JP2002164699A - 電子部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラックス塗布時における電子部品と電子部
品吸着ノズルとの位置ずれを補正して高精度な電子部品
の搭載を実現することができる電子部品搭載装置を提供
する。 【解決手段】 電子部品吸着ノズル１８と、ヘッド部２
０と、Ｘ−Ｙ駆動部２２と、フラックス塗布器２４と、
電子部品１４のバンプの位置を検出可能である画像認識
装置２６と、電子部品制御部３０と、を備えた電子部品
搭載装置１０において、前記ヘッド部２０に支持されて
該ヘッド部２０と共にＸ−Ｙ方向移動自在とされ、前記
電子部品吸着ノズル１８に真空吸着された電子部品１４
の側面位置を、フラックス塗布前後において検出可能で
ある光学センサ（外形認識装置）２８を設けると共に、
該フラックス塗布前後の電子部品の側面位置から前記制
御部３０がフラックス塗布時における電子部品の位置ず
れを算出すると共に、この位置ずれを補正可能であるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板上
に搭載する電子部品搭載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品搭載装置は、テープフィ
ーダ等の電子部品供給装置により供給される電子部品を
基板上の所定の位置に搭載するために、先端において電
子部品を真空吸着、解放可能である電子部品吸着ノズル
と、この電子部品吸着ノズルをＺ方向移動自在、且つ、
θ軸廻りに回転自在に支持するヘッド部と、このヘッド
部をＸ−Ｙ方向移動自在に支持するＸ−Ｙ駆動部と、電
子部品の端子部にフラックスを塗布可能であるフラック
ス塗布器と、前記電子部品吸着ノズルに真空吸着された
電子部品の端子部の位置を検出可能である画像認識装置
と、この画像認識装置により検出される電子部品の端子
部の位置から電子部品の吸着誤差を算出すると共に、こ
の吸着誤差を補正して電子部品を基板上に搭載可能であ
る制御部と、を備えている。

【０００３】画像認識装置は、略水平に配置されたカバ
ーガラスと、このカバーガラスの下方に配置され、上方
を監視するＣＣＤカメラとカバーガラスを囲む壁体内側
の照明用光源とを有し、照明用光源がカバーガラスの上
方の電子部品を照らし出し、ＣＣＤカメラがカバーガラ
スを介して下方から電子部品の像を認識するようにされ
ている。

【０００４】近年、例えばフリップチップのようにバン
プ（端子部）の間隔が微小な電子部品が増加する傾向に
あり、このような電子部品を基板上に正確に搭載するた
めに、電子部品の吸着誤差の高精度な補正が求められて
いる。

【０００５】このため電子部品のバンプ位置から電子部
品の吸着誤差を算出することにより、電子部品の製造誤
差の影響を排除した高精度な吸着誤差の補正が実現され
ている。

【０００６】すなわち、画像認識装置は、電子部品下面
のバンプ位置を認識し、このバンプ位置から制御部が実
際のバンプ位置と正規のバンプ位置との差である吸着誤
差を算出すると共に、この吸着誤差を補正して電子部品
のバンプと基板上のパッドとを一致させるようにされて
いる。

【０００７】このように電子部品のバンプ位置に基づい
て電子部品の吸着誤差を補正するのは、フリップチップ
のようにバンプの間隔が微小、且つ、精密な電子部品の
場合、一般的に、バンプの間隔に比してバンプと電子部
品の側面との製造誤差が大きく、例えば電子部品の側面
位置から電子部品のバンプ位置を算出して吸着誤差を補
正すると、算出されたバンプ位置と実際のバンプの中心
位置とが一致せず、バンプが基板上のパッドからずれた
状態で電子部品が基板上に誤搭載される恐れがあるため
である。

【０００８】このような電子部品の誤搭載を防止するた
めに、画像認識装置が直接バンプ位置を検出して、該バ
ンプ位置に基づいて制御部が吸着誤差を補正するように
されている。

