CN1265426C - 电子部件的安装装置和安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子部件安装装置和电子部件安装方法，其可有效地将处于薄片状态的电子部件取出并将电子部件安装到一模板上。解决方案是一种电子部件安装装置，通过一个传输头将半导体芯片从保持在一薄片保持部分上的半导体薄片中取出，并将半导体芯片输送至一模板且将芯片安装到模板上。所述传输头具有多个吸嘴，所述模板具有以一种方式布置的部件识别相机，该方式可将部件识别相机前进至薄片保持部分以拾取半导体薄片的图像，还可从薄片保持部分回收。由传输头将多个半导体芯片安装到模板上的部件安装步骤，与由部件识别相机对接下来将被取出的多个半导体芯片的图像拾取步骤是同时进行的，这样，就可增大每安装轮次安装的电子部件的数目且缩短生产流程时间，并能有效地将电子部件取出并将其安装到模板上。

Description

电子部件的安装装置和安装方法
技术领域
本发明涉及一种电子部件安装装置和电子部件安装方法，利用本发明而取出薄片形电子部件例如一个半导体芯片，并将电子部件安装到导引架等的模板上。
背景技术
将电子部件切割成薄片形，利用一个安装装置将电子器械中应用的例如电子部件的半导体芯片取出、并安装到导引件等的模板上，所述安装装置包括一个专用的取出单元。在所述专用的单元中，取出半导体芯片所用的一个传输头在一个固定的取出位置处上下运动，并保持住一个半导体薄片，这样，半导体薄片就可相对于传输头进行水平移动。半导体薄片是按照顺序移动的，因此就可在某一时间由传输头取出一个半导体芯片。通过由固定放置在一个薄片保持部分处的一个照相机来拾取薄片形电子部件的图像，并识别电子部件的位置，则使将被取出的半导体芯片与传输头对准。
发明内容
但是，上述常用的安装装置在一个安装轮次中只能安装一个半导体芯片，在所述的一个安装轮次中，传输头在薄片保持部分和导引架之间往复运动，由于薄片保持部分中的照相机的摄像操作和传输头的安装操作是在同一循环中进行的，这样就耽误了生产流程时间。因此，限制了安装效率的提高。
因此，本发明的一个目的是提供一种电子部件安装装置和电子部件安装方法，利用该安装装置和安装方法可有效地取出薄片形电子部件，并将电子部件安装到一个模板上。
根据本发明提供了一种电子部件安装装置，该安装装置通过一个传输头来取出薄片形电子部件，并将电子部件输送到一个模板上且将电子部件安装到所述模板上，该装置包括：一个薄片保持部分以保持薄片形电子部件；一个模板定位部分以将所述模板定位；布置的传输头上的多个吸嘴用以吸住并保持电子部件；一个传输头移动装置以使传输头在薄片保持部分和模板定位部分之间运动，且在将电子部件从薄片保持部分中取出并将电子部件安装在模板定位部分中时，所述传输头移动装置执行传输头的对准操作；一个图像拾取装置，以一种与所述传输头移动装置相分离的方式布置，使该图像拾取装置可前进至薄片保持部分并可从薄片保持部分回收，当图像拾取装置前进至薄片保持部分之上时，该图像拾取装置就拾取处于薄片状态中的电子部件的图像；一个位置监测装置，该位置监测装置根据通过拾取电子部件的图像所提供的图像数据来监测电子部件的位置；一个控制部分，该控制部分根据位置监测结果来控制传输头移动装置。
本发明还提供了一种电子部件安装方法，利用该方法由一个传输头将薄片形电子部件取出和输送至一个模板，并将所述电子部件安装到所述模板上，传输头包括有多个吸嘴。该方法包括如下步骤：图像拾取步骤，即通过使图像拾取装置前进至用于保持电子部件的一个薄片保持部分之上，而拾取薄片形电子部件的图像，其中，图像拾取装置以一种方式设置而可使该装置前进至薄片保持部分并可从该部分处回收；位置监测步骤，即根据由图像拾取步骤所得到的图像数据来监测电子部件的位置；部件取出步骤，即根据位置监测的结果来控制传输头移动装置，并由传输头按照顺序而从薄片保持部分中取出电子部件；以及部件安装步骤，即将传输头移动至由模板定位部分定位的模板之上，并将电子部件安装到模板上；其中，部件安装步骤和以下的将被取出的电子部件进行图像拾取的步骤是同时进行的。
通过上述构造和/或方法，取出电子部件并将电子部件输送至一个模板所用的传输头包括多个吸嘴，而部件在模板定位部分中的安装步骤及以下的将从薄片保持部分中取出的电子部件的摄像步骤是同时进行的。这样就可增大每一安装轮次的电子部件的数目且缩短生产流程时间，并可有效地将处于薄片状态的电子部件取出且安装到模板上。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的电子部件安装装置的平面视图；
