JP2010129549A - Parts mounting apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a parts mounting apparatus capable of enhancing versatility and productivity. <P>SOLUTION: In a holding recess 27a formed at a tool stocker 15 for holding working tools such as a part holding nozzle 71 adapted to a plurality of types of working heads in an attachable and detachable manner corresponding to a type of an object where the tool stocker is provided in the part mounting apparatus for mounting a part fed from a part feeding part on a substrate held on a substrate holding part in a range constituting a background part during the detection of the presence or absence of the working tool by a reflection-type optical sensor 25, there is formed a surface layer having a reflecting property of reducing the light amount of background reflected light generated by such a mechanism that light is projected from the optical sensor 25 to the background part and reflected on the background to the optical sensor 25. By this, the presence or absence of the working tool can be stably detected by one optical sensor 25 aimed at a large number of holding recesses 27a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、部品供給ステージから半導体チップなどの部品を取り出して基板に実装する部品実装装置に関するものである。   The present invention relates to a component mounting apparatus that takes out components such as semiconductor chips from a component supply stage and mounts them on a substrate.

半導体チップなどの部品は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の基板に実装される。このような部品の実装の形態には、部品の搭載姿勢や部品を基板に接合する方法、さらには部品の特性によって要求される実装精度などの相違によって多様なバリエーションがある。このため部品を部品供給ステージから取り出して基板に実装する実装作業を実行する部品実装装置には、実装形態に応じて異なった機能が求められる。   A component such as a semiconductor chip is taken out from the component supply stage and mounted on a substrate such as a lead frame or a resin substrate. There are various variations in the mounting form of such components depending on differences in mounting posture of the component, a method of bonding the component to the substrate, and mounting accuracy required by the characteristics of the component. For this reason, a component mounting apparatus that performs a mounting operation for taking out a component from the component supply stage and mounting the component on the board is required to have different functions depending on the mounting form.

このため、このような実装形態の異なる複数種類の部品を対象とする場合には、各実装形態に対応した機能を有する作業ヘッドを備えた部品実装装置が用いられ、各作業ヘッドには作業や部品種類に応じた作業ツールが交換自在に装着される。このような作業ツールは、装置内において作業ヘッドがアクセス可能な位置に配置されたツールストッカに複数の部品種に対応して収納される(特許文献1参照)。そして部品種が切り替えられる度に、作業ヘッドはツールストッカにアクセスし、ここで作業ヘッドがツール交換動作を行うことにより、作業ヘッドには部品種に応じた作業ツールが装着される。   For this reason, when targeting a plurality of types of components having different mounting forms, a component mounting apparatus having a work head having a function corresponding to each mounting form is used. The work tool according to the part type is mounted in a replaceable manner. Such work tools are stored in a tool stocker arranged at a position accessible to the work head in the apparatus corresponding to a plurality of component types (see Patent Document 1). Each time the component type is switched, the work head accesses the tool stocker, and when the work head performs a tool exchanging operation, a work tool corresponding to the component type is mounted on the work head.

このツール交換動作に際しては、ツールストッカに設けられた収納凹部内における作業ツールの有無を確認する必要があることから、ツールストッカを備えた部品実装装置には、従来より作業ツールの有無を検出するためのツール検出手段が設けられている。特許文献1に示す例では、ノズル交換装置(ツールストッカ)に設けられた複数のノズル挿入孔(収納凹部)のそれぞれにノズル検出用の透過式センサを備えた例が示されている。
特開平4−188742号公報
Since it is necessary to confirm the presence or absence of a work tool in the storage recess provided in the tool stocker during the tool replacement operation, the component mounting apparatus equipped with the tool stocker detects the presence or absence of the work tool conventionally. Tool detection means is provided. The example shown in Patent Document 1 shows an example in which a plurality of nozzle insertion holes (housing recesses) provided in a nozzle changing device (tool stocker) are each provided with a transmissive sensor for nozzle detection.
JP-A-4-188742

近年電子機器製造分野においては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が求められており、単一の装置においてツールストッカが収納して装備すべき作業ツールの個数も増大している。このため、上述の特許文献に示す例のように各収納凹部に作業ツール検出のためのセンサを設ける方式を採用すると多数のセンサを必要とし、設備費用のコストアップとともに制御負荷の増大を招く結果となる。   In recent years, in the field of electronic equipment manufacturing, it is required to improve the versatility of production equipment so that a wide range of component types can be targeted, and work tools that should be installed and installed in a tool stocker in a single device. The number of is also increasing. For this reason, if a method of providing a sensor for detecting a work tool in each storage recess as in the example shown in the above-mentioned patent document, a large number of sensors are required, resulting in an increase in equipment cost and an increase in control load. It becomes.

そこで本発明は、汎用性を向上させるとともに生産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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus capable of improving versatility and improving productivity.

本発明の部品実装装置は、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、前記部品供給部によって供給された前記部品を受け取って前記基板保持部に保持された基板に実装する第1ヘッドと、前記基板もしくは前記第1ヘッドによって前記基板に搭載された部品に対して所定の作業を行い、部品接合用のペーストを吐出して前記基板に供給するペースト塗布機能、前記ペーストを転写して前記基板に供給するペースト転写機能および前記基板に搭載された部品を加熱しながら基板に対して押圧する加熱・押圧機能のうち少なくともいずれか1つの機能を有する作業ユニットを選択的に装着可能な第2ヘッドと、前記第1ヘッドおよび第2ヘッドがいずれもアクセス可能な領域に位置して、対象と
なる部品の種類に応じて前記第1ヘッド、第2ヘッドに交換自在に装着される複数の作業ツールを収納するための複数の収納凹部が設けられたツールストッカと、前記ツールストッカの前記収納凹部上に位置する反射型の光学センサによって当該収納凹部内における前記作業ツールの有無を検出するツール検出手段とを備え、前記収納凹部内において前記ツール検出手段による作業ツールの有無検出の際の背景部分を構成する範囲には、前記光学センサから前記背景部分に投射されて前記光学センサに反射される背景反射光の光量を低減させる反射特性を有する表面層が形成されており、前記ツール検出手段は、前記光学センサから前記作業ツールの上面に投射されて前記光学センサに反射されるツール反射光の光量と前記背景反射光の光量とに基づき前記作業ツールの有無を検出する。
The component mounting apparatus according to the present invention includes a component supply unit that supplies a component, a substrate holding unit that holds a substrate, and the component supplied by the component supply unit that is mounted on the substrate held by the substrate holding unit. A paste application function for performing a predetermined operation on the substrate or a component mounted on the substrate by the first head, discharging a component bonding paste and supplying the paste to the substrate, and the paste A work unit having at least one of a paste transfer function for transferring the material and supplying the substrate to the substrate and a heating / pressing function for pressing the component mounted on the substrate against the substrate. The second head that can be mounted and the first head and the second head are both located in an accessible area, and the first head can be used according to the type of the target component. A tool stocker provided with a plurality of storage recesses for storing a plurality of work tools exchangeably mounted on the head and the second head, and a reflective optical sensor located on the storage recess of the tool stocker Tool detecting means for detecting the presence or absence of the work tool in the storage recess, and the optical sensor is within a range constituting a background portion when the presence or absence of the work tool is detected by the tool detection means in the storage recess. A surface layer having a reflection characteristic that reduces the amount of background reflected light that is projected onto the background portion and reflected by the optical sensor is formed, and the tool detection means is provided on the upper surface of the work tool from the optical sensor. Of the work tool based on the amount of reflected light of the tool reflected on the optical sensor and the amount of reflected light of the background. To detect.

本発明によれば、作業ツールを収納する収納凹部内においてツール検出手段による作業ツールの有無検出の際の背景部分を構成する範囲に、光学センサから背景部分に投射されて光学センサに反射される背景反射光の光量を低減させる反射特性を有する表面層を形成することにより、1つの光学センサによって多数の収納凹部を対象として作業ツールの有無を安定して検出することが可能となり、汎用性を向上させるとともに設備費用を低減して生産性を向上させることができる。   According to the present invention, the optical sensor projects the background portion and reflects it to the optical sensor within the range of the background portion when the presence or absence of the work tool is detected by the tool detection means in the storage recess for storing the work tool. By forming a surface layer that has a reflection characteristic that reduces the amount of reflected light from the background, it becomes possible to stably detect the presence or absence of a work tool for a large number of storage recesses with a single optical sensor. It is possible to improve productivity while reducing equipment costs.

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部品実装装置の全体斜視図、図2は本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分斜視図、図3は本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図、図4は本発明の一実施の形態の部品実装装置のユニット集合ステージの斜視図、図5は本発明の一実施の形態の部品実装装置に設けられたツールストッカの構成説明図、図6は本発明の一実施の形態の部品実装装置の設けられたツールストッカの部分断面図、図7は本発明の一実施の形態の部品実装装置の第2ヘッドに装着される作業ユニットの説明図、図8は本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図9は本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるツール検出動作およびツール交換動作の説明図、図10は本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるツール検出動作の説明図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an overall perspective view of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial perspective view of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a component according to an embodiment of the present invention. 4 is a front view of the mounting apparatus, FIG. 4 is a perspective view of a unit assembly stage of the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration of a tool stocker provided in the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial sectional view of a tool stocker provided with the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is attached to the second head of the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the control system of the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a tool detection operation and tool in the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory view of the exchange operation, and FIG. 10 is an embodiment of the present invention. It is an explanatory view of the tool detection operation in the component mounting apparatus.

まず図1を参照して、部品実装装置1の全体構成を説明する。部品実装装置1は基板に半導体チップなどの部品をボンディングによって実装する機能を有するものである。図1において基台2上には、部品供給ステージ3(部品供給部)、ユニット集合ステージ4および基板保持ステージ5(基板保持部)がこれらの並び方向をY方向(第1方向)に合わせて配列されている。部品供給ステージ3に備えられたウェハ保持テーブル3aには、実装対象となる部品である複数の半導体チップ6aが配列された半導体ウェハ6が保持されている。   First, the overall configuration of the component mounting apparatus 1 will be described with reference to FIG. The component mounting apparatus 1 has a function of mounting a component such as a semiconductor chip on a substrate by bonding. In FIG. 1, a component supply stage 3 (component supply unit), a unit assembly stage 4 and a substrate holding stage 5 (substrate holding unit) are aligned on the Y direction (first direction) on the base 2. It is arranged. The wafer holding table 3a provided in the component supply stage 3 holds a semiconductor wafer 6 on which a plurality of semiconductor chips 6a, which are components to be mounted, are arranged.

