JP2000150546A - 電子部品の実装装置及び実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は基板に実装する電子部品に品種の
変更を容易に行うことができるようにした実装装置を提
供することにある。 【解決手段】 本体１の幅方向一端側に前後方向に沿っ
て配置され内部にそれぞれ電子部品Ｐが収容された複数
のマガジン９と、上記マガジンの側方に前後方向に沿っ
て駆動可能に設けられ上記各マガジンから取り出された
電子部品がそれぞれ供給載置される載置部１２と、上記
本体の前面側に幅方向に沿って設けられ上記ボンディン
グステージに上記基板を搬入搬出する搬入コンベア２
４、搬出コンベア２５と、ボンディングステージ２１の
上方に対向して配設されこのボンディングステージ上に
供給された基板２０に電子部品を実装するボンディング
ヘッド３７と、上記載置部から取り出した電子部品を上
記ボンディングヘッドに受け渡す受け渡し機構５１とを
具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はたとえば半導体チ
ップなどの電子部品を基板（回路基板）に実装する実装
装置及び実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、基板に半導体チップなどの電子
部品を実装する実装装置は本体を有し、この本体にはボ
ンディングステージが設けられている。このボンディン
グステージの上方にはボンディングツールが対向して配
設されている。

【０００３】上記ボンディングツールには受け渡し機構
によって電子部品が受け渡される。それによって、上記
ボンディングツールは上記電子部品を上記基板に加熱し
ながら押圧して実装するようになっている。

【０００４】上記電子部品は上記ボンディングステージ
の側方に設置されるマガジンに収容されている。そし
て、電子部品はこのマガジンから取り出されて所定の位
置に配置された載置部に載置されており、上記受け渡し
機構は上記載置部から電子部品を取り出して上記ボンデ
ィングツールに受け渡すようになっている。

【０００５】従来、上記ボンディングステージの側方に
はマガジンを１つだけ配置するようにしていた。そのた
め、基板に実装する電子部品の品種を変更する場合には
その品種が収容されたマガジンに置き換えなければなら
ないから、そのための段取り作業に手間が掛かり、生産
性の低下を招くということがあった。

【０００６】上記マガジンは上記ボンディングステージ
の側方に固定的に設置され、しかもボンディングステー
ジやマガジンの前方である、本体の前面側には上記ボン
ディングステージに電子部品を実装するための基板を供
給したり、電子部品が実装された基板を搬出するための
搬入搬出機構が設けられている。

【０００７】そのため、上記マガジンを交換する場合、
作業者は本体の前面側から搬入搬出機構の奥側にマガジ
ンを出し入れしなければならないから、その交換作業が
しにくいばかりか、作業者に掛かる負担も大きくなると
いうことがあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の実
装装置は基板に実装される電子部品の品種を変える場
合、その品種に応じてマガジンを交換しなければならな
かったので、生産性の低下を招いたり、作業者に掛かる
負担が大きくなるなどのことがあった。

【０００９】この発明は、基板に実装する電子部品の品
種が変更になっても、その都度、マガジンを交換せずに
電子部品の実装を行えるようにした実装装置及び実装方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ボン
ディングステージに載置された基板に電子部品を実装す
る実装装置において、本体と、この本体の幅方向一端側
に前後方向に沿って配置され内部にそれぞれ電子部品が
収容された複数のマガジンと、上記マガジンの側方に前
後方向に沿って駆動可能に設けられ上記各マガジンから
取り出された電子部品がそれぞれ供給載置される載置部
と、上記本体の前面側に幅方向に沿って設けられ上記ボ
ンディングステージに上記基板を搬入搬出する搬入搬出
手段と、上記ボンディングステージの上方に対向して配
設されこのボンディングステージ上に供給された基板に
電子部品を実装するボンディングヘッドと、上記載置部
から取り出した電子部品を上記ボンディングヘッドに受
け渡す受け渡し手段とを具備したことを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記マガジンは、上記本体の前後方向に沿って移動
自在なキャリアに着脱自在に設けられていることを特徴
とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記受け渡し手段は、上記載置部から取り出した電
子部品を反転させて上記ボンディングヘッドに受け渡す
構成であることを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、上記受け渡し手段は、ピックアップ吸着ノズルと、
この吸着ノズルに吸着保持されるとともに上記載置部に
供給された電子部品を取り出す先端コレットと、上記載
置部の側方に設けられこの載置部に供給載置される電子
部品の形状に応じた複数の先端コレットが設置されたコ
レット交換部とを具備し、上記ピックアップ吸着ノズル
は、上記載置部から電子部品を取出すときに電子部品の
形状に応じた先端コレットを上記コレット交換部から選
択することを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、上記基板を撮像して上記ボンディングヘッドに保持
された電子部品の実装位置を認識する撮像手段を備え、
この撮像手段は上記基板を低倍率で撮像する低倍率撮像
カメラと、上記基板を高倍率で撮像する高倍率撮像カメ
ラとを有することを特徴とする。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、上記ボンディングヘッドの近傍には、ボンディング
時の加熱によって発生するガスを吸引する吸引手段が設
けられていることを特徴とする。

