JP2008130583A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表裏反転せずに実装する部品及び表裏反転して実装する部品の双方に容易に対応することができる部品実装装置を提供する。
【解決手段】第１の載置台に２枚搭載された一方のウェハー（部品供給部）と他方のウェハー（部品供給部）との間に、受け渡された部品を反転する反転ユニット６７及び反転した部品を吸着保持する吸着ノズル７４を備え、第１の載置台の移動に伴いＸ軸方向に移動可能な部品反転装置６６を設けた構成にする。
【選択図】図９

Description

本発明は、ウェハーのチップなどの部品を部品供給部から保持して実装ヘッドにより被実装部材上に実装する部品実装装置に関する。

この種の部品実装装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、ベアチップなどの部品を吸着保持するボンディングノズルを複数有する実装ヘッドを備え、Ｘ軸方向移動、Ｙ軸方向移動及びθ回転する載置台上の部品供給部であるウェハーから実装ヘッドのボンディングノズルが部品をピックアップし、搬送されてきた被実装部材である実装基板或いはリードフレーム上に部品を実装する。

そして、このような部品実装装置では、実装ヘッドにて保持した例えばフリップチップなどの部品を表裏反転して基板あるいはリードフレームに実装する必要があるときに対応できるように、部品を表裏反転して実装する部品ために部品反転機構を、部品実装装置の本体に設けていた。
特開２００４−３６３６０７号公報

しかしながら、このような部品実装装置では、部品反転機構を部品実装装置の本体に固定し、設置していたため、実装ヘッドが表裏反転する必要がある部品（以下、反転部品という）を吸着保持してから部品反転機構に至るまでの経路が長くなる虞があり、実装時間が長くなるという問題が発生した。

そこで本発明は、反転が不要な部品（以下、反転不要部品という）及び反転部品の双方に容易に対応することができ、且つ、実装時間の短縮を図ることが可能な部品実装装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、水平方向に移動可能に設けられた部品供給部と、この部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、水平方向に移動可能に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、前記被実装部材を水平方向に搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、Ｙ軸方向に移動し部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、Ｘ軸方向に移動可能に設けられた第１の部品供給部と、Ｘ軸方向に移動可能に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とする。

また、第３の発明は、Ｙ軸方向に移動し部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、Ｘ軸方向に設けられた第１の搬送手段と、この第１の搬送手段により移動可能に設けられた第１の部品供給部と、前記第１の搬送手段により移動可能に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする。

また、第４の発明は、Ｙ軸方向に移動し部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、Ｘ軸方向に設けられた第１の搬送手段と、この第１の搬送手段により搬送される載置台に設けられた第１の部品供給部と、前記載置台に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする。

また、第５の発明は、Ｘ軸方向に設けられた第１の搬送手段と、この第１の搬送手段により搬送される載置台に設けられた部品供給部と、この部品供給部から部品を保持しＹ軸方向に平行に独立して移動し、被実装部材上に実装する複数の実装ヘッドと、前記載置台に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする。

また、第６の発明は、第４の発明または第５の発明において、前記複数の第１の部品供給部が前記第１の搬送手段により移動可能に設けられ、これらの第１の部品供給部の間に位置して前記部品反転手段が設けられたことを特徴とする。

本願の部品実装装置では、反転不要部品及び反転部品の双方に容易に対応することができ、且つ、部品実装装置にて反転部品を表裏反転して実装するときの実装ヘッドの移動経路を極力短くし、実装時間の短縮を図ることが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本願発明に係る作業ヘッドである接着剤等の塗布ヘッドと、実装ヘッドとを備えた部品実装装置の実施形態について説明する。この部品実装装置は、各種電子部品をプリント基板或いはリードフレームなどに実装する。

図１は部品実装装置の平面図であり、部品実装装置本体１には、図示しない供給ストッカから供給され、各部品が実装される基板（被作業部材又は被実装部材）２、３（図２及び図５参照）を載置する第１、第２の作業用テーブル（以下、テーブルという。）４、５を塗布実装部６に向かいＸ軸方向に搬送し、塗布作業を行い実装作業が終了した実装基板２、３をさらに塗布実装部６から搬出する搬送手段である第１及び第２の搬送機構７、８が設けられている。

第１及び第２の搬送機構７、８は、それぞれ第１及び第２のモータ１１、１２により回転駆動される第１及び第２のボールネジ１３、１４、第１及び第２のテーブル４、５それぞれの下面に設けられ第１及び第２のボールネジ１３、１４と螺合する図示しないナット、及び第１及び第２のボールネジ１３、１４に沿って設けられ、第１及び第２のテーブル４、５を案内する複数のガイド１６とを備えている。

また、第１のテーブル４、５には、図１６に示したように、例えば上面に位置決め用の複数の突出部Ｐが形成された治具１１７を介して被実装部材であり、治具の突出部Ｐに対応して複数の孔１１９が形成された基板２が位置決めされ載置される。

