JP2009135366A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に塗布ヘッドと搭載ヘッドを配置したコンパクトな構成を有しつつ、塗布ヘッドのメンテナンス作業性を向上させることができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】部品供給ステージ３と基板保持ステージ４が並ぶＹ軸方向に水平に延びて設けられたヘッド移動ガイド２５上に、基板保持ステージ４に保持された基板１４に接着剤を塗布する塗布ヘッド４３と、ヘッド移動ガイド２５上の塗布ヘッド４３よりも部品供給ステージ３側の領域に設けられて基板１４に部品７を搭載する搭載ヘッド３３を備えた部品実装装置１において、ヘッド移動ガイド２５の部品供給ステージ３側の端部が、部品供給ステージ３の上方位置を超えて基板保持ステージ４と反対の側に延びている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に接着剤を塗布する塗布ヘッドと、塗布ヘッドにより接着剤が塗布された基板に部品を搭載する搭載ヘッドを水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に配置し、接着剤を塗布した直後の基板に部品を搭載できるようにした部品実装装置に関するものである。

部品実装装置は、接着剤塗布装置により接着剤が塗布された基板を搬入し、これを基板保持部に保持させる一方、部品供給部より供給された部品を搭載ヘッドによりピックアップして基板保持部に保持された基板に搭載する。このような部品実装装置の中には、基板に塗布される接着剤が速乾性のものである場合に、接着剤が乾燥する前に部品を確実に搭載できるようにするため、接着剤塗布装置を別途設けることなく、基板に接着剤を塗布する塗布ヘッドを部品実装装置内に設けたものが知られている（特許文献１）。

このような構成の部品実装装置では、塗布ヘッドによる基板への接着剤の塗布動作と搭載ヘッドによる基板への部品の搭載動作とを交互に行うことができるため、高い作業効率で部品実装を行うことができる。また、水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に塗布ヘッドと搭載ヘッドの双方を配置するようにすれば、更に、装置全体をコンパクト化することもできる。
特開２００１−１５５３３号公報

しかしながら、上記のように、水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に塗布ヘッドと搭載ヘッドを配置した場合、搭載ヘッドはヘッド移動ガイド上で塗布ヘッドよりも部品供給部側の領域に設けられる必要があるため、メンテナンス時に搭載ヘッドと塗布ヘッドを部品供給部側へ移動させたときには、オペレータにとって塗布ヘッドは搭載ヘッドよりも向こう側となる。ここで、搭載ヘッドを部品供給部側へ移動させることができる限界の位置は、オペレータが装置の部品供給部側からアクセスして搭載ヘッドのメンテナンス作業を容易に行うことができる位置（部品供給部の上方位置）に設定されている（ヘッド移動ガイドがそこまでしか延びていない）ため、オペレータは搭載ヘッドにはアクセスし易いが塗布ヘッドにはアクセスしにくく、メンテナンス作業を行いにくいという問題点があった。

そこで本発明は、水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に塗布ヘッドと搭載ヘッドを配置したコンパクトな構成を有しつつ、塗布ヘッドのメンテナンス作業性を向上させることができる部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装装置は、部品を供給する部品供給部と、基板を保持する基板保持部と、部品供給部及び基板保持部が並ぶ方向に水平に延びて設けられたヘッド移動ガイドと、ヘッド移動ガイド上を水平方向に移動自在に設けられ、基板保持部に保持された基板に接着剤を塗布する塗布ヘッドと、ヘッド移動ガイド上の塗布ヘッドよりも部品供給部側の領域を水平方向に移動自在に設けられ、部品供給部より供給された部品をピックアップし、基板保持部に保持されて塗布ヘッドにより接着剤が塗布された基板に部品を搭載する搭載ヘッドとを備えた部品実装装置であって、ヘッド移動ガイドの部品供給部側の端部は部品供給部の上方位置を超えて基板保持部と反対の側に延びている。

本発明では、塗布ヘッドと搭載ヘッドが水平方向に移動自在に設けられるヘッド移動ガイドの部品供給部側の端部は、部品供給部の上方位置を超えて基板保持部と反対の側に延びており、メンテナンス時には搭載ヘッドはもとより、塗布ヘッドも、部品供給部の上方位置まで移動させることができるので、水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に塗布ヘッドと搭載ヘッドを配置したコンパクトな構成を有しつつ、メンテナンス作業性を向上させることができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における部品実装装置の斜視図、図２及び図３は本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図、図４は本発明の実施の形態１における部品実装装置の制御系統を示すブロック図、図５及び図６は本発明の実施の形態１における部品実装装置が備える移動テーブル及び移動テーブル移動機構の斜視図、図７、図８、図９及び図１０は本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図である。

図１及び図２において、部品実装装置１は、基台２の前後方向（Ｙ軸方向とする）に部品供給ステージ３及び基板保持ステージ４が並んで設けられており、基台２の一方の側部には、Ｙ軸方向に延びたＹ軸フレームが基台２の上面に前後に並んで立設された２本の支柱５ａに支持されて設けられている。以下、この実施形態１では、基台２の前後方向のうち部品供給ステージ３側を前方、基板保持ステージ４側を後方とする。また、Ｙ軸方向と直交する水平方向をＸ軸方向とし、Ｙ軸フレーム５が設けられている側を右方、その反対側を左方とする。