【００１６】請求項７の発明は、電子部品をボンディン
グステージ上に載置された基板にボンディングヘッドに
よって実装する実装方法において、本体の幅方向一端側
に前後方向に沿って配置された複数のマガジンに収容さ
れた電子部品を取り出して上記マガジンの側方に前後方
向に沿って駆動可能に設けられた載置部にそれぞれ供給
する部品供給工程と、上記載置部に供給された電子部品
を上記ボンディングヘッドに受け渡す部品受け渡し工程
と、上記ボンディングステージに上記基板を供給する基
板供給工程と、上記ボンディングステージに供給された
基板に対して上記ボンディングツールに保持された電子
部品を位置決めする位置決め工程と、位置決めされた電
子部品を上記ボンディングステージに供給された基板に
実装する実装工程と、電子部品が実装された基板を上記
ボンディングステージから搬出する基板搬出工程とを具
備したことを特徴とする。

【００１７】請求項８の発明は、請求項７の発明におい
て、上記位置決め工程は、上記基板を撮像カメラで撮像
して上記基板の基準位置を登録する登録工程と、上記基
板を撮像カメラで撮像して上記基準位置に対するずれ量
を補正する補正工程とを備えていることを特徴とする。

【００１８】請求項９の発明は請求項８の発明におい
て、上記登録工程と上記補正工程とは、上記基板を低倍
率の撮像カメラで撮像する第１の撮像工程と、上記基板
を高倍率の撮像カメラで撮像する第２の撮像工程とを有
することを特徴とする。

【００１９】請求項１と請求項７の発明によれば、本体
の幅方向一端側に複数のマガジンを配置するようにした
ことで、それぞれのマガジンに異なる品種の電子部品を
収納しておけば、基板に実装する電子部品の種類を変更
する場合に、マガジンの交換作業を行わずに対応するこ
とができる。

【００２０】請求項２の発明によれば、マガジンを本体
の前後方向に沿って移動自在なキャリアに着脱自在に設
けるようにしたことで、マガジンの交換を本体の前面側
で容易に行うことが可能となる。

【００２１】請求項３の発明によれば、受け渡し手段に
よって電子部品を反転させてボンディングヘッドに受け
渡すため、電子部品の電極を下向きにして基板に実装す
ることができる。

【００２２】請求項４の発明によれば、受け渡し手段を
ピックアップ吸着ノズル及びこの吸着ノズルに吸着保持
される先端コレットから形成し、電子部品の形状に応じ
て先端コレットを交換できるようにしたから、形状が異
なる電子部品であっても、載置部から取り出してボンデ
ィングツールに受け渡すことが可能となる。

【００２３】請求項５と請求項９の発明によれば、基板
を低倍率の撮像カメラと高倍率の撮像カメラとで撮像す
るようにしたことで、上記基板に対する電子部品の実装
位置の認識を短時間で確実に行うことが可能となる。

【００２４】請求項６の発明によれば、ボンディング時
に発生するガスを吸引するようにしたことで、そのガス
による基板の汚染や撮像手段の誤認識を防止することが
できる。

【００２５】請求項８の発明によれば、基板の基準位置
を登録し、ついでその基準位置に対するずれ量を補正し
て電子部品を実装するようにしたことで、電子部品の実
装精度を向上させることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１乃至図３に示す実装装置は本
体１を備えている。この本体１の上面の幅方向一端側に
はマガジン載置部２が設けられている。このマガジン載
置部２は図２に示すようにエレベータ機構３を有する。
このエレベータ機構３は断面形状がほぼＬ字状の基部４
を有し、この基部４にはＺ駆動源５によって上下方向に
駆動される上下可動体６が設けられている。この上下可
動体６上にはキャリア７が本体１の前後方向に沿って移
動自在に設けられている。このキャリア７は所定の位置
で上記基部４に設けられたクランパ８によって上記上下
可動体６に固定されるようになっている。したがって、
クランパ８によるクランプ状態を解除することで、上記
キャリア７を本体１の前面側にスライドさせることがで
きるようになっている。

【００２７】上記キャリア７の上面には複数のマガジ
ン、この実施の形態では４つのマガジン９が本体１の前
後方向に沿って並設載置されている。各マガジン９には
半導体チップ、コンデンサ、抵抗などの異なる電子部品
Ｐ(図１に示す）が載置された複数のトレイ１１が上下
方向に所定間隔で積層収容されている。

