JP2003109979A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
電子部品実装装置および電子部品実装方法Info
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Abstract
基板に実装することができる電子部品実装装置および電
子部品実装方法を提供すること。 【解決手段】 ウェハ保持部12から半導体チップ14
aを取り出して基板に実装する電子部品実装装置におい
て、移載ヘッド7に吸着ノズル8を複数備えるととも
に、部品取り出し時に半導体チップ14aを下方から突
き上げるピン18aを複数備えこれらのピン18aの平
面位置を微動テーブル17によって個別に調整可能なエ
ジェクタ機構を備える。これにより、部品認識カメラに
よって位置認識された複数の半導体チップ14aに対し
てピン18aを個別に位置合わせして、これらの半導体
チップ14aを同時に一括して突き上げることができ、
同一実装ターンにおいて複数の半導体チップ14aを効
率よく取り出すことができる。
Description
のウェハ状態の電子部品を取り出してリードフレームな
どの基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実
装方法に関するものである。
半導体チップなどウェハ状態で切り出されるものは、従
来より専用の取り出し装置を備えた実装装置によって取
り出され、リードフレームなどの基板に実装されてい
た。この専用装置では、半導体チップを取り出す移載ヘ
ッドは固定の取り出し位置において上下動し、半導体ウ
ェハはこの移載ヘッドに対して相対的に水平移動自在に
保持される構成となっていた。
は、下方に配置されたエジェクタのニードルによって半
導体ウェハを下方から突き上げた状態で、移載ヘッドに
よって半導体ウェハをピックアップする。そして半導体
ウェハを順次移動させることにより移載ヘッドによって
1個づつ半導体チップを取り出すようにしていた。取り
出し対象の半導体チップの移載ヘッドへの位置合わせ
は、ウェハ保持部上に固定配置されたカメラによってウ
ェハ状態の電子部品を撮像して位置認識することにより
行われていた。
来の実装装置では、移載ヘッドがウェハ保持部とリード
フレームとの間を往復する1実装ターンにおいて1個の
半導体チップしか実装されないことから、またウェハ保
持部におけるカメラによる撮像動作と移載ヘッドによる
実装動作とを同一サイクル内で行うことによるタクトタ
イムの遅延から、実装効率の向上には限界があった。
効率よく取り出して基板に実装することができる電子部
品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目
的とする。
実装装置は、ウェハ状態の電子部品を移載ヘッドにより
取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であっ
て、前記ウェハ状態の電子部品を保持するウェハ保持部
と、前記基板を位置決めする基板位置決め部と、前記電
子部品を吸着して保持する吸着ノズルを複数備えた前記
移載ヘッドを前記ウェハ保持部と基板位置決め部との間
で移動させるとともに、ウェハ保持部における電子部品
の取り出し時および基板位置決め部における電子部品の
搭載時に前記移載ヘッドの位置合わせ動作を行うヘッド
移動手段と、吸着ノズルによる電子部品取り出し時に取
り出し対象の電子部品を下方から突き上げる突き上げ部
材を複数備えこれらの突き上げ部材の平面位置を個別に
調整可能な部品突き上げ機構と、前記ウェハ保持部に対
して進退可能に配設されウェハ保持部上に進出した時に
前記ウェハ状態の電子部品を撮像する撮像手段と、この
撮像により得られた画像データに基づいて前記電子部品
の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出結果に
基づいて前記ヘッド移動手段および部品突き上げ機構を
制御する制御部とを備えた。
項1記載の電子部品実装装置であって、前記移載ヘッド
における複数の吸着ノズルの平面位置が個別に調整可能
である。
ノズルを複数備えた移載ヘッドによってウェハ状態の電
子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装方
