JP2005175356A - 電子部品ピックアップ装置および電子部品ピックアップ方法 - Google Patents

電子部品ピックアップ装置および電子部品ピックアップ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】粘着シートに保持された電子部品を撮像する際の撮像状態を安定させることができる電子部品ピックアップ装置および電子部品ピックアップ方法を提供することを目的とする。
【解決手段】粘着シート5に保持された複数の電子部品6を作業ヘッドによって吸着してピックアップする電子部品ピックアップ動作において、作業ヘッドの複数のノズルで電子部品を吸着する前に、吸着予定の複数の電子部品6の上方へ電子部品認識用の第1のカメラ35を移動させるとともに、当該電子部品6の下方へ下受部8を順次移動させ下受部8の上面の支持面14aによって水平姿勢に保持された電子部品6を撮像する。これにより、粘着シート5に保持された状態の電子部品6を撮像する際の撮像状態を安定させることができ、位置検出精度を確保して電子部品のピックアップミスを減少させることができる。
【選択図】図8


Description

本発明は、ダイボンディング装置において粘着シートに保持された電子部品をピックアップする電子部品ピックアップ装置および電子部品ピックアップ方法に関するものである。
半導体ウェハから切り出された個片の半導体素子をリードフレームなどの基板に実装するダイボンディング装置は、粘着シートに保持された電子部品である半導体素子を吸着して取り出す電子部品ピックアップ装置を備えている(例えば特許文献1参照)。この電子部品ピックアップ装置においては、粘着シートを保持した保持テーブルとピックアップヘッドとは水平方向に相対移動可能となっており、撮像部として設けられた部品認識用のカメラによって半導体素子を撮像して検出された部品位置検出結果にしたがって、ピックアップ対象の半導体素子をピックアップヘッドに位置合わせするようになっている。
特開2002−111289号公報
ところで近年生産効率向上の要請から、1回の部品取り出し動作において複数個の半導体素子をピックアップできるよう、複数のノズルを備えたマルチノズルタイプのピックアップヘッドが用いられるようになっている。この場合には1回のピックアップ動作において複数個の半導体素子を対象とするため、前述の撮像部による撮像動作においては、複数個の半導体素子を連続して撮像する必要がある。
しかしながら、半導体素子は撓みやすい粘着シートに保持されているため、複数の半導体素子を対象として撮像する際に、全ての半導体素子を撮像のための正しい高さや姿勢に保持して撮像状態を安定させることが困難であった。このため、半導体素子の位置検出精度が低下して、ピックアップ動作のミスを招く場合があった。
そこで本発明は、粘着シートに保持された電子部品を撮像する際の撮像状態を安定させることができる電子部品ピックアップ装置および電子部品ピックアップ方法を提供することを目的とする。
本発明の電子部品ピックアップ装置は、粘着シートに保持された複数の電子部品を吸着してピックアップする電子部品のピックアップ装置であって、上面に複数の電子部品を粘着して保持する粘着シートが装着された治具を保持する治具保持部と、電子部品を吸着する複数のノズルとこれらのノズルを個別に昇降させるノズル昇降機構を備えた作業ヘッドと、前記作業ヘッドを粘着シートに保持された電子部品の上方へ移動させる作業ヘッド移動機構と、粘着シートに保持された電子部品を撮像する撮像部と、前記撮像部を粘着シートに保持された電子部品の上方へ移動させる撮像部移動機構と、前記粘着シートの下面に当接する上面を有しこの上面で粘着シートに保持された電子部品の姿勢を水平に保つ下受部と、前記下受部を前記粘着シートの下面に沿って水平方向に移動させる下受部移動機構と、前記複数のノズルによって電子部品を吸着する前に前記撮像部移動機構を作動させて吸着予定の電子部品の上方へ前記撮像部を移動させるとともに、前記下受部移動機構を作動させて当該電子部品の下方へ下受部を移動させ、前記下受部で下受けされた電子部品の撮像を前記撮像部によって順次行わせる電子部品認識動作指示部と、前記撮像部で撮像された複数の電子部品の位置を求める電子部品位置認識部と、前記電子部品位置認識部で求
めた複数の電子部品の位置を記憶する電子部品位置記憶部と、前記下受部移動機構を作動させて前記下受部を吸着予定の複数の電子部品の位置に順次位置させるとともに、前記電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の位置に基づいて前記作業ヘッド移動機構を作動させて複数のノズルを当該電子部品に対して順次位置決めし、前記ノズル昇降機構を作動させて前記位置決めされたノズルによって電子部品を順次吸着する電子部品吸着動作指示部とを備えた。
また本発明の電子部品ピックアップ方法は、上面に複数の電子部品を粘着して保持する粘着シートが装着された治具を保持する治具保持部と、電子部品を吸着する複数のノズルを備えた作業ヘッドと、粘着シートに保持された電子部品を撮像する撮像部と、前記粘着シートの下面に当接する上面を有しこの上面で粘着シートに保持された電子部品の姿勢を水平に保つ下受部と、前記撮像部で撮像された電子部品の位置を求める電子部品位置認識部とを有する電子部品ピックアップ装置による電子部品ピックアップ方法であって、前記複数のノズルで電子部品を吸着する前に、吸着予定の複数の電子部品の上方へ前記撮像部を移動させるとともに当該電子部品の下方へ下受部を順次移動させ、下受部によって下受けされた電子部品を撮像部によって順次撮像する電子部品撮像工程と、電子部品撮像工程において撮像された電子部品の位置を前記電子部品位置認識部によって求める位置認識工程と、位置認識工程において求めた複数の電子部品の位置を記憶する電子部品位置記憶工程と、前記下受部を吸着予定の複数の電子部品の位置に順次位置させるとともに電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の位置に基づいて複数のノズルを複数の電子部品に対して順次位置決めし、位置決めされたノズルで電子部品を順次吸着する電子部品吸着工程とを含む。
