JP2016201410A - 荷重補正装置、荷重補正方法、実装装置及び実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボンディングヘッドに設けられた配線や配管が弾性力によりボンディングヘッドの先端に与える圧着荷重を既存の設備で測定する荷重補正装置、荷重補正方法、実装装置及び実装方法を提供する。【解決手段】ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置に用いられる荷重補正装置であって、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する補正部を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、荷重補正装置、荷重補正方法、実装装置及び実装方法に関する。

従来、半導体チップを実装する実装装置は、チップカセット上に載置してある半導体チップをボンディングヘッドで吸着し、吸着した半導体チップを基板上に実装する。その際、半導体チップの実装装置は、ボンディングヘッドの先端に設置されているヒータで半導体チップの裏面にあるバンプを加熱溶解し、所定の荷重で基板上に熱圧着させる。

近年、半導体デバイスの小型化により、半導体チップの裏面に形成されたバンプは、非常に小さくなり、バンプ間のピッチも非常に狭くなっている。したがって、半導体チップの実装装置は、半導体チップを基板上に熱圧着するときの荷重（以下、「圧着荷重」という。）が想定している荷重よりも大きくなった場合、隣接するバンプ同士が接触してしまい、端子間のショートが生成する。また、半導体チップの実装装置は、半導体チップを基板上に熱圧着するときの荷重が想定している荷重よりも小さくなった場合、バンプが基板の端子に対して十分に熱圧着されず、バンプと基板の両端子の間の非接触による導通不良や強度不足が発生する可能性がある。したがって、半導体チップの実装装置では、より正確に半導体チップに対して圧着荷重を制御することが必要である。

通常、実装装置のボンディングヘッドの先端には、バンプを加熱するためのヒータやそのヒータを冷却する冷却機構が設置されている。そのため、ボンディングヘッドには、ヒータの電気配線や冷却機構のためのエアーの配管等が取り付けられている。したがって、これらの配線や配管がボンディングヘッドの先端に力を与え、圧着荷重の誤差となる場合がある。この問題を解決するために、特許文献１では、基板側に配置されたロードセル等のセンサを用いて半導体チップに印加される圧着荷重を測定し、その測定した荷重が所定の圧着荷重になるように制御する実装装置が提案されている。

特開２００７−３１７７３８号公報

しかしながら、配線や配管には弾性力があるため、領域毎に基板の厚さが異なると、配線や配管がボンディングヘッドの先端に与える力が変化する。したがって、特許文献１に記載の実装装置では、基板側に配置されたロードセル等のセンサでは、配線や配管がボンディングヘッドの先端に与える力（弾性力）による圧着荷重を正確に測定することができない。また、正確な測定を実施するには、ロードセル等のセンサの高さを可変させる機構を設ける必要があるが、設置場所やコスト増の問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ボンディングヘッドに設けられた配線や配管が弾性力によりボンディングヘッドの先端に与える圧着荷重を既存の設備で測定することができる荷重補正装置、荷重補正方法、実装装置及び実装方法を提供することである。

本発明の一態様は、ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置に用いられる荷重補正装置であって、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する補正部を有する荷重補正装置である。

また、本発明の一態様は、上述の荷重補正装置であって、前記ピストンに加わる圧力を調整し、前記ピストンを一定速度で動作させる制御部と、前記ピストンを挟んで形成された前記エアシリンダの第１空気室及び第２空気室の圧力を取得する取得部とをさらに有し、前記補正部は、前記第１空気室の圧力、前記第２空気室の圧力、及び前記ピストンに加わる重力に基づいて前記外力を算出する。

また、本発明の一態様は、ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置に用いられる荷重補正方法であって、補正部が、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する過程を有する荷重補正方法である。

また、本発明の一態様は、ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置であって、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する補正部を有する実装装置である。

また、本発明の一態様は、ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置の実装方法であって、補正部が、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する過程を有する実装方法である。

以上説明したように、本発明によれば、ボンディングヘッドに設けられた配線や配管が弾性力によりボンディングヘッドの先端に与える圧着荷重を既存の設備で測定する荷重補正装置、荷重補正方法、実装装置及び実装方法を提供することができる。

