CN100356540C - 电子元件安装设备及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子元件安装设备，其中可以通过简化一安装头的结构来提供高速操作，并且可以通过取消使用安装头进行涂敷处理，来提升工作效率。在该电子元件安装设备中，在凸块形成表面朝上的状态下，助熔剂被涂敷在芯片上，其中芯片被提供至电子元件供给单元。芯片被安装在衬底上。支承头接收由安装头从粘性板提取的芯片，并且相对于其上展开助熔剂的一工作台而被倒置。因此，芯片的凸块被助熔剂所覆盖，并且被平整，而在支承头被返回原始工作台后，安装头提取在该工作台上的芯片并且将其安装在衬底上。

Description

电子元件安装设备及其安装方法
技术领域
本发明是涉及一种电子元件安装设备，以用于在衬底上安装电子元件，以及涉及一种电子元件安装方法。
背景技术
当在使用中时，电子元件安装设备会使用一个安装头，反复地进行安装操作，以稳固地将电子元件供给单元所提供的电子元件安装于衬底上。在这样提供的电子元件中，在其表面上形成作为连接用凸出电极的凸块的一个电子元件，例如倒装芯片(flip chip)，一般供给为其凸块形成表面朝上。
这样的电子元件是利用一个特别的拾取装置来从电子元件供给单元提取出来的，其中此拾取装置具有一反转机构，并且该电子元件被倒置和支承为凸块向下。用于将电子元件安装在衬底上的安装头会在倒置状态中接收电子元件，并且在助熔剂转移台执行操作，使得助熔剂发生转移并被提供至凸块。然后，安装头被移动至衬底，随后电子元件被安装于其上。
传统电子元件安装设备被设计成，用于将电子元件安装在衬底上的安装头也作为一个工作头来使用，以执行助熔剂转移操作。而且，由于在助熔剂转移操作期间，也经常执行一平整操作，以通过将凸块的下端压向一平面来形成电子元件上的凸块，该安装头也要求一个用于执行平整处理的机构。因此，由于安装头的强度必须增加，以承受压力所施加的张力，因此安装头的结构可以被简化的程度以及其所能减少的重量都是相当有限的，并且会阻止安装操作速度的增加。
此外，即使在不需要平整处理的情况下，助熔剂转移操作和安装操作假设是连续地由相同的安装头来加以执行。因此，从电子元件被提取到其被安装在衬底上所需工时会有所延迟，而造成难以改善整体的工作效率。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种电子元件安装设备，以及一种电子元件安装方法，其取消使用安装头来进行粘性材料施加的操作，因此可以改进工作效率。
根据本发明的第一方面，一个电子元件安装设备，其用于向多个凸出电极施加粘性液体，该凸出电极形成于电子元件的凸出电极形成表面，并且用于将电子元件安装在一工件上，该电子元件安装设备包括：
一粘性液体供应单元，用于供应该粘性液体，在平整工作台上该粘性液体被展开并且被均匀分布；
一配置单元，用于配置电子元件于均匀分布的粘性液体上，而凸出电极持续接触于该粘性液体；
一安装单元，具有一安装头，该安装头包括一安装喷嘴，以用于电子元件的真空夹持(vacuum chucking)，该安装单元用于利用安装喷嘴提取配置在该粘性液体上的电子元件，并且用于将电子元件安装于一工件上；
一电子元件识别单元，具有一照相机，该照相机用于获得安装喷嘴所支承的电子元件的图像，而该电子元件识别单元用于利用照相机所获得的图像以辨认电子元件的位置；以及
一安装控制器，用于根据电子元件识别单元所获得的识别结果，来控制该安装单元，并且用于将由安装喷嘴支承的电子元件定位在工件上。
根据本发明的第二方面，该第一方面的电子元件安装设备还包括：
一涂刷器，用于展开并且平整粘性液体于工作台上。
根据本发明的第三方面，在该第一或第二方面的电子元件安装设备中，该配置单元包括：
一支承头，用于从背面支承该电子元件，而该凸出电极形成表面朝上；
其中相对于该工作台，该支承头被垂直地倒置，并且由该支承头支承的电子元件被置于该粘性液体上。
根据本发明的第四方面，该第三方面的电子元件安装设备还包括：
一电子元件供给单元，用于供给该电子元件，而该凸出电极形成表面朝上，
其中，通过利用该安装头的安装喷嘴，从该电子元件供给单元取得该电子元件，并且其被传送至该支承头。
根据本发明的第五方面，该第三方面的电子元件安装设备还包括：
一电子元件供给单元，用于供给一电子元件，而该凸出电极形成表面朝上；以及
一拾取单元，用于利用一拾取头的拾取喷嘴以从该电子元件供给单元获取该电子元件，并且用于传送该电子元件至该支承头。
根据本发明的第六方面，该第一方面的电子元件安装设备还包括：
一电子元件供给单元，用于供给一电子元件，而该凸出电极形成表面朝下，
其中该配置单元包括
一拾取头，用于通过利用一拾取喷嘴真空夹持电子元件的反面，以从该电子元件供给单元获取该电子元件，并且用于将该电子元件置于该粘性液体上。
根据本发明的第七方面，一电子元件安装方法，用于向形成于一电子元件的一凸出电极形成表面的多个凸出电极施加粘性液体，并且用于将该电子元件安装于工件上，该方法包括：
一液面平整步骤，用于在一平工作台上来展开并平整该粘性液体；
一配置步骤，用于将该电子元件配置在该粘性液体上，其中该粘性液体具有一平坦的液面，而该凸出电极接触该粘性液体；
一提取步骤，用于通过利用该安装头的安装喷嘴进行的真空夹持，将该电子元件与该粘性液体分离；
一元件识别步骤，用于使用一照相机来获得该电子元件的图像，该电子元件由该安装喷嘴来加以支承，并且用于使用该获得的图像来辨认该电子元件的位置；以及
一安装步骤，用于根据在该元件识别步骤中所获得的识别结果，来移动该安装头以将该电子元件定位在工件上，并且用于将该电子元件安装在工件上。
根据本发明的第八方面，对于第七方面的电子元件安装方法，在液面平整步骤中，利用涂刷器在该工作台上展开该粘性液体并使其水平。
根据本发明的第九方面，对于第七方面的电子元件安装方法，在配置步骤中，用于真空夹持该电子元件反面并使得该凸出电极形成表面朝上的该支承头相对于该工作台被垂直地倒置，从而该支承头所支承的电子元件可以被置于具有平坦液面的粘性液体上。
根据本发明的第十方面，第九方面的该电子元件安装方法还包括：
一步骤，其使用该安装头，以从该电子元件供给单元获取并移动该电子元件，并且在该凸出电极形成表面朝上的状态下供给该电子元件并将其转移至该支承头。
根据本发明的第十一方面，第九方面的电子元件安装方法包括：
一步骤，其使用一拾取头的拾取喷嘴，以从该电子元件供给单元拾取并移动该电子元件，并且在该凸出电极形成表面朝上的状态下供给该电子元件并将其转移至该支承头。
根据本发明的第十二方面，对于第七方面的电子元件安装方法，在配置步骤中，在该电子元件的反面由该拾取头来真空夹持的状态下，该电子元件与该电子元件供给单元分离，其中该电子元件供给单元用于供给该电子元件，而该凸出电极形成表面朝下。然后，由该拾取头支承的电子元件被置于具有该平坦液面的粘性液体上。
根据本发明，由于从该电子元件供给单元获得的该电子元件被置于被展开于一平工作台上的粘性液体上，利用粘性液体对凸块的涂敷(coating)就完成了，并且通过利用该安装头，该电子元件就从该粘性液体被移除并被安装在该工件上。因此，就可取消利用该安装头施加该粘性液体的程序，并且可以改善工件的工作效率。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的平面图；
图2为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的侧视剖面图；
图3为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的侧视剖面图；
图4为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的反转单元的透视图；