【０００９】一方、電子部品を基板上に確実に接合する
ために、一般的に電子部品のバンプ又はバンプと接合さ
れる基板上のパッドのいずれかにペースト状のフラック
スが塗布される。

【００１０】電子部品のバンプの間隔が比較的大きい場
合には、基板上のパッドの間隔も同様に大きく、印刷機
等によりパッド側にフラックスが塗布される。

【００１１】これに対してフリップチップのようにバン
プの間隔が微小な電子部品の場合、基板上のパッドの間
隔も微小で、印刷機等でパッド側にフラックスを塗布す
ることは困難であるため、フラックス塗布器上で薄く延
ばされたフラックスに電子部品のバンプを当接させて、
該バンプ側にフラックスを塗布している。

【００１２】しかし、フラックスはペースト状で粘性が
強いため、電子部品吸着ノズルに真空吸着された電子部
品をフラックスに当接させるときに該電子部品に不特定
方向の力が作用し、該電子部品と電子部品吸着ノズルと
の位置ずれが生じることがある。

【００１３】

【発明の解決しようとする課題】従って、画像認識装置
がフラックス塗布前の電子部品のバンプ位置を検出し、
この検出結果に基づいて制御部が吸着誤差を補正して
も、フラックス塗布器上で生じた電子部品と電子部品吸
着ノズルとの位置ずれは補正されず、電子部品が基板上
に誤搭載されることがあるという問題があった。

【００１４】これに対して画像認識装置がフラックス塗
布後の電子部品のバンプ位置を検出し、この検出結果に
基づいて制御部が吸着誤差を補正すれば上記問題は解決
されるが、画像認識装置はフラックスに覆われたバンプ
の位置を正確に認識することができないという問題があ
る。

【００１５】更に、フラックスが塗布された電子部品を
画像認識装置の上方に移動させるとフラックスがカバー
ガラス、照明用光源等に落下して画像認識装置の検出精
度を低下させる恐れがある。

【００１６】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、フラックス塗布時における電子部品と電子
部品吸着ノズルとの位置ずれを補正して高精度な電子部
品の搭載を実現することができる電子部品搭載装置を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１のよ
うに、先端において電子部品を真空吸着、解放可能であ
る電子部品吸着ノズルと、この電子部品吸着ノズルをＺ
方向移動自在、且つ、θ軸廻りに回転自在に支持するヘ
ッド部と、このヘッド部をＸ−Ｙ方向移動自在に支持す
るＸ−Ｙ駆動部と、電子部品の端子部にフラックスを塗
布可能であるフラックス塗布器と、前記電子部品吸着ノ
ズルに真空吸着された電子部品の端子部の位置を検出可
能である画像認識装置と、この画像認識装置により検出
される電子部品の端子部の位置から電子部品の吸着誤差
を算出すると共に、この吸着誤差を補正して電子部品を
基板上に搭載可能である制御部と、を備えた電子部品搭
載装置において、前記ヘッド部に支持されて該ヘッド部
と共にＸ−Ｙ方向移動自在とされ、前記電子部品吸着ノ
ズルに真空吸着された電子部品の側面位置を、フラック
ス塗布前後において検出可能である外形認識装置が設け
られると共に、この外形認識装置により検出されるフラ
ックス塗布前後の電子部品の側面位置から前記制御部は
フラックス時における電子部品の位置ずれを算出すると
共に、この位置ずれを補正可能とされたことを特徴とす
る電子部品搭載装置により、上記目的を達成することも
のである。

【００１８】又、前記外形認識装置を、前記電子部品吸
着ノズルに真空吸着される電子部品のＺ方向投射範囲か
らＸ−Ｙ方向に離間して配置してもよい。

【００１９】更に、前記外形認識装置は、前記電子部品
吸着ノズルに真空吸着される電子部品に投光可能である
投光部と、この投光部からの投光を受光して、該電子部
品の影を認知可能である受光部と、を含んでなる光学セ
ンサとしてもよい。