本発明によれば、複数のノズルで電子部品を吸着する前に吸着予定の電子部品の上方へ撮像部を移動させるとともに、当該電子部品の下方へ下受部を移動させ、下受部によって下受けされて姿勢が水平に保たれた状態の電子部品を撮像部によって順次撮像することにより、粘着シートに保持された状態の電子部品を撮像する際の撮像状態を安定させることができ、位置検出精度を確保して電子部品のピックアップミスを減少させることができる。
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。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ピックアップ装置の下受部の構造説明図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置の制御系の構成を示すブロック図、図6は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による部品移送搭載動作の動作説明図、図7は本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作のフロー図、図8,図9は本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作の動作説明図、図10は本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置の下受部の構造説明図、図11は本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作の動作説明図である。
まず図1、図2、図3を参照して本発明の電子部品ピックアップ装置が組み込まれた電子部品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は治具保持部3を備えており、治具保持部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。粘着シート5は、上面に複数の電子部品6を粘着して保持する。この電子部品ピック
アップ装置は、粘着シート5に保持された複数の電子部品6を吸着してピックアップする機能を有している。
図2に示すように、治具保持部3に保持された粘着シート5の下方には、下受部8が下受部移動テーブル7によって水平移動可能に配設されている。下受部8は上面に粘着シート5の下面に当接して下受けする支持面を有し、この支持面で粘着シート5に保持された電子部品6の姿勢を水平に保つ機能を有している。下受部移動テーブル7は、図5に示すようにX軸モータ7X、Y軸モータ7Yを備えたXYテーブルであり、X軸モータ7X、Y軸モータ7Yはモータ駆動部57によって駆動される。下受部移動テーブル7およびモータ駆動部57は、下受部8を電子部品6の下面に沿って水平方向に移動させる下受部移動機構56を構成する。
そして下受部8は、下受部回転機構8a、ニードル昇降機構8bを内蔵しており、筒状部8cの頂部は粘着シート5の下面に当接して下受けする支持面14aが上面に設けられた当接支持部14となっている。すなわち、下受部8の上面は粘着シート5の下面に当接して下受けする支持面14aとなっている。下受部回転機構8aを駆動することにより、筒状部8cを介して当接支持部14が垂直軸廻りに回転する。すなわち、下受部8には、上面である支持面14aを垂直な中心軸を中心に回転させる下受部回転機構が設けられている。
図4(a)に示すように、筒状部8cの上端部には当接部材15がナット部材14bによって装着されている。当接部材15の上面は前述の支持面14aとなっており、支持面14aには当接部材15に十字溝状に設けられた貫通孔15aおよび支持面14aに開口した複数の吸引孔15bが設けられている。筒状部8cの内部は真空吸引手段(図示省略)に接続されている。支持面14aが粘着シート5の下面に当接した状態で筒状部8cの内部を真空吸引することにより、吸引孔15bから真空吸引し、粘着シート5を支持面14aに吸着することができる。すなわち下受部8は上面に粘着シート5を吸着する吸引孔を有する形態となっている。
図4(b)は、貫通孔15a位置における下受部8の縦断面を示しており、筒状部8c内には、複数のニードル16を保持したニードル保持部16aが、ニードル昇降機構8bによって昇降自在に配設されている。ニードル昇降機構8bを駆動することによりニードル保持部16aがニードル16とともに昇降し、これによりニードル16は貫通孔15aを介して支持面14aから突没する。
後述する作業ヘッド33によって粘着シート5から電子部品6をピックアップする際には、ニードル16によって粘着シート5の下方から電子部品6を突き上げることにより、電子部品6は粘着シート5から剥離される。すなわち本実施の形態においては、下受部8は上面に開口する貫通孔15aと、この貫通孔15aから突出して粘着シート5上の電子部品6を下方から突き上げるニードル16、とこのニードルを昇降させるニードル昇降機構8bとを有するシート剥離機構を兼ねたものとなっている。
図3に示すように、基台1の上面の電子部品供給部2からY方向(第1方向)へ離れた位置には、電子部品6が搭載される基板13を保持する基板保持部10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11、基板搬出コンベア12がX方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア11は、基台1と連結されたサブ基台1a上に跨って配置されており、サブ基台1a上には接着剤供給部9が配設されている。接着剤供給部9は、上流側から基板搬入コンベア11に搬入された基板13に対して、チップ接着用の接着剤18(図6参照)を塗布する。接着剤塗布後の基板13は基板保持部10に渡され、ここで電子部品が搭載された実装後の基板13は、基板搬出コン
ベア12によって下流側に搬出される。