また、２０、２１は多数の部品が集合した部品群（部品供給部）であるダイシングされた半導体ウェハー（以下、ウェハーといい、ウェハーから取出されるベアチップなどを部品という。）であり、２２はウェハー２０、２１をＸ軸方向に間隔を存して載置支持しＸ軸方向に移動可能な第１の載置台（ウェハーテーブル）である。また、２３は第１の載置台２１をＸ軸方向に移動させる移動機構（第１の搬送手段）であり、移動機構２３は、第３のモータ２４により回転駆動される第３のボールネジ２５、第１の載置台２１の下面に設けられ第３のボールネジ２５と螺合する図示しないナット、及び第３のボールネジ２５に沿って設けられ、第１の載置台２１を案内する複数のレール２９とを備えている。

また、２６、２７はウェハー２０、２１とは例えば異なる機種（同じ機種でもよい。）のウェハーであり、２８は第１の載置台２２と並列に設けられ、ウェハー２６、２７をＸ軸方向に間隔を存して載置支持しＸ軸方向に移動可能な第２の載置台（ウェハーテーブル）である。また、３０は第２の載置台２８をＸ軸方向に移動させる移動機構（第２の搬送手段）であり、移動機構３０は、第４のモータ３１により回転駆動される第４のボールネジ３２、第２の載置台２８の下面に設けられ第４のボールネジ３２と螺合する図示しないナット、及び第４のボールネジ３２に沿って設けられ、第２の載置台２８を案内する複数のレール３３とを備えている。

さらに、３５は、部品実装装置本体１に支持され、Ｙ軸方向、即ち、第１及び第２のテーブル４、５の搬送方向及び第１及び第２の載置台２２、２８の移動方向と直角に交差する方向に設けられた支持アームである。そして、支持アーム３５の一方の側面には、作業ヘッドである第１の実装ヘッド（作業ヘッド）３６が駆動源である第１のリニアモータ３７によりＹ軸方向にスライド自在に設けられ、また、支持アーム３５の他方の側面には、第２の実装ヘッド（作業ヘッド）３８が駆動源である第２のリニアモータ３９によりＹ軸方向にスライド自在に設けられている。

第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８はそれぞれ複数のノズル４１、４２及びウェハー認識カメラ４３、４４を備えている。

また、５１は、部品実装装置本体１に支持された塗布ヘッド支持アームであり、この塗布ヘッド支持アーム５１は、塗布実装部６を備え、Ｙ軸方向、即ち、支持アーム３５と平行であり、第１及び第２のテーブル４、５の搬送方向及び第１及び第２の載置台２２、２８の移動方向と直角に交差（直交）する方向に設けられている。そして、塗布ヘッド支持アーム５１の一方の側面には、作業ヘッドである塗布ヘッド５３が第３のリニアモータ５４によりＹ軸方向にスライド自在に設けられている。

塗布ヘッド５３には、例えば粘性が高い接着剤を吐出する塗布ノズル５５と、基板認識カメラ５６とが設けられ、認識カメラ５６は第１及び第２のテーブル４、５に載置されている基板２、３に設けられている位置決め用のマーク、バッドマーク或いは基板パターン（共に図示せず）などを撮像する。

６１は部品実装装置本体１の側部に設けられた電装ボックスであり、この電装ボックス６１には、上述した第１及び第２のモータ１１、１２、第３及び第４のモータ２４、３１、第１のリニアモータ３７、第２のリニアモータ３９、第３のリニアモータ５４などの運転を制御する制御装置１００が設けられ、この制御装置には制御をつかさどるＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）、上述したモータなどの運転を制御するためのプログラムなどを格納したＲＯＭ（リードオンリーメモリ）及び搬送される基板の機種、ウェハーの機種などを格納するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などが搭載されている。

また、６２及び６３はそれぞれ部品実装装置本体１の上部で、且つ第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８の移動経路の下方に設けられた部品認識カメラである。

さらに、６４は第１の載置台２２の上面に設けられ、載置台と共にＸ軸方向に移動可能なノズルストッカであり、Ｙ軸方向、即ち第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８に設けられているノズル４１、４２の配設方向と同様な方向に、例えばノズル４１、４２と同じピッチで複数のノズル収納部が配設され、このため、ノズル４１、４２の一括交換が可能になる。また、ノズルストッカ６４のノズル収納部は第１の実装ヘッド３６のノズル取付部の個数（例えば４個）より多く、例えば８個であり、そのうち４個のノズル収納部に交換可能な複数種類のノズルが収納されている。

また、第２の載置台２８の上面には、ノズルストッカ６４と同様に構成されたノズルストッカ（図示せず）が設けられ、第２の実装ヘッド３８のノズル取付部の個数（例えば４個）より多く、例えば８個であり、そのうち４個のノズル収納部に交換可能な複数種類のノズルが収納されている。

