JP2000244195A - フリップチップ装着装置のチップ位置認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリップチップ装着装置において、フリップ
チップの端子と基板のランドとの位置ずれを検出するチ
ップ位置認識装置の構造を簡単にし、価格を低減する。 【解決手段】 コレットに吸着されたフリップチップの
端子面と、基板のチップ搭載面との間に反射体を進退自
在に挿入して、同反射体によって生ずる上記端子面とチ
ップ搭載面との反射像をカメラにて撮影し、これらの画
像を画像処理装置にて処理して、同端子面とチップ搭載
面との位置ずれを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ装
着装置のチップ位置認識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３のｄで示すように、基板50に
フリップチップ51を搭載するのに先立って、基板50とそ
の上方に配置したコレット52に吸着させたフリップチッ
プ51との間に、チップ位置認識装置53を挿入して、基板
50とフリップチップ51と位置のずれを検出し、この検出
値に基づきフリップチップ51を保持したコレット52を移
動させて、基板50の所定位置の直上方にフリップチップ
51を正確に位置させ、しかる後、図３のｅで示すよう
に、チップ位置認識装置53をフリップチップ51と基板50
との間から退去させ、コレット52を降下させて基板50の
所定位置にフリップチップを搭載するようにしたフリッ
プチップ装着装置53があり、上記チップ位置認識装置53
は、背中合わせに配置した２台のカメラ54,54 を挿入し
て、基板50上面とフリップチップ51下面とを撮影し、こ
れらの画像を比較して両者の位置ずれを検出するように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したチ
ップ位置認識装置53では、２台のカメラ54,54 を要して
高価になり、また、上記カメラ54,54 の光軸を正確に一
致させる必要があり、そのために構造が複雑となり、ま
た、上記２個の画像を比較する際に、一方の画像を裏返
しする必要があってソフト面でも複雑になり、更に、質
量が大きい２台のカメラ54,54 を進退移動させるので、
カメラぶれや光軸の変動等により、ずれ検出の誤差が生
ずるという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、基
板の上方にフリップチップを吸着したコレットを配置
し、同コレットの昇降作動により基板上面の所定位置に
フリップチップを搭載するようにしたフリップチップ装
着装置において、上記フリップチップの端子面と、基板
のチップ搭載面との間に反射体を進退自在に挿入して、
同反射体によって生ずる上記端子面とチップ搭載面との
反射像を、コレット及びフリップチップの作動域外に固
設したカメラにて撮影し、これらの画像を画像処理装置
にて処理して、同端子面とチップ搭載面との位置ずれを
検出することを特徴とするフリップチップ装着装置のチ
ップ位置認識装置を提供せんとするものである。

【０００５】また、次のような特徴を併せ有するもので
ある。

【０００６】上記反射体は、上記端子面及びチップ搭載
面に４５°傾斜して配置したハーフミラーと、同ハーフ
ミラーの側方に上記端子面及びチップ搭載面に直交して
連設した垂直鏡よりなり、上記各面の一方の反射像をハ
ーフミラーの一面で生成し、他方の面の反射像をハーフ
ミラーの他面と垂直鏡とで生成すること。

【０００７】上記反射体を、断面が直角二等辺三角形の
プリズムの斜面にハーフミラー加工を施し、他の一面に
鏡面加工を施して形成したこと。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は次の通りで
ある。

【０００９】チップ搭載面を上方にして基板を配置し、
その上方にコレットを昇降自在に配置し、同コレットの
下面に端子面を下方にしてフリップチップを吸着させ、
同コレットの昇降作動により、基板の所定位置にフリッ
プチップを搭載するようにフリップチップ装着装置を構
成し、上記フリップチップの端子面と、基板のチップ搭
載面との間に、上記端子面とチップ搭載面とに４５°傾
斜してハーフミラーを配置し、同ハーフミラーの側方に
上記端子面とチップ搭載面とに直交して垂直鏡を連設し
た反射体を進退自在に配設して、上記端子面とチップ搭
載面との間に反射体を挿入したときに、端子面の反射像
をハーフミラーの上面で生成し、チップ搭載面の反射像
をハーフミラーの下面と垂直鏡とで生成し、これらの反
射像をコレット及びフリップチップの作動域外に固設し
たカメラにて撮影し、これらの画像を画像処理装置にて
処理して、同端子面とチップ搭載面との位置ずれを検出
するするようにしている。

【００１０】また、断面が直角二等辺三角形のプリズム
の斜面にハーフミラー加工を施し、他の面に鏡面加工を
施して反射体を構成しても良い。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。