図1において、基台1の上面の両端部には、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(第1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第1方向ガイド21が配設されており、1対の第1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。
これらの1対の第1方向ガイド21には、第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、それぞれ両端部を第1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。センタービーム部材30の右側の側端部にはナット部材23bが突設されており、ナット部材23bに螺合した送りねじ23aは、第1のY軸ベース20A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は第1方向ガイド21に沿ってY方向に水平移動する。
また、第1ビーム部材31,第2ビーム部材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24,26によって回転駆動される。Y軸モータ24,26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は第1方向ガイド21に沿ってY方向に水平移動する。
センタービーム部材30には作業ヘッド33が装着されており、作業ヘッド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、作業ヘッド30はセンタービーム部材30の側面にX方向(第2方向)に設けられた第2方向ガイド42(図2参照)に案内されてX方向に移動する。
図5に示すように、作業ヘッド33は1個の電子部品6を吸着して保持する複数(ここでは4つ)のノズル33aと、これらのノズル33aを個別に昇降させるノズル昇降部33bを備えている。ノズル昇降部33bはZ軸モータを内蔵しており、Z軸モータはモータ駆動部54によって駆動される。ノズル昇降部33bおよびモータ駆動部54はノズル昇降機構を構成する。
さらに、作業ヘッド33の各ノズル33aは、ベルト33cを介して共通のΘ回転モータ33Θによって回転可能となっており、Θ回転モータ33Θはモータ駆動部55によって駆動される。ベルト33c、ノズル回転モータ33Θおよびモータ駆動部55は、ノズル33aをノズル軸(Θ軸)廻りに回転させるノズル回転機構を構成する。
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、作業ヘッド33はX方向、Y方向に水平移動し、電子部品供給部2において粘着シート5に粘着された電子部品6をノズル33aによって吸着して保持し、保持した電子部品6を基板13の電子部品搭載位置に供給された接着剤18上に搭載する(図6参照)。
一対の第1方向ガイド21,センタービーム部材30,センタービーム部材30を第1方向ガイド21に沿って移動させる第1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、作業ヘッド33を第2方向ガイド42に沿って移動させる第2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)およびX
軸モータ40,Y軸モータ22を駆動するモータ駆動部53(図5参照)とは、作業ヘッド33を電子部品供給部2において粘着シート5に保持された電子部品6の上方へ移動させる作業ヘッド移動機構52を構成する。
第1ビーム部材31には、第2のカメラ34が装着されており、第2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2のカメラ34は第1ビーム部材31の側面に設けられた第2方向ガイド45(図2参照)に案内されてX方向に移動する。
Y軸モータ24およびX軸モータ43を駆動することにより、第2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2のカメラ34は基板保持部10に保持された基板13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。
第2ビーム部材32には、第1のカメラ35が装着されている。第1のカメラ35は粘着シート5に保持された電子部品6を撮像する撮像部となっている。第1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1のカメラ35は第2ビーム部材32の側面に設けられた第2方向ガイド48(図2参照)に案内されてX方向に移動する。
したがってY軸モータ26およびX軸モータ46を駆動することにより、第1のカメラ35はX方向、Y方向に水平移動し、これにより、第1のカメラ35は電子部品供給部2において粘着シート6に保持された電子部品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。
1対の第1方向ガイド21,第2ビーム部材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第1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1のカメラ35を第2方向ガイド48に沿って移動させる第2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)およびX軸モータ46,Y軸モータ26を駆動するモータ駆動部51(図5参照)とは、撮像部である第1のカメラ35を粘着シート5に保持された電子部品6の上方へ移動させる第1のカメラ移動機構50(撮像部移動機構)を構成する。
図3に示すように、電子部品供給部2と基板保持部10との間の作業ヘッド移動機構による作業ヘッド33の移動範囲内には、第3のカメラ17が配設されている。第3のカメラ17はライン型カメラであり、上面に配設された照明部17aを点灯した状態で、電子部品供給部2において電子部品6をピックアップした作業ヘッド33が第3のカメラ17の上方をX方向に移動することにより、作業ヘッド33のノズル33aに保持された電子部品6を下方から観察して電子部品6の画像を撮り込む。