ユニット集合ステージ4は、直動機構(図4に示すX軸移動機構40参照)によってX方向(第2方向)に往復動する移動テーブル4aに、後述するツールストッカ15、部品回収部16,較正基準マーク17,中継ステージ18、部品認識カメラ24などの機能ユニットを集合的に配設した構成となっている。基板保持ステージ5は、基板7を保持する基板保持ステージ5aをXYテーブル機構53(図3参照)によって水平駆動する構成となっており、基板7には半導体チップ6aが実装される。   The unit assembly stage 4 includes a tool stocker 15, a component collection unit 16, and a calibration, which will be described later, on a moving table 4 a that reciprocates in the X direction (second direction) by a linear motion mechanism (see the X-axis moving mechanism 40 shown in FIG. 4). A functional unit such as the reference mark 17, the relay stage 18, and the component recognition camera 24 is collectively arranged. The substrate holding stage 5 is configured to horizontally drive a substrate holding stage 5 a that holds the substrate 7 by an XY table mechanism 53 (see FIG. 3), and a semiconductor chip 6 a is mounted on the substrate 7.

部品供給ステージ3、ユニット集合ステージ4および基板保持ステージ5の上方には、基台2のX方向の端部に位置して、Y軸フレーム8が支持ポスト8aによって両端部を支持されてY方向に架設されている。Y軸フレーム8の前面には、以下に説明する第1ヘッド11、第2ヘッド12をリニアモータ駆動によりY方向に案内して駆動するヘッド移動機構9が組み込まれている。第1ヘッド11には半導体チップ6aを保持して基板7に搭
載する機能を有する搭載ユニット19が装着されており、第2ヘッド12には基板7に電子部品接合用の接着剤を塗布する機能を有する塗布ユニット20が装着されている。
Above the component supply stage 3, the unit assembly stage 4, and the substrate holding stage 5, the Y-axis frame 8 is positioned at the end of the base 2 in the X direction, and both ends are supported by the support posts 8a in the Y direction. It is built in. On the front surface of the Y-axis frame 8 is incorporated a head moving mechanism 9 that guides and drives a first head 11 and a second head 12 described below in the Y direction by linear motor driving. A mounting unit 19 having a function of holding the semiconductor chip 6a and mounting it on the substrate 7 is mounted on the first head 11, and a function of applying an adhesive for bonding electronic components to the substrate 7 on the second head 12. A coating unit 20 having the above is mounted.

部品供給ステージ3、中継ステージ18および基板保持ステージ5の上方には、位置認識のために第1カメラ21、第2カメラ22、第3カメラ23が配設されている。第1カメラ21は部品供給ステージ3において取り出し対象の半導体チップ6aを撮像する。第2カメラ22は部品供給ステージ3から取り出されて中継ステージ18に位置補正のために仮置きされた半導体チップ6aを撮像する。また第3カメラ23は、基板保持ステージ5に保持された基板7を撮像して部品実装点の位置を認識する。またユニット集合ステージ4に配設された部品認識カメラ24は、部品供給ステージ3から取り出された半導体チップ6aを下方から撮像する。   Above the component supply stage 3, the relay stage 18, and the substrate holding stage 5, a first camera 21, a second camera 22, and a third camera 23 are disposed for position recognition. The first camera 21 images the semiconductor chip 6a to be taken out in the component supply stage 3. The second camera 22 takes an image of the semiconductor chip 6a taken out from the component supply stage 3 and temporarily placed on the relay stage 18 for position correction. The third camera 23 captures an image of the board 7 held on the board holding stage 5 and recognizes the position of the component mounting point. The component recognition camera 24 disposed on the unit assembly stage 4 images the semiconductor chip 6a taken out from the component supply stage 3 from below.

次に、図2、図3を参照して各部の構造を説明する。部品供給ステージ3はXYテーブル機構31を備えており、XYテーブル31の上面に装着された水平な移動プレート32には、複数の支持部材33が立設されている。支持部材33は、上面に半導体ウェハ6が装着保持される保持テーブル3aを支持している。半導体ウェハ6はウェハシート6bに複数の半導体チップ6aを所定配列で貼着した構成となっている。ウェハシート6bには、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半導体チップ6aが貼着保持されている。   Next, the structure of each part will be described with reference to FIGS. The component supply stage 3 includes an XY table mechanism 31, and a plurality of support members 33 are erected on a horizontal moving plate 32 mounted on the upper surface of the XY table 31. The support member 33 supports the holding table 3a on which the semiconductor wafer 6 is mounted and held on the upper surface. The semiconductor wafer 6 has a configuration in which a plurality of semiconductor chips 6a are bonded to a wafer sheet 6b in a predetermined arrangement. On the wafer sheet 6b, a plurality of semiconductor chips 6a in a state of being divided into pieces in a face-up posture with the active surface facing upward are adhered and held.

部品供給ステージ3には、半導体ウェハ6から半導体チップ6aをピックアップするためのピックアップ作業位置[P1]が設定されている。第1カメラ21の位置はピックアップ作業位置[P1]に対応しており、第1カメラ21によって半導体ウェハ6を撮像した撮像結果を認識処理することにより、ピックアップ対象の半導体チップ6aの位置が検出される。ウェハ保持テーブル3a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34が配設されている。   In the component supply stage 3, a pick-up work position [P1] for picking up the semiconductor chip 6a from the semiconductor wafer 6 is set. The position of the first camera 21 corresponds to the pickup work position [P1], and the position of the semiconductor chip 6a to be picked up is detected by recognizing the imaging result obtained by imaging the semiconductor wafer 6 by the first camera 21. The An ejector mechanism 34 is disposed at a position corresponding to the pickup work position [P1] inside the wafer holding table 3a.

エジェクタ機構34は、ウェハシート6bの下面側から半導体チップ6aをピンで突き上げることにより、半導体チップ6aのウェハシート6bからの剥離を促進する機能を有している。半導体チップ6aの取り出し時にエジェクタ機構34を昇降させてウェハシート6b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14による半導体チップ6aのウェハシート6bからの取り出しを容易に行うことができる。   The ejector mechanism 34 has a function of promoting the peeling of the semiconductor chip 6a from the wafer sheet 6b by pushing up the semiconductor chip 6a with a pin from the lower surface side of the wafer sheet 6b. When the semiconductor chip 6a is taken out, the ejector mechanism 34 is moved up and down and brought into contact with the lower surface of the wafer sheet 6b, whereby the semiconductor chip 6a can be easily taken out from the wafer sheet 6b by the pickup head 14 described later.

部品取り出し動作においては、XYテーブル機構31を駆動してウェハシート6bをXY方向に水平移動させる(矢印a)ことにより、ウェハシート6bに貼着された複数の半導体チップ6aのうち、取り出し対象となる所望の半導体チップ6aをピックアップ作業位置[P1]に位置させる。なおここでは、部品供給ステージ3として、ウェハシート6bに貼着されたウェハ状態の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部品供給ステージ3に配置するようにしてもよい。   In the component take-out operation, the XY table mechanism 31 is driven to move the wafer sheet 6b horizontally in the XY direction (arrow a), so that a plurality of semiconductor chips 6a attached to the wafer sheet 6b are picked up. The desired semiconductor chip 6a is positioned at the pick-up work position [P1]. Here, an example is shown in which a wafer table of a system for supplying wafer-state components attached to the wafer sheet 6b is used as the component supply stage 3, but a component tray that supplies a plurality of components in a predetermined planar arrangement. May be arranged on the component supply stage 3 so as to be exchangeable with the wafer table.

部品供給ステージ3の上方には、半導体チップ6aを吸着して保持するピックアップノズル70がノズル装着部14aに着脱自在に装着された構成のピックアップヘッド14が配設されている。ピックアップヘッド14はピックアップアーム13aによって保持されており、ピックアップアーム13aは、Y軸フレーム8の下面に縣吊して配置されたピックアップヘッド移動機構13から、部品供給ステージ3の上方に延出して設けられている。ピックアップヘッド移動機構13を駆動することにより、ピックアップアーム13aはXYZ方向に移動する(矢印b)とともに、X方向の軸廻りに回転する(矢印c)。   Above the component supply stage 3, there is disposed a pickup head 14 having a configuration in which a pickup nozzle 70 that sucks and holds the semiconductor chip 6a is detachably attached to the nozzle attachment portion 14a. The pickup head 14 is held by a pickup arm 13a. The pickup arm 13a extends from the pickup head moving mechanism 13 suspended from the lower surface of the Y-axis frame 8 and extends above the component supply stage 3. It has been. By driving the pickup head moving mechanism 13, the pickup arm 13a moves in the XYZ directions (arrow b) and rotates around the X direction axis (arrow c).

これにより、ピックアップヘッド14は部品供給ステージ3の上方とユニット集合ステ
ージ4の上方との間でY方向に移動するとともに、X方向に進退する。これによりピックアップヘッド14は、部品供給ステージ3から半導体チップ6aをピックアップして、ユニット集合ステージ4に設けられた中継ステージ18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14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おり、さらにピックアップアーム13aを回転させてピックアップヘッド14を反転させることにより、ピックアップノズル70に保持した半導体チップ6aの姿勢を表裏反転させることが可能となっている。
As a result, the pickup head 14 moves in the Y direction between the upper part of the component supply stage 3 and the upper part of the unit assembly stage 4 and advances and retreats in the X direction. As a result, the pickup head 14 picks up the semiconductor chip 6 a from the component supply stage 3 and transfers it to the relay stage 18 provided in the unit assembly stage 4. Further, when necessary, the pickup head 14 can be retracted in the X direction from above the pickup work position [P1], and the pickup head 14 is reversed by rotating the pickup arm 13a, thereby picking up the pickup nozzle 70. It is possible to reverse the orientation of the semiconductor chip 6a held on the front and back.

図3に示すように、ユニット集合ステージ4および基板保持ステージ5は、ベースプレート52の上面に設けられており、ベースプレート52は基台2の上面に立設された複数の支持ポスト51によって下方から支持されている。ここでユニット集合ステージ4の詳細構造について、図4を参照して説明する。図4においてX軸移動機構40は、移動テーブル4aをX方向に移動させる機能を有しており、ベース部41に以下に説明する機構要素を配設して構成されている。ベース部41の上面にはX方向にガイドレール42aが配設されており、ガイドレール42aにスライド自在に嵌合したスライダ42bは、移動テーブル4aの下面に固着されている。   As shown in FIG. 3, the unit assembly stage 4 and the substrate holding stage 5 are provided on the upper surface of the base plate 52, and the base plate 52 is supported from below by a plurality of support posts 51 erected on the upper surface of the base 2. Has been. Here, the detailed structure of the unit assembly stage 4 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the X-axis moving mechanism 40 has a function of moving the moving table 4 a in the X direction, and is configured by disposing a mechanism element described below on the base portion 41. A guide rail 42a is disposed on the upper surface of the base portion 41 in the X direction, and a slider 42b slidably fitted to the guide rail 42a is fixed to the lower surface of the moving table 4a.