また、６６はノズルストッカ６４と同様に、第１の載置台２２のウェハー（部品供給部）２０とウェハー（部品供給部）２１との間に設けられ、第１の載置台２２の移動に伴いＸ軸方向に移動可能な部品反転装置（部品反転手段）であり、部品反転装置６６の動作は、制御装置１００によって制御される。

以下、部品反転装置６６の構成を図９に基づいて説明する。６７は、部品反転装置６６の反転ユニットであり、この反転ユニット６７には、そのボックス６７Ｂ内に、回転軸６８、この回転軸６８の駆動源であるモータ（以下、反転モータという）７０及びエア通路（以下、ボックス側エア通路という）７１が設けられている。そして、ボックス側エア通路７１の一端は図示しない真空源及び空気供給源に切換弁等を介して連通し、また、他端はボックス６７の部品吸着面７２に形成された吸着口７３に開口している。また、反転モータ７０は図示しない支持部材を介して第１の載置台２２に支持され、また、回転軸６８の他端は図示しない支持具を介して第１の載置台２２に回転自在に支持されている。また、７４は部品反転装置６６の部品保持具としての吸着ノズルであり、この吸着ノズル７４は、第１の載置台２２上に図示しない昇降機構を介して支持されている。そして、吸着ノズル７４の中央に形成された図示しないエア通路は図示しない真空源及び空気供給源に切換弁等を介して連通している。

また、部品反転装置６６と同様に構成され、反転ユニットなどを備えた部品反転装置６６が第２の載置台２８に設けられている。そして、第１及び第２の載置台２２、２８の各部品反転装置６６は、第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８に設けられているノズル４１及びノズル４２が吸着した反転部品をノズルから受け取り保持し、保持した状態で部品を１８０°反転させ、その状態で再び第１及び第２の実装ヘッド３６、３８のノズル４１、４２に受け渡す。

ここで、第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８にＹ軸方向に並んで設けられたそれぞれ４個の吸着ノズル４１、４２に対応するように、部品反転装置６６には反転ユニット６７及び吸着ノズル７４をＹ軸方向に各吸着ノズル４１、４２の間隔と同じ間隔で４個設けてもよく、このようにすることによって、各吸着ヘッドの４個の各ノズルが吸着している各反転部品を各反転ユニット６７によってほぼ同時に反転させ、各吸着ノズル７４によって吸着保持し、反転した状態で受け渡すことができ、反転に要する時間を短縮することが可能になる。

以下、上述した部品実装装置の動作について説明する。

図２は部品実装装置が運転を開始し、第１のテーブル４がＸ軸方向に移動し左端部に位置し、部品実装装置の上流に設けられた例えばマガジンから第１のテーブル４上に基板（以下、第１の基板という。）２が図示しない移載装置により移載され、塗布ヘッド５３が塗布ヘッド支持アーム（以下、第２の支持アームという）５１に沿い第１のテーブル４上に向かい移動している状態を示している。

この塗布ヘッド５３の移動工程において、第１及び第２の実装ヘッド３６、３８が例えばそれぞれ第２の載置台２８上の左側のウェハー２６及び第１の載置台２２上の右側のウェハー２１からチップ部品を吸着保持するために、支持アーム３５に沿って移動する。

そして、図３に示したように塗布ヘッド３１が第１の基板２上に到達すると、塗布ノズル３５から接着剤を吐出し、所定の位置に接着剤が塗布される。

この塗布工程において、最初に、制御装置からの信号に基づいて第１のモータ１１が駆動し、第１のテーブル４がガイド１６に案内され塗布実装部６の、第２の支持アーム５１の一方の側（図２において左側）へ移動する。また、第３のリニアモータ５４の運転により塗布ヘッド５３が第１の基板２の上方に移動し、第１の基板２の位置決めマーク上方に位置した認識カメラ５６が位置決めマークを撮像する。そして、撮像結果に基づいて制御装置のＣＰＵが動作し、第１の基板２のパターン位置を認識する。その後、第１のモータ１１が運転し、第１のテーブル４がＸ軸方向、即ち、図２において右方向に移動すると共に、第３のリニアモータ５４の運転により塗布ヘッド５３が第１の基板２の上方へ移動する。そして、予め設定されている塗布位置と認識された第１の基板２のパターン位置とに基づいて第１のテーブル４がＸ方向に次第に移動すると共に、塗布ヘッド３１がＹ軸方向、即ち、図３において上下方向に移動した後下降し、塗布ノズル３５が接着剤を吐出し、第１の基板２上に塗布する。以後、第１の基板２上の各塗布位置に塗布ヘッド３１及び塗布ノズル３５が位置するように、第１のモータ１１及び第３のリニアモータ５４が運転され、第１の基板２がＸ軸方向に次第に移動すると共に、塗布ヘッド３１がＹ軸方向に移動し、塗布ノズル３５が昇降して接着剤を第１の基板２の上面に順次塗布する。