次に図5を参照して、電子部品ピックアップ装置の制御系の構成について説明する。図5において波線枠で示す制御部60内の電子部品配列データ記憶部61、電子部品認識動作指示部62、電子部品位置認識部63、電子部品位置記憶部64、電子部品吸着動作指示部65は、電子部品搭載装置の制御装置の構成要素のうち、電子部品供給部2から電子部品をピックアップする電子部品ピックアップ機能に関連する各要素を示している。
電子部品配列データ記憶部61は、粘着シート5において電子部品6が貼着されている部品貼着範囲や、部品貼着範囲内における電子部品6のおおまかな配列ピッチなどを示す
電子部品配列データを記憶する。この電子部品配列データは、以下に説明するように、粘着シート5上の電子部品6の位置が検出されていない状態において、第1のカメラ35や下受部8を電子部品6に対して移動させる際の目標位置データとして用いられる。
電子部品認識動作指示部62は、第1のカメラ移動機構50のモータ駆動部51、第1のカメラ35、下受部移動機構56のモータ駆動部57を制御することにより、電子部品ピックアップ動作において、複数のノズル33aで電子部品6を吸着する前に、第1のカメラ移動機構50を作動させて吸着予定の電子部品の上方へ第1のカメラ35を移動させる。これとともに電子部品認識動作指示部62は、モータ駆動部57を制御することにより、下受部移動機構56を作動させて当該吸着予定の電子部品6の下方へ下受部8を移動させ、第1のカメラ35を制御して下受部8で下受けされた電子部品6の撮像を第1のカメラ35に順次行わせる。
この第1のカメラ移動機構50、下受部移動機構56を作動させる際には、前述のように電子部品配列データ記憶部61に記憶された電子部品6の配列データが参照される。これにより、対象とする電子部品6の下方へ下受部8を移動させることができ、図8に示すように、下受部8の上面の支持面14aによって少なくとも1つの電子部品6が水平姿勢で保持される。そしてこのように水平姿勢に保たれた状態の電子部品6が、第1のカメラ35により撮像される。
電子部品位置認識部63は、第1のカメラ35によって撮像した電子部品6の画像データを認識処理することにより、電子部品供給部2において粘着シート5に保持された状態の複数の電子部品6の位置、すなわち各電子部品6の水平位置を示すX,Y座標データと、電子部品6のΘ方向(垂直軸廻りの回転方向)の角度を検出する。そして検出された複数の電子部品6の位置は、電子部品位置記憶部64によって記憶される。ここでは、連続して撮像される4個の電子部品6のX,Y座標データ(X、Y)と、電子部品6の水平面内での角度(向き)を示す角度データ(Θ)が記憶される。
電子部品吸着動作指示部65は、作業ヘッド33による電子部品吸着動作に必要な各部の動作を指示する機能を有しており、電子部品位置記憶部64に記憶されたデータ、すなわち第1のカメラ35による検出された複数の電子部品6の位置データに基づいて、モータ駆動部53、モータ駆動部54、モータ駆動部55、下受部回転機構8a、ニードル昇降機構8b、モータ駆動部57の各部を制御することにより、以下に説明する動作を各部に行わせる。
まず電子部品吸着動作指示部65は、電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の位置に基づいて、下受部移動機構56を作動させて下受部8を吸着予定の複数の電子部品6の位置に順次位置させる。これにより、当接支持部14が当該吸着予定の電子部品6の中心点に当接支持部14の支持面14aの中心点を一致させて、XY方向に位置合わせされる。このとき電子部品吸着動作指示部65が、電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の角度データ(Θ)に基づいて下受部回転機構8aを作動させることにより、支持面14aの向きを電子部品6の向きに合わせる。
また電子部品吸着動作指示部65は、電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の位置に基づいて作業ヘッド移動機構52を作動させて、複数のノズル33aを当該電子部品6に対して順次位置決めし、ノズル昇降機構33bを作動させて位置決めされたノズル33aで電子部品6を順次吸着する。このとき、電子部品吸着動作指示部65は、電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の角度データ(Θ)に基づいてノズル回転機構を作動させて、ノズル33aの角度を吸着すべき電子部品6の角度に合わせる。
上述の電子部品ピックアップ装置の各構成要素のうち、治具保持部3、作業ヘッド33、作業ヘッド移動機構52、撮像部である第1のカメラ35、撮像部移動機構である第1のカメラ移動機構50、下受部8、下受部移動機構56の各機構部と、電子部品認識動作指示部62、電子部品位置認識部63、電子部品位置記憶部64、電子部品吸着動作指示部65の各制御要素は、本発明の必須構成要素となっている。
次に電子部品搭載装置において作業ヘッド33によって行われる部品移送搭載動作について、図6を参照して説明する。図6において、作業ヘッド33はまず電子部品供給部2に移動する。このとき、ピックアップ対象の複数の電子部品6は前述のように予め第1のカメラ35による撮像によって位置が検出されており、作業ヘッド33はこの位置検出結果に基づいて吸着ノズル33aによって電子部品6を取り出す。
各吸着ノズル33aに電子部品6を保持した作業ヘッド33は、第3のカメラ17の左側方まで移動する。そしてX方向に方向転換した後、第3のカメラ17を横切る方向に直線的に移動する。これにより、吸着ノズル33aに保持された電子部品6が第3のカメラ17の上方を通過する際に、電子部品6の画像が撮り込まれる。この後、第3のカメラ17の上方を通過した作業ヘッド33は基板保持部10へ移動し、基板13に予め供給された接着剤18上に保持した電子部品6を順次搭載する。
