JP2020042247A - 素子実装装置及び素子実装基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(概略構成)
図1は、第1の実施形態に係る素子実装装置1の構成を示す模式図である。図1に示すように、素子実装装置1内にはキャリアCと基板Sとが搬入される。キャリアCは、素子Eを複数行複数列で整列させてストックした矩形状の素子供給体である。素子Eは、電子回路に使用される部品であり、MEMS、半導体素子、抵抗及びコンデンサ等のチップが含まれ、半導体素子にはトランジスタ、ダイオード、LED及びサイリスタ等のディスクリート半導体、並びにICやLSI等の集積回路が含まれる。LEDには所謂ミニLED及びマイクロLEDが含まれる。特に、素子Eには一辺が200μm以下の所謂微小部品が含まれる。基板Sは、回路パターンが形成されて成り、例えばミニLEDが整列するバックライト用の照明基板、RGBの各マイクロLEDが画素として配列される表示基板である。
素子実装装置1は、移送部5に加えて、キャリア台3及び実装台4を備える。キャリア台3は、平坦な盤面を有し、当該盤面にキャリアCが載置される。実装台4は、平坦な盤面を有し、当該盤面に基板Sが載置される。これらキャリア台3及び実装台4は、盤面と水平な2次元方向に移動可能となっている。即ち、キャリア台3及び実装台4の盤面は、直交する2軸の直動機構32、42によって支持されている。直交する2軸の直動機構32、42は、例えばリニアガイド及び独立駆動するボールネジであり、キャリア台3及び実装台4の盤面は、この直動機構32、42のスライダに支持されている。
図6は、本実施形態に係る素子実装装置1の動作の一例を示すフローチャートである。この動作を説明する前提として、予めキャリア台3の盤面にキャリアCが配置され、実装台4の盤面に基板Sが配置されているものとする。
(1)本実施形態の素子実装装置1は、素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台3と、素子が配置される基板Sを載置する実装台4と、複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面54を有し、保持面54でキャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした素子群を基板Sに一括して移す移送部5と、移送部5と実装台4との相対位置を制御する制御部7と、保持面54に保持された素子群を撮像する撮像部6と、を備える。そして、制御部7は、撮像部6により撮像された素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ3つ以上の素子の位置を検出する位置検出部71と、位置検出部71により検出された行方向及び列方向における3つ以上の素子の位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Kを求める基準位置算出部72と、を有し、位置決め基準位置Kに基づいて、素子群を移すときの移送部5と実装台4との相対位置を補正するようにした。
本実施形態の効果を検証するため、シミュレーションを行った。シミュレーションの条件を以下に示す。なお、効果は行方向(X軸方向)と列方向(Y軸方向)とで同程度に得られると推測されるため、ずれΔKの算出は、Y軸方向のみを行った。
素子Eのピッチ:0.1mm
素子Eの配置バラツキ: ランダム関数で±10μmを与えた
なお、効果の検証に素子Eの寸法は必要ないので、素子Eには寸法を与えず中心座標のみを与えた。各素子Eのバラツキがない理想的な配列は、行列配置された素子群の左下に位置する10行1列の素子Eの座標を原点(0,0)とした。また、以下では、10行10列の素子Eからなる素子群の外周辺のうち、Y軸方向正側の外周辺を上辺、Y軸方向負側の外周辺を下辺と称する。
(構成)
第2の実施形態に係る素子実装装置1について図面を参照しつつ詳細に説明する。第1の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図8は、本実施形態に係る素子実装装置1の動作の一例を示すフローチャートである。第1の実施形態と同様な部分については、適宜省略する。
(1)本実施形態の素子実装装置1は、素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台3と、素子が配置される基板Sを載置する実装台4と、複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面54を有し、保持面54でキャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした素子群を基板Sに一括して移す移送部5と、移送部5とキャリア台3との相対位置を制御する制御部7と、キャリアC上の素子群を撮像する撮像部6と、を備える。そして、制御部7は、撮像部6により撮像された素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ3つ以上の素子の位置を検出する位置検出部71と、位置検出部71により検出された行方向及び列方向における3つ以上の素子の位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Kを求める基準位置算出部72と、を有し、位置決め基準位置Kに基づいて、素子群をピックアップするときの移送部5とキャリア台3との相対位置を補正するようにした。
