JP2003282639A - 電子部品搭載装置および電子部品搭載方法 - Google Patents
電子部品搭載装置および電子部品搭載方法Info
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Abstract
ることができる電子部品搭載装置および電子部品搭載方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 電子部品供給部2にバンプ形成面を上向
きにして供給されるチップ6にフラックスを塗布して基
板に搭載する電子部品搭載装置において、粘着シート5
から搭載ヘッド33によって取り出されたチップ6を受
け取った保持ヘッド74が、フラックス80が延展され
たステージ79に対して反転することによりチップ6の
バンプへのフラックス塗布とフラットニングを行い、保
持ヘッド74を原位置に戻した後にステージ79に配置
されたチップ6を搭載ヘッド33による取り出し基板へ
搭載する。これにより、搭載ヘッド33の機能を移載動
作に限定してタクトタイムを短縮し、作業効率を向上さ
せることができる。
Description
搭載する電子部品搭載装置および電子部品搭載方法に関
するものである。
から取り出した電子部品を搭載ヘッドによって保持して
基板に搭載する搭載動作が反復して行われる。電子部品
のうち、フリップチップなどのように接続用の突起電極
であるバンプが形成された電子部品は、一般にバンプ形
成面を上向きにした状態で供給される。
出しは、反転機構を備えた専用のピックアップ手段によ
って行われ、取り出された電子部品は反転機構によって
反転されバンプを下向きにした状態で保持される。そし
て電子部品を基板に搭載する搭載ヘッドは上記反転され
た状態の電子部品を受け渡され、その後フラックス転写
ステージにおいてバンプにフラックスを転写塗布するフ
ラックス転写動作を行った後に、基板上へ移動し電子部
品の搭載動作を行っていた。
載装置では、ピックアップ手段や搭載ヘッドには1個の
ノズルしか備えておらず、このため全体の作業効率を向
上させることが困難であった。
作業効率を向上させることができる電子部品搭載装置お
よび電子部品搭載方法を提供することを目的とする。
搭載装置は、複数の突起電極が突起電極形成面に形成さ
れた電子部品の突起電極に粘着物を塗布しこの電子部品
をワークに搭載する電子部品搭載装置であって、複数の
電子部品を前記突起電極形成面を上方に向けた状態で供
給する電子部品供給部と、平坦なステージ上に粘着物を
延展して液面が平坦化された状態の粘着物を供給する粘
着物供給部と、電子部品の裏面側を保持する電子部品保
持部を複数備えた保持ヘッドを有しこの保持ヘッドで保
持した電子部品を前記ステージに延展された粘着物上に
配置することにより前記突起電極に粘着物を塗布する粘
着物塗布手段と、電子部品を吸着保持する複数の搭載ノ
ズルを備えた搭載ヘッドを有し前記搭載ヘッドによって
前記電子部品供給部の複数の電子部品をピックアップし
て前記保持ヘッドに受け渡し、前記保持ヘッドによって
前記粘着物上に配置された電子部品を前記複数の搭載ノ
ズルによって吸着して取り出してワークに搭載する搭載
手段を備えた。
項1記載の電子部品搭載装置であって、前記搭載ヘッド
の搭載ノズルの配置と前記保持ヘッドの電子部品保持部
の配列が一致する。
項1記載の電子部品搭載装置であって、前記ステージ
は、前記保持ヘッドに保持された複数の電子部品を粘着
物上に配置可能な広さを有する。
電極形成面に複数の突起電極を備えた電子部品の突起電
極に粘着物を塗布しこの電子部品をワークに搭載する電
子部品搭載方法であって、前記突起電極形成面を上方に
向けた状態で供給された複数の電子部品を搭載ヘッドの
複数の搭載ノズルでピックアップし、ピックアップした
複数の電子部品を電子部品の裏面を保持ヘッドの電子部
品保持部に保持させて受け渡す移載工程と、前記保持ヘ
ッドで保持した複数の電子部品を平坦なステージ上に延
展された粘着物上に配置することにより電子部品の突起
電極に粘着物を塗布する塗布工程と、前記ステージに配
置された複数の電子部品を前記搭載ヘッドの搭載ノズル
によって取り出してワークに搭載する搭載工程とを含
む。
項4記載の電子部品搭載方法であって、前記移載工程に
おいて搭載ヘッドの搭載ノズルから保持ヘッドへの複数
の電子部品の受け渡しを同時に行い、前記搭載工程にお
いて搭載ノズルによる前記ステージからの複数の電子部
品の取り出しを同時に行う。
項4記載の電子部品搭載方法であって、前記移載工程に
おいて、搭載ヘッドから保持ヘッドへの電子部品の受け
渡しを行ったならば直ちに前記ステージに既に配置され
ている電子部品を前記搭載ヘッドの搭載ノズルで取り出
し、その後このステージ上の粘着物の液面を前記スキー
ジで平坦化し、次いで前記保持ヘッドに保持されている
電子部品をこの粘着物上に配置する。
て作業を行うので部品1個当たりの作業効率を向上させ
ることができる。さらに搭載ヘッドで電子部品供給部の
電子部品を保持ヘッドに受け渡し、保持ヘッドによって
粘着物上に配置された電子部品を搭載ヘッドで取り出し
て基板に搭載するようにしたので、従来搭載ヘッドとは
別に必要とされていたピックアップ手段を廃止して装置
を簡素化できる。
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子
部品搭載装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態の
