JP2021015917A - Mounting device - Google Patents

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Abstract

To provide a mounting device capable of inspecting positional deviation of an electronic component and a board after mounting, without compromising production efficiency.SOLUTION: A mounting device 30 for mounting an electronic component 2 on a board 3 has a bonding head 31 for transporting the electronic component 2 and mounting it on a board 3, a board stage 33 for placing the board 3, and an inspection unit 40 for inspecting positional deviation of the electronic component 2 and the board 3 after mounting. The inspection unit 40 has a height detector 41 provided in the bonding head 31 and detecting the height of the bonding head 31 when the electronic component 2 is mounted on the board 3 by means of the bonding head 31, imaging means 42 having a lens and imaging the electronic component 2 and the board 3 after being mounted, an imaging means lifting mechanism 43 for lifting the imaging means 42, and a control section for controlling the imaging means lifting mechanism 43 to adjust the height of the imaging means 42, on the basis of the height of the bonding head 31 detected by the height detector 41.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電子部品の実装装置に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting device.

電子部品の基板への実装は、例えば、フリップチップ実装が行われている。フリップチップ実装は、導電パターンが形成された基板に対して、半導体チップ等の電子部品の電極が形成された面を対向させて実装する方式である。フリップチップ実装においては、基板の導電パターンに形成された微細な端子に対して、電子部品の微細な電極を直接接合する必要があるため、電子部品と基板を精度良く位置決めしなければならない。 For mounting electronic components on a substrate, for example, flip chip mounting is performed. Flip-chip mounting is a method of mounting a substrate on which a conductive pattern is formed with the surfaces on which electrodes of electronic components such as semiconductor chips are formed facing each other. In flip-chip mounting, it is necessary to directly bond the fine electrodes of the electronic component to the fine terminals formed in the conductive pattern of the substrate, so the electronic component and the substrate must be positioned accurately.

特開平10−125728号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-125728

近年、半導体チップ等の電子部品の回路の微細化、高密度化によって実装精度の高精度化が進んでいる。そのため、電子部品の実装後は、電子部品及び基板に設けられたアライメントマークを撮像手段により撮像し、実装後の電子部品と基板の位置ずれを検査する。この検査においては、高倍率のレンズが用いられている。レンズは高倍率になると、撮像対象物とのピントが合う範囲である被写界深度が非常に浅いため、電子部品の高さや基板の高さにバラツキがあると、被写界深度から外れてピントがぼやけた撮像画像となり、位置ずれを高精度に検査できない場合があった。 In recent years, the mounting accuracy has been improved by miniaturizing and increasing the density of circuits of electronic components such as semiconductor chips. Therefore, after mounting the electronic component, the alignment mark provided on the electronic component and the substrate is imaged by an imaging means, and the positional deviation between the electronic component and the substrate after mounting is inspected. A high magnification lens is used in this inspection. When the lens has a high magnification, the depth of field, which is the range in which the image is in focus, is very shallow. Therefore, if there are variations in the height of electronic components or the height of the substrate, the depth of field will deviate from the depth of field. In some cases, the captured image was out of focus and the misalignment could not be inspected with high accuracy.

そこで、レーザ変位計で撮像対象となる実装後の電子部品又は基板の高さを測定し、当該高さに基づいて撮像手段の高さを調節することが考えられる。しかし、レーザ変位計による測定は、実装後の電子部品又は基板の高さを別途測定しなければならず、タクトが悪化する。 Therefore, it is conceivable to measure the height of the mounted electronic component or substrate to be imaged with a laser displacement meter and adjust the height of the imaging means based on the height. However, in the measurement by the laser displacement meter, the height of the electronic component or the substrate after mounting must be measured separately, and the tact becomes worse.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、生産効率を損ねることなく、実装後の電子部品と基板の位置ずれを検査することのできる実装装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a mounting device capable of inspecting a misalignment between an electronic component and a substrate after mounting without impairing production efficiency. To provide.

