CN103687467A - 电子元件安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子元件安装装置，具备：吸嘴，用于吸附电子元件，并将电子元件安装到安装对象物上；检测部，检测吸嘴的上下方向上的高度位置；测定控制部，使用与安装对象的电子元件相同的电子元件中判断为不合格的不合格电子元件来进行基于吸嘴的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。

Description

电子元件安装装置

技术领域

本发明涉及一种电子元件安装装置，特别是涉及一种具备吸附电子元件的吸嘴的电子元件安装装置。

背景技术

以往，已知具备吸附电子元件的吸嘴的电子元件安装装置。这样的电子元件安装装置例如在日本专利第3913840号公报中披露。

在日本专利第3913840号公报中公开了具备能够升降的吸嘴、拍摄吸嘴的侧面的线传感器和测定吸嘴的安装力的安装力测定元件的电子元件安装装置。通过由线传感器拍摄吸附有电子元件的状态下的吸嘴来测定吸附有电子元件的状态下的吸嘴前端（被吸附的电子元件的下端面）的高度位置。另外，通过使吸附有电子元件的状态下的吸嘴下降并推压安装力测定元件来测定吸嘴的安装力。基于所得到的安装力的测定数据和吸嘴前端的高度位置数据来设定电子元件相对基本安装时的安装高度位置。在日本专利第3913840号公报中，使用安装力的测定数据来设定安装高度位置，从而抑制因吸嘴下降时产生过量行程（比所设定的高度位置过多地下降）导致对电子元件施加过大的载荷而在安装时使电子元件破损。

另外，以往已知使吸嘴朝向测定对象面下降、从吸嘴在嘴前端接触到测定对象面时所处的高度位置进行测定对象面的高度位置检测的技术。这样的技术例如公开在日本特开2007－88181号公报中。

这样的测定对象面的高度位置测定是必要的，以确保利用将封装元件（电子元件）安装到印刷基板上的表面安装机、安装被称作裸片或倒装片的半导体芯片的电子元件安装装置（所谓贴片）等进行电子元件安装时所必要的位置精度。特别是在半导体芯片的安装装置中，为了直接处理从晶片切割所得的半导体芯片，要求精度非常高，需要高精度测定下的精度管理（例如±10μm程度）。

但是，在日本专利第3913840号公报中，由于将吸附有电子元件的状态下的吸嘴相对于安装力测定元件进行推压而测定安装力，所以安装力测定时施加了过大推压力的情况下电子元件有可能破损。即，在日本专利第3913840号公报中，由于使用实际上安装到基板上的可正常使用的电子元件来设定（测定）高度位置，所以存在这样的问题：为了进行高度位置设定，有可能会使可正常使用的电子元件破损，造成浪费。

发明内容

本发明是鉴于上述发明而作出的，其目的之一在于提供一种能够进行符合要求精度的高度位置测定而不会浪费可正常使用的电子元件的电子元件安装装置。

本发明的第一方面的电子元件安装装置具备：吸嘴，用于吸附电子元件而将电子元件安装到安装对象物上；检测部，检测吸嘴的上下方向上的高度位置；及测定控制部，使用与安装对象的电子元件相同的电子元件中判断为不合格的不合格电子元件来进行基于吸嘴的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。另外，本发明中，“电子元件”不限于被树脂封固的所谓封装元件，也包含未被树脂封固的被称作裸片或倒装片的半导体芯片。另外，“安装对象物”包含用于电路基板制造的印刷基板、用于封装元件制造的引线框、插件等基材。另外，“测定对象面”例如包含在安装对象物中安装电子元件的被安装面、由吸嘴吸附半导体芯片时保持半导体芯片的保持部件的保持面（与芯片的接触面）、或配置有向倒装片的隆起形成面转印的转印材料（焊剂、焊膏等）的转印面。

该第一方面的电子元件安装装置中，如上所述，设置测定控制部，该测定控制部使用与安装对象的电子元件相同的电子元件中判断为不合格的不合格电子元件来进行基于吸嘴的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方，由此能够使用与安装对象的电子元件相同的电子元件、但不使用（安装）的不合格电子元件来进行高度测定（平坦度测定），因此能够将在高度测定中使用后的不合格电子元件直接废弃。由此，能够进行高度位置测定而不会浪费可正常使用的电子元件。另外，若能够在多个测定位置进行使用了不合格电子元件的高度测定，则也能够根据所得的多个测定结果来测定测定对象面的平坦度。

另外，在将本发明适用于半导体芯片的安装装置的情况下，作为不合格电子元件，将被判断为不合格的半导体芯片（不合格芯片）用于测定。根据本发明，由于能够使用不合格芯片而使吸嘴不与测定对象面直接接触地进行高度位置测定，所以能够防止吸嘴的破损、异物向吸嘴的附着。另外，在进行配置了转印材料的转印面的高度位置测定的情况下，也能够不使转印材料附着在吸嘴上而进行测定，能够将附着了转印材料的不合格芯片直接废弃。另外，用于测定的不合格芯片在半导体制造过程中几乎都是在安装工序的上游检查工序中因电气回路的不良而被判断为不合格品的。因此，对于不合格芯片而言，被切割状态下的尺寸精度与其他不合格芯片没有差异，可以反映半导体制造过程的各工序中的要求精度，即使是不合格品也具有非常高的尺寸精度。因此，通过使用具有高尺寸精度的不合格芯片，能够进行半导体芯片安装所需的高精度的高度位置测定。由以上可知，根据本发明，能够不浪费可正常使用的电子元件地进行符合要求精度的电子元件安装装置（平坦度测定）。

在上述第一方面的电子元件安装装置中，优选的是，测定控制部构成为，基于使不合格电子元件介于吸嘴的前端与测定对象面之间的状态下的吸嘴的前端的高度位置和不合格电子元件的厚度来进行测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。根据这样的结构，即使对于不使吸嘴与测定对象面直接接触地进行测定对象面的高度位置测定的结构，也能够根据吸嘴的前端的高度位置和不合格电子元件的厚度而容易地测定高度位置（平坦度）。