図２において、基台２の前方領域には部品供給ステージ移動機構６が設けられており、部品供給ステージ３はこの部品供給ステージ移動機構６に取り付けられている。部品供給ステージ移動機構６はＸＹテーブル装置で構成されており、部品供給ステージ移動機構６を駆動することによって部品供給ステージ３を水平方向へ移動させることができる。部品供給ステージ３には複数の部品（チップ）７に裁断された半導体ウェハ８がシート状部材９の上面に貼り付けられた状態で支持されており、半導体ウェハ８の下方には、部品７を下方から上方に突き上げるエジェクタ１０が設けられている。

図２において、基台２の後方領域には、部品供給ステージ３の一部（後部）を上方から覆う水平な載置部１１を備えた棚部材１２が立設されている。棚部材１２の載置部１１の後部には基板保持ステージ移動機構１３が設けられており、基板保持ステージ４はこの基板保持ステージ移動機構１３に取り付けられている。基板保持ステージ４はＸＹテーブル装置で構成されており、基板保持ステージ移動機構１３を駆動することによって基板保持ステージ４を水平方向へ移動させることができる。基板保持ステージ４には部品供給ステージ３から供給される部品７の搭載対象となる基板１４が保持される。

図２において、棚部材１２の載置部１１の前方領域１１ａは部品供給ステージ３と基板保持ステージ４の間に位置している。載置部１１の前方領域１１ａにはＸ軸方向に移動自在な移動テーブル１５が設けられており、この移動テーブル１５上には中継ステージ１６と撮像面１７ａを上方に向けた部品認識カメラ１７が設けられている。

図１において、Ｙ軸フレーム５の下面にはピックアップヘッド移動機構２０が設けられている。ピックアップヘッド移動機構２０はＸ軸方向（左方）に突出して水平に延びたピックアップヘッド保持アーム２１を備えており、ピックアップヘッド保持アーム２１の先端（左端）部にはピックアップヘッド２２が設けられている。ピックアップヘッド２２に
は吸着ノズルから成るピックアップツール２３が着脱自在に取り付けられている。

ピックアップヘッド移動機構２０は、ピックアップヘッド保持アーム２１をＸＹ方向（水平方向）及び上下方向（Ｚ軸方向とする）に移動させ、またピックアップヘッド保持アーム２１をＸ軸回りに回転させてピックアップヘッド２２を（すなわちピックアップツール２３を）上下反転させる。ピックアップヘッド２２内にはピックアップツール２３を介して部品７の吸着動作を行うピックアップヘッド吸着機構２４（図４）が設けられている。

図１及び図２において、Ｙ軸フレーム５の左面にはリニアモータの固定子であるヘッド移動ガイド２５がＹ軸方向に延びて設けられている。このヘッド移動ガイド２５の左面には水平に延びた上下２本のレール部２６が形成されており、この２本のレール部２６にはリニアモータの可動子である前方移動プレート２７と後方移動プレート２８がそれぞれレール部２６に沿って（ヘッド移動ガイド２５に沿って）水平方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設けられている。ヘッド移動ガイド２５の前端部は部品供給ステージ３の上方位置を超えて前方（すなわち基板保持ステージ４と反対の側）に延びており、ヘッド移動ガイド２５の後端部は基板保持ステージ４よりも後方に延びている。

ヘッド移動ガイド２５と前方移動プレート２７は、ヘッド移動ガイド２５を固定子、前方移動プレート２７を可動子とするリニアモータを構成しており、このリニアモータは、前方移動プレート２７の磁極切り替えを行うことによって前方移動プレート２７をヘッド移動ガイド２５に沿って水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる搭載ヘッド水平移動機構３０（図４）となっている。

前方移動プレート２７の左面には搭載ヘッド昇降機構３１を介して搭載ヘッド昇降プレート３２が取り付けられており、搭載ヘッド昇降プレート３２の下部の左面には搭載ヘッド３３が取り付けられている。搭載ヘッド昇降機構３１が駆動されると搭載ヘッド昇降プレート３２は前方移動プレート２７に対して上下方向に移動し、搭載ヘッド昇降プレート３２に取り付けられた搭載ヘッド３３が昇降する。

搭載ヘッド３３には吸着ノズルから成る搭載ツール３４が下方に延びた状態で着脱自在に取り付けられている。搭載ヘッド３３内には搭載ツール３４を介して部品７の吸着動作を行う搭載ヘッド吸着機構３５（図４）が設けられている。

ヘッド移動ガイド２５と後方移動プレート２８は、ヘッド移動ガイド２５を固定子、後方移動プレート２８を可動子とするリニアモータを構成しており、このリニアモータは、後方移動プレート２８の磁極切り替えを行うことによって後方移動プレート２８をヘッド移動ガイド２５に沿って水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる塗布ヘッド水平移動機構４０（図４）となっている。

後方移動プレート２８の左面には塗布ヘッド昇降機構４１を介して塗布ヘッド昇降プレート４２が取り付けられている。塗布ヘッド昇降プレート４２の下部の左面には複数（ここでは２つ）の塗布ヘッド４３が取り付けられており、各塗布ヘッド４３は接着剤を収容した容器４４ａとこの容器４４ａから下方へ延びる塗布ノズル４４ｂから成るディスペンサ４４を保持している。塗布ヘッド昇降機構４１が駆動されると塗布ヘッド昇降プレート４２は後方移動プレート２８に対して上下方向に移動し、塗布ヘッド昇降プレート４２に取り付けられた塗布ヘッド４３が昇降する。