本実施形態における実装装置の構成例を説明するための模式図である。 本実施形態における移動部６の構成例を示す図である。 本実施形態における信号処理部１の構成例を示す図である。 本実施形態の補正部１４の機能を説明するための図である。 本実施形態の信号処理部１の荷重補正処理の動作の流れを示したフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。図１は、本発明の一実施形態としての実装装置１００の構成例を説明するための模式図である。図１に示した実装装置１００は、ＩＣチップ４（半導体チップ）を回路基板８に実装するための装置である。実装装置１００は、信号処理部１、モーションコントローラ６１、ポンプ５０、流量調整バルブ５２、流量調整バルブ５３、移動部６、チップカメラ２、ズームレンズ３３、基板ステージ７、固定台７ａ、プレースカメラ１０等を備えている。

信号処理部（荷重補正装置）１は、実装処理機能及び荷重補正機能を備えている。実装処理機能は、ボンディングヘッド（吸着ヘッド５）でＩＣチップ４を吸着し、吸着したＩＣチップ４を回路基板８に実装する（実装処理）機能である。その際、実装装置１００は、ボンディングヘッドに設けられたヒータで半導体チップの裏面にあるバンプを加熱溶解し、所定の荷重（以下、「圧着荷重」という。）で基板上に熱圧着させる。したがって、実装処理を実施する場合には、信号処理部１は、チップカメラ２及びプレースカメラ１０から取得した各画像信号に対して所定の認識処理を行い、その認識処理の結果やＩＣチップ４や回路基板８の設計情報等に応じてモーションコントローラ６１等を制御する。荷重補正機能は、ＩＣチップ４を回路基板８に熱圧着するとき、ＩＣチップ４に印加される圧着荷重を補正する（荷重補正処理）機能である。通常、実装装置１００は、予め設定された圧着荷重（設定荷重）でＩＣチップ４を回路基板８に実装する。しかし、実装装置１００の吸着ヘッド５に設けられたヒータの電気配線や冷却機構のためのエアーの配管（備品）の弾性力等の外力（備品による外力）により、実際にＩＣチップ４に印加される圧着荷重に対して、電気配線やエアーの配管の弾性力による荷重が付与されて設定荷重からはずれる場合がある。圧着荷重が設定荷重よりも大きくなった場合、ＩＣチップ４の裏面に設けられた隣接するバンプ同士が接触してしまい、隣接するバンプ同士がショートしてしまう可能性がある。また、圧着荷重が設定荷重よりも小さくなった場合、バンプが十分に回路基板８上の端子に対して熱圧着されず、バンプと端子との非接触による導通不良や強度不足が発生する可能性がある。そのため、信号処理部１は、ヒータの電気配線や冷却機構のためのエアーの配管の弾性力等の外乱により吸着ヘッド５に加わる力（以下、「外乱外力」という。）を測定し、測定した外乱外力に基づいて設定荷重を補正する。したがって、信号処理部１は、外乱外力を正確に測定するために、外乱外力以外の外力が吸着ヘッド５に加わっていない状態、すなわち実装処理する前に、荷重補正処理を実施する。なお、回路基板８の厚みは常に一定ではない、すわわち、ＩＣチップ４を回路基板に実装する高さは常に一定ではない。したがって、設定荷重は、実装する高さ毎に予め設定されている。

信号処理部１は、ケーブル４１を介してモーションコントローラ６１と接続されている。また、信号処理部１は、ケーブル４２を介してチップカメラ２と接続されている。また、信号処理部１は、ケーブル４３を介してプレースカメラ１０と接続されている。そして、信号処理部１は、ケーブル４４を介してズームレンズ３３と接続されている。信号処理部１は、流量調整バルブ５２及び流量調整バルブ５３に接続されている。

モーションコントローラ６１は、モータ等を用いた駆動機構を有して構成されていて、信号処理部１の指示に従って、移動部６を矢印または丸印で示したＸＹＺの各軸方向に移動させるとともに、ＺＹ平面上で向きθを変化させる。また、すなわち、移動部６は、図に向かって奥行前後方向（Ｘ方向）、左右方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）に所定の長さ移動可能であるとともに、吸着ヘッド５の向きθを所定の角度の範囲で変化させることが可能である。なお、Ｘ軸の正の向きは奥から手前への向きであり、Ｙ及びＺ軸の正の向きは矢印の向きである。