在上述第一方面的电子元件安装装置中，优选的是，测定控制部构成为，在使不合格电子元件吸附在吸嘴上的状态下进行测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。根据这样的结构，能够以与实际安装电子元件的动作同样的状态进行测定对象面的高度测定、平坦度测定。因此，能够使用不合格电子元件而在与实际的安装动作完全相同的测定条件下进行测定。即，由于能够使用不合格电子元件而在包含实际安装动作中产生的机械误差等的状态下进行测定，所以能够不会浪费可正常使用的电子元件地实现测定结果的可靠性的提高。

上述基于吸嘴的前端的高度位置和不合格电子元件的厚度进行测定的结构中，优选的是，该电子元件安装装置还具备使吸嘴在上下方向上移动的电动机，检测部是设于电动机上的编码器，测定控制部基于使不合格电子元件介于吸嘴的前端与测定对象面之间的状态下的编码器的输出来取得吸嘴的前端的高度位置。根据这样的结构，不需要例如为了高度测定而另行设置专用的激光变位计或高度测定用的线传感器，能够仅通过用于吸嘴的升降动作控制的结构（电动机和编码器）来进行高度测定和平坦度测定，而不不要另行设置外部设备。

在上述第一方面的电子元件安装装置中，优选的是，构成为，基于进行使用了不合格电子元件的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方的测定结果来修正吸嘴的升降动作时的高度位置设定。根据该结构，由于能够基于使用了与实际要安装的电子元件相同的元件的不合格电子元件的高度测定结果来修正（校正）高度位置设定，所以能够通过反映了实际的安装动作的高度位置修正来提高吸嘴的各种动作（吸附、半导体芯片的转印、向安装对象物的安装等）的精度和可靠性。另外，在修正（校正）时不需要进行夹具的替换等，因此正在元件安装作业时也能够容易进行测定和修正。

在上述第一方面的电子元件安装装置中，优选的是，电子元件是半导体芯片，不合格电子元件是判断为不合格的半导体芯片。如上所述，不合格芯片（判断为不合格的半导体芯片）具有反映半导体制造过程的各工序中的要求精度且与合格芯片无异的高尺寸精度。因此，使用不合格芯片，能够进行与实际要安装的半导体芯片完全相同的条件下的、并且与另行设置夹具的情况同等或其以上的高精度的高度位置测定（平坦度测定）。另外，半导体芯片的供给中存在例如以被切割的晶片的状态对电子元件安装装置供给半导体芯片的方式。这种情况下，一个晶片中通常必然存在多个不合格芯片，所以实际上不会发生测定用的不合格芯片不足的情况。

这种情况下，优选的是，测定对象面包含安装对象物的被安装面、保持半导体芯片以进行吸附的取出部的保持面及用于将转印材料转印到半导体芯片上的转印单元的转印面中的至少任一个面。根据这样的结构，能够以与实际要安装的半导体芯片相同的条件而高精度进行在半导体芯片的安装时与半导体芯片接触的被安装面、取出部的保持面及转印单元的转印面的高度测定（平坦度测定）。其结果为，在半导体芯片的安装作业中，能够高精度进行高度位置相对于特别要求精度的接触面（被安装面、取出部的保持面和转印单元的转印面）的精度管理。

在上述电子元件为半导体芯片的结构中，优选的是，半导体芯片由已形成电路的晶片按每个半导体芯片进行分割所得的分割完成晶片进行供给，测定控制部构成为，基于分割完成晶片的管理信息来取得判断为不合格的半导体芯片处于分割完成晶片中的位置和个数。根据这样的结构，能够容易地从被切割的分割完成晶片中取得用于高度测定（平坦度测定）的不合格芯片（判断为不合格的半导体芯片）。另外，由于在一个晶片中通常必然存在多个不合格芯片，所以能够至少与从管理信息取得的不合格芯片的个数相应地，在任意时刻取出不合格芯片来实施高度测定（平坦度测定）。

在上述第一方面的电子元件安装装置中，优选的是，测定控制部构成为，判别由吸嘴吸附的安装对象的电子元件是否为不合格电子元件，并使用所判别的不合格电子元件进行基于吸嘴的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。根据这样的结构，无法预先确定不合格电子元件的情况下、电子元件被单独封装而若不取出电子元件则不能判别是否为不合格电子元件的情况下，也能够在吸附安装各个电子元件时判别是否为不合格电子元件，在是不合格电子元件的情况下进行高度测定（平坦度测定）。

在上述第一方面的电子元件安装装置中，优选的是，该电子元件安装装置还具备用于回收并保管不合格电子元件的回收容器，测定控制部构成为，使用收纳在回收容器中的不合格电子元件进行基于吸嘴的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。根据这样的结构，不进行高度测定（平坦度测定）的情况下，能够将通常废弃的不合格电子元件回收于回收容器，并使用回收于回收容器的不合格电子元件在任意时刻进行高度测定（平坦度测定）。

附图说明

图1是表示本发明的第一至第三实施方式的电子元件安装装置的整体结构的平面图。

图2是表示本发明的第一至第三实施方式的电子元件安装装置的主要构成要素的示意性的立体图。

图3是用于说明本发明的第一至第三实施方式的电子元件安装装置的一系列的安装动作的示意图。

图4是用于说明本发明的第一至第三实施方式的电子元件安装装置的高度测定方法的示意图。

图5是用于说明本发明的第一至第三实施方式的电子元件安装装置的平坦度测定方法的示意图。

图6是用于说明本发明的第一实施方式的电子元件安装装置的高度/平坦度测定处理的流程图。

图7是表示图6所示的高度/平坦度测定处理的测定结果处理（子程序）的流程图。

图8是用于说明本发明的第二实施方式的电子元件安装装置的高度/平坦度测定处理的流程图。

图9是表示本发明的第三实施方式的电子元件安装装置的不合格芯片的回收容器的示意图。

图10是表示本发明的电子元件安装装置的包含不合格芯片回收的安装动作顺序的流程图。

图11是用于说明本发明的第三实施方式的电子元件安装装置的高度/平坦度测定处理的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