各々の塗布ヘッド４３に保持される容器４４ａには種類の異なる接着剤が充填されており、塗布ヘッド４３別に種類の異なる接着剤を塗布できるようになっている。また、塗布
作業を行う一方の塗布ヘッド４３は図示しない機構により塗布作業を行わない他方の塗布ヘッド４３よりも下方に位置するようになっており、これによりいずれか一方の塗布ヘッド４３による接着剤の塗布作業を可能にしている。各塗布ヘッド４３内にはディスペンサ４４による基板１４への接着剤の塗布動作を行う塗布機構４５（図４）が設けられている。

図３において、ピックアップヘッド２２は、部品供給ステージ３に供給された部品７をピックアップすることができ、かつそのピックアップした部品７を中継ステージ１６に移載し、或いは部品供給ステージ３からピックアップした部品７を部品認識カメラ１７の直上で（かつ上下反転させた状態で）搭載ヘッド３３の搭載ツール３４に受け渡すことができるＹ軸方向の領域Ｒ１を移動可能領域としている。このピックアップヘッド２２の移動可能領域Ｒ１内には、部品供給ステージ３に供給された部品７をピックアップするポイント（以下、ピックアップポイントＰ１と称する）、ピックアップした部品７を移動させて中継ステージ１６に載置するポイント（以下、中継ポイントＰ２と称する）及びピックアップした部品７を部品認識カメラ１７のＸ軸方向の移動軌跡の直上で搭載ヘッド３３に受け渡すポイント（以下、受け渡しポイントＰ３と称する）が含まれている。これらピックアップポイントＰ１、中継ポイントＰ２及び受け渡しポイントＰ３はそれぞれ基台２を基準とする座標系上の定点として部品供給ステージ３上、中継ステージ１６上及び部品認識カメラ１７のＸ軸方向の移動軌跡の上方に定められている。

図３において、搭載ヘッド３３は、ヘッド移動ガイド２５の前端側の限界位置まで移動した前方移動位置（一点鎖線で示す搭載ヘッド３３参照）と、後端側の限界位置まで移動した後方移動位置（実線で示す搭載ヘッド３３参照）との間のＹ軸方向の領域Ｒ２を移動可能領域としている。この搭載ヘッド３３の移動可能領域Ｒ２内には、上記のピックアップポイントＰ１、中継ポイントＰ２及び受け渡しポイントＰ３が含まれるほか、中継ポイントＰ２若しくは受け渡しポイントＰ３においてピックアップした部品７を実装するポイント（以下、実装ポイントＰ４）が含まれている。この実装ポイントＰ４も基台２を基準とする座標系上の定点として基板保持ステージ４上に定められている。

前述のように、部品供給ステージ３と基板保持ステージ４の間の（ピックアップポイントＰ１と実装ポイントＰ４の間の）Ｙ軸方向の領域Ｒ０（図３）内には棚部材１２の載置部１１の前方領域１１ａが位置しており、この載置部１１の前方領域１１ａには部品供給ステージ３と基板保持ステージ４が並ぶ水平方向（すなわちＹ軸方向）と直交する水平方向（すなわちＸ軸方向）に延びたレール部材５１がフレーム部材５２に支持されて設けられている。前述の移動テーブル１５の下面にはスライダ部１５ａが形成されており、このスライダ部１５ａがレール部材５１に係合して移動テーブル１５全体がＸ軸方向に移動自在になっている。

図５及び図６において、フレーム部材５２の左右端部には螺子支持部材５３，５４が立設されており、これら両螺子支持部材５３，５４にはレール部材５１と平行に（すなわちＸ軸方向に）延びた送り螺子５５の両端部が回転自在に支承されている。移動テーブル１５の下面には送り螺子５５と螺合したナット部１５ｂ（図２）が設けられており、右側の螺子支持部材５４に取り付けられたテーブル移動モータ５６により送り螺子５５をＸ軸回りに回転させると、移動テーブル１５がレール部材５１に沿ってＸ軸方向に移動する。このようにスライダ部１５ａ、ナット部１５ｂ、レール部材５１及びテーブル移動モータ５６は部品供給ステージ３と基板保持ステージ４の間に位置する移動テーブル１５をＸ軸方向に移動させる移動テーブル移動機構５７を構成している。

図５及び図６において、移動テーブル１５の上面には左方から順に前述の中継ステージ１６、基準ステージ６１、部品廃棄部６２及びツール保持部材６３が設けられている。ま
た、移動テーブル１５の後方には前述の部品認識カメラ１７が撮像面１７ａを上方に向けた姿勢で設けられている。基準ステージ６１はその上面に基準マーク６１ａを備えており、部品廃棄部６２の上面には廃棄部品投入口６２ａが開口している。ツール保持部材６３には、ピックアップヘッド２２が備えるピックアップツール２３の交換用のピックアップツール（符号を２３ａとする）と、搭載ヘッド３３が備える搭載ツール３４の交換用の搭載ツール（符号を３４ａとする）が保持されている。ここで基準マーク６１ａは、送り螺子５５の熱膨張等による移動テーブル１５の位置ずれを補正（キャリブレーション）するためのものである。

