JP2008218488A - 実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドを水平移動させるための水平駆動部材のうねりが原因となって生じる実装精度の低下を防止することのできる実装方法を提供する。
【解決手段】ヘッド１７を上側位置ＵＸに配置したときのヘッド１７のＸＹ方向位置と、ヘッド１７を下側位置ＤＸに配置したときのヘッド１７のＸＹ方向位置との誤差を水平駆動部材２４における複数の測定位置ＨＸ１〜ＨＸ５毎に求めるステップと、水平駆動部材２４のＸ方向位置と上記誤差との相関関係を表す相関関数を求めるステップと、水平駆動部材２４における実装時のヘッド１７の位置に応じた誤差を上記相関関数から求め、求めた誤差だけヘッド１７とワーク保持ステージとの相対位置関係をオフセットさせてからヘッド１７を降下させるステップとを備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、電子部品などのチップ部品を、ガラス、樹脂、及び金属の基板などからなるワークに実装する実装方法に関する。特に、基板が大型の場合に好適な発明である。

従来の実装装置は、例えばチップ部品を真空吸着保持するヘッドと、ヘッドを上下方向に移動させる機構と、チップ部品の実装対象となる基板を載置保持する基板保持ステージと、基板保持ステージを水平方向及び回転方向に移動させる機構と、ヘッドと基板保持ステージとの空間に進退可能に設けられ且つヘッド側と基板保持ステージ側とを同時に撮像可能な２視野カメラとを有する。この実装装置では、２視野カメラを上記空間へ進入させて、ヘッドが保持したチップ部品に書かれたアラインメントマークと、基板に書かれたアラインメントマークとを同時に読み取り、その読み取り情報に基づいてチップ部品と基板における実装位置との位置合わせを行う。そして、２視野カメラを退避させてた後、ヘッドを降下させて、チップ部品を基板における実装位置に接合させる（例えば、特許文献１参照）。

特許３８３８５６１号公報

近年、量産効率を上げることを目的として基板のサイズが大きくなる傾向にあり、高密度実装が必要な基板も、その対象となってきている。上述した実装装置を大型基板に対応させ、ヘッドで基板全域にチップ部品を実装する場合、例えば次の手法が有効である。すなわち、ヘッドと２視野カメラとの両方を、ガイドレール等の水平駆動部材により同時且つ同一方向に移動させながら実装動作を行う手法である。

ところで、上述の手法を用いた場合、実装対象とする基板のサイズが大きいほど、ガイドレールには長いものが必要とされる。そして、ガイドレールが長いものほど、ガイドレールの平行度の誤差（うねり）は一般には大きくなり、実装精度に影響を及ぼすことになる。ガイドレールにうねりがあった場合の不都合について、図１２及び図１３を参照して説明する。

ガイドレールがピッチング、つまりＺ軸方向のうねりを持つとする。例えば、図１２（Ｂ）のように、ガイドレール２４がＸ軸方向から微少角度θだけ下方に傾いているとする。この場合、ヘッド１７はＺ軸に対して微少角度θ傾いた軸方向に降下するため、傾きがなかった場合（図１２（Ａ））に比べて、ヘッド１７は基板Ｗにおける実装予定位置Ｐ１からＸ軸方向にΔＸ＝ｈ×ｔａｎθだけ手前の位置Ｐ１’に到達してしまい、高精度な実装ができない。

また、ガイドレールがヨーイング、つまりＹ軸方向のうねりを持つとする。例えば、図１３（Ｂ）のように、ガイドレール２４がＸ軸方向から微少角度Ψだけ側方に傾いているとする。この場合、ヘッド１７はＸ軸に対してＹ軸方向にΔＹ＝ｄ×ｔａｎΨだけずれた位置から降下するため、傾きがなかった場合に比べて、ヘッド１７は基板Ｗにおける実装予定位置Ｐ２からＹ軸方向にΔＹ＝ｄ×ｔａｎΨだけ側方の位置Ｐ２’に到達してしまい、高精度な実装ができない。