本発明の実装装置は、電子部品を基板に実装する実装装置であって、前記電子部品を搬送し、前記基板に実装するボンディングヘッドと、前記基板を載置する基板ステージと、前記実装をした後の前記電子部品及び前記基板との位置ずれを検査する検査ユニットと、を備え、前記検査ユニットは、前記ボンディングヘッドに設けられ、前記ボンディングヘッドにより前記電子部品を前記基板に実装した際の前記ボンディングヘッドの高さを検出する高さ検出部と、レンズを有し、前記実装をした後の前記電子部品及び前記基板を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を昇降させる撮像手段昇降機構と、前記高さ検出部により検出した前記ボンディングヘッドの高さに基づいて、前記撮像手段の高さを調節するように前記撮像手段昇降機構を制御する制御部と、を有する。 The mounting device of the present invention is a mounting device that mounts an electronic component on a substrate, and has a bonding head that conveys the electronic component and mounts the electronic component on the substrate, a substrate stage on which the substrate is placed, and the mounting. The electronic component and the inspection unit for inspecting the positional deviation from the substrate are provided, and the inspection unit is provided on the bonding head, and the electronic component is mounted on the substrate by the bonding head. An image pickup means that has a height detection unit that detects the height of the bonding head, has a lens, and images the electronic component and the substrate after the mounting, and an image pickup means elevating mechanism that raises and lowers the image pickup means. It has a control unit that controls the image pickup means elevating mechanism so as to adjust the height of the image pickup means based on the height of the bonding head detected by the height detection unit.

本発明によれば、生産効率を損ねることなく、実装後の電子部品と基板の位置ずれを検査することのできる実装装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a mounting device capable of inspecting the positional deviation between an electronic component and a substrate after mounting without impairing production efficiency.

実施形態の実装装置が適用された電子部品実装システムを示す平面図である。It is a top view which shows the electronic component mounting system to which the mounting apparatus of embodiment is applied. 実施形態の実装装置が適用された電子部品実装システムを示す正面図である。It is a front view which shows the electronic component mounting system to which the mounting apparatus of embodiment is applied. 図2のA−A断面図であり、電子部品と基板上の実装予定位置を撮像するために撮像手段がボンディングヘッドと基板ステージ間に進入している様子を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, which shows a state in which an imaging means is inserted between a bonding head and a substrate stage in order to image an electronic component and a planned mounting position on a substrate. 図2のA−A断面図であり、ボンディングヘッドに保持された電子部品を基板上に実装している様子を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, which shows a state in which an electronic component held by a bonding head is mounted on a substrate. 制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device. 電子部品が基板にフェイスダウン方式で実装された様子を示す図である。It is a figure which shows the state that the electronic component is mounted on the substrate by the face-down method. 電子部品のアライメントマークと基板のアライメントマークとが合っている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the alignment mark of an electronic component and the alignment mark of a substrate are aligned. 電子部品のアライメントマークと基板のアライメントマークとがずれている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the alignment mark of an electronic component and the alignment mark of a substrate are deviated. 電子部品実装システムの動作フローチャートの一例である。This is an example of an operation flowchart of an electronic component mounting system. 基板よりも電子部品のアライメントマークにピントを合わせて撮像した撮像画像の模式図である。It is a schematic diagram of the captured image taken by focusing on the alignment mark of the electronic component rather than the substrate. 電子部品よりも基板のアライメントマークにピントを合わせて撮像した撮像画像の模式図である。It is a schematic diagram of the captured image taken by focusing on the alignment mark of the substrate rather than the electronic component.

(実施形態)
(構成)
本発明に係る実装装置の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。図1は、実施形態の実装装置が適用された電子部品実装システムを示す平面図である。図2は、実施形態の実装装置が適用された電子部品実装システムを示す正面図である。
(Embodiment)
(Constitution)
An embodiment of the mounting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing an electronic component mounting system to which the mounting device of the embodiment is applied. FIG. 2 is a front view showing an electronic component mounting system to which the mounting device of the embodiment is applied.

電子部品実装システム1は、電子部品2を基板3に実装するシステムである。電子部品2は、例えば、シリコンで構成された半導体チップである。本実施形態では、電子部品2は、はんだ材による突起電極であるバンプが形成された半導体チップである。電子部品2には、アライメントマークが設けられている。電子部品2が矩形状であるとすると、バンプが形成された面の四隅または対角の隅にアライメントマークが設けられている。 The electronic component mounting system 1 is a system for mounting the electronic component 2 on the substrate 3. The electronic component 2 is, for example, a semiconductor chip made of silicon. In the present embodiment, the electronic component 2 is a semiconductor chip on which bumps, which are protruding electrodes, are formed of a solder material. The electronic component 2 is provided with an alignment mark. Assuming that the electronic component 2 has a rectangular shape, alignment marks are provided at the four corners or diagonal corners of the surface on which the bumps are formed.