（第一实施方式）

首先，参照图1～图4，说明本发明的第一实施方式的电子元件安装装置100的结构。

电子元件安装装置100是所谓复合型的电子元件安装装置，其能够从被切割的晶片W取出裸片（半导体芯片）C并安装（安装）到安装对象物M的被安装面M1上，并将由带式供料器31供给的电子元件（所谓封装元件）等安装在安装对象物M的被安装面M1上。安装对象物M例如是用于制造搭载有裸片C的封装元件的引线框、插件等、或用于直接安装裸片C和封装元件等的印刷基板等。另外，裸片C是本发明的“电子元件”和“半导体芯片”的一例。

如图1所示，该电子元件安装装置100包含基台1、输送机2、两个芯片元件供给部3、两个头单元4、晶片保持台5、推顶部6（参照图2）、取出部7、转印单元8、固定照相机9、晶片收纳部10和控制部11。另外，控制部11是本发明的“测定控制部”的一例。

输送带2以将安装对象物M向规定的安装作业位置搬入和自规定的安装作业位置搬出的方式构成。另外，输送机2具有在X方向上延伸的一对输送轨道和将安装对象物M在规定位置上进行定位的未图示的定位机构。由此，输送机2将安装对象物M以大致水平姿势沿X方向搬送，将安装对象物M定位固定在规定的安装作业位置上。

两个芯片元件供给部3分别设于电子元件安装装置100的近前侧（Y1方向侧）的两端。在芯片元件供给部3上沿X方向排列配置有带式供料器31。各带式供料器31间歇送出载带，将载带内的电子元件供给到规定的元件供给位置。另外，裸片C除了由晶片W供给外，还能够以单独收纳在载带上的状态由带式供料器31供给。

如图2所示，头单元4由XY移动机构4a支撑为能够在输送机2和晶片保持台5的上方沿水平方向（XY方向）移动。头单元4具有沿X方向配置的多个（两个）吸嘴41和一个基板识别照相机42。

另外，头单元4以构成为，通过吸嘴41吸附由取出部7从晶片W取出的裸片C并安装到安装对象物M上。另外，头单元4构成为能够将由带式供料器31供给的电子元件由吸嘴41吸附并安装到安装对象物M上。吸嘴41能够通过由负压发生器（未图示）在前端部产生的负压从上方吸附保持电子元件、裸片C。在头单元4上设置有用于使吸嘴41沿Z轴方向（上下方向）移动的伺服电动机43。伺服电动机43具有编码器43a，并构成为能够基于编码器43a的输出来检测吸嘴41的高度位置（Z轴方向位置坐标）。另外，伺服电动机43和编码器43a分别是本发明的“电动机”和“检测部”的一例。

基板识别照相机42例如是具备CCD（Charge-coupled Device：电荷耦合元件）、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体）等拍摄元件的照相机。另外，头单元4在对安装对象物M安装元件之前由基板识别照相机42识别附着于安装对象物M上的基准标志（未图示）。由此，可识别安装对象物M的位置偏差，可在安装时进行位置偏差修正。

如图1所示，在基台1上的头单元4的可动区域内设置有元件识别用的固定照相机9。固定照相机9构成为从下侧（Z1方向侧）拍摄由头单元4的吸嘴41所吸附的电子元件（包括裸片C）的方式构成。控制部11能够基于由该固定照相机9拍摄的电子元件的下面图像来识别电子元件的吸附位置偏差、电子元件（裸片C）的隆起或引线的缺损等。

另外，晶片收纳部10构成为能够收纳被切割的多张晶片W。晶片W的裸片C例如是在电极上形成有隆起的倒装片。这种情况下，裸片C以隆起形成面（安装面）朝向上方的方式贴附保持在薄膜状的晶片片材上。

晶片保持台5构成为，在规定位置对通过未图示的出入机构从晶片收纳部10拉出的晶片W进行支撑。另外，晶片保持台5构成为能够沿Y方向移动。

如图2所示，推顶部6构成为，通过将晶片保持台5上的晶片W中作为取出对象的裸片C从其下侧进行推顶，从而将该裸片C从晶片片材剥离并抬起。推顶部6构成为能够沿X方向移动。通过晶片保持台5的Y方向移动和推顶头61的X方向移动，推顶头61能够对保持在晶片保持台5上的晶片W的任意裸片C进行推顶。

取出部7构成为，从晶片W取出裸片C而交接给头单元4。另外，取出部7通过规定的驱动机构而在晶片保持台5的上方（Z2方向）位置上沿水平方向（XY方向）移动。另外，取出部7包含四个晶片头71。另外，在取出部7的框架上设置有元件识别照相机72。元件识别照相机72例如是具备CCD、CMOS等的拍摄元件的照相机。另外，元件识别照相机72构成为，从晶片W取出裸片C之前拍摄作为取出对象的裸片C。控制部11能够基于该元件识别照相机72拍摄的裸片C的图像来识别裸片C的取出位置和角度。

晶片头71构成为能够绕X轴旋转，并且能够向上下方向（Z方向）移动（升降）。另外，晶片头71构成为能够通过由负压发生器（未图示）在前端（吸附面71a）上产生的负压来吸附裸片C。由此，取出部7构成为，将由推顶头61推顶的裸片C由晶片头71吸附并取出，使裸片C翻转（倒装），在规定的交接位置将裸片C交接给吸嘴41（参照图3）。因此，如图3所示，头单元4的吸嘴41在裸片C的隆起形成面朝向下方的状态下吸附裸片C。晶片头71的吸附面71a（前端面）由柔软的材料形成，使得能够稳定地吸附裸片C的隆起形成面。

取出部7的XY方向上的可动区域与头单元4的XY方向上的可动区域在俯视图中局部重复，能够将头单元4和取出部7配置成上下排列。由此，能够从取出部7向头单元4交接裸片C。

