一种半导体制造装置，其中，保持主体保持器(工具保持器)通过磁力可拆卸地保持构造成吸附引线框架(工件)的引线框架保持主体(工具)，并且该半导体制造装置包括柔性构件，抽吸路径能够通过该柔性构件气密地连接。
[0281]
在根据第四实施例的芯片贴装机中，为每种类型的引线框架准备专用的引线框架保持主体。为了进行贴装，选择与引线框架的类型相对应的引线框架保持主体，并将其附接至保持主体保持器以形成引线框架保持机构。
[0282]
图26是用于描述根据第四实施例的芯片贴装机的保持主体保持器能够保持多种形式的引线框架保持主体的示意性平面图。图27示意性地示出了第四实施例的引线框架保持机构的横截面，是沿着穿过图26所示的凸部971a和凸部971c的线截取的yz剖视图。
[0283]
图26示意性地示出了由本实施例的芯片贴装机处理的大尺寸引线框架951和小尺寸引线框架961。预先准备好大尺寸引线框架951专用的引线框架保持主体950和小尺寸引线框架961专用的引线框架保持主体960。为了进行芯片贴装操作，选择与引线框架相对应的引线框架保持主体并将其附接至保持主体保持器970。注意，为了便于描述，在图26中仅示出了引线框架保持主体950和引线框架保持主体960这两种引线框架保持主体，但是可以附接至该芯片贴装机的引线框架保持主体并不限于这两种。
[0284]
图27示出了引线框架保持主体950被附接至保持主体保持器970并且引线框架951被吸附至引线框架保持主体950的状态。注意，在引线框架951上布置有用于贴装半导体元件的大量岛部952。
[0285]
引线框架保持主体950包括用于吸住引线框架951的抽吸路径953、凹部972a、凹部972b和凹部972c，它们形成在由铁磁性材料形成的基体中。抽吸路径953沿z方向贯穿基体，抽吸路径953的上端是用于吸住引线框架951的抽吸孔。
[0286]
保持主体保持器970包括被集成为一体的凸部971a、凸部971b、凸部971c和磁体974。保持主体保持器970包括贯穿内部的抽吸路径973，并且抽吸路径973连接至负压施加机构(真空泵、控制阀等)(未示出)。
[0287]
引线框架保持主体950的凹部972a、凹部972b和凹部972c与保持主体保持器970的凸部971a、凸部971b和凸部971c用作能够相互装配的定位机构。也就是说，如图27所示，在由保持主体保持器970保持引线框架保持主体950的情况下，保持主体保持器970能够无晃动地保持引线框架保持主体950，因为保持主体保持器970与引线框架保持主体950相互装配而相互限制。在本实施例中，设置有三对凸部和凹部，但是可以考虑定位精度、机械强度、空间余量、制造成本等在适当的位置设置适当的对数。
[0288]
在将引线框架保持主体950附接至保持主体保持器970的情况下，通过磁体974的磁力使引线框架保持主体950的基体受到吸引力，引线框架保持主体950由保持主体保持器970可拆卸地保持。注意，在本实施例中，用于利用磁力可拆卸地保持的机构并不限于该构造，例如，可以在引线框架保持主体中包括磁体，并且可以由铁磁性材料形成保持主体保持器。或者，可以在引线框架保持主体和保持主体保持器中的一个中包括第一磁体，可以在另一个中包括第二磁体，并且可以将第一磁体和第二磁体布置成使得彼此相反的磁极面向彼此。
[0289]
用于保持引线框架保持主体950的保持主体保持器970的保持力的强度被设定为在贴装操作时能够稳定地保持引线框架保持主体950但是在移除引线框架保持主体950的情况下不需要施加过大的外力的程度。此外，使用具有据此设定的磁力的磁体。原因是为了使用于更换引线框架保持主体950的附接和拆卸作业更容易，并且防止由于过大的外力而出现意外的损坏。注意，使用永磁体作为磁体974，但是只要能够安装也可以使用电磁体。
[0290]
如图27所示，在本实施例的引线框架保持机构中，在引线框架保持主体950与保持主体保持器970之间布置有由弹性材料形成的柔性构件975。在图27的示例中，柔性构件975固定至保持主体保持器970的凹部，但是可以固定至引线框架保持主体950，或者可以被夹持在保持主体保持器970与引线框架保持主体950之间而不固定至保持主体保持器970或引线框架保持主体950。
[0291]
柔性构件975是环形构件，并且在从z方向的平面图中具有包围引线框架保持主体950的抽吸路径953的周围和保持主体保持器970的抽吸路径973的周围的圆形形状。注意，平面图中的环的形状不限于圆形，也可以是其他形状的环，但是从弹性变形的稳定性和再现性的角度来看，圆形是优选的。
[0292]
在利用上述程度的保持力由保持主体保持器970保持引线框架保持主体950的情况下，柔性构件975弹性变形以与引线框架保持主体950的下端面和保持主体保持器970的上端面两者紧密接触。换句话说，柔性构件975由能够利用上述程度的保持力容易地弹性变形的弹性材料形成，并且能够将抽吸路径953和抽吸路径973气密地连接(将两者连接以将大气密封在外)。柔性构件975可以包括例如橡胶、多孔树脂或磁性流体中的任一种材料。