電子部品搭載装置の側断面図、図3は本発明の一実施の
形態の電子部品搭載装置の平断面図、図4は本発明の一
実施の形態の電子部品搭載装置の反転ステージの斜視
図、図5、図6は本発明の一実施の形態の電子部品搭載
装置の反転ステージの動作説明図、図7は本発明の一実
施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロ
ック図、図8は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装
置の処理機能を示す機能ブロック図、図9は本発明の一
実施の形態の電子部品搭載方法のタイミングチャート、
図10、図11、図12、図13は本発明の一実施の形
態の電子部品搭載方法の工程説明図、図14は本発明の
一実施の形態の電子部品搭載対象となる基板の平面図で
ある。
搭載装置の全体構造について説明する。図2は図1にお
けるA−A矢視を、また図3は図2におけるB−B矢視
をそれぞれ示している。図1において、基台1上には電
子部品供給部2が配設されている。図2、図3に示すよ
うに、電子部品供給部2は治具ホルダ(治具保持部)3
を備えており、治具ホルダ3は、粘着シート5が装着さ
れた治具4を着脱自在に保持する。
チップ6(以下、単に「チップ6」と略記。)が個片に
分離された状態で貼着されている。チップ6の上面に
は、突起電極であるバンプ6a(図5(a)参照)が複
数形成されており、治具ホルダ3に治具4が保持された
状態では、電子部品供給部2は複数のチップ6をバンプ
形成面(突起電極形成面)を上向きにした状態で供給す
る。
れた粘着シート5の下方には、エジェクタ8がエジェク
タXYテーブル7によって水平移動可能に配設されてい
る。エジェクタ8はチップ突き上げ用のエジェクタピン
(図示省略)を昇降させるピン昇降機構を備えており、
後述する搭載ヘッドによって粘着シート5からチップ6
をピックアップする際には、エジェクタピンによって粘
着シート5の下方からチップ6を突き上げることによ
り、チップ6は粘着シート5から剥離される。エジェク
タ8は、チップ6を粘着シート5から剥離する粘着シー
ト剥離機構となっている。
品供給部2からY方向に隔てた位置には、基板保持部1
0が配置されている。基板保持部10の上流側、下流側
にはそれぞれ基板搬入コンベア12、基板振分部11、
基板受渡部13および基板搬出コンベア14がX方向に
直列に配列されている。基板搬入コンベア12は、上流
側から供給された基板16を受け取って基板振分部11
に渡す。
スライド機構11bによってY方向にスライド可能に配
設した構成となっており、基板搬入コンベア12から受
け取った基板16(ワーク)を以下に説明する基板保持
部10の2つの基板保持機構に選択的に振り分ける。基
板保持部10は、第1基板保持機構10A、第2基板保
持機構10Bを備えており、基板振分部11によって振
り分けられた基板16を保持して実装位置に位置決めす
る。
に受渡コンベア13aをスライド機構13bによってY
方向にスライド可能に配設した構成となっており、受渡
コンベア13aを第1基板保持機構10A、第2基板保
持機構10Bと選択的に接続することにより実装済みの
基板16を受け取り、基板搬出コンベア14に渡す。基
板搬出コンベア14は、渡された実装済みの基板16を
下流側に搬出する。
は、第1のY軸ベース20A、第2のY軸ベース20B
が基板搬送方向(X方向)と直交するY方向に長手方向
を向けて配設されている。第1のY軸ベース20A、第
2のY軸ベース20Bの上面には、長手方向(Y方向)
に略全長にわたってY方向ガイド21が配設されてお
り、1対のY方向ガイド21を平行に且つ電子部品供給
部2及び基板保持部10を挟むように配設した形態とな
っている。
1ビーム部材31、センタービーム部材30および第2
ビーム部材32の3つのビーム部材が、それぞれ両端部
をY方向ガイド21によって支持されてY方向にスライ
ド自在に架設されている。
はナット部材23bが突設されており、ナット部材23
bに螺合した送りねじ23aは、第1のY軸ベース20
A上に水平方向で配設されたY軸モータ22によって回
転駆動される。Y軸モータ22を駆動することにより、
センタービーム部材30はY方向ガイド21に沿ってY
方向に水平移動する。
材32の左側の側端部にはそれぞれナット部材25b,
27bが突設されており、ナット部材25b,27bに
螺合した送りねじ25a,27aは、それぞれ第2のY
軸ベース20B上に水平方向で配設されたY軸モータ2
4,26によって回転駆動される。Y軸モータ24、2
6を駆動することにより、第1ビーム部材31、第2ビ
ーム部材32はY方向ガイド21に沿ってY方向に水平
移動する。
33が装着されており、搭載ヘッド33に結合されたナ
ット部材41bに螺合した送りねじ41aは、X軸モー
タ40によって回転駆動される。X軸モータ40を駆動
することにより、搭載ヘッド33はセンタービーム部材
30の側面にX方向に設けられたX方向ガイド42(図
2参照)に案内されてX方向に移動する。
保持するノズル33a(搭載ノズル)を複数(ここでは
4つ)備え、各ノズル33aにそれぞれチップ6を吸着
保持して複数のチップ6を保持した状態で移動可能とな
っている。Y軸モータ22およびX軸モータ40を駆動
することにより、搭載ヘッド33はX方向、Y方向に水
平移動し、電子部品供給部2のチップ6をピックアップ
して保持し、保持したチップ6を基板保持部10に保持