图5A和5B为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的反转单元的操作说明图；
图6A至6E为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的反转单元的操作说明图；
图7为示出本发明的第一实施例的电子元件安装设备的控制系统的配置方块图；
图8为示出本发明的第一实施例的电子元件安装设备的处理功能的功能方块图；
图9为示出本发明的第一实施例的电子元件安装方法的时序图；
图10A和10B为本发明的第一实施例的电子元件安装方法的步骤说明图；
图11A和11B为示出本发明的第一实施例的电子元件安装方法的步骤的示图；
图12A和12B为示出本发明的第一实施例的电子元件安装方法的步骤的示图；
图13A和13B为示出本发明的第一实施例的电子元件安装方法的步骤的示图；
图14A至14E为本发明的第一实施例的衬底的平面图，在该衬底上将安装该电子元件；
图15为本发明的第二实施例的电子元件安装设备的平面图；
图16为本发明的第二实施例的电子元件安装设备的侧视剖面图；
图17为本发明的第二实施例的电子元件安装设备的平面剖面图；
图18为示出本发明的第二实施例的电子元件安装设备的控制系统的配置方块图；
图19为示出本发明的第二实施例的电子元件安装设备的处理功能的功能方块图；
图20为示出本发明的第二实施例的电子元件安装方法的时序图；
图21A和21B为本发明的第二实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图；
图22A和22B为本发明的第二实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图；
图23A和23B为本发明的第二实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图；
图24A和24B为本发明的第二实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图；
图25为本发明的第三实施例的电子元件安装设备的平面剖面图；以及
图26A和26B为本发明的第三实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图。
附图中，附图标记2是指电子元件供给单元；6是指芯片；10是指衬底支架；10A是指第一衬底支承机构；10B是指第二衬底支承机构；15是指第三照相机；16是指衬底；16a是指电子元件安装位置；17是指反转单元；30是指中心梁；31是指第一梁；32是指第二梁；33是指安装头；33a是指喷嘴；34是指第一照相机；35是指第二照相机；36是指拾取头；36a是指喷嘴；54d是指拾取控制器；54e是指安装控制器；55是指第一识别处理器；56是指第二识别处理器；57是指第三识别处理器；74是指支承头；74a是指芯片支架；80是指助熔剂；以及83是指涂刷单元。
具体实施方式
(第一实施例)
图1为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的平面图。图2为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的侧视剖面图。图3为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的平面剖面图。图4为本发明的第一实施例的电子元件安装设备的反转单元的示意图。图5A，5B和图6A至6E为在本发明的第一实施例的电子元件安装设备的反转单元期间的元件移动的说明图。图7为示出本发明的第一实施例的电子元件安装设备的控制系统的配置方块图。图8为示出本发明的第一实施例的电子元件安装设备所执行功能的功能方块图。图9为示出本发明的第一实施例的电子元件安装方法的时序图。图10A至10B、图11A至11B、图12A至12B，以及图13A至13B为本发明的第一实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图。图14A至14E为本发明的第一实施例的衬底的平面图，在该衬底上将安装一电子元件。
参照图1，2和3，以下将描述电子元件安装设备的整体配置。图2是沿图1中线A-A的剖面图，而图3是沿图2中线B-B的剖面图。在图1中，一电子元件供给单元2被配置在一基座砧台1上。如图2和3所示，电子元件供给单元2包括一个夹具支架(夹具支承部件)3，并且该夹具支架3可分离地支承一个夹具4，而粘性板5被连接于夹具4。
当被分离以形成芯片段时，半导体芯片(下文简称为芯片)6，作为一个电子元件，被结合于粘性板5。多个凸块6a(参见图5A)，作为凸出电极，形成于芯片6的上表面，并且当夹具4被夹具支架3支承时，在凸块形成表面(凸出电极形成表面)朝上时，电子元件供给单元2供给芯片6。
如图2所示，排出器8位于由夹具支架3所支承的粘性板5的下方，其中排出器XY台7水平地移动排出器8。排出器8包括一接脚提升机构，用于上升或降下用于提升芯片的排出器接脚(未显示)。当利用安装头将芯片6从粘性板5拾取时，排出器接脚将芯片6从粘性板5下向上驱动，并且从粘性板5移去该芯片。排出器8是一个粘性板剥除机构，用于将芯片6从粘性板5剥去。
如图3所示，在Y方向上，衬底支架10配置为离电子元件供给单元2有一段距离，其中电子元件供给单元2被置于基座砧台1的上表面。在X方向上的上游和下游，衬底支架10、衬底供给运输器12、衬底排序器11、衬底分程传递单元13以及衬底释放运输器14被依次配置。衬底供给运输器12从上游接收衬底16，并且将其传送至衬底排序器11。
衬底排序器11被设计为，使得通过滑动机构11b，排序器运输器11a可以在Y方向上滑动。衬底排序器11有选择性地排序衬底16(工件)，其中衬底16被衬底供给运输器12供给至衬底支架10的二个衬底支承机构，以下将对此进行描述。衬底支架10包括一第一衬底支承机构10A以及一第二衬底支承机构10B，并且稳固地将衬底16安置在一安装位置上，其中衬底16由衬底排序器11加以排序。
除了衬底排序器11之外，衬底分程传递单元13被设计为，使得滑动机构13b可以让分程传递运输器13a在Y方向上滑动。通过选择性地将分程传递运输器13a连接至第一衬底支承机构10A，或者第二衬底支承机构10B，衬底分程传递单元13就接收被处理过的衬底16，并且将这个衬底16传送至衬底释放运输器14。随后，衬底释放运输器14向下释放所接收的衬底16。
在图1中，第一Y轴基座20A和第二Y轴基座20B被纵向配置在Y方向上，其中Y方向垂直于在其上传送衬底16的方向(X方向)。在第一Y轴基座20A和第二Y轴基座20B的顶表面，平行Y方向导轨21被分别纵向布置于设备的整体长度，以使得这一对Y方向导轨21将电子元件供给单元2与衬底支架10夹在中间。
三个梁元件，第一梁31、中心梁30以及第二梁元件32在Y方向导轨21之间延伸，因此这些梁可以在Y方向上滑动，而它们的末端由Y方向导轨21支承。
螺帽元件23b从中心梁30的右端突出，而丝杠23a由Y轴电机22加以转动，其中螺帽元件23b接合于丝杠23a，而Y轴电机22水平地配置在第一Y轴基座20A上。当Y轴电机22被驱动时，中心梁20在Y方向上沿Y轴导轨21水平地移动。
类似的，螺帽元件25b和27b从第一梁31和第二梁32的左端突出，并且分别由螺帽元件25b和27b接合的丝杠25a和27a由Y轴电机24和26加以转动，而Y轴电机24和26被水平配置在第二Y轴基座20B上。当Y轴电机24和26是被驱动时，第一梁31和第二梁32在Y方向上沿Y轴导轨21水平地移动。
螺帽元件41b所耦合的安装头33被连接于中心梁30，而螺帽元件41b接合的丝杠41a由X轴电机40加以转动。当X轴电机40被驱动时，安装头33在X方向上沿X方向导轨42移动(参见图2)，其中X方向导轨42在X方向上配置于中心梁30的侧面。
