JP2010016271A - 電子部品ボンディング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用性を向上させるとともに面積生産性を向上させることができる電子部品ボンディング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板位置決めステージ４と電子部品供給ステージ３との間に中継ステージ５を配置し、ピックアップヘッド６によって電子部品供給ステージ３から取り出され中継ステージ５に載置された電子部品をボンディングヘッド１０Ａによって基板位置決めステージ４に移送する形態または電子部品供給ステージ３から直接取り出した電子部品をボンディングヘッド１０Ａによって基板位置決めステージ４に移送する形態とを選択可能な構成において、ピックアップヘッド６を移動させるピックアップヘッド移動機構７をベース部２の端部に配置された門型フレーム８のビーム部材８ｂの下面に縣吊状態で結合し、ピックアップヘッド移動機構７の下方に電子部品供給ステージ３の一部が進入可能な空間Ｓを確保する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品供給ステージから半導体チップなどの電子部品を取り出して基板にボンディングする電子部品ボンディング装置に関するものである。

半導体チップなどの電子部品は電子部品供給ステージから取り出され、リードフレームや樹脂基板などにボンディングされる。このような電子部品のボンディングの形態には、電子部品の搭載姿勢により能動面を上向きにした状態で電子部品をボンディングするいわゆるフェイスアップ姿勢でのボンディングと、能動面を下向きにした状態で電子部品をボンディングするいわゆるフェイスダウン姿勢でのボンディングとに大別される。そしてボンディング対象の電子部品が半導体チップである場合には、半導体ウェハから切り出された状態の半導体チップが個片ごとにピックアップされる。

半導体チップはウェハ状態においては能動面を上向きにしたフェイスアップ姿勢でウェハシートに保持されているため、これらの半導体チップをフェイスダウン状態で基板にボンディングするためには、電子部品供給ステージにおいて半導体ウェハから取り出された半導体チップを上下反転する必要がある。このため、このようなフェイスダウン姿勢の半導体チップを対象とするボンディング装置として、従来より、取り出された半導体チップを上下反転する部品反転機構を備えたものが知られている（特許文献１，２参照）。

特許文献１に示す例では、実装位置精度を向上させるために、電子部品供給ステージから取り出した半導体チップを載置部に仮置きして位置ずれを補正した後に、搭載ヘッドによって保持して基板に実装するようにしている。また特許文献２に示す例では、部品供給部から電子部品を取り出す取り出しヘッドと基板に電子部品を実装する実装ヘッドの動作が干渉することによる作業効率の低下を防止することを目的として、取り出しヘッドと実装ヘッドの間に移送ヘッドを介在させるようにしている。

さらに汎用性の高い設備を実現することを目的として、同一装置にてフェイスアップ姿勢でのボンディングとフェイスダウン姿勢でのボンディングとが可能な構成のボンディング装置も提案されている（例えば特許文献３参照）。特許文献３に示す例では、部品供給部に電子部品をフェイスアップ姿勢およびフェイスダウン姿勢でそれぞれ保持する２つの保持テーブルを装備するようにしている。
特開平１１−２７４２４０号公報 特開２００１−６０７９５号公報 特開２００５−１２３６３８号公報

ところで現今の電子機器製造分野においては、さらなる生産性および品質の向上を目的として、高い部品実装精度を要する高機能の電子部品を含む広い範囲の部品種を作業対象とすることができるよう、生産設備の汎用性の向上を計るとともに、面積生産性の向上のために設備専有面積の削減が併せて求められるようになってきている。しかしながら上述の特許文献例に示す先行技術においては、このような要請を十分に満たすことが困難であった。

例えば、特許文献１に示す先行技術においては、部品実装精度は確保できるものの、フェイスダウン姿勢でのボンディング形態には対応することができず、また半導体チップを
仮置きして位置ずれを補正するための載置部を別途設ける必要があり、設備専有面積の削減は困難であった。また特許文献２に示す先行技術においても同様に、フェイスダウン姿勢でのボンディング形態には対応することができず、またヘッド相互の動作の干渉を防止するための移送ヘッドを別途設ける必要があり、同様に設備専有面積の削減は困難であった。

さらに、特許文献３に示す先行技術においては、電子部品をフェイスアップ姿勢およびフェイスダウン姿勢でそれぞれ保持する２つの保持テーブルを装備することから同様に設備専有面積の削減が困難であった。このように、従来の電子部品ボンディング装置には、生産対象とすることができる部品範囲を拡大して汎用性を向上させるとともに、設備専有面積を削減して面積生産性を向上させることが困難であるという課題があった。

そこで本発明は、汎用性を向上させるとともに面積生産性を向上させることができる電子部品ボンディング装置を提供することを目的とする。

本発明の電子部品ボンディング装置は、電子部品供給ステージから取り出した電子部品を基板位置決めステージに位置決めされた基板にボンディングする電子部品ボンディング装置であって、前記基板位置決めステージおよび電子部品供給ステージが平面視して第１方向に横並びで配置されたベース部と、前記ベース部において前記第１方向と直交する第２方向の端部に配置され、下面が前記基板位置決めステージおよび電子部品供給ステージよりも高所に位置して前記第１方向に沿って延伸する水平部を有し、且つ前記水平部の正面を前記ベース部の中央側へ向けた姿勢で配置された門型フレームと、前記基板位置決めステージと前記電子部品供給ステージとの間に配置され前記電子部品供給ステージから取り出された電子部品が載置される中継ステージと、前記電子部品供給ステージから前記電子部品をピックアップして前記中継ステージに移送するピックアップヘッドと、前記ピックアップヘッドを前記電子部品供給ステージの上方と前記中継ステージの上方との間で移動させるとともに、前記ピックアップヘッドを前記第２方向に進退させるピックアップヘッド移動機構と、前記電子部品供給ステージの電子部品または前記中継ステージ上に前記ピックアップヘッドによって移送された電子部品を保持して前記基板位置決めステージに位置決めされた前記基板にボンディングするボンディングヘッドと、前記門型フレームの前記水平部の正面に前記第１方向に沿って配設され、前記ボンディングヘッドを前記電子部品供給ステージまたは前記中継ステージの上方と前記基板位置決めステージの上方との間で移動させるボンディングヘッド移動機構とを備え、前記ピックアップヘッド移動機構を前記門型フレームの水平部の下面に縣吊状態で結合し、前記ピックアップヘッド移動機構の下方に前記電子部品供給ステージの一部が進入可能な空間を確保した。

本発明によれば、基板位置決めステージと電子部品供給ステージとの間に中継ステージを配置し、ピックアップヘッドによって電子部品供給ステージから取り出され中継ステージに載置された電子部品をボンディングヘッドによって基板位置決めステージに移送する形態または電子部品供給ステージから直接取り出した電子部品をボンディングヘッドによって基板位置決めステージに移送する形態とを選択可能な構成において、ピックアップヘッドを移動させるピックアップヘッド移動機構をベース部の端部に配置された門型フレームの水平部の下面に縣吊状態で結合し、ピックアップヘッド移動機構の下方に電子部品供給ステージの一部が進入可能な空間を確保することにより、ボンディング形態を選択可能として汎用性を向上させるとともに、装置専有面積を減少させて面積生産性を向上させることができる。