ベース部41の両端部に立設されたブラケット43a、43bには、送りねじ45が軸支されており、送りねじ45はブラケット43bに保持されたモータ44によって回転駆動される。送りねじ45は移動テーブル4aの下面に結合されたナット部材(図示省略)に螺合しており、モータ44を正逆方向に回転駆動することにより、移動テーブル4aはX方向に往復移動する(矢印g)。これにより、移動テーブル4aに配設された以下の機能ユニットを一体的にX方向に移動させることができ、これらの機能ユニットを第1ヘッド11、第2ヘッド12がアクセス可能な領域に位置させることが可能となっている。   A feed screw 45 is pivotally supported on brackets 43a and 43b erected on both ends of the base portion 41, and the feed screw 45 is rotationally driven by a motor 44 held on the bracket 43b. The feed screw 45 is screwed to a nut member (not shown) coupled to the lower surface of the moving table 4a, and the moving table 4a reciprocates in the X direction by rotating the motor 44 in the forward and reverse directions ( Arrow g). As a result, the following functional units arranged on the moving table 4a can be integrally moved in the X direction, and these functional units are positioned in an area accessible by the first head 11 and the second head 12. It is possible.

移動テーブル4aには、ツールストッカ15、部品回収部16、較正基準マーク17、中継ステージ18および部品認識カメラ24が集合的に配設されている。ここでツールストッカ15の構造および動作機能を図5を参照して説明する。図5(a)に示すように、ツールストッカ15は作業ツールを収納する複数の収納凹部27aが所定配列(ここでは格子配列)で設けられた収納ブロック27の上面に、係止プレート28をX方向にスライド自在に配設した構成となっている。収納凹部27aは段付部27bを有する円筒穴形状の凹部であり、段付部27bに作業ツールに設けられた鍔部(例えば図5(b)に示す部品保持ノズル71に設けられた鍔部71b)を載置した姿勢でこれらの作業ツールを収納する。   A tool stocker 15, a component collection unit 16, a calibration reference mark 17, a relay stage 18, and a component recognition camera 24 are collectively arranged on the moving table 4a. Here, the structure and operation function of the tool stocker 15 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5 (a), the tool stocker 15 has a locking plate 28 on the upper surface of a storage block 27 in which a plurality of storage recesses 27a for storing work tools are provided in a predetermined arrangement (here, a lattice arrangement). It is configured to be slidable in the direction. The storage concave portion 27a is a cylindrical hole-shaped concave portion having a stepped portion 27b, and a flange portion provided in the work tool on the stepped portion 27b (for example, a flange portion provided in the component holding nozzle 71 shown in FIG. 5B). These work tools are stored in a posture in which 71b) is placed.

係止プレート28には、収納凹部27aの列位置に対応して列状の装着開口部28aが設けられており、装着開口部28aには収納凹部27aのピッチ毎に係止爪部28bが両側から内側方向に延出して設けられている。図5(b)の(イ)に示すように、係止爪部28bが隣接する2つの収納凹部27aの中間に位置するように係止プレート28をX方向に移動させることにより、鍔部71bは装着開口部28aを上下方向(矢印k)に通過可能となる。   The locking plate 28 is provided with a row of mounting openings 28a corresponding to the row positions of the storage recesses 27a. The mounting openings 28a have locking claws 28b on both sides for each pitch of the storage recesses 27a. It extends from the inside to the inside. As shown in (a) of FIG. 5 (b), the hook plate 71b is moved by moving the locking plate 28 in the X direction so that the locking claw 28b is positioned in the middle of the two adjacent storage recesses 27a. Can pass through the mounting opening 28a in the vertical direction (arrow k).

これに対し、(ロ)に示すように、係止爪部28bが収納凹部27aの位置に一致するように係止プレート28をX方向に移動させることにより、収納凹部27a内に収納された部品保持ノズル71の鍔部71bは、上側から係止爪部28bによって係止される状態となる。すなわち、装着部19aに装着された部品保持ノズル71を収納凹部27a内に位置させた状態から、搭載ユニット19を上昇させることにより、部品保持ノズル71のみを収納凹部27a内に残留させることができる。このような動作を組み合わせることにより、搭載ユニット19に装着された部品保持ノズル71を下降させて収納凹部27aに収納し、また収納凹部27aに収納された部品保持ノズル71を搭載ユニット19によっ
て取り出すことができ、これにより搭載ユニット19に装着される部品保持ノズル71を対象とする部品に応じて交換することが可能となっている。
On the other hand, as shown in (b), by moving the locking plate 28 in the X direction so that the locking claw 28b coincides with the position of the storage recess 27a, the component stored in the storage recess 27a. The flange 71b of the holding nozzle 71 is locked by the locking claw 28b from above. That is, by raising the mounting unit 19 from the state in which the component holding nozzle 71 mounted on the mounting portion 19a is positioned in the storage recess 27a, only the component holding nozzle 71 can remain in the storage recess 27a. . By combining such operations, the component holding nozzle 71 mounted on the mounting unit 19 is lowered and stored in the storage recess 27a, and the component holding nozzle 71 stored in the storage recess 27a is taken out by the mounting unit 19. Accordingly, the component holding nozzle 71 mounted on the mounting unit 19 can be replaced according to the target component.

ツールストッカ15には、図4に示すように、搭載ユニット19に装着される部品保持ノズル71など、部品種に応じて交換されて使用される複数の作業ツールが各部品種毎に収納される。個々に収納される作業ツールには、ピックアップヘッド14に装着されるピックアップノズル70、図7に示す転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57にそれぞれ装着される転写ツール72、加熱・押圧ツール73が含まれる。そしてツールストッカ15を第1ヘッド11、第2ヘッド12がアクセス可能な領域に移動させた状態において、第1ヘッド11、第2ヘッド12をユニット集合ステージ4に移動させることにより、搭載ユニット19、転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57に装着される部品保持ノズル71、転写ツール72、加熱・押圧ツール73を、対象とする部品種に応じたものに交換することができるようになっている。すなわちX軸移動機構40は、ツールストッカ15をY方向(第1方向)と直交するX方向(第2方向)へ移動させて、第1ヘッド11および第2ヘッド12がいずれもアクセス可能な領域に位置させるストッカ移動手段となっている。   As shown in FIG. 4, the tool stocker 15 stores a plurality of work tools, such as a component holding nozzle 71 mounted on the mounting unit 19, that are exchanged according to the component type for each component type. The individually stored work tools include a pickup nozzle 70 attached to the pickup head 14, a transfer unit 54 shown in FIG. 7, a transfer tool 72 attached to the heating / pressing unit 57, and a heating / pressing tool 73, respectively. It is. Then, in a state where the tool stocker 15 is moved to an area accessible by the first head 11 and the second head 12, the first unit 11 and the second head 12 are moved to the unit assembly stage 4. The component holding nozzle 71, the transfer tool 72, and the heating / pressing tool 73 attached to the transfer unit 54 and the heating / pressing unit 57 can be exchanged with ones corresponding to the target component type. That is, the X-axis moving mechanism 40 moves the tool stocker 15 in the X direction (second direction) orthogonal to the Y direction (first direction), and is accessible to both the first head 11 and the second head 12. It is a stocker moving means to be located in the position.

すなわち、本実施の形態に示す部品実装装置1においては、第1ヘッド11および第2ヘッド12がいずれもアクセス可能な位置に、対象となる部品の種類に応じて第1ヘッド11の搭載ユニット19に交換自在に装着される部品保持ツール19aおよび対象となる部品の種類に応じて第2ヘッド12に選択的に装着される作業ユニット、すなわち転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57に交換自在に装着される転写ツール72、加熱・押圧ツール73などの作業ツールを収納したツールストッカ15が配置された構成となっている。このような構成を採用することにより、複数の部品種を対象として交換用の作業ツールが多数必要とされる場合にあっても、ツール交換機能に要する機構部の占有面積を極力小さくして、装置のコンパクト化を図ることが可能となっている。   That is, in the component mounting apparatus 1 shown in the present embodiment, the mounting unit 19 of the first head 11 is placed at a position accessible by both the first head 11 and the second head 12 according to the type of the target component. The component holding tool 19a that is replaceably mounted on the head and the work unit that is selectively mounted on the second head 12 according to the type of the target component, that is, the transfer unit 54 and the heating / pressing unit 57 are replaceably mounted. The tool stocker 15 storing work tools such as the transfer tool 72 and the heating / pressing tool 73 is arranged. By adopting such a configuration, even when a large number of work tools for replacement are required for a plurality of component types, the occupied area of the mechanism part required for the tool replacement function is minimized, It is possible to reduce the size of the apparatus.

部品回収部16は、部品供給ステージ3から取り出された後に、不良部品や混入した異種部品など基板7への実装が不適と判断された部品を廃棄回収する機能を有している。較正基準マーク17は、X軸移動機構40を継続して駆動する際に熱伸縮によって生じる機構的な位置誤差を、上方に配設された第2カメラ22によって撮像して較正するために設けられた基準マークである。   The component collection unit 16 has a function of discarding and collecting components that are determined to be unsuitable for mounting on the substrate 7 such as defective components or mixed different components after being taken out from the component supply stage 3. The calibration reference mark 17 is provided for imaging and calibrating a mechanical position error caused by thermal expansion and contraction when the X-axis moving mechanism 40 is continuously driven by the second camera 22 disposed above. The reference mark.

中継ステージ18は、部品供給ステージ3と基板保持ステージ5との間に配置されてツールストッカ15と一体的に設けられた形態となっており、中継ステージ18には、部品供給ステージ3からピックアップヘッド14によって取り出された半導体チップ6aが位置補正のために載置される。中継ステージ18には中継位置[P2]が設定されており、第2カメラ22は中継位置[P2]に対応して配置されている。X軸移動機構40によって中継ステージ18を移動させることにより、中継ステージ18に載置された半導体チップ6aを中継位置[P2]に位置させて第2カメラ22によって撮像することができ、これにより中継ステージ18に載置された半導体チップ6aの位置が検出される。部品認識カメラ24は撮像面24aを中継ステージ18に隣接させて配置されており、同様にX軸移動機構40を駆動することにより、撮像面24aを部品認識位置[P3]に位置させることができる。中継ステージ18に仮置きされて位置認識の後に取り出された半導体チップ6aは、部品認識位置[P3]にて部品認識カメラ24によって撮像され位置検出が行われる。   The relay stage 18 is disposed between the component supply stage 3 and the substrate holding stage 5 and is provided integrally with the tool stocker 15. The relay stage 18 includes a pickup head from the component supply stage 3. The semiconductor chip 6a taken out by 14 is placed for position correction. A relay position [P2] is set on the relay stage 18, and the second camera 22 is arranged corresponding to the relay position [P2]. By moving the relay stage 18 by the X-axis moving mechanism 40, the semiconductor chip 6a placed on the relay stage 18 can be positioned at the relay position [P2] and imaged by the second camera 22, thereby relaying. The position of the semiconductor chip 6a placed on the stage 18 is detected. The component recognition camera 24 is disposed with the imaging surface 24a adjacent to the relay stage 18, and similarly, by driving the X-axis movement mechanism 40, the imaging surface 24a can be positioned at the component recognition position [P3]. . The semiconductor chip 6a temporarily placed on the relay stage 18 and taken out after position recognition is imaged by the component recognition camera 24 at the component recognition position [P3], and position detection is performed.