また、第１の基板２への塗布作業中に、制御装置からの信号に基づいて第４のモータ３１が運転し、第２の載置台２８は、ガイド３３に案内されて図１において次第に右方向に移動する。

また、制御装置は、ウェハー２６から部品をピックアップするために必要なノズルが実装ヘッド３３に取り付けられているか否かを判断し、取り付けられている場合には、第１の実装ヘッド３６は制御装置からの信号に基づく第１のリニアモータ３７の運転によりＹ軸方向、即ちウェハー２６の上方へ向かい移動する。

また、ウェハー２６から部品をピックアップするために必要なノズルが第１の実装ヘッド３６に取り付けられていない場合には、第１の実装ヘッド３６は第１のリニアモータ３７の運転によりＹ軸方向に移動し、また、第２の載置台２８はＸ方向に移動し、この結果、第１の実装ヘッド３６が第２の載置台２８上のノズルストッカの上方へ移動し、第１の実装ヘッド３６とノズルストッカとの位置合わせが確実に行われる。そして、第１の実装ヘッド３６に取り付けられているノズル４１がノズルストッカに収められ、ウェハー２６から部品をピックアップするために必要なノズルと交換され、その後、第１の実装ヘッド３６は第１のリニアモータ３７の運転によりＹ軸方向に移動すると共に、第２の載置台２８はＸ軸方向に移動し、第１の実装ヘッド３６はウェハー２６の上方へ移動する。

そして、第１の基板２への塗布作業中に、制御装置からの信号に基づいて第４のモータ３１が運転し、第２の載置台２８は、ガイド３３に案内されてＸ軸方向に移動する。そして、少なくともウェハー２６においてピックアップされる部品が支持アーム３５の他方の側に位置すると共に、第１のリニアモータ３７の運転により、上述したように第１の実装ヘッド３６がウェハー２６の上方へ移動する。そして、第１の実装ヘッド３６のＹ軸方向の移動、及びウェハー２６のＸ軸方向の移動により、まず、認識カメラ４３がウェハー２６のピックアップする部品の上方に位置し、ピックアップする部品を撮像し、撮像結果に基づいて、制御装置がその部品の位置を認識する。認識結果に基づいて、第４のモータ３１及び第１のリニアモータ３７が運転し、ノズル４１の下方にウェハー２６のピックアップされる部品が位置し、第１の実装ヘッド３６が昇降してノズル４１が電子部品を吸着保持する。

以後、同様に第４のモータ３１及び第１のリニアモータ３７が運転し、ウェハー２６がＸ軸方向に移動すると共に、第１の実装ヘッド３６がＹ軸方向に移動し、他の複数のノズル４１の下方に順次ピックアップされる部品が位置し、第１の実装ヘッド３６が昇降して各ノズル４１が電子部品を吸着保持しピックアップする。

また、制御装置からに信号に基づいて第２のリニアモータ３９の運転により第２の実装ヘッド３８がウェハー２１上へ移動し、Ｙ軸方向に移動すると共に、第１の載置台２２が第２の載置台２８から独立して第３のモータ２４の運転によりＸ軸方向に移動し、第１の実装ヘッド３６によるウェハー２６からの部品の吸着時と同様に、各ノズル４２と吸着保持する部品とが位置合わせされ、各ノズル４２がウェハー２１から順次部品を吸着保持する。

以下、第２の載置台２８に載置されている部品がウェハー２６の特にフリップチップなどの表裏を反転して基板に実装する反転部品であり、このような反転部品を第１の実装ヘッド３６のノズル４１が吸着保持し反転させて基板上に実装するときの部品反転装置６６の動作について、図１及び図９乃至図１５に基づいて説明する。

反転部品７５を吸着保持した第１の実装ヘッド３６は支持アーム３５に沿い水平にＹ軸方向に移動し、また、第２の載置台２８は水平にＸ軸方向に移動し、第１の実装ヘッド３６と第２の載置台２８とは相対的にＸＹ方向に移動する。そして、反転部品７５を保持した第１の実装ヘッド３６のノズル４１が部品反転装置６６の上方に到達すると、第１の実装へッド３６及びノズル４１は下降し、図９に示したように、反転部品７５が反転ユニット６７、即ち、ボックス６７Ｂの上面に到達する。

次に、切換弁が動作して空気供給源側に切り換わり、ノズル４１から空気が吐出されノズル４１の部品吸着が解かれ、ノズル４１が保持していた反転部品７５は部品吸着面７２に形成された吸着口７３に吸着保持される。このとき、空気がエア通路７１を介して真空源に吸引されている。そして、図１０に示したように、反転部品７５の吸着を解いたノズル４１は上昇する。

