JP2009044044A - Method and apparatus for mounting electronic-component - Google Patents
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Description
本発明は、ウェハ状態のチップを、エジェクタのニードルによる突き上げと連動して、移載ヘッドの吸着ノズルにより吸着し、基板に移送搭載するための電子部品実装方法及び装置に係り、特に、半導体チップを半導体ウェハから吸着し、基板へ搭載する際に用いるのに好適な、電子部品実装方法及び装置に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting method and apparatus for adsorbing a chip in a wafer state by a suction nozzle of a transfer head in conjunction with pushing up by an ejector needle, and transferring and mounting the chip on a substrate. The present invention relates to an electronic component mounting method and apparatus suitable for use in adsorbing from a semiconductor wafer and mounting it on a substrate.
特許文献1に記載されているように、半導体チップを半導体ウェハから吸着し、基板へ搭載する電子部品実装装置が知られている。特許文献1に記載の電子部品実装装置は、図1(平面図)及び図2(側面図)に示す如く、電子部品である半導体チップ14aを半導体ウェハ14から取り出すために、移載ヘッド7の移動機構(第1のX軸テーブル6+Y軸テーブル5A、5B)、部品認識カメラ11の移動機構(第2のX軸テーブル10+Y軸テーブル5A、5B)、半導体ウェハ14の半導体チップ14aが多数個片状態で貼着されたウェハシート13から、該当する半導体チップ14aをニードル17aにより突き上げて剥がすためのエジェクタ15の駆動機構(可動テーブル16+ピン昇降機構17)を備えており、部品認識カメラ11により半導体ウェハ14上の半導体チップ14aの位置だけを認識し、画像データから得られたチップの位置に対して、予め決められた座標データに基づき、制御部が各機構駆動部の位置制御を行なうようにされている。図において、1は基板搬送部、1aは搬送路、1bはチャック機構、2は基板、3は基板供給部、4は、基板2上の部品実装位置に、電子部品接着用のペーストを塗布するペースト塗布部、8は吸着ノズル、9は基板認識カメラ、12は、ウェハ状態の半導体チップ14aを保持するウェハ保持部、18は、待機中の新たな半導体ウェハ14を保持するウェハストック部である。
As described in Patent Document 1, an electronic component mounting apparatus is known in which a semiconductor chip is sucked from a semiconductor wafer and mounted on a substrate. As shown in FIGS. 1 (plan view) and FIG. 2 (side view), an electronic component mounting apparatus described in Patent Document 1 is provided with a
しかしながら、近年チップサイズの小型化が進み、吸着ノズル8の中心とエジェクタ15のニードル17aの中心との位置ずれが大きいと、半導体チップ14aの吸着ミスが発生し易くなっている。
However, in recent years, the chip size has been reduced, and if the position shift between the center of the
特許文献1では、エジェクタ15の可動テーブル16の停止位置や、移載ヘッド7の移動機構のXY移動軸(6、5A、5B)の停止位置は、部品認識カメラ11の撮像により得られた画像データから、制御部がそれぞれの駆動機構部の位置制御を行ない、予め決められたX−Y座標系の所定の座標位置に位置制御することで、エジェクタ15や移載ヘッド7の位置決めを行なっており、結果的に、ニードル中心と吸着ノズル中心とにおいて、構成部品の熱膨張や部品精度等の座標系の誤差分による位置ずれが発生し、微小なチップを正確にピックアップするための弊害となっていた。
In Patent Document 1, the stop position of the movable table 16 of the
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、半導体チップのような微小な電子部品であっても、常に正確にピックアップできるようにすることを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to always accurately pick up even a minute electronic component such as a semiconductor chip.