さらに、ユニット集合ステージ4には、中継ステージ18の表面をクリーニングするためのクリーニングユニット46が配設されている。図4に示すように、クリーニングユニット46は移動テーブル4aを装置手前側(図2において左側)に移動させた状態におい
て、水平な棒状のクリーニング部材46aが中継ステージ18の上方に位置するように配置されている。クリーニング部材46aの下面には下方に延出したブラシ46bが中継ステージ18の上面に摺接するように設けられており、この状態でX軸移動機構40を駆動して移動テーブル4aを往復動させることにより、中継ステージ18の表面に付着堆積した異物がブラシ46bによって除去される。クリーニング部材46aの内部には吸引孔が設けられており、吸引配管46cを介してクリーニング部材46aの内部を真空吸引する(矢印h)ことにより、ブラシ46bによって除去された微細な異物を吸引して排出することができる。
Further, the unit assembly stage 4 is provided with a cleaning unit 46 for cleaning the surface of the relay stage 18. As shown in FIG. 4, the cleaning unit 46 is arranged so that the horizontal bar-shaped cleaning member 46a is positioned above the relay stage 18 in a state where the moving table 4a is moved to the front side of the apparatus (left side in FIG. 2). Has been. A brush 46b extending downward is provided on the lower surface of the cleaning member 46a so as to be in sliding contact with the upper surface of the relay stage 18. In this state, the X-axis moving mechanism 40 is driven to reciprocate the moving table 4a. Thus, the foreign matter adhering and accumulating on the surface of the relay stage 18 is removed by the brush 46b. A suction hole is provided inside the cleaning member 46a. By vacuum suctioning the inside of the cleaning member 46a through the suction pipe 46c (arrow h), fine foreign matter removed by the brush 46b is sucked. Can be discharged.

基板保持ステージ5は、XYテーブル機構53上に基板7を保持する基板保持テーブル5aを設けた構成となっている。基板保持ステージ5には、半導体チップ6aを基板保持テーブル5aに保持された基板7に実装するための実装作業位置[P4]が設定されており、第3カメラ23は実装作業位置[P4]に対応して配置されている。第3カメラ23によって基板7を撮像することにより、基板7に設定された部品実装点7aの位置が検出される。そしてXYテーブル機構53を駆動することにより、基板保持テーブル5aは基板7とともにXY方向に水平移動し(矢印f)、基板7に設定された任意の部品実装点7aを実装作業位置[P4]に位置させることができる。   The substrate holding stage 5 has a configuration in which a substrate holding table 5 a for holding the substrate 7 is provided on the XY table mechanism 53. A mounting work position [P4] for mounting the semiconductor chip 6a on the substrate 7 held on the substrate holding table 5a is set on the substrate holding stage 5, and the third camera 23 is set at the mounting work position [P4]. Correspondingly arranged. By imaging the board 7 with the third camera 23, the position of the component mounting point 7 a set on the board 7 is detected. Then, by driving the XY table mechanism 53, the board holding table 5a moves horizontally in the XY direction together with the board 7 (arrow f), and an arbitrary component mounting point 7a set on the board 7 is placed at the mounting work position [P4]. Can be positioned.

次に、第1ヘッド11、第2ヘッド12について説明する。図2においてY軸フレーム8に設けられたヘッド移動機構9の前面には、第1ヘッド11および第2ヘッド12をY方向にガイドするための2条のガイドレール9aが設けられており、これらのガイドレール9aの間には以下に説明する第1ヘッド11および第2ヘッド12をY方向に駆動するためのリニアモータを構成する固定子9bが配設されている。ガイドレール9aには図示しないスライダがY方向にスライド自在に嵌合しており、このスライダは垂直な移動プレート11a、12aの背面に固着されている。   Next, the first head 11 and the second head 12 will be described. 2, two guide rails 9a for guiding the first head 11 and the second head 12 in the Y direction are provided on the front surface of the head moving mechanism 9 provided on the Y-axis frame 8. Between these guide rails 9a, a stator 9b constituting a linear motor for driving the first head 11 and the second head 12 described below in the Y direction is disposed. A slider (not shown) is fitted to the guide rail 9a so as to be slidable in the Y direction, and this slider is fixed to the back of the vertical moving plates 11a and 12a.

移動プレート11a、12aの背面には、固定子9bに対向してリニアモータを構成するする可動子(図示省略)が配設されている。これらのリニアモータを駆動することにより、第1ヘッド11および第2ヘッド12はガイドレール9aによってガイドされて、それぞれY方向に移動する(矢印d)。移動プレート11a、12aの前面には、それぞれ昇降機構11b、12bが配設されており、昇降機構11b、12bの前面には昇降プレート11c、12cが垂直方向にスライド自在に配設されている。昇降機構11b、12bを駆動することにより、昇降プレート11c、12cはそれぞれ昇降する(矢印e)。昇降プレート11cには、下部に部品保持ノズル71を備えた搭載ユニット19が着脱自在に装着されており、昇降プレート12cには、2基の塗布ユニット20が着脱自在に装着されている。   On the back surface of the movable plates 11a and 12a, a mover (not shown) constituting a linear motor is disposed facing the stator 9b. By driving these linear motors, the first head 11 and the second head 12 are guided by the guide rail 9a and each move in the Y direction (arrow d). Elevating mechanisms 11b and 12b are disposed on the front surfaces of the movable plates 11a and 12a, respectively, and elevating plates 11c and 12c are disposed on the front surfaces of the elevating mechanisms 11b and 12b so as to be slidable in the vertical direction. Driving the elevating mechanisms 11b and 12b raises and lowers the elevating plates 11c and 12c (arrow e). A mounting unit 19 having a component holding nozzle 71 at its lower part is detachably attached to the elevating plate 11c, and two coating units 20 are detachably attached to the elevating plate 12c.

搭載ユニット19は部品保持ノズル71によって実装対象の部品である半導体チップ6aを保持する機能を有しており、第1ヘッド11をY方向に水平移動させて昇降プレート11cが昇降することにより、搭載ユニット19は部品供給ステージ3から供給された半導体チップ6aを、基板保持ステージ5に保持された基板7に搭載する。ここでは、搭載ユニット19が装着された第1ヘッド11による実装形態として、ピックアップヘッド14によって部品供給ステージ3から取り出され中継ステージ18上に載置された半導体チップ6aを搭載ユニット19によって保持して基板7に搭載するプリセンタ実装形態と、部品供給ステージ3の半導体チップ6aを直接搭載ユニット19によって保持して基板7に搭載するダイレクト実装形態と、ピックアップヘッド14によって部品供給ステージ3から取り出され表裏反転状態でピックアップヘッド14に保持された半導体チップ6aを搭載ユニット19によって保持して基板7に搭載するフェイスダウン実装形態とを選択的に実行できるようになっている。すなわち搭載ユニット19が装着された第1ヘッド11は、部品供給ステージ3によって供給された半導体チップ6aを受け取って、基板保持ス
テージ5に保持された基板7に搭載する機能を有している。
The mounting unit 19 has a function of holding the semiconductor chip 6a, which is a component to be mounted, by the component holding nozzle 71. The mounting unit 19 is mounted by moving the first head 11 horizontally in the Y direction and moving the lifting plate 11c up and down. The unit 19 mounts the semiconductor chip 6 a supplied from the component supply stage 3 on the substrate 7 held on the substrate holding stage 5. Here, as a mounting form by the first head 11 to which the mounting unit 19 is mounted, the semiconductor chip 6 a taken out from the component supply stage 3 by the pickup head 14 and placed on the relay stage 18 is held by the mounting unit 19. A pre-center mounting form to be mounted on the substrate 7, a direct mounting form in which the semiconductor chip 6a of the component supply stage 3 is directly held by the mounting unit 19 and mounted on the substrate 7, and a pick-up head 14 taken out from the component supply stage 3 and turned upside down The face-down mounting configuration in which the semiconductor chip 6a held in the pickup head 14 in the state is held by the mounting unit 19 and mounted on the substrate 7 can be selectively executed. That is, the first head 11 to which the mounting unit 19 is mounted has a function of receiving the semiconductor chip 6 a supplied from the component supply stage 3 and mounting it on the substrate 7 held on the substrate holding stage 5.

第2ヘッド12に装着された塗布ユニット20は、部品接着用の樹脂接着剤であるペーストを収納したシリンジ20aおよびペーストを吐出する塗布ノズル20bを備えている。第2ヘッド12を基板保持ステージ5に保持された基板7の上方に移動させて、塗布ユニット20による塗布動作を行わせることにより、塗布ノズル20bから吐出したペーストを基板7の部品実装点7aに塗布する。なお第2ヘッド12には、図2に示す塗布ユニット20以外にも、以下に説明する転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57の2種類の作業ユニットが対象となる部品種の実装形態に応じて選択的に装着される。   The application unit 20 mounted on the second head 12 includes a syringe 20a that stores a paste that is a resin adhesive for bonding components, and an application nozzle 20b that discharges the paste. By moving the second head 12 above the substrate 7 held on the substrate holding stage 5 and performing the coating operation by the coating unit 20, the paste discharged from the coating nozzle 20b is applied to the component mounting point 7a of the substrate 7. Apply. In addition to the coating unit 20 shown in FIG. 2, the second head 12 includes two types of work units, a transfer unit 54 and a heating / pressing unit 57 described below, according to the mounting form of the target component type. Selectively installed.