[0293]
如图27所示，为了使用引线框架保持主体950保持引线框架(工件)，对抽吸路径抽
真空，在抽吸孔处执行吸附。在本实施例中，由于插入有可弹性变形的柔性构件975，所以抽吸路径的气密性极好。在本实施例中，通过利用磁力的保持机构的保持力使柔性构件975弹性变形，并且该柔性构件与引线框架保持主体和保持主体保持器两者紧密接触以连接抽吸路径，因此不需要重复进行引线框架保持主体的附接调整。而且，在本实施例中，由于通过上述定位机构来固定引线框架保持主体与保持主体保持器的相对位置，所以在附接引线框架保持主体后，柔性构件975中不会出现不期望的扭曲，该扭曲会导致泄漏的发生。如果像本实施例那样使用柔性构件，则能够使抽真空时的气密性特别优异。
[0294]
[其他实施例]
[0295]
注意，本发明不限于上述实施例及变型例，可以在本发明的技术构思的范围内进行多种变形。此外，在实施例中所描述的效果仅仅列举了由本发明产生的最合适的效果，根据本发明的效果不限于实施例中所描述的那些效果。
[0296]
例如，芯片贴装机可以包括如第一实施例中的半导体元件的吸附机构和如第二实施例中的引线框架的吸附机构两者。此外，例如，芯片贴装机可以包括如第三实施例中的半导体元件的吸附机构和如第四实施例中的引线框架的吸附机构两者。
[0297]
此外，在第一实施例中，作为限定夹头和夹头保持器的相对位置的定位机构，夹头包括凸部，夹头保持器包括凹部，但是相反地，夹头可以包括凹部，夹头保持器可以包括凸部。或者，可以在夹头和夹头保持器上均布置凸部和凹部。根据凸部和凹部的布置，可以将位置管控部布置在夹头和夹头保持器中的任一个或两个上。
[0298]
另外，在第二实施例中，作为限定引线框架保持主体与保持主体保持器的相对位置的定位机构，保持主体保持器包括凸部，引线框架保持主体包括凹部，但是相反地，保持主体保持器可以包括凹部，引线框架保持主体可以包括凸部。或者，可以在引线框架保持主体和保持主体保持器上均布置凸部和凹部。根据凸部和凹部的布置，可以将位置管控部布置在夹头和夹头保持器中的任一个或两个上。
[0299]
此外，在实施例中，锥形表面包括在由弹性材料形成的凸部中，但是锥形表面也可以包括在凹部中。也就是说，只要能够形成在凸部插入凹部的情况下沿消除未对准的方向起作用的滑动表面，可以仅在凸部中包括锥形表面，仅在凹部中包括锥形表面，或者在凸部和凹部中均包括锥形表面。
[0300]
此外，在第三实施例中，作为限定夹头和夹头保持器的相对位置的定位机构，夹头包括凸部，夹头保持器包括凹部，但是相反地，夹头可以包括凹部，夹头保持器可以包括凸部。
[0301]
另外，在第四实施例中，作为限定引线框架保持主体与保持主体保持器的相对位置的定位机构，保持主体保持器包括凸部，引线框架保持主体包括凹部，但是相反地，保持主体保持器可以包括凹部，引线框架保持主体可以包括凸部。
[0302]
此外，由夹头吸附的工件不限于半导体元件(半导体芯片)，可以是诸如电阻元件或电容器的电子部件。除了将半导体芯片进行芯片贴装的用于制造半导体的方法之外，根据本发明的芯片贴装机还可以广泛地应用于用于制造在电路板等上安装电子部件等的物品的方法。
[0303]
工业实用性
[0304]
本发明可以广泛实施于用于对半导体芯片进行芯片贴装的装置、在电路板等上安
装电子部件等的装置等。
[0305]
本发明不限于上述实施例，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变和变型。因此，为了公开本发明的范围，附上以下权利要求。
[0306]
附图标记列表
[0307]
11 半导体芯片
[0308]
14 晶圆支撑装置
[0309]
21 夹头
[0310]
22 夹头保持器
[0311]
24 传送部
[0312]
40 引线框架保持主体
[0313]
41 引线框架
[0314]
50 引线框架保持主体
[0315]
51 引线框架
[0316]
53 抽吸路径
[0317]
60 引线框架保持主体
[0318]
61 引线框架
[0319]
70 保持主体保持器
[0320]
71a、71b、71c凸部
[0321]
72a、72b、72c凹部
[0322]
73 抽吸路径
[0323]
74 磁体
[0324]
75 柔性构件
[0325]
77 位置管控部
[0326]
100 芯片贴装机
[0327]
102a、102b、102c凸部
[0328]
103夹头底座
[0329]
105a、105b、105c狭缝
[0330]
105k 凹槽
[0331]
107 锥形表面
[0332]
108 抽吸路径
[0333]
109 抽吸孔
[0334]
112a、112b、112c凹部
[0335]
113 磁体
[0336]
115 柔性构件
[0337]
116 抽吸路径
[0338]
117a、117b、117c位置管控部
[0339]
118 锥形表面
[0340]
200 控制单元