图2为根据本发明一个实施例的电子部件安装装置的剖视图；
图3为一个方框图，该图显示了根据本发明一个实施例的电子部件安装装置的控制系统的构造；
图4A和图4B所示的框图用于解释本发明一个实施例的电子部件安装方法的流程；
图5A和图5B所示的框图用于解释本发明另一个实施例的电子部件安装方法的流程。
在附图中，参考符号1指示的是一个模板输送部分；符号2指示模板，5A和5B指示的是Y轴工作台；参考符号6指示的是一个第一X轴工作台；参考符号7指示的是一个传输头；参考符号8指示的是一个吸嘴；参考符号9指示的是一个模板识别相机；参考符号10指示的是一个第二X轴工作台；参考符号11指示的是一个部件识别相机；参考符号12指示的是一个薄片保持部分；参考符号14指示的是一个半导体薄片；参考符号14a指示的是一个半导体芯片；参考符号23指示的是一个图像识别部分。
具体实施方式
参考附图，下面将对本发明的一个实施例进行描述。图1所示为根据本发明一个实施例的电子部件安装装置的平面视图。图2所示为根据本发明一个实施例的电子部件安装装置的剖视图。图3所示为一个方框图，该图显示了根据本发明一个实施例的电子部件安装装置的控制系统的构造。图4A、4B、5A和5B显示了本发明的电子部件安装方法的流程解释图。
下面将参考图1和图2开始解释电子部件安装装置的总体构造。在图1中，在电子部件安装装置中，在X方向中布置有包括两个输送通道1a的一个模板输送部分1。在输送通道1a之一中，用于夹持和保持模板2的一个夹持机构1b可移动地布置在输送方向(X方向)中。保持着模板2端部的夹持机构1b沿着输送通道1a运动，这样，模板输送部分1就输送模板2且将模板2定位在施加糊剂、电子部件安装等的每个工作位置中，在下文中将对该内容进行描述。
一个模板供应部分3和一个施加糊剂部分4布置在模板输送部分1的上游(即图1中的左边)。模板供应部分3通过模板输送部分1而向下游供应模板2，电子部件即安装在模板2上。施加糊剂部分4施加糊剂(paste)，用于将电子部件粘合到所供应模板2上的一个部件安装位置上。
Y轴工作台5A、5B布置在与模板输送部分1相垂直的方向中，且处于施加糊剂部分4的下游。处于Y轴工作台5A、5B之间的模板输送部分1用作为一个模板定位部分，以将模板2定位；在此处将电子部件安装到模板2上。
一个薄片保持部分12与模板定位部分相邻设置。该薄片保持部分12保持一个薄片13，该薄片13上的电子部件的大量独立半导体芯片14a被放置在保持工作台12a上。也就是说，薄片保持部分12保持薄片形的半导体芯片14a。一个薄片存储部分18与薄片保持部分12相邻布置，所述薄片存储部分18用于保持处于备用模式中的一个新的半导体薄片14。
如图2所示，一个推顶机构15设置在薄片保持部分12的下面。该推顶机构15包括：一个运动工作台16；以及布置在运动工作台16上且用于上、下移动销子17a的一个销子提升和下放机构17。在驱动运动工作台16时，销子提升和下放机构17就在半导体薄片14之下的X方向和Y方向中运动。
在销子提升和下放机构17与对准的销子17a在任何所需的半导体芯片14a下驱动时，销子17a就从薄片13的下表面上推半导体芯片14a。在这种状态下，传输头7的一个吸嘴8就吸住半导体芯片14a的上表面而提升，从而将半导体芯片14a从薄片保持部分12中取出。
一个第一X轴工作台6和一个第二X轴工作台10放置在Y轴工作台5A、5B上。具有多个吸嘴8的传输头7被附加在第一X轴工作台6上，一个模板识别相机9以一种方式与吸嘴8相邻设置该方式使模板识别相机9可与传输头7整体移动。在Y轴工作台5A和第一X轴工作台6被驱动时，传输头7和模板识别相机9就整体运动。Y轴工作台5A和第一X轴工作台6作为一个传输头移动机构用以移动所述传输头7。
一个部件识别相机11附加在第二X轴工作台10上。当Y轴工作台5B和第二X轴工作台10受驱动时，部件识别相机11就在X方向和Y方向中水平运动，且在薄片保持部分12之上的水平面内前进至薄片保持部分12，且从薄片保持部分12处回收。由放置在薄片保持部分12之上的任一所需位置处的部件识别相机11拾取下面部件的图像，这样，就可拾取半导体薄片14的任何所需位置的图像。对通过拾取图像所提供的图像数据进行识别处理，从而可识别出任何所需的半导体芯片14a的位置。