昇降プレート11c、12cには、それぞれ光学センサ25、26が検出面を垂直下向きにした姿勢で装着されている。光学センサ25、26はいずれも反射型の光学センサであり、光学センサ25、26をツールストッカ15の収納凹部27a上に位置させることにより、当該収納凹部27a内における作業ツールの有無を検出することができるようになっている。光学センサ25、26および光学センサ25、26からの受光信号を受信して作業ツールの有無を検出する処理を行う検出処理部63(図8参照)は、ツールストッカ15の収納凹部上に位置する反射型の光学センサ25、26によって当該収納凹部27a内における作業ツールの有無を検出するツール検出手段となっている。本実施の形態に示す部品実装装置1では、光学センサ25、26による作業ツールの検出を安定して行うことができるよう、収納凹部27aの内面に光学センサ25、26から投射された検出光をツール検出に適した反射率で反射させるための表面層27dが形成されている。   Optical sensors 25 and 26 are mounted on the elevating plates 11c and 12c, respectively, with their detection surfaces set vertically downward. The optical sensors 25 and 26 are both reflection type optical sensors, and the optical sensors 25 and 26 are positioned on the storage recess 27a of the tool stocker 15 to detect the presence or absence of the work tool in the storage recess 27a. Can be done. The detection processing unit 63 (see FIG. 8) that receives the optical sensors 25 and 26 and the light reception signals from the optical sensors 25 and 26 and detects the presence / absence of the work tool is located on the storage recess of the tool stocker 15. The reflective optical sensors 25 and 26 serve as tool detection means for detecting the presence or absence of a work tool in the storage recess 27a. In the component mounting apparatus 1 shown in the present embodiment, the detection light projected from the optical sensors 25 and 26 on the inner surface of the storage recess 27a is used so that the work tools can be stably detected by the optical sensors 25 and 26. A surface layer 27d for reflection with a reflectance suitable for tool detection is formed.

すなわち図6に示すように、段付部27b、底部27cを含んだ収納凹部27aの内面には、入射光の反射を抑制する特性を有する表面層27dが形成されており、表面層27dは光学センサ25,26から投射されて光学センサ25,26に反射される反射光の光量を低減させる反射特性を有している。これにより、収納凹部27a内における検出対象の有無によって、反射光の光量に明確な差異を設けることが可能となり、作業ツール有無の検出確度を向上させることが可能となっている。   That is, as shown in FIG. 6, a surface layer 27d having a property of suppressing reflection of incident light is formed on the inner surface of the housing recess 27a including the stepped portion 27b and the bottom portion 27c. It has reflection characteristics that reduce the amount of reflected light projected from the sensors 25 and 26 and reflected by the optical sensors 25 and 26. Accordingly, it is possible to provide a clear difference in the amount of reflected light depending on the presence or absence of the detection target in the storage recess 27a, and the detection accuracy of the presence or absence of the work tool can be improved.

表面層27dの形成方法としては、例えば黒色など暗色の塗料の塗膜を収納凹部27aの内面に形成する方法、収納ブロック27を構成する金属素材に対して黒染め処理などの表面処理を施すことにより暗色の表面被膜を形成する方法、さらには収納凹部27aの内面を粗化して光を散乱させることにより反射光を低減させる方法など、各種の方法を用いることができる。また図6(a)に示す例では、収納ブロック27に形成された収納凹部27aの内面に直接表面層27dを形成する例を示したが、図6(b)に示すように、収納凹部27aの内面形状に倣う嵌込部材29を作成し、段付き部29b、底部29cを含んだ嵌込部材29の内面に表面層29dを形成するようにしてもよい。   As a method of forming the surface layer 27d, for example, a method of forming a dark paint film such as black on the inner surface of the storage recess 27a, or a surface treatment such as a black dyeing process on the metal material constituting the storage block 27 is performed. Various methods can be used, such as a method of forming a dark surface coating by the method, and a method of reducing reflected light by roughening the inner surface of the storage recess 27a and scattering light. In the example shown in FIG. 6A, the surface layer 27d is formed directly on the inner surface of the storage recess 27a formed in the storage block 27. However, as shown in FIG. 6B, the storage recess 27a is formed. It is also possible to create a fitting member 29 that follows the shape of the inner surface and form the surface layer 29d on the inner surface of the fitting member 29 including the stepped portion 29b and the bottom portion 29c.

なお、表面層27dの目的は上述したように、収納凹部27a内における作業ツールの有無の検出確度を向上させることにあることから、必ずしも収納凹部27aの内面の全範囲に表面層27dを形成する必要はなく、光学センサ25、光学センサ26による作業ツールの有無検出の際の背景部分を構成する範囲に表面層27dが形成されていれば足りる。例えば、収納凹部27aの内面のうち、底部27cのみに表面層27dが形成されていればよい。   As described above, the purpose of the surface layer 27d is to improve the detection accuracy of the presence / absence of the work tool in the storage recess 27a. Therefore, the surface layer 27d is not necessarily formed over the entire inner surface of the storage recess 27a. There is no need, and it is sufficient if the surface layer 27d is formed in a range constituting a background portion when the optical sensor 25 and the optical sensor 26 detect the presence or absence of a work tool. For example, the surface layer 27d only needs to be formed only on the bottom 27c of the inner surface of the storage recess 27a.

底部27cのみに表面層27dを形成する方法としては、図6(c)に示すように、収納ブロック27を構成する部材を収納凹部27aの開口部が加工された上部27eと、上面が底部27cを構成する下部27fとに分割した構成としておき、下部27fの上面のみに表面層27dを形成しておくようにすると表面層27dの形成工程を簡略化することが可能となる。上部27eと下部27fとを組み合わせることにより、作業ツールの有無
検出の際の背景部分となる底部27cのみに表面層27dを形成することができる。
As a method of forming the surface layer 27d only on the bottom portion 27c, as shown in FIG. 6C, the members constituting the storage block 27 are made of an upper portion 27e in which the opening of the storage recess portion 27a is processed, and the upper surface is the bottom portion 27c. If the surface layer 27d is formed only on the upper surface of the lower portion 27f, the process for forming the surface layer 27d can be simplified. By combining the upper portion 27e and the lower portion 27f, the surface layer 27d can be formed only on the bottom portion 27c, which is the background portion when detecting the presence or absence of the work tool.

すなわち本実施の形態に示すツールストッカ15では、収納凹部27a内において光学センサ25、26による作業ツールの有無検出の際の背景部分を構成する範囲には、光学センサ25、26から背景部分に投射されて光学センサ25、26に反射される背景反射光の光量を低減させる反射特性を有する表面層27dが形成された形態となっている。   In other words, in the tool stocker 15 shown in the present embodiment, the optical sensor 25, 26 projects from the optical sensor 25, 26 onto the background portion within the range of the background portion when the optical sensor 25, 26 detects the presence or absence of the work tool in the storage recess 27a. Thus, a surface layer 27d having a reflection characteristic for reducing the amount of background reflected light reflected by the optical sensors 25 and 26 is formed.

なお本実施の形態においては、光学センサ25、26を第1ヘッド11、第2ヘッド12にそれぞれ設けた例を示したが、独立のツール検出用ヘッドをツールストッカ15の上方に位置して設けてもよい。すなわち第1ヘッド11、第2ヘッド12のY方向の移動と位置的な干渉が生じない位置に同様の反射型の光学センサを配置し、X軸移動機構40によってツールストッカ15をX方向に移動させることにより、ツールストッカ15の各収納凹部27a内における作業ツールの有無を検出する。なお、この場合にはツールストッカ15における収納凹部27aの列位置に対応して光学センサをY方向に移動させるようにする。図4に示す例では、収納凹部27aは2列設けられていることから、各列の上方に光学センサが位置するようY方向の位置を切り換える機構が必要となる。   In the present embodiment, the optical sensors 25 and 26 are provided in the first head 11 and the second head 12, respectively. However, an independent tool detection head is provided above the tool stocker 15. May be. That is, a similar reflective optical sensor is disposed at a position where no positional interference occurs with the movement of the first head 11 and the second head 12 in the Y direction, and the tool stocker 15 is moved in the X direction by the X axis moving mechanism 40. By doing so, the presence / absence of a work tool in each storage recess 27a of the tool stocker 15 is detected. In this case, the optical sensor is moved in the Y direction corresponding to the row position of the storage recess 27a in the tool stocker 15. In the example shown in FIG. 4, since the storage recesses 27a are provided in two rows, a mechanism for switching the position in the Y direction is required so that the optical sensor is positioned above each row.

次に図7を参照して、第2ヘッド12に選択的に装着される作業ユニットについて説明する。図7(a)、(b)は、第2ヘッド12に転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57を装着した状態をそれぞれ示している。転写ユニット54は基板7にペースト56を転写により供給する機能を有するものであり、対象とする部品が小サイズで必要とされるペースト56の供給量が少量であるような場合に選択的に第2ヘッド12に装着される。   Next, with reference to FIG. 7, the work unit that is selectively mounted on the second head 12 will be described. FIGS. 7A and 7B show a state in which the transfer unit 54 and the heating / pressing unit 57 are mounted on the second head 12, respectively. The transfer unit 54 has a function of supplying the paste 56 to the substrate 7 by transfer. The transfer unit 54 is selectively used when the target component is small and the supply amount of the paste 56 required is small. 2 is mounted on the head 12.

