JP2001007126A - Device and method for positioning head and work - Google Patents

Device and method for positioning head and work

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JP2001007126A
JP2001007126A JP17752499A JP17752499A JP2001007126A JP 2001007126 A JP2001007126 A JP 2001007126A JP 17752499 A JP17752499 A JP 17752499A JP 17752499 A JP17752499 A JP 17752499A JP 2001007126 A JP2001007126 A JP 2001007126A
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head
work
ball
axis
wafer
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Tatsuharu Kobayashi
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Shibuya Kogyo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve positioning accuracy by calculating an amount of relative position deviation between a head and a work from the recognition result of first and second optical recognition means and instructing the drive mechanism of each axis of the head and work to move based on the operation results. SOLUTION: Two CCD cameras 31 that become a second optical system recognition means are arranged so that they overlap each other back and forth at the upper portion of a wafer-positioning position 8. The CCD cameras 31 can be moved in a direction in parallel with a work drive mechanism 4 by a motor 33. Then, the amount of relative position deviation is calculated from the recognition result of an alignment mark 17 of the head according to CCD cameras 23 and 23' that become the first optical system recognition means and the posture of the work according to each CCD camera 31 by an arithmetic unit. Based on the operation result, an instruction is given to the drive mechanism of each axis of the head and work to move or rotate, thus improving the positioning accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハや基板に半
田ボールや半田バンプ等をマウントするボールマウント
装置において利用されるヘッドとワークの位置決め装置
及び位置決め方法の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a head and work positioning apparatus and a positioning method used in a ball mounting apparatus for mounting solder balls and solder bumps on a wafer or a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半田ボールマウント装置では、マ
ウントヘッドやフラックス転写ヘッドの姿勢を固定して
おき、ワークの姿勢をヘッドの姿勢に合わせることによ
り、位置決めを行っていた。このため、ヘッド側には姿
勢認識手段がなく、ワークの姿勢認識手段のみが存在し
ていた。ところが、近年の微細ボール化と大量ボール一
括搭載の流れにより、要求位置決め精度が飛躍的に上昇
し、従来のような方法でヘッドとワークの位置を認識し
ていたのではマウント品質が確保できなくなってきた。
2. Description of the Related Art In a conventional solder ball mounting apparatus, positioning is performed by fixing the posture of a mount head or a flux transfer head and adjusting the posture of a work to the posture of the head. For this reason, there is no posture recognition means on the head side, and only the posture recognition means for the work exists. However, due to the recent trend toward fine balls and the mass loading of large numbers of balls, the required positioning accuracy has dramatically increased, and mounting quality cannot be secured by recognizing the position of the head and work using conventional methods. Have been.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するため、ヘッド側にも位置決め用のアライメン
トマークを設け、ヘッドの姿勢とワークの姿勢の両方を
認識して、両方の認識結果から位置決めを行うことによ
り、微細ボール化と大量ボール一括搭載の流れによる高
い位置決め精度の要求にも応え得る位置決め装置及び位
置決め方法を備えたボールマウント装置を提供すること
を目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides alignment marks for positioning on the head side, recognizes both the attitude of the head and the attitude of the work, and recognizes both. It is an object of the present invention to provide a ball mounting device provided with a positioning device and a positioning method capable of responding to a demand for high positioning accuracy due to a flow of miniaturized balls and a batch mounting of a large number of balls by performing positioning from a result.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、アライメントマークが設けられたヘッド
と、上記アライメントマークを認識する第1の光学系認
識手段と、ワークの姿勢を認識する第2の光学系認識手
段と、第1の光学系認識手段と第2の光学系認識手段と
の認識結果からヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演
算する演算手段と、演算手段の結果に基づきヘッドとワ
ークの各軸の駆動機構に移動を指令する制御手段とを有
することを特徴とするボールマウント装置におけるヘッ
ドとワークの位置決め装置を提供するものである。
According to the present invention, to solve the above-mentioned problems, a head provided with an alignment mark, first optical system recognizing means for recognizing the alignment mark, and recognizing a posture of a workpiece. A second optical system recognizing means, a calculating means for calculating a relative displacement between the head and the work from a recognition result of the first optical system recognizing means and the second optical system recognizing means, and a result of the calculating means. The present invention provides a head and work positioning device in a ball mount device, characterized by having control means for instructing a drive mechanism for each axis of the head and the work to move.