【００２０】本発明によれば、フラックス塗布時におけ
る電子部品と電子部品吸着ノズルとの位置ずれを補正し
て高精度な電子部品の搭載を実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２２】本発明の実施の形態の例に係る電子部品搭
載装置１０は、図１に示されるように、電子部品供給装
置１２により供給される電子部品１４を基板１６上の所
定の位置に搭載するために、先端１８ａにおいて電子部
品１４を真空吸着、解放可能である電子部品吸着ノズル
１８と、この電子部品吸着ノズル１８をＺ方向移動自
在、且つ、θ軸廻りに回転自在に支持するヘッド部２０
と、このヘッド部２０をＸ−Ｙ方向移動自在に支持する
Ｘ−Ｙ駆動部２２と、電子部品１４の端子部１４ａにフ
ラックスを塗布可能であるフラックス塗布器２４と、前
記電子部品吸着ノズル１８に真空吸着された電子部品１
４のバンプ（端子部）１４ａの位置を検出可能である画
像認識装置２６と、前記ヘッド部２０に支持されて該ヘ
ッド部２０と共にＸ−Ｙ方向移動自在とされ、前記電子
部品吸着ノズル１８に真空吸着される電子部品１４の側
面１４ｂ、１４ｃの位置を、フラックス塗布前後におい
て検出可能である光学センサ（外形認識装置）２８と備
えている。

【００２３】更に、前記電子部品搭載装置１０は、前記
画像認識装置２６により検出される電子部品１４のバン
プ１４ａの位置から電子部品１４の吸着誤差を算出する
と共に、前記光学センサ２８により検出されるフラック
ス塗布前後の電子部品１４の側面１４ｂ位置から前記フ
ラックス塗布時における電子部品１４の位置ずれを算出
し、該位置ずれ及び前記吸着誤差を補正して電子部品１
４を前記基板１６上に搭載可能である制御部３０を備え
ている。

【００２４】前記電子部品搭載装置１０は、前記光学セ
ンサ２８を備え、前期制御部３０の制御によりフラック
ス塗布時における電子部品１４の位置ずれを補正し、電
子部品１４のバンプ１４ａを基盤１６上のパッド１６ａ
に一致させることができることを特徴としている。

【００２５】他の構造については従来と同様であるが説
明の便宜のため、一部従来と同様の構造についても説明
を加えつつ、前記光学センサ２８、前記制御部３０の構
造について説明することとする。

【００２６】前記電子部品吸着ノズル１８は、前記ヘッ
ド部２０に備えられたＺ方向の筒状のスライドシャフト
２０ａ下端近傍に着脱自在に支持され、該スライドシャ
フト２０ａを介して供給される負圧により、自身の先端
１８ａにおいて電子部品１４を真空吸着可能とされてい
る。

【００２７】前記ヘッド部２０は、前記スライドシャフ
ト２０ａをＺ方向及びθ軸廻りに駆動するＺモータ２０
ｂ及びθモータ２０ｃを備えている。

【００２８】前記Ｘ−Ｙ駆動部２２は、図示しないＸモ
ータ及びＹモータを備え、前記ヘッド部２０をＸ−Ｙ方
向駆動可能とされている。

【００２９】これにより、前記電子部品搭載装置１０
は、前記電子部品供給装置１２により供給される電子部
品１４を前記電子部品吸着ノズル１８で真空吸着して、
前記基板１６上に搭載可能とされている。

【００３０】前記フラックス塗布器２４は、上面側の凹
部２４ａでペースト状のフラックスを薄く延ばした状態
で保持するようにされている。

【００３１】前記画像認識装置２６は、略水平に配置さ
れたカバーガラス２６ａと、このカバーガラス２６ａの
下方に配置され、上方を監視するＣＣＤカメラ２６ｂ
と、前記カバーガラス２６ａを囲む壁体２６ｃの内側に
設置される照明用光源２６ｄとを有し、この照明用光源
２６ｄが前記カバーガラス２６ａの上方の電子部品１４
を照らし出し、図２に示される該電子部品１４の下面側
のバンプ１４ａの像を前記ＣＣＤカメラ２６ｂが認識し
て、該端子部１４ａの位置を検出するようにされてい
る。