本発明は、ウェハ状態のチップを、エジェクタのニードルによる突き上げと連動して、移載ヘッドの吸着ノズルにより吸着し、基板に移送搭載するための電子部品実装方法において、吸着ノズルの位置を示すノズルマークが上面に付されたノズル位置検出治具を、吸着ノズルで吸着して、ウェハ位置に載置する手順と、移載ヘッド上の前記ニードル先端迄の距離と略同じ距離の位置に設けられた、移載ヘッドの位置を示すヘッド基準マークを、エジェクタと連動して移動する認識カメラにより撮像する手順と、移載ヘッドを退避して、ウェハ位置に残された前記ノズル位置検出治具上のノズルマークを、前記認識カメラにより撮像する手順と、前記ヘッド基準マークとノズルマークのずれを求める手順と、該ずれを考慮して、チップの中心とノズル中心とニードル中心が一致するように、エジェクタの位置を制御することにより、チップを取り出す手順と、を含むことにより、前記課題を解決したものである。 The present invention relates to an electronic component mounting method for sucking a chip in a wafer state by a suction nozzle of a transfer head in conjunction with pushing up by a needle of an ejector and transferring and mounting the chip on a substrate. The nozzle position detection jig with the mark attached on the top surface is provided at a position that is approximately the same distance as the distance to the needle tip on the transfer head, by sucking it with the suction nozzle and placing it on the wafer position. Further, a procedure for imaging a head reference mark indicating the position of the transfer head by a recognition camera that moves in conjunction with the ejector, and the nozzle position detection jig left on the wafer position by retracting the transfer head The nozzle mark is taken by the recognition camera, the procedure for obtaining the deviation between the head reference mark and the nozzle mark, the center of the chip in consideration of the deviation As nozzle center and the needle centers are identical, by controlling the position of the ejector, by including a step of taking out the chip, and is obtained by solving the above problems.
又、ウェハ状態のチップを、エジェクタのニードルによる突き上げと連動して、移載ヘッドの吸着ノズルにより吸着し、基板に移送搭載するための電子部品実装装置において、吸着ノズルの位置を示すノズルマークが上面に付されたノズル位置検出治具と、移載ヘッド上の前記ニードル先端迄の距離と略同じ距離の位置に設けられた、移載ヘッドの位置を示すヘッド基準マークと、エジェクタと連動して移動する認識カメラとを備え、該認識カメラにより認識したヘッド基準マークとノズルマークのずれを考慮して、チップの中心とノズル中心とニードル中心が一致するように、エジェクタの位置を制御する手段とを備えることにより、同じく前記課題を解決したものである。 In addition, in an electronic component mounting apparatus for picking up a wafer-state chip by a pick-up nozzle of a transfer head in conjunction with a push-up by an ejector needle and transferring and mounting it on a substrate, a nozzle mark indicating the position of the pick-up nozzle is provided. The nozzle position detection jig attached to the upper surface, the head reference mark indicating the position of the transfer head provided at a position substantially the same as the distance to the needle tip on the transfer head, and the ejector And a means for controlling the position of the ejector so that the center of the tip, the center of the nozzle and the center of the needle coincide with each other in consideration of the deviation between the head reference mark and the nozzle mark recognized by the recognition camera. The above-mentioned problem is similarly solved.
本発明によれば、同じ認識カメラで、ニードルの中心と、ピックアップされるチップの中心と、チップを吸着するノズルの中心を認識し、それぞれを位置制御することで、チップのピックアップ時には、毎回、ニードルの中心とピックアップされるチップの中心とチップを吸着するノズルの中心を常に正確に一致させることができるので、微小なチップでも、常に正確にピックアップすることが可能となる。 According to the present invention, the same recognition camera recognizes the center of the needle, the center of the chip to be picked up, and the center of the nozzle that sucks the chip, and controls the position of each so that each time the chip is picked up, Since the center of the needle and the center of the chip to be picked up and the center of the nozzle that adsorbs the chip can always coincide with each other accurately, even a small chip can always be picked up accurately.