以上のような不都合は、ガイドレール２４の加工精度及び取付精度を良くすれることにより克服できるが、装置コストが高くなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ヘッドを水平移動させるための水平駆動部材のうねり、すなわちピッチングやローリングが原因となって生じる実装精度の低下を防止することのできる実装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の実装方法は、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、チップ部品（１１）の実装対象となるワーク（Ｗ）を載置保持するワーク保持ステージ（１４）と、ワーク保持ステージ（１４）の上方に設けられチップ部品（１１）を吸着保持してＺ軸方向に昇降可能なヘッド（１７）と、ヘッド（１７）をＸ軸方向に沿った複数の位置に駆動配置可能とする長尺状の水平駆動部材（２４）とを備える実装装置を用いた実装方法であって、ヘッド（１７）を上側位置（ＵＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置と、ヘッド（１７）を下側位置（ＤＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置との誤差（ΔＸ，ΔＹ）を水平駆動部材（２４）における複数の測定位置（ＨＸ１〜ＨＸ５）毎に求めるステップ（１１０〜１６５）と、水平駆動部材（２４）のＸ方向位置と上記誤差（ΔＸ，ΔＹ）との相関関係を表す相関関数を求めるステップ（１７０）と、水平駆動部材（２４）における実装時のヘッド（１７）の位置に応じた誤差（ΔＸ，ΔＹ）を上記相関関数から求め、求めた誤差（ΔＸ，ΔＹ）だけヘッド（１７）とワーク保持ステージ（１４）との相対位置関係をオフセットさせてからヘッド（１７）を降下させるステップ（３３０，３３５）とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の実装方法では、ヘッド（１７）を上側位置（ＵＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置と、ヘッド（１７）を下側位置（ＤＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置とは、ヘッド（１７）とワーク保持ステージ（１４）との空間に進退可能に設けられ且つヘッド（１７）の側とワーク保持ステージ（１４）の側とを同時に撮像可能な２視野カメラ（３７）を用いて、ヘッド（１７）に設けられたターゲットマーク（Ｒ３）を読み取ることで取得する。

請求項３に記載の実装方法では、前記相関関数は、温度に対する水平駆動部材（２４）の変形量の関連付けがされており、温度センサ（２５２）により計測した水平駆動部材（２４）の温度と前記相関関数とにより前記誤差（ΔＸ，ΔＹ）を決定する。

請求項４に記載の実装方法では、温度センサ（２５２）により計測した水平駆動部材（２４）の温度に応じて、水平駆動部材（２４）に向けてエアブローを行う。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段の各欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明によると、ヘッドを水平移動させるための水平駆動部材のうねり、すなわちピッチングやローリングが原因となって生じる実装精度の低下を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は実施形態に係る実装装置の斜視図、図２は実装ユニットの概略構成を示した正面図、図３はリンク機構の構成を示す平面図、図４は認識部の概略構成を示す側面図、図５は投影部の概略構成を示す平面図、図６はＣＣＤカメラに投影される画像を示す図、図７は吸着部に設けられたターゲットマークを示す平面図である。

本実施形態では、チップ部品としてバンプ付きの電子部品を基板に実装する場合を例にとって説明する。チップ部品としては、その他に例えば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハなどの種類や大きさに関係なく、基板と接合させる側の全ての形態を示す。また、基板としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、金属基板（例えば銅基板）などチップ部品と接合される側の全ての形態を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る実装装置は、大きく分けて、装置基台１と、この装置基台１の前側（図１では左端）に配設された基板供給ユニット２と、装置基台１の奥側に配設された実装ユニット３と、実装ユニット３の左隣に配設されたチップ部品供給ユニット４とから構成されている。

基板供給ユニット２は、開閉可能な開閉扉５を上部に備えた箱状体であって、載置テーブル６と搬送機構７とを内部に備えている。

載置テーブル６は、ワークである基板Ｗを載置可能に構成される。その表面には、基板Ｗに形成された位置決め孔に挿通するための位置決めピン８が所定間隔をおいて立設されている。

搬送機構７は、載置テーブル６に載置された基板Ｗを表面から吸着保持して、実装ユニット３側の可動テーブル１５上に備わった基板保持ステージ１４に搬送するように構成される。具体的には、搬送機構７は、基板Ｗの表面を吸着可能な吸着板９を備える。この吸着板９は、載置テーブル６の上方と基板保持ステージ１４の上方の１軸（Ｙ）方向とに移動可能であるとともに、載置テーブル６と基板保持ステージ１４との対向位置で昇降可能（Ｚ軸方向）に構成されている。なお、吸着板９は、図示しない配管を介してポンプと連通接続されている。

実装ユニット３は、図１及び図２に示すように、搬送機構７によって搬送された基板Ｗを保持する保持部１０と、チップ部品１１を吸着保持して基板Ｗに実装する圧着ユニット１２と、基板Ｗとチップ部品１１に予め設けられているアライメントマーク及びヘッド１７の一部に設けられているターゲットマークを認識する認識部１３とから構成されている。

保持部１０は、搬送機構７の吸着板９によって表面を吸着保持されて搬送されてきた基板Ｗを水平姿勢で吸着保持する基板保持ステージ１４と、基板保持ステージ１４を水平１軸（Ｙ）方向に移動可能な可動テーブル１５とを備えている。可動テーブル１５は、図示しないモータを正逆回転駆動することでガイドレール１６に沿ってねじを送り、前後方向に移動するようになっている。なお、保持部１０は、リニアテーブルであってもよい。