【００２８】上記マガジン載置部２の側方には、本体１
の前後方向に沿って載置部としてのトレイ載置部１２が
設けられている。このトレイ載置部１２は図２に示すよ
うに本体１の前後方向(この方向をＹ方向とする）に沿
って駆動されるＹテーブル１３を有し、このＹテーブル
１３上にはＹ方向と交差するＸ方向に沿って駆動される
Ｘテーブル１４が設けられている。

【００２９】上記Ｘテーブル１４には図３に示すように
４つの取り出し機構１５が並設されている。この取り出
し機構１５は回動駆動されるアーム１６の先端にハンド
１７が設けられてなる。

【００３０】上記取り出し機構１５の動作を図１０
（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図１０（ａ）に示
すように、上記アーム１６を起立方向に駆動してハンド
１７を所定の高さにしたならば、図１０（ｂ）に示すよ
うに上記Ｘテーブル１４をマガジン９に接近する前進方
向へ駆動し、そのハンド１７を上記マガジン９内へ挿入
する。その状態でエレベータ機構３によってマガジン９
をわずかに下降させることで、上記マガジン９内に保持
されたトレイ１１を上記ハンド１７に受け渡す。

【００３１】ついで、図１０（ｃ）に示すように上記Ｘ
テーブル１４を後退方向へ駆動してトレイ１１をマガジ
ン９から取り出したのち、上記アーム１６を倒伏方向へ
駆動することで、上記トレイ１１をＸテーブル１４上で
所定の高さ位置で待機させることができる。

【００３２】なお、トレイ１１をマガジン９に収納する
場合には、図１０（ｄ）に示すようにトレイ１１を保持
したハンド１７をマガジン９内へ挿入したのち、エレベ
ータ機構３によってマガジン９をわずかに上昇させれ
ば、図１０（ｅ）に示すように上記マガジン９の内側面
に形成された係止部９ａに上記トレイ１１の両側を係合
させることができる。

【００３３】上記トレイ載置部１２の側方には図１と図
２に示すようにボンディングステージ２１が設けられて
いる。このボンディングステージ２１には電子部品Ｐが
実装される基板２０が載置される。ボンディングステー
ジ２１は本体１の前後方向である、Ｙ方向に沿って設け
られたＹスライドテーブル２２に設けられ、図３に示す
駆動源２３ａによって回転駆動される駆動ねじ２３によ
ってＹ方向に駆動されるようになっている。

【００３４】図１と図３に示すように、上記本体１の上
面の前端側で、上記Ｙスライドテーブル２２の一側には
基板２０を供給する搬入コンベア２４が設けられ、他側
には搬出コンベア２５が設けられている。

【００３５】上記ボンディングステージ２１が本体１の
前端側に駆動されて待機した状態で、上記搬入コンベア
２４によって基板２０が搬送されてくると、その基板２
０は図示しない吸着機構によって吸着されて上記ボンデ
ィングステージ２１に供給されるようになっている。

【００３６】上記基板２０に後述するように電子部品Ｐ
が実装された後、上記ボンディングステージ２１が本体
１の前端側に駆動されてくると、上記基板２０は同じく
図示しない吸着機構によって吸着されて上記搬出コンベ
ア２５へ供給されるようになっている。つまり、ボンデ
ィングステージ２１が本体１の前端側に位置した状態
で、このボンディングステージ２１から電子部品Ｐが実
装された基板２０が搬出され、電子部品Ｐが実装されて
いない基板２０が供給されるようになっている。

【００３７】上記ボンディングステージ２１の上方には
図１と図２に示すように本体１の幅方向であるＸ方向に
沿ってＸスライドテーブル３１が設けられている。この
Ｘスライドテーブル３１には第１の可動体３２がスライ
ド自在に設けられている。この第１の可動体３２は駆動
源３３により回転駆動される駆動ねじ３４によってＸ方
向に沿って駆動されるようになっている。

【００３８】上記第１の可動体３２には図１と図４に示
すようにボンディングヘッド３７が設けられている。こ
のボンディングヘッド３７はＺ駆動源３５によってＺ方
向に駆動されるＺ可動体３６を有する。このＺ可動体３
６にはθ駆動部３８ａおよびこのθ駆動部３８ａによっ
てθ方向に駆動されるヒータ３８ｂとが順次設けられて
いる。このヒータ３８ｂにはボンディングツール３９が
着脱自在に吸着保持される。そして、このボンディング
ツール３９には電子部品Ｐが吸着保持され、上記ヒータ
３８ｂによって上記電子部品Ｐを加熱できるようになっ
ている。

【００３９】上記第１の可動体３２には電子部品Ｐを基
板２０へ実装するときに、電子部品Ｐを後述するごとく
位置決めするために撮像する低倍率カメラ４１と高倍率
カメラ４２が上記ボンディングヘッド３７と一体的に設
けられ、また上記ボンディングステージ２１の側方には
図１と図４に示すように上記ボンディングヘッド３７に
吸着保持された電子部品Ｐを認識する部品認識カメラ４
３が設けられている。

