JP2007129131A - 部品実装装置および積層部品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スタック実装のための３次元部品実装動作を効率よく行うことができる部品実装装置および積層部品製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置に部品を階層毎に順次積層して実装するスタック実装において、複数の部品積層位置を区分して設定された部品積層区画内で、同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始する。これにより、実装ヘッドにおける実装高さの変更や塗布ヘッドにおける塗布高さの変更の頻度を極力少なくすることができ、スタック実装における３次元部品実装動作を効率よく行うことができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置に部品を階層毎に順次積層して実装する部品実装装置および複数の部品を積層して形成された積層部品を製造する積層部品製造方法に関するものである。

電子機器の製造分野においては、半導体チップを基板などのワークに実装する部品実装作業が行われる。この部品実装作業においては、半田バンプなどの接続用電極が形成された半導体チップを部品供給部から取り出して基板に移送搭載する移載動作と、搭載された半導体チップの接続用電極を基板の回路電極と接合する接合動作とが行われる。このような部品実装作業を行う装置として、従来より部品供給部から半導体チップを取り出して上下反転する部品反転機構と、部品反転機構から受け渡された半導体チップを基板に搭載する搭載ヘッドとを備えた部品実装装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許第３０９７５１１号公報

ところで近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる実装基板の実装密度を更に高密度化することが求められている。このような高密度実装に対応するための実装形態として、複数の半導体チップを積層して実装したいわゆるスタック実装が採用されるようになっている。このようなスタック実装においては、基板上に直接実装された半導体チップの上にさらに半導体チップを積み重ねて立体的に実装する３次元実装動作が必要となるため、従来の平面的な実装動作と比較して、作業動作効率を向上させる上で考慮すべき要因がより複雑になる。

しかしながら、上述の特許文献例に示す部品実装装置を含めて従来装置による部品実装動作は、基板上に半導体チップを平面的に移送搭載する形態を対象としているため、上述のような３次元実装動作を要するスタック実装には必ずしも適していなかった。そしてこのような３次元実装動作は、半導体ウェハ状態において複数の半導体チップを積層して半導体装置とする積層部品製造工程においても必要とされるようになっている。このため、スタック実装のための３次元部品実装動作を効率よく行うことができる部品実装装置および積層部品製造方法が望まれていた。

そこで本発明は、スタック実装のための３次元部品実装動作を効率よく行うことができる部品実装装置および積層部品製造方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置に部品を階層毎に順次積層して実装する部品実装装置であって、前記半導体ウェハを保持するウェハ保持部と、前記部品を部品保持ノズルによって保持する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを前記ウェハ保持部に対して相対的に移動させる実装ヘッド移動機構と、前記ヘッド移動機構を制御することにより前記複数の部品積層位置に第１階層から最終階層までの部品を順次積層して実装する部品積層制御部とを備え、前記部品積層制御部は、前記複数の部品積層位置を区分して設定された部品積層区画内において、同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始するように、前記実装ヘッド移動機構を制御する。

本発明の積層部品製造方法は、複数の部品を積層することによって形成された積層部品を製造する積層部品製造方法であって、部品保持ノズルによって前記部品を保持した実装ヘッドを半導体ウェハに対して相対的に移動させ、前記半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置に第１階層から最終階層までの部品を順次積層して実装する部品積層工程と、前記部品積層工程後の前記半導体ウェハを前記部品積層位置毎に分割して個片の積層部品とする分割工程とを含み、前記部品積層工程において、前記複数の部品積層位置を区分して設定された部品積層区画内において同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始する。

本発明によれば、部品積層区画内において同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始することにより、スタック実装のため３次元部品実装動作を効率よく行うことができる。

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部品実装装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態の部品実装装置の実装対象となる基板の説明図、図３は本発明の一実施の形態の部品実装装置によって行われるスタック実装の説明図、図４は本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の部品実装装置によるスタック実装のフロー図、図６、図７、図８は本発明の一実施の形態の部品実装方法の工程説明図、図９は本発明の一実施の形態の部品実装装置に使用される基板キャリアの断面図である。