【0005】第2の発明は、第1の発明と、ほぼ同様の
ものであって、第1の光学系認識手段が、ワークの移動
及び位置決めのためのステージに設けられたヘッドとワ
ークの位置決め装置を提供する。
The second invention is substantially the same as the first invention, wherein the first optical system recognizing means includes a head provided on a stage for moving and positioning the work and a positioning of the work. Provide equipment.

【0006】第3の発明は、ヘッドに設けられたアライ
メントマークを第1の光学系認識手段で認識し、ワーク
の姿勢を第2の光学系認識手段で認識し、第1の光学系
認識手段と第2の光学系認識手段との認識結果から演算
手段にてヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演算し、
演算手段の結果に基づき制御手段からヘッドとワークの
各軸の駆動機構に移動を指令して、ヘッドとワークの位
置決めを行うことを特徴とするボールマウント装置にお
けるヘッドとワークの位置決め方法を提供する。
According to a third aspect of the present invention, an alignment mark provided on a head is recognized by a first optical system recognizing means, and a posture of a work is recognized by a second optical system recognizing means. And calculating the relative displacement between the head and the work by the calculating means from the recognition result of the second optical system recognizing means,
A method for positioning a head and a work in a ball mount device, wherein the head and the work are positioned by instructing movement of a drive mechanism for each axis of the head and the work from the control means based on a result of the arithmetic means. .

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面に従って、実施例と共
に本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発
明が実施される半田ボールマウント装置の平面図であ
る。該半田ボールマウント装置は、ウエハ供給部1と、
フラックス転写部2と、ボールマウント部3と、ワーク
駆動機構4とで構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a solder ball mounting apparatus according to the present invention. The solder ball mounting device includes: a wafer supply unit 1;
It comprises a flux transfer section 2, a ball mount section 3, and a work drive mechanism 4.

【0008】本実施例におけるワークはウエハであり、
ウエハ供給部1は、供給用のウエハカセット5と、搬出
用のウエハカセット6と、不良用のウエハカセット7と
の各ウエハカセットと、ウエハの搬送を行うクリーンル
ーム用スカラー型ロボット9と、ワーク駆動機構4上の
ウエハ位置決め位置8とでなる。
The work in this embodiment is a wafer,
The wafer supply unit 1 includes a wafer cassette 5 for supply, a wafer cassette 6 for unloading, a wafer cassette 7 for defect, a scalar robot 9 for clean room for transferring wafers, and a work drive. This is the wafer positioning position 8 on the mechanism 4.

【0009】ウエハ位置決め位置8の上方には、図2に
示されるように、本発明における第2の光学系認識手段
となるCCDカメラ31が図面上前後に重なり合うよう
に2台配置されており(図面上は前方の1台のみが表れ
ている)、その下方には、ウエハ上に向いた照明器32
が配備されている。CCDカメラ31は、ワーク駆動機
構4上のウエハ位置決め位置8上方で、ワーク駆動機構
4と平行な方向(X軸方向)にモータ33により移動可
能とされている。
As shown in FIG. 2, above the wafer positioning position 8, two CCD cameras 31 as second optical system recognizing means in the present invention are arranged so as to overlap one another in the drawing. In the drawing, only the front one is shown), and below it, the illuminator 32 facing the wafer
Has been deployed. The CCD camera 31 is movable by a motor 33 in a direction parallel to the work drive mechanism 4 (X-axis direction) above the wafer positioning position 8 on the work drive mechanism 4.

【0010】ワーク駆動機構4には、ウエハステージ3
0が設けられており、ウエハステージ30を駆動させる
X軸(図1中左右方向)とΘ軸(回転方向)の2軸の駆
動機構が設けられる。Θ軸の駆動機構は、位置決めを主
たる役割として採用された駆動機構であるが、X軸の駆
動機構は、ワーク移動の役割と位置決めの役割を有す
る。
The work drive mechanism 4 includes a wafer stage 3
0 is provided, and a two-axis drive mechanism for driving the wafer stage 30 is provided, that is, an X-axis (left-right direction in FIG. 1) and a Θ-axis (rotation direction). The Θ-axis drive mechanism is a drive mechanism whose main role is positioning, while the X-axis drive mechanism has a role of moving the work and a role of positioning.