安装头33包括多个(在本实施例中有四个)喷嘴33a，用于真空夹持芯片6，而当芯片6被喷嘴33a真空夹持时，安装头33可被移动。当Y轴电机22和X轴电机40被驱动时，在X方向或Y方向上，安装头33被水平移动，而在电子元件供给单元2上的芯片6就被拾取、支承，并被安装在由衬底支架10所支撑的衬底16上的电子元件安装位置16a。
该对Y方向导轨21、中心梁30、Y方向驱动机构(Y轴电机22、丝杠23a和螺帽元件23b)、以及X方向驱动机构(X轴电机40、丝杠41a和螺帽元件41b)构成一个安装头移动机构，其中Y方向驱动机构用于沿Y方向导轨21移动中心梁30，X方向驱动机构用于在电子元件供给单元2和衬底支架10之间移动安装头33。
第一照相机34被连接于第一梁31，而螺帽元件44b耦合于支承第一照相机34的托架34a。螺帽元件44b接合的丝杠44a由X轴电机43加以转动，并且当X轴电机43被驱动时，第一照相机34在X方向上沿X方向导轨45移动(参见图2)，其中X方向导轨45配置于第一梁31的侧面。
通过驱动Y轴电机24和X轴电机43，第一照相机34在X方向和Y方向上水平移动。因此，第一照相机34可以在衬底支架10上移动，以取得衬底16的图像，并且也可以从衬底支架10缩回，其中衬底16由衬底支架10的第一衬底支承机构10A和第二衬底支承机构10B加以支承。
该对Y方向导轨21、第一梁31、Y方向驱动机构(Y轴电机24、丝杠25a和螺帽元件25b)、以及X方向驱动机构(X轴电机43、丝杠电机44a和螺帽元件44b)，构成第一照相机移动机构，用于至少在衬底支架10上移动第一照相机34，其中Y方向驱动机构用于沿Y方向导轨21驱动第一梁31，X方向驱动机构用于沿X方向导轨45驱动第一照相机34。
第二照相机35被连接于第二梁32，而螺帽元件47b耦合于托架35a，以支承第二照相机35。由螺帽元件47b接合的丝杠47a由X轴电机46转动。当X轴电机46被驱动时，第二照相机35在X方向上沿X方向导轨48移动(参见图2)，其中X方向导轨48配置于第二梁32的侧面。
通过驱动Y轴电机26和X轴电机46，第二照相机35在X方向和Y方向上水平地移动。因此，第二照相机35可以在电子元件供给单元2之上移动，以取得芯片6的图像，并且也可以从电子元件供给单元2缩回，其中芯片6由电子元件供给单元2加以支承。
该对Y方向导轨21、第二梁32、Y方向驱动机构(Y轴电机26、丝杠27a和螺帽元件27b)、以及X方向驱动机构(X轴电机46、丝杠47a和螺帽元件47b)，构成第二照相机移动机构，用于至少在电子元件供给单元2上移动第二照相机，其中Y方向驱动机构用于沿Y方向导轨21移动第二梁32，X方向驱动机构用于沿X方向导轨48移动第二照相机35。
如图3所示，第三照相机15和反转单元17配置于电子元件供给单元2和衬底支架10之间。第三照相机15是一个线性照相机，而安装头33在第三照相机15的上方移动以获得芯片6的图像，其中在安装头33上芯片6是由喷嘴33a支承的。
参照图4、5和6，以下将描述反转单元17。在图4中，两个直立支柱72配置于水平基座元件70上，其中支柱72耦合于块状物71。反转台73由支柱72绕水平轴73a可旋转地支持，而反转执行器75耦合于轴73a。通过驱动反转执行器75，轴73a可被转动180°，而反转台73则被垂直倒置。
支承头74配置于反转台73上，而多个具有真空孔74b的芯片支架74a(电子元件支架)配置于支承头74上。当在芯片支架74a上芯片6被安装为其凸块形成表面朝上时，芯片6被芯片支架74a使用真空孔74b加以真空夹持。也就是说，芯片支架74a就从反面支承芯片6，而芯片6的凸块形成表面朝上(参见图5A)。
为了将芯片6转移至支承头74，由安装头33的喷嘴33a将芯片6从电子元件供给单元2拾取，并且安装在支承头74上，其中芯片支架74a朝上。因此，芯片支架74a在支承头74的布置被设定为与安装头33的喷嘴33a的布置相匹配。
两个直立滑动柱76配置于基座元件70上，而滑动器77绕滑动柱76装配，因此它们可以垂直地滑动。滑动器77耦合于升降台78，其中提升执行器84的杆84a耦合于升降台78。当提升执行器84被驱动时，升降台78就沿滑动柱76上下移动。
工作台79配置于升降台78的顶面，其为一个具有平底部79a的平底容器。如下所述，工作台79作为一个转移工作台，用于转移助熔剂80a，其中助溶剂80a是粘性液体，该粘性液体被提供于底部79a和芯片6上的凸块6a，以利用该材料涂敷它们，并且该工作台79作为一个平整工作台，在转移操作中，压向并且平整凸块6a的末端。工作台79也可作为一个配置工作台，以用于提供一个预定的芯片6列阵，其中在芯片6上已经转移并施加了助熔剂80，以使得由安装头33执行提取处理。
一个水平延伸的滑动柱81邻近于升降台78的侧面，其中一个滑块82沿滑动柱81水平往复运动。具有两个可垂直移位的涂刷器83a与83b(参见图6A至6E)的涂刷单元83安装于滑块82上，并且延伸为使得其可穿过工作台79之上。如下所述，涂刷器83a和83b分别作为助熔剂刮除涂刷器以及助熔剂展开涂刷器。
如图6A所示，助熔剂80被供给至底面79a上，而涂刷器83a就下降直到其接触到底部79a。然后，在如箭头a所示的方向上，涂刷单元83被水平移动，而在底面79a上助熔剂80被刮除至一边。在下个阶段中，如图6B所示，涂刷器83b被降下，直到在其末端和底面79a之间存在一个预定缝隙。然后，当维持缺口时，在如箭头b所示的方向上，涂刷单元83被水平移动，而涂刷器83b在底面上均匀地展开助熔剂80。
因此，具有平坦液面和预定厚度t的助熔剂膜80a就沉积底面79a上。从而，工作台79可用作一个粘性液体供应单元，以提供粘性助熔剂膜80a。作为非助熔剂80的粘性液体，可根据凸块6a的类型来使用粘结剂(树脂胶)。
当按如图5A所示的方式完成助熔剂膜80a的形成时，提升执行器84被驱动，以降低升降台78。因此，工作台79被下降至助熔剂80可以转移的位置。在这个状态中，如图5B所示，反转执行器75被驱动，以相对于工作台79倒置反转台73。通过这个反向操作，如图6C所示，支承头74以弓形下降方式降至工作台79上，其中助熔剂膜80a沉积于工作台79，而芯片6在芯片支架74a上被真空夹持。
如图6D所示，当在芯片6上的凸块6a接触工作台79的底面79a时，提升执行器84就施加一个用于向上驱动工作台79的负载F，该负载F下压底面79a并且平整凸块6a的下面，即凸块6a的末端是被平整并且被排列，以使得凸块6a的高度一致。因此，提升执行器84是一个加压机构，其通过使用工作台79施加压力，以在安装于支承头74上的芯片6上形成凸块6a。
随后，反转台73再次被倒置，而支承头74被返回至图4所示的原始位置。因此，如图6E所示，芯片6被配置在工作台79上，其凸块6a接触于助熔剂膜80a。在这种情况下，工作台79的大小取决于支承头74的大小，并且大到可以允许由芯片支架74a支承的芯片6被配置在助熔剂膜80a上。在工作台79上的芯片6阵列与安装头33上喷嘴33a的阵列相同。
支承头74、反转台73和反转执行器75构成配置装置，以均匀地和水平地将芯片6定位于助熔剂80上，其中支承头74用于支承具有朝上凸块形成表面的芯片6的反面；反转台73用于倒置支承头74；凸块6a与芯片6相接触。该配置装置相对于工作台79垂直倒置支承头74，并且将由支承头74支承的芯片6置于助熔剂80上。在配置芯片6的操作执行期间，当支承头74被倒置时，助熔剂80被转移至并涂敷凸块6a的末端。因此，利用助熔剂(粘性液体)进行的涂敷是在反转台73倒置支承头74的同时被执行的，通常该涂敷时由安装头74执行的。