【００４０】さらに、上記第１の可動体３２には、図５
に示すように電子部品Ｐを加熱して実装する際、その熱
で発生するガス、たとえば半田付け用のフラックスが気
化することで発生するガスなどを吸引する吸引手段とし
ての吸引パイプ４４及び基板２０に実装された電子部品
Ｐを樹脂封止するためのディスペンサ４５（図１図４に
示す）が設けられている。

【００４１】上記吸引パイプ４４は、図５（ａ），
（ｂ）に示すように上記ボンディングヘッド３７の両側
に配置され、フィルタ４６ａを介して真空源４６ｂに接
続されている。したがって、実装時に発生するガスが上
記吸引パイプ４４によって吸引排出されることで、上記
ガスに含まれる種々の成分がボンディングステージ２１
上に載置された基板２０に付着してその基板２０を汚染
するのを防止することができるとともに、上記各カメラ
４１〜４３の視野がガスによって妨げられるのが防止さ
れる。

【００４２】上記ボンディングヘッド３７への電子部品
Ｐの供給は、上記トレイ載置部１２のＹテーブル１３上
に配設された受け渡し機構５１によって行われる。この
受け渡し機構５１は図２に示すようにＸガイド５２に沿
ってＸ方向に駆動される第２の可動体５３を有し、この
第２の可動体５３にはＺガイド５４が設けられている。
このＺガイド５４には図示せぬ駆動源によってＺ方向に
駆動されるＺスライダ５５が設けられている。

【００４３】上記Ｚスライダ５５には、本体１の前後方
向に沿うＹ方向の軸線を中心にしてＸ方向に移動しなが
ら回転駆動される回転体５６が設けられている。すなわ
ち、上記Ｚスライダ５５には図６に示すように反転モー
タ７１が設けられ、この反転モータ７１の回転軸７１ａ
に上記回転体５６が取り付けられている。したがって、
Ｚスライダ５５がＹ方向に移動しながら上記反転モータ
７１が作動することで、上記回転体５６は同図に実線で
示す状態から鎖線で示す状態へ１８０度回転することに
なる。

【００４４】上記回転体５６の一端部にはピックアップ
吸着ノズル５７が設けられている。この吸着ノズル５７
には先端コレット５８が吸着保持され、この先端コレッ
ト５８によって上記トレイ１１から電子部品Ｐが取り出
される。

【００４５】上記吸着ノズル５７は軸受７２に回転自在
に支持された軸体７３の一端部に取着され、この軸体７
３の他端部には従動プーリ７４が設けられている。上記
回転体５６の他端部には回転モータ７５が設けられ、そ
の回転軸７５ａの一端には駆動プーリ７６が設けられて
いる。この駆動プーリ７６と上記従動プーリ７４とには
ベルト７７が張設されている。上記回転軸７５ａの他端
にはスリット板７８が設けられ、このスリット板７８の
回転角度をセンサ７９によって検出することで上記吸着
ノズル５７の回転角度を制御できるようになっている。

【００４６】上記トレイ載置部１２のＸテーブル１３の
各取り出し機構１５の側方には、図３と図１１（ａ）に
示すように各トレイ１１に載置されたそれぞれの電子部
品Ｐの形状に応じた先端コレット５８がそれぞれ着脱自
在に設置される載置部８１が設けられている。これら載
置部８１は先端コレット５８の交換部を構成している。

【００４７】各トレイ１１の電子部品Ｐを取り出すに
は、その部品形状に応じた先端コレット５８が用いられ
る。つまり、図１１（ａ）に示すように上記トレイ載置
部１２のＹテーブル１３とＸテーブル１４とを駆動して
所望するトレイ１１を受け渡し機構５１の下方に位置決
めしたならば、上記ピックアップ吸着ノズル５７をその
トレイ１１を保持した取出し機構１５の側方に位置する
先端コレット５８の上方に移動させる。

【００４８】ついで、このピックアップ吸着ノズル５７
を図１１（ａ）にＺで示す方向に下降させてその先端コ
レット５８に接合させ、ピックアップ吸着ノズル５７に
吸引力を発生させて先端コレット５８を吸着し、上記吸
着ノズル５７をＺ方向に上昇させることで、同図に鎖線
で示すように上記吸着ノズル５７を吸着保持するように
なっている。

【００４９】先端コレット５８を吸着保持したならば、
この先端コレット５８をトレイ１１上に移動して下降さ
せ、電子部品Ｐを吸着保持する。所定の先端コレット５
８によってこの先端コレット５８に対応する大きさの電
子部品Ｐをトレイ１１から取り出すと、図６に示すよう
に回転体５６がＹ方向に移動しながら１８０度回転して
上記先端コレット５８を下方から上方に向け、この先端
コレット５８に保持された電子部品Ｐを反転させる。電
子部品Ｐが半導体チップの場合、電極を有する回路パタ
ーンが形成された面を上にして上記トレイ１１に載置さ
れているから、回転体５６が１８０度回転されること
で、先端コレット５８に保持された半導体チップは電極
が形成された面を下にした状態となる。