【0011】ウエハステージ30は、X軸駆動機構によ
り、ウエハ位置決め位置8と、フラックス転写位置11
と、ボールマウント位置20の間を移動停止可能とされ
ている。本発明におけるヘッドは、実施例ではフラック
スの転写ヘッド13と半田ボールのマウントヘッド25
とである。尚、ウエハステージ30には転写ヘッド13
とマウントヘッド25を観察するための2台のCCDカ
メラ23、23′が配備されている。該CCDカメラ2
3、23′が、本発明における第1の光学系認識手段と
なる。
The wafer stage 30 is moved by an X-axis driving mechanism to a wafer positioning position 8 and a flux transfer position 11.
And the movement between the ball mounting positions 20 can be stopped. In the embodiment, the head according to the present invention includes a flux transfer head 13 and a solder ball mount head 25.
And The transfer head 13 is provided on the wafer stage 30.
And two CCD cameras 23, 23 'for observing the mount head 25. The CCD camera 2
Reference numerals 3 and 23 'serve as first optical system recognition means in the present invention.

【0012】本実施例におけるボールマウント装置に
は、先のCCDカメラ31によるワークの姿勢とCCD
カメラ23、23′によるヘッドのアライメントマーク
17の認識結果から相対的位置ずれ量を演算する演算装
置(図示されていない)と、演算装置の結果に基づきヘ
ッドとワークの各軸(Y軸、X軸、Θ軸)の駆動機構に
移動若しくは回転を指令する制御装置(図示されていな
い)とが設けられている。
The ball mounting device according to the present embodiment has a work attitude and a CCD
An arithmetic unit (not shown) for calculating the relative displacement from the recognition result of the head alignment mark 17 by the cameras 23 and 23 ', and each axis (Y axis, X axis) of the head and the work based on the result of the arithmetic unit. And a control device (not shown) for instructing movement or rotation to the drive mechanism of the (axis, Θ axis).

【0013】フラックス転写部2は、転写ヘッド13及
びその駆動機構と、フラックス供給装置10と、ワーク
駆動機構4上のフラックス転写位置11とからなり、転
写ヘッド13の移動路に転写ヘッド13のクリーニング
部12が設けられている。
The flux transfer section 2 includes a transfer head 13 and a drive mechanism thereof, a flux supply device 10, and a flux transfer position 11 on a work drive mechanism 4. A part 12 is provided.

【0014】図5に示されるように、転写ヘッド13の
ヘッド下面40には、ウエハの輪郭付近外側にあたる位
置の4カ所にアライメントマーク(位置決め用マーク)
17が設けられている。アライメントマーク17は、1
0ミリメートル径の突起の中央に0.3ミリメートル径
の凹部を設けて形成される。該突起はフラックス転写用
突起18と同等の材質及びプロセスで作られる。尚、ア
ライメントマーク17′は、転写ヘッド13のヘッド下
面40のウエハの輪郭付近内側にあたる位置でフラック
ス転写用突起18の存在しない部分に形成されても良
い。
As shown in FIG. 5, alignment marks (positioning marks) are formed on the lower surface 40 of the transfer head 13 at four positions outside the vicinity of the contour of the wafer.
17 are provided. The alignment mark 17 is 1
It is formed with a 0.3 mm diameter recess provided at the center of a 0 mm diameter projection. The projections are made of the same material and process as the flux transfer projections 18. The alignment mark 17 ′ may be formed at a position where the flux transfer projection 18 does not exist at a position inside the vicinity of the wafer contour on the head lower surface 40 of the transfer head 13.

【0015】フラックス供給装置10の転写ヘッド13
には、図3に示されるように、フラックス供給装置10
とワーク駆動機構4上のフラックス転写位置11との間
を往復するY軸と、Z軸(昇降軸)の2軸の駆動機構が
設けられている。図中34は、転写ヘッド13のZ軸駆
動モータであり、図中34′は、Y軸駆動モータであ
る。ここにおけるY軸の駆動機構は、転写ヘッド13の
移動の役割とともに、転写ヘッド13とワークの位置決
めにおいても利用される。
Transfer head 13 of flux supply device 10
As shown in FIG. 3, the flux supply device 10
There is provided a two-axis drive mechanism of a Y-axis and a Z-axis (elevation axis) which reciprocate between the flux transfer position 11 on the work drive mechanism 4 and the flux transfer position 11. In the figure, reference numeral 34 denotes a Z-axis drive motor of the transfer head 13, and reference numeral 34 'denotes a Y-axis drive motor. The Y-axis driving mechanism here is used for positioning the transfer head 13 and the work together with the role of the transfer head 13 to move.