基板3は、電子部品2が実装される対象の板状体である。基板3には、バンプが接続される導電パターンが形成されている。基板3の導電パターンが形成された面には、電子部品2の実装予定位置が設けられている。この実装予定位置は、ここでは複数設けられ、アレイ状に配置されている。実装予定位置には、それぞれアライメントマークが設けられている。このアライメントマークは、例えば、電子部品2が矩形状であるとすると、矩形状の実装予定位置の四隅または対角の隅に設けられる。電子部品2と基板3のアライメントマークの位置合わせを行った上で電子部品2が基板3の実装予定位置に実装される。 The substrate 3 is a plate-like body on which the electronic component 2 is mounted. A conductive pattern to which bumps are connected is formed on the substrate 3. A mounting position for the electronic component 2 is provided on the surface of the substrate 3 on which the conductive pattern is formed. A plurality of planned mounting positions are provided here, and are arranged in an array. Alignment marks are provided at the planned mounting positions. For example, assuming that the electronic component 2 has a rectangular shape, the alignment marks are provided at the four corners or diagonal corners of the rectangular mounting scheduled position. After aligning the alignment marks of the electronic component 2 and the substrate 3, the electronic component 2 is mounted at the planned mounting position of the substrate 3.

この電子部品実装システム1は、供給装置10、ピックアップ装置20、実装装置30、及び制御装置50を備えており、ピックアップ装置20により供給装置10から電子部品2をピックアップし、当該電子部品2を実装装置30に受け渡し、実装装置30で電子部品2を基板3に実装する。 The electronic component mounting system 1 includes a supply device 10, a pickup device 20, a mounting device 30, and a control device 50. The pickup device 20 picks up the electronic component 2 from the supply device 10 and mounts the electronic component 2. It is delivered to the device 30, and the electronic component 2 is mounted on the substrate 3 by the mounting device 30.

供給装置10は、電子部品2を供給する装置である。具体的には、供給装置10は、電子部品2が載せられたシート12を載置する供給ステージ11を有する。供給装置10は、ピックアップ対象の電子部品2が供給位置P1に来るように供給ステージ11を移動させる。供給位置P1とは、ピックアップ装置20によるピックアップ対象となる電子部品2が、ピックアップ装置20によりピックアップされる予定位置である。例えば、供給位置P1の上方には、光軸が供給位置P1と一致するようにカメラ13が設けられており、供給装置11は、カメラ13の撮像中心にピックアップ対象の電子部品2が来るように供給ステージ11を移動させる。 The supply device 10 is a device that supplies the electronic component 2. Specifically, the supply device 10 has a supply stage 11 on which the sheet 12 on which the electronic component 2 is placed is placed. The supply device 10 moves the supply stage 11 so that the electronic component 2 to be picked up comes to the supply position P1. The supply position P1 is a position where the electronic component 2 to be picked up by the pickup device 20 is scheduled to be picked up by the pickup device 20. For example, a camera 13 is provided above the supply position P1 so that the optical axis coincides with the supply position P1, and the supply device 11 has the electronic component 2 to be picked up at the image pickup center of the camera 13. The supply stage 11 is moved.

供給ステージ11に載置される電子部品2が載せられたシート12は、ここでは、ウエーハシートである。シート12は粘着シートであり、当該シート12上に電子部品2がマトリクス(行列)状に配置されている。電子部品2は、バンプが上方に露出したフェイスアップで配置されていても良いし、バンプがシート12に接触したフェイスダウンで配置されても良い。本実施形態では、フェイスアップで配置されているものとする。 The sheet 12 on which the electronic component 2 placed on the supply stage 11 is placed is a wafer sheet here. The sheet 12 is an adhesive sheet, and electronic components 2 are arranged in a matrix on the sheet 12. The electronic component 2 may be arranged face-up with the bumps exposed upward, or may be arranged face-down with the bumps in contact with the sheet 12. In this embodiment, it is assumed that they are arranged face-up.