された基板16の電子部品搭載位置16aに搭載する。
部材30、センタービーム部材30をY方向ガイド21
に沿って移動させるY方向駆動機構(Y軸モータ22、
送りねじ23aおよびナット部材23b)と、搭載ヘッ
ド33をX方向ガイド42に沿って移動させるX方向駆
動機構(X軸モータ40、送りねじ41aおよびナット
部材41b)とは、搭載ヘッド33を電子部品供給部2
と基板保持部10との間で移動させる搭載ヘッド移動機
構を構成する。
4が装着されており、第1のカメラ34を保持するブラ
ケット34aにはナット部材44bが結合されている。
ナット部材44bに螺合した送りねじ44aは、X軸モ
ータ43によって回転駆動され、X軸モータ43を駆動
することにより、第1のカメラ34は第1ビーム部材3
1の側面に設けられたX方向ガイド45(図2参照)に
案内されてX方向に移動する。
動することにより、第1のカメラ34はX方向、Y方向
に水平移動する。これにより、第1のカメラ34は基板
保持部10の第1基板保持機構10A、第2基板保持機
構10Bに保持された基板16を撮像するための基板保
持部10の上方での移動と、基板保持部10上からの退
避のための移動とを行うことができる。
31、第1ビーム部材31をY方向ガイド21に沿って
移動させるY方向駆動機構(Y軸モータ24、送りねじ
25aおよびナット部材25b)と、第1のカメラ34
をX方向ガイド45に沿って移動させるX方向駆動機構
(X軸モータ43、送りねじ44aおよびナット部材4
4b)とは、第1のカメラ34を少なくとも基板保持部
10の上方で移動させる第1のカメラ移動機構を構成す
る。
5が装着されており、第2のカメラ35を保持するブラ
ケット35aには、ナット部材47bが結合されてい
る。ナット部材47bに螺合した送りねじ47aは、X
軸モータ46によって回転駆動され、X軸モータ46を
駆動することにより、第2のカメラ35は第2ビーム部
材32の側面に設けられたX方向ガイド48(図2参
照)に案内されてX方向に移動する。
動することにより、第2のカメラ35はX方向、Y方向
に水平移動する。これにより、第2のカメラ35は電子
部品供給部2に保持されたチップ6の撮像のための電子
部品供給部2の上方での移動と、電子部品供給部2上か
らの退避のための移動とを行うことができる。
材32、第2ビーム部材32を第1方向ガイド21に沿
って移動させるY方向駆動機構(Y軸モータ26、送り
ねじ27aおよびナット部材27b)と、第2のカメラ
35をX方向ガイド48に沿って移動させるX方向駆動
機構(X軸モータ46、送りねじ47aおよびナット部
材47b)とは、第2のカメラ35を少なくとも電子部
品供給部2の上方で移動させる第2のカメラ移動機構を
構成する。
板保持部10との間には、第3のカメラ15および反転
ステージ17が配設されている。第3のカメラ15はラ
インカメラを備えており、ノズル33aにチップ6を保
持した搭載ヘッド33が第3のカメラ15の上方を移動
することにより、ノズル33aに保持されたチップ6の
画像を取り込む。
6を参照して説明する。図4において、水平なベース部
材70上には、ブロック71に結合された支持ポスト7
2が2本立設されている。支持ポスト72には反転テー
ブル73が水平な軸73a廻りに回転自在に保持されて
おり、軸73aには反転用アクチュエータ75が結合さ
れている。反転用アクチュエータ75を駆動することに
より、軸73aは180度回転し、これにより反転テー
ブル73は上下反転動作を行う。
設けられており、保持ヘッド74には、チップ保持部7
4a(電子部品保持部)が複数配列されている。チップ
保持部74aは吸着孔74bを備えており、各チップ保
持部74a上にバンプ形成面を上向きにしたチップ6を
載置した状態で、吸着孔74bから真空吸引することに
より、チップ保持部74aはチップ6を吸着保持する。
すなわち、チップ保持部74aは、バンプ形成面を上向
きにした状態のチップ6の裏面を保持する(図5(a)
参照)。
渡しは、搭載ヘッド33のノズル33aによって電子部
品供給部2からチップ6をピックアップして、チップ保
持部74aを上向きにした保持ヘッド74にチップ6を
移載することによって行われることから、保持ヘッド7
4におけるチップ保持部74aの配列は、搭載ヘッド3
3のノズル33aの配列に一致するように設定されてい
る。
ト76が立設されており、スライドポスト76に上下方
向にスライド自在に嵌合したスライダ77は昇降テーブ
ル78に結合されている。昇降テーブル78には昇降用
アクチュエータ84のロッド84aが結合されている。
昇降用アクチュエータ84を駆動することにより、昇降
テーブル78はスライドポスト76に沿って昇降する。
9が設けられている。ステージ79は平坦な底面79a
を有する平底容器であり、後述するように、底面79a
に供給された粘着物であるフラックス80をチップ6の
バンプ6aに転写塗布するための転写ステージと、この
転写動作時にバンプ6aを押し付けることによりバンプ
6aの先端部を平坦化するフラットニングステージとし
ての機能を兼ねており、さらに、フラックス80が転写
塗布されたチップ6を搭載ヘッド33による取り出し動
作のために所定配列で配置する配置ステージとしての機
能を有している。
ロック82を水平方向に往復動させるスライドシリンダ
81が水平に配設されている。スライドブロック82に
は、2つのスキージ83a,83b(図6参照)を昇降
自在に備えたスキージユニット83が、ステージ79の