次に上述の部品移送搭載動作において、粘着シート5に粘着された電子部品6を作業ヘッド33によってピックアップする電子部品ピックアップ動作について、各図を参照しながら図7のフローに沿って説明する。この電子部品ピックアップ動作は、作業ヘッド33に備えられた4つのノズル33aによって電子部品6を取り出すものであり、対象となる4つの電子部品を第1のカメラ35によって順次撮像することにより各電子部品6の位置を検出する認識動作の後に、複数のノズル33aによってこれらの電子部品6を順次吸着保持する吸着動作を実行する形態となっている。
まず図7において、複数のノズル33aの個々に付されたノズル番号のカウンタを、K=0にリセットする(ST1)。この後カウンタを1だけ歩進させてK=K+1とし(ST2)、次いで、No.(K)のノズル33aで電子部品6を吸着するか否か、すなわちこの部品移送搭載動作において当該ノズル33aが電子部品6をピックアップするように指定されているか否かを、実装シーケンスデータに基づいて判断する(ST3)。ここで、吸着しないと判断されたならば、(ST7)に進む。
(ST3)において、No.(K)のノズル33aによって電子部品6を吸着すると判断されたならば、No.(K)のノズル33aが吸着する電子部品6に対して下受部8と第1のカメラ35を位置決めする(ST4)。すなわち、電子部品配列データ記憶部61に記憶された配列データに基づいて、電子部品認識動作指示部62が下受部移動機構56および第1のカメラ移動機構50を作動させる。これにより、図8に示すように、当該部品移送搭載動作においてノズル33aによって吸着されるべき電子部品6の下方に下受部8を水平移動させて、当接支持部14の上面の支持面14aを粘着シート5の下面に当接させ、吸引孔15bによって粘着シート5を支持面14aに吸着する。
このとき、下受部8の電子部品6への位置決め目標位置は配列データに基づく予想位置であるため、図9(a)に示すように当接支持部14と対象とする電子部品6とは必ずしも正確に位置合わせされない。すなわち十字状に配置された貫通孔15aの交点は電子部品6の中心点から外れた位置にあり、当接支持部14の向きと電子部品6の向きとも一致していない。このような状態においても、少なくとも対象とする電子部品6は、支持面14aによって完全に下受け保持される範囲内に位置しており、これにより当該電子部品6
は支持面14aに倣った水平姿勢に保持される。
次いで、第1のカメラ35で電子部品6を撮像する(ST5)。このとき、電子部品6は上述と同様の理由により必ずしも第1のカメラ35の撮像視野の中心には位置していないが、正常な撮像が行える範囲内には位置している。また電子部品6は下受部8の支持面14aによって正しい安定した姿勢に保たれていることから、姿勢不良に起因する画像品質の低下を招くことなく、高品質の画像を取得することができる。そして撮像によって得られた画像データを電子部品位置認識部63によって認識処理することにより、電子部品6の位置を認識してその位置を該当するノズル番号に関連づけして電子部品位置記憶部64に記憶する(ST6)。ここでは、前述のように高品質の画像が取得されていることから、高い位置認識精度が確保される。
この後、ノズル番号カウンタがK=4であるか否か、すなわち4つのノズル33aによって吸着すべき全ての電子部品6の位置を認識して記憶したか否かを判断する。ここで、Noであれば(ST2)に戻って以降のステップを反復実行する。すなわち、下受部8を水平移動させて、図9(a)に示すように、当接支持部14を粘着シート5の下面に沿わせて隣接する電子部品6の下方へと順次移動させ、同様に第1のカメラ35による撮像を行う。そして(ST7)においてYesと判断されたならば、以下の吸着動作に移行する。
まずノズル番号のカウンタを、K=0にリセットする(ST8)。この後カウンタを1だけ歩進させてK=K+1とし(ST9)、次いで、(ST3)と同様に、No.(K)のノズル33aで電子部品を吸着するか否かを判断する(ST10)。ここで、吸着しないと判断されたならば、(ST13)に進む。
(ST10)において、No.(K)のノズル33aによって電子部品6を吸着すると判断されたならば、No.(K)のノズル33aと下受部8を吸着すべき電子部品6の位置に位置決めする(ST11)。このとき、電子部品位置記憶部64に当該ノズル番号に関連づけして記憶された電子部品6の位置データに基づいて、電子部品吸着動作指示部65が作業ヘッド移動機構52およびノズル回転機構、下受部移動機構56および下受部回転機構8aを作動させる。
これにより、図9(b)に示すように、粘着シート5上における電子部品6と下受部8との位置ずれが補正されて当接支持部14と対象とする電子部品6とは正確に位置合わせされ、十字溝状に配置された貫通孔15aの交点が電子部品6の中心点に一致する。これとともに、下受部回転機構8aによって当接支持部14の向きが電子部品6の向きに合わされる。そしてこの状態で、吸引孔15bによって粘着シート5を支持面14aに吸着する。
次いで、ノズル昇降機構を作動させてノズル33aを下降させ、ノズル33aによって電子部品6を吸着する(ST12)。この吸着に際しては、ノズル回転機構によってノズル33aの角度を当該ノズルによって吸着すべき電子部品6の角度に合わせ、そして下受部8の上面に開口する貫通孔15aからニードル16を突出させ、電子部品6を下方から突き上げて粘着シート5から剥離する。
この吸着動作においては、下受部8は電子部品6に対してXY方向の位置のみならず当接支持部14の向きを含めて正確に位置合わせされていることから、ニードル16による剥離動作においてニードル16は常に電子部品6の正しい位置を突き上げる。したがって電子部品6を粘着シート5から安定して剥離することができ、ノズル33aによる吸着時の電子部品6の姿勢を安定させてピックアップミスを減少させることができる。
この後、ノズル番号カウンタがK=4であるか否か、すなわち4つのノズル33aによって吸着すべき全て電子部品6を吸着したか否かを判断する。ここで、Noであれば(ST9)に戻って以降のステップを反復実行する。そして(ST13)においてYesと判断されることにより、電子部品ピックアップ動作を終了する。
