CN115836383A - 安装装置及安装方法 - Google Patents

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CN115836383A CN202180048846.0A CN202180048846A CN115836383A CN 115836383 A CN115836383 A CN 115836383A CN 202180048846 A CN202180048846 A CN 202180048846A CN 115836383 A CN115836383 A CN 115836383A
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寺田胜美
滨川健史
晴孝志
田村泰司
田岛见祐
米田高志
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Toray Engineering Co Ltd
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Abstract

提供一种能够实现亚微米级的高精度安装的安装装置及安装方法。具体而言,提供一种安装装置,其具备:基板载置台,其保持基板;安装头,其保持芯片部件;升降单元,其使安装头在与基板垂直的方向上升降;识别机构,其具有使用摄像单元取得芯片识别标记和基板识别标记的位置信息的功能,并能够在基板的面内方向上移动;以及控制部,其与识别机构连接,具有根据从识别机构得到的芯片识别标记以及基板识别标记的位置信息来计算芯片部件与基板的位置偏移量的功能、以及根据位置偏移量来驱动安装头部或/以及基板载置台而进行对位的功能,使芯片部件与基板接近,在识别机构所具有的摄像单元能够同时在景深内拍摄芯片识别标记和基板识别标记的状态下进行对位。

Description

安装装置及安装方法
技术领域
本发明涉及将芯片部件安装于基板的安装装置以及安装方法。特别涉及进行基板的电极面与芯片部件的电极面朝向相同方向的面朝上安装的安装装置以及安装方法。
背景技术
作为在布线基板等基板上安装半导体芯片等芯片部件的一个方式,有将基板的电极面和芯片部件的电极面朝向相同方向而进行安装的面朝上安装。
在面朝上安装中,不将基板的电极与芯片部件的电极直接接合,但需要进行用于在基板的规定位置安装芯片部件的对位,在芯片部件以及基板上附加有用于对位的识别标记。在此,将芯片部件与基板的规定位置对位是为了在规定的精度内安装基板的电极与芯片部件的电极的位置关系,基板及芯片部件的识别标记位置均以电极位置为基准来配置,一般附加在相对位置明确的电极面侧。
另外,提出了如下方法:在面朝上安装中,在将芯片部件与基板对位时,在安装头的保持芯片部件的部分使用透明部件等,从而能够隔着安装头观察各识别标记(例如专利文献1、专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2003/041478号公报
专利文献2:日本特开2017-208522号公报
专利文献3:日本特愿2019-009174号
发明内容
发明所要解决的课题
半导体部件的高密度化、多电极化、窄间距化显著发展,进行面朝上安装的安装装置也要求高速地进行比以往更高精度的对位并进行安装,而不会伴随大幅的成本上升。在专利文献2所记载的装置中,在对位阶段芯片识别标记与基板识别标记的高度存在差异,因此芯片识别第一标记AC1与基板识别第一标记AS1(以及芯片识别第二标记AC2与基板识别第二标记AS2)的光路长度不同,由于景深的关系,难以高分辨率且同时获取芯片识别标记与基板识别标记的图像,需要驱动用于使对焦于各个识别标记的摄像单元,存在安装精度降低、生产率降低这样的问题。进而,还存在反射光学系统的构造非常复杂、成本上升的问题。
针对这样的课题,本申请人发明了具备识别机构的安装装置,该识别机构通过独立地设置识别芯片识别标记的芯片识别摄像单元和识别基板识别标记的基板识别摄像单元,并以焦点位置经由共同的光轴路径而不同的方式设置,从而能够同时识别芯片识别标记和基板识别标记(专利文献3),从而实现了高速且高精度的对位,而不会伴随大幅的成本上升。
然而,对安装的高精度化的要求水平日益提高,产生了具有亚微米水平的精度的安装装置的必要性。但是,在现状下,即使进行亚微米级的对位,安装精度有时也超过1μ。即,由于安装头从对位高度下降到安装高度时的正直线度的偏差等的影响,无法忽视从对位到安装的过程中产生的误差。
另一方面,最近,在嵌入式基板(部件内置基板)中埋入安装芯片部件的方式增加。即,如图27的(a)所示,基板S的安装部位SC位于凹部,是如图27的(b)所示那样埋入的安装方式,也要求适于这样的安装方式的对位方法。
本发明是鉴于上述课题而完成的,提供一种在基板的电极面与芯片部件的电极面朝向相同方向的面朝上安装中,能够实现亚微米级的高精度的安装的安装装置以及安装方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题,权利要求1所记载的发明是一种安装装置,将具有对位用的芯片识别标记的芯片部件和具有对位用的基板识别标记的基板以所述芯片识别标记和所述基板识别标记朝向上面的姿势进行面朝上安装,其中,
所述安装装置具备:
基板载置台,其保持所述基板;
安装头,其保持所述芯片部件;
升降单元,其使所述安装头在与所述基板垂直的方向上升降;
识别机构,其从所述安装头的上侧隔着所述安装头识别所述芯片识别标记和所述基板识别标记,并能够在所述基板的面内方向上移动;以及
控制部,其与所述识别机构连接,具有根据从所述识别机构得到的所述芯片识别标记以及所述基板识别标记的位置信息来计算所述芯片部件与所述基板的位置偏移量的功能、以及根据所述位置偏移量来驱动所述安装头部或/以及所述基板载置台而进行对位的功能,
使所述芯片部件与所述基板接近,在所述识别机构所具有的摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态下,进行所述对位之后,使所述芯片部件紧贴于所述基板。
权利要求2所述的发明在权利要求1所述的安装装置中,所述控制部具有如下功能:通过所述摄像单元识别被保持于所述基板载置台的所述基板的基板识别标记,基于从所述摄像单元得到的所述基板的位置信息,存储安装所述芯片部件的部位的位置信息。
权利要求3所述的发明在权利要求2所述的安装装置中,所述安装装置还具备芯片输送单元,该芯片输送单元具有向所述安装头交接芯片部件的芯片滑动件,
通过所述摄像单元获取从所述芯片滑动件向所述安装头交接的所述芯片部件的所述芯片识别标记的位置信息,并与所述基板的安装所述芯片的部位的位置信息进行比较,如果在容许值内,则使所述芯片部件与所述基板接近,在所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态下,在进行对位之后,使所述芯片部件紧贴于所述基板。