電子部品2をピックアップ装置20に供給する際、供給装置10は、供給位置P1の下方に設けた針状のピンでシート12を介して供給位置P1上の電子部品2を突き上げることで電子部品2をシート12から剥がれやすくしても良い。 When the electronic component 2 is supplied to the pickup device 20, the supply device 10 pushes up the electronic component 2 on the supply position P1 via the sheet 12 with a needle-shaped pin provided below the supply position P1 to push up the electronic component 2 on the supply position P1. May be easily peeled off from the sheet 12.

ピックアップ装置20は、供給装置10から電子部品2をピックアップし、ピックアップした電子部品2を実装装置30に受け渡す中継装置である。このピックアップ装置20は、ピックアップヘッド21と、ヘッド移動機構22とを有する。ピックアップヘッド21は、電子部品2を保持し、また保持状態を解除して電子部品2を手放す。具体的には、ピックアップヘッド21は、筒状の吸着ノズル21aを有する。この吸着ノズル21aの内部は真空ポンプ等の負圧発生回路と連通しており、当該回路で負圧を発生させることにより吸着ノズル21aの先端の開口で電子部品2を吸着することで電子部品2を保持する。また、負圧を解除することで電子部品2を吸着ノズル21aから離脱させる。 The pick-up device 20 is a relay device that picks up the electronic component 2 from the supply device 10 and delivers the picked-up electronic component 2 to the mounting device 30. The pickup device 20 has a pickup head 21 and a head moving mechanism 22. The pickup head 21 holds the electronic component 2 and releases the holding state to release the electronic component 2. Specifically, the pickup head 21 has a tubular suction nozzle 21a. The inside of the suction nozzle 21a communicates with a negative pressure generating circuit such as a vacuum pump, and the electronic component 2 is sucked by the opening at the tip of the suction nozzle 21a by generating the negative pressure in the circuit. To hold. Further, by releasing the negative pressure, the electronic component 2 is separated from the suction nozzle 21a.

ヘッド移動機構22は、ピックアップヘッド21を、供給位置P1と、実装装置30との電子部品2の受け渡し位置P2との間を往復移動させる。ヘッド移動機構22は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。ヘッド移動機構22は、支持フレーム23に、後述するX軸方向に沿って延びるように設けられる。このヘッド移動機構22には、吸着ノズル21aが反転機構を介して設けられている。反転機構は、吸着ノズル21aの向きを反転させる。例えば、開口端が下方に向けられた吸着ノズル21aにより、供給位置P1で電子部品2を吸着保持すると、ヘッド移動機構22が吸着ノズル21aを受け渡し位置P2に位置させる。そして、反転機構により吸着ノズル21aを、電子部品2を保持した開口端が上に向くように180°回転させて、実装装置30に電子部品2を受け渡す。 The head moving mechanism 22 reciprocates the pickup head 21 between the supply position P1 and the delivery position P2 of the electronic component 2 with the mounting device 30. As the head moving mechanism 22, for example, a ball screw mechanism driven by a servomotor can be used. The head moving mechanism 22 is provided on the support frame 23 so as to extend along the X-axis direction described later. The head moving mechanism 22 is provided with a suction nozzle 21a via a reversing mechanism. The reversing mechanism reverses the direction of the suction nozzle 21a. For example, when the electronic component 2 is sucked and held at the supply position P1 by the suction nozzle 21a whose opening end is directed downward, the head moving mechanism 22 positions the suction nozzle 21a at the delivery position P2. Then, the suction nozzle 21a is rotated by a reversing mechanism by 180 ° so that the open end holding the electronic component 2 faces upward, and the electronic component 2 is delivered to the mounting device 30.