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電子部品ボンディング装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置の側面図、図３、図４，図５は本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッドおよびピックアップヘッド移動機構の構造説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置の制御系の構成を示すブロック図、図７、図８、図９は本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッド移動機構の動作説明図、図１０，図１１，図１２，図１３、図１４、図１５は本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図、図１６は図１におけるＡ部詳細図である。

まず図１，図２を参照して、電子部品ボンディング装置１の全体構造を説明する。電子部品ボンディング装置１は、電子部品供給ステージから取り出した半導体チップなどの電子部品を、基板位置決めステージに位置決めされた基板にボンディングする機能を有するものである。図１，図２において、ベース部２は平面視して矩形の形状を有する基台であり、ベース部２の上面には、電子部品供給ステージ３および基板位置決めステージ４が、平面視してＹ方向（第１方向）に横並びで配置されている。

電子部品供給ステージ３は、Ｙ軸テーブル１１Ｙ、Ｘ軸テーブル１１Ｘを積層した構成のＸＹテーブル１１を備えており、Ｘ軸テーブル１１Ｘの上面に装着された水平な移動プレート１２には、複数の支持部材１３が立設されている。支持部材１３は、上面にウェハリング１５が設けられ中央に開口部１４ａを有する構成の保持テーブル１４を支持している。ウェハリング１５の上端部にはウェハシート１７が展張されており、ウェハシート１７には、図中のＡ部詳細に示すように、能動面を上向きにしたフェイスアップ姿勢で個片に分割された状態の複数の電子部品Ｐが貼着保持されている。

電子部品供給ステージ３には、ウェハシート１７から電子部品Ｐをピックアップするためのピックアップ作業位置［Ｐ１］が設定されており、保持テーブル１４の内部においてピックアップ作業位置［Ｐ１］に対応する位置には、エジェクタ機構１６が配設されている。エジェクタ機構１６は、ウェハシート１７の下面側からピンで突き上げることにより、電子部品Ｐのウェハシート１７からの剥離を促進する機能を有するエジェクタピンユニット１６ａを備えている。電子部品Ｐの取り出し時にエジェクタピンユニット１６ａを昇降させて（矢印ａ）ウェハシート１７の下面に当接させることにより、後述するピックアップヘッド６による電子部品Ｐのウェハシート１７からの剥離を容易に行うことができる。

部品取り出し動作においては、ＸＹテーブル１１を駆動してウェハシート１７を水平移動させる（矢印ｂ）ことにより、ウェハシート１７に貼着された複数の電子部品Ｐのうち、取り出し対象となる所望の電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させる。なおここでは、電子部品供給ステージ３として、ウェハシート１７に貼着されたウェハ状態の電子部品を供給する方式のウェハテーブルを用いる例を示したが、複数の電子部品を所定の平面配列で供給する部品トレイを、ウェハテーブルと交換自在に電子部品供給ステージ３に配置するようにしてもよい。

基板位置決めステージ４はベース部２の上面に立設された複数の支持ポスト２０によって下方から支持されたベースプレート２１の上面に設けられており、Ｘ軸テーブル２２Ｘ、Ｙ軸テーブル２２Ｙを積層した構成のＸＹテーブル２２上に基板２４を保持する基板保持部２３を設けた構成となっている。基板位置決めステージ４には、電子部品Ｐを基板保持部２３に保持された基板２４にボンディングするためのボンディング作業位置［Ｐ４］が設定されており、ＸＹテーブル２２を駆動することにより、基板２４に設定された任意の部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に位置させることができる。

ベースプレート２１の上面において基板位置決めステージ４と電子部品供給ステージ３の間には、中継ステージ５が配設されている。中継ステージ５は、電子部品供給ステージ３から取り出された電子部品Ｐが位置補正のために載置される載置テーブル２６および電子部品Ｐを下方から撮像して認識するための部品認識カメラ２７を、Ｘ軸移動テーブル２５の上面に配置した構成となっている。Ｘ軸移動テーブル２５を駆動することにより、載置テーブル２６および部品認識カメラ２７は水平面内でＸ方向に移動する。載置テーブル２６、部品認識カメラ２７にはそれぞれ中継位置［Ｐ２］、部品認識位置［Ｐ３］が設定されており、Ｘ軸移動テーブル２５によって載置テーブル２６および部品認識カメラ２７を移動させることにより、載置テーブル２６に載置された電子部品Ｐを中継位置［Ｐ２］に位置あわせすることができるとともに、部品認識カメラ２７を部品認識位置［Ｐ３］に対して位置あわせすることができる。

図２に示すように、ベース部２において、Ｙ方向と直交するＸ方向（第２方向）の端部には、脚部８ａによって両端部を下方から保持された門型フレーム８が、この端部に沿ってＹ方向に配置されている。門型フレーム８は、その下面８ｃが基板位置決めステージ４および電子部品供給ステージ３よりも高所に位置してＹ方向に沿って水平に延伸する水平部としてのビーム部材８ｂを有し、且つビーム部材８ｂの正面８ｄをベース部２の中央側（図２にて矢印Ｂで示す中央部参照）、すなわち電子部品供給ステージ３と基板位置決めステージ４が配置された側へ向けた姿勢で配置されている。なお、ここでビーム部材８ｂの正面８ｄとは、ビーム部材８ｂにおける機能面、すなわちボンディングヘッド１０Ａなどの作業ヘッドが装着される側の面を意味している。

電子部品供給ステージ３の上方には電子部品Ｐを吸着して保持するピックアップノズル６ａを備えたピックアップヘッド６が配設されている。ビーム部材８ｂの下方には、下面８ｃに縣吊された形態のピックアップヘッド移動機構７が設けられている。ピックアップヘッド移動機構７は、ピックアップヘッド６を電子部品供給ステージ３の上方と中継ステージ５の上方との間で移動させるとともに、ピックアップヘッド６をＸ方向に進退させる機能を有している。これによりピックアップヘッド６は、電子部品供給ステージ３から電子部品Ｐをピックアップして、中継ステージ５の載置テーブル２６に移送する動作を行う。また必要時には、ピックアップヘッド６をピックアップ作業位置［Ｐ１］の上方からＸ方向に退避させることが可能となっている。

ビーム部材８ｂの正面８ｄには、ヘッド移動機構９を介してボンディングヘッド１０Ａおよび塗布ヘッド１０Ｂが配置されている。ボンディングヘッド１０Ａは、電子部品供給ステージ３の電子部品Ｐ（または中継ステージ５の載置テーブル２６上にピックアップヘッド６によって電子部品供給ステージ３から移送された電子部品Ｐ）を保持して、基板位置決めステージ４に位置決めされた基板２４にボンディングする。塗布ヘッド１０Ｂは、ボンディングヘッド１０Ａによるボンディング動作に先立って、基板２４に設定された部品搭載点２４ａにボンディング用の接着剤を塗布する。