权利要求4所述的发明是一种安装装置,其将具有对位用的芯片识别标记的芯片部件以所述芯片识别标记和基板识别标记朝向相同方向的姿势安装于具有对位用的所述基板识别标记的基板的安装部位,其中,
所述安装装置具备:
基板载置台,其保持所述基板;
安装头,其保持所述芯片部件;
升降单元,其使所述安装头在与所述基板垂直的方向上升降;
识别机构,其具有使用摄像单元获取所述芯片识别标记和所述基板识别标记的位置信息的功能,能够在所述基板的面内方向上移动;以及
控制部,其与所述识别机构连接,具有根据从所述识别机构得到的所述芯片识别标记以及所述基板识别标记的位置信息来计算所述芯片部件与所述基板的位置偏移量的功能、以及根据所述位置偏移量来驱动所述安装头部或/以及所述基板载置台而进行对位的功能,
使所述芯片部件与所述基板接近,在所述识别机构所具有的摄像单元在景深内拍摄到所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态下,进行对位之后,使所述芯片部件紧贴于所述基板。
权利要求5所述的发明在权利要求4所述的安装装置中,所述识别机构获取被保持于所述基板载置台的所述基板的基板识别标记的位置信息,所述控制部基于所述基板识别标记的位置信息来控制所述基板载置台,在所述安装头的正下方配置所述基板的安装部位。
权利要求6所述的发明在权利要求5所述的安装装置中,所述安装装置还具备芯片输送单元,该芯片输送单元具有向所述安装头交接所述芯片部件的芯片滑动件,根据由所述摄像单元拍摄从所述芯片滑动件交接到所述安装头的所述芯片部件而得到的所述芯片识别标记的位置信息,计算所述芯片部件相对于所述安装部位的位置偏移,如果所述位置偏移在允许范围内,则使所述安装头下降,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
权利要求7所述的发明在权利要求6所述的安装装置中,如果所述位置偏移在容许范围外,则计算为了成为容许范围内而需要的所述芯片部件的移动量,在使所述芯片部件移动至进入容许范围之后,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
权利要求8所述的发明在权利要求1或权利要求4所述的安装装置中,在所述识别机构中,将对焦于所述芯片识别标记的芯片识别摄像单元和对焦于所述基板识别标记的基板识别摄像单元设置在具有共同的光轴而分支的光路上。
权利要求9所述的发明在权利要求8所述的安装装置中,如果使用所述芯片识别摄像单元得到的所述芯片识别标记的位置信息与使用所述基板识别摄像单元得到的所述基板识别标记的位置信息的关系在容许范围内,则使所述芯片部件和所述基板接近至所述芯片识别摄像单元和所述基板识别摄像单元中的任一方能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
权利要求10所述的发明在权利要求9所述的安装装置中,如果使用所述芯片识别摄像单元得到的所述芯片识别标记的位置信息与使用所述基板识别摄像单元得到的所述基板识别标记的位置信息的关系在容许范围外,则计算为了成为容许范围内而需要的所述芯片部件的移动量,在使所述芯片部件移动至进入容许范围之后,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
权利要求11所述的发明在权利要求1至10中任一项所述的安装装置中,所述安装装置还具备用于测量所述基板表面与所述芯片部件的下表面的距离的测长单元,
基于所述测长单元的测量结果,决定进行所述对位时的所述安装头的高度。
权利要求12所述的发明在权利要求11所述的安装装置中,将所述测长单元设置于所述安装头。
权利要求13所述的发明在权利要求11或权利要求12所述的安装装置中,能够通过所述测长单元求出所述基板或所述基板载置台的面内高度分布。
权利要求14所述的发明是一种安装方法,将具有对位用的芯片识别标记的芯片部件以所述芯片识别标记和基板识别标记朝向上面的姿势安装于具有对位用的所述基板识别标记的基板,其中,
所述安装方法使用保持所述基板的基板载置台、保持所述芯片部件的安装头、使所述安装头在与所述基板垂直的方向上升降的升降单元、以及具有使用摄像单元获取所述芯片识别标记和所述基板识别标记的位置信息的功能且能够在所述基板的面内方向上移动的识别机构,进行如下工序:
精密对位工序,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别机构所具有的摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态,然后进行对位;以及
压接工序,在所述精密对位工序之后,使所述安装头进一步下降而使所述芯片部件与所述基板紧贴地接合。
权利要求15所述的发明在权利要求14所述的安装方法中,在所述精密对位工序之前,进行预备对位工序,在该预备对位工序中,通过所述摄像单元识别被保持于所述基板载置台的所述基板的基板识别标记,基于从所述摄像单元得到的所述基板的位置信息,将安装所述芯片部件的所述基板的安装部位配置在所述安装头的正下方,
根据从所述识别机构得到的所述芯片识别标记的位置信息和所述安装部位的位置信息,计算所述芯片部件与所述基板的位置偏移量,如果所述位置偏移量超过允许范围,则驱动所述安装头部或/和所述基板载置台来校正所述位置偏移。
权利要求16所述的发明在权利要求15所述的安装方法中,进行预备对位工序,在该预备对位工序中,如果所述位置偏移量超过容许范围,则驱动所述安装头部或/和所述基板载置台来校正所述位置偏移。
权利要求17所记载的发明在权利要求15或16所记载的安装方法中,在所述安装头的高度为从芯片输送单元交接所述芯片部件时的高度以上的情况下进行所述预备对位工序。
发明效果
根据本发明,在基板的电极面与芯片部件的电极面朝向相同方向的面朝上安装中,能够实现亚微米级的高精度的安装。特别适于芯片部件向嵌入式基板的高精度安装。
附图说明
图1是本发明的实施方式的安装装置的概略图。
图2的(a)是表示本发明的实施方式的安装装置的构成要素的图,(b)是表示从侧面方向观察该安装装置的构成要素的图。
图3是表示本发明的实施方式的安装装置的控制系统的框图。
图4是对安装多个芯片部件的基板的安装各个芯片部件的安装部位和各个基板识别标记进行说明的图。
图5是表示获取安装多个芯片部件的基板的各个基板识别标记的位置信息的例子的图。
图6的(a)是表示在本发明的实施方式的安装装置中将芯片部件从芯片滑动件向附属工具交接的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图7是对在本发明的实施方式的安装装置中进行的预备对位工序进行说明的图,(a)是表示在刚将芯片部件从芯片滑动件交接到附属工具之后立即获取芯片识别第一标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图8是表示在本发明的实施方式的安装装置中进行的预备对位工序中获取芯片识别第一标记的位置信息的状态的放大图。