また、基板保持ステージ１４の下部には、図示しないヒータが内蔵されており、基板Ｗを裏面から加熱可能に構成されている。

圧着ユニット１２は、チップ部品１１を吸着保持するヘッド１７と、ヘッド１７を水平１軸（Ｘ）方向に移動させる水平駆動機構１８と、ヘッド１７を上下（Ｚ）方向に移動させる昇降駆動機構１９と、ヘッド１７をＺ軸回り（Ω）方向に回転させる回転駆動機構２０とから構成されている。

ヘッド１７は、凹形状を逆さにした枠体２１と、枠体下部の開口に取り付けられた透明なガラス板からなる吸着部２２とを備えている。吸着部２２には、下面中央に形成された開口と側部に形成された開口とを連通する流路が形成されており、ホースを介してポンプ（図示せず）に連通接続されている。つまり、ポンプの作動により下面開口が吸着孔として作用し、チップ部品１１を吸着保持する。なお、吸着部２２の下面に、更に、チップ部品１１の形状に応じた透明なガラス板などからなるアタッチメントを装着してもよい。また、吸着部２２において側方に伸びる部分２２１には、中央にターゲットマークＲ３（図７参照）が設けられている。

水平駆動機構１８は、Ｘ軸方向に沿って配設されたガイドレール２４と、ガイドレール２４にスライド自在に設けられた可動台２５と、可動台２５を駆動するためのボールねじ機構２５１と、ボールねじ機構２５１を正逆回転駆動するモータＭ１とを備え、モータＭ１を正逆回転駆動させることにより、ガイドレール２４に沿って可動台２５を水平（Ｘ）方向に往復移動させる。なお、水平駆動機構１８は、リニアテーブルであってもよい。

昇降駆動機構１９は、Ｚ軸方向を中心軸として配設されたシリンダ２６と、シリンダ２６内で移動するピストン２７と、当該ピストン２７の先端から延伸するロッド２８とから構成されたアクチュエータである。このピストン２７及びロッド２８は、シリンダ２６内で軸心回りに回転自在になっている。更に、シリンダ２６内とピストン２７との間の圧力室には、流体を供給または排気する流路が形成されており、ポンプからの気体の供給及び排気を制御部２９Ａによって制御することができる。昇降駆動機構１９を介してヘッド１７は可動台２５に取り付けられている。

回転駆動機構２０は、回転軸を下方に向けて昇降駆動機構１９の図２中左隣に取り付けられたモータＭ２と、アクチュエータのロッド２８にロッドガイドＧを介してモータＭ２の回転軸に連結するリンク機構３２とを備えている。

リンク機構３２は、図３に示すように、２本のリンクバー３３ａ、３３ｂの連結部に伸縮ガイド３４を備え、一方のリンクバー３３ａの先端がモータＭ２に、他方のリンクバー３３ｂの先端がアクチュエータのロッド２８のロッドガイドＧに連結された構成となっている。つまり、モータＭ２の正逆転駆動にともなって、両リンクバー３３ａ、３３ｂが左右に揺動され、回転動力がロッド２８に伝達されてピストン２７がシリンダ内で回転する。なお、リンクバー３３ａ、３３ｂが揺動するとき、モータＭ２の回転軸とロッド２８との距離の変化に追従するように、伸縮ガイド３４が伸縮するようになっている。また、リンクバー３３ｂは、ロッドガイドＧによってロッド２８の進退に追従せずに、一定高さを維持するように構成されている。

また、ロッド２８には、扇状のスケール３５が取り付けられており、当該スケール側面のメモリを近接配備したエンコーダ３６によって読み取るようになっている。すなわち、ピストン２７の回転角度を読み取り、その結果から、ヘッド１７のＺ軸回りの回転角度を読み取れるように構成されている。

認識部１３は、図４から図６に示すように、２個のＣＣＤカメラ３７と、２個のＣＣＤカメラ３７を水平１軸（Ｘ）方向に移動させる水平駆動機構６０とを備えている。

２個のＣＣＤカメラ３７の先端には、投影部３８が設けられている。投影部３８は、アライメントマークＲ１，Ｒ２やターゲットマークＲ３を映す第１ミラー３９ａと、当該第１ミラー３９ａに映ったアライメントマークＲ１，Ｒ２やターゲットマークＲ３を映し込み、９０度後方にあるＣＣＤカメラ３７に投影する第２ミラー３９ｂとから構成されている。投影部３８は、モータＭ３の正逆転駆動によって、可動台６２の下面に設けられガイドレール４０に沿って進退移動可能（Ｙ軸方向に移動可能）に構成されている。つまり、ヘッド１７の開口内（ヘッド１７と基板保持ステージ１４との空間）と開口外とで投影部３８を進退させるように構成されている。後述するキャリブレーション動作時には、上側位置ＵＸと下側位置ＤＸとにそれぞれ選択的に配置されたヘッド１７のターゲットマークＲ３を捕らえてＣＣＤカメラ３７に投影する。また、後述する本動作時には、ヘッド１７に吸着保持されたチップ部品１１のアライメントマークＲ２と基板ＷのアライメントマークＲ１とを同時に捕らえてＣＣＤカメラ３７に投影する。