ヘッド移動機構９（ボンディングヘッド移動機構）は門型フレーム８のビーム部材８ｂの正面にＹ方向に沿って配設され、ボンディングヘッド１０Ａを電子部品供給ステージ３または中継ステージ５の上方と基板位置決めステージ４の上方との間で移動させるとともに、塗布ヘッド１０Ｂを基板位置決めステージ４の上方に対してＹ方向に進退させる。ヘッド移動機構９は、ビーム部材８ｂの正面８ｄにビーム部材８ｂの全長にわたってＹ方向に配設されたリニアテーブル３０およびリニアテーブル３０に対してＹ方向に相対移動する移動ブロック３５Ａ、３５Ｂを備えている。移動ブロック３５Ａ、３５Ｂにはそれぞれボンディングヘッド１０Ａおよび塗布ヘッド１０Ｂが装着され、移動ブロック３５Ａ、３５Ｂに内蔵された昇降機構によって、ボンディングヘッド１０Ａおよび塗布ヘッド１０Ｂ
は昇降自在となっている（矢印ｃ）。

リニアテーブル３０の前面には２条のガイドレール３１がＹ方向に配設されており、ガイドレール３１にスライド自在に嵌合したスライダ３２は移動ブロック３５Ａ、３５Ｂに結合されており、これにより移動ブロック３５Ａ、３５Ｂは、リニアテーブル３０に対してＹ方向にスライド自在となっている（矢印ｄ）。移動ブロック３５Ａ、３５Ｂの背面には、リニアテーブル３０の正面側にビーム部材８ｂの全範囲にわたって配設された固定子３３と対向する位置に可動子３４が設けられている。固定子３３、可動子３４はリニアモータを構成し、これによりボンディングヘッド１０Ａおよび塗布ヘッド１０Ｂを任意位置に位置決めすることが可能となっている。

ピックアップ作業位置［Ｐ１］、中継位置［Ｐ２］、ボンディング作業位置［Ｐ４］の上方には、それぞれ第１のカメラ３６、第２のカメラ３７、第３のカメラ３８が、撮像面を下向きにして配設されている。第１のカメラ３６は、電子部品供給ステージ３においてウェハシート１７に保持された電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］にて撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、ウェハシート１７に貼着された電子部品Ｐの位置が認識される。そしてこの認識結果に基づいてＸＹテーブル１１を制御することにより、取り出し対象の電子部品Ｐを正しくピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させることができる。

同様に第２のカメラ３７は、中継ステージ５において載置テーブル２６に載置された電子部品Ｐを中継位置［Ｐ２］にて撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、載置テーブル２６に貼着された電子部品Ｐの位置が認識される。そしてこの認識結果に基づいてＸ軸移動テーブル２５を制御することにより、取り出し対象の電子部品Ｐを正しく中継位置［Ｐ２］に位置させることができる。また第３のカメラ３８は、基板位置決めステージ４において基板保持部２３に保持された基板２４の部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ４］にて撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、部品搭載点２４ａの位置が認識される。そしてこの認識結果に基づいてＸＹテーブル２２を制御することにより、部品搭載点２４ａを正しくボンディング作業位置［Ｐ４］に位置させることができる。

上記各部の構成においては、ピックアップヘッド移動機構７を門型フレーム８のビーム部材８ｂの下面８ｃに縣吊状態で結合した構成となっている。これにより、図２に示すように、ピックアップヘッド移動機構７の下方に、電子部品供給ステージ３の一部が進入可能な空間Ｓが確保される。すなわちウェハリング１５に展張されたウェハシート１７の全面から電子部品Ｐを取り出す際には、保持テーブル１４をＸＹテーブル１１によって水平移動させて、取り出し対象の電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させることが必要である。このため電子部品供給ステージ３には周囲に保持テーブル１４の水平移動ストロークに見合ったフリーな空間が必要とされる。本実施の形態に示す電子部品ボンディング装置１おいては、上述のように空間Ｓがピックアップヘッド移動機構７の下方に確保されていることから、保持テーブル１４がこの空間Ｓ内に進入することによって保持テーブル１４の水平移動ストロークが確保され、設備専有面積を低減させることが可能となっている。

次に、図３，図４，図５を参照して、ピックアップヘッド移動機構７の構造の詳細を説明する。本実施の形態に示す電子部品ボンディング装置１では、上述のように設備占有面積を極力少なくすることを目的として、ピックアップヘッド移動機構７を構成する機構要素のうち、モータや送りねじ機構など駆動源となる機構をビーム部材８ｂの下方に配置し、これらの駆動源による移動動作をヘッド移動部材４２を介してピックアップヘッド６に伝達する動作伝達機構のみをビーム部材８ｂからベース部２の中央側へ突出させる構成を
採用している。

すなわち、図４，図５に示すように、ピックアップノズル６ａを備えたピックアップヘッド６は、反転軸部材４０を介して反転駆動部４１に結合されており、さらに反転駆動部４１はヘッド移動部材４２からＸ方向に延出して設けられた結合プレート４２ａに結合されている。そしてビーム部材８ｂの下方に配置された駆動源からヘッド移動部材４２に、Ｘ方向（第２方向）、Ｙ方向（第１方向）、Ｚ方向（上下方向）の３軸方向の移動動作を伝達することにより、ピックアップヘッド６に所定の作業動作を行わせるようにしている。すなわちこの構成において、ヘッド移動部材４２は、ピックアップヘッド６を第１方向、第２方向および上下方向に移動させる機能を有している。

なおピックアップヘッド６はピックアップノズル６ａを軸廻りに回転させるθ軸機構６ｂを内蔵しており、ピックアップノズル６ａによって保持した電子部品Ｐのθ方向の位置合わせができるようになっている。また反転駆動部４１を駆動することにより、ピックアップヘッド６は水平軸である反転軸部材４０廻りに回転し、これによりピックアップヘッド６は反転自在となっている。そしてこのピックアップヘッド６の反転により、ピックアップノズル６ａに保持した電子部品Ｐを表裏反転させることができ、ボンディングの態様に応じて電子部品Ｐの表裏姿勢を変更することが可能となっている。すなわち、ピックアップヘッド６は、ヘッド移動部材４２に反転駆動部４１を介して装着され、Ｘ方向の水平軸廻りに反転自在となっている。