ポンプ５０は、ＩＣチップ４を回路基板８に実装する際に必要に応じて移動部６に流体としての空気を注入もしくは排出する。
流量調整バルブ５２は、配管５４に接続されている。流量調整バルブ５２は、信号処理部１からの制御信号に基づいて、ポンプ５０から配管５４を介して移動部６に供給される空気の量を調整する。流量調整バルブ５３は、配管５５に接続されている。流量調整バルブ５３は、信号処理部１からの制御信号に基づいて、ポンプ５０から配管５５を介して移動部６に供給される空気の量を調整する。

図２は、本実施形態における移動部６の構成例を示す図である。
移動部６は、昇降部７００及び吸着ヘッド５を備えている。
昇降部７００は、エアシリンダ７０、ピストン７４、ピストンロッド８０、第１圧力測定部７１、第２圧力測定部７２、位置測定部７３及び電源部７８を備えている。

エアシリンダ７０は、円筒状に形成されている。エアシリンダ７０は、加圧ポート７６、加圧ポート７７及びエアベアリング９０を備えている。
加圧ポート７６は、配管５５に接続されており、ポンプ５０から供給された空気を第１空気室７０１に供給する。したがって、配管５５は、第１空気室７０１と加圧ポート７６を介して連結している。
加圧ポート７７は、配管５４に接続されており、ポンプ５０から供給された空気を第２空気室７０２に供給する。したがって、配管５４は、第２空気室７０２と加圧ポート７７を介して連結している。これにより、第１空気室７０１及び第２空気室７０２の圧力差により、エアシリンダ７０の内部にあるピストン７４は、±Ｚ方向に往復動することができる。

エアベアリング９０は、ピストン７４を空気の圧力差（静圧）により極めて低い摺動抵抗にて±Ｚ方向に摺動する。すなわち、ピストン７４は、エアベアリング９０により摩擦を発生させることなく、加圧ポート７６と加圧ポート７７とからのエア圧制御により、第１空気室７０１と第２空気室７０２との圧力差に基づいて±Ｚ方向に摺動する。したがって、例えば第１空気室７０１の圧力が第２空気室７０２の圧力より高い場合、ピストン７４は、−Ｚ方向に摺動する。一方、第１空気室７０１の圧力が第２空気室７０２の圧力より低い場合、ピストン７４は、＋Ｚ方向に摺動する。なお、ピストン７４は、エアシリンダ７０の位置Ｚ１から位置Ｚ２までの間を摺動することができる。

ピストンロッド８０は、一端がピストン７４の移動方向（±Ｚ方向）に対して平行に搭載されており、他端に吸着ヘッド５が設けられている。

第１圧力測定部７１は、第１空気室７０１の内壁に設けられている。第１圧力測定部７１は、第１空気室７０１内の圧力Ｐ１を一定周期毎に測定する。第１圧力測定部７１は、測定した第１空気室７０１内の圧力Ｐ１を信号処理部１に出力する。

第２圧力測定部７２は、第２空気室７０２の内壁に設けられている。第２圧力測定部７２は、第２空気室７０２内の圧力Ｐ２を一定周期毎に測定する。第２圧力測定部７２は、測定した第２空気室７０２内の圧力Ｐ２を信号処理部１に出力する。

位置測定部７３は、ピストン７４の位置Ｚを一定周期毎に測定する。位置Ｚは、上限が位置Ｚ１であり、下限が位置Ｚ２である。位置測定部７３は、測定したピストン７４の位置Ｚを信号処理部１に出力する。

吸着ヘッド５は、ヒータ部５６及び吸着部５７を備えている。
ヒータ部５６は、配線７９を介して電源部７８に接続されている。ヒータ部５６は、電源部７８から電力が供給される（通電される）ことで発熱する。例えば、ヒータ部５６は、セラミックス製のパルスヒータである。
電源部７８は、信号処理部１から供給される制御信号に基づいて、ヒータ部５６に電力を供給する。

吸着部５７は、ピストンロッド８０の先端部分に設けられている。吸着部５７は、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ４を吸着する。図１では、１つの移動部６の、チップカセット３からＩＣチップ４を吸着して持ち上げた状態（左側の移動部６）、チップカメラ２の上を通過している状態（中央の移動部６）、及び、回路基板８上に移動した状態（右側の移動部６）を同時に示している。チップカセット３、チップカメラ２、回路基板８、プレースカメラ１０等は、図１に示したような位置関係を有して配置されている。