特に、移載ヘッド上部の認識カメラからの距離が、エジェクタのニードルの先端と略同じになる位置に、移載ヘッドの位置を示すヘッド基準マークを取り付けたので、高さの異なるニードルとヘッド基準マークを、固定焦点のレンズとカメラで高精度に認識することができる。 In particular, since the head reference mark indicating the position of the transfer head is attached at a position where the distance from the recognition camera at the top of the transfer head is substantially the same as the tip of the ejector needle, the needle and the head reference having different heights are attached. The mark can be recognized with high accuracy by a fixed-focus lens and camera.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る電子部品実装装置の実施形態は、図3に示す如く、ウェハ状態のチップ(図示省略)を、エジェクタ15のニードル17aによる突き上げと連動して、移載ヘッド7の吸着ノズル8により吸着し、基板(図示省略)に移送搭載するための電子部品実装装置において、吸着ノズル8の位置を示すノズルマーク20aが上面に付されたノズル位置検出治具20と、移載ヘッド7上の前記ニードル先端迄の距離と略同じ距離の位置に設けられた、移載ヘッド7の位置を示すヘッド基準マーク22と、エジェクタ15と連動して水平移動する認識カメラ24とを備えたものである。図において、26は、認識カメラ24の光軸をエジェクタ15に向けて90°曲げるためのミラー、28は、該ミラー26で曲げられた光軸を、移載ヘッド7の上面と平行な方向に曲げるためのミラーである。
In the embodiment of the electronic component mounting apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 3, the wafer state chip (not shown) is moved by the
前記ノズル位置検出治具20は、例えば金属やセラミック等の硬い板に、変形しない耐久性のあるノズルマーク20aを付したものとすることができる。
The nozzle
前記認識カメラ24の視野30の一例を図4に示す。ニードル17aの中心と認識カメラ24とは、常に同期して移動するように互いの位置関係が拘束されて取付けられている。そのため、常に認識カメラ24の視野30の略中心にニードルマーク17bが存在する。
An example of the
以下図5を参照して作用を説明する。 The operation will be described below with reference to FIG.
先ず、移載ヘッド7が退避した図6に示すような状態で、認識カメラ24の視野30内の中心にあるニードルマーク17bの位置(ニードル位置とも称する)を取得する(ステップ100)。図において、25は認識カメラ24の光軸である。
First, in the state as shown in FIG. 6 where the
次いで、ノズル位置検出治具20を吸着ノズル8で吸着し(ステップ110)、図3に示したように、移載ヘッド7を、認識カメラ24の視野内に移動して(ステップ120)、図7に示す如く、ヘッド基準マーク(ヘッドマークとも称する)22の位置を取得する(ステップ130)。
Next, the nozzle
次いで移載ヘッド7が退避し(ステップ140)、図8に示す如く、ウェハ保持部12上に残されたノズル位置検出治具20のノズルマーク20aにより、ノズル先端の正確な位置を取得する(ステップ150)。ヘッドマーク22とノズルマーク20aにより、ヘッド位置と吸着ノズル先端との補正値を取得する概念を図9に示す。
Next, the
生産工程では、図10に示す如く、半導体ウェハ14上に並んでいる半導体チップ14aの位置を認識カメラ24で取得し、半導体チップ14aの中心位置14bを割り出す(ステップ170)。
In the production process, as shown in FIG. 10, the position of the
次いで、半導体チップ14aの中心位置14bにニードル17aを移動する。このとき、認識カメラ24も同期して移動する。
Next, the
次いで、図11に示す如く、移動後の認識カメラ24の視野30内に移載ヘッド7を移動し、ヘッドマーク22を認識し(ステップ190)、ヘッドマーク22により、チップ中心14bに吸着ノズル8の位置を合わせて、図12に示す如く、吸着ノズル8で吸着すると同時にニードル17aを突き上げて、半導体チップ14aを取り出す(ステップ200)。
Next, as shown in FIG. 11, the
このように、認識カメラ24の視野30内で、エジェクタ15の移動によりニードル中心とチップ中心14bとを合わせ、移載ヘッド7の移動によりチップ中心14bと吸着ノズル中心を合わせることにより、ニードル中心とチップ中心とノズル中心を同一軸線上に揃え、微小チップであっても、正確にピックアップ動作が行なえる。
Thus, within the
本実施形態においては、図5に示したように、事前に取得したデータによりエジェクタのニードル位置を決定していたが、ステップ100をステップ220の後にも追加することにより、ニードル位置データの取得を、生産中にチップ取出し後に毎回行なっても良い。この場合には、高精度のニードル位置補正を行なうことができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the needle position of the ejector is determined based on data acquired in advance. However, needle position data can be acquired by adding
又、本実施形態においては、ミラー26を設けているので、認識カメラ24を横向けに置くことができ、高さを減らすことができる。なお、ミラー26を省略して、カメラを上方に縦向きに置くこともできる。
In this embodiment, since the
なお、前記実施形態においては、本発明が、半導体ウェハから半導体チップをピックアップする際に適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されない。 In the above embodiment, the present invention is applied when picking up a semiconductor chip from a semiconductor wafer. However, the application target of the present invention is not limited to this.