まず図１を参照して、部品実装装置の構造を説明する。図１において、Ｘ軸テーブル１Ｘ，Ｙ軸テーブル１Ｙを積層した構成の移動テーブル１上には保持プレート２が装着されている。保持プレート２の上面には、部品供給部３およびウェハ保持部４が配設されている。移動テーブル１を駆動することにより、部品供給部３およびウェハ保持部４は水平移動する。

部品供給部３はトレイ保持部３ａを備えており、トレイ保持部３ａ上には複数の電子部品６を収納した部品トレイ５が保持される。ウェハ保持部４は保持テーブル４ａを備えており、保持テーブル４ａ上には治具ホルダ７ａおよび下受部７ｂが設けられている。治具ホルダ７ａには治具８が着脱自在に装着され、治具８は電子部品６が実装される半導体ウェハ１０が貼着されたシート９を周囲から保持している。治具８を治具ホルダ７ａに装着した状態では、下受部７ｂが半導体ウェハ１０をシート９を介して下方から支持する。なお、治具８、シート９などを使用せず、半導体ウェハ１０を直接下受部７ｂ上に載置してもよい。この場合には、治具ホルダ７ａはなくてもよい。

移動テーブル１の上方には、縦フレーム１１によって両端を支持されたテーブル機構１２が水平方向に架設されている。テーブル機構１２には、昇降機構１４を備えた実装ヘッド１３が水平移動自在に装着されている。実装ヘッド１３は電子部品６を保持する部品保持ノズル１３ａを備えており、昇降機構１４および水平移動機構（図示省略）より成る実装ヘッド移動機構１５によって、部品供給部３およびウェハ保持部４に対して相対的に移動する。

これにより、実装ヘッド１３は部品供給部３から電子部品６を取り出し、ウェハ保持部４に保持された半導体ウェハ１０に実装する。実装ヘッド１３は加熱手段を内蔵しており、電子部品６の半導体ウェハ１０への実装に際しては、実装ヘッド１３が部品保持ノズル
１３ａを介して電子部品６を加熱することにより、電子部品６は熱圧着などの方法（例えば半田接合）によって、半導体ウェハ１０に実装される。

部品供給部３の上方には、水平なノズル交換テーブル１６ａ上に複数種類の部品保持ノズル１３ａを保持させた構成のノズル交換部１６が配設されている。ノズル交換テーブル１６ａは、ノズル交換テーブル移動機構１７によって昇降・水平移動可能となっており、実装ヘッド１３がノズル交換テーブル１６ａに対してアクセスすることにより、実装ヘッド１３に装着された既装着の部品保持ノズル１３ａと、ノズル交換テーブル１６ａに保持された部品保持ノズル１３ａとを交換することができる。

テーブル機構１２には、昇降機構１９を備えた塗布ヘッド１８が水平移動自在に装着されている。塗布ヘッド１８は樹脂接着剤を塗布するための塗布ニードル１８ａを下端部に備えており、昇降機構１９および水平移動機構（図示省略）より成る塗布ヘッド移動機構２０によって、ウェハ保持部４に対して相対的に移動する。これにより、実装ヘッド１３による電子部品６の実装に先だって、半導体ウェハ１０もしくは既実装の電子部品に部品固定用の樹脂接着剤を塗布する。そして実装動作においては、加熱手段を備えた実装ヘッド１３によって電子部品６を加熱することにより、バンプの電極への接合と樹脂接着剤の硬化とが並行して進行し電子部品６の実装が完了する。なお、採用する接合工法によっては、電子部品６を加熱する必要がない場合もあり、この場合には実装ヘッド１３に加熱手段を備える必要はない。

ウェハ保持部４の斜め上方には、撮像部２１が配設されている。撮像部２１はカメラ２３をカメラ移動機構２２によって水平方向に進退させ、さらに昇降させる構成となっている。カメラ２３をウェハ保持部４に保持された半導体ウェハ１０の上方に進出させて撮像することにより、半導体ウェハ１０における部品搭載位置、さらには既実装の電子部品の上面の部品搭載位置を認識することができる。