水平駆動機構６０は、Ｘ軸方向に沿って配設されたガイドレール６１と、ガイドレール６１にスライド自在に設けられた可動台６２と、可動台６２を駆動するためのボールねじ機構６２１と、ボールねじ機構６２１を正逆回転駆動するモータＭ４とを備え、モータＭ４を正逆回転駆動させることにより、ガイドレール６１に沿って可動台６２を水平（Ｘ）方向に往復移動させるようになっている。なお、水平駆動機構６０は、リニアテーブルであってもよい。この可動台６２に２個のＣＣＤカメラ３７が取り付けられている。

チップ部品供給ユニット４は、載置テーブル４１と、チップ部品搬送機構４２と、中継部５０と、スライドテーブル４３とから構成されている。

載置テーブル４１は、フェイスダウンの状態とした複数のチップ部品１１を整列して収容したチップトレイ、または、フェイスダウンの状態とした複数のチップ部品１１にダイシング加工された半導体ウエハをリング状フレームで保持した保持体を載置可能とする。

チップ部品搬送機構４２は、チップ部品１１を吸着保持して搬送する部位であり、装置基台１のＹ軸方向に伸びるガイドレール４４上で前後に移動可能な可動フレーム４５と、当該可動フレーム４５の前面に向けられたガイドレール４６に沿って水平（Ｙ）方向に移動可能な可動台４７とを備え、更に、当該可動台４７にチップ部品１１を吸着保持可能な吸着ヘッド４８を上下可動に配備している。つまり、載置テーブル４１に載置された所定位置のチップ部品１１を吸着ヘッド４８で吸着保持し、中継部５０に受け渡し、更にスライドテーブル４３に受け渡す。

中継部５０は、搬送されたチップ部品１１を受け取り、ヘッド１７への受け渡しを中継する部位である。

スライドテーブル４３は、装置基台１に立設されたフレームの水平（Ｙ）方向に移動可能であって、チップ部品搬送機構４２によって中継部５０に搬送されてきたチップ部品１１を受け取るように構成されている。スライドテーブル４３は、チップ部品１１をヘッド１７の吸着可能な位置に搬送するようになっている。

次に、図１から図１２を参照しながら、上述した構成を備えた実装装置の動作を説明する。

図８は実施形態に係る実装装置の実装動作の概略を示すフローチャート、図９は第１補正データ取得動作の処理を示すフローチャート、図１０は第１補正データ取得動作を具体的に説明するための図、図１１は本実装動作の処理を示すフローチャート、図１２はＺ軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための図、図１３はＹ軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための図である。

なお、本実施形態では、複数のチップ部品１１を整列して収容したチップトレイを載置テーブルに載置された場合を例にとる。各チップ部品１１は、バンプ電極が裏面にある状態、つまりフェイスダウンの状態にあり、これらのチップ部品１１をシート状の樹脂基板に複数個実装する場合を例にとって説明する。この場合、チップ部品１１の裏面には、熱硬化型の粘着材が予め転写されている。

先ず、ステップ１００において、第１補正データ取得動作を行う。第１補正データ取得動作では、図１０に示すように、ヘッド１７は、先ず水平駆動機構１８の駆動により第１測定位置ＨＸ１に配置される。より具体的には、可動台２５がガイドレール２４に沿って移動することにより、ヘッド１７が第１測定位置ＨＸ１に移動する（ステップ１１０）。一方、ＣＣＤカメラ３７は、水平駆動機構６０の駆動により第１撮像位置ＣＸ１に配置される。より具体的には、可動台６２がガイドレール６１に沿って移動することにより、ＣＣＤカメラ３７が第１撮像位置ＣＸ１に移動する（ステップ１１５）。第１測定位置ＨＸ１において、ヘッド１７は、昇降駆動機構１９の駆動により、上側位置ＵＸ１に配置される（ステップ１２０）。