次に、制御装置１００からの信号に基づいて反転モータ７０が動作し、回転軸６８が回転し、反転部品７５を吸着保持した状態で反転ユニット６７が、図１１に矢印にて示したように時計回転方向に１８０°回転する。回転が終了したとき吸着口７３の中央と、吸着ノズル７４の中央とは一致するように、反転ユニット６７と吸着ノズル７４との位置は予め設定されている。このため、反転ユニット６７が回転を終わったとき、反転部品７５と吸着ノズル７４とは対向した位置関係になっている。

次に、吸着ノズル７４は図示しない昇降機構の動作により上昇し、図１２に示したように、反転ユニット６７に吸着保持され反転している反転部品７５に当接する。このとき、吸着ノズル７４は真空源と連通している状態であり、また、例えば、反転ユニット６７の部品吸着面である図１２においては下の面の高さ位置と、反転部品の厚さに基づいて、吸着ノズル７４が上昇する高さ位置は設定され、吸着ノズル７４は図１２に示した反転ユニット６７の下面高さ位置より部品厚の寸法分低い高さ位置まで上昇し、反転部品７５を吸着する。

次に、エア通路７１に連通している切換弁が真空源側からエア供給側に切り換わり、また、制御装置１００からの信号に基づいて反転モータ７０が半時計回転方向に回転し、図１３に示したように反転部品７５は反転ユニット６７の部品吸着面から離れると共に、反転した状態で吸着ノズル７４に吸着保持された状態に保たれる。そして、反転ユニット６７は反時計回転方向に１８０°回転し、時計方向への回転前の状態に復帰する。さらに、反転ユニット６７が回転しているときに、第１のリニアモータ３７の運転によって、第１のヘッド３６及び吸着ノズル４１は支持アーム３５に沿ってＹ軸方向に移動し、吸着ノズル７４の上方で停止する。ここで、吸着ノズル７４のＸ軸方向の位置は、吸着ノズル４１のＸ軸方向の位置と一致するように予め設定され、第１の載置台２２は停止しているので、吸着ノズル４１（第１のヘッド３６）を図１３に矢印にて示したようにＹ軸方向に移動させ、吸着ノズル４１の中心が吸着ノズル７４の中心に一致する位置で吸着ノズル４１の移動は停止する。

その後、吸着ノズル４１はその昇降装置の動作によって下降すると共に、吸着ノズル７４はその昇降装置の操作によって上昇し、図１４に示したように、吸着ノズル４１の下面が反転部品７５に当接する高さ位置で、吸着ノズル４１の下降及び吸着ノズル７４の上昇が停止する。ここで、吸着ノズル４１の下降停止時の高さ位置は、図９に示した反転部品を反転ユニット６７の部品吸着面に移すときの高さ位置と一致し、吸着ノズル４１は予め設定されている高さ位置まで下降し、吸着ノズル７４は吸着ノズル４１の下降時の高さ位置に対応した高さまで上昇する。

そして、吸着ノズル４１と吸着ノズル７４とで反転部品７５を挟んだ状態で、吸着ノズル４１側は切換弁が動作して真空源側に切り換わり、ノズル４１から空気が吸引されると共に、吸着ノズル７５側は切換弁がエア供給源側に切り換わり、反転部品が吸着ノズル７５から離れ吸着ノズル４１に吸着保持される。

次に、図１５に示したように、吸着ノズル４１は反転部品７５を吸着している状態で昇降装置の動作によって上昇し、吸着ノズル７４は図９及び図１１などに示した上昇前の高さ位置まで下降する。

上述したように、制御装置１００によって実装する部品に応じて部品反転装置６６を動作させるか否かを制御することによって、予め設定されている反転部品については、部品反転装置６６によって反転され、また、反転の必要がない部品については、反転動作することなく部品が吸着ノズル４１に吸着保持され、１台の部品実装装置によって表裏反転せずに基板に実装する部品及び表裏反転して基板に実装する部品の双方に対応することができ、この結果、部品実装装置を購入するときの費用を抑え、また、設置するためのスペースを抑えることができる。

また、部品供給部を載置する第１の載置台２２及び第２の載置台２８の移動機構２３、３０を部品反転装置６６のＸ軸方向の移動機構に兼用することができ、部品反転装置６６を移動させるための機構を新たに設ける必要が無く、部品実装装置の構成を簡略化することができる。

また、第１の載置台２２或いは第２の載置台２８にウェハーの代わりに反転不要部品を収納したトレイ或いは反転部品を収納したトレイを載置しておくことによって、供給する部品が反転不要部品と反転部品とで切り換わる毎に、反転不要部品を供給するトレイ及び反転部品を供給するトレイをトレイ収納部から交互に引き出し、また、トレイ収納部に収納するような動作は不要になり、反転不要部品及び反転部品を実装する場合にも、実装サイクルを極力短縮することができる。