图9是对在本发明的实施方式的安装装置中进行的预备对位工序进行说明的图,(a)是表示在芯片滑动件退避的状态下获取芯片识别第二标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图10是表示在本发明的实施方式的预备对位工序中获取芯片第一识别标记的位置信息,(a)是表示位置偏移量超过允许范围的状态的图,(b)是表示位置偏移量在允许范围内的状态的图。
图11是对本发明的实施方式的预备对位的必要性进行说明的图,(a)是表示芯片部件从埋入基板的凹部的开口探出的状态的图,(b)是表示在该状态下想要将芯片部件埋入基板的凹部时的状态的图。
图12是对使用本发明的实施方式的安装装置进行的精密对位工序进行说明的图,(a)是表示同时在同一视野内获取基板识别第二标记的位置信息和芯片识别第二标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图13是对使用本发明的实施方式的安装装置进行的精密对位工序进行说明的图,(a)是表示同时在同一视野内获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图14是表示在使用本发明的实施方式的安装装置进行的精密对位工序中,在同一视野内同时获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的状态的放大图。
图15是表示在使用本发明的实施方式的安装装置进行的精密对位工序中,在同一视野内同时获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的摄像单元的图像例的图。
图16是对在本发明的实施方式的安装装置中进行的压接工序进行说明的图,(a)是表示使芯片部件紧贴于基板而接合的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图17是对在本发明的实施方式的安装装置中进行的压接工序阶段的安装位置精度测量进行说明的图,(a)是表示在同一视野内同时获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图18是对在本发明的实施方式的安装装置中进行的压接工序阶段的安装位置精度测量进行说明的图,(a)是表示在同一视野内同时获取基板识别第二标记的位置信息和芯片识别第二标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图19的(a)是表示本发明的实施方式的安装装置的变形例的构成要素的图,(b)是表示从侧面方向观察该安装装置的构成要素的图。
图20是对在本发明的实施方式的安装装置的变形例中进行的预备对位工序进行说明的图,(a)是表示同时获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图21是对在本发明的实施方式的安装装置的变形例中进行的预备对位工序进行说明的图,(a)是表示同时获取基板识别第二标记的位置信息和芯片识别第二标记的位置信息的状态的图,(b)是从侧面方向观察该状态的图。
图22是表示在本发明的实施方式的安装装置的变形例中进行的预备对位工序中,在同一视野内同时获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的状态的放大图。
图23是表示在本发明的实施方式的安装装置的变形例中进行的预备对位工序中进行芯片部件和基板的预备对位时同时获取基板识别第一标记的位置信息和芯片识别第一标记的位置信息的状态下,(a)是表示对焦于基板识别第一标记的基板摄像单元的图像例的图,(b)是表示对焦于芯片识别第一标记的基板摄像单元的图像例的图。
图24是对将芯片部件面朝上安装于平坦的基板的例子进行说明的图,(a)是表示芯片部件从基板离开的状态的图,(b)是表示安装状态的图。
图25是用于说明本发明的实施方式中的安装装置也适用于使用了平坦的基板的安装的条件的图。
图26是用于说明本发明的实施方式中的位移传感器的功能的图。
图27是对向埋入基板的面朝上安装进行说明的图,(a)是表示芯片部件的底部从基板的凹部的底部离开的状态的图,(b)是表示安装状态的图。
具体实施方式
使用附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式中的安装装置1的概略图。
安装装置用于将芯片部件安装于布线基板等基板,但图1的安装装置1成为适于以芯片部件的电极面与基板的电极面为相同方向的状态进行安装的面朝上安装的结构。
安装装置1将基板载置台2、升降加压单元3、安装头4、识别机构5以及芯片输送单元6作为构成要素。
在图1的安装装置1中,基板载置台2由载置台移动控制单元20和吸附台23构成。吸附台23用于吸附保持被配置在表面上的基板,吸附台23能够通过载置台移动控制单元20在保持基板的状态下在基板面的面内方向上移动。
载置台移动控制单元20包括能够使吸附台23在Y方向上直线移动的Y方向载置台移动控制单元22和能够使Y方向载置台移动控制单元22在X方向上直线移动且设置在基台200上的X方向载置台移动控制单元21。Y方向移动控制单元22在配置于滑轨上的可动部上搭载吸附台23,可动部通过Y方向伺服器221进行移动及位置控制。另外,X方向移动控制单元21在配置于滑轨上的可动部上搭载有Y方向移动控制单元22,可动部通过X方向伺服器211进行移动及位置控制。
升降加压单元3固定在未图示的门型框架上,上下驱动轴相对于吸附台23沿垂直方向设置,在上下驱动轴上连结安装头4。升降加压单元3具有上下驱动安装头4,并且施加与设定对应的加压力的功能。另外,在安装装置1中,从2个方向支承升降加压单元3,并且与安装头4直线地连结,因此在加压时难以向安装头4施加横向的力。
安装头4用于保持芯片部件C(保持于基板载置台2的吸附台23)并以与基板平行的状态进行压接。安装头4以安装头主体40、加热器部41、附属工具42以及工具位置控制单元43为构成要素。头主体40经由工具位置控制单元43与升降加压单元3连结,在下侧固定配置有加热器部41。加热器部41具有发热功能,经由附件工具42对芯片部件C进行加热。另外,加热器部41具有使用减压流路来吸附保持附属工具42的功能。附属工具42用于吸附保持芯片部件C,根据芯片部件C的形状进行更换。工具位置控制单元43在以升降加压单元3的上下驱动轴为垂线的面内方向上对搭载头主体40的位置进行微调整,与此相应地调整附属工具42及附属工具42所保持的芯片部件C的(图的XY面内的)位置。