当芯片6已经配置在工作台79上的助熔剂80上时，就由提升执行器84升起升降台78，并将工作台79置于分程传递高度。在这个状态中，在工作台79上的芯片6再次由安装头33上的喷嘴33a支承，并且安装在衬底支架10所支承的衬底16上。然后，在将安装头33移动至衬底16的期间内，正支承芯片6的安装头33在X方向上移动至第三照相机15的上方，而第三照相机15就获取由安装头33所支承的芯片6的图像。
因此，安装头33和安装头移动机构就构成安装设备，其具有下列功能。该安装设备包括安装头33，其中该安装头33具有用于真空夹持芯片6的喷嘴33a。安装头33从电子元件供给单元2拾取多个芯片6，并且将芯片6转移至支承头74。通过倒置支承头74，芯片6被配置于工作台79上的助熔剂80上，并且由通过安装头33的喷嘴33a施加的真空夹持加以提取。然后，由安装头33所支承的芯片6被安装在衬底16上。
参照图7，以下将描述电子元件安装设备的控制系统的配置。在图7中，机构驱动单元50包括：一电机驱动器，用于电驱动下列机构的电机；以及一控制装置，用于控制被提供给单个机构的气缸的空气压力。控制器54控制机构驱动单元50，以用于驱动以下元件。
X轴电机40和Y轴电机22驱动安装头移动机构以移动安装头33，X轴电机43和Y轴电机24驱动第一照相机移动机构以移动第一照相机34，以及X轴电机46和Y轴电机26驱动第二照相机移动机构以移动第二照相机35。
机构驱动单元50驱动用于升起安装头33的机构，以及用于使用喷嘴33a的元件真空夹持机构(参见图2)，并且也驱动执行器75以倒置反转单元17，驱动执行器84以提升工作台17，以及驱动用于提升排出器8的柱和用于驱动排出器XY台7的电机。另外，机构驱动单元50驱动衬底供给运输器12、衬底释放运输器14、衬底排序器11、衬底分程传递单元13、第一衬底支承机构10A以及第二衬底支承机构10B。
第一识别处理器55处理第一照相机34所获得的图像，并且辨认位于由衬底支架10支承的衬底16上的电子元件安装位置16a(参见图14A至14E)。电子元件安装位置16a表示电极16b在衬底16上的整体位置，其中芯片6上的凸块6a被连接于电极16b，并且这些位置可以通过图像识别检测出来。
第一识别处理器55也通过检测是否存在坏标志来执行衬底质量检查，其中坏标志是在先前步骤中提供给衬底16的每一电子元件安装位置16a。另外，第一识别处理器50也处理由第一照相机34获得的图像，以确定安装状态，例如位于电子元件安装位置16a的芯片6的位置位移。
第二识别处理器56处理由第二照相机35获得的图像，并且获得芯片6在电子元件供给单元2上的位置。第三识别处理器57处理由第三照相机15获得的图像，并且获得由安装头33支承的芯片6的位置。因此，第三识别处理器57用作电子元件识别装置，以根据由第三照相机15获得的图像，辨认芯片6的位置。
由第一识别处理器55、第二识别处理器56以及第三识别处理器57获得的结果被传送至控制器54。数据储存单元53存放有各种类型数据，例如，衬底检查结果和所获得的芯片6安装状态的检查结果。操作单元51是一个输入装置，例如键盘或鼠标，其用于输入数据以及控制命令。显示装置52显示由第一照相机34、第二照相机35和第三照相机15获得的图像，以及使用操作单元51的进行数据输入的引导信息。
参照图8，以下将描述电子元件安装设备的处理功能。在图8中，块54是表示图7的控制器54的处理功能。由第一照相机移动处理器54a、第二照相机移动处理器54b、反转单元操作处理器54c、拾取控制器54d和安装控制器54e执行的功能分别构成第一照相机移动控制装置、第二照相机移动控制装置、反转单元操作控制装置、拾取控制装置和安装控制装置。
在第一照相机移动处理器54a的控制下，第一照相机移动机构定位第一照相机34，以获得由衬底支架10所支承的衬底16的图像，并且将第一照相机34缩回至一不会干扰安装头33安装芯片6的位置。在这种情况下，在三个位置上获得衬底16的图像，该三个位置分别为：当供给衬底16时的坏标志供应位置、芯片6安装在衬底16上之前的电子元件安装位置16a，以及已经安装芯片6之后的电子元件安装位置16a。
在第二照相机移动处理器54b的控制下，第二照相机移动机构定位第二照相机35，以获得在电子元件供给单元2上的芯片6的图像，或者将第二照相机35缩回至一不会干扰安装头33拾取电子元件的位置。
反转单元操作处理器54c控制反转执行器75、提升执行器84和涂刷单元83，并且也控制经由支承头74的真空孔74b的真空吸力，从而可进行配置操作，以垂直地倒置从安装头33处接收的芯片6，并且将芯片6定位在助熔剂膜80a上。
在拾取控制器54d的控制下，安装头移动机构根据第二识别处理器56所获得的芯片6的位置，定位安装头33，从而安装头33可从电子元件供给单元2拾取芯片6。
在安装控制器54e的控制下，安装头移动机构根据由第一识别处理器55的电子元件安装位置检测器55a获得的电子元件安装位置16a，以及由第三识别处理器57获得的芯片位置，定位安装头33，以使得安装头33可以将芯片6安装于由衬底支架10支承的衬底16上。因此，安装控制器54e用作安装控制装置，其中根据由电子元件识别装置获得的识别结果，该安装控制装置允许安装装置将由安装头33支承的芯片6定位在衬底16上。
第一识别处理器55不仅包括电子元件安装位置检测器55a，也包括衬底检查处理器55b以及安装状态检查处理器55c。在由安装控制器54e控制的安装操作期间中，由衬底检查处理器55b获得的衬底16的质量检查结果被用于将芯片6仅安装在确定为好的电子元件安装位置16a上。
检查结果记录器54f存储由衬底检查处理器55b获得的衬底质量检查结果，以及由安装状态检查处理器55c获得的芯片6安装状态的检查结果。这些检查结果被传送至检查结果记录器54f来进行处理，而所得数据被存储在数据储存单元53的检查结果储存区域53a中。
参照图9的时序图以及图10A至14E，以下将描述针对如此配置的电子元件安装设备的电子元件安装方法。在图9中，时间序列关联被显示在第一回合至第五回合的电子元件安装处理中的各个单元步骤之间。
单元步骤分别为：液面平整步骤(1)、配置步骤(2)、安装步骤(3)、转移步骤(4)、元件识别步骤(5)、衬底识别步骤(6)以及元件识别步骤(7)。如图9所示，在这些步骤中，配置步骤(2)、安装步骤(3)、转移步骤(4)和衬底识别步骤(6)被分成在时间序列中连续执行的两个子单元步骤。
以下将说明这些单元步骤。
液面平整步骤(1)是这样一个步骤，即使用涂刷单元83将助熔剂80展开于底面79a，并且平整液面；其中工作台79a是一个平工作台。当涂刷单元83为反转单元17执行涂刷操作时，具有平坦液面的助熔剂膜80a被沉积在工作台79的底面79a上(参见图10A)。
配置步骤(2)是这样一个步骤，即相对于工作台79垂直倒置支承头74，并且在助熔剂80上布置由支承头74支承的芯片6；其中支承头74真空夹持具有朝上的凸块形成表面的芯片6的反面，而助熔剂80的液面已经被平整。同样在配置步骤中，由支承头74支承的芯片6被定位在展开于平工作台的助熔剂80上，以使得助熔剂80可以被涂敷芯片6的凸块6a上。
配置步骤(2)包括以下两个子步骤。配置步骤(2)-1是这样一个步骤，即倒置其上支承芯片6的支承头74，并且将芯片6压向沉积有助熔剂膜80a的工作台79，以对齐凸块6a的高度。配置(返回和提升)步骤(2)-2是这样一个步骤，即在对齐凸块6a的高度之后将支承头74返回原始位置，并且提升工作台79，其中在凸块形成操作之后芯片6被定位于该工作台79上(参见图11A)。
配置步骤(反转和形成)(2)-1也用作加压配置步骤。在这个步骤中，支承头74被垂直地倒置，以使得支承头74所支承的芯片6面对工作台79的底面79a，而芯片6的凸块6a的末端被压向底面79a以使其平整，而芯片6被布置于工作台79上。在该形成操作之前，执行液面平整步骤(1)，而在形成操作期间，助熔剂80被涂敷在芯片6的凸块6a上。