また、部品反転装置６６は、第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８ではなく、部品供給部を載置する第１の載置台２２及び第２の載置台２８、即ち、部品実装装置の本体側に設けられているので、部品反転装置６６を第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８に設けたときと比較して、各実装ヘッドの機構を簡略化することができ、各実装ヘッドの重量を軽減し、移動速度を一層速くすることができるので、実装サイクルを一層短縮することができる。

また、部品反転装置６６は、部品供給部を載置する第１の載置台２２及び第２の載置台２８の双方に設けられ、部品反転装置６６を部品供給部の近傍に位置させることができ、また、部品反転装置６６を第１の載置台２２及び第２の載置台２８の移動によって水平方向、即ち、Ｘ軸方向に移動させることができるので、反転部品を表裏反転して実装するときの第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８の移動経路を極力短くすることができ、実装時間の短縮を図ることが可能になる。さらに、部品反転装置６６は、水平方向、即ち、Ｙ軸方向に移動する第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８の双方から反転部品を受け取り、部品反転装置６６から渡すことができ、部品反転装置６６を第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８の反転部品の反転に兼用することができる。

また、部品反転装置６６を、第１の載置台２２及び第２の載置台２８に設けることによって、部品反転装置６６をＸ軸方向に移動させることができるので、部品反転装置６６を第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８が反転部品を吸着してから実装するまでの各吸着ヘッドの移動経路上に位置させることができ、この結果、実装時間の短縮を図ることができる。なお、反転部品を第１の載置台２２または第２の載置台２８の何れか一方の載置台にのみ載置するようにした場合には、反転部品を載置する側の載置台にのみ部品反転装置６６を設ければよい。

なお、部品反転装置６６を第１の載置台２２及び第２の載置台２８に設けなく、部品実装装置本体１上に設け、部品反転装置６６を水平方向に移動させる移動機構を設けた場合にも、同様の効果を得ることができるが、上述したように、第１の載置台２２及び第２の載置台２８の移動機構２３、３０を部品反転装置６６の移動機構に兼用することによって、部品実装装置の構成を簡略化することができる。

さらに、部品反転装置６６は、第１の載置台２２及び第２の載置台２８の複数の部品供給部の間に設けられているので、何れの部品供給部の反転部品を反転させて実装するときにも、第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８の移動距離を極力短くすることができる。

そして、第１の基板２上への接着剤の塗布が終了すると、図４に示したように、第１のモータ１１が運転して第１のテーブル４がＸ軸方向に移動し、第１の基板２が支持アーム３５の下方へ移動する。また、第１のリニアモータ３７が運転し、例えば吸着保持する反転部品を含む部品の数が第２の実装ヘッド３８より少なく、早く吸着作業が終了した第１の実装ヘッド３６が部品認識カメラ６２の上方を通過し、第１の基板２の上方へ移動する。そして、第１の実装ヘッド３６が部品認識カメラ６２の上方を通過するときに部品認識カメラ６２により撮像された各部品の認識結果、即ち各ノズル４１に吸着された部品の位置、姿勢及び予め設定されているウェハー２１の部品の第１の基板上への実装位置に基づいて制御装置が動作し、第１のモータ１１及び第１のリニアモータ３７が運転し、第１の基板２がＸ軸方向に移動すると共に、第１の実装ヘッド３６がＹ軸方向に移動し、各ノズル４１が順次実装位置の上方に位置し、その度にノズル４１が昇降して第１の基板２の上に部品が実装される。

以後、第１の実装ヘッド３６は、部品反転装置６６が使用されるフリップチップなどの部品のウェハー２６の上方と第１の基板２の上方との間を往復移動し、第１の基板２上に部品が実装される。この間、第４のモータ３１の運転により、第２の載置台２８はＸ軸方向にのみ移動する。

また、第２の実装ヘッド３８の各ノズル４２がウェハー２１から順次部品を吸着保持し、各ノズル４２の部品吸着動作が終了すると、第２の実装ヘッド３８は第２のリニアモータ３９の駆動によってＹ軸方向へ移動し、部品認識カメラ６３の上方を通過するときに部品認識カメラ６３により撮像され、図５に示したように、第１の基板２上に到達する。その後、部品認識カメラ６３による認識結果及び予め設定されているウェハー２１の部品の第１の基板上への実装位置に基づいて、制御装置が信号を出力し、この信号に基づいて第１のモータ１１及び第２のリニアモータ３９が運転する。この結果、第１の基板２はＸ軸方向に移動すると共に、第２の実装ヘッド３８がＹ軸方向に移動し、部品が第１の基板２上の所定の位置に実装される。