工具位置控制单元43以X方向工具位置控制单元431、Y方向工具位置控制单元432、工具旋转控制单元433为构成要素。在图1所示的实施方式中,构成为工具旋转控制单元433调整头主体40的旋转方向,Y方向工具位置控制单元432调整工具旋转控制单元433的Y方向位置,X方向工具位置控制单元431调整Y方向位置控制单元的X方向位置,但并不限定于此,只要能够调整头主体40(以及其下方的构成要素)的X方向位置、Y方向位置、旋转角即可。
在图2中示出以安装头主体40的周边为主的图(图2的(a)为主视图,图2的(b)为侧视图),在本实施方式的面朝上安装中,如图27所示,在芯片部件C的电极面的对角位置设置有芯片识别标记AC(芯片识别第一标记AC1以及芯片识别第二标记AC2),在基板S的电极面的芯片部件安装部位对角的基准位置设置有基板识别标记AS(基板识别第一标记AS1以及基板识别第二标记AS2),均朝向安装头4的方向。
因此,在安装装置1中,构成为能够隔着安装头4观察芯片识别标记AC,由透明部件形成附属工具42,或者设置与芯片识别标记AC的位置一致的贯通孔。另外,对于加热器部41,为了能够观察芯片识别标记AC,也需要使用透明部件或设置开口部,在本实施方式中,如图2那样设置贯通孔41H。在此,贯通孔41H可以与各个芯片识别标记AC的位置对应地设置,但由于不需要基于芯片部件C的形状的更换,因此也可以形成为规格尺寸范围能够全部对应的孔形状。另外,为了观察芯片识别标记AC或者/以及基板识别标记AS,安装头4需要供识别机构5的图像取入部50能够侵入的空间,在本实施方式中,如图2所示那样设置头空间40V。即,头主体40成为由在加热器41上连结的侧板、连结两侧板的顶板构成的构造。
识别机构5用于(透过附属工具42及加热器部41)隔着安装头4对焦而进行拍摄、获取芯片识别标记AC或/以及基板识别标记AS的位置信息。在本实施方式中,识别机构5将图像取入部50、光路52、以及与光路52连结的摄像单元53作为构成要素。
图像取入部50配置在摄像单元53要获取图像的识别对象的上部,将识别对象收于视野内。
另外,识别机构5构成为能够通过未图示的驱动机构而在头空间40V内在基板S(以及芯片部件C)的面内方向上移动。进而,为了能够调整焦点位置,优选也能够进行基板S的垂直方向(Z方向)的移动。
安装头4通过升降加压单元3而在与基板S垂直的方向上移动,但该动作能够与识别机构5的动作独立地进行。因此,需要将头空间40V设计成如下的尺寸:即使安装头4在垂直方向上移动,进入头空间40V的识别机构5也不会发生干涉。
此外,识别机构5的图像取入部50的可动范围不限于头空间40V内,也能够从头空间40V出来而在基板S上方移动来获取基板识别标记AS的位置信息。
芯片输送单元6由输送轨道60和芯片滑动件61构成,由芯片滑动件61保持着从未图示的芯片供给部供给的芯片部件C并滑动输送至附属工具42的正下方。
在此,未图示的芯片供给部在芯片滑动件61上的确定的位置配置芯片部件C。根据需要,配置于芯片滑动件61的芯片部件C也可以通过未图示的识别机构来识别配置位置。这样,通过控制芯片滑动件61及配置于芯片滑动件61的芯片部件C的位置,能够将芯片部件C交接至附属工具42的规定范围内。在附属工具42保持了芯片部件C之后,解除了芯片部件C的保持的芯片滑动件61移动到退避位置。
如图3的框图所示,安装装置1具备与基板载置台2、升降加压单元3、安装头4、识别机构5以及芯片输送单元6连接的控制部10。
控制部10实质上以CPU和存储装置为主要的构成要素,根据需要而具有接口和各装置。另外,控制部10通过内置程序,也能够进行使用了获取数据的运算,进行与运算结果对应的输出。进而,优选还具备记录获取数据、运算结果而用作新的运算用的数据的功能。
控制部10与基板载置台2连接,进行X方向载置台移动控制单元21和Y方向载置台移动控制单元22的动作控制,进行吸附台23的面内移动控制。另外,控制部10控制吸附台23,进行基板S的吸附保持及解除的控制。
控制部10与升降加压单元3连接,进行安装头4的上下方向(Z方向)的位置控制,并且具有控制将芯片部件C压接于基板S时的加压力的功能。
控制部10与安装头4连接,具有使用工具位置控制单元43来控制附件工具42对芯片部件C的吸附保持以及解除、加热器部41的加热温度、头主体40(以及加热器部41、附件工具42)在XY面内的位置的功能。
控制部10与识别机构5连接,具有控制水平(XY面内)方向以及垂直方向(Z方向)的驱动,并且控制摄像单元53而获取图像数据的功能。进而,控制部10具有图像处理功能,具有根据摄像单元53获取的图像而计算芯片识别标记AC或/和基板识别标记AS的位置的功能。
控制部10与芯片输送单元6连接,具有控制沿着输送轨道60移动的芯片滑动件61的位置的功能。
以下,对安装装置1将芯片部件C安装到基板S为止的工序进行说明,在图4中示出在本发明的实施方式中处理的基板S的一个例子。如图4所示,在基板S具有多个安装部位SC,分别在安装部位SC设置有基板识别第一标记AS1和基板识别第二标记AS2。另外,作为用于确认基板整体的配置的基准标记(基板基准标记AS0),也可以设置基板基准第一标记AS01和基板基准第二标记AS02,各个安装部位SC(以及基板识别标记AS)相对于基准标记高精度地配置。
对于这样的基板S,安装装置1的控制部10具有计算并存储配置于吸附台23的基板S的各安装部位SC的位置信息的功能。示出了该例子的是图5,示出了一边利用载置台移动单元20使保持有基板S的吸附台23移动,一边利用识别机构5对配置于基板S的各基板识别标记AS进行拍摄而获取位置信息的情形,计算并存储各安装部位SC的位置信息。另外,在设置有基板基准第一标记AS01和基板基准第二标记AS02的情况下,通过事先由控制部10存储基板S中的安装部位SC的映射,也能够根据识别基板基准第一标记AS01和基板基准第二标记AS02而获取的位置信息,来计算并存储基板S内的各安装部位SC的位置信息。此外,说明了在识别各基板识别标记AS或者各基板基准标记AS0时,通过载置台移动单元20使基板S移动的例子,但也可以使识别机构5移动。
在如以上那样得到配置于吸附台23的各安装部位SC的位置信息后,将芯片部件C安装到各个安装部位SC。
以下,使用附图对安装装置1将芯片部件C安装到各个安装部位SC的工序进行说明,但关于基板S,仅记载了安装部位SC这1个部位。
图6表示安装头4的附属工具42保持芯片部件C,并且在安装头4的正下方配置基板S的接下来要安装芯片部件C的安装部位SC的安装准备工序。在该安装准备工序中,为了缩短之后的工序的时间,优选预先提高由附属工具42保持的芯片部件C的位置精度及安装部位SC的位置精度。