安装步骤(3)是这样一个步骤，即利用由使用安装头33的喷嘴33a提供的真空夹持，以将芯片6与工作台79的底面79a分离，并且将芯片6安装在衬底16上。这个安装步骤包括以下两个子步骤。安装步骤(提取)(3)-1是一个提取步骤，其中利用由使用安装头33的喷嘴33a提供的真空夹持，以将芯片6与沉积在工作台79的底面79a上的助熔剂80相分离(参见图11B)。在这种情况下，喷嘴33a用于同时从工作台79提取多个芯片6。
安装步骤(安装)(3)-2是这样一个步骤，即根据在元件识别步骤中所获得的识别结果，移动安装头33以将芯片6定位在喷嘴33a所支承的衬底16上，并且将各个芯片6安装在衬底16上(参见图12B)。
转移步骤(4)是这样一个布置，即使用安装头33以从电子元件供给单元2拾取芯片6，并且将芯片6转移至支承头74上。转移步骤包括以下两个子步骤。在转移步骤(拾取)(4)-1是这样一个步骤，即使用安装头33的喷嘴33a来拾取各个芯片6，其中芯片6由电子元件供给单元2提供为其凸块形成表面朝上(参见图10B)。
转移步骤(分程传递)(4)-2是这样一个步骤，即在当芯片6被拾取并且从电子元件供给单元2移除之后芯片6反面被支承头74的芯片支架74a支承的状态下，转移芯片6(参见图11B)。在这种情况下，多个芯片6被同时从安装头33的喷嘴33a转移至支承头74。这个转移步骤(4)-2是电子元件支承步骤，其将芯片6支承在支承头74上，其中该芯片支架74a朝上。
元件识别步骤(5)是这样一个步骤，即通过利用第二照相机35获得芯片6的图像来识别芯片6的位置(参见图10A、10B和11B)。而衬底识别步骤(6)是这样一个步骤，即通过利用第一照相机34获得衬底支架10所支承的衬底16的图像来执行预定的图像识别程序，并且其包括以下的两个子步骤。
衬底识别步骤(安装位置识别)(6)-1是这样一个步骤，即在安装芯片之前，利用第一照相机34获得衬底16的图像，并且辨认电子元件安装位置16a(参见图10A)。衬底识别步骤(安装状态检查)(6)-2是这样一个步骤，即在已经安装芯片6之后，获得衬底16的图像，以检查安装状态(参见图13A)。元件识别步骤(7)是这样一个步骤，即使用第三照相机15获得芯片6的图像，其中芯片6尚未被安装且由安装头33支承，并且根据所获得的衬底16图像辨认芯片6的位置(参见图12A)。
通过参考单元步骤之间的时间序列关联，以下将描述电子元件安装方法。在图10A中，当衬底16被衬底支架10的第一衬底支承机构10A和第二衬底支承机构10B定位时，多个芯片6被粘着于由电子元件供给单元2支承的夹具4的粘性板5上。
最初，开始第一回合。如图10A所示，第二照相机35被移动并被定位在电子元件供给单元2上，并且在第一回合期间获得即将被安装的多个(四个)芯片6的图像。然后，第二照相机35所获得的图像被第二识别处理器56处理，以获得芯片6的位置。
此时，第一照相机34被移动并且被定位在由衬底支架10的衬底支承机构10A支承的衬底16上。随后，第一照相机34被连续移动，从而，如图14A所示，设置在衬底16上的八个电子元件位置16a中，四个在左边的位置16a符合于图像取回范围18。然后，图像是通过获得电子元件安装位置16a的图像来获得的。由第一照相机34获得的图像取回范围18的图像是由第一识别处理器55来加以处理，以获得在衬底16上的电子元件安装位置16a。
平行于这个操作，为反转单元17执行涂刷处理，即涂刷单元83将助熔剂80展开于工作台79上，以沉积助熔剂膜80a。也就是说，在这种情况下，元件识别步骤(5)、衬底识别步骤(安装位置识别)(6)-1和液面平整步骤(1)被同时平行地执行(参见图9)。
接下来，安装头33被移动并且被定位于电子元件供给单元2上。然后，如图10B所示，根据先前所辨认出来的芯片6位置，安装头33被连续定位，以使得各个芯片6连续地被4个喷嘴33a拾取。然后，安装头33被移动并且被定位于支承头74上，而由安装头33所支承的芯片6被转移至芯片支架74a上。
当安装头33从电子元件供给单元2上退回时，第二照相机35立即地被移动并且被定位在电子元件供给单元2上，并且获得即将在第二回合中被安装的芯片6图像，以获得这些芯片6的位置。在这种情况下，转移步骤(拾取)(4)-1和转移步骤(分程传递)(4)-2是以既定的顺序来执行，而元件识别步骤(5)的执行平行于转移步骤(分程传递)(4)-2(参见图9)。
此后，如图11A所示，当第二照相机35已经从电子元件供给单元2退回时，安装头33会被移动并且被定位在电子元件供给单元2上，并且拾取在第二回合中即将被安装的各个芯片6。平行于这个处理，反转单元17的工作台79被下降至转移高度位置，其中已经在液面平整步骤(1)中将助熔剂膜80沉积于该工作台79上，而支承头74相对于工作台79被垂直倒置。因此，由支承头74支承的芯片6的凸块6a被使得与工作台79的底面79a相接触。当工作台79被向上推时，芯片6的凸块6a的末端被形成并且被平整(参见图6D)。
随后，经由真空孔74b的真空吸力被暂止，而支承头74被倒置至原始位置，而工作台79会上升至分程传递高度位置。也就是说，在这种情况下，转移步骤(拾取)(4)-1和配置步骤(2)(配置步骤(反转和形成)(2)-1和配置步骤(返回和提升)(2)-2)是平行执行的。
然后，如图11B所示，从电子元件供给单元2拾取芯片6的安装头33被移动并且定位于支承头74上。随后，当将芯片从安装头33转移至支承头74时，安装头会立即被移动并且定位在工作台79上，而喷嘴33a被用于将芯片与助熔剂膜80a分离。
安装步骤(提取)(3)-1是在转移步骤(分程传递)(4)-2后被顺序执行的。并且，当在转移步骤(4)-2中已将芯片6从安装头33转移至支承头74时，通过使用安装头33上的喷嘴33a立即从工作台79提取芯片6。
然后，如图12A所示，当从工作台79提取芯片6时，为反转单元17执行液面平整步骤，即，涂刷单元83平整在工作台79上的助熔剂80的液面，并且助熔剂膜80a再次被沉积在工作台79上。
在芯片6已经从工作台79被提取并且被喷嘴33a支承之后，就通过将安装头移动至照相机15的上方来由安装头进行扫描。然后，该安装头被移动并且被定位于衬底16上，其中衬底16被第一衬底支承机构10A支承。芯片6的图像通过扫描被取回，并且芯片的位置被辨认出来，在这种情况下，元件识别步骤(在安装之前)(7)以及液面平整步骤(1)是平行执行的。
随后，如图12B所示，芯片6通过安装头3被安装在衬底16上。在本实施例中，安装处理是根据第一识别处理器55所取得的电子元件安装位置16a、第三识别处理器57所获得的芯片6位置以及衬底检查结果来执行的。因此，如图14B所示，芯片6被安装于衬底16上的四个电子元件安装位置16a。
当安装头33正安装芯片6时，图11A的配置步骤(2)(配置步骤(反转和形成)(2)-1以及配置步骤(返回和提升)(2)-2)是在图12A的液面平整步骤(1)之后被顺序执行的。接下来，如图13A所示，当第二照相机35已经从电子元件供给单元2被退回时，安装头33被移动至电子元件供给单元2，并且拾取在第三回合中即将被安装的各个芯片6。在拾取操作期间，第一照相机34被移动并且被定位在衬底支架10的第一衬底支承机构10A上，以获得衬底16的图像。在这个实施例中，在下一个安装期间芯片6即将被安装的情况下，执行安装在衬底16上的芯片6的状态检查以及电子元件安装位置16a的识别。
特别是，在图像获得处理期间，如图14C所示，第一照相机34被顺序移动以取回图像，从而为衬底16设立的八个电子元件安装位置16a被置于图像取回范围18。随后，第一照相机34从衬底16上方的位置被退回，而第一识别处理器55处理第一照相机34所获得的图像，并执行以下检查处理。