法であって、前記ウェハ状態の電子部品を保持するウェ
ハ保持部に対して進退可能に配設された撮像手段をウェ
ハ保持部上に進出させて前記ウェハ状態の複数の電子部
品を撮像する撮像工程と、この撮像により得られた画像
データに基づいて前記複数の電子部品の位置を検出する
位置検出工程と、ウェハ保持部に個別に平面位置が調整
可能に配設され取り出し対象の電子部品を下方から突き
上げる複数の突き上げ部材を、前記位置検出結果に基づ
いて前記複数の電子部品に対して個別に位置合わせする
突き上げ部材位置合わせ工程と、前記突き上げ部材を上
昇させて複数の電子部品を下方から突き上げる部品突き
上げ工程と、前記位置検出結果に基づいて前記移載ヘッ
ドの複数の吸着ノズルによって前記複数の電子部品を取
り出す部品取り出し工程と、この移載ヘッドを基板位置
決め部に位置決めされた基板上に移動させて電子部品を
基板に搭載する部品搭載工程とを含む。
項3記載の電子部品実装方法であって、前記移載ヘッド
における複数の吸着ノズルの平面位置が個別に調整可能
であり、部品取り出し工程に先だって前記位置検出結果
に基づいてこれらの吸着ノズルの位置を複数の電子部品
の位置に合わせ、これらの電子部品を複数の吸着ノズル
によって一括して取り出す。
吸着して保持する吸着ノズルを複数備えるとともに、吸
着ノズルによる電子部品取り出し時に取り出し対象の電
子部品を下方から突き上げる突き上げ部材を複数備えこ
れらの突き上げ部材の平面位置を個別に調整可能な部品
突き上げ機構を備えることにより、位置認識された複数
の電子部品に対して突き上げ部材を個別に位置合わせす
ることができ、同一実装ターンにおいて複数の電子部品
を効率よく取り出すことができる。
実施の形態1の電子部品実装装置の平面図、図2は本発
明の実施の形態1の電子部品実装装置の断面図、図3は
本発明の実施の形態1の電子部品実装装置の部分断面
図、図4は本発明の実施の形態1の電子部品実装装置の
制御系の構成を示すブロック図、図5、図6、図7、図
8は本発明の実施の形態1の電子部品実装方法の工程説
明図である。
置の全体構造について説明する。図1において電子部品
実装装置には、2条の搬送路1aを備えた基板搬送部1
がX方向に配設されている。基板搬送部1は基板2を搬
送し、以下に説明するペースト塗布や電子部品実装など
の各作業位置に位置決めする。基板搬送部1の上流側
(図1において左側)には、基板供給部3,ペースト塗
布部4が配設されている。基板供給部3は、電子部品が
実装される基板2を基板搬送部1を介して下流側に供給
する。ペースト塗布部4は、供給された基板2上の部品
実装位置に、電子部品接着用のペーストを塗布する。
ブル5A,Y軸テーブル5Bが基板搬送部1と直交する
方向に配設されている。Y軸テーブル5A,Y軸テーブ
ル5Bの間の基板搬送部1は、基板2を位置決めする基
板位置決め部となっており、ここで基板2に対して電子
部品が実装される。
持部12が配設されている。ウェハ保持部12は、保持
テーブル12a上に電子部品である半導体チップ14a
が多数個片状態で貼着されたウェハシート13を保持し
ている。すなわち、ウェハ保持部12はウェハ状態の半
導体チップ14aを保持している。またウェハ保持部1
2に隣接して、待機中の新たな半導体ウェハ14を保持
するウェハストック部19が配置されている。
方には、エジェクタ機構(部品突き上げ機構)15が配
設されている。図3に示すようにエジェクタ機構15
は、Xテーブル16X、Yテーブル16Yよりなる全体
移動テーブル16を備えており、全体移動テーブル16
上には個別位置調整用の微動テーブル17が複数個配置
されている。各微動テーブル17には、ピン18a(突
き上げ部材)を昇降させるピン昇降機構18が装着され
ている。ピン18aは、吸着ノズル8による半導体チッ
プ14aの取り出し時に、取り出し対象の半導体チップ
14aを下方から突き上げる。
り、複数のピン昇降機構18はウェハ保持部12に保持
された半導体ウェハ14の任意部位の下方に移動する。
そしてここで微動テーブル17を個別に駆動することに
より、ピン昇降機構18の平面位置を個別に調整可能と
なっており、各ピン18aを当該部位に位置する複数の
半導体チップ14aに個別に位置あわせすることができ
るようになっている。
4aの下方に位置合わせされた状態でピン昇降機構18
を駆動することにより、複数のピン18aはウェハシー