すなわち、上述の電子部品ピックアップ動作は、複数のノズル33aで電子部品6を吸着する前に、吸着予定の複数の電子部品6の上方へ第1のカメラ35を移動させるとともに、当該電子部品6の下方へ下受部8を順次移動させ、下受部8によって下受けされた電子部品6を第1のカメラ35によって順次撮像する電子部品撮像工程と、この電子部品撮像工程において撮像された電子部品6の位置を電子部品位置認識部63によって求める位置認識工程と、位置認識工程において求めた複数の電子部品6の位置を記憶する電子部品位置記憶工程と、下受部8を吸着予定の複数の電子部品の位置に順次位置させるとともに電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の位置に基づいて複数の電子部品6に対して順次位置決めし、位置決めされたノズル33aで電子部品6を順次吸着する電子部品吸着工程とを含む形態となっている。
そして電子部品撮像工程および電子部品吸着工程においては、下受部8の上面の支持面14aの吸引孔15bによって粘着シート5を吸引するようにしている。さらに、電子部品吸着工程においては、下受部8の上面に開口する貫通孔15aからニードル16を突出させ、電子部品6を下方から突き上げて粘着シート5から剥離する。
また電子部品吸着工程において、電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の位置に基づいて、下受部8を複数の電子部品6に対して順次位置決めするとともに、複数のノズル33aを当該電子部品6に対して順次位置決めし、位置決めされたノズル33aで下受部8によって水平に支持された電子部品6を順次吸着する形態となっている。
さらに位置認識工程において複数の電子部品6の角度を検出し、電子部品位置記憶工程において電子部品6の角度を電子部品位置記憶部64に記憶し、電子部品吸着工程において電子部品位置記憶部64に記憶された複数の電子部品6の角度に基づいて、ノズル33aの角度を吸着すべき電子部品6の角度に合わせるとともに、下受部8の上面の向きをノズル33aに吸着される電子部品6の向きに合わせるようにしている。
上記説明したように、本発明によれば、複数のノズル33aで電子部品6を吸着する前に吸着予定の電子部品6の上方へ第1のカメラ35を移動させるとともに、当該電子部品6の下方へ下受部8を移動させ、下受部8によって下受けされて姿勢が水平に保たれた状態の電子部品6を第1のカメラ35によって順次撮像する。これにより、第1のカメラ35によって粘着シート5に保持された状態の電子部品6を撮像する際の撮像状態を安定させることができ、位置検出精度を確保することができる。
さらに、ノズル33aによる部品吸着時には、上述の位置検出結果に基づいて下受部8を電子部品6に正しく位置決めした状態で吸着動作が行われることから、下受部8によって電子部品を粘着シート5から安定して剥離させることができ、電子部品のピックアップミスを減少させることができる。
なお上記実施の形態においては、作業ヘッド33にノズル33aを回転させるノズル回転機構を備え、さらに下受部8に支持面14aを回転させる下受部回転機構8aを備えた構成例を示したが、これらノズル回転機構33b、下受部回転機構8aは、いずれも本発明の必須構成要素には含まれていない。
この必須構成要件に加えてノズル回転機構を設けた構成例では、電子部品位置認識部63は、複数のチップ6の角度を検出して電子部品位置記憶部64に記憶させ、電子部品吸着動作指示部65は、電子部品位置記憶部64に記憶された複数のチップ6の角度に基づいてノズル回転機構を作動させて、ノズル33aの角度を吸着すべきチップ6の角度に合わせる。
そしてこの構成の電子部品ピックアップ装置によるピックアップ動作においては、前述の位置認識工程において複数のチップ6の角度を検出し、電子部品位置記憶工程においてチップ6の角度を電子部品位置記憶部64に記憶し、電子部品吸着工程において電子部品位置記憶部64に記憶された複数のチップ6の角度に基づいて、ノズル33aの角度を吸着すべきチップ6の角度に合わせる。
さらに上記構成に加えて下受部回転機構8aを設けた構成においては、電子部品位置認識部64は、複数のチップ6の角度を検出して電子部品位置記憶部64に記憶させ、電子部品吸着動作指示部65は電子部品位置記憶部64に記憶された複数のチップ6の角度に基づいて下受部回転機構8aを作動させて、下受部8の上面の向きをノズル33aで吸着されるチップ6の向きに合わせる。
そしてこの構成の電子部品ピックアップ装置によるピックアップ動作においては、位置認識工程において複数のチップ6の角度を検出し、電子部品位置記憶工程においてチップ6の角度を電子部品位置記憶部64に記憶し、電子部品吸着工程において電子部品位置記憶部64に記憶された複数のチップ6の角度に基づいて、下受部8の上面の向きをノズル33aに吸着されるチップ6の向きに合わせる。
また上記実施の形態では、下受部8として、図4に示すように、ニードル16を突き上げることにより電子部品6から粘着シート5を剥離するシート剥離機構を備えたものを示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば図10に示すような下受部8Aを用いてもよい。
図10において、下受部8Aは機構本体部70,機構本体部70に回転自在に保持された支持軸部71および吸着剥離ツール72より構成される。吸着剥離ツール72は対象となる電子部品6の形状・サイズに応じて別体で準備され、支持軸部71の上面に交換自在に装着される。吸着剥離ツール72の上面は粘着シート5の下面に当接して支持するとともに粘着シート5を真空吸引する吸着面72aとなっている。吸着面72aには、複数の直線状の吸引溝73(溝部)が形成されており、各吸引溝73の底部に設けられた吸引孔73aは、支持軸部71の内部に形成された内部孔を介して真空吸引源(図示省略)と接続されており、真空吸引源を駆動することにより、吸引溝73から真空吸引することができる。
機構本体部70内には、回転駆動機構が内蔵されており、吸着剥離ツール72はこの回転駆動機構によって垂直軸廻りに回転可能となっている。これにより、吸着剥離ツール72の吸着面72aの向きを電子部品6の吸着剥離動作に最適な所定の角度で設定することができるようになっている。