如图2所示，转印单元8具有旋转台82和刮板83，旋转台82具有平坦的上表面（转印面81），刮板83从旋转台82的转印面81略向上方离开地配置。对转印面81上供给焊剂等转印材料，由旋转台82使转印面81旋转。其结果为，焊剂在转印面81上由刮板83延展，形成转印面81与刮板83的间隔量程度的薄平坦面状（参照图3）。

如图1所示，控制部11（参照虚线）具有进行输送机2、芯片元件供给部3（带式供料器31）、头单元4、晶片保持台5、推顶部6、取出部7及转印单元8等的动作控制的功能。控制部11基于来自内置于上述各部分的驱动电动机（例如伺服电动机43）中的编码器（例如编码器43a）等的位置检测机构的输出信号来进行各部分的动作控制。另外，控制部11具有进行各种照相机（基板识别照相机42、元件识别照相机72和固定照相机9）的拍摄控制和上述的图像识别的功能。由此，由控制部11集中控制电子元件安装装置100的各部分的动作。

此处，在第一实施方式中，控制部11构成为，使用存在于晶片W中的不合格芯片N（与安装对象的裸片C相同的芯片中判断为不合格品的裸片）来进行基于吸嘴41的测定对象面MP（参照图4）的高度测定和平坦度测定。另外，不合格芯片N是本发明的“不合格电子元件”的一例。

一般而言，在半导体芯片（裸片）的制造过程中，对硅晶片进行电路形成后，对每个形成在晶片上的芯片进行电气电路检查（检查工序），进行合格品/不合格品的判断。此时，关于判断为不合格的芯片，在晶片的管理信息中附加包含晶片上的位置信息的不合格品信息。之后，通过切割将形成在晶片上的各个裸片C分割，作为分割完成的晶片W发送给由电子元件安装装置100进行的安装工序。因此，控制部11能够根据所供给的晶片W的管理信息来确定不合格芯片N的位置和个数。这样一来，控制部11构成为，基于分割完成晶片W的管理信息来取得不合格芯片N处于分割完成晶片W中的位置和个数。另外，如后所示，若在晶片W中存在即使一个不合格芯片N，则能够实施高度/平坦度测定。

此处，参照图4和图5说明电子元件安装装置100的控制部11的高度/平坦度测定的方法。

如上所述，吸嘴41的高度位置能够由编码器43a的输出检测出。此处，如图4所示，相对于编码器43a的原点（输出值＝0），将使吸嘴41的行程增大的下降方向（Z1方向）设为Z轴坐标的正方向。当在吸附有不合格芯片N的状态下使吸嘴41下降时，不合格芯片N的下表面与测定对象面MP接触。此时，若继续驱动伺服电动机43，则伴随吸嘴41的推压力增大，伺服电动机43的电流值上升。此处，在控制部11的存储部（未图示）中存储有将吸嘴41的推压力与伺服电动机43的电流值建立了对应的推压力－电流值表格。参照推压力－电流值表格，能够根据伺服电动机43的电流值取得吸嘴41所施加的推压力（与电流值对应的推压力）。

因此，控制部11能够基于伺服电动机43的电流值来检测不合格芯片N的下表面与测定对象面MP的接触。能够根据检测出接触时的编码器43a的输出而得到接触检出时的吸嘴41的前端的高度位置H1。

在接触检出时，不合格芯片N以隔着吸嘴41的前端与测定对象面MP的方式介于它们之间。与不合格芯片N（裸片C）相关的元件数据包含于用于安装对象物M（引线框、插件、印刷基板等）的生产的程序中，控制部11通过参照程序中的元件数据来取得不合格芯片N（裸片C）的厚度t。

由此，算出测定对象面MP的高度位置H2＝接触检出时的吸嘴41的前端的高度位置H1＋不合格芯片N的厚度t。另外，如图5所示，测定对象面MP具有某种程度的广域（面积）的情况下，在同一测定对象面MP的多个部位（例如P1～P6）进行该高度测定，通过比较P1～P6处的高度测定结果，能够得到测定对象面MP的平坦度。

在第一实施方式中，如图3所示，测定对象面MP包含安装对象物M的被安装面（表面）M1、保持裸片C的取出部7的晶片头71的吸附面（取出部7的保持裸片C的保持面）71a以及用于将转印材料（焊剂）转印到裸片C上的转印单元8的转印面81。

另外，在吸附有不合格芯片N的状态下使吸嘴41下降，使不合格芯片N的下表面接触被安装面M1和转印面81，从而得到测定对象面MP的高度位置H2。另一方面，在对取出部7的吸附面71a进行高度测定的情况下，如图3所示，在使不合格芯片N保持在晶片头71的吸附面71a上的状态下使吸嘴41下降，使吸嘴41的前端接触不合格芯片N的上表面，从而得到测定对象面MP的高度位置H2。在存在多个测定部位的情况下，能够保持吸附有相同的不合格芯片N的状态而进行实施，最终巡回完成伴随焊剂附着的转印面81的测定即可。

参照图1～图3，关于由电子元件安装装置100进行的电子元件的安装动作进行说明。

如图3所示，安装晶片W的裸片C的情况下，首先，由推顶部6（参照图2）和取出部7取出安装对象的裸片C，在取出部7的晶片头71上吸附保持裸片C。晶片头71转动，使裸片C翻转（倒装），将裸片C配置在规定的交接位置。与此对应，头单元4的吸嘴41在交接位置的上方下降至交接高度位置，吸附裸片C。

吸附了裸片C后，头单元4向转印单元8的上方移动，使吸嘴41下降至转印高度位置，将焊剂转印到裸片C的隆起形成面上。接着，头单元4移动以通过固定照相机9的上方，拍摄吸附在吸嘴41上的裸片C的隆起形成面。由此，进行裸片C的隆起形成面的不合格判定、吸附位置偏移的识别。另外，也存在该转印动作和拍摄动的作顺序相反的情况。即，转印前的状态下能够良好地进行拍摄（图像识别）的情况下，则先实施拍摄动作。