ト13の下面側からそれぞれ半導体チップ14aを突き
上げる。ここでピン昇降機構18の配列は、後述する移
載ヘッド7における吸着ノズル8の配列に対応してお
り、ウェハシート13に保持された複数の半導体チップ
をピン18aで突き上げた状態で、移載ヘッド7の複数
の吸着ノズル8によってピックアップできるようになっ
ている。移載ヘッド7の複数の吸着ノズル8によって半
導体チップ14aの上面を順次吸着し上昇することによ
り、移載ヘッド7の1実装ターンごとにウェハ保持部1
2から複数の半導体チップ14aが取り出される。
は、第1のX軸テーブル6,第2のX軸テーブル10が
架設されている。第1のX軸テーブル6には、複数の吸
着ノズル8を備えた移載ヘッド7が装着されており、こ
れらの吸着ノズル8に隣接して、基板認識カメラ9が移
載ヘッド7と一体的に移動可能に配設されている。Y軸
テーブル5A及び第1のX軸テーブル6を駆動すること
により、移載ヘッド7および基板認識カメラ9は一体的
に移動する。Y軸テーブル5A及び第1のX軸テーブル
6は、移載ヘッド7を移動させるヘッド移動機構となっ
ている。
識カメラ11が装着されている。Y軸テーブル5B及び
第2のX軸テーブル10を駆動することにより、部品認
識カメラ11はXY方向に水平移動し、ウェハ保持部1
2上方の水平面内でウェハ保持部12に対して進退す
る。ウェハ保持部12の上方の任意位置に位置した部品
認識カメラ11によって下方を撮像することにより、半
導体ウェハ14の任意位置が撮像される。そしてこの撮
像により得られた画像データを認識処理することによ
り、任意の半導体チップ14aの位置が検出される。こ
のとき、部品認識カメラ11を移動させることにより、
複数の半導体チップ14aを順次撮像してこれらの位置
を検出することができる。
ヘッド7を取り出し対象の半導体チップ14aに位置合
わせするとともに、全体移動テーブル16および微動テ
ーブル17を駆動してピン18aを同様に当該半導体チ
ップ14aに位置合わせすることにより、移載ヘッド7
の吸着ノズル8によってウェハ保持部12から半導体チ
ップ14aをピックアップする。このとき移載ヘッド7
の複数の吸着ノズル8によって複数の半導体チップ14
aをピックアップすることにより、移載ヘッド7が基板
2とウェハ保持部12との間を1往復する1実装ターン
において、複数の半導体チップ14aを取り出すことが
できるようになっている。
て説明する。図4において、CPU20は制御部であ
り、以下に説明する各部を統括して制御する。プログラ
ム記憶部21は、移載ヘッド7による実装動作を実行す
るための動作プログラムや基板認識・部品認識などの認
識処理のための処理プログラムなど各種のプログラムを
記憶する。データ記憶部22は、実装データなどの各種
データを記憶する。画像認識部23は、部品認識カメラ
11や基板認識カメラ9の撮像によって得られた画像デ
ータを認識処理することにより、基板搬送部1における
基板2や、ウェハ保持部12における半導体チップ14
aを認識して位置を検出する。したがって画像認識部2
3は位置検出手段となっている。
御され以下の各機構を駆動する。基板搬送機構25は、
基板搬送部1における搬送機構を駆動する機構である。
ヘッド移動機構26(ヘッド移動手段)は、Y軸テーブ
ル5A及び第1のX軸テーブル6によって移載ヘッド7
を移動させる。カメラ移動機構27は、Y軸テーブル5
B及び第2のX軸テーブル10によって部品認識カメラ
11を移動させる。エジェクタ駆動機構28は、全体移
動テーブル16、微動テーブル17及びピン昇降機構1
8を駆動して、ピン18aにチップ突き上げ動作を行わ
せる。CPU20がヘッド移動手段を制御する際には、
画像認識部23による位置検出結果に基づいて、移載ヘ
ッド7をウェハ保持部12に対して位置合わせするとと
もに、ピン18aをウェハ保持部12に対して位置合わ
せする。
されており、実装動作について図5〜図8を参照して説
明する。図5(a)において、基板搬送部1には基板供
給部3によって基板2が供給される。基板2はペースト
塗布部4にて電子部品接着用のペーストが塗布された
後、Y軸テーブル5A,5Bの間の基板位置決め部まで
搬送され位置決めされる。この後、第1のX軸テーブル
6によって移載ヘッド7が基板2上に移動し、基板認識
カメラ9によって基板2を撮像する。この撮像によって