【００５０】電子部品Ｐが上記回転体５６によって反転
されると、上記ボンディングヘッド３７がその電子部品
Ｐに対向する状態に位置決めされる。その状態で電子部
品Ｐを先端コレット５８からボンディングヘッド３７の
下端に設けられたボンディングツール３９へ受け渡す。
この状態を図６に示す。

【００５１】このようにして電子部品Ｐを受け渡し機構
５１から受け取ったボンディングヘッド３７は、その電
子部品Ｐをボンディングステージ２１上の基板２０に位
置決めして実装する。

【００５２】上記ボンディングステージ２１の側方には
図１に示すようにツールステージ８２が配設されてい
る。このツールステージ８２上には図１１（ｂ）に示す
ように吸着する電子部品Ｐの大きさに応じた複数種のボ
ンディングツール３９が配設されている。そして、上記
ボンディングヘッド３７をＸ方向に駆動し、ボンディン
グステージ２１をＹ方向に駆動することで、ボンディン
グヘッド３７を所望のボンディングツール３９上に位置
決めしたのち、このボンディングヘッド３７を下降させ
ることで、そのボンディングツール３９を吸着保持でき
るようになっている。つまり、ボンディングヘッド３７
に吸着保持されるボンディングツール３９を自動交換で
きるようになっている。

【００５３】なお、詳細は図示しないが、上記ボンディ
ングツール３９はそれぞれツールステージ８２の所定の
部位に吸着保持されている。したがって、ボンディング
ツール３９を吸着保持していない部位は吸着している部
位に比べて圧力が高くなる（大気圧に近くなる）から、
各部位の圧力を検出することで、ボンディングツール３
９の有無を判断できるようになっている。

【００５４】上記電子部品Ｐを基板２０に実装する際の
位置決めは、上記部品認識カメラ３４、低倍率カメラ４
１及び高倍率カメラ４２からの撮像信号を、図１と図２
に示すように本体１の前面下部に設けられた図示しない
画像処理装置を内蔵する制御装置６１によって次のよう
に処理することで行われる。

【００５５】まず、ボンディングステージ２１に供給さ
れる基板２０の基準位置の認識登録が図７に示すフロー
チャートに基づいて行われる。すなわち、ステップＳ１
では、撮像条件を低倍率カメラ４１に切り替え、ステッ
プＳ２ではボンディングステージ２１をＸ，Ｙ方向に駆
動して図９（ａ）に示すように上記基板２０の第１、第
２の基準マークＭ１，Ｍ２を撮像する。ステップＳ３で
は、この撮像信号を制御装置６１に内蔵された画像処理
装置で上記一対の基準マークＭ１，Ｍ２の位置認識を行
い、これらの基準マークＭ１，Ｍ２の座標（Ｘ１、Ｙ
１）、（Ｘ２、Ｙ２）を基準位置として登録する。

【００５６】ステップＳ４では撮像条件を高倍率カメラ
４２に切り替え、ステップ５では上記ボンディングステ
ージ２１をＸ，Ｙ方向に駆動して基板２０に形成された
位置合せマークｍ１、ｍ２を撮像する。そして、ステッ
プＳ６では一対の位置合せマークの座標ｍ１，ｍ２の座
標（Ｘ３、Ｙ３），（Ｘ４、Ｙ４）を認識して登録す
る。それによって、基準位置の登録が完了する。

【００５７】なお、部品が複数で、位置合せマークも複
数ある場合には、ステップＳ６の作業を繰り返すこと
で、複数の位置合せマークの座標を登録する。

【００５８】このようにして基準位置の登録が完了した
ならば、実装時の位置認識が図７に示すフローチャート
に基づいて行われる。まず、ボンディングステージ２１
に電子部品Ｐを実装する基板２０が供給されたならば、
ステップＳ７では撮像条件を低倍率カメラ４１に切り換
える。ついで、ステップＳ８では登録時に求めた第１の
基準マークＭ１の座標（Ｘ１，Ｙ１）に基板２０移動さ
せ、ステップＳ９ではその状態で位置認識を行い、図９
（ｂ）に示すようにその基板２０の第１の基準マークＭ
１１の座標（Ｘ１１、Ｙ１１）を求める。

【００５９】ステップＳ１０では低倍率カメラ４１の視
野中心に登録時に求めた第２の基準マークＭ２の座標
(Ｘ２，Ｙ２)に基板２０を移動させ、ステップＳ１１で
はその基板２０の第２の基準マークＭ２２の座標（Ｘ２
２、Ｙ２２）を求める。