拍摄后，头单元4移动到保持在输送机2上的安装对象物M（引线框、印刷基板等）的上方，在规定的安装位置的上方使吸嘴41下降至安装高度位置，将裸片C载置（安装）到安装对象物M的被安装面M1上。

另外，安装带式供料器31（参照图1）的供给元件的情况下，头单元4移动到带式供料器31的规定的元件取出位置的上方，吸嘴41下降，将电子元件取出。接着，头单元4移动以通过固定照相机9的上方，拍摄吸附在吸嘴41上的电子元件的下表面。然后，头单元4移动到安装对象物M的上方，吸嘴41下降，将电子元件载置（安装）到安装对象物M的被安装面M1上。另外，裸片C单独收纳在载带中而由带式供料器31进行供给的情况下，从带式供料器31取出裸片C后，如图3所示实施转印和拍摄，将裸片C载置（安装）到安装对象物M的被安装面M1上。

接着，参照图6和图7，对电子元件安装装置100的控制部11的高度/平坦度测定处理的控制进行说明。

高度/平坦度测定处理能够定期在电子元件安装装置100的工作中实施。例如，能够以预先设定的一定时间间隔来实施测定，或者在一天的运转开始时或结束等时的规定时间安排下进行实施。另外，也可以在切换生产产品（安装对象物M）的品种的时刻（所谓换产调整时）、或转印单元8的清扫等维修时根据操作员对控制部11的操作输入而开始测定处理。

首先，如图6所示，在步骤S1中，由推顶部6和取出部7取出不合格芯片N，将不合格芯片N配置在规定的交接位置上。在步骤S2中，判定测定对象面MP是否为晶片头71的吸附面71a以外的面。若测定对象面MP不是吸附面71a，则在步骤S3中将由晶片头71保持的不合格芯片N直接吸附在吸嘴41上。

在步骤S4中，移动头单元4，以使吸嘴41配置在测定对象面MP的测定点的上方。然后，在步骤S5中，使吸嘴41下降，根据编码器43a的输出取得接触检出时的吸嘴41的前端的规定位置H1（参照图4）。另外，也可以在步骤S2中测定对象面MP为取出部7的吸附面71a的情况下，跳过步骤S3，结果为，如上所述，未吸附状态的吸嘴41接触到保持在晶片头71的裸片C，从而取得吸嘴41的前端的高度位置H1。另外，可以反复进行多次高度测定而取得多个测定值的平均值作为测定结果。

在步骤S6中，判定是否存在其他测量点，存在测定点的情况下，进入步骤S4。然后，进行下一测定点的高度测定。由此，实施平坦度测定的情况下，测定相同测定对象面MP的多个点处的高度。对所有测定点进行了高度测定的情况下，进入步骤S7。

在步骤S7中，基于在步骤S6中得到的接触检出时的吸嘴41的前端的高度位置H1和登记的裸片C的厚度t来算出测定对象面MP的高度H2。另外，根据测定对象面MP的多个点（例如P1～P6）处的高度测定结果来算出测定对象面MP的平坦度。

在步骤S8中，实施与高度/平坦度测定结果对应的结果处理。具体而言，如图7所示，在步骤S21中，比较对测定对象面MP当前设定的高度设定值和高度测定结果（H2），判定设定值与设定结果之差是否全部（多次进行高度测定的情况下）在规定的高度容许值内。设定值与测定结果之差在高度容许值内的情况下，进入步骤S22，超过高度容许值的情况下，进入步骤S23。

在步骤S22中，判定平坦度的测定结果是否在规定的平坦度容许值内。另外，在不测定平坦度的测定对象面MP的情况下，始终进行肯定判定（容许值内判定）。测定结果在平坦度容许值内的情况下，进入步骤S24，脱离平坦度容许值的范围的情况下，进入步骤S23。

在步骤S23中，根据测定结果已经超过容许范围这一情况而实施错误停止处理。错误停止中，例如伴随警告灯的点亮等对作业者的错误报知、测定结果超过容许范围这一内容的消息显示或对外部的管理服务器（未图示）的消息发送等。由此，确认出错误的发生的作业者能够进行点检、整理或与服务人员联络等。

另一方面，在步骤S24中，实施将测定结果反馈给设定值的修正。例如采用多次的高度测定结果（H2）的平均值作为新的高度设定值。由此，移向被设为测定对象面MP的各个高度位置（安装对象物M的被安装面M1、晶片头71的吸附面71a和转印单元8的转印面81）时，能够将吸嘴41更准确地定位到所期望高度位置。

另外，由于高度测定结果和平坦度测定结果都在容许范围内，所以可以不实施该步骤S24的反馈修正而直接结束结果处理。另外，可以也构成为，在该步骤S24中取代进行反馈修正而向显示部（未图示）进行测定结果的模拟显示等，从而向作业者通知测定结果，由作业者进行电子元件安装装置100可否继续运转、是否进行反馈修正的判断。

在测定结果处理后，如图6所示，进入步骤S9，判定测定对象面MP是否为取出部7的吸附面71a。测定对象面MP为取出部7的吸附面71a的情况下，在步骤S10中由吸嘴41进行了不合格芯片N的吸附后，在步骤S11中废弃不合格芯片N。测定对象面MP不是取出部7的吸附面71a的情况下，由于不合格芯片N已经吸附在吸嘴41上，所以在步骤S11中直接被废弃。通过以上，高度/平坦度测定处理结束。

在第一实施方式中，如上所示，利用与安装对象的裸片C相同的裸片中判断为不合格的不合格芯片N，设置进行基于吸嘴41的测定对象面MP的高度测定和平坦度测定的控制部11，由此能够利用与安装对象的裸片C相同的元件但不使用（安装）的不合格芯片N来进行高度测定（平坦度测定），因此能够直接废弃高度测定所使用过的不合格芯片N。由此，能够不浪费可正常使用的裸片C地进行高度位置测定。另外，若能够在多个测定位置进行使用了不合格芯片N的高度测定，则也能够根据所得的多个测定结果来测定测定对象面MP的平坦度。