図１及び図２において、ヘッド移動ガイド２５の左上方には、前方から順に、部品供給ステージカメラ７１、中継ステージカメラ７２及び基板保持ステージカメラ７３がそれぞれ撮像面を下方に向けた姿勢で設けられている。図３に示すように、部品供給ステージカメラ７１の光軸Ｌ１は部品供給ステージ３上に設定されたピックアップポイントＰ１を通っており、中継ステージカメラ７２の光軸Ｌ２は中継ステージ１６上に設定された中継ポイントＰ２を通っている。また、移動テーブル１５がＸ軸方向に移動したときの部品認識カメラ１７の光軸Ｌ３は部品認識カメラ１７の上方に設定された受け渡しポイントＰ３を通るようになっており、基板保持ステージカメラ７３の光軸Ｌ４は基板保持ステージ４上に設定された実装ポイントＰ４を通っている。

図４において、この部品実装装置１に備えられる制御装置８０は、部品供給ステージ移動機構６の作動制御を行って部品供給ステージ３を基台２に対して水平方向に移動させ、基板保持ステージ移動機構１３の作動制御を行って基板保持ステージ４を基台２に対して水平方向に移動させ、移動テーブル移動機構５７の作動制御を行って移動テーブル１５をレール部材５１に沿ってＸ軸方向に基台２に対して移動させる。

また、制御装置８０は、前述のピックアップヘッド移動機構２０の作動制御を行ってピックアップヘッド２２をＹ軸方向、Ｚ軸方向に移動及びＸ軸回りに回転させ、ピックアップヘッド吸着機構２４の作動制御を行って、ピックアップツール２３を介してピックアップヘッド２２に部品７を吸着させる。

また、制御装置８０は、搭載ヘッド水平移動機構３０の作動制御を行って前方移動プレート２７に取り付けられた搭載ヘッド３３を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させ、搭載ヘッド昇降機構３１の作動制御を行って搭載ヘッド３３を昇降させ、搭載ヘッド吸着機構３５の作動制御を行って、搭載ツール３４を介して搭載ヘッド３３に部品７を吸着させる。

また、制御装置８０は、塗布ヘッド水平移動機構４０の作動制御を行って後方移動プレート２８に取り付けられた塗布ヘッド４３を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させ、塗布ヘッド昇降機構４１の作動制御を行って塗布ヘッド４３を昇降させ、塗布機構４５の作動制御を行って、塗布ヘッド４３に（ディスペンサ４４に）接着剤の塗布を行わせる。

また制御装置８０はエジェクタ１０を駆動し、ピックアップポイントＰ１に位置した部品供給ステージ３上の部品７を上方に突き上げさせる。

また制御装置８０は、部品供給ステージカメラ７１の作動制御を行ってピックアップポイントＰ１を含む領域の撮像動作を行わせ、中継ステージカメラ７２の作動制御を行って中継ポイントＰ２を含む領域の撮像動作を行わせ、基板保持ステージカメラ７３の作動制御を行って実装ポイントＰ４を含む領域の撮像動作を行わせ、部品認識カメラ１７の作動制御を行って受け渡しポイントＰ３を含む領域の撮像動作を行わせる（但し、部品カメラ１７の撮像視野内に受け渡しポイントＰ３が含まれるようにするには、移動テーブル１５のＸ軸方向の位置調整が必要）。これら部品供給ステージカメラ７１、中継ステージカメ
ラ７２、基板保持ステージカメラ７３及び部品認識カメラ１７の各撮像画像は制御装置８０に入力される。

また制御部８０は、中継ステージカメラ７２で基準マーク６１ａを定期的に或いは所定のタイミングで撮像してその位置を認識し、移動テーブル１５のＸ軸方向への位置ずれを補正するキャリブレーションを行う。

次に、この部品実装装置１において、部品供給ステージ３上の部品７を基板保持ステージ４に保持された基板１４に搭載する３通りの実装手順について説明する。

先ず、図２を参照し、部品供給ステージ３上の部品７（ここではフェイスアップで基板１４に搭載されるタイプの部品とする）を中継ステージ１６経由で基板保持ステージ４に保持された基板１４上の実装対象部位に実装する第１の実装手順について説明する。これには先ず、制御装置８０は図示しないウェハ搬送機構の作動制御を行って、複数の部品７に裁断された半導体ウェハ８を部品供給ステージ３に保持させるとともに、図示しない基板搬送機構の作動制御を行って、実装対象となっている基板１４を基板保持ステージ４に保持させる（準備工程）。この準備工程が終了した時点では、部品供給ステージ３上の各部品７は回路形成面が上を向いた状態となっている。

準備工程が終了したら、制御装置８０は中継ステージ１６をＸ軸方向に移動させて、中継ステージ１６上の所定位置（例えば中継ステージ１６の中心位置）を中継ポイントＰ２に位置させる（中継ステージ位置合わせ工程）。

中継ステージ位置合わせ工程が終了したら、制御装置８０は部品供給ステージ３上の半導体ウェハ８を水平面内で移動させ、部品供給ステージカメラ７１の撮像画像を参照しながら、実装対象となっている部品７をピックアップポイントＰ１に位置させる（部品位置合わせ工程）とともに、基板保持ステージ４上の基板１４を水平面内で移動させ、基板保持ステージカメラ７３の撮像画像を参照しながら、基板１４上の実装対象部位を実装ポイントＰ４に位置させる（基板位置合わせ工程）。