本実施形態では、供給装置10と実装装置30とが横並びに配置されている。この供給装置10と実装装置30の並び方向、すなわち、供給位置P1と実装位置P3とで結ばれる直線方向をX軸方向とする。また、供給ステージ11が拡がる水平面において、X軸方向と直交する方向をY軸方向とし、X軸及びY軸に直交する方向をZ軸方向とする。本明細書では、Z軸方向の位置を単に「高さ」と称する場合がある。例えば、後述する基板ステージ33上の特定の位置のZ軸方向の位置などのように、特定の基準位置を定め、その基準位置に対するZ軸方向の距離を高さとすることができる。 In the present embodiment, the supply device 10 and the mounting device 30 are arranged side by side. The alignment direction of the supply device 10 and the mounting device 30, that is, the linear direction connecting the supply position P1 and the mounting position P3 is defined as the X-axis direction. Further, in the horizontal plane on which the supply stage 11 extends, the direction orthogonal to the X-axis direction is defined as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis and the Y-axis is defined as the Z-axis direction. In the present specification, the position in the Z-axis direction may be simply referred to as "height". For example, a specific reference position can be set and the distance in the Z-axis direction to the reference position can be set as a height, such as a position in the Z-axis direction of a specific position on the substrate stage 33 described later.

実装装置30は、ピックアップ装置20から受け取った電子部品2を実装位置P3に搬送し、基板3に実装する装置である。実装位置P3とは、電子部品2を基板3に実装する位置であり、ここでは、固定の場所に設定されている。 The mounting device 30 is a device that conveys the electronic component 2 received from the pickup device 20 to the mounting position P3 and mounts it on the substrate 3. The mounting position P3 is a position where the electronic component 2 is mounted on the substrate 3, and is set to a fixed place here.

実装装置30は、ボンディングヘッド31、ヘッド移動機構32、基板ステージ33、ステージ移動機構34、撮像手段35、及び検査ユニット40を有する。 The mounting device 30 includes a bonding head 31, a head moving mechanism 32, a substrate stage 33, a stage moving mechanism 34, an imaging means 35, and an inspection unit 40.

ボンディングヘッド31は、電子部品2を搬送し、基板3に実装する。具体的には、ボンディングヘッド31は、受け渡し位置P2でピックアップ装置20から電子部品2を受け取り、当該電子部品2を実装位置P3で基板3に実装する。ボンディングヘッド31は、電子部品2を保持し、また実装後は保持状態を解除して電子部品2を手放す。具体的には、ボンディングヘッド21は、筒状の吸着ノズル31aを有する。この吸着ノズル31aの内部は真空ポンプ等の負圧発生回路と連通しており、当該回路で負圧を発生させることにより吸着ノズル31aの先端の開口で電子部品2を吸着することで電子部品2を保持する。また、負圧を解除することで電子部品2を吸着ノズル31aから離脱させる。 The bonding head 31 conveys the electronic component 2 and mounts it on the substrate 3. Specifically, the bonding head 31 receives the electronic component 2 from the pickup device 20 at the delivery position P2, and mounts the electronic component 2 on the substrate 3 at the mounting position P3. The bonding head 31 holds the electronic component 2, and after mounting, releases the holding state and releases the electronic component 2. Specifically, the bonding head 21 has a tubular suction nozzle 31a. The inside of the suction nozzle 31a communicates with a negative pressure generating circuit such as a vacuum pump, and the electronic component 2 is sucked by the opening at the tip of the suction nozzle 31a by generating a negative pressure in the circuit. To hold. Further, by releasing the negative pressure, the electronic component 2 is separated from the suction nozzle 31a.

ボンディングヘッド31は、受け渡し位置P2と実装位置P3とを往復移動し、また、受け渡し位置P2及び実装位置P3で昇降する。換言すれば、ヘッド移動機構32は、スライド機構321、昇降機構322を有する。 The bonding head 31 reciprocates between the transfer position P2 and the mounting position P3, and moves up and down at the transfer position P2 and the mounting position P3. In other words, the head moving mechanism 32 has a slide mechanism 321 and an elevating mechanism 322.