次に、図２を参照して、実装対象となる半導体ウェハ１０について説明する。図２（ａ）に示すように、周囲を治具８によって保持されたシート９には、円形の半導体ウェハ１０が貼着されている。半導体ウェハ１０には、複数の部品積層位置１０ａが格子状に設けられており、各部品積層位置１０ａには複数の電子部品６が積層して実装される。そして複数の部品積層位置１０ａを区分して部品積層区画１０ｂが設定されている。図２（ｂ）は半導体ウェハ１０の断面を部分的に示しており、半導体ウェハ１０には各部品積層位置１０ａ毎に電子部品接続用の電極３０が形成されている。すなわち、この部品実装装置は、半導体ウェハ１０に設けられた複数の部品積層位置１０ａに、電子部品６を階層毎に順次積層して実装するスタック実装の機能を有している。なお、半導体ウェハ１０に、複数の部品積層位置１０ａを千鳥格子状に配置してもよい。

各部品積層位置１０ａには、図３に示すように、第１の電子部品６Ａ，第２の電子部品６Ｂが積層して実装される。第１の電子部品６Ａ，第２の電子部品６Ｂには、それぞれ下面にバンプ３１、バンプ３３が、上面に電極３２、電極３４が設けられており、部品供給部３において部品トレイ５に収納された状態で供給される。第１の電子部品６Ａ、第２の電子部品６Ｂを積層して実装するスタック実装においては、半導体ウェハ１０にはまず第１階層の第１の電子部品６Ａがバンプ３１を電極３０に接合することにより実装され、さらに第１の電子部品６Ａの上面の電極３２にバンプ３３を接合することにより、第２階層の第２の電子部品６Ｂが第１の電子部品６Ａ上に実装される。

ここで、複数の部品積層位置１０ａを１つの部品積層区画１０ｂに括る際の区画サイズについて説明する。区画サイズには、実装ヘッド１３によって１つの電子部品を実装するのに要する実装所要時間との関連で、最適な区画サイズが存在する。すなわち、スタック
実装のための３次元実装動作を極力効率よく行うためには、実装ヘッド１３や塗布ヘッド１８の高さ変更を行う頻度を少なくすることが有利であることなどから、同一階層で実装動作の対象となる部品数をできるだけ大きくすること、すなわち部品積層区画１０ｂを極力大きくする方が望ましい。特に、３次元実装動作に樹脂塗布動作を含む場合には、実装ヘッドと塗布ヘッドを交互に退避・位置決めするのと比較して、位置決めによる動作時間を短縮することができる。また３次元実装動作にノズル交換動作を含む場合には、電子部品の種類に応じてノズル交換をするようなときに、１つの電子部品毎にノズル交換するのと比較して、ノズル交換による動作時間を短縮することができる。

しかしながら、本実施の形態に示すように、実装ヘッド１３によって電子部品６を加熱しながら実装動作を行う場合には、過大なサイズの部品積層区画１０ｂが、望ましくない結果、例えば実質的な実装所要時間を増大させる結果を招く場合がある。部品積層区画１０ｂのサイズが大きい場合には、１つの階層全体の実装所要時間が長くなり、次の階層を対象とする実装動作の開始までに、既実装部品の温度が低下してしまうからである。

これに対し部品積層区画１０ｂが適切な区画サイズで設定されている場合には、１つの階層を対象とした実装動作が完了した時点で既実装部品の温度はあまり低下しない。したがって次の階層を対象とした実装動作において、実装ヘッド１３による加熱時間を短縮することができ、トータルの実装時間を実質的に短縮することができる。このような実質実装時間の短縮を目的とした最適な区画サイズは、部品種類や加熱温度などの実装条件に応じて区画サイズを幾通りか変更して実際にスタック実装を行う試行結果に基づいて決定される。なお、半導体ウェハ１０のサイズが小さく、１つの半導体ウェハに含まれる部品積層位置１０ａの数が少ない場合には、半導体ウェハ１０全体を１つの部品積層区画として設定してもよい。すなわちこの場合には、半導体ウェハには、単一の部品積層区画が設けられた形態となっている。