【００１２】図１は、本発明に係るチップ位置認識装置
Ａを具備するフリップチップ装着装置Ｂを示しており、
同フリップチップ装着装置Ｂは、チップ搭載面1aを上方
にして水平に保持した基板１の直上方に、端子面2aを下
方にしたフリップチップ２を下面に吸着したコレット３
を昇降自在に配置し、コレット３の降下によりフリップ
チップ２を基板１の所定位置に搭載するようにしてお
り、特に、上記基板１とフリップチップ２との間にチッ
プ位置認識装置Ａの一部を挿入して、フリップチップ２
の下面に多数配置した端子2b（ハンダボール）の位置
と、基板１の上面に多数配置したランド1b（上記端子2b
の接続部）の位置との間のずれを検出し、この検出値に
基づきコレット３を前後・左右及び垂直軸４回りに回動
させて、上記のずれを修正して、基板１の所定位置にフ
リップチップ２を正確に搭載するようにしている。

【００１３】上記チップ位置認識装置Ａは、図１で示す
ように、上記フリップチップ２と基板１との間に、進退
機構（図示せず）を介して出入自在に配置した反射体５
と、前記コレット３とフリップチップ２との作動域外
に、撮影方向を反射体５に向けて固設した１台のカメラ
６と、基板１の近接上方位置とフリップチップ２の近接
下方位置に配設した上下灯器7a,7b とで構成されてい
る。

【００１４】反射体５は、垂線に対し４５°傾斜させて
配置したハーフミラー８と、同ハーフミラー８の側方に
垂直に配置し垂直鏡９とを一体に結合して構成してい
る。

【００１５】ハーフミラー８は、入射した光を半ば反射
し半ば透過する平面状に形成されており、垂直鏡９は、
入射した光を全て反射する平面鏡に形成されている。

【００１６】かかる構成により、反射体５をフリップチ
ップ２と基板１との間に位置させた状態で、下灯器7bを
消灯し上灯器7aを点灯すると、上灯器7aで照明されたフ
リップチップ２下面からの光が、上記ハーフミラー８の
上面で反射してカメラ６に入射し、上灯器7aを消灯し下
灯器7bを点灯すると、下灯器7bで照明された基板１上面
からの光は、一旦、ハーフミラー８の下面で反射して垂
直鏡９に向かい、同垂直鏡９で反射し、ハーフミラー８
を透過してカメラ６に入射することになる。

【００１７】カメラ６は、主としてレンズとＣＣＤ等の
光電変換素子とで構成されており、入射したフリップチ
ップ２下面からの光と、基板１上面からの光とを受け
て、フリップチップ２下面の反射像と、基板１上面の反
射像とを交互に撮影し、電気信号に変換して画像処理装
置（図示せず）に入力し、同画像処理装置でこれらの反
射像の電気信号を比較して、各端子2bと各ランド1bとの
相対位置のずれを検出し、この検出値に基づき位置修正
装置（図示せず）により、コレット３を移動及び回転さ
せてフリップチップ２を正確に所定位置、即ち、フリッ
プチップ２の各端子2bが基板１の各ランド1bの直上方に
位置させることができる。

【００１８】本発明の実施例は上記のように構成されて
おり、フリップチップ２の基板１への搭載に際して、図
１のａで示すように、コレット３の下面に吸着されたフ
リップチップ２と基板１との間に反射体５を進入させ
て、上灯器7aを消灯し、下灯器7bを点灯して、基板１の
チップ搭載面1aの反射像をカメラ６で撮影し、この画像
を画像処理装置に入力する。

【００１９】次に、図１のｂで示すように、下灯器7bを
消灯し、上灯器7aを点灯してフリップチップ２の端子面
2aの反射像をカメラ６で撮影し、この画像を画像処理装
置に入力する。

【００２０】なお、本実施例では、反射体５の上下位置
を調整して、上記端子面2aの反射像のカメラ６からの距
離と、チップ搭載面1aの反射像のカメラ６からの距離と
を一致させて、両方の画像の大きさを一致させており、
更に、上記端子面2aは１回反射して画像に変換され、チ
ップ搭載面1aは２回反射して画像に変換されるので、両
方の画像をそのまま比較することができ、このためのソ
フトを簡単にすることができる。