上記の部品位置合わせ工程及び基板位置合わせ工程が終了したら、制御装置８０はピックアップヘッド２２をピックアップポイントＰ１に位置させて部品７をピックアップツール２３に吸着させる（ピックアップヘッドピックアップ工程。図２中に示す矢印Ａ１）。このピックアップヘッドピックアップ工程では、部品７が容易にピックアップツール２３に吸着されるようにするために、制御装置８０はエジェクタ１０を作動させて、部品７がエジェクタ１０により下方から上方に付き上げられるようにする。

ピックアップヘッドピックアップ工程が終了したら、制御装置８０はピックアップヘッド２２をピックアップ位置Ｐ１から中継ポイントＰ２に移動させて部品７を中継ステージ１６に移載する（部品移載工程。図２中に示す矢印Ａ２）。中継ステージ１６に部品７を移載したピックアップヘッド２２は、次のピックアップヘッドピックアップ工程を行うためにピックアップポイントＰ１へ移動される。

部品移載工程が終了したら、制御装置８０は中継ステージカメラ７２の撮像画像を参照し、中継ステージ１６上の部品７の中継ポイントＰ２からの位置ずれを算出する（位置ずれ算出工程）。ここで、部品７の中継ポイントＰ２からのＸ軸方向のずれ量が求められた場合には、制御装置８０は移動テーブル１５をＸ軸方向に移動させて、そのＸ軸方向のずれ量が補正されるようにする（Ｘ軸方向位置補正工程）。

位置ずれ算出工程とＸ軸方向位置補正工程が終了したら、制御装置８０は搭載ヘッド３
３を中継ポイントＰ２の上方に位置させ、上記の部品移載工程で中継ポイントＰ２に載置された部品７を搭載ツール３４に吸着させて部品７をピックアップする（搭載ヘッドピックアップ工程。図２中に示す矢印Ａ３）。この際、位置ずれ算出工程で求められた部品７の中継ポイントＰ２からのＹ軸方向のずれ量が補正されるように中継ポイントＰ２の上方での搭載ヘッド３３のＹ軸方向の位置を調整する。

そして、この搭載ヘッドピックアップ工程とほぼ同時期に、制御装置８０は塗布ヘッド４３を待機位置（ヘッド移動ガイド２５の後端部領域。図２に示す塗布ヘッド４３の位置参照）から実装ポイントＰ４の上方に位置させ、塗布ヘッド４３により実装ポイントＰ４（すなわち基板１４上の実装対象部位）に接着剤を塗布させる（接着剤塗布工程。図２中に示す矢印Ａ４）。

接着剤塗布工程が終了したら、制御装置８０は塗布ヘッド４３を実装ポイントＰ４から待機位置に退避させる（塗布ヘッド退避工程）。そして、塗布ヘッド退避工程の終了の直後に、制御装置８０は搭載ヘッド３３を中継ポイントＰ２から実装ポイントＰ４の上方へ移動させ、搭載ヘッドピックアップ工程でピックアップした部品７を実装ポイントＰ４に搭載させる（部品搭載工程。図２中に示す矢印Ａ５）。これにより部品供給ステージ３上のピップアップポイントＰ１に供給された部品７が中継ステージ１６経由で基板１４上の実装対象部位に実装される。

このようにして一つの部品７が基板１４上の実装対象部位に実装されたら、引き続き上述の準備工程より後の工程（中継ステージ位置合わせ工程→部品位置合わせ工程・基板位置合わせ工程→・・・→部品搭載工程）を繰り返す。

なお、上記の部品搭載工程では、搭載ヘッド３３により中継ポイントＰ２からピックアップされた部品７が部品認識カメラ１７の上方を通過する際、制御装置８０は搭載ヘッド３３の移動を一時停止させて搭載ツール３４に吸着されている部品７が部品認識カメラ１７の撮像視野内に静止するようにし、部品認識カメラ１７により部品７の撮像（認識）を行ってその部品７の位置情報を入手する。これにより制御装置８０は搭載ツール３４に対する部品７の吸着ずれを算出することができ、部品７を基板１４上に搭載する際にその吸着ずれが修正されるように搭載ヘッド３３の移動量を調節することによって、部品７が正確に基板１４上の実装対象部位に実装されるようにすることができる。

次に、図７を参照し、部品供給ステージ３上の部品７（ここではフェイスダウンで基板１４に搭載されるタイプの部品とする）を、中継ステージ１６を経由することなく基板１４上の実装対象部位に実装する第２の実装手順について説明する。

先ず、制御装置８０は中継ステージ１６をＸ軸方向に移動させて、部品認識カメラ１７の撮像視野内に受け渡しポイントＰ３が入るようにしておく。次に、制御装置８０は、第１の実装手順で説明した準備工程を行う。この準備工程が終了した時点では、部品供給ステージ３上の各部品７は回路形成面が上を向いた状態となっている。準備工程が終了したら、制御装置８０は部品供給ステージ３上の半導体ウェハ８を水平面内で移動させ、第１の実装手順で説明した部品位置合わせ工程及び基板位置合わせ工程を行う。