ヘッド移動部材４２には、Ｙ軸駆動機構５０によってＹ方向の移動が伝達され、またＺ軸駆動機構６０によってＺ方向の上下動が伝達される。さらに、Ｙ軸駆動機構５０、Ｚ軸駆動機構６０はいずれもビーム部材８ｂの下面８ｃに縣吊されたＸ軸駆動機構７０によって一体的にＸ方向に移動する。Ｙ軸駆動機構５０の構成を説明する。図３，図４に示すように、水平な矩形のプレートである結合プレート５１の下面には、平面方向をＸＺ平面に合わせて、ブラケット５１ａ、５１ｂが下方に延出して設けられている。ブラケット５１ａの側面にはＹ軸モータ５７が装着され、さらにＹ軸モータ５７に平行して、送りねじ５６がブラケット５１ａ、５１ｂによって軸支されている。送りねじ５６およびＹ軸モータ５７の回転軸には、プーリ５８Ａ、５８Ｂが装着されており、プーリ５８Ａ、５８Ｂには、ベルト５９が調帯されている。送りねじ５６に螺合したナット５５はＹ軸移動部材５４に結合されており、Ｙ軸モータ５７を駆動することにより、Ｙ軸移動部材５４はＹ方向に水平移動する（矢印ｆ）。

結合プレート５１の下面の一方側の縁部には、ガイドレール５２がＹ方向に配設されており、ガイドレール５２にＹ方向にスライド自在に嵌合したスライダ５３は、Ｙ軸移動部材５４からＹ方向に水平方向に分岐して延出した分岐プレート５４ｄに結合されている。Ｙ軸移動部材５４のＹ方向への移動は、ガイドレール５２、スライダ５３より成るＹガイド機構によってガイドされる。

図４に示すように、Ｙ軸移動部材５４の一方側の端部はＹ方向に直角に屈曲してＹ屈曲部５４ａを形成し、さらにＹ屈曲部５４ａの端部は再びＸ方向に直角に屈曲して前方に延出するＸ屈曲部５４ｂを形成している。Ｘ屈曲部５４ｂはＺ方向にＹ屈曲部５４ａよりも幅広の形状となっており、Ｘ屈曲部５４ｂの側面には２条のガイドレール５４ｃがＺ方向に配設されている。ガイドレール５４ｃには、ヘッド移動部材４２の端部からＹ方向に屈曲して延出したＹ屈曲部４２ｃに固着されたスライダ４６が、Ｚ方向にスライド自在に嵌合する。これにより、Ｙ軸移動部材５４のＹ方向への移動はＸ屈曲部５４ｂ、Ｙ屈曲部４２ｃを介してヘッド移動部材４２に伝達される。このとき、ガイドレール５４ｃとスライダ４６とがＺ方向にスライド自在であることにより、Ｙ軸移動部材５４とヘッド移動部材４２とのＺ方向の相対移動が許容される。

したがってＹ軸移動部材５４は、第１方向駆動機構であるＹ軸駆動機構５０によって駆動されてＹ方向（第１方向）に移動し、ヘッド移動部材４２にＺ方向（上下方向）への相対移動を許容された状態で結合された第１方向移動部材となっている。そしてＸ屈曲部５４ｂ、ガイドレール５４ｃ、Ｙ屈曲部４２ｃ、スライダ４６は、Ｙ軸移動部材５４とヘッド移動部材４２とを、Ｚ方向の相対移動を許容した状態で連結するＹ軸連結部４５を構成している。

次にＺ軸駆動機構６０の構成を説明する。図３，図４に示すように、結合プレート５１においてＹ方向の一方側の端部には、矩形のＺ軸プレート６１が平面方向をＸＺ平面に合わせて結合されている。Ｚ軸プレート６１の上端部および下端部には、それぞれブラケット６１ａ、６１ｂがＹ方向に延出して設けられている。ブラケット６１ａの下面にはＺ軸モータ６７が垂直姿勢で装着され、さらにＺ軸モータ６７に平行して配置された送りねじ６６は、ブラケット６１ａ、６１ｂによって軸支されている。送りねじ６６およびＺ軸モータ６７の回転軸にはプーリ６８Ａ、６８Ｂが装着されており、プーリ６８Ａ、６８Ｂには、ベルト６９が調帯されている。

送りねじ６６に螺合したナット６５は、Ｚ軸移動部材６４からＹ方向に延出した結合部材６４ａに結合されており、Ｚ軸モータ６７を駆動することにより、Ｚ軸移動部材６４はＺ方向に移動する（矢印ｇ）。Ｚ軸プレート６１の送りねじ６６側の側面には、ガイドレール６２がＺ方向に配設されており、ガイドレール６２にＺ方向にスライド自在に嵌合したスライダ６３は、Ｚ軸プレート６１の側面に結合されている。Ｚ軸移動部材６４のＺ方向への移動は、ガイドレール６２、スライダ６３より成るＺガイド機構によってガイドされる。

図４に示すように、Ｚ軸移動部材６４がＸ方向に延出した一方側の端部はＹ方向に直角に屈曲してＹ屈曲部６４ｂを形成し、Ｙ屈曲部６４ｂの側面にはスライダ４４がスライド方向をＹ方向に合わせて結合されている。スライダ４４には、ヘッド移動部材４２の上部にＹ方向に延出して設けられた延出部４２ｂにＹ方向に配設されたガイドレール４３が、Ｙ方向にスライド自在に嵌合する。これにより、Ｚ軸移動部材６４のＺ方向への移動はＹ屈曲部６４ｂ、延出部４２ｂを介してヘッド移動部材４２に伝達される。このとき、ガイドレール４３とスライダ４４とがＹ方向にスライド自在であることにより、Ｚ軸移動部材６４とヘッド移動部材４２とのＹ方向の相対移動が許容される。

したがってＺ軸移動部材６４は、第１方向駆動機構であるＺ軸駆動機構６０によって駆動されてＺ方向（上下方向）に移動し、ヘッド移動部材４２にＹ方向（第１方向）への相対移動を許容された状態で結合された上下動部材となっている。そしてＹ屈曲部６４ｂ、スライダ４４、延出部４２ｂ、ガイドレール４３は、Ｚ軸移動部材６４とヘッド移動部材４２とを、Ｙ方向の相対移動を許容した状態で連結するＺ軸連結部４７を構成している。

次にＸ軸駆動機構７０の構成を説明する。図３，図５に示すように、ビーム部材８ｂの下面８ｃには、矩形のブラケット７１Ａ、７１Ｂが平面方向をＹＺ平面に合わせて下方に延出して設けられている（図５に示すＣ−Ｃ矢視参照）。ブラケット７１Ａの側面にはＸ軸モータ７７が水平姿勢で装着され、さらにＸ軸モータ７７に平行して配置された送りねじ７６は、ブラケット７１Ａ、７１Ｂによって軸支されている。送りねじ７６およびＸ軸モータ７７の回転軸にはプーリ７８Ａ、７８Ｂが装着されており、プーリ７８Ａ、プーリ７８Ｂには、ベルト７９が調帯されている。