因此,优选采用从未图示的芯片供给部将芯片部件C高精度地配置于芯片滑动件61的规定位置,并且通过芯片输送单元6高精度地输送芯片滑动件61的机构。另外,为了将基板S的安装部位SC高精度地配置在安装头4的正下方,优选采用基于之前获得的各安装部位SC的位置信息来高精度地控制吸附台23的位置的载置台移动控制单元20。
在安装准备工序中,基板S的安装部位SC被高精度地配置在安装头4的正下方。因此,在接下来进行的预备对位工序中,在基板S的安装部位SC存在于安装头4的正下方的规定范围内的前提下,通过识别机构5仅获取芯片部件C的位置信息。
图7表示预备对位工序的情况,但在使芯片滑动件61退避时在与芯片部件C的下表面之间设置间隙。因此,在预备对位工序时使安装头4稍微上升。即,如果将以吸附台23的表面为基准的、与安装头4的附属工具42下表面的距离设为安装头高度BHZ,则预备对位工序的安装头高度BHZ从安装准备工序的Dz上升Δz而成为Dz+Δz。在此,Δz是芯片滑动件61能够不与芯片部件C的下表面发生干涉地退避的必要且最小的距离,为1mm以上2mm以下左右。此外,如果具有使芯片部件C向芯片滑动件61侧升降而向附属工具42交接的功能,则也可以设为Δz=0。
预备对位工序也如图8所示,在芯片部件C被保持于附属工具42的状态下进行,但识别机构5观察的仅是芯片识别标记AC,因此即使在芯片滑动件61退避的中途,也能够得到芯片部件C的位置信息。此外,在识别机构5识别芯片识别标记AC时,在识别出芯片识别第一标记AC1之后,识别芯片识别第二标记AC2。因此,如图9所示,以使图像取入部50分别对准各芯片识别标记AC的方式使识别机构5在XY面内移动。此外,在图9中,示出了在识别芯片识别第二标记AC2的阶段芯片滑动件61退避的例子。
在本实施方式中,在预备对位工序的阶段,根据事先获取的安装部位SC的位置信息,将接下来应安装的安装部位SC在规定的精度内配置于安装头4的正下方。因此,也能够确定芯片部件C的芯片识别标记AC应位于的允许范围PAC。因此,图10示出了识别单元5的摄像单元53所获取的芯片识别第一标记AC1与芯片识别第一标记AC1应位于的容许范围PAC的关系。
在此,如图10的(b)所示,如果芯片识别第一标记AC1的中心位置收于允许范围PAC内,芯片识别第二标记AC2的中心位置也收于允许范围PAC内(如果是芯片滑动件61进一步退避的状态),则进入下一工序。
另一方面,如图10的(a)所示,如果芯片识别第一标记AC1的中心位置从容许范围PAC偏离,则还获取芯片识别第二标记AC2中心的位置信息,计算用于校正芯片部件C相对于安装部位SC的位置偏移的基板面内的基板S和芯片部件C的校正移动量,调整“(固定了相对位置的)吸附台23和识别机构5”或附件工具42的XY面内位置,如图10的(b)所示,使芯片识别第一标记AC1收于容许范围PAC内。在此,通常,与使吸附台23移动相比,使附属工具42移动的情况下的重量上的负荷较小,因此优选在预备对位中在安装头4侧进行位置调整。
另外,预备对位工序在将芯片部件埋入安装于图27所示那样的嵌入基板(部件内置基板)的情况下是重要的。即,凹部的开口面积相对于安装部位SC而言没有富余的情况较多,如图11的(a)所示,在芯片部件C的外缘EC位于比凹部的边缘部EB靠外侧的状态下,如果使安装头4下降,则芯片部件C与比凹部靠外侧的基板S表面接触,若欲从该状态进一步使安装头4下降至进行后述的精密对位的高度(图11的(b)),则会产生芯片部件C的破损等故障。
在预备对位工序之后,作为头下降工序,通过升降加压单元3使安装头4下降。使芯片部件C在不与基板S接触的范围内尽量接近并停止。优选通过该头下降工序,具有芯片识别第一标记AC1(以及芯片识别第二标记AC2)的芯片部件C的上表面与具有基板识别第一标记AS1(以及基板识别第二标记AS2)的基板S的上表面的垂直距离dS进入识别机构5的景深。因此,以下记载垂直距离dS进入识别机构5的景深的条件。
首先,图8所示的垂直距离dS、到基板S的安装芯片部件C的接合面的距离(间隙)G、芯片部件C的厚度TC、基板S的凹部的深度DSC的关系能够用以下的式(1)表示。
dS=G+TC-DSC.....(1)
在此,“+TC-DSC”比通常为百μm以下的芯片部件C的厚度TC小,为数十μm以下。进而,在将芯片部件C完全埋入基板S的情况下成为零以下。因此,如果在芯片部件C即将与基板S的凹部的底面接触之前,能够停止安装头4的下降而减小间隙G,则能够在景深内收入芯片识别第一标记AC1和基板识别第一标记AS1(或者芯片识别第二标记AC2和基板识别第二标记AS2)。
作为满足该条件的具体的间隙G的距离,根据式(1),成为:
G=dS-(TC-DSC)=dS+DSC-TC······(2)
在与景深DOF的关系中,
dS≤DOF······(3)
因此,需要满足如下条件:0<G≤DOF+DSC-TC······(4)
因此,安装装置1的控制部10通过未图示的位移传感器7,测量载置台2的表面高度(或基板S的表面高度)和安装头4的高度,使用芯片部件的厚度TC、基板S的厚度TS、凹部的深度DSC等设计值来计算间隙G,在满足式(4)的条件的高度停止安装头4的下降。此外,在式(4)中,间隙G为超过零的值,但为了对位,为了芯片部件C与基板S的相对移动,优选为数μm以上。另外,芯片部件C的厚度TC、基板S的厚度TS、热固化性粘接剂的厚度、凹部的深度DSC的实际值相对于设计值存在一些偏差,因此优选还考虑这些偏差。在此,因为优选求出基板S的表面相对于安装头4(的附属工具42的下表面)的垂直距离,因此位移传感器7可以固定地设置于安装头4,但并不限定于此,也可以固定于图像取入部50等。
头下降工序之后进行的是精密对位工序,使用图12、图13、图14以及图15进行说明。在此,图12是在图9的状态下进行了预备对位之后,在进行了头下降的状态下获取基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2的位置信息的状态。之后,控制部10控制识别机构5的驱动单元,使识别机构5移动至图13的状态,获取基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1的位置信息。另外,图14是图13的(a)的局部放大图。
在精密对位工序中,能够同时在景深DOF内拍摄基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1(以及基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2)。使用图14对此进行说明,具有芯片识别第一标记AC1的芯片部件C的上表面与具有基板识别第一标记AS1的基板S的上表面之间的垂直距离dS成为在摄像单元53的景深DOF以下的间隙G。
因此,如图15所示,摄像单元53能够清楚地拍摄基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1双方。