ヘッド１７が上側位置ＵＸ１に配置されると、投影部３８は、モータＭ３の駆動により、ヘッド１７の開口内に進入する（ステップ１２５）。ヘッド１７の開口内に進入した投影部３８は、吸着部２２に設けられたターゲットマークＲ３を、それぞれ左右一対の第１及び第２ミラー３９ａ、３９ｂに映し、ＣＣＤカメラ３７に投影する。ＣＣＤカメラ３７は、ヘッド１７におけるターゲットマークＲ３のＸＹ位置を読み取る。そのデータは制御部２９Ｂに送られて記憶される（ステップ１３０）。

ヘッド１７が上側位置ＵＸ１にあるときのターゲットマークＲ３の読取り・記憶が終わると、投影部３８は、モータＭ３の駆動により、ヘッド１７の開口内から開口外へ退避する（ステップ１３５）。そして、ヘッド１７は、昇降駆動機構１９の駆動により、下側位置ＤＸ１に配置される（ステップ１４０）。

ヘッド１７が下側位置ＤＸ１に配置されると、投影部３８は、モータＭ３の駆動により、再びヘッド１７の開口内に進入する（ステップ１４５）。ヘッド１７の開口内に進入した投影部３８は、吸着部２２に設けられたターゲットマークＲ３を、それぞれ左右一対の第１及び第２ミラー３９ａ、３９ｂに映し、ＣＣＤカメラ３７に投影する。ＣＣＤカメラ３７は、ヘッド１７におけるターゲットマークＲ３のＸＹ位置を読み取る。そのデータは制御部２９Ｂに送られて記憶される（ステップ１４０）。ヘッド１７が下側位置ＤＸ１にあるときのターゲットマークＲ３の読取り・記憶が終わると、投影部３８は、モータＭ３の駆動により、ヘッド１７の開口内から開口外へ退避する（ステップ１５５）。

上述したステップ１１０からステップ１５５の処理、すなわち、Ｘ方向位置が第１測定位置ＨＸ１に配置され且つＺ方向位置が上側位置ＵＸ１に配置されたヘッド１７におけるターゲットマークＲ３をＣＣＤカメラ３７で読み取ってそのＸＹ位置を記憶する処理と、Ｘ方向位置が第１測定位置ＨＸ１に配置され且つＺ方向位置が下側位置ＤＸ１に配置されたヘッド１７におけるターゲットマークＲ３をＣＣＤカメラ３７で読み取ってそのＸＹ位置を記憶する処理とが終わると、ヘッド１７は、水平駆動機構１８の駆動により第２測定位置ＨＸ２に配置される。また、ＣＣＤカメラ３７は、水平駆動機構６０の駆動により第２撮像位置ＣＸ２に配置される。そして、上述したステップ１１０からステップ１５５と同様な処理を行う。

第３測定位置ＨＸ３、第４測定位置ＨＸ４及び第５測定位置ＨＸ５についても上と同様な処理を行い、第５測定位置ＨＸ５についての処理が終わると（ステップ１６５でイエス）、制御部２９Ｂは次の処理を行う。すなわち、先ず、ヘッド１７を上側位置ＵＸに配置したときのヘッド１７のＸＹ方向位置と、ヘッド１７を下側位置ＤＸに配置したときのヘッド１７のＸＹ方向位置との誤差ΔＸ，ΔＹをガイドレール２４における５箇所の第１〜第５測定位置ＨＸ１〜ＨＸ５毎に求める。続いて、ガイドレール２４のＸ方向位置と上記誤差ΔＸ，ΔＹとの相関関係を表す相関関数を、上記第１〜第５測定位置ＨＸ１〜ＨＸ５毎の誤差ΔＸ，ΔＹに補間処理を用いることで求める。この相関関数は第１相関関数として制御部２０Ｂに記憶される。

次に、ステップ２００において、第２補正データ取得動作を行う。第２補正データ取得動作では、先ず、実装対象となる基板Ｋを基板供給ユニット２の載置テーブル６に載置する前に、基板Ｗの実装部位と関連付けされた基準スケールを刻んだマスター基板を載置テーブル６に載置してピン９により位置合せを行なう。続いて、マスター基板を搬送機構７で搬送し、実装ユニット３の基板保持ステージ１４に載置するとともに、実装ユニット３及び認識部１３を作動させてヘッド１７の開口内に送り込んだ投影部３８からマスター基板上の基準スケールを順番に映し込み、ＣＣＤカメラ３７から、その画像データを取り込む。続いて、ＣＣＤカメラ３７、基板保持ステージ１４などの各駆動軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標と、画像データから求めた各駆動軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標からＣＣＤカメラ３７と各軸の相関関係を求め、第２相関関数とする。第２相関関数は制御部２９Ｂに記憶される。