在检查处理期间，对于在左边的四个图像取回范围18的图像，检查芯片6的安装状态，即执行一个检查以确定芯片6的位置和状态是否正常或被移动。对于在右边的四个图像取回范围18，辨认衬底16的电子元件安装位置16a。在这个实施例中，当转移步骤(拾取)(4)-1被执行时，就执行衬底识别步骤(6)(衬底识别步骤(安装位置识别)(6)-1和衬底识别步骤(安装状态检查)(6)-2)。
随后，处理被转移至图13B的操作。对于这个处理，如同图11B所示的操作期间，在转移步骤(分程传递)(4)-2之后，安装步骤(提取)(3)-1被顺序执行，其后，在所述时序中，单元步骤被反复执行。
因此，如图14D所示，芯片6被安装在衬底16上的电子元件安装位置16a，如图14E所示，在右衬底16的四个芯片6图像被获得以检查它们的安装状态。随后终止衬底16的电子元件安装操作。
如上所述，根据第一实施例的电子元件安装方法，通过使用提供给反转单元17的支承头74，匹配于安装头33的喷嘴33a的芯片阵列被配置在反转单元17的助熔剂80上，此外，利用凸块6a的助熔剂来执行涂敷操作并且平整凸块6a。
因此，在平整处理期间，安装头不需要加压机构以将凸块压向平坦表面，并且从而不需要任何力量以施加必要压力，其中平整处理是当作助熔剂转移处理的一部分来加以执行。因此，安装头33的结构可被简化，而其重量可被减轻，从而可增加安装操作的速度。
另外，对于安装操作而言，助熔剂转移处理和由安装头33执行的安装处理可以被平行执行，其中助熔剂转移处理也是当作支承头74所执行的平整处理的一部分来执行。因此，可以减少完成被提取元件的安装所需工时，并且可以改善安装操作的效率。
此外，在这个实施例中，多个喷嘴33a被提供给安装头33，并且匹配于喷嘴33a的阵列，多个芯片支架74a被提供给支承头74。因此，多个芯片6可以同时从安装头33转移至支承头74，而已经由支承头74定位在助熔剂膜80a上的多个芯片6可以同时由安装头33加以提取。因此，利用安装头33安装芯片6所需的时间可被减少，而生产力得以改善。此外，当不需要形成凸块6a时，在配置步骤中的加压处理(凸块6a的形成)可被取消。
(第二实施例)
图15为本发明的第二实施例的电子元件安装设备的平面图。图16为本发明的第二实施例的电子元件安装设备的侧视剖面图。图17为本发明的第二实施例的电子元件安装设备的平面剖面图。图18为示出本发明的第二实施例的电子元件安装设备的控制系统的配置方块图。图19为示出本发明的第二实施例的电子元件安装设备的处理功能的功能方块图。图20为示出本发明的第二实施例的电子元件安装方法的时序图。图21A至21B、图22A至22B、图23A至23B以及图24A至24B为本发明的第二实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图。
在第二实施例中，如同第一实施例，为电子元件安装设备配置一个特别拾取头(special head)，以用于从电子元件供给单元2拾取芯片6，其中经由一个反转单元17，由电子元件供给单元2所提供的芯片6被安装在衬底支架10所支承的衬底16上。在以下说明中，为了表示相对应的元件，相同的标记用于在第一实施例使用的相同标记，因此在此将不再对这些元件进行说明。
参照图15、16和17，以下将描述电子元件安装设备的整体配置。图16和图17分别是沿着图15的线A-A与图16的线B-B的剖面图。在图15中，电子元件供给单元2、反转单元17、第三照相机15、衬底支架10、衬底排序器11以及衬底分程传递单元13，均具有与第一实施例相同的结构并被配置在基座砧台1上。
与第一实施例中相同，当拾取头36连接于第二梁32时，三个梁部件在Y方向上移动，并且第一照相机34和安装头33被分别连接于第一梁31和中心梁30。如图15所示，第二照相机35与拾取头36的侧面一体成型的，其中拾取头36包括喷嘴(拾取喷嘴)36a的阵列，其与提供给安装头33的喷嘴36a阵列相匹配。
当Y轴电机26和X轴电机46被驱动时，拾取头36和第二照相机35一起在X方向和Y方向上被水平移动。因此，拾取头36使用喷嘴36来从电子元件供给单元2拾取芯片6，并且转移芯片6至支承头74，其为反转单元17的一部分。此外，第二照相机35被移动并且被定位在电子元件供给单元2上，以获得由电子元件供给单元2支承的芯片6的图像。
一对Y方向导轨21、第二梁32，以及Y方向驱动机构(Y轴电机26、丝杠27a和螺帽元件27b)以及X方向驱动结构(X轴电机46、丝杠47a和螺帽元件47b)，构成拾取头移动机构，其与第二照相机35一起移动电子元件供给单元2上的拾取头36，其中Y方向驱动机构用于将第二条梁32沿Y方向导轨21移动，X方向驱动机构用于将第二照相机35沿第二引导48移动。拾取头36和拾取头移动机构构成拾取装置，以用于利用拾取头36的喷嘴36a从电子元件供给单元2拾取芯片6，并且用于将芯片6转移至支承头74。
以下将通过参照图18来说明电子元件安装设备的控制系统的配置。在图18中，机构驱动单元50不仅驱动第一实施例中所述部分，而且驱动一个提升拾取头36的机构以及使用喷嘴36a的元件真空夹持机构。其它部分于第一实施例的部分相同。
以下将通过参考图19来说明电子元件安装设备的处理功能。在图19，对于包括在区块54中的功能描述，第一照相机移动处理器54a的功能、反转单元操作处理器54c的功能、安装控制器54e的功能以及检查结果记录器54f的功能与第一实施例中的相应功能相同，而其它处理器的处理功能也与第一实施例相同。
在第二照相机移动处理器54b的控制下，拾取头移动机构定位第二照相机35，以获得在电子元件供给单元2上的芯片6的图像。在拾取控制器54d的控制下，并且根据第二识别处理器56所获得的芯片6位置，拾取头36和拾取头移动机构定位拾取头36，并且升起或降低喷嘴36a，以从电子元件供给单元2拾取芯片6，并且将它们转移至反转单元17的支承头74。拾取控制器54d用作拾取控制装置。
通过参照图20以及图21A至24B的时序图，以下将描述用于以此配置的电子元件安装设备的电子元件安装方法。在图20中，如图为第一实施例提供的图9，时间序列关联被显示在电子元件安装操作的单元步骤之间。这些单元步骤是：液面平整步骤(1)、配置步骤(2)、安装步骤(3)、转移步骤(4)、元件识别步骤(5)、衬底识别步骤(6)和元件识别步骤(7)。此外，在这些单元步骤中，配置步骤(2)、安装步骤(3)、转移步骤(4)和衬底识别步骤(6)被划分成两个顺序执行的子单元步骤。除了转移步骤(4)之外，其他的单元步骤与第一实施例的相同。
转移步骤(4)是这样一个步骤，即使用拾取头36从电子元件供给单元2拾取芯片6并将芯片6转移到支承头74，并且该步骤包括以下两个子步骤。转移步骤(拾取)(4)-1是这样一个步骤，即当凸块形成表面朝上时，拾取头36的喷嘴36a拾取电子元件供给单元2所提供的各个芯片6(参见图10B)。
转移步骤(分程传递)(4)-2是这样一个步骤，即当芯片6的反面被支承头74上的芯片支架74a支承时，分程传递从电子元件供给单元2拾取的芯片6(参见图11B)。在这种情况下，多个芯片6被同时从拾取头36的喷嘴36a转移至支承头74。在芯片支架74朝上的状态下，转移步骤(4)-2用作将芯片6支承在支承头74上的电子元件支承步骤。
以下将通过参照单元步骤之间的时间序列关联来描述电子元件安装方法。在图21A中，当凸块形成表面朝上时，多个芯片6被粘着于电子元件供给单元2所支承的夹具4的粘性板5。衬底16是利用衬底支架10的第一衬底支承机构10A和第二衬底支承机构10B来定位的。
最初，开始第一回合。如图21A所示，第二照相机35与拾取头36一起被移动并被定位在电子元件供给单元2上，并且获得即将在第一回合中被安装的芯片6图像，以辨认它们的位置。此时，第一照相机34被移动并被定位在第一衬底支承机构10A所支承的衬底16上，并且通过连续取得多个电子元件安装位置16a的图像，以获得图像。然后，第一照相机34所获得图像被处理，以取得在衬底16上的电子元件安装位置。