【0016】フラックス供給装置10には、平坦なフラ
ックス均し部が設けられ、スキージ15により一定厚さ
にフラックスを均すことができる。このフラックス均し
部中には、転写ヘッド13のフラックス転写領域に対応
するフラックス供給部16が形成される。
The flux supply device 10 is provided with a flat flux leveling section, and the squeegee 15 can level the flux to a constant thickness. A flux supply section 16 corresponding to the flux transfer area of the transfer head 13 is formed in the flux leveling section.

【0017】ボールマウント部3は、マウントヘッド2
5及びその駆動機構と、ボール供給装置19と、ワーク
駆動機構4上のボールマウント位置20と、その間に配
置される余剰ボール除去装置21と、ボール吸着ミス検
査装置と、ボール吸着ミス検査装置で余剰ボールが検知
されたときにマウントヘッド25下に侵入するボール排
出装置24とで構成される。
The ball mounting section 3 includes a mounting head 2
5 and its driving mechanism, a ball supply device 19, a ball mounting position 20 on the work driving mechanism 4, an excess ball removing device 21 disposed therebetween, a ball suction error inspection device, and a ball suction error inspection device. And a ball discharge device 24 that enters below the mount head 25 when an excess ball is detected.

【0018】図6及び図7に示されるように、マウント
ヘッド25のヘッド下面41には、吸着孔26が存在し
ないウエハの輪郭付近外側にあたる位置の4カ所にアラ
イメントマーク17′が設けられている。アライメント
マーク17′は、0.3ミリメートル径の凹部で形成さ
れている。尚、アライメントマーク17′は、マウント
ヘッド25のヘッド下面41のウエハの輪郭付近内側に
あたる位置で吸着孔26が存在しない部分に形成されて
も良い。
As shown in FIGS. 6 and 7, alignment marks 17 'are provided on the lower surface 41 of the mount head 25 at four positions outside the vicinity of the contour of the wafer where the suction holes 26 do not exist. . The alignment mark 17 'is formed by a recess having a diameter of 0.3 mm. Note that the alignment mark 17 ′ may be formed at a position where the suction hole 26 does not exist at a position inside the vicinity of the contour of the wafer on the head lower surface 41 of the mount head 25.

【0019】ボール供給装置19はパーツフィーダのよ
うな構成をしており、マウントヘッド25に半田ボール
を供給するボールトレイ27には、バイブレータが取り
付けられている。バイブレータの振動により半田ボール
を斜め上方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボー
ルはボールトレイ27内を廻るように移動する。
The ball supply device 19 is configured as a parts feeder, and a vibrator is attached to a ball tray 27 that supplies solder balls to the mount head 25. The vibration of the vibrator causes the solder ball to jump up obliquely upward, and when viewed from above, the solder ball moves around the inside of the ball tray 27.

【0020】ボールトレイ27の上方にはボールストッ
カ(図示されていない)からボールトレイ27内に半田
ボールを供給する供給口28が進退自在に配置される。
供給口28の先端にはボールトレイ27内のボール残量
を検知するセンサ29が取り付けられており、ボール残
量不足を検知するとボールストッカより一定量の半田ボ
ールを供給する。供給口28は、マウントヘッド25が
半田ボールを吸着時には干渉を避けるためボールトレイ
27外へ待避する構造となっている。
Above the ball tray 27, a supply port 28 for supplying solder balls from the ball stocker (not shown) into the ball tray 27 is arranged so as to be able to advance and retreat.
A sensor 29 for detecting the remaining amount of the ball in the ball tray 27 is attached to the tip of the supply port 28, and when a shortage of the remaining amount of the ball is detected, a fixed amount of the solder ball is supplied from the ball stocker. The supply port 28 has a structure in which the mount head 25 is evacuated to the outside of the ball tray 27 to avoid interference when the solder ball is attracted by the mount head 25.

【0021】余剰ボール除去装置21は、マウントヘッ
ド25に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノ
ズルである。
The surplus ball removing device 21 is a removal nozzle for removing excess balls adsorbed on the mount head 25.