【００３２】前記光学センサ２８は、図３に示されるよ
うに、前記電子部品吸着ノズル１８に真空吸着される電
子部品１４に平行なレーザ光を投光可能である投光部２
８ａと、この投光部２８ａからの投光を受光して、電子
部品の影１５を検出可能である受光部２８ｂと、から構
成されている。

【００３３】これら投光部２８ａ及び受光部２８ｂは、
前記電子部品吸着ノズル１８に真空吸着される電子部品
のＺ方向投射範囲からＸ方向に離間して配置されてい
る。

【００３４】図４及び図５に示されるように、前記電子
部品１４のＸ方向の側面１４ｂ、又はＹ方向の側面１４
ｃがレーザ光と平行に配置された状態で、前記受光部２
８ｂはこれら側面１４ｂ又は１４ｃの位置を検出可能と
されている。

【００３５】前記制御部３０は、前記ヘッド部２０、前
記Ｘ−Ｙ駆動部２２、前記画像認識装置２６、前記光学
センサ２８、吸排気装置（図示省略）と結線されてい
る。又、前記制御部３０は前記電子部品吸着ノズル１８
に真空吸着される種々の電子部品下面の（設計上の）正
規のバンプ位置及びこれら種々の電子部品の基板上への
正規の搭載位置を記憶している。

【００３６】次に、前記電子部品搭載装置１０の作用に
ついて説明する。

【００３７】前記制御部３０は、前記電子部品供給装置
１２上の電子部品１４を基板１６上に搭載するために、
前記ヘッド部２０、前記Ｘ−Ｙ駆動部２２を駆動して前
記電子部品吸着ノズル１８の先端１８ａを前記電子部品
供給装置１２上の前記電子部品１４の上面に当接させ、
前記吸排気装置を駆動して前記スライドシャフト２０ａ
を介して前記電子部品吸着ノズル１８に負圧を供給す
る。

【００３８】これにより前記電子部品１４は、前記電子
部品吸着ノズル１８の先端１８ａに真空吸着される。こ
の際、前記電子部品供給装置１２の設置誤差等のため、
前記電子部品吸着ノズル１８と、この電子部品吸着ノズ
ル１８に真空吸着された前記電子部品１４との間に吸着
誤差が生ずることがある。

【００３９】この吸着誤差を補正するために、前記制御
部３０は、まず、前記ヘッド部２０を駆動して前記電子
部品１４を上昇させ、該電子部品１４を前記光学センサ
２８の前記投光部２８ａと前記受光部２８ｂとの間に位
置させると共に、前記電子部品１４をθ軸廻りに回転さ
せながら前記受光部２８ｂに投影される前記電子部品１
４の影１５の長さが最小になる位相に固定する。これに
より、図４に示されるように、電子部品１４のＸ方向、
Ｙ方向の側面１４ｂ、１４ｃはＸ軸、Ｙ軸と垂直とな
る。

【００４０】この状態で、前記制御部３０は前記受光部
２８ｂ上の前記電子部品１４の影１５から該電子部品１
４のＹ方向の側面１４ｃの位置をＳＹ１として認識・記
憶した後、前記ヘッド部２０を駆動して図５に示される
ように、前記電子部品１４を前記θ軸廻りに９０°回転
させ、同様に該電子部品のＸ方向の側面１４ｂ位置をＳ
Ｘ１として認識・記憶する。