部品位置合わせ工程及び基板位置合わせ工程が終了したら、制御装置８０はピックアップヘッド２２をピックアップポイントＰ１に位置させて部品７をピックアップツール２３に吸着させる（ピックアップヘッドピックアップ工程。図７中に示す矢印Ｂ１）。

ピックアップヘッドピックアップ工程が終了したら、制御装置８０はピックアップヘッド２２を受け渡しポイントＰ３の直下位置（部品認識カメラ１７の直上位置でもある）に
移動させる（部品移動工程。図７中に示す矢印Ｂ２）。そして、ピックアップヘッド２２をＸ軸回りに１８０度回転させ、ピックアップツール２３に吸着した部品７を上下反転させた状態で受け渡しポイントＰ３に位置させる（部品反転工程。図７中に示す矢印Ｂ３）。

部品反転工程が終了したら、制御装置８０は搭載ヘッド３３を受け渡しポイントＰ３の上方（部品認識カメラ１７の直上位置でもある）に位置させ、上記の部品反転工程で受け渡しポイントＰ３に位置された部品７を搭載ツール３４に吸着させる（搭載ヘッドピックアップ工程。図７中に示す矢印Ｂ４）。これにより部品７はピックアップヘッド２２から搭載ヘッド３３に受け渡され、搭載ヘッド３３に部品７を受け渡したピックアップヘッド２２は、次のピックアップヘッドピックアップ工程を行うためにピックアップポイントＰ１へ移動される。

この搭載ヘッドピックアップ工程とほぼ同時期に、制御装置８０は、第１の実装手順で説明した接着剤塗布工程（図７中に示す矢印Ｂ５）と塗布ヘッド退避工程を行い、塗布ヘッド退避工程の終了の直後に、搭載ヘッド３３によりピックアップしている部品７を実装ポイントＰ４に搭載する（部品搭載工程。図７中に示す矢印Ｂ６）。これにより部品供給ステージ３上のピップアップポイントＰ１に供給された部品７が中継ステージ１６を経由することなく基板１４上の実装対象部位に実装される。

このようにして一つの部品７が基板１４上の実装対象部位に実装されたら、引き続き上述の準備工程より後の工程（部品位置合わせ工程・基板位置合わせ工程→・・・→部品搭載工程）を繰り返す。

なお、上記の部品搭載工程では、ピックアップヘッド２２から受け渡された部品７を搭載ヘッド３３によりピックアップした後、次のピックアップヘッドピックアップ工程を行うためにピックアップヘッド２２がピックアップポイントＰ１に（すなわちＹ軸方向前方に）移動されたところで、部品認識カメラ１７により、搭載ヘッド３３が吸着している部品７の認識（撮像）を行ってその部品７の位置情報を入手し、部品７を基板１４上に搭載する際に、搭載ツール３４に対する部品７の吸着ずれが修正されるようにする。

次に、図８を参照し、部品供給ステージ３上の部品７（ここではフェイスアップで基板１４に搭載されるタイプの部品とする）を搭載ヘッド３３によりピックアップし、中継ステージ１６を経由することなく、直接、基板１４上の実装対象部位に搭載する第３の実装手順について説明する。これには先ず、制御装置８０は、第１の実装手順で説明した準備工程、部品位置合わせ工程及び基板位置合わせ工程を行う。

部品位置合わせ工程及び基板位置合わせ工程が終了したら、制御装置８０は搭載ヘッド３３をピックアップポイントＰ１の上方に位置させ、ピックアップポイントＰ１に位置している部品７を搭載ツール３４に吸着させて部品７をピックアップする（搭載ヘッドピックアップ工程。図８に中に示す矢印Ｃ１）。そして、この搭載ヘッドピックアップ工程とほぼ同時期に、制御装置８０は、第１の実装手順で説明した接着剤塗布工程（図８中に示す矢印Ｃ２）と塗布ヘッド退避工程を行い、塗布ヘッド退避工程の終了の直後に、搭載ヘッド３３によりピックアップしている部品７を実装ポイントＰ４に搭載する（部品搭載工程。図８中に示す矢印Ｃ３）。これにより部品供給ステージ３上のピップアップポイントＰ１に供給された部品７が中継ステージ１６を経由することなく、直接、基板１４上の実装対象部位に実装される。基板１４に部品７を搭載した搭載ヘッド３３は、次の搭載ヘッドピックアップ工程を行うためにピックアップポイントＰ２に移動される。

このようにして一つの部品７が基板１４上の実装対象部位に実装されたら、引き続き上
述の準備工程より後の工程（部品位置合わせ工程・基板位置合わせ工程→・・・→部品搭載工程）を繰り返す。

なお、上記の部品搭載工程では、搭載ヘッド３３によりピックアップポイントＰ１からピックアップされた部品７が部品認識カメラ１７の上方を通過する際、制御装置８０は搭載ヘッド３３の移動を一時停止させて搭載ツール３４に吸着されている部品７が予め所定位置に位置させておいた部品認識カメラ１７の撮像視野内に静止するようにし、部品認識カメラ１７により部品７の撮像（認識）を行ってその部品７の位置情報を入手し、部品７を基板１４上に搭載する際に、搭載ツール３４に対する部品７の吸着ずれが修正されるようにする。