【0022】マウントヘッド25には、図4に示される
ように、ボール供給装置19とワーク駆動機構4上のボ
ールマウント位置20との間を往復するY軸と、Z軸
(昇降軸)の2軸の駆動機構が設けられる。図中35は
Z軸駆動モータであり、図中35′はY軸駆動モータで
ある。ここにおけるY軸の駆動機構は、マウントヘッド
25の移動の役割とともに、マウントヘッド25とワー
クの位置決めにおいても利用される。
As shown in FIG. 4, the mount head 25 has a Y-axis reciprocating between the ball supply device 19 and a ball mount position 20 on the work drive mechanism 4, and a Z-axis (elevation axis). A drive mechanism for the shaft is provided. In the figure, reference numeral 35 denotes a Z-axis drive motor, and reference numeral 35 'denotes a Y-axis drive motor. The Y-axis driving mechanism here is used for positioning the mount head 25 and the work together with the role of the movement of the mount head 25.

【0023】ボール吸着ミス検査装置は、4台のライン
CCDカメラ22、22′によりミッシングボール、エ
キストラボール(余剰ボール)等の吸着ミスと、搭載ミ
スであるリメインボールとを検知する。
The ball suction error inspection apparatus detects a suction error such as a missing ball or an extra ball (excess ball) and a remaining ball which is a mounting error by using four line CCD cameras 22 and 22 '.

【0024】以下、本実施例に係る半田ボールマウント
装置の作動手順について説明する。まず、供給用のウエ
ハカセット5から1枚ずつロボット9でウエハをウエハ
位置決め位置8にあるウエハステージ30上に供給す
る。ウエハステージ30では、ウエハが供給されると図
示されていないブロアモータを通して、ウエハステージ
30上面の穴から真空吸引を開始し、ウエハを保持す
る。
Hereinafter, an operation procedure of the solder ball mounting apparatus according to the present embodiment will be described. First, the robot 9 supplies wafers one by one from the supply wafer cassette 5 onto the wafer stage 30 at the wafer positioning position 8. When a wafer is supplied, the wafer stage 30 starts vacuum suction through a hole on the upper surface of the wafer stage 30 through a blower motor (not shown) to hold the wafer.

【0025】保持されたウエハは、ウエハ位置決め位置
8の上方に配置された2台の第2の光学系認識手段であ
るCCDカメラ31によりウエハ表面に形成された位置
決めマーク又は回路パターンを抽出して認識する。ウエ
ハのウエハステージ30上の位置が認識されると、図示
されていない演算装置へデータが送られる。ウエハの位
置認識が終了したウエハステージ30はフラックス転写
位置11へ送られる。このとき、ウエハ位置決め時に記
憶したX軸のずれを加味した位置に停止する。
The held wafer is extracted by extracting a positioning mark or a circuit pattern formed on the wafer surface by two CCD cameras 31 which are second optical system recognition means disposed above the wafer positioning position 8. recognize. When the position of the wafer on the wafer stage 30 is recognized, data is sent to an arithmetic unit (not shown). The wafer stage 30 for which the wafer position recognition has been completed is sent to the flux transfer position 11. At this time, it stops at a position that takes into account the displacement of the X axis stored at the time of wafer positioning.

【0026】次に、フラックス供給装置10では、スキ
ージ15によりフラックス表面を均し、転写ヘッド13
が下降し、転写ヘッド13とフラックス供給部16が接
触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点でフラックス
供給の終了と判断し、転写ヘッド13の下降を停止し、
上昇する。
Next, in the flux supply device 10, the flux surface is leveled by the squeegee 15,
When the transfer head 13 comes into contact with the flux supply unit 16 and a load of a predetermined pressure or more is applied, it is determined that the supply of the flux has ended, and the lowering of the transfer head 13 is stopped.
To rise.

【0027】その後、フラックス転写位置11へ移動
し、ウエハステージ30に設けられた2台の第1の光学
系認識手段であるCCDカメラ23、23′で転写ヘッ
ド13のヘッド下面40のアライメントマーク17を認
識する。演算装置では、この認識結果に先に認識したウ
エハの位置データを加味し、両者の認識結果から相対的
な位置ずれ量を演算する。
Thereafter, the wafer is moved to the flux transfer position 11, and the alignment marks 17 on the lower surface 40 of the transfer head 13 are moved by the two CCD cameras 23 and 23 'which are the first optical system recognition means provided on the wafer stage 30. Recognize. The arithmetic unit adds the position data of the previously recognized wafer to the recognition result, and calculates a relative positional deviation amount from the recognition results of the two.