スライド機構321は、ボンディングヘッド31を受け渡し位置P2と実装位置P3との間で直線移動させる。ここでは、スライド機構321は、X軸方向と平行に延び、支持フレーム323に固定された2本のレール321aと、レール321a上を走行するスライダ321bとを有する。なお、図示はしないが、スライド機構321は、ボンディングヘッド31をY軸方向にスライド移動させるスライド機構を有している。このスライド機構も、Y軸方向のレールとレールを走行するスライダによって構成できる。スライド機構321が、ボンディングヘッド31の吸着ノズル31aを受け渡し位置P2に移動させると、吸着ノズル31aが当該受け渡し位置P2に位置するピックアップヘッド21の吸着ノズル21aと電子部品2を介して対向する。スライド機構321が、電子部品2を保持した吸着ノズル31aを実装位置P3に移動させると、吸着ノズル31aが基板3の実装位置P3に位置付けられた実装予定位置と電子部品2を介して対向する。また、スライド機構321は、吸着ノズル32aを、後述する検査位置P4に移動させる。 The slide mechanism 321 linearly moves the bonding head 31 between the delivery position P2 and the mounting position P3. Here, the slide mechanism 321 has two rails 321a extending parallel to the X-axis direction and fixed to the support frame 323, and a slider 321b traveling on the rails 321a. Although not shown, the slide mechanism 321 has a slide mechanism that slides the bonding head 31 in the Y-axis direction. This slide mechanism can also be configured by a rail in the Y-axis direction and a slider running on the rail. When the slide mechanism 321 moves the suction nozzle 31a of the bonding head 31 to the delivery position P2, the suction nozzle 31a faces the suction nozzle 21a of the pickup head 21 located at the delivery position P2 via the electronic component 2. When the slide mechanism 321 moves the suction nozzle 31a holding the electronic component 2 to the mounting position P3, the suction nozzle 31a faces the planned mounting position positioned at the mounting position P3 of the substrate 3 via the electronic component 2. Further, the slide mechanism 321 moves the suction nozzle 32a to the inspection position P4 described later.

昇降機構322は、ボンディングヘッド31を昇降させる。ここでは、昇降させる方向は、Z軸方向と平行な方向である。具体的には、昇降機構322は、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。すなわち、サーボモータの駆動により、ボンディングヘッド31がZ軸方向に沿って昇降する。 The elevating mechanism 322 elevates and elevates the bonding head 31. Here, the direction of raising and lowering is a direction parallel to the Z-axis direction. Specifically, as the elevating mechanism 322, a ball screw mechanism driven by a servomotor can be used. That is, the bonding head 31 moves up and down along the Z-axis direction by driving the servomotor.

基板ステージ33は、基板3を載置する台である。基板ステージ33は、XY平面上をスライド移動する。 The board stage 33 is a table on which the board 3 is placed. The substrate stage 33 slides on the XY plane.

ステージ移動機構34は、基板ステージ33をXY平面上でスライド移動させる。具体的には、ステージ移動機構34は、X軸方向に基板ステージ33を移動させるX軸移動機構と、Y軸方向に基板ステージ33を移動させるY軸移動機構とを有する。X軸移動機構及びY軸移動機構は、例えば、サーボモータと、ねじ軸、ナット、ガイドレール及びスライダを含み構成されたボールねじ機構により構成される。X軸移動機構は、そのねじ軸及びガイドレールがX軸方向に延びるように設けられ、ナットがねじ軸に螺合する。このナットにはスライダを介して、基板ステージ33が固定されており、サーボモータでねじ軸を軸回転させることで、スライダがX軸方向に延びるガイドレールに沿って移動し、基板ステージ33がX軸方向に直線移動する。Y軸移動機構は、そのねじ軸及びガイドレールがY軸方向に延びるように設けられ、ナットがねじ軸に螺合する。このナットにはスライダを介して、X軸移動機構が固定されており、サーボモータでねじ軸を軸回転させることで、スライダがY軸方向に延びるガイドレールに沿って移動し、X軸移動機構とともに基板ステージ33がY軸方向に直線移動する。 The stage moving mechanism 34 slides the substrate stage 33 on the XY plane. Specifically, the stage moving mechanism 34 has an X-axis moving mechanism that moves the substrate stage 33 in the X-axis direction and a Y-axis moving mechanism that moves the substrate stage 33 in the Y-axis direction. The X-axis moving mechanism and the Y-axis moving mechanism are composed of, for example, a servomotor and a ball screw mechanism including a screw shaft, a nut, a guide rail, and a slider. The X-axis moving mechanism is provided so that its screw shaft and guide rail extend in the X-axis direction, and a nut is screwed onto the screw shaft. A board stage 33 is fixed to this nut via a slider, and by rotating the screw shaft by a servomotor, the slider moves along a guide rail extending in the X-axis direction, and the board stage 33 moves X. It moves linearly in the axial direction. The Y-axis moving mechanism is provided so that its screw shaft and guide rail extend in the Y-axis direction, and a nut is screwed onto the screw shaft. An X-axis movement mechanism is fixed to this nut via a slider, and by rotating the screw axis with a servomotor, the slider moves along a guide rail extending in the Y-axis direction, and the X-axis movement mechanism At the same time, the substrate stage 33 moves linearly in the Y-axis direction.