同样地,在图12的状态下,通过摄像单元53清楚地拍摄基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2双方,因此控制部10能够准确地获知基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2的相对位置。
之后,使用在图13的状态下得到的基板识别第一标记AS1与芯片识别第一标记AC1的相对位置信息、和在图12的状态下得到的基板识别第二标记AS2与芯片识别第二标记AC2的相对位置信息,进行基板S与芯片部件C的对位。即,首先,控制部10根据基板识别第一标记AS1与芯片识别第一标记AC1的相对位置信息和基板识别第二标记AS2与芯片识别第二标记AC2的相对位置信息,运算并求出基板S与芯片部件C的位置偏移量。然后,计算用于校正该位置偏移量的基板面内的基板S和芯片部件C的校正移动量,由控制部10控制,将基板载置台2和/或安装头4向基板面内(XY和θ)方向驱动,以基板S和芯片部件C的位置偏移量成为容许范围的方式进行精密的对位。
在精密对位工序完成后,是将芯片部件C热压接于基板S的压接工序。在压接工序中,控制部10使安装头4下降,使芯片部件C紧贴于基板S,以规定的加压力进行安装(图16)。在此,安装头4的下降距离为间隙G,式(7)所示的间隙G为数μm至数十μm左右。因此,在安装工序中也能够维持在对位工序中得到的位置精度,实现高精度安装。
在安装工序中,通过利用安装头4的加热器部41对基板S与芯片部件C之间的热固化性粘接剂进行加热,从而将芯片部件C固定于基板S。在进行了规定时间的加压加热之后,安装头4解除芯片部件C的吸附保持而上升,安装工序完成。
此外,从品质管理的观点出发,要求进行安装工序完成后的全数安装位置精度测量检查,但在本发明的安装装置1中,能够替代全数安装位置精度测量而不会伴随成本上升。即,如果在图17和图18所示的压接工序中进行在图13中进行的基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1的相对位置信息获取、和在图12中进行的基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2的相对位置信息获取,则能够针对每个芯片部件C得到压接工序中的相对于基板S的位置信息、即安装精度。而且,如果压接工序中的热压接所需的时间比位置信息获取所需的时间长,则能够在压接工序的时间内进行安装位置精度测量,能够不影响安装的生产节拍时间地来进行。
在规定时间的加压后结束压接工序,在存在应该新安装的芯片部件C的情况下,开始安装准备工序。
以上是本实施方式中的一系列的安装工序。在本实施方式中,如果在预备对位工序以前,高精度地配置基板S的“接下来要安装芯片部件C的部位”以及芯片部件C,则在预备对位工序中使工具位置控制单元43工作的情况也较少,实质上仅进行精度确认,因此生产节拍时间也缩短,成为生产率优异的安装装置。在此,在对各构成要素高精度地进行了精加工的装置中,在只要各机构没有异常则位置偏移就不会脱离允许范围的情况下,可以仅进行装置故障判定,在这样的情况下,也可以仅获取芯片识别第一标记AC1和芯片识别第二标记AC2中的任一方的位置信息。
另一方面,为了满足预备对位工序前的高精度要求,需要对安装装置各部进行精密加工、精密组装,装置成本相应地提高。因此,在图19中示出在预备对位工序前的基板S的“接下来要安装芯片部件C的部位”以及芯片部件C的高精度配置困难的情况下也能够应对的、作为本实施方式的变形例的安装装置的结构。
图2所示的安装装置1构成为,在预备对位时,以基板S的安装部位SC以规定的精度配置在安装头4之下为前提,仅获取芯片部件识别标记AC的位置信息,与此相对,在图19所示的变形例中,在预备对位时也获取基板识别标记AS的位置信息。
因此,在图19所示的安装装置中,识别机构5将图像取入部50、光学系统(共用)51、从光学系统51以共用光轴的方式分支为2个的光路52a和光路52b、以及与光路52a连结的摄像单元53a和与光路52b连结的摄像单元53b作为构成要素。
另外,通过设置成“从图像取入部50经由光学系统51、光路52a到达摄像单元53a的路径”与“从图像取入部50经由光学系统51、光路52b到达摄像单元53b的路径”的光路长度不同,从而成为摄像单元53a的焦点位置与摄像单元53b的焦点位置不同的结构。在此,光学系统(共用)51具有通过反射单元500和反射单元520变更光路的方向的功能,通过半反射镜511使光路分支。光学系统52a以及光学系统52b具有光学透镜,为了得到高分辨率,也可以具有放大图像的功能。
以下,使用图20、图21、图22以及图23对使用了图19所示的本发明的实施方式的变形例的预备对位工序进行说明。在该预备对位工序中,控制部10使基板载置台2保持基板S,并且使安装头4保持芯片部件C。此时,基板S配置在基板载置台2的规定范围内,芯片部件C保持在附属工具42的下表面的规定的面内位置。即,芯片部件C、基板S大致对位。因此,基板识别第一标记AS1、基板识别第二标记AS2、芯片识别第一标记AC1以及芯片识别第二标记AC2均成为能够通过加热器41的贯通孔41H以及附属工具42而隔着安装头4进行观察的状态。
在变形例的预备对位工序中,在基板识别标记AS和芯片识别标记AC存在高低差,难以将两个识别标记同时收于景深内的状态下,进行基板S和芯片部件C的对位,通过焦距不同的其他摄像单元来观察基板识别标记和芯片识别标记。
在此,使用图20的(a)的局部放大图即图22,对难以将两个识别标记同时收于景深内的状态进行说明。另外,在以下的说明中,高度的基准为吸附台23的表面。
在图22中,根据基板S的厚度TS与(作为附属工具42的下表面的高度的)安装头高度BHz的关系,作为芯片识别第一标记AC1所在的芯片部件C的上表面与基板识别第一标记AS1所在的基板S的上表面之间的垂直距离的dS成为:
dS=BHz-TS······(5)
在此,图5的状态下的安装头高度BHz比芯片交接时的安装头高度Dz高Δz,成为
BHz=Dz+Δz······(6)
代入式(1),成为:
dS=Dz+Δz-TS······(7)。
在此,Dz比搭载有芯片部件C的芯片滑动件61的厚度大,因此为10mm左右,Δz如上所述为1mm以上且2mm以下,与此相对,基板S的厚度TS一般为2mm以下,因此dS为10mm左右。
因此,为了同时观察芯片识别第一标记AC1和基板识别第一标记AS1,需要使景深为10mm左右。但是,在以μm级别以上的高精度求出芯片识别第一标记AC1和基板识别第一标记AS1的位置的条件下,事实上不可能使景深为10mm左右。
根据以上的理由,在预备对位中,通过焦距不同的摄像单元单独地观察基板识别标记AS和芯片识别标记AC。