【0028】この演算結果を受け、制御装置は転写ヘッ
ド13の1軸(Y軸)とウエハステージ30の2軸(X
軸、Θ軸)に対し、ウエハと転写ヘッド13の位置を整
合させる指令を出す。これに基づき、転写ヘッド13の
Y軸、ウエハステージ30のX軸及びΘ軸が作動し位置
合わせを行う。
In response to the result of this calculation, the control device controls one axis (Y-axis) of the transfer head 13 and two axes (X-axis) of the wafer stage 30.
(The axis and the Θ axis), a command to align the position of the wafer and the transfer head 13 is issued. Based on this, the Y-axis of the transfer head 13 and the X-axis and Θ-axis of the wafer stage 30 operate to perform the alignment.

【0029】位置合わせ後、転写ヘッド13を下降さ
せ、転写ヘッド13のZ軸駆動モータ34への負荷が一
定値に達した時点で転写終了と判断し、転写ヘッド13
を上昇させる。上昇後、転写ヘッド13はフラックス供
給装置10へ戻り、ウエハステージ30はボールマウン
ト位置20へ移動する。
After the alignment, the transfer head 13 is lowered, and when the load on the Z-axis drive motor 34 of the transfer head 13 reaches a certain value, it is determined that the transfer is completed.
To rise. After ascending, the transfer head 13 returns to the flux supply device 10, and the wafer stage 30 moves to the ball mounting position 20.

【0030】他方、マウントヘッド25は、ボール供給
装置19の上方より下降して指定位置で停止し、マウン
トヘッド25に図示されていないブロアモータより吸引
力を与え、半田ボールをマウントヘッド25下面の吸着
孔26に吸着させる。マウントヘッド25内圧が所定圧
力より低くなった時点で、吸着完了と判断し、マウント
ヘッド25を上昇させる。その後余剰ボール除去装置2
1で余剰ボールを除去して、ボール吸着ミス検査装置へ
移動する。
On the other hand, the mount head 25 descends from above the ball supply device 19 and stops at a specified position, and applies a suction force from a blower motor (not shown) to the mount head 25 to attract the solder balls to the lower surface of the mount head 25. It is adsorbed in the hole 26. When the internal pressure of the mount head 25 becomes lower than the predetermined pressure, it is determined that the suction is completed, and the mount head 25 is raised. Then the surplus ball removal device 2
In step 1, the surplus balls are removed, and the apparatus moves to a ball suction error inspection device.

【0031】ボール吸着ミスがあった場合、ミッシング
ボールなら再度ボール供給装置19へ移動し、吸着動作
を繰り返す。余剰ボールがあった場合には、ボール排出
装置24がマウントヘッド25下へ侵入し、ボール排出
装置24内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール
供給装置19へ移動し、吸着動作を繰り返す。
If there is a ball suction error, if the ball is a missing ball, the ball is moved to the ball supply device 19 again and the suction operation is repeated. If there is an excess ball, the ball discharge device 24 enters below the mount head 25, discharges all the suction balls into the ball discharge device 24, moves to the ball supply device 19 again, and repeats the suction operation.

【0032】異常がなかった場合には、ボールマウント
位置20へ移動する。ボールマウント位置20では、ウ
エハステージ30に設けられた第1の光学系認識手段で
あるCCDカメラ23、23′でマウントヘッド25の
ヘッド下面41のアライメントマーク17′を認識す
る。演算装置では、この認識結果に先に認識したウエハ
の位置データを加味し、両者の認識結果から相対的な位
置ずれ量を演算する。
If there is no abnormality, the operation moves to the ball mounting position 20. At the ball mount position 20, the alignment marks 17 'on the head lower surface 41 of the mount head 25 are recognized by the CCD cameras 23 and 23' as first optical system recognition means provided on the wafer stage 30. The arithmetic unit adds the position data of the previously recognized wafer to the recognition result, and calculates a relative positional deviation amount from the recognition results of the two.