図7(a)に示すように、転写ユニット54は装着部54aに着脱自在に装着される転写ツール72を備えており、ペースト56を転写膜の形態で供給する転写テーブル55とともに用いられる。転写テーブル55は、平滑な塗膜形成面55aを有する略円板形状の容器であり、塗膜形成面55aには部品接着用のペースト56の塗膜が所定の膜厚で形成されている。転写ユニット54によってペースト56を転写により供給する際には、まず転写ツール72を転写テーブル55に対して下降させて転写ツール72の下端部にペースト56を付着させる。次いで第2ヘッド12を移動させて転写ユニット54を基板保持テーブル5aに保持された基板7の上方に移動させ(矢印i)、転写ツール72を下降させてペースト56を転写ツール72によって基板7の上面に転写により供給する。   As shown in FIG. 7A, the transfer unit 54 includes a transfer tool 72 that is detachably attached to the attachment portion 54a, and is used together with a transfer table 55 that supplies paste 56 in the form of a transfer film. The transfer table 55 is a substantially disk-shaped container having a smooth coating film forming surface 55a, and a coating film of a component bonding paste 56 is formed on the coating film forming surface 55a with a predetermined film thickness. When supplying the paste 56 by transfer by the transfer unit 54, first, the transfer tool 72 is lowered with respect to the transfer table 55, and the paste 56 is attached to the lower end portion of the transfer tool 72. Next, the second head 12 is moved to move the transfer unit 54 above the substrate 7 held on the substrate holding table 5 a (arrow i), the transfer tool 72 is lowered, and the paste 56 is transferred to the substrate 7 by the transfer tool 72. Supplied by transfer on top

また加熱・押圧ユニット57は、搭載ユニット19によって基板7に搭載された後の半導体チップ6aを加熱しながら所定の押圧力で加圧する機能を有するものであり、DAF(ダイアタッチフィルム)が予め貼着された半導体チップ6aを実装対象とする場合に用いられる。加熱・押圧ユニット57は装着部57aに着脱自在に装着される加熱・押圧ツール73備えており、加熱・押圧ユニット57を第2ヘッド12に装着しておくことにより、図7(b)に示すように、第1ヘッド11が搭載ユニット19によって半導体チップ6aを基板7に搭載した後に、第2ヘッド12を直ちに基板7へ移動させて、加熱・押圧ツール73を半導体チップ6aに当接させて加熱・押圧を行うことができる(矢印j)。これにより、搭載ユニット19は半導体チップ6aを基板7に搭載した後に直ちに次の半導体チップ6aを搭載するための作業動作に移行することができ、搭載ユニット19によって加熱・押圧を含めた全ての作業動作を行う場合と比較して、作業効率を大幅に向上させることができる。   The heating / pressing unit 57 has a function to pressurize the semiconductor chip 6a after being mounted on the substrate 7 by the mounting unit 19 with a predetermined pressing force while heating the DAF (die attach film). This is used when the attached semiconductor chip 6a is to be mounted. The heating / pressing unit 57 includes a heating / pressing tool 73 that is detachably mounted on the mounting portion 57a. By attaching the heating / pressing unit 57 to the second head 12, as shown in FIG. Thus, after the first head 11 mounts the semiconductor chip 6a on the substrate 7 by the mounting unit 19, the second head 12 is immediately moved to the substrate 7, and the heating / pressing tool 73 is brought into contact with the semiconductor chip 6a. Heating and pressing can be performed (arrow j). As a result, the mounting unit 19 can shift to a work operation for mounting the next semiconductor chip 6a immediately after mounting the semiconductor chip 6a on the substrate 7, and all operations including heating and pressing can be performed by the mounting unit 19. Compared with the case where the operation is performed, the working efficiency can be greatly improved.

すなわちここでは第2ヘッド12は、基板7もしくは第1ヘッド11によって基板7に搭載された半導体チップ6aに対して、ペースト塗布、ペースト転写、加熱・押圧などの所定の作業を行う機能を有しており、第1ヘッド11と第2ヘッド12とは交互に基板7上の作業位置にアクセスする。そして、Y軸フレーム8に設けられたヘッド移動機構9、
すなわち固定子9bと第1ヘッド11、第2ヘッド12に備えられた可動子とで構成されるリニアモータは、第1ヘッド11および第2ヘッド12を部品供給ステージ3および基板保持ステージ5の並び方向であるY方向に移動させて、交互に基板7上の作業位置にアクセスさせる共通のヘッド移動機構となっている。
That is, here, the second head 12 has a function of performing predetermined operations such as paste application, paste transfer, heating and pressing on the substrate 7 or the semiconductor chip 6a mounted on the substrate 7 by the first head 11. The first head 11 and the second head 12 alternately access the work position on the substrate 7. A head moving mechanism 9 provided on the Y-axis frame 8,
That is, the linear motor constituted by the stator 9b and the mover provided in the first head 11 and the second head 12 is arranged with the component supply stage 3 and the substrate holding stage 5 in the first head 11 and the second head 12. This is a common head moving mechanism that moves the working position on the substrate 7 alternately by moving in the Y direction.

なお上記構成例では、第2ヘッド12に交換自在に装着される作業ユニットとして、それぞれ部品接合用のペースト56を塗布ノズル20bから吐出して基板7に供給するペースト塗布機能、ペースト56を転写ツール72によって転写して基板7に供給するペースト転写機能、基板7に搭載された半導体チップ6aを加熱しながら基板7に対して押圧する加熱・押圧機能を、それぞれ個別に有する単一機能の塗布ユニット20、転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57を用いる例を示したが、これらの機能のうち2つを兼ね備えた複数機能の作業ユニットを用いてもよい。   In the above configuration example, as a work unit that is replaceably mounted on the second head 12, a paste application function for supplying the component bonding paste 56 from the application nozzle 20b to the substrate 7 and supplying the paste 56 to the substrate 7 is a transfer tool. 72 is a single-function coating unit that individually has a paste transfer function that is transferred by 72 and supplied to the substrate 7, and a heating / pressing function that presses the semiconductor chip 6a mounted on the substrate 7 against the substrate 7 while heating. 20, an example using the transfer unit 54 and the heating / pressing unit 57 has been shown, but a multi-function work unit having two of these functions may be used.

すなわち、本発明においては、第2ヘッド12は、ペースト塗布機能、ペースト転写機能および加熱・押圧機能のうち少なくともいずれか1つの機能を有する作業ユニットを選択的に装着可能となっている。そして、搭載ユニット19、転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57に部品種に応じて着脱自在に装着される部品保持ノズル71、転写ツール72、加熱・押圧ツール73は、前述のようにユニット集合ステージ4に配置されたツールストッカ15に収納されており(図4参照)、第1ヘッド11、第2ヘッド12をツールストッカ15にアクセスさせることにより、搭載ユニット19、転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57に装着される部品保持ノズル71、転写ツール72、加熱・押圧ツール73を、対象とする部品種に応じたものに交換することができるようになっている。   That is, in the present invention, the second head 12 can selectively mount a work unit having at least one of a paste application function, a paste transfer function, and a heating / pressing function. The component holding nozzle 71, the transfer tool 72, and the heating / pressing tool 73 that are detachably attached to the mounting unit 19, the transfer unit 54, and the heating / pressing unit 57 according to the component type are the unit assembly stage as described above. 4 is stored in a tool stocker 15 (refer to FIG. 4), and the first head 11 and the second head 12 are made to access the tool stocker 15, so that the mounting unit 19, the transfer unit 54, and the heating / pressing unit. The component holding nozzle 71, the transfer tool 72, and the heating / pressing tool 73 that are mounted on the device 57 can be exchanged for those corresponding to the target component type.

次に、図8を参照して制御系の構成を説明する。図8において、制御部60は、機構制御部61を介して以下の機構部を制御する。これにより、部品供給ステージ3から半導体チップ6aを取り出し、さらに取り出した半導体チップ6aを基板保持ステージ5に保持された基板7に実装するための各動作が実行される。まず、部品供給ステージ3、ユニット集合ステージ4、基板保持ステージ5を制御することにより、部品供給ステージ3におけるXYテーブル機構31やエジェクタ機構34による部品供給動作が制御され、またユニット集合ステージ4におけるX軸移動機構40の動作が制御され、さらに基板保持ステージ5におけるXYテーブル機構53の動作が制御される。   Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the control unit 60 controls the following mechanism units via the mechanism control unit 61. Thereby, the semiconductor chip 6 a is taken out from the component supply stage 3, and each operation for mounting the taken out semiconductor chip 6 a on the substrate 7 held on the substrate holding stage 5 is executed. First, by controlling the component supply stage 3, the unit assembly stage 4, and the substrate holding stage 5, the component supply operation by the XY table mechanism 31 and the ejector mechanism 34 in the component supply stage 3 is controlled, and the X in the unit assembly stage 4 is controlled. The operation of the axis moving mechanism 40 is controlled, and further, the operation of the XY table mechanism 53 in the substrate holding stage 5 is controlled.

次いで、ヘッド移動機構9、第1ヘッド11、第2ヘッド12、ピックアップヘッド移動機構13を制御することにより、部品供給ステージ3から半導体チップ6aを取り出すピックアップ動作や、取り出された半導体チップ6aを基板7に移送搭載してボンディングする実装動作が実行される。すなわちピックアップヘッド移動機構13を制御することによりピックアップ動作が実行され、また搭載ユニット19が装着された第1ヘッド11をヘッド移動機構9と併せて制御することにより、半導体チップ6aを基板7に移送搭載する搭載動作が実行される。   Next, by controlling the head moving mechanism 9, the first head 11, the second head 12, and the pickup head moving mechanism 13, the pick-up operation for taking out the semiconductor chip 6 a from the component supply stage 3, and the picked-up semiconductor chip 6 a as a substrate The mounting operation of transferring and mounting to 7 is performed. That is, the pickup operation is executed by controlling the pickup head moving mechanism 13, and the semiconductor chip 6 a is transferred to the substrate 7 by controlling the first head 11 with the mounting unit 19 mounted together with the head moving mechanism 9. The mounting operation to be mounted is executed.

また塗布ユニット20、転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57の3種類の作業ユニットが選択的に装着された第2ヘッド12をヘッド移動機構9と併せて制御することにより、部品接着用のペーストを塗布ノズル19aから吐出して基板に供給するペースト塗布機能、ペーストを転写ツール72によって転写して基板に供給するペースト転写機能および基板7に搭載された半導体チップ6aを加熱しながら基板7に対して押圧する加熱・押圧機能のいずれかが実行される。なおペースト転写機能を実行する際には、転写テーブル55が併せて制御される。   Further, by controlling the second head 12 on which the three types of work units of the coating unit 20, the transfer unit 54, and the heating / pressing unit 57 are selectively mounted together with the head moving mechanism 9, the paste for component bonding can be obtained. A paste application function for supplying the substrate by discharging from the application nozzle 19a, a paste transfer function for transferring the paste by the transfer tool 72 and supplying the substrate to the substrate, and the semiconductor chip 6a mounted on the substrate 7 while heating the substrate 7 Either the heating or pressing function of pressing is executed. When executing the paste transfer function, the transfer table 55 is also controlled.

上述の各種動作制御に際しては、制御部60が認識処理部62を制御することにより、以下の各カメラによる撮像結果の認識処理が行われる。第1カメラ21による撮像結果を
認識処理することにより、部品供給ステージ3に保持された半導体ウェハ6における半導体チップ6aの位置が検出され、この検出結果に基づいて制御部60がXYテーブル機構31を制御することにより、ピックアップ対象の半導体チップ6aをピックアップ作業位置[P1]に正しく位置合わせすることができる。また第2カメラ22による撮像結果を認識処理することにより、中継ステージ18に載置された状態における半導体チップ6aの位置が検出され、この検出結果に基づいて制御部60が第1ヘッド11およびX軸移動機構40を制御することにより、ピックアップ対象の半導体チップ6aに対して部品保持ノズル71を正しく位置合わせすることができる。
In the above-described various operation controls, the control unit 60 controls the recognition processing unit 62 so that the following recognition processing of imaging results by each camera is performed. The position of the semiconductor chip 6a on the semiconductor wafer 6 held on the component supply stage 3 is detected by recognizing the imaging result of the first camera 21, and the control unit 60 controls the XY table mechanism 31 based on the detection result. By controlling, the semiconductor chip 6a to be picked up can be correctly aligned with the pick-up work position [P1]. In addition, the position of the semiconductor chip 6a in the state of being placed on the relay stage 18 is detected by performing recognition processing on the imaging result of the second camera 22, and based on this detection result, the control unit 60 performs the first head 11 and X. By controlling the shaft moving mechanism 40, the component holding nozzle 71 can be correctly aligned with the semiconductor chip 6a to be picked up.