【００２１】このようにして画像処理装置に入力された
２個の画像を、同画像処理装置にて比較して、フリップ
チップ２下面の各端子2bと、基板１上面の各ランド1bと
の位置ずれを検出し、この検出値に基づく位置修正装置
の作動によりコレット３を移動させて、図１のｃで示す
ように、上記各ランド1bの直上方に各端子2bを位置させ
た後、上下灯器7a,7b を消灯し、反射体５をフリップチ
ップ２とコレット３の作動域外に退去させ、コレット３
を降下させて基板１上にフリップチップ２を載置し吸着
を解除して、基板１の所定位置、即ち、フリップチップ
２の各端子2bと基板１の各ランド1bとが正確に一致した
位置にフリップチップ２を搭載する。

【００２２】このようにしてフリップチップ２を搭載し
た基板１は、リフロー炉に挿入・加熱して、上記各端子
2bと各ランド1bとをそれぞれハンダ付けすることができ
る。

【００２３】図２は、断面直角二等辺三角形のプリズム
20の斜面21にハーフミラー加工を施し、側方の一面22に
鏡面加工を施して反射体を構成した他の実施例を示して
おり、このようにしたことで、反射体の進退作動に伴う
加速度にかかわりなく、ハーフミラーと鏡との角度を一
定に保持することができ、更に、精度を要する部分を一
体化したことで反射体の構造を簡単にすることができ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果を得るこ
とができる。

【００２５】請求項１記載の発明では、コレットに吸着
されたフリップチップの端子面と、基板のチップ搭載面
との間に反射体を進退自在に挿入して、同反射体によっ
て生ずる上記端子面とチップ搭載面との反射像を、コレ
ット及びフリップチップの作動域外に固設したカメラに
て撮影し、これらの画像を画像処理装置にて処理して、
同端子面とチップ搭載面との位置ずれを検出することに
よって、重量が大きいカメラを移動させずにすむので、
カメラぶれによる検出精度の低下を防止して、基板の所
定位置に正確にフリップチップを装着することができ
る。

【００２６】請求項２記載の発明では、上記反射体は、
上記端子面及びチップ搭載面に４５°傾斜して配置した
ハーフミラーと、同ハーフミラーの側方に上記端子面及
びチップ搭載面に直交して連設した垂直鏡よりなり、上
記各面の一方の反射像をハーフミラーの一面で生成し、
他方の面の反射像をハーフミラーの他面と垂直鏡とで生
成することによって、カメラが一台ですむので構造が簡
単になり、装置の価格を低下することができる。

【００２７】請求項３記載の発明では、上記反射体を、
断面形が直角二等辺三角形のプリズムの斜面にハーフミ
ラー加工を施し、他の一面に鏡面加工を施して形成した
ことによって、進退作動に伴う加速度にかかわりなくハ
ーフミラーと垂直鏡との角度を精密に保持することがで
き、更に、精度を要する部分を一体化して構造を簡単に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップ位置認識装置の構成及び作
動を示す側面説明図。

【図２】他実施例反射体の断面側面図。

【図３】従来のチップ位置認識装置の構成及び作動を示
す側面説明図。

【符号の説明】

Ａ チップ位置認識装置 １ 基板 1a チップ搭載面 ２ フリップチップ 2a 端子面 ３ コレット ５ 反射体 ８ ハーフミラー ９ 垂直鏡 ６ カメラ 20 プリズム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の上方にフリップチップを吸着した
   コレットを配置し、同コレットの昇降作動により基板上
   面の所定位置にフリップチップを搭載するようにしたフ
   リップチップ装着装置において、 上記フリップチップの端子面と、基板のチップ搭載面と
   の間に反射体を進退自在に挿入して、同反射体によって
   生ずる上記端子面とチップ搭載面との反射像を、コレッ
   ト及びフリップチップの作動域外に固設したカメラにて
   撮影し、これらの画像を画像処理装置にて処理して、同
   端子面とチップ搭載面との位置ずれを検出することを特
   徴とするフリップチップ装着装置のチップ位置認識装
   置。
2. 【請求項２】 上記反射体は、上記端子面及びチップ搭
   載面に４５°傾斜して配置したハーフミラーと、同ハー
   フミラーの側方に上記端子面及びチップ搭載面に直交し
   て連設した垂直鏡よりなり、上記各面の一方の反射像を
   ハーフミラーの一面で生成し、他方の面の反射像をハー
   フミラーの他面と垂直鏡とで生成することを特徴とする
   請求項１記載のフリップチップ装着装置のチップ位置認
   識装置。
3. 【請求項３】 上記反射体を、断面が直角二等辺三角形
   のプリズムの斜面にハーフミラー加工を施し、他の一面
   に鏡面加工を施して形成したことを特徴とする請求項１
   記載のフリップチップ装着装置のチップ位置認識装置。