図１に戻り、吸着部５７は、例えば多孔質金属からなる吸着面５ａを有して構成されている。吸着ヘッド５は、負圧を利用して吸着面５ａにＩＣチップ４を付着する。また、吸着部５７は、回路基板８にＩＣチップ４を載せた状態でヒータ部５６により加熱され、ＩＣチップ４が有する複数の半田バンプを回路基板８上の所定の接点に熱圧着する。なお、吸着面５ａには、ＩＣチップ４の付着状態を認識する際の基準となるマークが記されている。

チップカセット３は、複数のＩＣチップ４を収納する容器である。チップカセット３は、上面（すなわち＋Ｚ軸の向き）が開放されている。

ＩＣチップ４は、半導体集積回路チップである。本実施形態において、ＩＣチップ４は、いわゆるＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size（またはScale） Package）と呼ばれる構造を有している。ＩＣチップ４の裏面（図の下向きの面、すなわち吸着部５７が付着する面の反対側の面）には、複数の半田バンプが形成されている。ＩＣチップ４は、チップカセット３に収納された状態から、吸着部５７に吸着され、Ｚ方向上側に向かって持ち上げられる。そして、ＩＣチップ４は、その状態で、チップカメラ２の上部を通過した後、回路基板８の上部へと搬送される。

回路基板８は、基板ステージ７上に載せられている。基板ステージ７は、固定台７ａにＺＹ方向に微調整可能に支持されている。

プレースカメラ１０は、回路基板８を撮像するカメラである。信号処理部１は、プレースカメラ１０から取得した画像信号に基づき、ＩＣチップ４との接続部周辺に対する位置認識処理等を行って、回路基板８の所定の基準からの位置ずれや角度ずれ量を算出する。

チップカメラ２は、吸着ヘッド５に付着されて移動中のＩＣチップ４の画像を撮像し、撮像した画像信号を信号処理部１に対して出力する。このチップカメラ２は、チップカセット３の設置場所と回路基板８の設置場所との間の所定の位置に設けられている。チップカメラ２は、ズームレンズ３３を介して、ＩＣチップ４の裏面を撮像する。ズームレンズ３３は、複数のレンズとレンズの移動機構とを有し、レンズ群の焦点距離を一定の範囲で任意に変化させることができ、かつ焦点面を移動させない（すなわちピントをずらさない）レンズ群である。ズームレンズ３３は焦点距離を外部から入力された所定の制御信号に応じて可変する。信号処理部１は、所定の制御信号をケーブル４４を介して送信することでこのズームレンズ３３の焦点距離（すなわちチップカメラ２の撮像倍率）を変化させる。なお、チップカメラ２とズームレンズ３３とを分離した形で示しているが、チップカメラ２とズームレンズ３３とは一体として構成されていてもよい。

次に、図３を用いて、本実施形態における信号処理部１の荷重補正機能について説明する。図３は、本実施形態における信号処理部１の構成例を示す図である。

信号処理部１は、流量制御部１２、取得部１３、補正部１４及び記憶部１５を備えている。
流量制御部１２は、荷重補正処理をする際、ピストン７４を位置Ｚ１に移動させ、一定速度でピストン７４をエアシリンダ７０の位置Ｚ１から位置Ｚ２まで摺動させる。したがって、流量制御部１２は、第１空気室７０１の圧力Ｐ１と第２空気室７０２の圧力Ｐ２との間で圧力差が発生するように流量調整バルブ５２及び流量調整バルブ５３に制御信号を出力する。

取得部１３は、一定速度でピストン７４がエアシリンダ７０の位置Ｚ１から位置Ｚ２まで摺動している間、第１圧力測定部７１から圧力Ｐ１を取得する。取得部１３は、一定速度でピストン７４がエアシリンダ７０の位置Ｚ１から位置Ｚ２まで摺動している間、第２圧力測定部７２から圧力Ｐ２を取得する。取得部１３は、一定速度で摺動するピストン７４の位置Ｚを位置測定部７３から取得する。すなわち、取得部１３は、位置Ｚ１から位置Ｚ２の間をｎ個のΔＺ毎に分割し、そのΔ毎に圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とを取得する。

図４は、本実施形態の補正部１４の機能を説明するための図である。
補正部１４は、荷重算出部１４１及び荷重補正部１４２を備えている。
荷重算出部１４１は、取得部１３で取得した圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２からピストン７４に加わる力Ｆを算出する。まず、荷重算出部１４１は、（１）式により、ピストン７４に加えられる−Ｚ方向の力Ｆ１を算出する。
Ｆ１＝Ｐ１×Ａ１ …（１）