上方に延出して装着されている。スキージ83a,83
bは、以下に説明するように、それぞれフラックス掻き
寄せスキージ、フラックス延展スキージとしての機能を
有している。
図6(a)に示すように、スキージ83aを下降させて
底面79aに摺接させた状態で、スキージユニット83
を矢印a方向に水平移動させることにより、底面79a
に付着したフラックス80が一方側に掻き寄せられる。
そして図6(b)に示すように、スキージ83bを下降
させて底面79aとスキージ83bの下端部との間を所
定隙間に保った状態で、スキージユニット83を矢印b
方向に水平移動させることにより、スキージ83bは底
面79a上にフラックス80を延展してその液面を平坦
化する。
化された所定膜厚tのフラックス膜80aが形成され
る。ステージ79は、平坦な底面79a上に粘着物であ
るフラックス80を延展して液面が平坦化された状態の
粘着物であるフラックス膜80aを供給する粘着物供給
部となっている。なお、粘着物としては、フラックス8
0以外にもバンプ6aの種類に応じて、樹脂接着材など
が用いられる。
たならば、図5(a)に示すように昇降用アクチュエー
タ84を駆動して昇降テーブル78を下降させる。これ
により、ステージ79は、フラックス80の転写塗布の
ための転写高さ位置まで下降する。そしてこの状態で、
図5(b)に示すように、反転用アクチュエータ75を
駆動して反転テーブル73をステージ79に対して反転
させる。この反転動作によって、各チップ保持部74a
にチップ6を吸着保持した保持ヘッド74は、図6
(c)に示すようにフラックス膜80aが形成されたス
テージ79上に円弧を描いて下降する。
のバンプ6aがステージ79の底面79aに対向して当
接したならば、昇降用アクチュエータ84によってステ
ージ79を上向きに押し付ける荷重Fを作用させる。こ
れにより、各バンプ6aの下面に対して底面79aが押
し付けられてバンプ6aのフラットニング、すなわちバ
ンプ6aの先端部を平坦にして高さを整える整形が行わ
れ、バンプ高さが均一化される。
とにより、保持ヘッド74は図4に示す原位置に復帰す
る。そしてステージ79には、図6(e)に示すよう
に、チップ6がバンプ6aをフラックス膜80aに接触
させた状態で配置される。ここでステージ79の大きさ
は保持ヘッド74の大きさに対応して決定されており、
各チップ保持部74aに保持された複数のチップ6を同
時にフラックス膜80a上に配置可能な広さとなってい
る。そしてステージ79におけるチップ6の配列は、搭
載ヘッド33におけるノズル33aの配列と同じ配列と
なっている。
態でチップ6の裏面を保持する保持ヘッド74、および
保持ヘッド74を反転させる反転テーブル73、反転用
アクチュエータ75は、液面が平坦化されたフラックス
80上にチップ6をバンプ6aをフラックス80に接触
させた状態で配置する配置手段となっている。このチッ
プ6の配置動作において、バンプ6aの下端部にはフラ
ックス80が転写により塗布される。すなわち前述の配
置手段は、保持ヘッド74で保持したチップ6をステー
ジ79の底面79aに延展されたフラックス80上に配
置することにより、バンプ6aにフラックス80を塗布
する粘着物塗布手段となっている。
80へのチップ6の配置が完了したならば、昇降用アク
チュエータ84を駆動して昇降テーブル78を上昇さ
せ、ステージ79を受け渡し高さに位置させる。そして
この状態で、ステージ79上に配置されたチップ6は再
び搭載ヘッド33のノズル33aによって保持され、基
板保持部10に保持された基板16に搭載される。そし
て搭載ヘッド33が基板16へ移動する過程において、
チップ6を保持した搭載ヘッド33が第3のカメラ15
の上方をX方向に移動することにより、第3のカメラ1
5は搭載ヘッド33に保持されたチップ6を撮像する。
搭載ヘッド移動機構は、以下の機能を有する搭載手段と
なっている。すなわちこの搭載手段は、チップ6を吸着
保持するノズル33aを備えた搭載ヘッド33を有し、
搭載ヘッド33によって電子部品供給部2の複数のチッ
プ6をピックアップして保持ヘッド74に受け渡し、保
持ヘッド74によってステージ79のフラックス80上
に配置されたチップ6を、搭載ヘッド33の複数のノズ
ル33aによって吸着して取り出し、搭載ヘッド33に
保持されたこれらのチップ6を基板16に搭載する。
制御系の構成について説明する。図7において、機構駆
動部50は、以下に示す各機構のモータを電気的に駆動
するモータドライバや、各機構のエアシリンダに対して
供給される空圧を制御する制御機器などより成り、制御
部54によって機構駆動部50を制御することにより、
以下の各駆動要素が駆動される。
ヘッド33を移動させる搭載ヘッド移動機構を駆動す
る。X軸モータ43、Y軸モータ24は、第1のカメラ
34を移動させる第1のカメラ移動機構を、X軸モータ
46、Y軸モータ26は、第2のカメラ35を移動させ
る第2のカメラ移動機構をそれぞれ駆動する。
昇降機構、ノズル33a(図2参照)による部品吸着機
構を駆動し、反転ステージ17の反転用アクチュエータ
75、昇降用アクチュエータ84、エジェクタ8の昇降
シリンダおよびエジェクタXYテーブル7の駆動モータ
を駆動する。さらに機構駆動部50は、基板搬入コンベ
ア12、基板搬出コンベア14、基板振分部11、基板
受渡部13、第1基板保持機構10A、第2基板保持機
構10Bを駆動する。
4で撮像した画像を処理して基板保持部10に保持され