ところで、このような部品実装装置１では、部品実装の途中等において、ピックアップヘッド２２が備えるピックアップツール２３や搭載ヘッド３３が備える搭載ツール３４を、基板１４に実装する部品７の形状等に応じて交換する必要が生じる。これらの交換用のツール（交換用のピックアップツール２３ａ及び交換用の搭載ツール３４ａ）は前述のようにツール保持部材６３に保持されているが（図５、図６及び図９）、このツール保持部材６３は部品供給ステージ３と基板保持ステージ４の間の（ピックアップポイントＰ１と実装ポイントＰ４の間の）Ｙ軸方向の領域Ｒ０（図３）内の、更にピックアップヘッド２２のＹ軸方向の移動可能領域Ｒ１と搭載ヘッド３３のＹ軸方向の移動可能領域Ｒ２の重複領域Ｒ（図３）内に（重複領域Ｒ内に設けられた移動テーブル１５上に）設けられているため、ピックアップヘッド２２及び搭載ヘッド３３の双方からツール（ピックアップツール２３及び搭載ツール３４）の交換のためにツール保持部材６３にアクセスすることができる（図９中に示すピックアップヘッド２２の移動径路Ｄ１及び搭載ヘッド３３の移動径路Ｄ２参照）。

なお、本実施の形態では、ツール保持部材６３がピックアップヘッド２２の移動可能領域Ｒ１と搭載ヘッド３３の移動可能領域Ｒ２の重複領域Ｒ内に設けられているためにピックアップヘッド２２と搭載ヘッド３３のツールの交換が可能であるが、ピックアップヘッド２２と搭載ヘッド３３の一方のツールの交換のみができればよいのであれば、ツール保持部材６３は必ずしもピックアップヘッド２２の移動可能領域Ｒ１と搭載ヘッド３３の移動可能領域Ｒ２の重複領域Ｒ内に設けられている必要はない。この場合、ピックアップヘッド２２及び搭載ヘッド３３のうち、その移動可能領域内にツール保持部材６３を有している側のヘッドのツールの交換のみが可能となる。

また、前述したように、移動テーブル１５上には部品廃棄部６２（図５、図６及び図６）が設けられており、この部品廃棄部６２も中継ステージ１６及びツール保持部材６３と同様に、ピックアップヘッド２２の移動可能領域Ｒ１と搭載ヘッド３３の移動可能領域Ｒ２の重複領域Ｒ内に設けられているので、ピックアップヘッド２２及び搭載ヘッド３３はともに移動テーブル１５上の部品廃棄部６２にアクセスすることができ、基板１４に搭載される前に搭載不適と判断された部品７を廃棄部品投入口６２ａから廃棄することができる。

また、この部品実装装置１において、搭載ヘッド３３や塗布ヘッド４３のメンテナンス作業を行う場合には、図１０に示すように、搭載ヘッド３３及び塗布ヘッド４３を、ヘッド移動ガイド２５に沿ってＹ軸方向前方へ可能な限り移動させる。ここで、前述したように、ヘッド移動ガイド２５の前端部は部品供給ステージ３の上方位置を超えて前方（基板保持ステージ４と反対の側）に延びているので、搭載ヘッド３３はもとより、塗布ヘッド４３も、部品供給ステージ３の上方位置まで移動させることができ、オペレータは非常に容易に搭載ヘッド３３と塗布ヘッド４３のメンテナンス作業を行うことができる。

また、中継ステージ１６では部品７の載置とピックアップが繰り返し行われることからその表面がシリコン屑などによって汚れ、定期的にクリーニングする必要が生じる。この中継ステージ１６のクリーニングには、図５及び図６においてフレーム部材５２の左方に設けられた中継ステージクリーナー９０が用いられる。

この中継ステージクリーナー９０は、図５及び図６に示すように、フレーム部材５２から上方に延びて設けられた垂直部９１、垂直部９１の上端部からフレーム部材５２を横切るように（すなわちＹ軸方向に）水平に延び、下面に下方に延びる多数のブラシ繊維９２が植設されたブラシ部９３を有しており、制御装置８０からテーブル移動モータ５６の作動制御を行って移動テーブル１５をレール部材５１に沿ってＸ軸方向に繰り返し移動させると、中継ステージ１６の表面がブラシ繊維９２により掃かれてクリーニングされるようになっている（図６）。ブラシ部９３の下面（ブラシ繊維９２の植設面）には図示しない吸引口が設けられており、この吸引口はブラシ部９３の内部を通って延びる図示しない内部吸引管路及び垂直部９１に固定されたコネクタ９４に接続されてブラシ部９３の外部に延びる外部吸引管路９５を介して図示しない真空吸引機構に繋がっている。制御装置８０はこの真空吸引機構の作動制御を行って外部吸引管路９５及び上記の内部吸引管路から空気を吸引することにより、ブラシ繊維９２によって取り除かれた中継ステージ１６上のごみや埃等を吸引孔から外部に吸い出すことができる。