【００６０】ステップ１２では図９（ｃ）に示すように
登録時に求めた第１、第２の基準マークＭ１，Ｍ２を結
ぶ線分Ｌ１の傾きθ１と、ステップＳ９とステップＳ１
１で求めた第１、第２の基準マークＭ１１，Ｍ２２を結
ぶ線分Ｌ２の傾きθ２との差Δθを求める。

【００６１】すなわち、θ１は、 θ１＝ｔａｎ^−１｛（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｘ２−Ｘ１）｝ で求めることができ、θ２は、 θ２＝ｔａｎ^−１｛（Ｙ２２−Ｙ１１）／（Ｘ２２−Ｘ
１１）｝ で求めることができる。したがって、Δθは、 Δθ＝θ１−θ２ で求められる。

【００６２】基板２０がΔθ回転したときの一方の部品
位置合せマークｍ１１の座標を図９（ｂ）に示すように
（Ｘ３３、Ｙ３３）とすると、この座標（Ｘ３３、Ｙ３
３）は、

【数１】

【００６３】で求めることができる。同様に、基板２０
をΔθ回転させたときの他方の部品位置合せマークｍ２
の座標ｍ２２を求めることができ、その座標を（Ｘ４
４，Ｙ４４）とする。

【００６４】ステップＳ１３では基板２０の回転角度Δ
θ分を補正した部品位置合せの座標ｍ１１の位置に基板
２０を移動させ、ステップ１３では視野を高倍率カメラ
４２に切り換える。ついで、ステップＳ１５では高倍率
カメラ４２からの画像信号を処理して上記座標ｍ１１，
ｍ２２を求めることで、実装位置を正確に認識すること
ができる。

【００６５】すなわち、実装位置を高精度に認識するた
めには高倍率カメラ４２で撮像することが要求される
が、高倍率カメラ４２は視野が狭いから、部品の位置合
せマークの認識を容易に行うことができない。

【００６６】しかしながら、上述したように低倍率カメ
ラ４１と高倍率カメラ４２とを用い、部品位置合せマー
クの座標を予め登録しておき、ついで電子部品Ｐを実装
する基板２０の位置合せマークを低倍率カメラ４１で認
識して登録値と比較補正し、その補正値に基づいて基板
２０の位置合せマークを高倍率カメラ４２で撮像して認
識するようにしたから、高倍率カメラ４２による電子部
品Ｐの実装位置の認識を短時間で能率よく行うことが可
能となる。

【００６７】このようにして電子部品Ｐの実装位置を認
識したならば、その認識結果および部品認識カメラ３４
からの画像信号に基づいてボンディングヘッド３７をＸ
方向及びθ方向に駆動するとともに、ボンディングステ
ージ２１をＹ方向に駆動してこのボンディングステージ
２１上に載置された基板２０に対してボンディングヘッ
ド３７に保持された電子部品Ｐを位置決めする。つい
で、上記ボンディングヘッド３７をＺ方向に下降させて
電子部品Ｐを上記基板２０に実装する。

【００６８】このように構成された実装装置によれば、
本体１の上面の幅方向一端側にマガジン載置部２を設
け、このマガジン載置部２にはそれぞれ異なる電子部品
Ｐが載置されたトレイ１１を収容した複数のマガジン９
を本体１の前後方向に沿って並設するようにした。さら
に、マガジン載置部２の側方にはトレイ載置部１２を設
け、各マガジン９から取り出されたトレイ１１を保持で
きるようにした。

【００６９】そのため、ボンディングステージ２１に載
置された基板２０に実装する電子部品Ｐの品種を変更す
る場合には、受け渡し機構５１の吸着ノズル５７をＹ方
向に移動させ、所望のトレイ１１から電子部品Ｐを取り
出すようにすればよい。

【００７０】そのため、上記基板２０に実装する電子部
品Ｐの品種の変更を迅速に、しかも容易に行うことがで
きる。さらに、基板２０に複数種の電子部品Ｐを実装す
る場合にも、所望するトレイ１１から順次電子部品Ｐを
取り出して基板２０に供給するようにすればよいから、
そのような場合にも生産性の向上を図ることができる。

【００７１】しかも、トレイ載置部１２のＸテーブル１
３には、各トレイ１１に収容された電子部品Ｐの形状に
対応する先端コレット５８がそれぞれ配置され、トレイ
載置部１２から取り出す電子部品Ｐの大きさに応じて吸
着ノズル５７に吸着保持される先端コレット５８を交換
することができる。そのため、基板２０に供給する電子
部品Ｐを変更する場合に、その電子部品Ｐの大きさに応
じて先端コレット５８を交換できることで、トレイ１１
からの電子部品Ｐの取出しを確実に行うことができる。

【００７２】マガジン載置部２にはキャリア７が本体１
の前後方向に沿って移動自在に設けられ、このキャリア
７の上面に複数のマガジン９が着脱自在に載置されてい
る。そのため、マガジン９に収容された電子部品Ｐがな
くなり、マガジン９を交換する場合には、図１２（ａ）
に示すキャリア７を基部４に固定したクランパ８を外
し、図１２（ｂ）に示すようにこのキャリア７を本体１
の前面側、つまり搬入コンベア２４よりも前方へ引き出
す。