送りねじ７６に螺合したナット７５はブロック７４を介して結合プレート５１の上面に結合されており、Ｘ軸モータ７７を駆動して送りねじ７６を回転させることにより、結合
プレート５１はＸ方向に水平移動する（矢印ｈ）。前述のように、Ｙ軸駆動機構５０およびＺ軸駆動機構６０は結合プレート５１に結合された構成となっており、結合プレート５１をＸ方向に移動させることにより、Ｙ軸駆動機構５０およびＺ軸駆動機構６０も、ともにＸ方向に移動する。したがって上記構成において、結合プレート５１は、上下方向駆動機構であるＺ軸駆動機構６０および第１方向駆動機構であるＹ軸駆動機構５０が結合された駆動部結合部材として機能している。

ビーム部材８ｂの下面８ｃには、ガイドレール７２がＸ方向に配設されており、ガイドレール７２にＸ方向にスライド自在に嵌合したスライダ７３は、結合プレート５１の上面に結合されている（図５に示すＤ−Ｄ矢視参照）。結合プレート５１のＸ方向への移動は、ビーム部材８ｂの下面８ｃに縣吊状態で設けられたガイドレール７２、スライダ７３より成るＸガイド機構によってガイドされる。すなわち、Ｘ軸駆動機構７０は、ビーム部材８ｂの下面８ｃに縣吊状態で結合され、駆動部結合部材である結合プレート５１をＸ方向（第２方向）へ移動させる第２方向駆動機構となっている。

そして上記構成において、ピックアップヘッド６とともにＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動するヘッド移動部材４２を、Ｙ軸移動部材５４、Ｚ軸移動部材６４にそれぞれＺ軸連結部４７、Ｙ軸連結部４５を介して連結された構成とすることにより、Ｙ軸駆動機構５０、Ｚ軸駆動機構６０およびＸ軸駆動機構７０より成る固定駆動部７ａを、ビーム部材８ｂの下面８ｃから水平方向にはみ出さない位置に配置することが可能となっている。すなわち、ヘッド移動部材４２、Ｙ軸移動部材５４、Ｚ軸移動部材６４、Ｙ軸連結部４５、Ｚ軸連結部４７から成る可動な動作伝達部７ｂのみをビーム部材８ｂの下面８ｃから突出させる構成を採用することにより、ピックアップヘッド６の駆動機構をコンパクトに構成することが可能となっている。

次に、図６を参照して電子部品ボンディング装置１の制御系の構成を説明する。制御部８０は処理演算装置であり、記憶部８１に記憶されたプログラムやデータを用いて、以下に説明する各部の動作や処理を制御する。すなわち、制御部８０は、電子部品供給ステージ３のＸＹテーブル１１，エジェクタ機構１６，基板位置決めステージ４のＸＹテーブル２２，基板保持部２３，中継ステージ５のＸ軸移動テーブル２５、ピックアップヘッド６に内蔵されたθ回転機構６ｂ、ピックアップヘッド６を上下反転させる反転駆動部４１、ピックアップヘッド移動機構７のＸ軸駆動機構７０、Ｙ軸駆動機構５０、Ｚ軸駆動機構６０の動作を制御する。さらに制御部８０は、ボンディングヘッド１０Ａ、塗布ヘッド１０Ｂおよびボンディングヘッド１０Ａ、塗布ヘッド１０Ｂを水平移動させるヘッド移動機構９の動作を制御する。

記憶部８１は、各部を制御するための動作・処理プログラムや、電子部品ボンディング作業を実行するための作業データを記憶する。操作・入力部８２はキーボードやマウスなどの入力装置であり、電子部品ボンディング装置１の各部を操作するための操作コマンドや各種データの入力を行う。表示部８３は液晶パネルなどのディスプレイ装置であり、操作・入力部８２による入力操作時の案内画面や報知画面、カメラによる撮像画面などを表示する。認識処理部８４は、部品認識カメラ２７，第１のカメラ３６，第２のカメラ３７，第３のカメラ３８の撮像結果を認識処理する。

ボンディングヘッド１０Ａに保持された電子部品Ｐを部品認識カメラ２７によって撮像して得られた認識結果に基づいて制御部８０がＸＹテーブル２２およびヘッド移動機構９を制御することにより、電子部品Ｐを基板２４にボンディングする際の位置ずれが補正される。第１のカメラ３６によってウェハシート１７に貼着された電子部品Ｐを撮像して得られた認識結果に基づいて、制御部８０がＸＹテーブル１１を制御することにより、取り出し対象の電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に正しく位置させることができる
。また第２のカメラ３７によって中継ステージ５の載置テーブル２６に載置された電子部品Ｐを撮像して得られた認識結果に基づいて、制御部８０がＸ軸移動テーブル２５およびヘッド移動機構９を制御することにより、載置テーブル２６に載置された状態における電子部品Ｐの位置ずれを補正した状態でこの電子部品Ｐをボンディングヘッド１０Ａに保持させることができる。

さらに、第３のカメラ３８によって基板２４を撮像した結果を認識処理することにより、以下の処理が行われる。まず、基板２４を撮像してこの基板２４に設定された部品搭載点２４ａを検出した認識結果に基づいて、制御部８０がＸＹテーブル２２を制御することにより、ボンディングの対象となる部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ３］に正しく位置させることができる。また接着剤の塗布後の基板２４，電子部品ボンディング後の基板２４を撮像した結果を認識処理することにより、接着剤の塗布状態の良否を判定するための検査、電子部品ボンディング状態の良否を判定するための検査が行われる。なお、これらの検査処理は必須のものではなく、必要に応じて実行される。

次に、ピックアップヘッド移動機構７によって実現されるピックアップヘッド６の移動動作について説明する。まず図７を参照して、Ｙ方向の移動動作を説明する。図７（ａ）は、Ｙ軸駆動機構５０においてナット５５が送りねじ５６の右限位置にある状態を示しており、この状態ではピックアップヘッド６はＹ方向ストロークの右端に位置している。このとき、ピックアップヘッド６の上下方向位置は、Ｚ軸駆動機構６０におけるＺ軸移動部材６４の上下位置によって規制されている。この状態から、Ｙ軸モータ５７を所定量だけ駆動することにより、図７（ｂ）に示すように、ナット５５が送りねじ５６の左限位置まで移動する。これにより、Ｙ軸移動部材５４およびＹ軸連結部４５を介してヘッド移動部材４２が左側へ移動し（矢印ｋ）、ピックアップヘッド６は所定のＹストロークＳｙだけ移動する。このとき、Ｚ軸連結部４７を構成するスライダ４４に沿ってガイドレール４３がＹ方向にスライドすることにより、Ｚ軸駆動機構６０の状態に関係なく、ヘッド移動部材４２をＹ方向へ移動させることが可能となっている。

次に図８を参照して、Ｙ方向の移動動作にＺ方向の移動動作を組み合わせた動作例について説明する。図８（ａ）は、Ｙ軸駆動機構５０においてナット５５が送りねじ５６の右限位置にあり、且つＺ軸駆動機構６０においてナット６５が送りねじ６６の下限位置にある状態を示しており、この状態ではピックアップヘッド６はＹ方向ストロークの右端、Ｚ方向ストロークの下端に位置している。