なお、樹脂塗布動作を含む場合には、樹脂３５を半導体ウェハ１０上に塗布した後、部品搭載動作を行わずに放置すると、樹脂３５の種類によっては、部品実装装置の熱などにより樹脂３５が自然に硬化してしまい、電子部品６の接合ができなくなってしまうことがあるが、この場合にも、部品積層区画１０ｂを適切な区画サイズに設定することにより、樹脂の硬化を防止しつつ効率の良い３次元実装を実現できる。

また、大きな半導体ウェハ１０の全体を１区画とした場合、製品が完成するまでに多大な時間を要する一方で、樹脂の自然硬化による劣化などを考慮すると、途中で生産を中止することが困難になることがあるが、この場合にも、部品積層区画１０ｂを適切な区画サイズに設定することにより、製品完成までの適切な生産サイクルを維持しつつ効率の良い３次元実装を実現できる。さらに、部品積層区画１０ｂを適切な区画サイズに設定することにより、トラブルなどで生産を途中で中断した場合であっても、不良となる製品の数を区画内の数にとどめることができる。

次に図４を参照して制御系の構成を説明する。図４において、制御部４０はＣＰＵを備えた演算装置であり、記憶部４１に格納された処理プログラムやデータを用いて、以下に説明する各部を制御する。記憶部４１には、一般の部品実装装置の機能を実行するためのプログラム・データの他、半導体ウェハ１０を対象としてスタック実装を実行するための部品積層プログラム４１ａ、部品積層データ４１ｂが格納されている。

部品積層データ４１ｂには、半導体ウェハ１０における部品積層位置１０ａの配置を示す部品積層位置データや、複数の部品積層位置を対象とする場合の部品搭載順序を示すシーケンスデータ、各階層における部品実装高さを示す実装高さデータなどが含まれる。すなわち、制御部４０が部品積層データ４１ｂを用いて部品積層プログラム４１ａを実行す
ることによって実現される機能は、実装ヘッド移動機構１５を制御することにより複数の部品積層位置１０ａに第１階層から最終階層までの部品を順次積層して実装する部品積層制御部となっている。

認識処理部４２は、カメラ２３による撮像結果を認識処理する。これにより、半導体ウェハ１０がウェハ保持部４に保持された状態において、半導体ウェハ１０を撮像した撮像データを認識処理部４２によって認識処理することにより、各部品積層位置１０ａ毎に電極３０の位置を認識することができる。さらに半導体ウェハ１０に第１の電子部品６Ａが実装された状態において、カメラ２３によって部品積層位置１０ａを撮像した撮像データを認識処理部４２によって認識処理することにより、各部品積層位置１０ａ毎に第１の電子部品６Ａの電極３２の位置を認識することができる。したがって、カメラ２３および認識処理部４２は、半導体ウェハ１０もしくは既実装の電子部品において次の階層の電子部品が搭載される部品搭載位置を認識する認識手段となっている。

実装駆動部４３は、制御部４０によって制御され、実装ヘッド１３、実装ヘッド移動機構１５を駆動する。これにより、電子部品６を部品供給部３から取り出して半導体ウェハ１０に実装するスタック実装動作が実行される。このとき、上述の認識手段による位置認識結果が参照される。塗布駆動部４４は制御部４０によって制御され、塗布ヘッド１８、塗布ヘッド移動機構２０を駆動する。これにより、半導体ウェハ１０の各部品積層位置１０ａまたは既実装の電子部品６の上面の部品搭載位置へ部品接着用の樹脂接着剤を塗布する樹脂塗布動作が実行される。すなわち、塗布ヘッド１８、塗布ヘッド移動機構２０は、部品搭載位置に樹脂を塗布する樹脂塗布手段となっている。