次に、ステップ３００において、本実装動作を行う。本実装動作では、先ず、チップ部品供給ユニット４の載置テーブル４１にチップトレイをセットする。このチップトレイ内には、複数のチップ部品１１がフェイスダウンの状態で整列して収容されている。その後、基板供給ユニット２の開閉扉５を開放し載置テーブル６に基板Ｗを位置合せして載置し、開閉扉５を閉じる。開閉扉５を閉じると、吸着板９が作動し、基板Ｗの対向位置で降下して基板Ｗを表面から吸着保持して基板保持ステージ１４に搬送する。

吸着板９が基板保持ステージ１４の上方に移動すると、吸着板９が降下し、基板Ｗの裏面を基板保持ステージ１４に当接させ、その後に吸着板９側の吸着を解除する。吸着を解除した吸着板９は、待機位置に戻る。吸着板９の吸着の解除と同時に基板保持ステージ１４の吸着を作動させて基板Ｗを吸着保持する。

基板Ｗを基板保持ステージ１４に搬送すると同時に、チップ部品供給ユニット４から実装ユニット３のヘッド１７にチップ部品１１を受け渡す処理を行なう。具体的には、吸着ヘッド４８を搭載した可動フレーム４５及び可動台４７が水平（Ｘ，Ｙ）方向に移動し、所定のチップ部品１１をフェイスアップ状態で吸着保持する。チップ部品１１を吸着保持した吸着ヘッド４８は、可動台４７によって、図中の右端に移動してチップ部品１１を中継部５０に受け渡すため、中継部５０がチップ部品１１をスライドテーブル４３上に受け渡す。

チップ部品１１を受け取ったスライドテーブル４３は、ガイドレールに沿ってヘッド１７へのチップ部品１１の受け渡し位置に移動する。

ヘッド１７は、可動台２５の移動によってガイドレール２４に沿ってチップ部品１１を実装する位置に移動する。ヘッド１７は、スライドテーブル４３によって実装位置に搬送されてきたチップ部品１１を吸着保持する（ステップ３１０）。

ＣＣＤカメラ３７は、水平駆動機構６０の駆動により、ヘッド１７のＸ方向位置に対応するＸ方向位置に移動する（ステップ３１５）。

投影部３８は、モータＭ３の駆動により、ヘッド１７の開口内に進入する。ヘッド１７の開口内にある投影部３８は、図６に示すように、基板Ｗに記されたアライメントマークＲ１と、チップ部品１１の対角位置にある２個のバンプＲ２とを、左右一対の第１及び第２ミラー３９ａ、３９ｂに映し、基板Ｗの図中右側のアライメントマークＲ１を一方のＣＣＤカメラ３７に、基板Ｗの図中左側のアライメントマークＲ１を他方のＣＣＤカメラ３７に投影する。本例では、２個のバンプＲ２をアライメントマークとしている。次に、チップ部品１１の図中右側のアライメントマークＲ２を一方のＣＣＤカメラ３７に、チップ部品１１の図中左側のアライメントマークＲ２をＣＣＤカメラ３７に投影する（ステップ３２０）。

制御部２９Ｂは、ＣＣＤカメラ３７によって取得した両アライメントマークの位置と、予め記憶した基準位置とを比較する。比較の結果、位置偏差が生じた場合、マスター基板で取得した第２相関関数を利用し、補正値を算出する。その後、制御部２９Ｂは、この補正値に基づいて、可動テーブル１５を水平（Ｙ）方向に、可動台２５を水平（Ｘ）方向に、及びヘッド１７をＺ軸回りに回転（Ω）移動させて、位置合せを行なう（ステップ３２５）。

また、制御部２９Ｂは、ステップ１７０で求めた第１相関関数を利用して、ヘッド１７の実際の昇降方向とＺ軸方向との偏差により生じる水平軸方向の位置ズレを補正するように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のオフセット値を算出する。その後、制御部２９Ｂは、このオフセット値に基づいて、可動テーブル１５を水平（Ｙ）方向に、可動台２５を水平（Ｘ）方向に、及びヘッド１７をＺ軸回りに回転（Ω）移動させて、オフセットをかける（ステップ３３０）。具体的には、Ｘ軸方向についてのオフセット量は、図１２（Ｂ）におけるズレ量ΔＸを符号反転した値で表すことができ、Ｙ軸方向についてのオフセット量は、図１３（Ｂ）におけるズレ量ΔＹを符号反転した値で表すことができる。