根据位置识别结果而将传输头7对准将被取出的半导体芯片14a，驱动运动工作台16以将销子17a对准半导体芯片14a，这样，通过传输头7的吸嘴8就可将半导体芯片14a从薄片保持部分12中拾取。此时，通过传输头7的多个吸嘴8将多个半导体芯片14a拾取，这样，在一个安装轮次中可将多个半导体芯片14a拾取，在所述的一个安装轮次中，传输头7在模板2和薄片保持部分12之间往复运动。
下面将参考图3对控制系统的构造进行描述。在图3中，CPU20是一个控制部分，以对下文中描述的部分进行中央控制。一个程序存储部分21存储不同的程序，例如执行传输头7的安装操作的一个操作程序及进行模板识别、部件识别等识别处理的处理程序。一个数据存储部分22存储不同种类的数据，例如安装数据。一个图像识别部分23对由部件识别相机11和模板识别相机9进行图像拾取所提供的图像数据进行识别处理，从而识别出处于模板输送部分1中的模板2、和处于薄片保持部分12中的半导体芯片14a，并监测它们的位置。因此，图像识别部分23就用作为位置监测装置。此外，传输头移动机构26用作为传输头移动装置，部件识别相机11和模板识别相机9用作为图像拾取装置。
一个机构驱动部分24在CPU20的控制下驱动下述机构：一个模板输送机构25是用于驱动模板输送部分1中的夹持机构1b的机构。传输头移动机构26传输头移动装置)通过Y轴工作台5A和第一X轴工作台6移动传输头7。相机移动机构27通过Y轴工作台5B和第二X轴工作台10来移动部件识别相机11。推顶驱动机构28驱动运动工作台16和销子提升及下放机构17，以使销子17a上推所述芯片。当CPU20控制传输头移动装置时，该CPU20就根据图像识别部分23的位置监测结果而使传输头7相对于薄片保持部分12对准。
电子部件安装装置即是按照上述内容构造的。下面将参考图4A、4B、5A和5B对电子部件的安装操作进行描述。在图4A中，模板2通过模板供应部分3被供应至模板输送部分1中。通过施加糊剂部分4将粘合电子部件所用的一种糊剂施加到模板2上，然后，将模板2输送至处于Y轴工作台5A、5B之间的模板定位部分并将模板2定位。在该操作之后，利用第一X轴工作台6将传输头7移动至模板2之上，并由模板识别相机9拾取模板2的图像。由图像识别部分23对通过拾取模板2的图像所获取的图像数据进行识别处理，从而识别出模板2的位置。
此时，由第二X轴工作台10移动的部件识别相机11被定位在薄片保持部分12之上，并拾取接下来将取出的多个半导体芯片14a的图像，上述拾取步骤与由模板识别相机9对模板2所作的图像拾取是同时进行的(图像拾取步骤，由图像识别部分23对通过拾取半导体芯片14a的图像所获取的图像数据进行识别处理，从而确认接下来将取出的半导体芯片14a的位置(位置监测步骤)。
在该步骤之后，如图4B所示，部件识别相机11从薄片保持部分12之上回收至前侧，而传输头7移动至薄片保持部分12之上。传输头7的吸嘴8根据半导体芯片14a的位置识别结果而将半导体芯片14a按顺序从薄片保持部分12中取出(部件取出步骤)。
如图5A所示，将半导体芯片14a保持在吸嘴8上的传输头7，被移动至定位于模板输送部分1上的模板2之上。下一步，将吸嘴8按顺序下移至模板2的安装地点，从而将半导体芯片14a安装到模板2上(部件安装步骤)。为将半导体芯片14a安装到模板2上，根据模板2的位置识别结果将传输头7相对于模板2对准。
在进行部件安装步骤的同时，部件识别相机11前进至薄片保持部分12之上，并拾取接下来将被取出的多个半导体芯片14a的图像。也就是说，通过传输头7而将部件安装到模板2上的步骤，与由薄片保持部分12中的部件识别相机11对接下来将被取出的电子部件拾取图像的步骤是同时进行的。
在图5B中，部件识别相机11从薄片保持部分12之上回收至前侧，传输头7移动至薄片保持部分12之上，并以与图4B所示的相似方式将部件取出，部件的取出步骤和部件的安装步骤与上面所述的那些步骤相似而重复进行。
如上所述，在该实施例中，多个半导体芯片14a在由具有多个吸嘴8的传输头7输送至模板2的同时，所述多个半导体芯片14a也按顺序在一个安装轮次中被安装到模板2上，在所述安装轮次中，传输头7在薄片保持部分12和模板2之间往复运动。此外，由传输头7在模板2上的安装操作，与接下来将从薄片保持部分12中取出的半导体芯片14a的图像拾取操作是同时进行的。
这样，与现有技术中的模具粘合装置的安装操作相比，本发明可显著提高安装效率。在现有技术中，在一个安装循环中只能传送和安装一个半导体芯片14a，且在同一循环中由传输头执行安装操作并在薄片保持部分中进行图像拾取操作。由于在一个安装轮次中可安装多个半导体芯片14a，则可将传输头7的运动速度设置为具有一范围的稳定速度，而不必设定为过高的速度，从而可消除当传输头7在安装操作中停止时产生的撞击，并可阻止安装位置的变化，并且可提供精确的安装位置。