た基板16の電子部品搭載位置16a(図14参照)の
位置を認識する。電子部品搭載位置16aは、基板16
においてチップ6のバンプ6aが接合される電極16b
の全体位置を示すものであり、画像認識により位置検出
が可能となっている。
いて各電子部品搭載位置16a毎に基板16に印加され
たバッドマークの有無を検出することにより基板良否検
査を行う。さらに、第1のカメラ34で撮像した画像を
処理して電子部品搭載位置16aに搭載されたチップ6
の位置ずれ等の搭載状態を検査する。
5で撮像した画像を処理して電子部品供給部2のチップ
6の位置を求める。第3の認識処理部57は、第3のカ
メラ15で撮像した画像を処理して搭載ヘッド33に保
持されたチップ6の位置を求める。したがって、第3の
認識処理部57は、第3のカメラ15で取得した画像よ
りチップ6の位置を認識する電子部品認識手段となって
いる。
56、第3の認識処理部57による認識結果は、制御部
54に送られる。データ記憶部53は、基板検査やチッ
プ6の搭載状態検査の検査結果など、各種のデータを記
憶する。操作部51は、キーボードやマウスなどの入力
装置であり、データ入力や制御コマンドの入力を行う。
表示部52は、第1のカメラ34、第2のカメラ35、
第3のカメラ15による撮像画面の表示や、操作部51
による入力時の案内画面の表示を行う。
処理機能について説明する。図8において、破線枠54
は図7に示す制御部54による処理機能を示している。
ここで第1のカメラ移動処理部54a、第2のカメラ移
動処理部54b、反転ステージ動作処理部54c、ピッ
クアップ制御部54d、搭載制御部54eによって実行
される処理機能は、それぞれ第1のカメラ移動制御手
段、第2のカメラ移動制御手段、反転ステージ動作制御
手段、ピックアップ制御手段、搭載制御手段を構成して
いる。
カメラ移動機構を制御して、基板保持部10に保持され
た基板16を撮像する際の第1のカメラ34の位置決め
動作と、搭載ヘッド33によるチップ6の搭載を妨げな
い位置に第1のカメラ34を移動する退避動作とを行わ
せる。ここで基板16の撮像は、基板16が搬入された
状態におけるバッドマーク印加位置の撮像、チップ6が
搭載される前の電子部品搭載位置16aの撮像、および
チップ6が搭載された後の電子部品搭載位置16aの撮
像の3種類を対象として行われる。
カメラ移動機構を制御して、電子部品供給部2のチップ
6を撮像する時の第2のカメラ35の位置決め動作と、
搭載ヘッド33による電子部品のピックアップを妨げな
い位置に第2のカメラ35を移動する退避動作とを行わ
せる。
アクチュエータ75、昇降用アクチュエータ84、スキ
ージユニット83および保持ヘッド74の吸着孔74b
からの真空吸引動作を制御して、搭載ヘッド33から受
け渡されたチップ6を上下反転してフラックス膜80a
上に配置するまでの配置動作を行わせる。
移動機構を制御して、電子部品供給部2からチップ6を
ピックアップする際の搭載ヘッド33の位置決め動作
を、第2の認識処理部56で求めたチップ6の位置に基
づいて行わせる。
を制御して、基板保持部10の基板16にチップ6を搭
載する際の搭載ヘッド33の位置決め動作を、第1の認
識処理部55の電子部品搭載位置検出処理部55aで求
めた電子部品搭載位置16aの位置および第3の認識処
理部57で求めたチップ6の位置に基づいて行わせる。
したがって搭載制御部54eは、電子部品認識手段の認
識結果に基づいて搭載手段を制御して搭載ノズル33に
保持したチップ6を基板16に位置決めする搭載制御手
段となっている。
置検出処理部55a以外に、基板検査処理部55b、搭
載状態検査処理部55cを有している。搭載制御部54
eによる搭載動作においては、基板検査処理部55bに
よって検出された基板16の良否判定結果が参照され、
良否判定において合格と判定された電子部品搭載位置1
6aに対してのみ、チップ6の搭載が実行される。
理部55bによる前述の基板良否判定結果、搭載状態検
査処理部55cによるチップ6の搭載状態検査結果を記
憶するための処理を行う。これらの検査結果は、検査結
果記録処理部54fに送られてデータ処理が行われ、デ
ータ記憶部53に設けられた検査結果記憶部53aに記
憶される。
されており、以下電子部品実装方法について、図9のタ
イミングチャートおよび図10〜図14の各図を参照し
て説明する。図9は、電子部品搭載動作実行過程におけ
る各単位工程の時系列的な関連を示すものであり、ここ
では第1ターンから第5ターンまでの動作を対象として
示している。
程、(2)塗布工程、(3)搭載工程、(4)移載工
程、(5)部品認識工程、(6)基板認識工程、(7)
部品認識工程に区分されており、これらの単位工程のう
ち、(2)塗布工程、(3)搭載工程、(4)移載工
程、(6)基板認識工程については、図9に示すよう
に、さらに時間的に相前後して行われるサブ単位工程に
2分されている。
平坦化工程は、平坦なステージである底面79a上にス
キージユニット83によってフラックス80を延展して
その液面を平坦化する工程であり、反転ステージ17に
おいて、スキージユニット83にスキージング動作を行
わせることにより、ステージ79の底面79aに液面が
平坦なフラックス膜80aを形成する(図10(a)参
照)。
面を上向きにした状態でチップ6の裏面を吸着した保持
ヘッド74をステージ79に対して上下反転させ、保持
ヘッド74で保持した複数のチップ6を平坦なステージ
上に延展されたフラックス80上に配置することによ