ここで、図１２（Ａ）はガイドレール２４にＺ軸方向のうねりがなかったときの実装位置での実装を示し、図１２（Ｂ）はガイドレール２４にＺ軸方向のうねりがあったときの実装位置での実装を示す。図１２（Ｂ）に示すように、ガイドレール２４にＺ軸方向のうねりがあり、水平軸Ｊ１に対するガイドレール２４の傾き角をθとし、ヘッド１７の最上位置と最下位置との距離差をｈとすると、実装時にヘッド１７は、鉛直線Ｊ１に対して角度θだけ傾いた軸を昇降軸として降下するため、本来実装すべき実装位置Ｐ１からΔＸ＝ｈ・ｔａｎθだけずれた位置Ｐ１’にチップ部品１１が実装されてしまう。

図１３（Ａ）はガイドレール２４にＹ軸方向のうねりがなかったときの実装位置での実装を示し、図１３（Ｂ）はガイドレール２４にＹ軸方向のうねりがあったときの実装位置での実装を示す。図１３（Ｂ）に示すように、ガイドレール２４にＹ軸方向のうねりがあり、水平軸Ｊ１に対するガイドレール２４の傾き角をΨとし、ヘッド１７のＸ軸方向への移動距離をｄとすると、実装時にヘッド１７は、鉛直線Ｊ１に対して角度θだけ傾いた軸を昇降軸として降下するため、本来実装すべき実装位置Ｐ２からΔＹ＝ｄ・ｔａｎΨだけずれた位置Ｐ２’にチップ部品１１が実装されてしまう。

以上の位置合せ及びオフセット設定が完了すると、アクチュエータを作動させてヘッド１７を降下させ、基板Ｗの実装部位にチップ部品１１を押圧する（ステップ３３５）。このとき、制御部２９Ａよってシリンダの圧力室の圧力が一定に保たれるので、チップ部品１１には、予め決めた押圧が加えられる。また、この押圧と同時に基板保持ステージ１４に内蔵したヒータによってチップ部品１１の裏面の粘着剤が加熱され、重合反応が促進される。そして粘着剤の重合反応が終了する時点で、ヘッド１７が上方の待機位置に戻る（ステップ３４０）。重合反応が終了すると、チップ部品１１が基板Ｗに固着される。

本実装装置では、ヘッド１７を降下させる前に、−ΔＸ、−ΔＹをオフセット量として、ヘッド１７と基板保持ステージ１４とを相対駆動しておくことにより、ヘッド１７は、チップ部品１１を正確な実装位置Ｐ１またはＰ２に向けて降下させることができるようになる。

この一連の動作が基板Ｗのチップ部品１１の実装位置の全てについて行なわれた後に（ステップ３５０でイエス）、吸着板９が作動して基板保持ステージ１４に向けて移動し、チップ部品１１の実装された基板Ｗを吸着保持して基板供給ユニット２の載置テーブル６に搬送する。この基板Ｗを基板供給ユニット２から取り出せば、基板Ｗにチップ部品１１を実装する一連の処理が終了する。

本実装装置によると、まず、ヘッド１７を上側位置ＵＸｍに配置したときのヘッド１７のＸＹ方向位置と、ヘッド１７を下側位置ＤＸｍに配置したときのヘッド１７のＸＹ方向位置との誤差ΔＸ，ΔＹをガイドレール２４における複数の第ｍ測定位置ＨＸｍ毎に求める（１１０〜１６５）。本例では測定点は５箇所（ｍ＝１〜５）とした。続いて、ガイドレール２４のＸ方向位置と上記誤差ΔＸ，ΔＹとの相関関係を表す第１相関関数を求める。続いて、ガイドレール２４における実装時のヘッド１７の位置に応じた誤差ΔＸ，ΔＹを上記相関関数から求め、求めた誤差ΔＸ，ΔＹだけヘッド１７と基板保持ステージ１４との相対位置関係をオフセットさせてからヘッド１７を降下させる。このオフセットは、可動テーブル１５を水平（Ｙ）方向に、可動台２５を水平（Ｘ）方向に、及びヘッド１７をＺ軸回りに回転（Ω）移動させることでかける。また、このオフセットは、ヘッド１７の実際の昇降方向とＺ軸方向との偏差により生じる水平軸方向の位置ズレを補正するか、または、ヘッド１７の実際のＹ方向位置とＸ軸位置（Ｙ＝０の位置）との偏差により生じるＹ軸方向の位置ズレを補正する。従って、ガイドレール２４にＺ軸方向及びＹ軸方向のうねりがあった場合でも、ヘッド１７は本来の実装位置を正確に押圧することができ、優れた実装精度での実装が達成される。

なお、ガイドレール２４への熱的影響を配慮した構成とすることもできる。例えば図４に示すように、可動台２５に温度センサ２５２を取り付け、その出力端子をリード線により制御部２９Ｂに電気接続する。一方、制御部２０Ｂには、温度によるガイドレール２４の変形量を予め記憶させておく。そして、前述の第１相関関数を、温度によるガイドレール２４の変形量に対応付けして求めておき、オフセット設定を行う際に、ガイドレール２４の温度を温度センサ２５２で検知し、第１相関関数によりその検知温度に対応するオフセット量を求める。これにより、実装時の温度が変化した場合にも極めて高精度で実装を実施することが可能になる。