【0033】この演算結果を受け、制御装置はマウント
ヘッド25の1軸(Y軸)とウエハステージ30の2軸
(X軸、Θ軸)に対し、ウエハとマウントヘッド25の
位置を整合させる指令を出す。これに基づき、マウント
ヘッド25のY軸、ウエハステージ30のX軸及びΘ軸
が作動し位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド2
5は下降し、ボールマウント位置20のウエハ上に半田
ボールをマウントして、その後上昇する。
In response to the calculation result, the control device issues a command for aligning the position of the wafer and the mount head 25 with respect to one axis (Y axis) of the mount head 25 and two axes (X axis, Θ axis) of the wafer stage 30. Put out. Based on this, the Y axis of the mount head 25 and the X axis and Θ axis of the wafer stage 30 operate to perform positioning. Mount head 2 after positioning
5 goes down, mounts the solder balls on the wafer at the ball mounting position 20, and then goes up.

【0034】半田ボールのマウントが終了したウエハス
テージ30はウエハ位置決め位置8へ戻るが、事前にボ
ールマウント検査位置へ移動させたCCDカメラ31に
より、ウエハ上の半田ボールのマウント状況を検査す
る。CCDカメラ31は、第2の光学系認識手段として
ワークの姿勢を認識することを主たる目的とするが、実
施例では、同時に、ウエハ上の半田ボールのマウント状
況の検査の役割をも有する。
After the mounting of the solder balls is completed, the wafer stage 30 returns to the wafer positioning position 8, but the mounting state of the solder balls on the wafer is inspected by the CCD camera 31 previously moved to the ball mounting inspection position. The main purpose of the CCD camera 31 is to recognize the posture of the work as the second optical system recognition means. In the embodiment, the CCD camera 31 also has a role of inspecting the mounting state of the solder balls on the wafer.

【0035】マウント状況の検査に際して、CCDカメ
ラ31は停止しており、ウエハステージ30の移動によ
りCCDカメラ31で全面をスキャニングする形とな
る。検査の結果、マウントが良好ならば搬出用のウエハ
カセット6へ、マウントが不良ならば不良用のウエハカ
セット7へ、ロボット9により挿入する。
At the time of inspection of the mounting state, the CCD camera 31 is stopped, and the entire surface is scanned by the CCD camera 31 by moving the wafer stage 30. As a result of the inspection, if the mount is good, the robot 9 inserts it into the unloading wafer cassette 6 if the mount is not good, and into the defective wafer cassette 7 if the mount is bad.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は、アライメントマークが設けら
れたヘッドと、アライメントマークを認識する第1の光
学系認識手段と、ワークの姿勢を認識する第2の光学系
認識手段と、両認識手段の認識結果からヘッドとワーク
の相対的位置ずれ量を演算する演算手段と、演算手段の
結果に基づきヘッドとワークの各軸の駆動機構に移動を
指令する制御手段とを有するヘッドとワークの位置決め
装置及び位置決め方法であるため、微細ボール化と大量
ボール一括搭載の流れによる高い位置決め精度の要求に
も応え得るものとなった。
According to the present invention, a head provided with an alignment mark, first optical system recognizing means for recognizing the alignment mark, second optical system recognizing means for recognizing the posture of the work, and both recognizing means. Calculating means for calculating the relative displacement between the head and the work from the result of recognition of the head, and control means for instructing the drive mechanism of each axis of the head and the work to move based on the result of the calculating means. Since the apparatus and the positioning method are used, it is possible to meet the demand for high positioning accuracy due to the flow of fine balls and the simultaneous mounting of a large number of balls.

【0037】請求項2記載の発明の効果ではあるが、第
1の光学系認識手段を、ワークの移動及び位置決めのた
めのステージに設けることにより、ワークの駆動機構を
利用して、ヘッドのアライメントマークを認識できるの
で、少ない駆動機構により、転写ヘッドやマウントヘッ
ドの認識ができ、ボールマウント装置全体の小型化を図
ることができた。
According to the second aspect of the present invention, the first optical system recognizing means is provided on a stage for moving and positioning the work, so that the head driving mechanism is utilized by utilizing the work driving mechanism. Since the mark can be recognized, the transfer head and the mount head can be recognized with a small number of drive mechanisms, and the overall size of the ball mounting device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】半田ボールマウント装置の平面図FIG. 1 is a plan view of a solder ball mounting device.

【図2】ウエハ位置決め位置での検査用CCDカメラを
示す説明図
FIG. 2 is an explanatory view showing a CCD camera for inspection at a wafer positioning position.

【図3】フラックス転写部の側面図FIG. 3 is a side view of a flux transfer unit.

【図4】ボールマウント部の側面図FIG. 4 is a side view of a ball mount unit.