平行于该处理，为反转单元17执行涂刷处理，即涂刷单元83将助熔剂80展开于工作台79上，以沉积助熔剂膜80a。也就是说，在这个实施例中，元件识别步骤(5)、衬底识别步骤(安装位置识别)(6)-1和液面平整步骤(1)被平行执行(参见图20)。
接下来，根据所获得的芯片6位置，拾取头36被顺序定位在这些芯片6上，并且利用四个喷嘴36a来拾取芯片6。然后，如图21B所示，拾取头36被移动并被定位在支承头74上，并且转移其正支承的芯片6至支承头74a上。也就是说，在这种情况下，转移步骤(分程传递)(4)-2在转移步骤(拾取)(4)-1之后被执行。
其后，如图22A所示，第二照相机36与拾取头36一起被移动并被定位在电子元件供给单元2上，并且获得即将在第二回合被安装的芯片6的图像，以获得它们的位置。平行于该处理，在反转单元17中的支承头74被相对于工作台79垂直倒置，其中芯片6是在其内被接收的，而在液面平整步骤(1)中沉积助熔剂膜80a之后，工作台79被降低至转移高度位置。因此，如同第一实施例，使得在支承头74所支承的芯片上的凸块6a接触于工作台79的底面79a，而凸块6a的末端被形成并被平整。也就是说，在这种情况下，元件识别步骤(5)和配置步骤(反转和形成)(2)-1被平行执行。
接下来，如图22B所示，拾取头36从电子元件供给单元2拾取即将在第二回合中被安装的各个芯片6。平行于该处理，在反转单元17中，利用支承头74的真空孔74b来执行的真空夹持处理被暂停，而当工作台79被升高至分程传递高度位置时，支承头74被返回到原始位置。随后，安装头33从工作台79提取出芯片6。在这种情况下，当正执行转移步骤(拾取)(4)-1时，配置步骤(返回和提升)(2)-2和安装步骤(提取)(3)-1是按给定的顺序执行的。
接下来，如图23A所示，在安装头33已经从工作台79提取芯片6之后，安装头33通过在第三照相机15上移动来进行扫描，并且被移动以及被定位在第一衬底支承机构10A所支承的衬底16上。利用扫描所获得的芯片图像被取回以辨认芯片6的位置。
平行于该处理，在反转单元17中执行涂刷处理，即涂刷单元83将助熔剂80展开在工作台79上，以沉积助熔剂膜80a。然后，已经从电子元件供给单元2拾取芯片6的拾取头36被移动并被定位在支承头74上，并且将芯片6转移至支承头74。在这种情况下，元件识别步骤(安装前)(7)以及液面平整步骤(1)被平行执行，然后，转移步骤(分程传递)(4)-2被执行。
随后，如图23B所示，安装头33将芯片6安装在衬底16上。当安装头33正安装芯片6时，为反转单元17执行与图22A所示相同的配置步骤(反转和形成)(2)-1以及与图22B所示相同的配置步骤(返回和提升)(2)-2。此外，第二照相机35取得由电子元件供给单元2供给的芯片6，以在第三回合中安装芯片6，并且取得它们的位置。在这种情况下，安装步骤(安装)(3)-2、元件识别步骤(5)、配置步骤(2)(配置步骤(反转和形成)(2)-1以及配置步骤(返回和升起)(2(-2)被平行执行。
接下来，如图24A所示，拾取头36从电子元件供给单元2拾取即将在第三回合被安装的各个芯片6。平行于此，安装头33从反转单元17的工作台79提取芯片6。然后，第一照相机34被移动并被定位在衬底支架10的第一衬底支承机构10A上，并且获得衬底16的图像。根据所获得的图像，在第一回合中安装的芯片6的状态被检查，而即将在第二回合中安装的芯片6的电子元件安装位置16a被辨认出来。在这种情况下，安装步骤(提取)(3)-1和转移步骤(拾取)(4)-1是平行于顺序执行的衬底识别步骤(安装位置识别)(6)-1与衬底识别步骤(安装状态检查)(6)-2而被执行的。
然后，如图24B所示，从工作台79提取芯片6的安装头33通过在第三照相机15上方移动来进行扫描，而后被移动并被定位在第一衬底支承机构10A所支承的衬底16上。通过扫描获得的芯片6图像被取回，以辨认它们的位置，而芯片6被安装在衬底16上。此时，拾取头36将从电子元件供给单元2拾取的芯片6转移至支承头74。在这种情况下，安装步骤(安装)(3)-2和转移步骤(分程传递)(4)-2被平行地执行。
也就是说，根据电子元件安装方法，由于电子元件供给单元2所供给的芯片6被拾取头36拾取，其中可与安装头33分开来提供和操作该拾取头，因此安装头33只需要将芯片6安装在衬底16上。
因此，当完成配置步骤(返回和提升)(2)-2时，处理可立即被转移至安装步骤(提取)(3)-1。所以，与第一实施例的配置相比，即这种系统，其中安装头33执行两个处理，以用于将芯片6从电子元件供给单元2拾取，以及用于将从工作台79提取的芯片6安装在衬底16上，可以减少一个安装回合所需的工时，而所减少的时间长度相当于图20中箭头Ta所表示的时间。
此外，只要完成在安装步骤(提取)(3)-1后执行的液面平整步骤(1)和转移步骤(分程传递)(4)-2，而不考虑安装头33如何操作，就可以执行反转单元17的配置步骤(2)。因此，与第一实施例的安装操作所需的工时相比，即安装头33的操作以及在时间序列中所执行的配置步骤(2)所需的工时，第一安装回合所需的工时可被减少，而所减少的时间长度甚至长于图20中箭头Tb所代表的时间。在这个实施例中，当不需要形成凸块6a时，可以取消在配置步骤(凸块6a的形成)中的紧压处理。
(第三实施例)
图25为本发明的第三实施例的电子元件安装设备的平面剖面图，而图26A和26B为本发明的第三实施例的电子元件安装方法的步骤的说明图。在第三实施例中，利用一个芯片供应单元来取代第二实施例的电子元件安装设备中用于供应被连接到粘性板5的芯片6的电子元件供给单元2，其中该芯片供应单元被保持在一个处于朝下状态的盘中，而凸块形成表面是朝下的。
在图25的平面图中，电子元件安装设备的反转单元17、第三照相机15、衬底支架10、衬底排序器11以及衬底分程传递单元13具有与第一实施例相同的结构，并且被提供在一个基座砧台1上，而一个电子元件供给单元2A是提供在反转单元17的前方。除了电子元件供给单元2A之外，其他的元件都是与第二实施例所示的元件相同。
为电子元件供给单元2A布置多个盘4A，而凸块6a形成于其上的芯片6被保持在盘4A中，其中凸块形成表面是朝下的。如同第二实施例所述，在盘4A中的芯片6被拾取头36拾取，并且直接被传送至反转单元11的工作台79，而无须使用支承头74。
参照图26A和26B，以下将描述此操作。在图26A中，如第二实施例所述，在电子元件供给单元23A的盘4A中的芯片6图像是由第二照相机35获得的，并且获取芯片6的位置。根据所获得的位置，拾取头36在与凸块形成表面相对的表面上真空夹持芯片6，并且拾取芯片6。
为反转单元17执行涂刷操作，即涂刷单元83将助熔剂80展开于工作台79上，以沉积助熔剂膜80a，而工作台79会上升至安装头33可以提取芯片6的位置。第一照相机34被移动并被定位在衬底支架10的衬底支承结构10A所支承的衬底16上，并且为位置识别顺序获得电子元件安装位置16a的图像。
接下来，如图26B所示，利用喷嘴36a支撑芯片6的拾取头36被移动至反转单元17的工作台79上方的位置，而在凸块形成表面朝下的状态下，拾取头36将芯片6配置在形成于工作台79上的助熔剂80的平坦液面上。因此，芯片6的列阵被提供在工作台79上，而此阵列对应于在安装头33上的喷嘴33a的阵列。
因此，在第三实施例中，用于配置芯片6的配置装置包括拾取头36，其用于利用喷嘴(拾取喷嘴)36a来真空夹持电子元件供给单元2A所供给的芯片6的反面，并且用于拾取与配置芯片6于置于工作台79上的助熔剂80a上。
当拾取头36从工作台79的上方位置被缩回时，安装头33被移动并被定位在工作台79的上方位置，其中安装头33从该位置提取芯片6。随后，按与第一实施例相同的方式，安装头33被移动至第三照相机15的上方，而芯片6的图像被获得以辨认它们的位置。然后，安装头33被移动并被定位在衬底支架10所支承的衬底16上，并且将各个芯片6安装在衬底16上。