即,在同时识别基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1而得到位置信息的图20(以及图22)的状态下,图19的(b)所示的摄像单元53a以及摄像单元53b中的任一方对焦于基板识别第一标记AS1而进行拍摄,另一方对焦于芯片识别第一标记AC1而进行拍摄。在以下的说明中,对摄像单元53a拍摄基板识别第一标记AS1、摄像单元53b拍摄芯片识别第一标记AC1的例子进行说明。此外,摄像单元53a和摄像单元53b以及光学系统52a和光学系统52b优选将摄像元件数、光学透镜倍率等设为相同规格,优选采用从基板识别第一标记AS1到摄像单元53a的光路长度与从芯片识别第一标记AC1到摄像单元53b的光路长度相等的结构。
通过这样的结构,在摄像单元53a中,如图23的(a)所示,得到对焦于基板识别第一标记AS1的图像,在摄像单元53b中,如图23的(b)所示,得到对焦于芯片识别第一标记AC1的图像。而且,能够经由共用的光轴路径同时得到对焦于基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1的图像。在此,如果使两摄像单元得到的图像的坐标位置关系明确,则能够得到基板识别第一标记AS1与芯片识别第一标记AC1的相对位置信息。
在图20的状态下识别基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1而得到位置信息后,控制部10控制识别机构5的驱动单元,如图21所示,将图像取入部50配置在使基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2进入同一视野的位置。此时,如果是基板(XY)面内方向的移动,则不对识别机构5进行垂直方向(Z方向)的位置调整,维持分别对焦于基板识别标记和芯片识别标记的状态。
由此,在摄像单元53a中得到对焦于基板识别第二标记AS12的图像,在摄像单元53b中得到对焦于芯片识别第二标记AC2的图像。而且,能够经由共用的光轴路径同时得到对焦于基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1的图像。在此,如果使两摄像单元得到的图像的坐标位置关系明确,则能够得到基板识别第二标记AS2与芯片识别第二标记AC2的相对位置信息。
接着,使用在图20的状态下得到的基板识别第一标记AS1与芯片识别第一标记AC1的相对位置信息、和在图21的状态下得到的基板识别第二标记AS2与芯片识别第二标记AC2的相对位置信息,进行基板S与芯片部件C的位置调整。即,首先,控制部10根据基板识别第一标记AS1与芯片识别第一标记AC1的相对位置信息、和基板识别第二标记AS2与芯片识别第二标记AC2的相对位置信息,运算并求出基板S与芯片部件C的位置偏移量。在此,在位置偏移量超过容许范围的情况下,计算用于校正该位置偏移的基板面内的基板S和芯片部件C的校正移动量,将基板载置台2和/或安装头4向基板面内(XY)方向驱动,进行位置调整使得基板S和芯片部件C的位置偏移量成为容许范围,完成预备对位。
之后,进行头下降工序、精密对位工序、压接工序。此外,在精密对位工序中,作为摄像单元可以使用摄像单元53a和摄像单元53b中的任意摄像单元,但观察基板识别第一标记AS1(以及基板识别第二标记AS2)的摄像单元即使在安装头4下降的情况下也不需要变更焦点,因此是优选的。
以上,对使用图1所示的实施方式的安装装置1或其变形例(图19)进行图27所示那样的埋入安装的例子进行了说明,但本发明也能够应用于在如图24的(a)那样没有凹部的基板S的安装部位SC,如图24的(b)那样安装芯片部件C的情况。在该情况下,由于不是向基板S的凹部的安装,因此在精密对位工序的阶段,只要基板识别第一标记AS1和芯片识别第一标记AC1双方(以及基板识别第二标记AS2和芯片识别第二标记AC2双方)进入摄像单元的同一视野内即可,因此预备对位的必要性降低。
其中,在图25那样的安装方式中,将式(7)的DSC设为零,需要得到满足下式的间隙G:
0<G≤DOF-TC······(8)
即,能够在芯片部件C的厚度TC比景深DOF小那样的使用了薄厚芯片部件的安装中进行。然而,在安装头下降工序中使安装头4下降时,可以每次进行使用位移传感器7的测量,但也可以事先掌握基板载置台2的表面高度或基板S的表面高度的面内分布,基于该高度分布,对每个对位工序的安装头4的高度进行微校正。由此,能够实现从预备对位工序到对位工序的时间的缩短。
需要说明的是,作为基板载置台2的表面高度或基板S的表面高度的面内分布的测量,只要使用设定为基准高度的位移传感器7,一边使基板载置台2相对于位移传感器7在XY面内方向上相对移动一边进行表面高度测量即可。图26示出了通过位移传感器7测量基板载置台2的表面F2的高度方向(Z方向)分布的示例,并且示出了使用(Z方向)高度恒定的位移传感器7,一边使基板载置台2在XY方向上相对移动一边测量到表面F2的Z方向距离LZ的状态。
在到此为止的说明中,记载了以在芯片部件C的电极面侧赋予了芯片识别标记为前提而将本发明应用于面朝上安装的事例,但在使用在与电极面相反的一侧赋予了芯片识别标记那样的芯片部件的情况下,也能够将本发明应用于面朝下安装。
附图标记说明
1 安装装置
2 基板载置台
3 升降加压单元
4 安装头
5 识别机构
6 芯片输送单元
7 位移传感器
10 控制部
20 载置台移动控制单元
21X方向载置台移动控制单元
22Y方向载置台移动控制单元
23 吸附台
40 头本体
41V 头空间
41 加热器部
41H 贯通孔
42 附件工具
43 工具位置控制单元
50 图像取入部
51光学系统(共用部)
52、52a、52b光路
53、53a、53b摄像单元
52a、52b光学系统(分支部)
53a、53b摄像单元
60 输送轨道
61 芯片滑动件
200 基台
211 X方向伺服器
221 Y方向伺服器
431 X方向工具位置控制单元
432 Y方向工具位置控制单元
433 工具旋转控制单元
500、520 反射装置
511 半反射镜
C 芯片部件
S 基板
AC1、AC2芯片识别标记
AS1、AS2基板识别标记
SC安装部位
BHZ安装头高度(附属工具下表面相对于基板载置台表面的垂直距离)
dS芯片识别标记与基板识别标记的垂直距离
DSC基板的凹部的深度
Dz芯片部件交接时的安装头高度
G芯片部件与基板的间隙

Claims (17)

1.一种安装装置,其将具有对位用的芯片识别标记的芯片部件和具有对位用的基板识别标记的基板以所述芯片识别标记和所述基板识别标记朝向上面的姿势进行面朝上安装,其中,
所述安装装置具备:
基板载置台,其保持所述基板;
安装头,其保持所述芯片部件;
升降单元,其使所述安装头在与所述基板垂直的方向上升降;
识别机构,其从所述安装头的上侧隔着所述安装头识别所述芯片识别标记和所述基板识别标记,并能够在所述基板的面内方向上移动;以及