7…移載ヘッド
8…吸着ノズル
12…ウェハ保持部
14…半導体ウェハ
14a…半導体チップ
15…エジェクタ
17…ピン昇降機構
17a…ニードル
17b…ニードルマーク
20…ノズル位置検出治具
20a…ノズルマーク
22…ヘッド基準マーク
24…認識カメラ
26、28…ミラー
30…カメラ視野
DESCRIPTION OF
Claims (2)
吸着ノズルの位置を示すノズルマークが上面に付されたノズル位置検出治具を、吸着ノズルで吸着して、ウェハ位置に載置する手順と、
移載ヘッド上の前記ニードル先端迄の距離と略同じ距離の位置に設けられた、移載ヘッドの位置を示すヘッド基準マークを、エジェクタと連動して移動する認識カメラにより撮像する手順と、
移載ヘッドを退避して、ウェハ位置に残された前記ノズル位置検出治具上のノズルマークを、前記認識カメラにより撮像する手順と、
前記ヘッド基準マークとノズルマークのずれを求める手順と、
該ずれを考慮して、チップの中心とノズル中心とニードル中心が一致するように、エジェクタの位置を制御することにより、チップを取り出す手順と、
を含むことを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method for picking up the wafer-state chip by the suction nozzle of the transfer head in conjunction with the push-up by the ejector needle, and transferring and mounting it on the substrate,
A procedure for adsorbing a nozzle position detection jig with a nozzle mark indicating the position of the adsorption nozzle on the upper surface by adsorbing with the adsorption nozzle and placing it on the wafer position;
A procedure for imaging a head reference mark indicating the position of the transfer head, which is provided at a position substantially the same as the distance to the needle tip on the transfer head, by a recognition camera that moves in conjunction with the ejector;
Retreating the transfer head and imaging the nozzle mark on the nozzle position detection jig left at the wafer position with the recognition camera;
A procedure for obtaining a deviation between the head reference mark and the nozzle mark;
In consideration of the deviation, a procedure for taking out the tip by controlling the position of the ejector so that the center of the tip, the center of the nozzle and the center of the needle coincide with each other;
An electronic component mounting method comprising:
吸着ノズルの位置を示すノズルマークが上面に付されたノズル位置検出治具と、
移載ヘッド上の前記ニードル先端迄の距離と略同じ距離の位置に設けられた、移載ヘッドの位置を示すヘッド基準マークと、
エジェクタと連動して移動する認識カメラとを備え、
該認識カメラにより認識したヘッド基準マークとノズルマークのずれを考慮して、チップの中心とノズル中心とニードル中心が一致するように、エジェクタの位置を制御する手段と、
を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。 In an electronic component mounting apparatus for picking up a chip in a wafer state in conjunction with push-up by an ejector needle, sucking it by a suction nozzle of a transfer head, and transferring and mounting it on a substrate.
A nozzle position detection jig in which a nozzle mark indicating the position of the suction nozzle is attached to the upper surface;
A head reference mark indicating the position of the transfer head provided at a position substantially the same as the distance to the needle tip on the transfer head;
With a recognition camera that moves in conjunction with the ejector,
Means for controlling the position of the ejector so that the center of the tip, the center of the nozzle and the center of the needle coincide with each other in consideration of the deviation between the head reference mark and the nozzle mark recognized by the recognition camera;
An electronic component mounting apparatus comprising:
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