撮像手段35は、実装位置P3において、電子部品2のアライメントマークと基板3のアライメントマークとを撮像するカメラである。撮像手段35は、上下二視野カメラである。すなわち、図3に示すように、撮像手段35は、ボンディングヘッド31と基板ステージ33との間に進入し、上方の吸着ノズル31aに保持された電子部品2のアライメントマークと、下方の基板3の実装位置P3にある実装予定位置のアライメントマークとを撮像する。撮像手段35は、図3に示すように、電子部品2の基板3への実装前にボンディングヘッド31と基板ステージ33との間に進入し、ボンディングヘッド31による実装の際には、図4に示すように、ボンディングヘッド31と非干渉となる位置に退避する。 The imaging means 35 is a camera that images the alignment mark of the electronic component 2 and the alignment mark of the substrate 3 at the mounting position P3. The imaging means 35 is an upper and lower two-field camera. That is, as shown in FIG. 3, the imaging means 35 enters between the bonding head 31 and the substrate stage 33, and the alignment mark of the electronic component 2 held by the upper suction nozzle 31a and the lower substrate 3 The alignment mark at the planned mounting position at the mounting position P3 is imaged. As shown in FIG. 3, the imaging means 35 enters between the bonding head 31 and the substrate stage 33 before mounting the electronic component 2 on the substrate 3, and when mounted by the bonding head 31, FIG. 4 shows. As shown, it is retracted to a position where it does not interfere with the bonding head 31.

検査ユニット40は、実装後の電子部品2と基板3との位置ずれを検査する。この検査ユニット40は、高さ検出器41、撮像手段42、及び撮像手段昇降機構43を有する(図1、図2参照)。 The inspection unit 40 inspects the misalignment between the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting. The inspection unit 40 includes a height detector 41, an image pickup means 42, and an image pickup means elevating mechanism 43 (see FIGS. 1 and 2).

高さ検出器41は、ボンディングヘッド31に設けられている。高さ検出器41は、ボンディングヘッド31により電子部品2を基板3に実装した際の高さを検出する。高さ検出器41が検出する高さの検出箇所は、吸着ノズル31aの先端の高さである。この高さ検出器41は、基板ステージ33の高さを検出することもできる。つまり、高さ検出器41は、吸着ノズル31aが接触した対象物の高さを検出する。高さ検出器41としては、ボンディングヘッド31の移動量を検出するセンサと、吸着ノズル31aの対象物への接触を検知するセンサとを組み合わせることが好ましい。例えば、ボンディングヘッド31の移動量を検出するエンコーダと、ボンディングヘッド31に対する吸着ノズル31aの相対移動により対象物との接触を検知するギャップセンサを用いることができる。この場合、吸着ノズル31aの対象物との接触をギャップセンサが検知すると、ボンディングヘッド31は、吸着ノズル31aに対して僅かに移動して停止する。そして、エンコーダにより検出されるボンディングヘッド31の移動量から、ギャップセンサにより検出される吸着ノズル31aの相対移動量を差し引くことにより、対象物の高さを検出できる。接触を検知するセンサとしては、圧力センサを用いてもよい。なお、高さ検出器41に用いるセンサは、レーザ変位計以外の安価なセンサを用いることが好ましい。 The height detector 41 is provided on the bonding head 31. The height detector 41 detects the height when the electronic component 2 is mounted on the substrate 3 by the bonding head 31. The height detection location detected by the height detector 41 is the height of the tip of the suction nozzle 31a. The height detector 41 can also detect the height of the substrate stage 33. That is, the height detector 41 detects the height of the object in contact with the suction nozzle 31a. As the height detector 41, it is preferable to combine a sensor that detects the amount of movement of the bonding head 31 and a sensor that detects the contact of the suction nozzle 31a with the object. For example, an encoder that detects the amount of movement of the bonding head 31 and a gap sensor that detects contact with an object by the relative movement of the suction nozzle 31a with respect to the bonding head 31 can be used. In this case, when the gap sensor detects the contact of the suction nozzle 31a with the object, the bonding head 31 moves slightly with respect to the suction nozzle 31a and stops. Then, the height of the object can be detected by subtracting the relative movement amount of the suction nozzle 31a detected by the gap sensor from the movement amount of the bonding head 31 detected by the encoder. A pressure sensor may be used as the sensor for detecting the contact. As the sensor used in the height detector 41, it is preferable to use an inexpensive sensor other than the laser displacement meter.