粘着シート5の粘着された電子部品6を下受部回転機構8aによって下受けした際の、吸着剥離ツール72による吸着剥離動作について、図11を参照して説明する。まず真空吸引源を駆動して、図6(a)に示すように、吸引孔73aから真空吸引し、粘着シート5に貼着された電子部品6を、吸引溝73内に凹入する形状に撓み変形させる。そしてこの状態で真空吸引を継続することにより、電子部品6の外縁部に粘着シート5が剥離した口開きが生じる。
この口開きが電子部品6の粘着界面全体に進展することにより、電子部品6の下面の全範囲にわたって粘着シート5が剥離される。そして図6(b)に示すように、粘着シート5が吸引溝73内に吸着された状態では、電子部品6は弾性復元力により撓みが消失して平面状態に復帰する。そして図6(c)に示すように、この電子部品6に対してノズル33aを上下動させて取り出すことにより、電子部品6のピックアップが完了する。
すなわち、図10に示す例では、下受部8Aは、上面である吸着面72aに形成された複数の溝部である吸引溝73と、この吸引溝73内を吸引することにより吸引溝73に粘着シート5を吸引して電子部品6の下面から部分的に剥離するシート剥離機構であり、そして電子部品吸着工程において、下受部8Aの吸着面72aに形成された複数の吸引溝73に粘着シート5を吸引して電子部品6の下面から部分的に剥離する形態となっている。
この下受部8Aを備えた構成においても、第1のカメラ35によって電子部品6を撮像する際には、下受部回転機構8aによって電子部品6を下受けして水平姿勢に維持し、第1のカメラ35によって粘着シート5に保持された状態の電子部品6を撮像する際の撮像状態を安定させることができ、同様の効果を得る。
本発明の電子部品ピックアップ装置および電子部品ピックアップ方法は、粘着シートに保持された状態の電子部品を撮像する際の撮像状態を安定させることができ、位置検出精度を確保してピックアップミスを防止することができるという効果を有し、ダイボンディング装置において粘着シートに保持された電子部品をピックアップする用途に有用である。
本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置の下受部の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による部品移送搭載動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作のフロー図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置の下受部の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ピックアップ装置における電子部品ピックアップ動作の動作説明図
符号の説明
2 電子部品供給部
3 治具保持部
4 治具
5 粘着シート
6 電子部品
8 下受部
8a 下受部回転機構
8b ニードル昇降機構
10 基板保持部
13 基板
14 当接支持部
14a 支持面
17 第3のカメラ
18 接着剤
33 作業ヘッド
33a ノズル
33b ノズル昇降機構
34 第2のカメラ
35 第1のカメラ
50 第1のカメラ移動機構
52 作業ヘッド移動機構
56 下受部移動機構
64 電子部品位置記憶部

Claims (18)

  1. 粘着シートに保持された複数の電子部品を吸着してピックアップする電子部品のピックアップ装置であって、上面に複数の電子部品を粘着して保持する粘着シートが装着された治具を保持する治具保持部と、電子部品を吸着する複数のノズルとこれらのノズルを個別に昇降させるノズル昇降機構を備えた作業ヘッドと、前記作業ヘッドを粘着シートに保持された電子部品の上方へ移動させる作業ヘッド移動機構と、粘着シートに保持された電子部品を撮像する撮像部と、前記撮像部を粘着シートに保持された電子部品の上方へ移動させる撮像部移動機構と、前記粘着シートの下面に当接する上面を有しこの上面で粘着シートに保持された電子部品の姿勢を水平に保つ下受部と、前記下受部を前記粘着シートの下面に沿って水平方向に移動させる下受部移動機構と、前記複数のノズルによって電子部品を吸着する前に前記撮像部移動機構を作動させて吸着予定の電子部品の上方へ前記撮像部を移動させるとともに、前記下受部移動機構を作動させて当該電子部品の下方へ下受部を移動させ、前記下受部で下受けされた電子部品の撮像を前記撮像部によって順次行わせる電子部品認識動作指示部と、前記撮像部で撮像された複数の電子部品の位置を求める電子部品位置認識部と、前記電子部品位置認識部で求めた複数の電子部品の位置を記憶する電子部品位置記憶部と、前記下受部移動機構を作動させて前記下受部を吸着予定の複数の電子部品の位置に順次位置させるとともに、前記電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の位置に基づいて前記作業ヘッド移動機構を作動させて複数のノズルを当該電子部品に対して順次位置決めし、前記ノズル昇降機構を作動させて前記位置決めされたノズルで電子部品を順次吸着する電子部品吸着動作指示部とを備えたことを特徴とする電子部品ピックアップ装置。
  2. 前記下受部は、前記上面に粘着シートを吸引する吸引孔を有することを特徴とする請求項1記載の電子部品ピックアップ装置。
  3. 前記下受部は、前記上面に開口する貫通孔とこの貫通孔から突出して粘着シート上の電子部品を下方から突き上げるニードルとこのニードルを昇降させるニードル昇降機構とを有するシート剥離機構であることを特徴とする請求項1記載の電子部品ピックアップ装置。
  4. 前記下受部は、前記上面に形成された複数の溝部を有し前記溝部内を吸引することにより溝部に粘着シートを吸引して電子部品の下面から粘着シートを部分的に剥離するシート剥離機構であることを特徴とする請求項1記載の電子部品ピックアップ装置。
  5. 前記電子部品吸着動作指示部は、前記電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の位置に基づいて前記下受部移動機構を作動させて前記下受部を複数の電子部品に対して順次位置決めするとともに前記作業ヘッド移動機構を作動させて複数のノズルを当該電子部品に対して順次位置決めし、前記ノズル昇降機構を作動させて前記位置決めされたノズルで前記下受部によって水平に支持された電子部品を順次吸着することを特徴とする請求項1記載の電子部品ピックアップ装置。