（実施の形態２）
図１１は本発明の実施の形態２における部品実装装置の要部斜視図、図１２及び図１３は本発明の実施の形態２における部品実装装置の要部正面図である。

図１１及び図１２において、実施の形態２における部品実装装置１０１は前述の実施の形態１における部品実装装置１と塗布ヘッド１０２の構成が異なる。この部品実装装置１０１の塗布ヘッド１０２は実施の形態１における部品実装装置１のようなディスペンサ４４ではなく、スタンプ（ピン）状の塗布ツール１０３を着脱自在に保持しており、塗布ヘッド１０２の上下動により塗布ツール１０３の下端面に付着させたペースト容器１０４内のペースト（例えば半田ペースト）を基板保持ステージ４に保持された基板１４上の実装対象部位に塗布（転写）する。

この部品実装装置１０１による部品実装の手順は実施の形態１において説明したものと同様であるが、塗布ツール１０３はピックアップヘッド２２が備えるピックアップツール２３及び搭載ヘッド３３が備える搭載ツール３４と同様に、基板１４に実装する部品７の形状等に応じて交換する必要が生じる。この塗布ツール１０３の交換用のツール（交換用の塗布ツール１０３ａ）は、図１２に示すように、ピックアップヘッド２２及び搭載ヘッド３３の交換用のツール（交換用のピックアップツール２３ａ及び交換用の搭載ツール３４ａ）と同様にツール保持部材６３に保持されている。

この実施の形態２では、ツール保持部材６３は部品供給ステージ３と基板保持ステージ４の間の（ピックアップポイントＰ１と実装ポイントＰ４の間の）Ｙ軸方向の領域Ｒ０（図１３）内の、更にピックアップヘッド２２のＹ軸方向の移動可能領域Ｒ１、搭載ヘッド３３のＹ軸方向の移動可能領域Ｒ２及び塗布ヘッド１０２のＹ軸方向の移動可能領域Ｒ３の重複領域Ｒ内に（重複領域Ｒ内に設けられた移動テーブル１５上に）設けられているため、ピックアップヘッド２２、搭載ヘッド３３及び塗布ヘッド１０２の三者からツール（ピックアップツール２３、搭載ツール３４及び塗布ツール１０３）の交換のためにアクセスすることができる（図１２中に示すピックアップヘッド２２の移動径路Ｄ１、搭載ヘッド３３の移動径路Ｄ２及び塗布ヘッド１０２の移動径路Ｄ３参照）。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置１（１０１）では、基板１４
に接着剤を塗布する塗布ヘッド４３（１０２）と接着剤が塗布された基板１４に部品７を搭載する搭載ヘッド３３が水平方向（Ｙ軸方向）に移動自在に設けられるヘッド移動ガイドの部品供給ステージ３側の端部は、部品供給ステージ３の上方位置を超えて前方（基板保持ステージ４と反対の側）に延びており、メンテナンス時には搭載ヘッド３３はもとより、塗布ヘッド４３（１０２）も、部品供給ステージ３の上方位置まで移動させることができるので、水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド２５上に塗布ヘッド４３（１０２）と搭載ヘッド３３を配置したコンパクトな構成を有しつつ、メンテナンス作業性を向上させることができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、部品を供給する部品供給部として複数の部品７に裁断された半導体ウェハ８を支持する部品供給ステージ３を例示したが、部品供給部はこのようなステージ状のものに限られず、テープフィーダやトレイフィーダ等のステージ状のもの以外のものであってもよい。また、上述の実施の形態では、移動テーブル１５上に設けられているものとして中継ステージ１６やツール保持部材６３、部品認識カメラ１７のほか、基準ステージ６１や部品廃棄部６２を例示したが、移動テーブル１５上に設けられるものとしてはこれらの例示のものに限定されず、作業性を向上させ得る他のものを設けることができる。

水平に延びて設けられた同一のヘッド移動ガイド上に塗布ヘッドと搭載ヘッドを配置したコンパクトな構成を有しつつ、塗布ヘッドのメンテナンス作業性を向上させることができる部品実装装置を提供する。

本発明の実施の形態１における部品実装装置の斜視図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の制御系統を示すブロック図 本発明の実施の形態１における部品実装装置が備える移動テーブル及び移動テーブル移動機構の斜視図 本発明の実施の形態１における部品実装装置が備える移動テーブル及び移動テーブル移動機構の斜視図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態１における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態２における部品実装装置の要部斜視図 本発明の実施の形態２における部品実装装置の要部正面図 本発明の実施の形態２における部品実装装置の要部正面図

符号の説明

１ 部品実装装置
３ 部品供給ステージ（部品供給部）
４ 基板保持ステージ（基板保持部）
７ 部品
１４ 基板
２５ ヘッド移動ガイド
３３ 搭載ヘッド
４３ 塗布ヘッド

Claims (1)

1. 部品を供給する部品供給部と、基板を保持する基板保持部と、部品供給部及び基板保持部が並ぶ方向に水平に延びて設けられたヘッド移動ガイドと、ヘッド移動ガイド上を水平方向に移動自在に設けられ、基板保持部に保持された基板に接着剤を塗布する塗布ヘッドと、ヘッド移動ガイド上の塗布ヘッドよりも部品供給部側の領域を水平方向に移動自在に設けられ、部品供給部より供給された部品をピックアップし、基板保持部に保持されて塗布ヘッドにより接着剤が塗布された基板に部品を搭載する搭載ヘッドとを備えた部品実装装置であって、ヘッド移動ガイドの部品供給部側の端部は部品供給部の上方位置を超えて基板保持部と反対の側に延びていることを特徴とする部品実装装置。

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