この状態から、Ｙ軸モータ５７、Ｚ軸モータ６７を所定量だけ駆動することにより、図８（ｂ）に示すように、ナット５５が送りねじ５６の左限位置まで移動するとともに（矢印ｉ）、ナット６５が送りねじ６６によってＺ軸モータ６７の回転量に応じた所定位置まで上昇する（矢印ｊ）。これにより、Ｙ軸移動部材５４、Ｙ軸連結部４５およびＺ軸移動部材６４、Ｚ軸連結部４７を介してヘッド移動部材４２に左上方への移動動作が伝達され、ピックアップヘッド６は所定のＹストロークＳｙ、ＺストロークＳｚだけ移動する。

さらに図９は、Ｘ軸駆動機構７０を駆動することにより実行されるピックアップヘッド６の進退動作を示している。前述のように、電子部品ボンディング装置１においてボンディング対象となる電子部品Ｐは、ピックアップ作業位置［Ｐ１］にて電子部品供給ステージ３から取り出される。このとき、取り出した電子部品Ｐを中継ステージ５の載置テーブル２６に載置する必要があるか否かによって、電子部品Ｐの取り出しに使用されるヘッドの種類が異なる。すなわち、取り出した電子部品Ｐを載置テーブル２６に載置して中継する必要がある場合には、ピックアップヘッド６をピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させて電子部品供給ステージ３のウェハシート１７に対して昇降させ、取り出した電子部品Ｐを載置テーブル２６に載置するピックアップ動作を行う。

これに対し、電子部品供給ステージ３から直接ボンディングヘッド１０Ａによって電子部品Ｐを取り出す場合には、図９に示すように、ピックアップヘッド６をピックアップ作業位置［Ｐ１］からベース部２の端部方向へ退避させる。すなわちピックアップヘッド移動機構７のＸ軸駆動機構７０を駆動して、図５に示す動作伝達部７ｂとともにピックアップヘッド６をＸ方向に移動させる（矢印ｌ）。これにより、ピックアップ作業位置［Ｐ１］にはボンディングヘッド１０Ａの昇降動作と干渉しないフリーな空間が確保され、ボンディングヘッド１０Ａによって電子部品供給ステージ３のウェハシート１７から電子部品Ｐを直接取り出すことが可能となる。

この電子部品ボンディング装置１は上記のように構成されており、以下電子部品ボンディング装置１による電子部品ボンディング作業について説明する。まず、図１０，図１１を参照して、電子部品供給ステージ３から取り出したフェイスアップ姿勢の電子部品Ｐを、中継ステージ５を経由して基板位置決めステージ４へ移送してボンディングする作業動作例を説明する。この作業動作は、対象となる電子部品Ｐが高い位置精度のボンディングを必要とする部品種である場合に選択されるものである。

図１０（ａ）において、電子部品供給ステージ３にはフェイスアップ姿勢の電子部品Ｐが複数貼着されたウェハシート１７がセットされている。ピックアップ作業位置［Ｐ１］においてウェハシート１７の下面には、エジェクタピンユニット１６ａが当接して、ピックアップ動作が可能な状態となっている。また基板位置決めステージ４においては、ＸＹテーブル２２上に設けられた基板保持部２３にボンディング対象の基板２４が保持されている。

電子部品ボンディング作業が開始されると、まずピックアップ作業位置［Ｐ１］にて第１のカメラ３６によってウェハシート１７を撮像することにより（矢印ｐｈ１）取り出し対象の電子部品Ｐを認識する。そしてこの認識結果に基づいて電子部品供給ステージ３のＸＹテーブル１１を制御することにより、取り出し対象の電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に正しく位置決めする。これとともに、ボンディング作業位置［Ｐ４］にて第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ２）、ボンディング対象の部品搭載点２４ａを認識し、この認識結果に基づいて基板位置決めステージ４のＸＹテーブル２２を制御することにより、部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に正しく位置決めする。

次に図１０（ｂ）に示すように、電子部品供給ステージ３においてピックアップヘッド６をピックアップ作業位置［Ｐ１］に移動させてウェハシート１７に対して下降させ（矢印ｍ）、ピックアップノズル６ａによって取り出し対象の電子部品Ｐを保持して、ウェハシート１７から剥離させる。この後、ピックアップノズル６ａに電子部品Ｐを保持したピックアップヘッド６は中継ステージ５へ移動し、載置テーブル２６上へ電子部品Ｐを載置する（矢印ｎ）。また基板位置決めステージ４においては、塗布ヘッド１０Ｂがボンディング作業位置［Ｐ４］へ移動して基板２４に対して下降することにより（矢印ｏ）、塗布ノズル１０ｂを基板２４の部品搭載点２４ａに接近させて塗布動作を行う。

これにより、図１０（ｃ）に示すように、基板２４の部品搭載点２４ａには電子部品ボンディング用の接着剤２８が塗布され、この後塗布ヘッド１０Ｂは待機位置に移動する（矢印ｐ）。そしてピックアップヘッド６が退去した後の中継ステージ５においては、載置テーブル２６上の電子部品Ｐを第２のカメラ３７によって撮像することにより（矢印ｐｈ３）、載置された電子部品Ｐを認識して位置ずれを検出する。そしてこの認識結果に基づいて中継ステージ５のＸ軸移動テーブル２５を制御することにより、載置された電子部品Ｐを中継位置［Ｐ２］に正しく位置決めする。なおここでは、Ｘ軸移動テーブル２５によ
ってＸ方向のみの位置補正が行われ、Ｙ方向の位置補正はボンディングヘッド１０Ａによって電子部品Ｐを保持する際に行われる。これとともに、ボンディング作業位置［Ｐ４］にて第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ４）、基板２４における接着剤２８の塗布状態の良否を判定するための検査が行われる。なおこの塗布状態の検査は必須ではなく省略してもよい。

次いで図１１（ａ）に示すように、ボンディングヘッド１０Ａを中継ステージ５に移動させて載置テーブル２６に載置された電子部品Ｐに対して下降させ、ボンディングノズル１０ａによって電子部品Ｐを保持する（矢印ｑ）。この後、電子部品Ｐを保持したボンディングヘッド１０Ａを基板位置決めステージ４の上方へ移動させ、ボンディング作業位置［Ｐ４］にてボンディングヘッド１０Ａを下降させて、保持した電子部品Ｐを基板２４にボンディングする（矢印ｒ）。

次いで図１１（ｂ）に示すように、ボンディング作業後のボンディングヘッド１０Ａがボンディング作業位置［Ｐ４］から退避したならば、第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ５）、ボンディングされた電子部品Ｐを認識し、この認識結果に基づいてボンディング状態の検査を行う。なおこのボンディング状態の検査は必須ではなく省略してもよい。そしてこの後、図１１（ｃ）に示すように、電子部品供給ステージ３においては次に取り出し対象となる電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置合わせする部品位置決め動作が行われるとともに、基板位置決めステージ４においては基板２４の次の部品搭載点２４ａを部品認識位置［Ｐ３］に位置合わせする基板位置決め動作が行われ、この後、図１０（ａ）に戻って同様の作業動作が反復実行される。