得られた画像データを画像認識部23によって認識処理
することにより、基板2の位置が認識される。
移動する部品認識カメラ11はウェハ保持部12上に進
出しており、基板認識カメラ9による基板2の撮像と同
時並行的に、部品認識カメラ11は図7(a)に示すよ
うにウェハシート13に貼着された次回取り出し予定の
複数の半導体チップ14aを順次撮像する(撮像工
程)。そしてこの撮像によって得られた画像データを画
像認識部23によって認識処理することにより、移載ヘ
ッド7によって次回取り出し予定の複数個の半導体チッ
プ14aの位置が検出される(位置検出工程)。そし
て、この位置検出結果に基づいて、図7(b)に示すよ
うに、ピン18aを半導体チップ14aに位置合わせす
る(突き上げ部材位置合わせ工程)。次いで図7(c)
に示すように、ピン18aを上昇させ、ウェハシート1
3を介して半導体チップ14aを下方から突き上げる
(部品突き上げ工程)。
識カメラ11がウェハ保持部12上から手前側に退避す
ると共に、移載ヘッド7がウェハ保持部12上に移動す
る。そして半導体チップ14aの位置認識結果に基づい
て、図8(a)に示すように、ピン18aによって下方
から突き上げられた状態の半導体チップ14aを移載ヘ
ッド7の吸着ノズル8によって取り出す(部品取り出し
工程)。上述の突き上げ部材位置合わせ工程、部品突き
上げ工程、部品取り出し工程は、図8(b)、(c)に
示すように、移載ヘッドの吸着ノズル8,エジェクタ機
構15のピン18aのそれぞれについて、順次反復され
る。これにより、ウェハ保持部12から複数個の半導体
チップ14aが順次取り出される。
着ノズル8に保持した移載ヘッド7は、図6(a)に示
すように基板搬送部1上に位置決めされた基板2の上方
に移動する。次いで各吸着ノズル8を基板2の各実装点
に対して順次下降させることにより、半導体チップ14
aを基板2に搭載する(部品搭載工程)。この搭載にお
いて、移載ヘッド7は基板2の位置認識結果に基づき基
板2に対して位置合わせされる。
11はウェハ保持部12上に進出し、部品認識カメラ1
1によって次回取り出し予定の半導体チップ14aの撮
像が行われる。すなわち、ここでは移載ヘッド7による
基板2への部品搭載工程と、次回取り出し予定の電子部
品を対象としたウェハ保持部12における部品認識カメ
ラ11による撮像工程とを同時並行的に行う形態となっ
ている。そして図6(b)において、図5(b)と同様
に部品認識カメラ11がウェハ保持部12上から手前側
に退避すると共に、移載ヘッド7が部品取り出しのため
にウェハ保持部12上に移動し、前述と同様の部品取り
出し工程、部品搭載工程が反復される。
ズル8を備えるとともに、部品取り出し時に半導体チッ
プ14aを下方から突き上げるピン18aを吸着ノズル
8に対応して複数備え、これらのピン18aの平面位置
を個別に調整可能とすることにより、位置認識された複
数の半導体チップ14aに対してピン18aを個別に位
置合わせすることができる。従って、部品認識カメラ1
1によって撮像され位置が検出された複数の半導体チッ
プ14aを位置ずれなく正確に突き上げることができ、
同一実装ターンにおいて複数の半導体チップ14aを、
ピックアップミスや姿勢不良を生じることなく効率よく
取り出すことができる。
態2の電子部品実装装置の移載ヘッドの正面図、図10
は本発明の実施の形態2の電子部品実装方法の工程説明
図である。図9において、移載ヘッド7’は微動テーブ
ル7aを備えており、それぞれの微動テーブル7aに
は、半導体チップ14aを吸着して保持する吸着ノズル
8が装着されている。微動テーブル7aを駆動すること
により、移載ヘッド7’における複数の吸着ノズル8の
平面位置が個別に調整可能となっており、ウェハ保持部
12から半導体チップ14aを取り出す際に、各吸着ノ
ズル8を複数の半導体チップ14aに個別に位置あわせ
できるようになっている。
(a)に示すように、ウェハ保持部12において、実施
の形態1と同様に部品認識カメラ11によってウェハシ
ート13上の半導体チップ14aを順次撮像し、それぞ
れの半導体チップ14aの位置を検出する。そしてこの
位置検出結果に基づいて、図10(b)に示すように、
複数のピン18aを半導体チップ14aにそれぞれ位置
あわせするとともに、位置検出結果に基づいて微動テー
ブル7aを駆動することにより、部品取り出しに先立っ