撮像駆動部４５は制御部４０によって制御され、カメラ移動機構２２を駆動する。これにより、カメラ２３を半導体ウェハ１０上へ移動させて撮像視野を認識対象に合わせる視野移動とともに、認識対象面の高さに応じてカメラ２３を昇降させてカメラ２３の焦点を撮像対象面に合わせる合焦動作が行われる。なお、カメラ２３を昇降させる代わりに、基板保持部４を昇降させるような機構を設けてもよい。

ノズル交換駆動部４６は制御部４０によって制御され、ノズル交換テーブル移動機構１７を駆動する。これにより、実装ヘッド１３に装着された既装着の部品保持ノズル１３ａを、ノズル交換テーブル１６ａ上に収納された交換用の部品保持ノズル１３ａと交換することができ、階層毎に異種の電子部品を実装対象とする必要がある場合には、部品保持ノズル１３ａを部品種類に応じて交換できるようになっている。すなわち、ノズル交換駆動部４６、ノズル交換テーブル移動機構１７、ノズル交換部１６は、実装ヘッド１３において部品保持ノズル１３ａを、保持対象とする部品に応じて交換するノズル交換手段となっている。

この部品実装装置は上記のように構成されており、以下この部品実装装置によって、複数の電子部品を積層した積層部品を製造する積層部品製造方法ついて、図５のフローに則して、図６，図７を参照して説明する。この積層部品は、半導体ウェハ１０に複数の電子部品を積層するスタック実装を行うことにより製造されるものである。

図５において、スタック実装が開始されると、まず記憶部４１から部品積層データ４１ｂを読み込む（ＳＴ１）。次いで、半導体ウェハ１０を搬入してウェハ保持部４に装着する（ＳＴ２）。次いで、部品積層データ４１ｂのシーケンスデータを参照して、予め指定された最初の部品積層区画１０ｂを対象としてスタック実装が開始される。

まず、この部品積層区画１０ｂを対象とした第１階層の部品実装が実行される。すなわち図６（ａ）に示すように、当該部品積層区画１０ｂ内の複数の部品積層位置１０ａのう
ち、シーケンスデータによって指定される最初の部品積層位置１０ａの部品搭載位置（ここでは半導体ウェハ１０表面の電極３０形成位置）へ塗布ニードル１８ａを移動させて樹脂３５を塗布する（ＳＴ３）。

そして１つの部品積層位置１０ａの部品搭載位置への樹脂塗布を終える都度、この部品積層位置１０ａが当該階層での最後の部品積層位置１０ａか否かを判定する（ＳＴ４）。ここでＮＯであれば、図６（ｂ）に示すように、塗布ニードル１８ａを次の部品積層位置１０ａへ移動（ＳＴ５）させて、（ＳＴ３）の樹脂塗布を反復する。そして（ＳＴ４）で当該部品積層位置１０ａが当該階層での最後の部品積層位置１０ａであると判定されたならば、部品搭載動作へ移行する。

すなわち図６（ｃ）に示すように、当該部品積層区画１０ｂ内の複数の部品積層位置１０ａのうち、シーケンスデータによって指定される最初の部品積層位置１０ａへ部品保持ノズル１３ａを移動させて、この部品積層位置１０ａの部品搭載位置へ第１の電子部品６Ａを搭載する（ＳＴ６）。そして１つの部品積層位置１０ａへの部品搭載を終える都度、この部品積層位置１０ａが当該階層での最後の部品積層位置１０ａか否かを判定する（ＳＴ７）。ここでＮＯであれば、図６（ｄ）に示すように、部品保持ノズル１３ａを次の部品積層位置１０ａへ移動（ＳＴ８）させて、（ＳＴ６）の部品搭載動作を反復する。

そして（ＳＴ７）で当該部品積層位置１０ａが当該階層での最後の部品積層位置１０ａであると判定されたならば、図６（ｅ）に示すように、この部品積層区画１０ｂを対象とした第１階層［１］のスタック実装動作を終了する。次いで当該部品積層区画で最終階層であるか否かを判断する（ＳＴ９）。ここでＮＯであれば、次の階層（ＳＴ１１）を対象とした部品塗布動作および部品搭載動作が行われる。