なお、Ａ１は、ピストン７４の表面積であり、予め記憶部１５に記憶されている。したがって、荷重算出部１４１は、圧力Ｐ１に表面積Ａ１を乗算することで力Ｆ１を算出する。

次に、荷重算出部１４１は、（２）式により、ピストン７４に加えられる＋Ｚ方向の力Ｆ２を算出する。すなわち、荷重算出部１４１は、圧力Ｐ２に表面積Ａ１を乗算することで力Ｆ２を算出する。
Ｆ２＝Ｐ２×Ａ１ …（２）

荷重算出部１４１は、（１）式及び（２）式で算出した力Ｆ１及び力Ｆ２を用いて、（３）式によりピストン７４に加わる力Ｆを算出する。
Ｆ＝Ｆ１−Ｆ２−（ｍ×ｇ） …（３）

ｍはピストン７４の質量、ｇは重力加速度である。したがって、荷重算出部１４１は、力Ｆ１から力Ｆ２とピストン７４にかかる重力とを減算することでピストン７４に加わる力Ｆを算出する。なお、ピストン７４にかかる重力は、ピストンの質量ｍに重力加速度ｇを乗算した値（ｍ×ｇ）である。

ここで、ピストン７４は、一定速度で位置Ｚ１から位置Ｚ２まで摺動する（すなわち等速直線運動する）ため、Ｆ１＝Ｆ２＋（ｍ×ｇ）となる。したがって、例えば、吸着ヘッド５にヒータの電気配線や冷却機構のためのエアーの配管が接続されていない（吸着ヘッド５に外乱外力が加わっていない）場合、ピストン７４に加わる力Ｆは、０（ゼロ）となる。これは、等速直線運動によるピストン７４に加わる力の発生はないことを示している。一方、吸着ヘッド５にヒータの電気配線や冷却機構のためのエアーの配管が接続されている（吸着ヘッド５に外乱外力が加わっている）場合、ピストン７４に加わる力Ｆは、０（ゼロ）ではない。ただし、上述したように、等速直線運動によるピストン７４に加わる力の発生はないため、（３）式を用いて算出したピストン７４に加わる力Ｆは、外乱外力である。荷重算出部１４１は、位置Ｚ１から位置Ｚ２の間をｎ個のΔＺ毎に分割し、そのΔ毎にピストン７４に加わる力Ｆを内部荷重換算値として荷重補正部１４２に出力する。

荷重補正部１４２は、取得部１３で取得した位置Ｚと、その位置Ｚに対応した内部荷重換算値を記憶部１５に記憶させる。また、荷重補正部１４２は、実装する高さに対応する位置Ｚの内部荷重換算値を、その実装する高さの設定荷重から減算した値を新たな設定荷重として記憶部１５に記憶させる。

次に、本実施形態における荷重補正処理の動作例について説明する。図５は、本実施形態の信号処理部１の荷重補正処理の動作の流れを示したフローチャートである。

ステップＳ１０１において、流量制御部１２は、流量調整バルブ５２及び流量調整バルブ５３に制御信号を出力し、ピストン７４を位置Ｚ１に移動させる。
ステップＳ１０２において、流量制御部１２は、一定速度でピストン７４をエアシリンダ７０の位置Ｚ１から位置Ｚ２まで摺動させる。したがって、流量制御部１２は、流量調整バルブ５３に制御信号を出力し、第１空気室７０１の圧力Ｐ１に空気圧を注入する。これにより、第２空気室７０２の圧力Ｐ２との間で圧力差が発生し、ピストン７４は、一定速度で下降する。

ステップＳ１０３において、取得部１３は、一定速度で摺動するピストン７４の位置Ｚを位置測定部７３から取得する。取得部１３は、位置Ｚ毎に第１圧力測定部７１から圧力Ｐ１を取得する。取得部１３は、位置Ｚ毎に第２圧力測定部７２から圧力Ｐ２を取得する。

ステップＳ１０４において、ピストン７４が位置Ｚ２まで到達すると、流量制御部１２は、流量調整バルブ５２及び流量調整バルブ５３に制御信号を出力することを停止し、ピストン７４の下降動作を停止する。