在第三实施例中，可以使用以下两种方法之一来形成凸块6a。根据第一种方法，当由拾取头36拾取的芯片6被配置在工作台79上时，拾取头36将芯片6压向工作台79，而为了形成凸块6a，芯片6将被压向工作台79的底面79a。在这种情况下，当包含拾取头36的加压机构时，可以更精确地形成凸块6a。
根据第二种方法，反转单元17用于成形。当芯片6被配置在工作台79上时，支承头74被倒置并且接触于工作台79上的芯片6的反面。然后，为了形成凸块，提升执行器84将芯片6压向工作台79的底面79a。
本发明基于日本专利申请No.2002-0082648，No.2002-087870和No.2002-087871，在此引作参考。虽然在此只具体说明了一些实施例，但是这一点是很明显的，即在不脱离本发明的精神和范围内可对其进行许多改进。
根据本发明，从电子元件供给单元拾取的电子元件被配置在展开于平工作台上的粘性液体上，因此电子元件上的凸块被粘性液体覆盖，而安装头会提取在粘性液体上的电子元件，并且将其安装在工件上。因此，使用安装头进行粘性液体的涂敷就可被取消，进而可提高工作效率。

Claims (18)

1.一种电子元件安装设备，用于向形成于一电子元件的一凸出电极形成表面上的多个凸出电极施加粘性液体，并且用于将该电子元件安装于一工件上，该电子元件安装设备包括：
一电子元件供给单元，用于供给该电子元件，而该凸出电极形成表面朝上；
一粘性液体供应单元，用于供应该粘性液体，而该粘性液体在一平工作台上被展开并被均匀分布；
一配置单元，用于将该电子元件配置于该均匀分布的粘性液体上，该配置单元包括一支承头，该支承头用于从电子元件的反面支承该电子元件，而该凸出电极形成表面朝上，其中相对于该工作台该支承头被垂直倒置，并且由该支承头支承的该电子元件被置于该粘性液体上；
一安装单元，具有一包括一安装喷嘴的安装头并被用于该电子元件的真空夹持，该安装单元用于利用该安装喷嘴提取配置在该粘性液体上的该电子元件，并且用于将该电子元件安装于该工件上；
一电子元件识别单元，具有一照相机，该照相机用于获得该安装喷嘴所支承的该电子元件的图像，该电子元件识别单元用于利用该照相机所获得的图像来辨认该电子元件的位置；
一安装控制器，用于根据该电子元件识别单元所获得的识别结果来控制该安装单元，并且用于将该安装喷嘴所支承的电子元件定位在该工件上。
2.如权利要求1所述的电子元件安装设备，其中还包括：
一涂刷器，用于在该工作台上平整该粘性液体。
3.如权利要求1所述的电子元件安装设备，其中还包括：
一加压机构，用于将位于由该支承头支承的电子元件上的该凸出电极压向工作台，并平整该凸出电极的末端。
4.如权利要求1所述的电子元件安装设备，
其中该安装头包括多个安装喷嘴，
其中该支承头包括多个电子元件支架，以及
其中该安装喷嘴的布置对应于该电子元件支架的布置。
5.如权利要求4所述的电子元件安装设备，
其中该工作台具有足够大的空间，在其中由该多个电子元件支架支承的多个电子元件可被同时配置。
6.一种电子元件安装设备，用于向形成于一电子元件的一凸出电极形成表面上的多个凸出电极施加粘性液体，并且用于将该电子元件安装于一工件上，该电子元件安装设备包括：
一粘性液体供应单元，用于供应该粘性液体，而该粘性液体在一平工作台上被展开并被均匀分布；
一配置单元，用于将该电子元件配置于该均匀分布的粘性液体上，而该凸出电极连续与该粘性液体接触；
一安装单元，具有一包括一安装喷嘴的安装头并被用于该电子元件的真空夹持，该安装单元用于利用该安装喷嘴提取配置在该粘性液体上的该电子元件，并且用于将该电子元件安装于该工件上；
一电子元件识别单元，具有一照相机，该照相机用于获得该安装喷嘴所支承的该电子元件的图像，该电子元件识别单元用于利用该照相机所获得的图像来辨认该电子元件的位置；
一电子元件供给单元，用于供给该电子元件，而该凸出电极形成表面朝上；以及
一拾取单元，
其中该配置单元包括一支承头，该支承头用于从电子元件的反面支承该电子元件，而该凸出电极形成表面朝上，其中相对于该工作台该支承头被垂直倒置，并且由该支承头支承的该电子元件被置于该粘性液体上，所述拾取单元利用一拾取头的一拾取喷嘴从该电子元件供给单元获取该电子元件，并且用于将该电子元件传送至该支承头。
7.如权利要求6所述的电子元件安装设备，其中还包括：
一涂刷器，用于在该工作台上平整该粘性液体。
8.如权利要求6所述的电子元件安装设备，其中还包括：
一加压机构，用于将位于由该支承头支承的电子元件上的该凸出电极压向工作台，并平整该凸出电极的末端。
9.如权利要求6所述的电子元件安装设备，
其中该安装头包括多个安装喷嘴，
其中该支承头包括多个电子元件支架，
其中该拾取头包括多个拾取喷嘴，以及
其中该安装喷嘴的布置、该电子元件支架的布置和该拾取喷嘴的布置相互对应。
10.如权利要求9所述的电子元件安装设备，
其中该工作台具有足够大的空间，在其中由该多个电子元件支架支承的多个电子元件可被同时配置。
11.一种电子元件安装方法，用于向形成于一电子元件的一凸出电极形成表面上的多个凸出电极施加粘性液体，并且用于将该电子元件安装在一工件上，该方法包括：
一拾取步骤，用于从电子元件供给单元拾取该电子元件，其中该电子元件供给单元供给该凸出电极形成表面朝上的该电子元件；
一转移步骤，用于使一支承头的一电子元件支架支承所拾取的电子元件，而该凸出电极形成表面朝上；
一液面平整步骤，用于在一平工作台上展开并平整该粘性液体；
一配置步骤，用于通过相对该工作台垂直倒置的支承头将该电子元件配置在具有平坦液面的该粘性液体上；
一提取步骤，用于通过利用一安装单元的安装头的安装喷嘴真空夹持，将该电子元件与该粘性液体分离；
一元件识别步骤，用于使用一照相机获得由该安装喷嘴支承的该电子元件的图像，并且用于使用该获得的图像辨认该电子元件的位置；以及
一安装步骤，用于根据在该元件识别步骤中获得的识别结果，来移动该安装头以将该电子元件定位在工件上，并且用于将该电子元件安装在该工件上。
12.如权利要求11所述的电子元件安装方法，
其中，在该液面平整步骤中，利用一涂刷器，该粘性液体被展开并被平整于该工作台上。
13.如权利要求11所述的电子元件安装方法，
其中，当该支承头所支承的电子元件被配置在具有该平坦液面的粘性液体上时，在该电子元件上的凸出电极被压向该工作台，以平整该凸出电极的末端。
14.如权利要求11所述的电子元件安装方法，
其中，该安装头的安装喷嘴在该拾取步骤中从该电子元件供给单元拾取该电子元件并在该转移步骤中将该电子元件转移至该支承头的该电子元件支架。
15.如权利要求11所述的电子元件安装方法，
其中，该拾取头的拾取喷嘴在该拾取步骤中从该电子元件供给单元拾取该电子元件并在该转移步骤中将该电子元件转移至该支承头的该电子元件支架。
16.如权利要求14所述的电子元件安装方法，
其中，在该转移步骤中，在该电子元件已经从该安装头被转移至该支承头之后，通过利用该安装喷嘴和该安装头，立即获得已经配置在该平工作台上的该电子元件。
17.如权利要求14所述的电子元件安装方法，
其中该安装头包括多个安装喷嘴，
其中该支承头包括多个电子元件支架，
其中，在转移步骤中，由该安装喷嘴拾取的多个电子元件被同时转移至该电子元件支架，以及
其中，在提取步骤中，该布置于该粘性液体的该多个电子元件被安装喷嘴同时吸取并提取。
18.如权利要求15所述的电子元件安装方法，
其中该拾取头包括多个拾取喷嘴，
其中该安装头包括多个安装喷嘴，
其中该支承头包括多个电子元件支架，
其中，在转移步骤中，由该拾取喷嘴拾取的多个电子元件被同时转移至该电子元件支架，以及
其中，在提取步骤中，该布置于该粘性液体的该多个电子元件被安装喷嘴同时吸取并提取。
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