【００７３】ついで、図１２（ｃ）に示すように空にな
ったマガジン９をキャリア７上から取り除き、新たなマ
ガジン９を載置したのち、キャリア７を図１２（ａ）に
示すようにもとの位置に戻してクランパ８で固定すれば
よい。

【００７４】すなわち、マガジン９が載置されたキャリ
ア７を本体１の前方へ引き出すことができるから、その
マガジン９の交換作業を作業者に大きな負担を掛けるこ
となく容易に行うことができる。

【００７５】とくに、この発明の実装装置では、基板２
０をボンディングステージ２１に供給するために、本体
１の前面側に本体１の幅方向に沿って搬入コンベア２４
が配置されているため、マガジン載置部２が上記搬入コ
ンベア２４の奥側に位置することになるが、キャリア７
が本体１の前後方向に沿って移動自在に設けられている
ことで、搬入コンベア２４が邪魔になってマガジン９の
交換がし難くなるということもない。

【００７６】上記トレイ載置部１２に載置された電子部
品Ｐは、受け渡し機構５１の吸着ノズル５７に保持され
た先端コレット５８によって取り出された後、この吸着
ノズル５７が１８０度回転することで反転される。その
ため、電子部品Ｐが半導体チップの場合には、上記先端
コレット５８によって電極が形成された面を保持した
後、反転させてボンディングヘッド３７に受け渡すこと
で、上記電極が形成された面が下側になるから、半導体
チップは電極を基板２０に接合させて実装する、いわゆ
るフェースダウンボンディングを行うことができる。

【００７７】電子部品Ｐを基板２０に実装する際、基板
２０に対する電子部品Ｐの位置決めは、低倍率カメラ４
１と高倍率カメラ４２とを用いて行うようにしている。
つまり、予め低倍率カメラ４１で基板２０の基準マーク
や部品位置決めマークを認識して登録しておき、電子部
品Ｐを実装する基板２０の基準マークの座標を低倍率カ
メラ４１で認識し、その座標を登録値と比較補正するこ
とで、電子部品Ｐを実装する基板２０の位置決めマーク
の座標を算出し、その座標を高倍率カメラ４２で認識す
ることができる。

【００７８】そのため、視野範囲の狭い高倍率カメラ４
２を用いて高精度な位置決めを行う場合であっても、実
装位置の認識、つまり位置決めマークの認識を短時間で
行うことができるから、生産性の向上を図ることができ
る。

【００７９】上記ボンディングヘッド３７の周囲の雰囲
気、つまり実装時に電子部品Ｐを基板２０に溶接するた
めに加熱することで発生するガスが吸引パイプ４４によ
って吸引排出される。

【００８０】そのため、実装時に発生するガスに含まれ
る種々の成分が基板２０に付着して基板２０を汚染して
電子部品Ｐの実装強度を弱めたり、周囲の機構部に付着
してその機構部を早期に劣化させるのを防止できるばか
りか、上記ガスによって各カメラ３４，４１，４２の視
野が妨げられて誤認識するということも防止される。

【００８１】ボンディングステージ２１の側方にはツー
ルステージ８２が設けられ、ボンディングツール３９を
基板２０に実装される電子部品Ｐの大きさに応じて交換
できるようにした。

【００８２】そのため、電子部品Ｐを基板２０に実装す
る際、ボンディングツール３９による電子部品Ｐの加熱
を最適な条件で行うことが可能となるばかりか、電子部
品Ｐを吸着したボンディングツール３９をその周辺部が
上記電子部品Ｐから大きくはみ出すことのない大きさに
することができるから、実装時にボンディングツール３
９に電子部品Ｐを基板２０に接着するための接着剤が付
着するのを防止することができる。

【００８３】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、基
板に実装する電子部品の品種が変更になっても、その都
度マガジンを交換せずにすむから、実装作業を能率よく
行うことができる。

【００８４】上記マガジンは本体の前面側に移動させて
交換することができるから、その交換作業を容易かつ迅
速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を示す実装装置の
斜視図。