また、ガイドレール２４への熱的影響を一層抑制するために、図６に例示するように、可動台２５に対しエアブローを行うエアブロー手段７０を設けることもできる。このようなエアブロー手段７０によるエアブローによって、例えばヘッド１７側に設けられたヒータによる加熱によりこの部分にゆらぎ現象が発生しようとする場合にあっても、その発生を適切に防止することができ、ガイドレール２４のうねりを適切に防止することができる。なお、ガイドレール６１についてもガイドレール２４におけるのと同様な構成手段を適用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。例えば、上述の実施の形態では、ガイドレール２４のうねりは、ピッチとヨーとしたが、ロールすなわちＸ軸を回転中心としたうねり（ねじり）を対象とした場合に適用可能な構成とすることもできる。

実施形態に係る実装装置の斜視図である。 実装ユニットの概略構成を示した正面図である。 リンク機構の構成を示す平面図である。 認識部の概略構成を示す側面である。 投影部の概略構成を示す平面図である。 ＣＣＤカメラに投影される画像を示す図である。 吸着部に設けられたターゲットマークを示す平面図である。 実装装置の実装動作の概略を示すフローチャートである。 第１相関関数を求める動作を示すフローチャートである。 第１相関関数を求める動作を具体的に説明するための図である。 実装動作を示すフローチャートである。 Ｚ軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための正面図である。 Ｙ軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための平面図である。

符号の説明

１１ チップ部品
１４ 基板保持ステージ（ワーク保持ステージ）
１７ ヘッド
２４ ガイドレール（水平駆動部材）
３７ ＣＣＤカメラ（２視野カメラ）
１１０〜１７０ ステップ
２５２ 温度センサ
３３０ ステップ
３３５ ステップ
ＤＸ 下側位置
ΔＸ 誤差
ΔＹ 誤差
ＨＸ１〜ＨＸ５ 測定位置
ＵＸ 上側位置
Ｗ 基板（ワーク）

Claims (4)

1. 直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、
   チップ部品（１１）の実装対象となるワーク（Ｗ）を載置保持するワーク保持ステージ（１４）と、ワーク保持ステージ（１４）の上方に設けられチップ部品（１１）を吸着保持してＺ軸方向に昇降可能なヘッド（１７）と、ヘッド（１７）をＸ軸方向に沿った複数の位置に駆動配置可能とする長尺状の水平駆動部材（２４）とを備える実装装置を用いた実装方法であって、
   ヘッド（１７）を上側位置（ＵＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置と、ヘッド（１７）を下側位置（ＤＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置との誤差（ΔＸ，ΔＹ）を水平駆動部材（２４）における複数の測定位置（ＨＸ１〜ＨＸ５）毎に求めるステップ（１１０〜１６５）と、
   水平駆動部材（２４）のＸ方向位置と上記誤差（ΔＸ，ΔＹ）との相関関係を表す相関関数を求めるステップ（１７０）と、
   水平駆動部材（２４）における実装時のヘッド（１７）の位置に応じた誤差（ΔＸ，ΔＹ）を上記相関関数から求め、求めた誤差（ΔＸ，ΔＹ）だけヘッド（１７）とワーク保持ステージ（１４）との相対位置関係をオフセットさせてからヘッド（１７）を降下させるステップ（３３０，３３５）と
   を備えることを特徴とする実装方法。
2. ヘッド（１７）を上側位置（ＵＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置と、ヘッド（１７）を下側位置（ＤＸ）に配置したときのヘッド（１７）のＸＹ方向位置とは、ヘッド（１７）とワーク保持ステージ（１４）との空間に進退可能に設けられ且つヘッド（１７）の側とワーク保持ステージ（１４）の側とを同時に撮像可能な２視野カメラ（３７）を用いて、ヘッド（１７）に設けられたターゲットマーク（Ｒ３）を読み取ることで取得する請求項１に記載の実装方法。
3. 前記相関関数は、温度に対する水平駆動部材（２４）の変形量の関連付けがされており、温度センサ（２５２）により計測した水平駆動部材（２４）の温度と前記相関関数とにより前記誤差（ΔＸ，ΔＹ）を決定する請求項１または請求項２に記載の実装方法。
4. 温度センサ（２５２）により計測した水平駆動部材（２４）の温度に応じて、水平駆動部材（２４）に向けてエアブローを行う請求項１から請求項３のいずれかに記載の実装方法。

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