さらに第3カメラ23による撮像結果を認識処理することにより、基板保持テーブル5aに保持された状態における基板7の部品実装点7aの位置が検出され、この検出結果に基づいて制御部60がXYテーブル機構53を制御することにより、部品実装点7aを実装作業位置[P4]に対して位置合わせして、部品保持ノズル71に保持された半導体チップ6aを部品実装点7aに正しく搭載することができる。そして部品認識カメラ24による撮像結果を認識処理することにより、部品保持ノズル71に保持された状態における半導体チップ6aの位置が検出され、搭載ユニット19による搭載動作においては、この検出結果を加味して搭載時の位置補正が行われる。   Further, by performing recognition processing on the imaging result by the third camera 23, the position of the component mounting point 7a of the board 7 in the state of being held on the board holding table 5a is detected, and based on this detection result, the control unit 60 performs the XY table. By controlling the mechanism 53, the component mounting point 7a is aligned with the mounting work position [P4], and the semiconductor chip 6a held by the component holding nozzle 71 can be correctly mounted on the component mounting point 7a. . The position of the semiconductor chip 6a in the state of being held by the component holding nozzle 71 is detected by recognizing the imaging result of the component recognition camera 24. In the mounting operation by the mounting unit 19, this detection result is taken into account. Position correction at the time of mounting is performed.

検出処理部63は、光学センサ25、26からの出力される受光信号に基づき、ツールストッカ15の収納凹部27a内における作業ツールの有無を検出する。すなわち光学センサ25、26が受光した反射光の光量を予め設定されたしきい値と比較することにより、作業ツールの有無の判定を行う。第1ヘッド11、第2ヘッド12をツールストッカ15にアクセスさせて、搭載ユニット19、転写ユニット54、加熱・押圧ユニット57に装着された作業ツールの交換を行う場合には、制御部60は検出処理部63による作業ツールの有無の検出結果に基づき、第1ヘッド11、第2ヘッド12の動作制御を行う。すなわち作業ツールを新たに装着するツール再装着動作において作業ツール無しが検出された場合には、当該収納凹部27aについてはツール再装着動作の対象とせず、他の収納凹部27aに第1ヘッド11、第2ヘッド12を移動させる。また既装着の作業ツールをツールストッカ15に戻すツール戻し入れ動作において作業ツール有りが検出された場合には、当該収納凹部27aについてはツール戻し入れ動作の対象とせず、他の収納凹部27aに第1ヘッド11、第2ヘッド12を移動させる。   The detection processing unit 63 detects the presence / absence of a work tool in the storage recess 27 a of the tool stocker 15 based on the light reception signals output from the optical sensors 25 and 26. That is, the presence or absence of a work tool is determined by comparing the amount of reflected light received by the optical sensors 25 and 26 with a preset threshold value. When the first head 11 and the second head 12 are accessed to the tool stocker 15 and the work tools mounted on the mounting unit 19, the transfer unit 54, and the heating / pressing unit 57 are exchanged, the control unit 60 detects Based on the detection result of the presence or absence of the work tool by the processing unit 63, the operation control of the first head 11 and the second head 12 is performed. That is, when the absence of the work tool is detected in the tool remounting operation for newly mounting the work tool, the storage recess 27a is not subjected to the tool remounting operation, and the first head 11, The second head 12 is moved. Further, when the presence of the work tool is detected in the tool retraction operation for returning the already-installed work tool to the tool stocker 15, the storage recess 27a is not subject to the tool retraction operation, and the other storage recess 27a is placed in the second storage recess 27a. 1 head 11 and 2nd head 12 are moved.

このツール検出動作の例について、図9、図10を参照して説明する。ここでは、第1ヘッド11に装着された搭載ユニット19におけるツール交換に際して実行されるツール検出動作の例について説明する。図9(a)において、ツールストッカ15に設けられた複数の収納凹部27aには、ピックアップノズル70、部品保持ノズル71、転写ツール72、加熱・押圧ツール73などの各種の作業ツールが、予め設定されたツール配列データにしたがって収納されている。搭載ユニット19においては、装着部19aに既装着であった作業ツールが取り外された状態にあり、この搭載ユニット19に新たに部品保持ノズル71を装着するツール交換を行う。   An example of this tool detection operation will be described with reference to FIGS. Here, an example of a tool detection operation that is executed at the time of tool replacement in the mounting unit 19 attached to the first head 11 will be described. In FIG. 9A, various work tools such as a pickup nozzle 70, a component holding nozzle 71, a transfer tool 72, and a heating / pressing tool 73 are set in advance in the plurality of storage recesses 27a provided in the tool stocker 15. Stored in accordance with the tool arrangement data. In the mounting unit 19, the work tool that has already been mounted on the mounting portion 19 a has been removed, and the tool replacement for newly mounting the component holding nozzle 71 on the mounting unit 19 is performed.

このツール交換に際しては、X軸移動機構40を駆動して移動テーブル4aとともにツールストッカ15をX方向に移動させ(矢印l)、第1ヘッド11がアクセス可能な領域に位置させる。次いでヘッド移動機構を駆動して、第1ヘッド11を搭載ユニット19とともにツールストッカ15の上方に移動させ、昇降プレート11cに装着された光学センサ25をツール交換の対象となる作業ツールを保持した収納凹部27a上に位置させた後、以下に説明するツール検出動作を行う。   When changing the tool, the X-axis moving mechanism 40 is driven to move the tool stocker 15 together with the moving table 4a in the X direction (arrow l), and is positioned in an area accessible by the first head 11. Next, the head moving mechanism is driven to move the first head 11 together with the mounting unit 19 to the upper side of the tool stocker 15, and the optical sensor 25 mounted on the elevating plate 11c holds the work tool to be replaced. After being positioned on the recess 27a, a tool detection operation described below is performed.

すなわち、図10(a)に示すように、光学センサ25から検出光を下方に投射する(矢印n)。このとき、収納凹部27a内に検出対象の部品保持ノズル71が存在する場合
には、投射された検出光は本体部71aや鍔部71bの金属光沢面によってツール反射光として反射される(矢印o)。そしてこのツール反射光を光学センサ25が受光し、この受光によって出力される受光信号を検出処理部63が受信して予め設定されたしきい値と比較することにより、検出処理部63は作業ツール有りの検出信号を制御部60に対して伝達する。
That is, as shown in FIG. 10A, the detection light is projected downward from the optical sensor 25 (arrow n). At this time, when the component holding nozzle 71 to be detected exists in the storage recess 27a, the projected detection light is reflected as tool reflected light by the metallic gloss surface of the main body 71a and the collar 71b (arrow o). ). Then, the optical sensor 25 receives the tool reflected light, and the detection processing unit 63 receives the light reception signal output by the light reception and compares it with a preset threshold value. A detected signal is transmitted to the control unit 60.

これに対し、収納凹部27a内に検出対象の部品保持ノズル71が存在しない場合には、光学センサ25から下方に投射された検出光は収納凹部27a内の底部27cなどの内面に入射する(矢印p)。このとき収納凹部27a内面には反射光を低減させる反射特性を有する表面層27dが形成されていることから、検出対象の部品保持ノズル71の背景部分から光学センサ25に対して反射される背景反射光(矢印q)の光量は、図10(a)に示すツール反射光の光量よりも格段に小さいものとなる。そしてこの背景反射光を光学センサ25が受光し、この受光によって出力される受光信号を検出処理部63が受信して予め設定されたしきい値と比較することにより、検出処理部63は作業ツール無しの検出信号を制御部60に対して伝達する。   On the other hand, when the component holding nozzle 71 to be detected does not exist in the storage recess 27a, the detection light projected downward from the optical sensor 25 enters the inner surface such as the bottom 27c in the storage recess 27a (arrow). p). At this time, since a surface layer 27d having a reflection characteristic for reducing reflected light is formed on the inner surface of the storage recess 27a, background reflection reflected from the background portion of the component holding nozzle 71 to be detected to the optical sensor 25 is performed. The amount of light (arrow q) is much smaller than the amount of tool reflected light shown in FIG. Then, the optical sensor 25 receives this background reflected light, and the detection processing unit 63 receives the received light signal output by this light reception and compares it with a preset threshold value, so that the detection processing unit 63 can operate the work tool. No detection signal is transmitted to the control unit 60.

すなわち本実施の形態に示すツール検出手段は、光学センサ25,26から作業ツールの上面に投射されて光学センサ25,26に反射されるツール反射光の光量と、収納凹部27a内に検出対象の部品保持ノズル71が存在しない場合における背景反射光の光量とに基づき、収納凹部27a内における作業ツールの有無を検出するようになっている。この作業ツールの有無の検出において、収納凹部27aの内面に前述の表面層27dを形成することにより、背景反射光とツール反射光の光量の差を大きくすることができ、作業ツールの有無を判定するためのしきい値を十分な判定マージンを確保した上で設定することができる。   That is, the tool detection means shown in the present embodiment has a light amount of the tool reflected light that is projected from the optical sensors 25, 26 onto the upper surface of the work tool and reflected by the optical sensors 25, 26, and a detection target in the storage recess 27a. Based on the amount of background reflected light when the component holding nozzle 71 is not present, the presence / absence of a work tool in the housing recess 27a is detected. In the detection of the presence / absence of the work tool, the surface layer 27d is formed on the inner surface of the storage recess 27a, whereby the difference in the amount of light between the background reflected light and the tool reflected light can be increased, and the presence / absence of the work tool is determined. It is possible to set a threshold value for ensuring a sufficient determination margin.

そしてこのようにしてツール交換対象の収納凹部27aにおける作業ツールの有無を確認したならば、搭載ユニット19によるツール交換動作を実行する。すなわち対象となる収納凹部27aに作業ツール(ここでは部品保持ノズル71)が存在することが確認されたならば、装着部19aが当該収納凹部27aの直上に位置するように搭載ユニット19およびツールストッカ15を移動させる。この移動は、前述のヘッド移動機構9およびストッカ移動手段であるX軸移動機構40を駆動することにより行われる。   When the presence or absence of the work tool is confirmed in the storage recess 27a to be replaced with the tool in this way, the tool replacement operation by the mounting unit 19 is executed. That is, when it is confirmed that the work tool (here, the component holding nozzle 71) is present in the target storage recess 27a, the mounting unit 19 and the tool stocker so that the mounting portion 19a is positioned immediately above the storage recess 27a. 15 is moved. This movement is performed by driving the head moving mechanism 9 and the X-axis moving mechanism 40 that is the stocker moving means.