ステップＳ１０５において、荷重算出部１４１は、取得部１３で取得した圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２からピストン７４に加わる力Ｆを位置Ｚ毎に算出する。荷重算出部１４１は、（１）式により、圧力Ｐ１に表面積Ａ１を乗算することで力Ｆ１を算出する。
次に、荷重算出部１４１は、（２）式により、圧力Ｐ２に表面積Ａ１を乗算することで力Ｆ２を算出する。

ステップＳ１０６において、荷重算出部１４１は、（１）式及び（２）式で算出した力Ｆ１及び力Ｆ２を用いて、（３）式により、力Ｆ１から力Ｆ２とピストン７４にかかる重力とを減算することでピストン７４に加わる力Ｆである内部荷重換算値を位置Ｚ毎に算出する。荷重算出部１４１は、算出した内部荷重換算値を荷重補正部１４２に出力する。

ステップＳ１０７において、荷重補正部１４２は、荷重算出部１４１から供給された内部荷重換算値を位置Ｚ毎に対応づけて記憶部１５に記憶させる。

以上のように、本実施形態では、信号処理部１は、ピストン７４を位置Ｚ１からＺ２まで一定速度で動作させ、そのときの第１空気室７０１及び第２空気室７０２の圧力Ｐ１、Ｐ２を算出する。そして、信号処理部１は、その算出した圧力Ｐ１及びＰ２に基づいて位置Ｚ毎に発生する外乱外力を算出する。これにより、ロードセル等のセンサを用いることなく、既存の設備で配線や配管による弾性力等の外乱外力（内部荷重換算値）を測定することができる。また、上記配線や配管の取り回しが変化した場合であっても、すぐに内部荷重換算値である外乱外力を算出することができる。
また、本実施形態の実装装置１００は、荷重補正処理で補正された設定荷重を用いて実装処理することで、外乱外力の影響を受けることなく所定の圧着荷重でＩＣチップ４を回路基板８に実装することができる。したがって、回路基板８において、隣接したバンプ同士の接触や、バンプが十分に熱圧着されず、バンプと端子との非接触による導通不良や強度不足を抑制することができる。

以上述べた実施形態は全て本発明の実施形態を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。

本実施形態において、信号処理部１は、ピストン７４の下降を停止した後で、内部荷重換算値を算出したが、これに限定されない。例えば、信号処理部１は、ピストン７４が下降中に内部荷重換算値を算出し、算出した内部荷重換算値を記憶部１５に記憶してもよい。

１…信号処理部（荷重補正装置）、２…チップカメラ、３…チップカセット、４…ＩＣチップ（認識対象物）、５…吸着ヘッド、６…移動部、７…基板ステージ、８…回路基板、１２…流量制御部、１３…取得部、１４…補正部、１５…記憶部、５０…ポンプ、５２、５３…流量調整バルブ、７０…エアシリンダ、７２…第２圧力測定部、７３…位置測定部、７６、７７…加圧ポート、７８…電源部、１００…実装装置

Claims (5)

1. ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、
   前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、
   前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、
   を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置に用いられる荷重補正装置であって、
   前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する補正部を有する荷重補正装置。
2. 前記ピストンに加わる圧力を調整し、前記ピストンを一定速度で動作させる制御部と、
   前記ピストンを挟んで形成された前記エアシリンダの第１空気室及び第２空気室の圧力を取得する取得部とをさらに有し、
   前記補正部は、前記第１空気室の圧力、前記第２空気室の圧力、及び前記ピストンに加わる重力に基づいて前記外力を算出する請求項１に記載の荷重補正装置。
3. ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、
   前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、
   前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、
   を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置に用いられる荷重補正方法であって、
   補正部が、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する過程を有する荷重補正方法。
4. ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、
   前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、
   前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、
   を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置であって、
   前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する補正部を有する実装装置。
5. ピストンと前記ピストンに接続されたピストンロッドとを有するエアシリンダと、
   前記エアシリンダの上下に設けられたエアーを供給する加圧ポートと、
   前記ピストンロッドに接続され、半導体チップを吸着する吸着ヘッドと、
   を有し、前記加圧ポートから供給されるエアーにより前記ピストンに加わる圧力を調整することで、前記吸着ヘッドで吸着した半導体チップを所定の荷重値で基板上に実装する実装装置の実装方法であって、
   補正部が、前記実装装置に設けられた備品が前記吸着ヘッドに与える外力を算出し、算出した前記外力に基づいて前記所定の荷重値を補正する過程を有する実装方法。

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