すなわち、図７に示すように、（ＳＴ３）〜（ＳＴ７）の作業動作が次の階層を対象として反復実行される。図７では、第２階層［２］を対象として第１の電子部品６Ａ上に、第２の電子部品６Ｂを実装するために行われる樹脂塗布動作および部品搭載動作を示している。このとき、記憶部４１に記憶された部品積層データ４１ｂを参照することにより、塗布ヘッド１８による樹脂塗布に際しては塗布ニードル１８ａによる塗布高さが、また実装ヘッド１３による部品搭載においては部品保持ノズル１３ａによる実装高さが、第２階層に対応した高さに切り替えられる。そして（ＳＴ９）において、当該部品積層区画で最終階層であると判断されたならば、図７（ｅ）に示すように、１つの部品積層区画１０ｂを対象として、各部品積層位置１０ａに、第１階層［１］の第１の電子部品６Ａ、第２階層［２］の第２の電子部品６Ｂを積層して実装するスタック実装が完了する。

次いで上述のスタック実装が行われた部品積層区画１０ｂが当該半導体ウェハ１０で最終の部品積層区画１０ｂであるか否かを判断する（ＳＴ１０）。ここで、ＮＯであるならば、次の部品積層区画１０ｂを対象としたスタック実装動作が行われる（ＳＴ１２）。すなわち、（ＳＴ３）〜（ＳＴ９）までの作業動作が当該部品積層区画１０ｂを対象として反復実行される。そして（ＳＴ１０）において、当該部品積層区画１０ｂが当該半導体ウェハ１０で最後の部品積層区画１０ｂであると判断されたならば、この半導体ウェハ１０を対象としたスタック実装動作を終了する。

次に、スタック実装が完了した半導体ウェハ１０はダイシング装置に送られる。すなわち図８に示すように、半導体ウェハ１０はダイシングブレード３６によって各部品積層位置１０ａ毎に分割される。これにより、半導体ウェハ１０が個片単位に分割された個片半導体ウェハ１０＊上に、第１の電子部品６Ａ、第２の電子部品６Ｂを積層して実装した積層部品３７が形成される。

すなわち上述の積層部品製造方法は、部品保持ノズルによって電子部品を保持した実装ヘッド１３を半導体ウェハ１０に対して相対的に移動させ、半導体ウェハ１０に設けられた複数の部品積層位置１０ａに第１階層から最終階層までの部品を順次積層して実装する部品積層工程と、部品積層工程後の半導体ウェハ１０を部品積層位置１０ａ毎に分割して個片の積層部品とする分割工程とを含んだ形態となっている。

そして部品積層工程においては、複数の部品積層位置１０ａを区分して設定された部品積層区画１０ｂ内において、同一階層に属する全ての電子部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する電子部品を対象とした部品実装動作を開始するようにしている。

なお上述の積層部品製造方法でのスタック実装動作例においては、実装ヘッド１３によって部品搭載位置に部品を搭載する部品搭載動作に加えて、塗布ヘッド１８によって部品搭載位置に樹脂を塗布する樹脂塗布動作を実行する例を示したが、高度の部品搭載位置精度が必要とされる場合には、カメラ２３によって部品搭載位置を撮像して位置認識を行う。また電子部品の種類に応じた部品保持ノズル１３ａを用いる必要がある場合には、実装ヘッド１３をノズル交換部１６にアクセスさせて部品保持ノズル１３ａを交換する。

すなわちスタック実装における部品実装動作は、部品搭載動作に加えて、認識手段によって部品搭載位置を認識する認識動作と、樹脂塗布手段によって部品搭載位置に樹脂を塗布する樹脂塗布動作と、ノズル交換手段によって部品保持ノズルを次の階層の部品に応じて交換するノズル交換動作のうちの少なくともいずれかを含む形態となっている。

複数の半導体チップを積層して実装するスタック実装において、部品積層区画１０ｂ内において同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始することにより、３次元部品実装動作を効率よく行うことができる。