【００４１】次に前記制御部３０は前記Ｘ−Ｙ駆動部２
２を駆動して、前記電子部品１４を前記画像認識装置２
６の上方に移動させ、前記ＣＣＤカメラ２６ａにより前
記電子部品１４下面のバンプ１４ａの位置を検出し、自
身が記憶する正規のバンプ位置に対する実際のバンプ１
４ａのＸ−Ｙ方向の位置を吸着誤差ＢＸ１、ＢＹ１とし
て算出し（図２参照）、該吸着誤差ＢＸ１、ＢＹ１を記
憶する。

【００４２】次に、前記制御部３０は、前記電子部品１
４を前記フラックス塗布器２４まで移動させ、前記電子
部品１４下面のバンプ１４ａを前記フラックス塗布器２
４上面凹部２４ａに薄く延ばされたフラックスに当接さ
せて、該バンプ１４ａにフラックスを塗布する。

【００４３】フラックスは粘性の強いペースト状である
ので、前記電子部品１４がフラックスに当接する際に、
種々の方向の力が作用し、該電子部品１４が前記電子部
品吸着ノズル１８に対して位置ずれすることがある。

【００４４】このフラックス塗布による位置ずれを検出
するために、前記制御部３０は前記ヘッド部２０を駆動
して前記電子部品１４を前記光学センサ２８の前記投光
部２８ａと前記受光部２８ｂとの間に位置させ、フラッ
クス塗布前と同様に、該電子部品１４のＸ方向、Ｙ方向
の側面１４ｂ、１４ｃをＸ軸、Ｙ軸に垂直とし、該側面
１４ｂ、１４ｃの位置をＳＸ２、ＳＹ２として認識・記
憶する。

【００４５】前記電子部品１４下面のバンプ１４ａがフ
ラックスで覆われているので、前記画像認識装置２６は
該バンプ１４ａの位置を正確に検出することができない
が、電子部品１４の側面１４ｂ、１４ｃにはバンプが付
着していないので、前記光学センサ２８は該側面１４
ｂ、１４ｃの位置を正確に検出することができる。

【００４６】又、前記光学センサ２８は、前記電子部品
吸着ノズル１８に真空吸着される電子部品１４のＺ方向
投影範囲からＸ方向に離間して配置され、且つ、前記ヘ
ッド部２０に支持されて、該ヘッド部２０と一体でＸ−
Ｙ方向に移動するので、電子部品のバンプに付着したフ
ラックスが落下・付着することがなく、フラックス付着
により電子部品側面位置の検出精度が低下することがな
い。

【００４７】即ち、電子部品の側面位置を検出するため
に、例えば前記画像認識装置２６と同様のＣＣＤカメラ
を固定設置して、電子部品の下方から電子部品の側面位
置を検出しようとすると、電子部品のバンプに付着した
フラックスが該ＣＣＤカメラ、カバーガラス、光源等に
付着して電子部品の側面位置の検出精度を低下させる恐
れがあるが、本実施の形態の例に係る電子部品搭載装置
１０は、このような電子部品の側面位置の検出精度の低
下を防止することができる。

【００４８】更に、前記光学センサ２８は前記ヘッド部
２０に設けられているので、前記側面１４ｂ、１４ｃの
位置を測定するために、前記Ｘ−Ｙ駆動部２２を駆動し
て前記電子部品１４をＸ−Ｙ方向に移動させる必要がな
く、作業効率がよい。

【００４９】次に、前記制御部３０は前記ヘッド部２
０、前記Ｘ−Ｙ駆動部２２を駆動して前記電子部品１４
を前記基板１６上の所定の位置に搭載する。

【００５０】この際、前記制御部３０は、自身が記憶す
る前記基板１６上の正規の搭載位置に対して前記電子部
品１４が Ｘ方向に −ＢＸ１−（ＳＸ２−ＳＸ１） Ｙ方向に −ＢＸ２−（ＳＹ２−ＳＹ１） ずれるように前記Ｘ−Ｙ駆動部２２を制御・駆動する。

【００５１】これにより、前記吸着誤差及び前記フラッ
クス塗布時における位置ずれが補正され、前記電子部品
１４下面のバンプ１４ａと前記基板１６上のパッド１６
ａとが一致する。