り、チップ6のバンプ6aにフラックス80を塗布する
工程であり、チップ6の着地時にはフラックス80上に
バンプ6aをフラックス80に接触させた状態で配置す
る。
ら構成される。(2)−1塗布工程(反転・整形)は、
チップ6を保持した保持ヘッド74を反転することによ
り、チップ6をフラックス膜80aが形成されたステー
ジ79に押し付けてバンプ6aの高さを整形する工程で
ある。そしてこの整形時には、チップ6のバンプ6aに
フラックス80が塗布される。(2)−2塗布工程(戻
り・上昇)は、バンプ6aの整形およびバンプ6aへの
フラックス塗布後に保持ヘッド74を原位置に戻し、整
形後のチップ6が配置されたステージ79を上昇させる
工程である(図11(a)参照)。
9aに配置されたチップ6を搭載ヘッド33の複数のノ
ズル33aによって吸着して取り出して基板16に搭載
する工程であり、以下の2つのサブ工程により構成され
る。(3)−1搭載工程(取り出し)は、ステージ79
の底面79aのフラックス80上に配置された複数のチ
ップ6を搭載ヘッド33のノズル33aによって吸着し
て取り出す取り出し工程である(図11(b)参照)。
このとき、ノズル33aによるステージ79からの複数
のチップ6の取り出しは、各チップ6について同時に行
われる。
工程の認識結果に基づいて搭載ヘッド33を移動させ
て、ノズル33aに保持した複数のチップ6を基板16
に位置合わせしその後チップ6を個別に基板16に搭載
する工程である(図12(b)参照)。
チップ6を搭載ヘッド33でピックアップして保持ヘッ
ド74に受け渡す工程であり、以下の2つのサブ工程よ
り構成される。(4)−1移載工程(ピックアップ)
は、電子部品供給部2においてバンプ形成面を上方に向
けた状態で供給された複数のチップ6を、搭載ヘッド3
3の複数のノズル33aによって個別にピックアップす
る工程である(図10(b)参照)。
部品供給部2からピックアップした複数のチップ6の裏
面を、保持ヘッド74のチップ保持部74aに保持させ
て受け渡す工程である(図11(b)参照)。このと
き、搭載ヘッド33のノズル33aから保持ヘッド74
への複数のチップ6の受け渡しは、各チップ6について
同時に行われる。この(4)−2移載工程は、保持ヘッ
ド74のチップ保持部74aを上向きにした状態で、保
持ヘッド74にチップ6を保持させる電子部品保持工程
となっている。
において、第2のカメラ35によってチップ6を撮像し
て位置を認識する工程である(図10(a)、(b)、
図12(b)参照)。(6)基板認識工程は、基板保持
部10において基板16を第1のカメラ34によって撮
像して所定目的の画像認識を行う工程であり、以下の2
つのサブ工程より構成される。
は、チップ搭載前の基板16を第1のカメラ34によっ
て撮像して電子部品搭載位置16aの位置を認識する工
程である(図10(a)参照)。(6)−2基板認識工
程(搭載状態検査)は、チップ搭載後の基板16を撮像
して搭載状態を検査する工程である(図13(a)参
照)。(7)部品認識工程は、搭載ヘッド33に保持さ
れた搭載前のチップ6を第3のカメラ15で撮像し、こ
の撮像により取得した画像よりチップ6の位置を認識す
る工程である(図12(a)参照)。
示しながら、電子部品搭載方法について説明する。図1
0(a)において、電子部品供給部2に保持された治具
4の粘着シート5には、多数のチップ6がバンプ形成面
を上向きにした状態で貼着されている。また基板保持部
10では、第1基板保持機構10A、第2基板保持機構
10Bにそれぞれ基板16が位置決めされている。
(a)に示すように、第2のカメラ35は電子部品供給
部2の上方に移動し、第1ターンにおいて搭載対象とな
る複数(4個)のチップ6を撮像する。そして第2のカ
メラ35で撮像した画像を第2の認識処理部56で処理
して複数のチップ6の位置を求める。
10の第1基板保持機構10Aに保持された基板16上
に移動し、図14(a)に示すように、基板16に設定
された8つの電子部品搭載位置16aのうち、左側の4
つの電子部品搭載位置16aを画像取り込み範囲18が
順次囲むように第1のカメラ34を順次移動させて、複
数の電子部品搭載位置16aを撮像して画像を取り込
む。そして第1のカメラ34で撮像した画像取り込み範
囲18の画像を第1の認識処理部55で処理して、基板
16の電子部品搭載位置16aの位置を求める。
17においては、スキージユニット83によってステー
ジ79にフラックス80を延展してフラックス膜80a
を形成するスキージングを行っている。すなわち、ここ
では、(5)部品認識工程、(6)−1基板認識工程
(搭載位置認識)および(1)液面平坦化工程が同時並
行的に実行される(図9参照)。
の上方に移動させ、図10(b)に示すように、認識し
た複数のチップ6の位置に基づいて搭載ヘッド33をこ
れらのチップ6に順次位置決めする位置決め動作を行わ
せながら、搭載ヘッド33の4つのノズル33aによっ
て、複数のチップ6を順次ピックアップする。次いで搭
載ヘッド33は保持ヘッド74上に移動し、保持した複
数のチップ6をチップ保持部74aに受け渡す。
上から退去したならば第2のカメラ35が直ちに電子部
品供給部2上に進出し、第2ターンにおいて搭載対象と
なるチップ6を撮像して位置を認識する。ここでは、
(4)−1移載工程(ピックアップ)の後に、(4)−
2移載工程(受け渡し)が行われ、(4)−2移載工程
(受け渡し)と(5)部品認識工程が同時並行的に実行