なお上記実施例においては、半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置を対象としてスタック実装を行う例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、部品積層対象となるワークは半導体ウェハ以外の形態であってもよい。例えば、図９に示すように、電極３０が設けられた複数の単位基板３８をキャリア３９に保持させた基板集合体を対象とする場合においても、本発明を適用することができる。

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、スタック実装のため３次元部品実装動作を効率よく行うことができるという効果を有し、基板に設けられた複数の部品積層位置に部品を階層毎に順次積層して実装する用途に利用可能である。

本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図 本発明の一実施の形態の部品実装装置の実装対象となる基板の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装装置によって行われるスタック実装の説明図 本発明の一実施の形態の部品実装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部品実装装置によるスタック実装のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の部品実装方法に使用される基板キャリアの断面図

符号の説明

３ 部品供給部
４ ウェハ保持部
６ 電子部品
６Ａ 第１の電子部品
６Ｂ 第２の電子部品
１０ 半導体ウェハ
１０ａ 部品積層位置
１０ｂ 部品積層区画
１３ 実装ヘッド
１３ａ 部品保持ノズル
１６ ノズル交換部
１８ 塗布ヘッド
１８ａ 塗布ニードル
２１ 撮像部

Claims (6)

1. 半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置に部品を階層毎に順次積層して実装する部品実装装置であって、
   前記半導体ウェハを保持するウェハ保持部と、前記部品を部品保持ノズルによって保持する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを前記ウェハ保持部に対して相対的に移動させる実装ヘッド移動機構と、前記ヘッド移動機構を制御することにより前記複数の部品積層位置に第１階層から最終階層までの部品を順次積層して実装する部品積層制御部とを備え、
   前記部品積層制御部は、前記複数の部品積層位置を区分して設定された部品積層区画内において、同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始するように、前記実装ヘッド移動機構を制御することを特徴とする部品実装装置。
2. 前記半導体ウェハには、単一の前記部品積層区画が設けられていることを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
3. 前記半導体ウェハもしくは既実装の部品において次の階層の部品が搭載される部品搭載位置を認識する認識手段と、前記部品搭載位置に樹脂を塗布する樹脂塗布手段と、前記実装ヘッドにおいて前記部品保持ノズルを保持対象とする部品に応じて交換するノズル交換手段とのうちの少なくともいずれかを備え、
   前記部品実装動作は、前記実装ヘッドによって前記部品搭載位置に部品を搭載する部品搭載動作に加えて、前記認識手段によって前記部品搭載位置を認識する認識動作と、前記樹脂塗布手段によって前記部品搭載位置に樹脂を塗布する樹脂塗布動作と、前記ノズル交換手段によって前記部品保持ノズルを次の階層の部品に応じて交換するノズル交換動作のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２記載の部品実装装置。
4. 複数の部品を積層することによって形成された積層部品を製造する積層部品製造方法であって、
   部品保持ノズルによって前記部品を保持した実装ヘッドを半導体ウェハに対して相対的に移動させ、前記半導体ウェハに設けられた複数の部品積層位置に第１階層から最終階層までの部品を順次積層して実装する部品積層工程と、前記部品積層工程後の前記半導体ウェハを前記部品積層位置毎に分割して個片の積層部品とする分割工程とを含み、
   前記部品積層工程において、前記複数の部品積層位置を区分して設定された部品積層区画内において同一階層に属する全ての部品を対象とした部品実装動作が完了した後に、当該階層の次の階層に属する部品を対象とした部品実装動作を開始することを特徴とする積層部品製造方法。
5. 前記半導体ウェハには、単一の前記部品積層区画が設けられていることを特徴とする請求項４記載の部品実装方法。
6. 前記部品実装動作は、前記基板もしくは既実装の部品において次の階層の部品が搭載される部品搭載位置に部品を搭載する部品搭載動作に加えて、前記部品搭載位置を認識する認識動作と、前記部品搭載位置に樹脂を塗布する樹脂塗布動作と、前記部品保持ノズルを次の階層の部品に応じて交換するノズル交換動作のうち少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項４または５記載の積層部品製造方法。
   

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