て移載ヘッド7’の各吸着ノズル8の位置を半導体チッ
プ14aにそれぞれ位置合わせする。
18aを上昇させて複数の半導体チップ14aを突き上
げた状態で、複数の吸着ノズル8を半導体チップ14a
に対して昇降させ、これらの複数の半導体チップ14a
を複数の吸着ノズル8によって同時に一括して取り出
す。これにより、実施の形態1に示す例と同様に複数の
半導体チップ14aを位置ずれなく正確に突き上げるこ
とができるとともに、部品取り出しにおいて、単一の取
り出し動作によって複数の半導体チップ14aを位置ず
れなくピックアップすることができ、電子部品実装作業
をさらに効率化することが可能となっている。
を吸着して保持する吸着ノズルを複数備えるとともに、
吸着ノズルによる電子部品取り出し時に取り出し対象の
電子部品を下方から突き上げる突き上げ部材を複数備え
これらの突き上げ部材の平面位置を個別に調整可能な部
品突き上げ機構を備えたので、位置認識された複数の電
子部品に対して突き上げ部材を個別に位置合わせして複
数の電子部品を同時に一括して突き上げることができ、
同一実装ターンにおいて複数の電子部品を効率よく取り
出すことができる。
面図
面図
分断面図
御系の構成を示すブロック図
程説明図
程説明図
程説明図
程説明図
載ヘッドの正面図
工程説明図
Claims (4)
- 【請求項1】ウェハ状態の電子部品を移載ヘッドにより
取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であっ
て、前記ウェハ状態の電子部品を保持するウェハ保持部
と、前記基板を位置決めする基板位置決め部と、前記電
子部品を吸着して保持する吸着ノズルを複数備えた前記
移載ヘッドを前記ウェハ保持部と基板位置決め部との間
で移動させるとともに、ウェハ保持部における電子部品
の取り出し時および基板位置決め部における電子部品の
搭載時に前記移載ヘッドの位置合わせ動作を行うヘッド
移動手段と、吸着ノズルによる電子部品取り出し時に取
り出し対象の電子部品を下方から突き上げる突き上げ部
材を複数備えこれらの突き上げ部材の平面位置を個別に
調整可能な部品突き上げ機構と、前記ウェハ保持部に対
して進退可能に配設されウェハ保持部上に進出した時に
前記ウェハ状態の電子部品を撮像する撮像手段と、この
撮像により得られた画像データに基づいて前記電子部品
の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出結果に
基づいて前記ヘッド移動手段および部品突き上げ機構を
制御する制御部とを備えたことを特徴とする電子部品実
装装置。 - 【請求項2】前記移載ヘッドにおける複数の吸着ノズル
の平面位置が個別に調整可能であることを特徴とする請
求項1記載の電子部品実装装置。 - 【請求項3】吸着ノズルを複数備えた移載ヘッドによっ
てウェハ状態の電子部品を取り出して基板に移送搭載す
る電子部品実装方法であって、前記ウェハ状態の電子部
品を保持するウェハ保持部に対して進退可能に配設され
た撮像手段をウェハ保持部上に進出させて前記ウェハ状
態の複数の電子部品を撮像する撮像工程と、この撮像に
より得られた画像データに基づいて前記複数の電子部品
の位置を検出する位置検出工程と、ウェハ保持部に個別
に平面位置が調整可能に配設され取り出し対象の電子部
品を下方から突き上げる複数の突き上げ部材を、前記位
置検出結果に基づいて前記複数の電子部品に対して個別
に位置合わせする突き上げ部材位置合わせ工程と、前記
突き上げ部材を上昇させて複数の電子部品を下方から突
き上げる部品突き上げ工程と、前記位置検出結果に基づ
いて前記移載ヘッドの複数の吸着ノズルによって前記複
数の電子部品を取り出す部品取り出し工程と、この移載
ヘッドを基板位置決め部に位置決めされた基板上に移動
させて電子部品を基板に搭載する部品搭載工程とを含む
ことを特徴とする電子部品実装方法。 - 【請求項4】前記移載ヘッドにおける複数の吸着ノズル
の平面位置が個別に調整可能であり、部品取り出し工程
に先だって前記位置検出結果に基づいてこれらの吸着ノ
ズルの位置を複数の電子部品の位置に合わせ、これらの
電子部品を複数の吸着ノズルによって一括して取り出す
ことを特徴とする請求項3記載の電子部品実装方法。
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