次に、図１２，図１３を参照して、電子部品供給ステージ３からボンディングヘッド１０Ａによって取り出したフェイスアップ姿勢の電子部品Ｐを、中継ステージ５を経由せずに基板位置決めステージ４へ直接移送してボンディングする作業動作例を説明する。図１２（ａ）において、電子部品供給ステージ３にはフェイスアップ姿勢の電子部品Ｐが複数貼着されたウェハシート１７がセットされている。ピックアップ作業位置［Ｐ１］においてウェハシート１７の下面にはエジェクタピンユニット１６ａが当接して、ピックアップ動作が可能な状態となっている。また基板位置決めステージ４においては、ＸＹテーブル２２上に設けられた基板保持部２３にボンディング対象の基板２４が保持されている。

電子部品ボンディング作業が開始されると、まずピックアップ作業位置［Ｐ１］にて第１のカメラ３６によってウェハシート１７を撮像することにより（矢印ｐｈ６）取り出し対象の電子部品Ｐを認識し、この認識結果に基づいて電子部品供給ステージ３のＸＹテーブル１１を制御することにより、取り出し対象の電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に正しく位置決めする。これとともに、部品認識位置［Ｐ３］にて第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ７）、ボンディング対象の部品搭載点２４ａを認識する。そしてこの認識結果に基づいて基板位置決めステージ４のＸＹテーブル２２を制御することにより、部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に正しく位置決めする。

次に図１２（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド１０Ａを電子部品供給ステージ３の上方まで移動させてピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させ、次いでウェハシート１７に対して下降させ（矢印ｓ）、ボンディングノズル１０ａによって取り出し対象の電子部品Ｐを保持して、ウェハシート１７から剥離させる。また基板位置決めステージ４においては、塗布ヘッド１０Ｂがボンディング作業位置［Ｐ４］へ移動して基板２４に対して下降することにより（矢印ｔ）、塗布ノズル１０ｂを基板２４の部品搭載点２４ａに接近させて塗布動作を行う。これにより、図１２（ｃ）に示すように、基板２４の部品搭載点２４ａには電子部品ボンディング用の接着剤２８が塗布され、この後塗布ヘッド１０Ｂは
待機位置に移動する。そしてボンディングノズル１０ａに電子部品Ｐを保持したボンディングヘッド１０Ａは、ピックアップ作業位置［Ｐ１］から基板位置決めステージ４の上方へ向かって移動する（矢印ｕ）。これとともに、ボンディング作業位置［Ｐ４］にて第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ８）、基板２４における接着剤２８の塗布状態の良否を判定するための検査が行われる。なおこの塗布状態の検査は必須ではなく省略してもよい。

次いで図１３（ａ）に示すように、ボンディングヘッド１０Ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に位置させて下降させることにより、保持した電子部品Ｐを基板２４にボンディングする（矢印ｖ）。次いで図１３（ｂ）に示すように、ボンディング作業後のボンディングヘッド１０Ａがボンディング作業位置［Ｐ４］から退避したならば、第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ９）、ボンディングされた電子部品Ｐを認識し、この認識結果に基づいてボンディング状態の検査を行う。なおこのボンディング状態の検査は必須ではなく省略してもよい。

この後、図１３（ｃ）に示すように、電子部品供給ステージ３においては次に取り出し対象となる電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置合わせする部品位置決め動作が行われるとともに、基板位置決めステージ４においては基板２４の次の部品搭載点２４ａを部品認識位置［Ｐ３］に位置合わせする基板位置決め動作が行われ、この後、図１２（ａ）に戻り同様の作業動作が反復実行される。

次に、図１４，図１５を参照して、電子部品供給ステージ３からボンディングヘッド１０Ａによって取り出したフェイスアップ姿勢の電子部品Ｐを上下反転させてフェイスダウン姿勢にした後に、基板位置決めステージ４へ移送してボンディングする作業動作例を説明する。図１４（ａ）において、電子部品供給ステージ３にはフェイスアップ姿勢の電子部品Ｐが複数貼着されたウェハシート１７がセットされており、ピックアップ作業位置［Ｐ１］においてウェハシート１７の下面にはエジェクタピンユニット１６ａが当接している。また基板位置決めステージ４においては、ＸＹテーブル２２上に設けられた基板保持部２３にボンディング対象の基板２４が保持されている。

電子部品ボンディング作業が開始されると、まずピックアップ作業位置［Ｐ１］にて第１のカメラ３６によってウェハシート１７を撮像することにより（矢印ｐｈ１０）取り出し対象の電子部品Ｐを認識する。そしてこの認識結果に基づいて電子部品供給ステージ３のＸＹテーブル１１を制御することにより、取り出し対象の電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に正しく位置決めする。これとともに、ボンディング作業位置［Ｐ４］にて第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ１１）、ボンディング対象の部品搭載点２４ａを認識し、この認識結果に基づいて基板位置決めステージ４のＸＹテーブル２２を制御することにより、部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に正しく位置決めする。

次に図１４（ｂ）に示すように、ピックアップヘッド６を電子部品供給ステージ３の上方まで移動させてピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させ、次いでウェハシート１７に対して下降させ（矢印ｗ）、ピックアップノズル６ａによって取り出し対象の電子部品Ｐを保持して、ウェハシート１７から剥離させる。この後、ピックアップヘッド６は電子部品Ｐを保持した状態で中継ステージ５の上方へ移動し（矢印ｘ）、ここで反転駆動部４１（図３、図４参照）を作動させることによりピックアップヘッド６を１８０度回転させる。

これにより、電子部品Ｐを保持したピックアップノズル６ａが上向きとなって、電子部品Ｐは能動面を下向きにしたフェイスダウン姿勢となる。また基板位置決めステージ４に
おいては、塗布ヘッド１０Ｂがボンディング作業位置［Ｐ４］へ移動して基板２４に対して下降することにより（矢印ｙ）、塗布ノズル１０ｂを基板２４の部品搭載点２４ａに接近させて塗布動作を行う。

これにより、図１４（ｃ）に示すように、基板２４の部品搭載点２４ａには電子部品ボンディング用の接着剤２８が塗布され、この後塗布ヘッド１０Ｂは待機位置に移動する。またボンディングヘッド１０Ａは中継ステージ５の上方へ移動してピックアップヘッド６の直上に位置し、次いでピックアップヘッド６に対して下降することにより、ピックアップノズル６ａに保持されたフェイスダウン姿勢の電子部品Ｐをボンディングノズル１０ａによって受け取る。

次いでボンディングノズル１０ａに電子部品Ｐを保持したボンディングヘッド１０Ａは、部品認識位置［Ｐ３］へ移動し、ここで部品認識カメラ２７によってボンディングノズル１０ａに保持された電子部品Ｐを撮像することにより（矢印ｐｈ１３）、ボンディングヘッド１０Ａに保持された状態における電子部品Ｐの位置ずれを認識する。これとともに、ボンディング作業位置［Ｐ４］にて第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ１２）、基板２４における接着剤２８の塗布状態の良否を判定するための検査が行われる。なおこの塗布状態の検査は必須ではなく省略してもよい。