【００５２】以後同様に電子部品の搭載を繰り返す。

【００５３】なお、本発明の実施の形態の例において、
電子部品の側面位置を検出する外形認識装置として光学
センサが使用されているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば前記ヘッド部２０に設けられ、該
ヘッド部２０とともにＹ方向に移動するＣＣＤカメラで
電子部品の側面位置を検出する外形認識装置としてもよ
い。

【００５４】又、本発明の実施の形態の例において、前
記光学センサ２８はＸ方向に対向して配置される１組の
投光部２８ａと受光部２８ｂとからなり、電子部品を９
０°回転させることにより電子部品１４のＸ方向、Ｙ方
向の側面位置１４ｂ、１４ｃを測定するようにされてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｘ方
向、Ｙ方向に対向して配置される２組の投光部と受光部
とからなる光学センサとしてもよい。このようにするこ
とで、電子部品１４のＸ方向、Ｙ方向の側面位置１４
ｂ、１４ｃを同時に検出することが可能となり、作業効
率が向上する。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フラックス塗布時における電子部品と電子部品吸着ノズ
ルとの位置ずれを補正して高精度な電子部品の搭載を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例に係る電子部品搭載装
置の要部を示す斜視図

【図２】同電子部品搭載装置により搭載される電子部品
のバンプを拡大して示す底面図

【図３】同電子部品搭載装置における光学センサを拡大
して示す底面図

【図４】同電子部品搭載装置における光学センサを拡大
して示す底面図

【図５】同電子部品搭載装置における光学センサを拡大
して示す底面図

【符号の説明】

１０…電子部品搭載装置 １４…電子部品 １４ａ…バンプ（端子部） １４ｂ…Ｘ方向の側面 １４ｃ…Ｙ方向の側面 １８…電子部品吸着ノズル ２０…ヘッド部 ２２…Ｘ−Ｙ駆動部 ２４…フラックス塗布器 ２６…画像認識装置 ２８…光学センサ（外形認識装置） ２８ａ…投光部 ２８ｂ…受光部 ３０…制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端において電子部品を真空吸着、解放可
   能である電子部品吸着ノズルと、この電子部品吸着ノズ
   ルをＺ方向移動自在、且つ、θ軸廻りに回転自在に支持
   するヘッド部と、このヘッド部をＸ−Ｙ方向移動自在に
   支持するＸ−Ｙ駆動部と、電子部品の端子部にフラック
   スを塗布可能であるフラックス塗布器と、前記電子部品
   吸着ノズルに真空吸着された電子部品の端子部の位置を
   検出可能である画像認識装置と、この画像認識装置によ
   り検出される電子部品の端子部の位置から電子部品の吸
   着誤差を算出すると共に、この吸着誤差を補正して電子
   部品を基板上に搭載可能である制御部と、を備えた電子
   部品搭載装置において、 前記ヘッド部に支持されて該ヘッド部と共にＸ−Ｙ方向
   移動自在とされ、前記電子部品吸着ノズルに真空吸着さ
   れた電子部品の側面位置を、フラックス塗布前後におい
   て検出可能である外形認識装置が設けられると共に、こ
   の外形認識装置により検出されるフラックス塗布前後の
   電子部品の側面位置から前記制御部はフラックス塗布時
   における電子部品の位置ずれを算出すると共に、この位
   置ずれを補正可能とされたことを特徴とする電子部品搭
   載装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記外形認識装置は、
   前記電子部品吸着ノズルに真空吸着される電子部品のＺ
   方向投射範囲からＸ−Ｙ方向に離間して配置されたこと
   を特徴とする電子部品搭載装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記外形認識
   装置は、前記電子部品吸着ノズルに真空吸着される電子
   部品に投光可能である投光部と、この投光部からの投光
   を受光して、該電子部品の影を認知可能である受光部
   と、を含んでなる光学センサであることを特徴とする電
   子部品搭載装置。