また、第１の実装ヘッド３６は第１の基板２上への部品の実装が終了すると、第１のリニアモータ３７の運転により、Ｙ軸方向にウェハー２６上へ移動する。そして、上述したように、第１の実装ヘッド３６がＹ軸方向に移動すると共に、第２の載置台２８がＸ軸方向に移動し、ウェハー２６から部品を順次ピックアップする。

上述したように、第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８による部品の吸着及び実装が行われるが、第１の実装ヘッド３６による部品実装と第２の実装ヘッド３８による部品実装とが重ならないように、第１の実装ヘッド３６による部品の吸着動作と第２の実装ヘッド３８による部品の吸着動作とが交互に行われ、部品の実装動作も交互に行われるようにすることが好ましく、このように制御することによって、第１の実装ヘッド３６及び第２の実装ヘッド３８の部品実装動作時の待ち時間を極力無くすことができる。

また、図５に示したように、第２のテーブル５上に上流の例えばマガジンから第２の基板３が載置される。このとき、第３のリニアモータ５４の運転により、塗布ヘッド５３が第２の支持アーム５１に沿い第２のテーブル５上に向かい移動する。

図６に示したように、塗布ヘッド５３が第２のテーブル５上に到達し、第２の基板上に位置すると、第１の基板２と同様に塗布ノズル３５から接着剤を吐出し、所定の位置に接着剤が塗布される。

また、部品を吸着保持した第１の実装ヘッド３６は第１のリニアモータ３７により第１の基板２上に移動し、所定の位置に部品を実装する。

その後、図示してはいないが、第１の実装ヘッド３６がウェハー２０から、第２の実装ヘッド３８がウェハー２７から部品を吸着保持し、ピックアップするときには、第１及び第２の載置台２２、２８が独立してＸ軸方向に移動するので、各実装ヘッドは各載置台２２、２８の各ウェハーから同時にピックアップすることができ、この結果、実装時間を短縮することができ、また、第１の実装ヘッド３６がウェハー２０から、第２の実装ヘッド３８がウェハー２７から部品を吸着保持し、ピックアップするときには、ウェハー２０及びウェハー２７をＸ軸方向にはほとんど動かさずに吸着動作を行うことができるので、ウェハー２０及びウェハー２７の移動時間を短縮することもができ、この結果、実装時間を短縮することができる。

そして、第１の基板２への部品実装が終了すると、図７に示したように、第１のモータ１１の運転により、第１の作業テーブル４がＸ軸方向に移動し、第１の基板２は基板移載位置７０に到達する。基板排出位置７０に到達した第１の基板２は、図８に示したように図示しない移載装置により、基板搬送装置のテーブル７１に移載され下流の作業装置に搬送される。

なお、第１の基板２への部品実装が終了した後、第１のモータ１１の運転により、第１の作業テーブル４がＸ軸方向に塗布ヘッド支持アーム５１に向かい移動させると共に、塗布ヘッド５３をＹ軸方向に移動させることによって基板２の上方に位置させることができ、この結果、塗布ヘッド５３に設けられた認識カメラ５６により、基板２に実装された部品を撮像し、その部品の実装位置の精度測定を行うことができる。即ち、基板のマークを検査する認識カメラ５３を実施された部品の実装位置の精度の測定に兼用することができ、また、精度測定用のカメラを増設する必要が無く、部品実装装置のスペースの有効利用を図ることもできる。また、塗布ヘッドに設けられた認識カメラ５６を精度測定に兼用できない場合には、部品実装装置に別途精度測定用のカメラを搭載してもよい。さらに、塗布ヘッド支持アーム５１と平行に新たに支持アームを設け、この支持アームに部品の実装位置の精度を測定するためのカメラを設けてもよい。

また、部品実装が終了している基板に対して精度測定を行うか否かは例えば作業者の判断により、実装時間が接着剤の塗布時間より長く、実装時間に対して接着剤の塗布時間に空き、即ち余裕があり、その時間を利用して認識カメラ５３によって、精度測定を行うことができ、この結果、基板への部品を実装する再のトータル時間の延長を回避することができる。

さらに、基板搬送用に設けられた第１及び第２の搬送機構７、８のボールネジ駆動は、基板位置精度を高く保つために精度がよく、また、塗布ヘッド５３、第３のリニアモータ５４により駆動し、１軸で動作するため、認識カメラ５６の実装済みの部品の位置を精度よく測定、即ち検査することができる。

その後、第１の実装ヘッド３６が第２の基板３とウェハー２６との間を連続して移動し、第２の実装ヘッド３８が第２の基板３とウェハー２１との間を連続して移動し、各ウェハーから吸着した部品を第２の基板３に実装する。このとき、ウェハー２６を載置する第２の載置台２８とウェハー２１を載置する第１の載置台２２とは独立してＸ軸方向に移動するため、第１及び第２の実装ヘッド３６、３８がウェハー２６、２１から同時に連続して部品を吸着しピックアップすることができる。