另外，由于能够不使吸嘴41与测定对象面MP直接接触地对测定对象面MP的高度位置H2进行测定，所以能够防止吸嘴41的破损、异物向吸嘴41的附着而进行测定对象面MP的高度位置和平坦度的测定。因此，例如进行配置有焊剂的转印面81的高度测定的情况下，也能够不使焊剂附着在吸嘴41上而进行测定，并且附着有焊剂的不合格芯片N能够直接废弃。并且，通过使用具有与裸片C同样非常高的尺寸精度的不合格芯片，从而能够进行裸片C的安装所要求的高精度的高度位置测定。由此，在第一实施方式中，能够不浪费可正常使用的裸片C而进行符合要求精度的高度位置测定（平坦度测定）。

另外，在第一实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：基于使不合格芯片N介于吸嘴41的前端与测定对象面MP之间的状态下的吸嘴41的前端的高度位置H1和不合格芯片N的厚度t进行测定对象面MP的高度测定和平坦度测定。由此，即使对于不使吸嘴41直接接触测定对象面MP地对测定对象面MP的高度位置H2进行测定的结构来说，也能够根据吸嘴41的前端的高度位置H1和不合格芯片N的厚度t而容易地实施高度位置（平坦度）测定。

另外，第一实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：在使不合格芯片N吸附在吸嘴41上的状态下进行测定对象面MP的高度测定和平坦度测定。由此，能够以与实际上安装裸片C的动作相同的状态进行测定对象面MP的高度测定和平坦度测定。因此，能够使用不合格芯片N，以与实际的安装动作完全相同的测定条件进行测定。即，由于能够使用不合格芯片N在包含有实际的安装动作中产生的机械误差等的状态下进行测定，所以能够不浪费可正常使用的裸片C而实现测定结果的可靠性的提高。

另外，第一实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：基于使不合格芯片N介于吸嘴41的前端与测定对象面MP之间的状态下的编码器43a的输出来取得吸嘴41的前端的高度位置H1。由此，不需要另行设置专用的激光变位计或高度测定用的线传感器，仅通过用于吸嘴41的升降动作控制的结构（伺服电动机43和编码器43a）就能够进行高度测定和平坦度测定，而无需另行设置外部设备。

另外，在第一实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：基于使用了不合格芯片N的测定对象面MP的高度测定和平坦度测定的测定结果，来修正吸嘴41的升降动作时的高度位置设定。由此，能够基于使用了与实际要安装的裸片C相同的元件即不合格芯片N的高度测定结果来修正（校正）高度位置设定，所以能够通过反映了实际的安装动作的高度位置修正，来提高吸嘴41的各种动作（吸附、裸片C的转印、对安装对象物M的安装等）的精度和可靠性。另外，由于修正（校正）时不需要夹具的切换等，所以在正进行元件安装作业时也能够容易地进行测定和修正。

另外，在第一实施方式中，如上所示，使用被判断为不合格的裸片即不合格芯片N进行测定。此处，不合格芯片N具有反映半导体制造过程的各工序中的要求精度、与合格品裸片C无异的高尺寸精度。因此，使用不合格芯片N，能够进行与实际要安装的半导体芯片C完全相同的条件下的、并且与另行设置夹具的情况同等或其以上的高精度的高度位置测定（平坦度测定）。另外，由于在一个晶片W中通常必然存在多个不合格芯片N，所以实际上不会发生测定用的不合格芯片N不足的情况。

另外，在第一实施方式中，如上所示，作为测定对象面MP的一例，例示了安装对象物M的被安装面M1、取出部7的晶片头71的吸附面71a以及转印单元8的转印面81。此处，吸附时的高度位置偏差（吸附面71a的高度位置偏差）构成吸附失败、裸片C（或形成在芯片上的隆起）破损的原因。吸附面71a为了吸附隆起形成面而由柔软材料形成，所以会随着使用而消耗（磨损）。因此，需要吸附面71a的高度管理。另外，焊剂转印时的高度位置偏差（转印面81的高度位置偏差）构成焊剂转印失败、芯片斜向倾斜状态下与转印面81相接触而导致局部浸润不良的原因，引起安装时的接合不良。另外，安装时的高度位置偏差（被安装面M1的高度位置偏差）引起接合不良、裸片C的安装位置偏差。因此，通过测定这些裸片C的吸附、转印和安装动作所需的各测定对象面MP的高度位置，能够掌握高度位置偏差而采用高度设定值的修正（校正）、整理等的应对方式，因此在进行精度管理上是有效的。其结果为，在裸片C的安装作业中，能够高精度进行高度位置相对于与特别要求精度的裸片C的接触面（被安装面M1、取出部7的保持面（吸附面71a）及转印面81）的精度管理。

另外，在第一实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：基于分割完成晶片W的管理信息来取得不合格芯片N在晶片W中的位置和个数。由此，能够容易地从被切割的晶片W中取得用于高度测定（平坦度测定）的不合格芯片N。另外，由于在一个晶片W中通常必然存在多个不合格芯片N，所以能够至少与根据管理信息所取得的不合格芯片N的个数相应地，在任意时刻取出不合格芯片N而实施高度测定（平坦度测定）。

（第二实施方式）

接着，参照图6～图8来说明本发明的第二实施方式的高度/平坦度测定处理的控制。在第二实施方式中，与从晶片W取得不合格芯片N而实施高度/平坦度测定的结构的上述第一实施方式不同，对裸片C单独收纳在载带中而由带式供料器31供给的情况下的高度/平坦度测定处理进行说明。另外，第二实施方式的电子元件安装装置的装置结构与上述第一实施方式同样，所以其说明省略。

裸片C由带式供料器31顺次供给的情况下，无法在任意时刻取得不合格芯片N。因此，在第二实施方式中，控制部11构成为，判别由吸嘴41吸附的安装对象的裸片C是否为不合格芯片N，并使用所判别的不合格芯片N进行基于吸嘴41的测定对象面MP的高度/平坦度测定。即，控制部11构成为，使用固定照相机9来图像识别被吸附的裸片C，结果因隆起欠缺等判定为不合格（判定为不合格芯片N）的情况下，实施高度/平坦度测定。