控制部,其与所述识别机构连接,具有根据从所述识别机构得到的所述芯片识别标记以及所述基板识别标记的位置信息来计算所述芯片部件与所述基板的位置偏移量的功能、以及根据所述位置偏移量来驱动所述安装头部或/以及所述基板载置台而进行对位的功能,
使所述芯片部件与所述基板接近,在所述识别机构所具有的摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态下,进行所述对位之后,使所述芯片部件紧贴于所述基板。
2.根据权利要求1所述的安装装置,其中,
所述控制部具有如下功能:通过所述摄像单元识别被保持于所述基板载置台的所述基板的基板识别标记,基于从所述摄像单元得到的所述基板的位置信息,存储安装所述芯片部件的部位的位置信息。
3.根据权利要求2所述的安装装置,其中,
所述安装装置还具备芯片输送单元,该芯片输送单元具有向所述安装头交接芯片部件的芯片滑动件,
通过所述摄像单元获取从所述芯片滑动件向所述安装头交接的所述芯片部件的所述芯片识别标记的位置信息,并与所述基板的安装所述芯片的部位的位置信息进行比较,如果在容许值内,则使所述芯片部件与所述基板接近,在所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态下,在进行对位之后,使所述芯片部件紧贴于所述基板。
4.一种安装装置,其将具有对位用的芯片识别标记的芯片部件以所述芯片识别标记和基板识别标记朝向相同方向的姿势安装于具有对位用的所述基板识别标记的基板的安装部位,其中,
所述安装装置具备:
基板载置台,其保持所述基板;
安装头,其保持所述芯片部件;
升降单元,其使所述安装头在与所述基板垂直的方向上升降;
识别机构,其具有使用摄像单元获取所述芯片识别标记和所述基板识别标记的位置信息的功能,能够在所述基板的面内方向上移动;以及
控制部,其与所述识别机构连接,具有根据从所述识别机构得到的所述芯片识别标记以及所述基板识别标记的位置信息来计算所述芯片部件与所述基板的位置偏移量的功能、以及根据所述位置偏移量来驱动所述安装头部或/以及所述基板载置台而进行对位的功能,
使所述芯片部件与所述基板接近,在所述识别机构所具有的摄像单元在景深内拍摄到所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态下,进行对位之后,使所述芯片部件紧贴于所述基板。
5.根据权利要求4所述的安装装置,其中,所述识别机构获取被保持于所述基板载置台的所述基板的基板识别标记的位置信息,
所述控制部基于所述基板识别标记的位置信息来控制所述基板载置台,在所述安装头的正下方配置所述基板的安装部位。
6.根据权利要求5所述的安装装置,其中,所述安装装置还具备芯片输送单元,该芯片输送单元具有向所述安装头交接所述芯片部件的芯片滑动件,
根据由所述摄像单元拍摄从所述芯片滑动件交接到所述安装头的所述芯片部件而得到的所述芯片识别标记的位置信息,计算所述芯片部件相对于所述安装部位的位置偏移,
如果所述位置偏移在允许范围内,则使所述安装头下降,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
7.根据权利要求6所述的安装装置,其中,如果所述位置偏移在容许范围外,则计算为了成为容许范围内而需要的所述芯片部件的移动量,在使所述芯片部件移动至进入容许范围之后,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
8.根据权利要求1或4所述的安装装置,其中,在所述识别机构中,将对焦于所述芯片识别标记的芯片识别摄像单元和对焦于所述基板识别标记的基板识别摄像单元设置在具有共同的光轴而分支的光路上。
9.根据权利要求8所述的安装装置,其中,如果使用所述芯片识别摄像单元得到的所述芯片识别标记的位置信息与使用所述基板识别摄像单元得到的所述基板识别标记的位置信息的关系在容许范围内,则使所述芯片部件和所述基板接近至所述芯片识别摄像单元和所述基板识别摄像单元中的任一方能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
10.根据权利要求9所述的安装装置,其中,如果使用所述芯片识别摄像单元得到的所述芯片识别标记的位置信息与使用所述基板识别摄像单元得到的所述基板识别标记的位置信息的关系在容许范围外,则计算为了成为容许范围内而需要的所述芯片部件的移动量,在使所述芯片部件移动至进入容许范围之后,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的安装装置,其中,所述安装装置还具备用于测量所述基板表面与所述芯片部件的下表面的距离的测长单元,
基于所述测长单元的测量结果,决定进行所述对位时的所述安装头的高度。
12.根据权利要求11所述的安装装置,其中,将所述测长单元设置于所述安装头。
13.根据权利要求11或12所述的安装装置,其中,能够通过所述测长单元求出所述基板或所述基板载置台的面内高度分布。
14.一种安装方法,将具有对位用的芯片识别标记的芯片部件以所述芯片识别标记和基板识别标记朝向上面的姿势安装于具有对位用的所述基板识别标记的基板,其中,
所述安装方法使用保持所述基板的基板载置台、保持所述芯片部件的安装头、使所述安装头在与所述基板垂直的方向上升降的升降单元、以及具有使用摄像单元获取所述芯片识别标记和所述基板识别标记的位置信息的功能且能够在所述基板的面内方向上移动的识别机构,进行如下工序:
精密对位工序,使所述芯片部件和所述基板接近至所述识别机构所具有的摄像单元能够同时在景深内拍摄所述芯片识别标记和所述基板识别标记的状态,然后进行对位;以及
压接工序,在所述精密对位工序之后,使所述安装头进一步下降而使所述芯片部件与所述基板紧贴地接合。
15.根据权利要求14所述的安装方法,其中,在所述精密对位工序之前,进行预备对位工序,在该预备对位工序中,通过所述摄像单元识别被保持于所述基板载置台的所述基板的基板识别标记,基于从所述摄像单元得到的所述基板的位置信息,将安装所述芯片部件的所述基板的安装部位配置在所述安装头的正下方,
根据从所述识别机构得到的所述芯片识别标记的位置信息和所述安装部位的位置信息,计算所述芯片部件与所述基板的位置偏移量,如果所述位置偏移量超过允许范围,则驱动所述安装头部或/和所述基板载置台来校正所述位置偏移。
16.根据权利要求15所述的安装方法,其中,进行预备对位工序,在该预备对位工序中,如果所述位置偏移量超过容许范围,则驱动所述安装头部或/和所述基板载置台来校正所述位置偏移。
17.根据权利要求15或16所述的安装方法,其中,在所述安装头的高度为从芯片输送单元交接所述芯片部件时的高度以上的情况下进行所述预备对位工序。
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