その後、同様に第１及び第２のテーブル４、５には順次第１及び第２の基板２、３が載置、搬出され、各基板への接着剤の塗布作業及び部品の実装作業が同様に順次行われる。

なお、上述した実施の形態において、被実装部材として基板について説明したが、被実装部材は基板に限定されるものではなく、リードフレームなどの被実装部材でもよい。

また、第１及び第２の実装ヘッド３６、３８は支持アーム３５の左右側面に摺動自在に設けられているが、例えば２本の支持アームをＹ軸方向に間隔を存して並列に設け、第１及び第２の実装ヘッド３６、３８をそれぞれ各支持アームに摺動自在に設けてもよい。

さらに、第１及び第２のテーブル４、５に載置された第１及び第２の基板２、３を支持アーム３５の下方に位置させることにより、第１及び第２の実装ヘッド３６、３８によって、第１及び第２の基板２、３にウェハー２０及びウェハー２７から、或いはウェハー２６及び２１から交互に部品を実装することが可能になる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

第１の実施形態の部品実装装置の平面図である。 第１の基板が移載され、塗布ヘッドが移動しているときの部品実装装置の平面図である。 第１の基板に塗布作業が行われると共に、第１の実装ヘッド及び第２の実装ヘッドが移動しているときの部品実装装置の平面図である。 第１の実装ヘッドにより第１の基板に部品実装作業が行われると共に、第２の実装ヘッドによる部品吸着動作が行われているときの部品実装装置の平面図である。 第２の基板が前工程から移載されると共に、第１及び第２の実装ヘッドによる第１の基板への部品実装作業が行われているときの部品実装装置の平面図である。 第２の基板への塗布作業が行われと共に、第１の基板への部品実装作業が行われているときの部品実装装置の平面図である。 第１の基板が基板移載位置に到達すると共に、第２の基板への各実装ヘッドによる部品実装作業が行われているときの部品実装装置の平面図である。 第１の基板の移載が行われると共に、第２の基板への部品実装作業が行われているときの部品実装装置の平面図である。 部品を反転装置に受け渡したときの部品反転装置の正面図である。 部品を吸着したときの部品反転装置の正面図である。 部品供給ユニットを回転し、部品を反転したときの部品反転装置の正面図である。 反転した部品をノズルで吸着したときの部品反転装置の正面図である。 部品供給ユニットを回転したときの部品反転装置の正面図である。 反転した部品を実装ヘッドのノズルに受け渡したときの部品反転装置の正面図である。 部品を吸着した実装ヘッドのノズルが上昇したときの部品反転装置の正面図である。 治具上の基板支持状態を示す治具及び基板の斜視図である。

符号の説明

１ 部品実装装置本体
２、３ 第１及び第２の基板（被実装部材）
７、８ 第１及び第２の搬送機構（第２の搬送手段）
２０、２１、２６、２７ ウェハー（部品供給部）
２３、３０ 移動機構（第１の搬送手段）
３５ 支持アーム
３６ 第１の実装ヘッド
３８ 第２の実装ヘッド
４０ 載置手段
４１、４２ ノズル
５３ 塗布ヘッド
５６ 認識カメラ
６４ ノズルストッカ
６６ 部品反転装置（部品反転手段）
８０ パレット（載置手段）
８１ トレイ（部品供給部）
１００ 制御装置

Claims (6)

1. 水平方向に移動可能に設けられた部品供給部と、この部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、水平方向に移動可能に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、前記被実装部材を水平方向に搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
2. Ｙ軸方向に移動し部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、Ｘ軸方向に移動可能に設けられた第１の部品供給部と、Ｘ軸方向に移動可能に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
3. Ｙ軸方向に移動し部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、Ｘ軸方向に設けられた第１の搬送手段と、この第１の搬送手段により移動可能に設けられた第１の部品供給部と、前記第１の搬送手段により移動可能に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
4. Ｙ軸方向に移動し部品供給部から部品を保持し被実装部材上に実装する実装ヘッドと、Ｘ軸方向に設けられた第１の搬送手段と、この第１の搬送手段により搬送される載置台に設けられた第１の部品供給部と、前記載置台に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
5. Ｘ軸方向に設けられた第１の搬送手段と、この第１の搬送手段により搬送される載置台に設けられた部品供給部と、この部品供給部から部品を保持しＹ軸方向に平行に独立して移動し、被実装部材上に実装する複数の実装ヘッドと、前記載置台に設けられ前記実装ヘッドが保持している部品を受け取り保持して表裏反転させる部品反転手段と、Ｘ軸方向に設けられ前記被実装部材を搬送する第２の搬送手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
6. 前記複数の第１の部品供給部が前記第１の搬送手段により移動可能に設けられ、これらの第１の部品供給部の間に位置して前記部品反転手段が設けられたことを特徴とする請求項４または５に記載の部品実装装置。

Images