【図２】同じく正面図。

【図３】同じく平面図。

【図４】同じくボンディングヘッド及びボンディングス
テージの概略的構成を示す正面図。

【図５】同じくボンディングヘッドの側方に配置される
吸引パイプの配置状態の説明図。

【図６】同じく先端コレットに吸着された電子部品を反
転させる反転機構の正面図。

【図７】同じく基準に値の登録手順のフローチャート。

【図８】同じくボンディング位置の認識手順のフローチ
ャート。

【図９】同じく基準位置の登録と実装位置の認識を行う
ときの説明図。

【図１０】同じくマガジンからトレイを取り出すとき
と、トレイを収納するときの説明図。

【図１１】（ａ）は同じく先端コレットを自動交換する
ときの説明図、（ｂ）は同じくボンディングヘッドの先
端ツールを自動交換する時の説明図。

【図１２】同じくキャリア上のマガジンを交換するとき
の説明図。

【符号の説明】

１…本体 ９…マガジン １２…トレイ載置部 ２１…ボンディングステージ ２４…搬入コンベア ２５…搬出コンベア ３７…ボンディングヘッド ４１…低倍率カメラ ４２…高倍率カメラ ４４…吸引パイプ(吸引手段） ５１…受け渡し機構(受け渡し手段） ５７…ピックアップ吸着ノズル ５８…先端コレット Ｐ…電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 大介 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 5F047 FA05 FA08 FA15 FA67 FA73

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボンディングステージに載置された基板
   に電子部品を実装する実装装置において、 本体と、 この本体の幅方向一端側に前後方向に沿って配置され内
   部にそれぞれ電子部品が収容された複数のマガジンと、 上記マガジンの側方に前後方向に沿って駆動可能に設け
   られ上記各マガジンから取り出された電子部品がそれぞ
   れ供給載置される載置部と、 上記本体の前面側に幅方向に沿って設けられ上記ボンデ
   ィングステージに上記基板を搬入搬出する搬入搬出手段
   と、 上記ボンディングステージの上方に対向して配設されこ
   のボンディングステージ上に供給された基板に電子部品
   を実装するボンディングヘッドと、 上記載置部から取り出した電子部品を上記ボンディング
   ヘッドに受け渡す受け渡し手段とを具備したことを特徴
   とする電子部品の実装装置。
2. 【請求項２】 上記マガジンは、上記本体の前後方向に
   沿って移動自在なキャリアに着脱自在に設けられている
   ことを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
3. 【請求項３】 上記受け渡し手段は、上記載置部から取
   り出した電子部品を反転させて上記ボンディングヘッド
   に受け渡す構成であることを特徴とする請求項１記載の
   電子部品の実装装置。
4. 【請求項４】 上記受け渡し手段は、ピックアップ吸着
   ノズルと、この吸着ノズルに吸着保持されるとともに上
   記載置部に供給された電子部品を取り出す先端コレット
   と、上記載置部の側方に設けられこの載置部に供給され
   る電子部品の形状に応じた先端コレットが設置されたコ
   レット交換部とを具備し、 上記ピックアップ吸着ノズルは、上記載置部から電子部
   品を取出すときにその電子部品の形状に応じた先端コレ
   ットを上記コレット交換部から選択することを特徴とす
   る請求項１記載の電子部品の実装装置。
5. 【請求項５】 上記基板を撮像して上記ボンディングヘ
   ッドに保持された電子部品の実装位置を認識する撮像手
   段を備え、 この撮像手段は上記基板を低倍率で撮像する低倍率撮像
   カメラと、上記基板を高倍率で撮像する高倍率撮像カメ
   ラとを有することを特徴とする請求項１記載の電子部品
   の実装装置。
6. 【請求項６】 上記ボンディングヘッドの近傍には、ボ
   ンディング時の加熱によって発生するガスを吸引する吸
   引手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の電子部品の実装装置。
7. 【請求項７】 電子部品をボンディングステージ上に載
   置された基板にボンディングヘッドによって実装する実
   装方法において、 本体の幅方向一端側に前後方向に沿って配置された複数
   のマガジンに収容された電子部品を取り出して上記マガ
   ジンの側方に前後方向に沿って駆動可能に設けられた載
   置部にそれぞれ供給する部品供給工程と、 上記載置部に供給された電子部品を上記ボンディングヘ
   ッドに受け渡す部品受け渡し工程と、 上記ボンディングステージに上記基板を供給する基板供
   給工程と、 上記ボンディングステージに供給された基板に対して上
   記ボンディングツールに保持された電子部品を位置決め
   する位置決め工程と、 位置決めされた電子部品を上記ボンディングステージに
   供給された基板に実装する実装工程と、 電子部品が実装された基板を上記ボンディングステージ
   から搬出する基板搬出工程とを具備したことを特徴とす
   る電子部品の実装方法。
8. 【請求項８】 上記位置決め工程は、上記基板を撮像カ
   メラで撮像して上記基板の基準位置を登録する登録工程
   と、上記基板を撮像カメラで撮像して上記基準位置に対
   するずれ量を補正する補正工程とを備えていることを特
   徴とする請求項７記載の電子部品の実装方法。
9. 【請求項９】 上記登録工程と上記補正工程とは、上記
   基板を低倍率の撮像カメラで撮像する第１の撮像工程
   と、上記基板を高倍率の撮像カメラで撮像する第２の撮
   像工程とを有することを特徴とする請求項８記載の電子
   部品の実装方法。