次いで搭載ユニット19を昇降させて(矢印m)、装着部19aに部品保持ノズル71を装着するツール装着動作を行わせる。これにより、搭載ユニット19を対象とするツール交換動作が完了する。このとき、予め対象となる収納凹部27aにおける作業ツールの有無の確認が行われていることから、作業ツールが存在しない収納凹部27aを対象としてツール装着動作を行う誤動作や、既に作業ツールが収納されている収納凹部27aに対して重ねてツール収納動作を行う誤動作などを確実に防止することが可能となっている。   Next, the mounting unit 19 is moved up and down (arrow m), and a tool mounting operation for mounting the component holding nozzle 71 on the mounting portion 19a is performed. Thereby, the tool exchange operation for the mounted unit 19 is completed. At this time, since the presence / absence of the work tool is confirmed in the target storage recess 27a in advance, a malfunction in which the tool mounting operation is performed on the storage recess 27a where no work tool exists, or the work tool has already been stored. Thus, it is possible to reliably prevent a malfunction in which the tool storage operation is performed in a stacked manner on the storage recess 27a.

なお上記例では、ツール交換動作に際してツール検出動作を実行する例を示したが、ツール検出を行うタイミングは適宜設定可能である。例えば、任意のタイミングにてツールストッカ15の全ての収納凹部27aを対象としてツール検出動作を行い、各収納凹部27aについての検出結果をデータテーブルとして記憶させておくようにしてもよい。この場合には、ツール交換を実行するたびに記憶されたデータテーブルを参照してツール交換の対象となる収納凹部27aに作業ツールが存在するか否かを確認する。   In the above example, the example in which the tool detection operation is executed in the tool replacement operation is shown, but the timing for performing the tool detection can be set as appropriate. For example, the tool detection operation may be performed for all the storage recesses 27a of the tool stocker 15 at an arbitrary timing, and the detection results for each storage recess 27a may be stored as a data table. In this case, it is checked whether or not there is a work tool in the storage recess 27a to be replaced by referring to the stored data table every time the tool is replaced.

上記説明したように、本発明は作業ツールを収納する収納凹部27a内においてツール検出手段による作業ツールの有無検出の際の背景部分を構成する範囲に、光学センサ25,26から背景部分に投射されて光学センサ25,26に反射される背景反射光の光量を低減させる反射特性を有する表面層27dを形成するようにしたものである。これにより
、単一の光学センサによって多数の収納凹部27aを対象として作業ツールの有無を安定して検出することが可能となり、汎用性を向上させるとともに設備費用を低減して生産性を向上させることができる。
As described above, the present invention projects from the optical sensors 25 and 26 to the background portion within the storage concave portion 27a for storing the work tool within the range constituting the background portion when the presence or absence of the work tool is detected by the tool detection means. Thus, a surface layer 27d having a reflection characteristic for reducing the amount of background reflected light reflected by the optical sensors 25 and 26 is formed. This makes it possible to stably detect the presence / absence of a work tool for a large number of storage recesses 27a with a single optical sensor, improving versatility and reducing equipment costs to improve productivity. Can do.

本発明の部品実装装置は、汎用性を向上させるとともに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部品を実装する分野に利用可能である。   The component mounting apparatus of the present invention is characterized by being able to improve versatility and productivity, and can be used in the field of mounting components on lead frames, resin substrates, and the like.

本発明の一実施の形態の部品実装装置の全体斜視図1 is an overall perspective view of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分斜視図The fragmentary perspective view of the component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図The front view of the component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置のユニット集合ステージの斜視図The perspective view of the unit set stage of the component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置に設けられたツールストッカの構成説明図Structure explanatory drawing of the tool stocker provided in the component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置の設けられたツールストッカの部分断面図The fragmentary sectional view of the tool stocker provided with the component mounting apparatus of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置の第2ヘッドに装着される作業ユニットの説明図Explanatory drawing of the work unit with which the 2nd head of the component mounting apparatus of one embodiment of this invention is mounted | worn 本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the control system of the component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるツール検出動作およびツール交換動作の説明図Explanatory drawing of the tool detection operation | movement and tool replacement | exchange operation | movement in the component mounting apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の部品実装装置におけるツール検出動作の説明図Explanatory drawing of the tool detection operation | movement in the component mounting apparatus of one embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 部品実装装置
3 部品供給ステージ(部品供給部)
4 ユニット集合ステージ
4a 移動テーブル
5 基板保持ステージ(基板保持部)
5a 基板保持テーブル
6 半導体ウェハ
6a 半導体チップ
7 基板
9 ヘッド移動機構
11 第1ヘッド
12 第2ヘッド
13 ピックアップヘッド移動機構
14 ピックアップヘッド
15 ツールストッカ
18 中継ステージ
19 搭載ユニット
20 塗布ユニット
20b 塗布ノズル
21 第1カメラ
22 第2カメラ
23 第3カメラ
24 部品認識カメラ
27a 収納凹部
27d 表面層
31 XYテーブル機構
40 X軸移動機構
53 XYテーブル機構
54 転写ユニット
55 転写テーブル
56 ペースト
57 加熱・押圧ユニット
70 ピックアップノズル
71 部品保持ノズル
72 転写ツール
73 加熱・押圧ツール
[P1] ピックアップ作業位置
[P2]中継位置
[P3]部品認識位置
[P4]実装作業位置
1 Component mounting device 3 Component supply stage (component supply unit)
4 unit assembly stage 4a moving table 5 substrate holding stage (substrate holding unit)
5a substrate holding table 6 semiconductor wafer 6a semiconductor chip 7 substrate 9 head moving mechanism 11 first head 12 second head 13 pickup head moving mechanism 14 pickup head 15 tool stocker 18 relay stage 19 mounting unit 20 coating unit 20b coating nozzle 21 first Camera 22 Second camera 23 Third camera 24 Component recognition camera 27a Storage recess 27d Surface layer 31 XY table mechanism 40 X-axis moving mechanism 53 XY table mechanism 54 Transfer unit 55 Transfer table 56 Paste 57 Heating / pressing unit 70 Pickup nozzle 71 Parts Holding nozzle 72 Transfer tool 73 Heating / pressing tool [P1] Pickup work position [P2] Relay position [P3] Component recognition position [P4] Mounting work position

Claims (2)

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、前記部品供給部によって供給された前記部品を受け取って前記基板保持部に保持された基板に実装する第1ヘッドと、
前記基板もしくは前記第1ヘッドによって前記基板に搭載された部品に対して所定の作業を行い、部品接合用のペーストを吐出して前記基板に供給するペースト塗布機能、前記ペーストを転写して前記基板に供給するペースト転写機能および前記基板に搭載された部品を加熱しながら基板に対して押圧する加熱・押圧機能のうち少なくともいずれか1つの機能を有する作業ユニットを選択的に装着可能な第2ヘッドと、
前記第1ヘッドおよび第2ヘッドがいずれもアクセス可能な領域に位置して、対象となる部品の種類に応じて前記第1ヘッド、第2ヘッドに交換自在に装着される複数の作業ツールを収納するための複数の収納凹部が設けられたツールストッカと、
前記ツールストッカの前記収納凹部上に位置する反射型の光学センサによって当該収納凹部内における前記作業ツールの有無を検出するツール検出手段とを備え、
前記収納凹部内において前記ツール検出手段による作業ツールの有無検出の際の背景部分を構成する範囲には、前記光学センサから前記背景部分に投射されて前記光学センサに反射される背景反射光の光量を低減させる反射特性を有する表面層が形成されており、
前記ツール検出手段は、前記光学センサから前記作業ツールの上面に投射されて前記光学センサに反射されるツール反射光の光量と前記背景反射光の光量とに基づき前記作業ツールの有無を検出することを特徴とする部品実装装置。
A component supply unit that supplies components, a substrate holding unit that holds a substrate, a first head that receives the components supplied by the component supply unit and mounts the components on the substrate held by the substrate holding unit;
A predetermined operation is performed on the substrate or a component mounted on the substrate by the first head, a paste application function for discharging a component bonding paste and supplying the paste to the substrate, and transferring the paste to the substrate. A second head capable of selectively mounting a work unit having at least one of a paste transfer function supplied to the substrate and a heating / pressing function of pressing the component mounted on the substrate against the substrate When,
The first head and the second head are both located in an accessible area, and contain a plurality of work tools that are interchangeably attached to the first head and the second head according to the type of the target component. A tool stocker provided with a plurality of storage recesses for
Tool detection means for detecting the presence or absence of the work tool in the storage recess by a reflective optical sensor located on the storage recess of the tool stocker,
The amount of background reflected light that is projected from the optical sensor onto the background portion and reflected by the optical sensor is within a range that forms the background portion when the presence or absence of the work tool is detected by the tool detection means in the storage recess. A surface layer having a reflection characteristic to reduce
The tool detection means detects the presence or absence of the work tool based on the light amount of the tool reflected light projected from the optical sensor onto the upper surface of the work tool and reflected by the optical sensor and the light amount of the background reflected light. A component mounting apparatus characterized by
前記光学センサは前記第1ヘッドおよび第2ヘッドにそれぞれ配設されており、
さらに前記第1ヘッドおよび第2ヘッドを前記部品供給部と基板保持部の並び方向である第1方向へ移動させて前記基板上の作業位置にアクセスさせる共通のヘッド移動機構と、
前記ツールストッカを前記第1方向と直交する第2方向へ移動させて前記第1ヘッドおよび第2ヘッドがいずれもアクセス可能な領域に位置させるストッカ移動手段とを備え、
前記ヘッド移動機構および前記ストッカ移動手段を駆動することにより、前記光学センサを前記ツールストッカの前記収納凹部上に位置させることを特徴とする請求項1記載の部品実装装置。
The optical sensors are respectively disposed on the first head and the second head,
And a common head moving mechanism for moving the first head and the second head in a first direction which is an arrangement direction of the component supply unit and the substrate holding unit to access a work position on the substrate;
Stocker moving means for moving the tool stocker in a second direction orthogonal to the first direction and positioning the tool stocker in an area accessible by both the first head and the second head;
2. The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the optical sensor is positioned on the storage recess of the tool stocker by driving the head moving mechanism and the stocker moving means.
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