工业实用性
根据本发明，将电子部件取出并将电子部件输送至一个模板所用的传输头包括多个吸嘴，部件在模板定位部分中的安装步骤与接下来将从薄片保持部分中取出的电子部件的图像拾取步骤是同时进行的，这样就增大了每一安装轮次所安装的电子部件的数目，并缩短了生产流程时间，处于薄片状态的电子部件可被有效地取出并安装到模板上。
本发明是以日本专利申请No.2001-240819为基础的，该日本专利申请在此作为参考而被结合利用。
虽然本申请只是对本发明的特定实施例进行了具体描述，很明显，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可对所述实施例做出多种变更。

Claims (9)

1、一种电子部件安装装置，该安装装置通过传输头取出薄片形电子部件，并将电子部件输送且安装到模板上，该装置包括：
一薄片保持部分，以保持薄片形电子部件；
一模板定位部分，以将所述模板定位；
布置在传输头上的多个吸嘴，以吸住并保持电子部件；
一传输头移动装置，以使传输头在薄片保持部分和模板定位部分之间运动，且在将电子部件从薄片保持部分中取出、并将电子部件安装在模板定位部分中时，所述传输头移动装置执行传输头的对准操作；
一图像拾取装置，以一种与所述传输头移动装置相分离的方式布置，使图像拾取装置可前进至薄片保持部分并从薄片保持部分回收，当图像拾取装置前进至薄片保持部分之上时，就拾取处于薄片状态中的电子部件的图像；
一位置监测装置，该位置监测装置根据通过拾取电子部件的图像所提供的图像数据来监测电子部件的位置；
一控制部分，该控制部分根据位置监测结果来控制传输头移动装置。
2、根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其中图像拾取装置可在X方向和Y方向中水平移动；其中所述Y方向是由一Y轴工作台限定的，该Y轴工作台设置在与输送模板所用的一个模板输送部分相垂直的方向中；其中所述X方向是由布置在Y轴工作台上的一X轴工作台确定的。
3、根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其中当图像拾取装置前进至薄片保持部分之上时，该图像拾取装置就拾取接下来将由传输头取出的多个电子部件的图像。
4、根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其中还包括设置在薄片保持部分之下的一推顶机构，以驱动一运动工作台，以及一销子提升和下放机构，以便上推电子部件。
5、根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其中所述控制部分还根据位置监测装置的监测结果来控制推顶机构进行电子部件的对准。
6、一种电子部件安装方法，利用该方法由一个传输头将薄片形电子部件取出和输送至一模板，并将所述电子部件安装到所述模板上，传输头包括有多个吸嘴，该方法包括如下步骤：
图像拾取步骤，即通过使图像拾取装置前进至用于保持电子部件的一薄片保持部分之上，而拾取薄片形电子部件的图像，其中图像拾取装置以一种方式布置，该方式可使装置前进至薄片保持部分并可从薄片保持部分回收；
位置监测步骤，即根据由图像拾取步骤所得到的图像数据来监测电子部件的位置；
部件取出步骤，即根据位置监测步骤的结果来控制传输头移动装置，并由传输头按照顺序从薄片保持部分中取出电子部件；
部件安装步骤，即将传输头移动至由模板定位部分定位的模板之上，并将电子部件安装到模板上；
其中，部件安装步骤和接下来将被取出的电子部件的图像拾取步骤是同时进行的。
7、根据权利要求6所述的电子部件安装方法，其中在图像拾取步骤中，当图像拾取装置前进至薄片保持部分之上时，图像拾取装置拾取多个电子部件的图像。
8、根据权利要求7所述的电子部件安装方法，其中由图像拾取装置拾取图像的所述多个电子部件是接下来由传输头取出的电子部件。
9、根据权利要求6所述的电子部件安装方法，其中在图像拾取步骤中，在拾取电子部件的图像之后，图像拾取装置回收至与薄片保持部分相邻布置的一个薄片存储部分侧面的前侧，并且传输头被移动至薄片保持部分之上。
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