  6. さらに、前記作業ヘッドにノズルを回転させるノズル回転機構を設け、前記電子部品位置認識部は、複数の電子部品の角度を検出して前記電子部品位置記憶部に記憶させ、前記電子部品吸着動作指示部は、電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の角度に基づいて前記ノズル回転機構を作動させてノズルの角度を吸着すべき電子部品の角度に合わせることを特徴とする請求項1記載の電子部品ピックアップ装置。
  7. さらに、前記下受部に下受部の上面を垂直な中心軸を中心に回転させる下受部回転機構を設け、前記電子部品位置認識部は複数の電子部品の角度を検出して前記電子部品位置記
    憶部に記憶させ、前記電子部品吸着動作指示部は電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の角度に基づいて前記下受部回転機構を作動させて前記上面の向きを前記ノズルで吸着される電子部品の向きに合わせることを特徴とする請求項5記載の電子部品ピックアップ装置。
  8. さらに、前記作業ヘッドにノズルを回転させるノズル回転機構を設け、前記下受部に下受部の上面を垂直な中心軸を中心に回転させる下受部回転機構を設け、前記電子部品位置認識部は複数の電子部品の角度を検出して前記電子部品位置記憶部に記憶させ、前記電子部品吸着動作指示部は電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の角度に基づいて前記ノズル回転機構を作動させて前記ノズルの角度を吸着すべき電子部品の角度に合わせるとともに前記下受部回転機構を作動させて前記上面の向きを当該電子部品の向きに合わせることを特徴とする請求項5記載の電子部品ピックアップ装置。
  9. 前記作業ヘッドは、ノズルに吸着した電子部品を基板に搭載することを特徴とする請求項1記載の電子部品ピックアップ装置。
  10. 上面に複数の電子部品を粘着して保持する粘着シートが装着された治具を保持する治具保持部と、電子部品を吸着する複数のノズルを備えた作業ヘッドと、粘着シートに保持された電子部品を撮像する撮像部と、前記粘着シートの下面に当接する上面を有しこの上面で粘着シートに保持された電子部品の姿勢を水平に保つ下受部と、前記撮像部で撮像された電子部品の位置を求める電子部品位置認識部とを有する電子部品ピックアップ装置による電子部品ピックアップ方法であって、
    前記複数のノズルで電子部品を吸着する前に、吸着予定の複数の電子部品の上方へ前記撮像部を移動させるとともに当該電子部品の下方へ下受部を順次移動させ、下受部によって下受けされた電子部品を撮像部によって順次撮像する電子部品撮像工程と、電子部品撮像工程において撮像された電子部品の位置を前記電子部品位置認識部によって求める位置認識工程と、位置認識工程において求めた複数の電子部品の位置を記憶する電子部品位置記憶工程と、前記下受部を吸着予定の複数の電子部品の位置に順次位置させるとともに電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の位置に基づいて複数のノズルを複数の電子部品に対して順次位置決めし、位置決めされたノズルで電子部品を順次吸着する電子部品吸着工程とを含むことを特徴とする電子部品ピックアップ方法。
  11. 前記電子部品撮像工程および電子部品吸着工程において、前記下受部の上面の吸引孔によって粘着シートを吸引することを吸引することを特徴とする請求項10記載の電子部品ピックアップ方法。
  12. 前記電子部品吸着工程において、前記下受部の上面に開口する貫通孔からニードルを突出させ、電子部品を下方から突き上げて粘着シートから剥離することを特徴とする請求項10記載の電子部品ピックアップ方法。
  13. 前記電子部品吸着工程において、前記下受部の上面に形成された複数の溝部に粘着シートを吸引して電子部品の下面から粘着シートを部分的に剥離することを特徴とする請求項10記載の電子部品ピックアップ方法。
  14. 前記電子部品吸着工程において、前記電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の位置に基づいて前記下受部を複数の電子部品に対して順次位置決めするとともに前記複数のノズルを当該電子部品に対して順次位置決めし、位置決めされたノズルで前記下受部によって水平に支持された電子部品を順次吸着することを特徴とする請求項10記載の電子部品ピックアップ方法。
  15. 前記位置認識工程において複数の電子部品の角度を検出し、電子部品位置記憶工程において電子部品の角度を前記電子部品位置記憶部に記憶し、電子部品吸着工程において電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の角度に基づいて、前記ノズルの角度を吸着すべき電子部品の角度に合わせることを特徴とする請求項10記載の電子部品ピックアップ方法。
  16. 前記位置認識工程において複数の電子部品の角度を検出し、電子部品位置記憶工程において電子部品の角度を前記電子部品位置記憶部に記憶し、電子部品吸着工程において電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の角度に基づいて、前記下受部の上面の向きを前記ノズルに吸着される電子部品の向きに合わせることを特徴とする請求項14記載の電子部品ピックアップ方法。
  17. 前記位置認識工程において複数の電子部品の角度を検出し、電子部品位置記憶工程において電子部品の角度を前記電子部品位置記憶部に記憶し、電子部品吸着工程において電子部品位置記憶部に記憶された複数の電子部品の角度に基づいて、前記ノズルの角度を吸着すべき電子部品の角度に合わせるとともに前記下受部の上面の向きを前記ノズルに吸着される電子部品の向きに合わせることを特徴とする請求項14記載の電子部品ピックアップ方法。
  18. 複数のノズルに吸着した電子部品を基板に搭載することを特徴とする請求項10記載の電子部品ピックアップ方法。
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