首先，如图8所示，在步骤S31中，由吸嘴41从带式供料器31吸附裸片C，由固定照相机9进行拍摄。

在步骤S32中，识别的结果是判定为合格品的裸片C被安装到安装对象物M的被安装面M1上的规定位置。

在步骤S33中，通过控制部11判定是否存在图像识别的结果是判定为不合格（为不合格芯片N）的吸嘴41。若不存在不合格芯片N，则不进行测定处理，继续安装动作。存在不合格芯片N的情况下，进入步骤S34，开始高度测定。

步骤S34～S38和S39的处理与上述第一实施方式的步骤S4～S8和S11的处理（参照图6和图7）相同。即，高度/平坦度测定的动作自身由于与上述第一实施方式相同，所以省略说明。另外，这种情况下，由于吸嘴41吸附了不合格芯片N，所以即使测定对象面MP为取出部7的吸附面71a的情况下，也能够使吸附了不合格芯片N的状态下的吸嘴41朝向吸附面71a下降，使不合格芯片N接触吸附面71a，从而进行高度测定。

如该第二实施方式所示，即使对于以晶片W的状态供给裸片C的结构以外的结构来说，也能够进行使用不合格芯片N的高度/平坦度测定。

第二实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：判别由吸嘴41吸附的安装对象的裸片C是否为不合格裸片N，并使用所判别的不合格裸片N进行基于吸嘴41的测定对象面MP的高度测定/平坦度测定。由此，在裸片C被单独封装而若不取出裸片C则不能判别是否为不合格裸片N的情况下，也能够在吸附安装各个裸片C时判别是否为不合格裸片N，在是不合格裸片N的情况下进行高度测定（平坦度测定）。

另外，第二实施方式的效果与上述第一实施方式相同。

（第三实施方式）

接着，参照图1、图6、图7和图9～图11，说明本发明的第三实施方式的高度/平坦度测定处理的控制。在第三实施方式中，与所吸附的裸片C的图像识别结果是判定为不合格（为不合格芯片N）的情况下开始高度/平坦度测定处理的结构的上述第二实施方式不同，对如下构成的例子进行说明：不废弃不合格芯片N而将其回收（保管），由此即使在由带式供料器供给裸片C的情况下也能够在任意的时刻开始高度/平坦度测定处理。

在第三实施方式的电子元件安装装置中，设有图9所示的不合格芯片N的回收容器201。回收容器201例如设置在基台1（参照图1）上、头单元4的可动区域内。在回收容器201中形成有大小比裸片C的大一圈的多个凹部202，在凹部的内部能够收容不合格芯片N。图9中，凹部202排列成矩阵状，例示了形成有3行×4列、共计12个凹部202的回收容器201。并且，在第三实施方式中，控制部11构成为，使用收容在回收容器201中的不合格芯片N进行基于吸嘴41的测定对象面MP的高度/平坦度测定。另外，第三实施方式的其他结构由于与上述第一实施方式相同，所以省略说明。

接着，参照图10说明电子元件安装装置100的裸片安装动作和不合格芯片的回收动作（动作程序）。

首先，在步骤S41中，通过吸嘴41从带式供料器31吸附裸片C。在步骤S42中，将焊剂转印给转印单元8上吸附的裸片C。在步骤S43中，被吸附的裸片C由固定照相机9拍摄，并由控制部11进行图像识别。

在步骤S44中，由控制部11判定是否存在图像识别的结果是不合格芯片N。若不存在不合格芯片N，则进入步骤S45，在安装对象物M上安装合格品的裸片C。

另一方面，存在不合格芯片N的情况下，进入步骤S46。判断回收容器201中是否存在空置的凹部202。回收容器201中存在空置的情况下，进入步骤S47，将不合格芯片N收纳在回收容器201的空置的凹部202中。然后，将在步骤S45中由其他吸嘴41吸附的合格品的裸片C安装到安装对象物M。另外，回收容器201中不存在空置的情况下，在步骤S48中废弃不合格芯片N后，将在步骤S45中由其他吸嘴41吸附的合格品的裸片C安装到安装对象物M。反复进行以上步骤，从而进行裸片C向安装对象物M的安装和向回收容器201回收不合格芯片N。

接着，参照图11来说明本发明的第三实施方式的高度/平坦度测定的控制。

首先，在步骤S51中，判断是否符合高度/平坦度测定的实施时刻。作为实施时刻，与上述第一实施方式相同，例如能够以预先设定的一定时间间隔来实施测定，或者以一天的运转开始时或结束时等规定的时间安排来实施测定。不符合实施时刻的情况下，不进行测定而结束。

在判断为符合高度/平坦度测定的实施时刻的情况下，进入步骤S52，判断是否存在保管于回收容器201内的不合格芯片N。在回收容器201中未保管不合格芯片N的情况下（回收容器201为空置的情况下），不进行测定而结束。

存在保管于回收容器201内的不合格芯片N的情况下，进入步骤S53中，由头单元4的吸嘴41来吸附保管在回收容器201的任意凹部202中的不合格芯片N。由此，进入步骤S54，使用不合格芯片N实施高度测定。步骤S54～S58和S59的处理与上述第一实施方式的步骤S4～S8和S11的处理（参照图6和图7）同样。即，高度/平坦度测定的动作自身与上述第一实施方式同样，所以省略说明。

在第三实施方式中，如上所示，以如下方式构成控制部11：在电子元件安装装置100中设置不合格芯片N的回收容器201，在裸片C的安装动作中将不合格芯片N回收于回收容器201。并且，以如下方式构成控制部11：使用收纳在回收容器201中的不合格芯片N来进行基于吸嘴41的测定对象面MP的高度/平坦度测定。由此，即使由带式供料器供给裸片C的情况下也能够在任意时刻进行使用不合格芯片N的高度/平坦度测定。