第3の実施形態に係る素子実装装置1について図面を参照しつつ詳細に説明する。第1の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。
21 ピックアップポジション
22 実装ポジション
3 キャリア台
31 素子ピックアップ領域
32 直動機構
4 実装台
41 実装領域
42 直動機構
5 移送部
51 直動機構
52 昇降機構
53 回転機構
54 保持面
55 保持部
6 撮像部
7 制御部
71 位置検出部
72 基準位置算出部
73 位置ずれ算出部
74 回転角度算出部
Claims (6)
- 素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台と、
素子が配置される基板を載置する実装台と、
複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面を有し、前記保持面で前記キャリアから前記素子群を一括してピックアップして、ピックアップした前記素子群を前記基板に一括して移す移送部と、
前記移送部と、前記キャリア台又は前記実装台との相対位置を制御する制御部と、
前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像部と、
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部により撮像された前記素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ3つ以上の素子の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部により検出された前記行方向及び列方向における前記3つ以上の素子の位置に基づいて、前記素子群の位置決め基準位置を求める基準位置算出部と、
を有し、前記位置決め基準位置に基づいて、前記素子群をピックアップするときの前記移送部と前記キャリア台との相対位置、又は、前記基板に前記素子群を移すときの前記移送部と実装台との相対位置を補正すること、
を特徴とする素子実装装置。 - 前記位置検出部は、前記素子群の外周辺の複数の素子の中から、前記外周辺毎に3つ以上の素子の位置を検出し、
前記基準位置算出部は、
前記検出された前記素子の位置から、各前記外周辺を直線近似する近似式をそれぞれ求め、
前記列方向の対向する前記外周辺の前記近似式から前記位置決め基準位置の前記行方向の座標を求め、
前記行方向の対向する前記外周辺の前記近似式から前記位置決め基準位置の前記列方向の座標を求めることで、前記位置決め基準位置を求めること、
を特徴とする請求項1記載の素子実装装置。 - 前記位置検出部は、前記外周辺の両端の素子の位置を含めて検出し、
前記基準位置算出部は、前記両端を含めた前記素子の位置に基づいて前記近似式を求めること、
を特徴とする請求項2記載の素子実装装置。 - 前記位置検出部は、前記素子群の外周辺の複数の素子の中から、前記外周辺毎に3つ以上の素子の位置を検出し、
前記基準位置算出部は、
前記検出された前記素子の位置から、各前記外周辺を直線近似する近似式をそれぞれ求め、
前記近似式から前記撮像された素子のうち最も外側に位置する2つの素子を両端とする線分をそれぞれ求め、
求めた各線分の中点の位置に基づいて前記位置決め基準位置を求めること、
を特徴とする請求項1記載の素子実装装置。 - 前記移送部を前記保持面に垂直な軸周りに回転させる回転機構を備え、
前記制御部は、
前記基準位置算出部が求めた前記近似式に基づいて、前記回転機構により前記移送部を回転させる回転角度を算出する回転角度算出部を有すること、
を特徴とする請求項1〜4の何れか記載の素子実装装置。 - 素子実装装置によって素子が配置されて成る素子実装基板の製造方法であって、
前記素子実装装置は、
素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台と、
素子が配置される基板を載置する実装台と、
複数行複数列の素子群を保持する保持面を有し、前記保持面で前記キャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした前記素子群を前記基板に一括して移す移送部と、
前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像部と、
を備え、
撮像部によって、前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像ステップと、
前記撮像部により撮像された前記素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ3つ以上の素子の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップにより検出された前記行方向及び列方向における前記3つ以上の素子の位置に基づいて、前記素子群の位置決め基準位置を求める基準位置算出ステップと、
前記位置決め基準位置に基づいて、前記素子群をピックアップするときの前記移送部と前記キャリア台との相対位置、又は、前記基板に前記素子群を移すときの前記移送部と実装台との相対位置を補正する補正ステップと、
を有すること、
を特徴とする素子実装基板の製造方法。
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