される(図9参照)。
カメラ35が電子部品供給部2から退去したならば、搭
載ヘッド33は電子部品供給部2上に移動し、第2ター
ンにおいて搭載対象となるチップ6を個別にピックアッ
プする。そしてこれと並行して、反転ステージ17にお
いては、まず(1)液面平坦化工程にてフラックス膜8
0a形成後のステージ79が転写高さ位置まで下降し、
次いでステージ79に対して保持ヘッド74が上下反転
する。これにより、保持ヘッド74に保持されたチップ
6のバンプ6aはステージ79の底面79aに対向して
当接する。そしてステージ79を上方に押し付けること
により、チップ6のバンプ6aの先端部を平坦にする整
形が行われる(図6(d)参照)。
らの真空吸引を解除した後に反転して原位置に戻り、ス
テージ79は受け渡し高さ位置まで上昇する。すなわ
ち、ここでは、(4)−1移載工程(ピックアップ)
と、(2)塗布工程((2)−1塗布工程(反転・整
形)および(2)−2塗布工程(戻り・上昇))が同時
並行的に行われる。
品供給部2から複数のチップ6をピックアップした搭載
ヘッド33が保持ヘッド74の上方に移動する。保持し
たチップ6を保持ヘッド74に受け渡したならば、搭載
ヘッド33は直ちにステージ79上に移動し、フラック
ス膜80a上に配置されたチップ6をノズル33aによ
って取り出す。
し)に引き続いて(3)−1搭載工程(取り出し)が実
行される。そしてこの移載工程においては、搭載ヘッド
33から保持ヘッド74へのチップ6の受け渡しを行っ
たならば直ちにステージ79に配置されているチップ6
を搭載ヘッド33のノズル33aで取り出す。
ージ79からのチップ6の取り出しが終了したならば、
反転ステージ17においては、ステージ79のフラック
ス80の液面をスキージユニット83によって平坦化す
る液面平坦化工程が行われ、ステージ79には再びフラ
ックス膜80aが形成される。
ズル33aに保持した搭載ヘッド33は、第3のカメラ
15の上方を移動するスキャン動作を行なった後、第1
の基板保持機構10Aに保持された基板16の上方に移
動する。そしてスキャンによって保持したチップ6の画
像を取り込み、チップ6の位置を認識する。ここでは、
(7)部品認識工程(搭載前)、(1)液面平坦化工程
が同時並行的に実行される。
ヘッド33による基板16へのチップ6の搭載が行われ
る。ここでは第1の認識処理部55で求めた電子部品搭
載位置16aの位置、第3の認識処理部57で求めたチ
ップ6の位置および基板検査判定結果に基づいて搭載動
作を行う。これにより図14(b)に示すように、基板
16の4つの電子部品搭載位置16aにチップ6が搭載
される。
ている時に、反転ステージ17においては、図11
(a)と同様の(2)塗布工程((2)−1塗布工程
(反転・整形)、(2)−2塗布工程(戻り・上昇))
が図12(a)に示す(1)液面平坦化工程に続いて行
われる。
のカメラ35によって第3ターンにおいて搭載対象とな
るチップ6の撮像および位置認識が行われる。ここで
は、(3)−2搭載工程(搭載)の実行中に、(2)塗
布工程((2)−1塗布工程(反転・整形)、(2)−
2塗布工程(戻り・上昇))と(5)部品認識工程が実
行される。
カメラ35が電子部品供給部2から退去したならば、搭
載ヘッド33は電子部品供給部2に移動し、第3ターン
において搭載対象となるチップ6を個別にピックアップ
する。このピックアップ動作中に、第1のカメラ34を
基板保持部10の第1基板保持機構10A上に移動させ
て基板16の撮像を行う。ここでは、基板16に搭載さ
れたチップ6の搭載状態の検査と、次の実装ターンでチ
ップ6が搭載される複数の電子部品搭載位置16aの位
置認識が行われる。
すように、基板16に設定された8つの電子部品搭載位
置16aを画像取り込み範囲18が順次囲むように、第
1のカメラ34を順次移動させて画像を取り込み、その
後第1のカメラ34をこの基板16の上方から退避させ
る。そして第1のカメラ34で撮像した画像を第1の認
識処理部55で処理して、次の検査処理が行われる。
画像については、チップ6の搭載状態の検査、すなわち
チップ6の位置・姿勢のずれが正常であるか否かが検査
される。そして右側の4つの画像取り込み範囲18につ
いては、基板16の電子部品搭載位置16aの位置認識
が行われる。ここでは、(4)−1移載工程(ピックア
ップ)の実行中に、(6)基板認識工程((6)−1基
板認識工程(搭載位置認識),(6)−2基板認識工程
(搭載状態検査))が行われる。
移行する。この動作においては、図11(b)に示す動
作と同様に、(4)−2移載工程(受け渡し)に引き続
いて(3)−1搭載工程(取り出し)が実行される。こ
の後、前述の同様の単位工程が同様のタイミングで反復
して実行される。
板16の各電子部品搭載位置16aへのチップ6の搭載
が完了し、この後図14(e)に示すように、右側4つ
のチップ6の搭載状態検査のための撮像を行って、当該
基板16への電子部品搭載作業が終了する。
部品搭載方法においては、反転ステージ17に設けられ
た保持ヘッド74によって、ステージ79のフラックス
80上に、搭載ヘッド33のノズル33aの配列と同じ
並列でチップ6を配置するとともに、バンプ6aへのフ
ラックス塗布およびバンプ6aのフラットニングを行う
ようにしている。
写を兼ねて行われるフラットニング時にバンプをフラッ
トニング面に押圧するための押圧機構を必要とせず、さ
らにこの押圧力に耐えるだけの強度を必要としない。こ