第三实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。

另外，应认为本次公开的实施方式皆为例示而非限制。本发明的范围不以上述实施方式的说明表示而由权利要求表示，另外，也包含与权利要求均等的意义和范围内全部的变更。

例如，在上述第一至第三实施方式中，例示了将本发明适用于能够将裸片安装到安装对象物上、并将由带式供料器供给的电子元件（封装元件）等安装到安装对象物上的复合型的电子元件安装装置的例子，但是本发明不限于此。也可以将本发明适用于复合型以外的电子元件安装装置。即，可以将本发明适用于所谓贴片机等裸片安装专用的电子元件安装装置中。另外，也可以将本发明适用于将封装元件等安装到印刷基板上的表面安装机。

另外，在上述第一至第三实施方式中，例示了使用判断为不合格的裸片（不合格芯片N）进行高度（平坦度）测定的例子，但是本发明不限于此。本发明中，也能够以使用裸片（半导体芯片）以外的电子元件来进行高度（平坦度）测定的方式构成电子元件安装装置。

另外，在上述第一至第三实施方式中，例示了进行高度测定和平坦度测定这双方的例子，但是本发明不限于此。本发明中，也能够以仅进行高度测定或仅进行平坦度测定的方式构成电子元件安装装置。

另外，在上述第一至第三实施方式中，作为高度（平坦度）测定的测定对象面的一例，例示了安装对象物M的被安装面（表面）M1、保持裸片C的晶片71的吸附面71a及转印单元8的转印面81，但是本发明不限于此。本发明中，也可以将该被安装面、吸附面以及转印面以外的部位作为测定对象面。测定对象面只要要是与吸嘴的升降动作有关的面（需要进行规定位置设定的面），则任何面皆可。因此，例如存在如下情况：将测力传感器设置在电子元件安装装置中，将吸嘴推靠在测力传感器上，从而进行收纳在控制部中的推压力－电流值表格的校正。也可以将该测力传感器的接触面作为高度位置的测定对象面。

另外，在上述第一至第三实施方式中，例示了在电子元件安装装置中设两个具备两个吸嘴的头单元的结构的例子，但是本发明不限于此。本发明中，电子元件安装装置只要具备吸嘴、用于对吸嘴进行高度位置检测的检测部和高度位置（平坦度）测定用的控制部即可，电子元件安装装置的装置结构也可以是上述第一至第三实施方式所示以外的结构。

另外，在上述第一至第三实施方式中，例示了在电子元件安装装置中设有使吸嘴在上下方向移动的伺服电动机的例子，但是本发明不限于此。本发明中，也可以取代伺服电动机而在电子元件安装装置中设置步进电动机等其他电动机。

另外，在上述第一至第三实施方式中，例示了以基于伺服电动机的电流值检测吸嘴（不合格芯片）与测定对象面的接触的方式构成电子元件安装装置的例子，但是本发明不限于此。本发明中也可以通过伺服电动机的电流值以外的任何方法检测吸嘴（不合格芯片）与测定对象面的接触。例如存在采用如下结构的情况：将吸嘴分割为根基侧元件和能够相对于根基侧元件进行相对上下移动的前端侧元件，并设置将前端侧元件向下方施力的施力部件（压缩弹簧等），从而焊接吸嘴与物体接触时的冲击。这种情况下，与测定对象面的接触时，前端侧元件克服施力部件的作用力而相对于根基侧元件进行相对移动（上升），所以能够通过检测前端侧元件相对于该根基侧元件的位移来检测出接触。此外也存在多种接触检测方法，因此吸嘴（不合格芯片）与测定对象面的接触检测也可以采用任一种接触检测方法。

Claims (10)

1.一种电子元件安装装置，具备：

吸嘴，用于吸附电子元件，并将所述电子元件安装于安装对象物；

检测部，检测所述吸嘴的上下方向上的高度位置；及

测定控制部，使用与安装对象的电子元件相同的电子元件中判断为不合格的不合格电子元件来进行基于所述吸嘴的测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。

2.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中，

所述测定控制部基于使所述不合格电子元件介于所述吸嘴的前端与所述测定对象面之间的状态下的所述吸嘴的前端的高度位置和所述不合格电子元件的厚度来进行所述测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。

3.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中，

所述测定控制部构成为，在使所述吸嘴吸附有所述不合格电子元件的状态下进行所述测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。

4.如权利要求2所述的电子元件安装装置，其中，

所述电子元件安装装置还具备使所述吸嘴在上下方向上移动的电动机，

所述检测部是设于所述电动机上的编码器，

所述测定控制部基于使所述不合格电子元件介于所述吸嘴的前端与所述测定对象面之间的状态下的所述编码器的输出来取得所述吸嘴的前端的高度位置。

5.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中，

构成为，基于使用了所述不合格电子元件进行的所述测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方的测定结果来修正所述吸嘴的升降动作时的高度位置设定。

6.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中，

所述电子元件是半导体芯片，

所述不合格电子元件是判断为不合格的所述半导体芯片。

7.如权利要求6所述的电子元件安装装置，其中，

所述测定对象面包括：所述安装对象物的被安装面、保持所述半导体芯片以进行吸附的取出部的保持面及用于将转印材料转印于所述半导体芯片的转印单元的转印面中的至少任一个面。

8.如权利要求6所述的电子元件安装装置，其中，

所述半导体芯片由已形成电路的晶片按每个所述半导体芯片进行分割所得的分割完成晶片提供，

所述测定控制部构成为，基于所述分割完成晶片的管理信息来取得判断为所述不合格的半导体芯片处于所述分割完成晶片中的位置和个数。

9.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中，

所述测定控制部构成为，判别由所述吸嘴吸附的安装对象的所述电子元件是否为所述不合格电子元件，并使用所判别的所述不合格电子元件进行基于所述吸嘴的所述测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。

10.如权利要求1所述的电子元件安装装置，其中，

该电子元件安装装置还具备用于回收并保管所述不合格电子元件的回收容器，

所述测定控制部构成为，使用收纳于所述回收容器的所述不合格电子元件来进行基于所述吸嘴的所述测定对象面的高度测定和平坦度测定中的至少一方。

Images