次いで図１５（ａ）に示すように、ボンディングヘッド１０Ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に位置させて下降させることにより、保持した電子部品Ｐを基板２４にボンディングする（矢印ｚ）。このとき、図１４（ｃ）における部品認識カメラ２７による部品認識によって検出された位置ずれが補正される。次いで図１５（ｂ）に示すように、ボンディング作業後のボンディングヘッド１０Ａがボンディング作業位置［Ｐ４］から退避したならば、第３のカメラ３８によって基板２４を撮像することにより（矢印ｐｈ１４）、ボンディングされた電子部品Ｐを認識し、この認識結果に基づいてボンディング状態の検査を行う。なおこのボンディング状態の検査は必須ではなく省略してもよい。

そしてこの後、図１４（ｃ）に示すように、電子部品供給ステージ３においては次に取り出し対象となる電子部品Ｐをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置合わせする部品位置決め動作が行われるとともに、基板位置決めステージ４においては基板２４の次の部品搭載点２４ａをボンディング作業位置［Ｐ４］に位置合わせする基板位置決め動作が行われ、この後、図１４（ａ）に戻り同様の作業動作が反復実行される。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品ボンディング装置１は、基板位置決めステージ４と電子部品供給ステージ３との間に中継ステージ５を配置し、ピックアップヘッド６によって電子部品供給ステージ３から取り出され中継ステージ５に載置された電子部品Ｐをボンディングヘッド１０Ａによって基板位置決めステージ４に移送する形態または電子部品供給ステージ３からボンディングヘッド１０Ａによって直接取り出した電子部品Ｐを基板位置決めステージ４に移送する形態とを選択可能な構成において、ピックアップヘッド６を移動させるピックアップヘッド移動機構７をベース部２の端部に配置された門型フレーム８のビーム部材８ｂの下面に縣吊状態で結合し、ピックアップヘッド移動機構７の下方に電子部品供給ステージ３の一部が進入可能な空間Ｓを確保するようにしている。さらに、ピックアップヘッド６を上下反転する反転駆動部４１を備えることにより、能動面を上向きにしたフェイスアップ姿勢で供給された電子部品Ｐをフェイスダウン姿勢に反転して基板２４にボンディングすることができ、生産対象とすることが可能な部品種範囲を拡大して汎用性を向上させるとともに、設備専有面積を減少させて面積生産性を向上させることができる。

本発明の電子部品ボンディング装置は、汎用性を向上させるとともに面積生産性を向上させることができるという特徴を有し、リードフレームや樹脂基板などに電子部品をボンディングする分野に利用可能である。

本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置の正面図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置の側面図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッドおよびピックアップヘッド移動機構の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッドおよびピックアップヘッド移動機構の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッドおよびピックアップヘッド移動機構の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング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電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッド移動機構の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッド移動機構の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置におけるピックアップヘッド移動機構の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図 本発明の一実施の形態の電子部品ボンディング装置による電子部品ボンディング作業の工程説明図 図１におけるＡ部詳細図

符号の説明

１ 電子部品ボンディング装置
２ ベース部
３ 電子部品供給ステージ
４ 基板位置決めステージ
５ 中継ステージ
６ ピックアップヘッド
７ ピックアップヘッド移動機構
８ 門型フレーム
８ｂ ビーム部材（水平部）
９ ヘッド移動機構
１０Ａ ボンディングヘッド
１０Ｂ 塗布ヘッド
２４ 基板
４１ 反転駆動部
４２ ヘッド移動部材
５０ Ｙ軸駆動機構
５１ 結合プレート
５４ Ｙ軸移動部材
６０ Ｚ軸駆動機構
６４ Ｚ軸移動部材
７０ Ｘ軸駆動機構

Claims (4)

1. 電子部品供給ステージから取り出した電子部品を基板位置決めステージに位置決めされた基板にボンディングする電子部品ボンディング装置であって、
   前記基板位置決めステージおよび電子部品供給ステージが平面視して第１方向に横並びで配置されたベース部と、
   前記ベース部において前記第１方向と直交する第２方向の端部に配置され、下面が前記基板位置決めステージおよび電子部品供給ステージよりも高所に位置して前記第１方向に沿って延伸する水平部を有し、且つ前記水平部の正面を前記ベース部の中央側へ向けた姿勢で配置された門型フレームと、
   前記基板位置決めステージと前記電子部品供給ステージとの間に配置され前記電子部品供給ステージから取り出された電子部品が載置される中継ステージと、
   前記電子部品供給ステージから前記電子部品をピックアップして前記中継ステージに移送するピックアップヘッドと、
   前記ピックアップヘッドを前記電子部品供給ステージの上方と前記中継ステージの上方との間で移動させるとともに、前記ピックアップヘッドを前記第２方向に進退させるピックアップヘッド移動機構と、
   前記電子部品供給ステージの電子部品または前記中継ステージ上に前記ピックアップヘッドによって移送された電子部品を保持して前記基板位置決めステージに位置決めされた前記基板にボンディングするボンディングヘッドと、
   前記門型フレームの前記水平部の正面に前記第１方向に沿って配設され、前記ボンディングヘッドを前記電子部品供給ステージまたは前記中継ステージの上方と前記基板位置決めステージの上方との間で移動させるボンディングヘッド移動機構とを備え、
   前記ピックアップヘッド移動機構を前記門型フレームの水平部の下面に縣吊状態で結合し、前記ピックアップヘッド移動機構の下方に前記電子部品供給ステージの一部が進入可能な空間を確保したことを特徴とする電子部品ボンディング装置。
2. 前記ピックアップヘッド移動機構は、
   前記ピックアップヘッドを前記第１方向、第２方向および上下方向に移動させるヘッド移動部材と、
   上下方向駆動機構によって駆動されて上下方向に移動し前記ヘッド移動部材に前記第１方向への相対移動を許容された状態で結合された上下動部材と、
   第１方向駆動機構によって駆動されて第１方向に移動し前記ヘッド移動部材に前記上下方向への相対移動を許容された状態で結合された第１方向移動部材と、
   前記上下方向駆動機構および前記第１方向駆動機構が結合された駆動部結合部材と、
   前記水平部の下面に縣吊状態で結合され、前記駆動部結合部材を前記第２方向へ移動させる第２方向駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品ボンディング装置。
3. 前記ピックアップヘッドは、前記ヘッド移動部材に反転駆動機構を介して装着され、第２方向の水平軸廻りに反転自在となっていることを特徴とする請求項２記載の電子部品ボンディング装置。
4. 前記第１方向駆動機構、第２方向駆動機構および上下動駆動機構が、前記水平部の下面から水平方向にはみ出さない位置に配設されていることを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の電子部品ボンディング装置。

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