【図5】転写ヘッド下面を示す断面説明図FIG. 5 is an explanatory sectional view showing the lower surface of the transfer head.

【図6】マウントヘッド下面を示す断面説明図FIG. 6 is an explanatory sectional view showing the lower surface of the mount head.

【図7】マウントヘッド下面のアライメントマークを示
す説明図
FIG. 7 is an explanatory view showing an alignment mark on the lower surface of the mount head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1........ウエハ供給部 2........フラックス転写部 3........ボールマウント部 4........ワーク駆動機構 5、6、7....ウエハカセット 8........ウエハ位置決め位置 9........ロボット 10.......フラックス供給装置 11.......フラックス転写位置 12.......クリーニング部 13.......転写ヘッド 15.......スキージ 16.......フラックス供給部 17、17′...アライメントマーク 18.......転写用突起 19.......ボール供給装置 20.......ボールマウント位置 21.......余剰ボール除去装置 22、22′、23、23′、31...CCDカメラ 24.......ボール排出装置 25.......マウントヘッド 26.......吸着孔 27.......ボールトレイ 28.......供給口 29.......センサ 30.......ウエハステージ 32.......照明器 33、34、34′、35、35′...モータ 40、41....ヘッド下面 1. . . . . . . . 1. Wafer supply unit . . . . . . . Flux transfer unit 3. . . . . . . . Ball mount part 4. . . . . . . . Work drive mechanism 5, 6, 7. . . . 7. Wafer cassette . . . . . . . 8. Wafer positioning position . . . . . . . Robot 10. . . . . . . Flux supply device 11. . . . . . . 11. Flux transfer position . . . . . . Cleaning unit 13. . . . . . . Transfer head 15. . . . . . . Squeegee 16. . . . . . . Flux supply unit 17, 17 '. . . Alignment mark 18. . . . . . . Transfer projection 19. . . . . . . Ball supply device 20. . . . . . . Ball mount position 21. . . . . . . Excess ball removing device 22, 22 ', 23, 23', 31. . . CCD camera 24. . . . . . . Ball discharge device 25. . . . . . . Mount head 26. . . . . . . Adsorption hole 27. . . . . . . Ball tray 28. . . . . . . Supply port 29. . . . . . . Sensor 30. . . . . . . Wafer stage 32. . . . . . . Illuminators 33, 34, 34 ', 35, 35'. . . Motor 40, 41. . . . Head lower surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アライメントマークが設けられたヘッド
と、上記アライメントマークを認識する第1の光学系認
識手段と、ワークの姿勢を認識する第2の光学系認識手
段と、第1の光学系認識手段と第2の光学系認識手段と
の認識結果からヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演
算する演算手段と、演算手段の結果に基づきヘッドとワ
ークの各軸の駆動機構に移動を指令する制御手段とを有
することを特徴とするボールマウント装置におけるヘッ
ドとワークの位置決め装置。
1. A head provided with an alignment mark, a first optical system recognizing means for recognizing the alignment mark, a second optical system recognizing means for recognizing a posture of a work, and a first optical system recognizing means. Calculating means for calculating the relative displacement between the head and the work from the recognition result of the means and the second optical system recognizing means, and instructing the drive mechanism of each axis of the head and the work to move based on the result of the calculating means A positioning device for a head and a work in a ball mount device, comprising a control means.
【請求項2】第1の光学系認識手段が、ワークの移動及
び位置決めのためのステージに設けられたことを特徴と
する請求項1記載のヘッドとワークの位置決め装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the first optical system recognizing means is provided on a stage for moving and positioning the work.
【請求項3】ヘッドに設けられたアライメントマークを
第1の光学系認識手段で認識し、ワークの姿勢を第2の
光学系認識手段で認識し、第1の光学系認識手段と第2
の光学系認識手段との認識結果から演算手段にてヘッド
とワークの相対的位置ずれ量を演算し、演算手段の結果
に基づき制御手段からヘッドとワークの各軸の駆動機構
に移動を指令して、ヘッドとワークの位置決めを行うこ
とを特徴とするボールマウント装置におけるヘッドとワ
ークの位置決め方法。
A first optical system recognizing means for recognizing an alignment mark provided on the head, a work posture of the head being recognizable by the second optical system recognizing means;
The relative displacement between the head and the work is calculated by the calculating means from the recognition result with the optical system recognizing means. And positioning the head and the work in the ball mount device.
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