のため搭載ヘッド33の構造簡略化・軽量化が可能とな
り、搭載動作の高速化が実現される。
によって行われるフラットニング動作を兼ねたフラック
ス転写動作と、搭載ヘッド33による搭載動作とをパラ
レルに行うことができ、部品取り出し後基板16への実
装を完了するまでのタクトタイムを短縮して、搭載動作
の作業効率を向上させることができる。
3に複数の搭載ノズル33aを設けるとともに、保持ヘ
ッド74にも複数のチップ保持部74aを設け、搭載ヘ
ッド33と保持ヘッド74の配列を一致させているの
で、搭載ヘッド33による保持ヘッド74へのチップ6
の受け渡しを複数個同時に行うことができ、また保持ヘ
ッド74によってフラックス膜80a上に配置された複
数のチップ6を搭載ヘッド33で同時に取り出すことが
できる。このため搭載ヘッド33によるチップ6の搭載
作業時間を短縮して、生産性を高めることができる。な
お、本実施の形態において、バンプ6aの整形が不要な
場合は、配置工程における加圧(バンプ6aの整形)を
省略してもよい。
って作業を行うので部品1個当たりの作業効率を向上さ
せることができる。さらに搭載ヘッドで電子部品供給部
の電子部品を保持ヘッドに受け渡し、保持ヘッドによっ
て粘着物上に配置された電子部品を搭載ヘッドで取り出
して基板に搭載するようにしたので、従来搭載ヘッドと
は別に必要とされていたピックアップ手段を廃止して装
置を簡素化できる。
面図
断面図
断面図
転ステージの斜視図
転ステージの動作説明図
転ステージの動作説明図
御系の構成を示すブロック図
理機能を示す機能ブロック図
イミングチャート
工程説明図
工程説明図
工程説明図
工程説明図
なる基板の平面図
Claims (6)
- 【請求項1】複数の突起電極が突起電極形成面に形成さ
れた電子部品の突起電極に粘着物を塗布しこの電子部品
をワークに搭載する電子部品搭載装置であって、複数の
電子部品を前記突起電極形成面を上方に向けた状態で供
給する電子部品供給部と、平坦なステージ上に粘着物を
延展して液面が平坦化された状態の粘着物を供給する粘
着物供給部と、電子部品の裏面側を保持する電子部品保
持部を複数備えた保持ヘッドを有しこの保持ヘッドで保
持した電子部品を前記ステージに延展された粘着物上に
配置することにより前記突起電極に粘着物を塗布する粘
着物塗布手段と、電子部品を吸着保持する複数の搭載ノ
ズルを備えた搭載ヘッドを有し前記搭載ヘッドによって
前記電子部品供給部の複数の電子部品をピックアップし
て前記保持ヘッドに受け渡し、前記保持ヘッドによって
前記粘着物上に配置された電子部品を前記複数の搭載ノ
ズルによって吸着して取り出してワークに搭載する搭載
手段を備えたことを特徴とする電子部品搭載装置。 - 【請求項2】前記搭載ヘッドの搭載ノズルの配置と前記
保持ヘッドの電子部品保持部の配列が一致することを特
徴とする請求項1記載の電子部品搭載装置。 - 【請求項3】前記ステージは、前記保持ヘッドに保持さ
れた複数の電子部品を粘着物上に配置可能な広さを有す
ることを特徴とする請求項1記載の電子部品搭載装置。 - 【請求項4】突起電極形成面に複数の突起電極を備えた
電子部品の突起電極に粘着物を塗布しこの電子部品をワ
ークに搭載する電子部品搭載方法であって、前記突起電
極形成面を上方に向けた状態で供給された複数の電子部
品を搭載ヘッドの複数の搭載ノズルでピックアップし、
ピックアップした複数の電子部品を電子部品の裏面を保
持ヘッドの電子部品保持部に保持させて受け渡す移載工
程と、前記保持ヘッドで保持した複数の電子部品を平坦
なステージ上に延展された粘着物上に配置することによ
り電子部品の突起電極に粘着物を塗布する塗布工程と、
前記ステージに配置された複数の電子部品を前記搭載ヘ
ッドの搭載ノズルによって取り出してワークに搭載する
搭載工程とを含むことを特徴とする電子部品搭載方法。 - 【請求項5】前記移載工程において搭載ヘッドの搭載ノ
ズルから保持ヘッドへの複数の電子部品の受け渡しを同
時に行い、前記搭載工程において搭載ノズルによる前記
ステージからの複数の電子部品の取り出しを同時に行う
ことを特徴とする請求項4記載の電子部品搭載方法。 - 【請求項6】前記移載工程において、搭載ヘッドから保
持ヘッドへの電子部品の受け渡しを行ったならば直ちに
前記ステージに既に配置されている電子部品を前記搭載
ヘッドの搭載ノズルで取り出し、その後このステージ上
の粘着物の液面を前記スキージで平坦化し、次いで前記
保持ヘッドに保持されている電子部品をこの粘着物上に
配置することを特徴とする請求項4記載の電子部品搭載
方法。
Priority Applications (8)
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CNB038050013A CN100356540C (zh) | 2002-03-25 | 2003-03-24 | 电子元件安装设备及其安装方法 |
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Cited By (1)
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2002
- 2002-03-27 JP JP2002087870A patent/JP3763284B2/ja not_active Expired - Fee Related
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