撮像手段42は、実装後の電子部品2及び基板3を撮像する。具体的には、実装後の電子部品2のアライメントマーク及び基板3のアライメントマークを撮像する。撮像手段42は、1つの電子部品2につき、少なくとも2箇所のアライメントマークを撮像する。また、撮像手段42は、基板3の実装箇所1箇所につき、少なくとも2箇所のアライメントマークを撮像する。撮像手段42は、赤外線(IR)カメラ、CCDカメラ、CMOSカメラを用いることができる。本実施形態では、撮像手段42は、赤外線カメラである。この撮像手段42は、赤外線を電子部品2に透過させて電子部品2のアライメントマーク、基板3のアライメントマークを撮像する。 The imaging means 42 images the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting. Specifically, the alignment mark of the electronic component 2 and the alignment mark of the substrate 3 after mounting are imaged. The imaging means 42 images at least two alignment marks for one electronic component 2. Further, the imaging means 42 images at least two alignment marks for each mounting location of the substrate 3. As the imaging means 42, an infrared (IR) camera, a CCD camera, or a CMOS camera can be used. In this embodiment, the imaging means 42 is an infrared camera. The imaging means 42 transmits infrared rays through the electronic component 2 to image the alignment mark of the electronic component 2 and the alignment mark of the substrate 3.

撮像手段42は、レンズを有し、このレンズを通して電子部品2、基板3のアライメントマークを撮像する。このレンズは、高倍率であり被写界深度が小さい。本実施形態では、20倍のレンズであり、被写界深度は10μm以下である。 The imaging means 42 has a lens, and images the alignment marks of the electronic component 2 and the substrate 3 through the lens. This lens has a high magnification and a small depth of field. In this embodiment, the lens has a magnification of 20 and the depth of field is 10 μm or less.

撮像手段42は、検査位置P4に設けられている。すなわち、撮像手段42は、カメラの光軸が検査位置P4に一致するように基板ステージ33の上方に設けられている。検査位置P4は、実装後の電子部品2及び基板3を撮像手段42により撮像することで当該電子部品2と当該基板3との位置ずれ、すなわち、実装後の電子部品2のアライメントマークと基板3のアライメントマークとの位置ずれを検査する位置である。この位置ずれは、電子部品2及び基板3の各アライメントマークをXY平面に投影した時の位置ずれである。本実施形態では、検査位置P4は、固定された位置である。 The imaging means 42 is provided at the inspection position P4. That is, the image pickup means 42 is provided above the substrate stage 33 so that the optical axis of the camera coincides with the inspection position P4. The inspection position P4 is a positional deviation between the electronic component 2 and the substrate 3 by imaging the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting by the imaging means 42, that is, the alignment mark of the electronic component 2 after mounting and the substrate 3 It is a position to inspect the misalignment with the alignment mark of. This misalignment is the misalignment when the alignment marks of the electronic component 2 and the substrate 3 are projected onto the XY plane. In the present embodiment, the inspection position P4 is a fixed position.

撮像手段昇降機構43は、撮像手段42を昇降させる。ここでは、昇降させる方向は、Z軸方向と平行な方向、つまり、検査位置P4に位置する実装後の電子部品2に対して進退する方向である。撮像手段昇降機構43は、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。すなわち、サーボモータの駆動により、撮像手段42がZ軸方向に沿って昇降する。 The image pickup means elevating mechanism 43 raises and lowers the image pickup means 42. Here, the ascending / descending direction is a direction parallel to the Z-axis direction, that is, a direction of advancing / retreating with respect to the mounted electronic component 2 located at the inspection position P4. As the image pickup means elevating mechanism 43, a ball screw mechanism driven by a servomotor can be used. That is, the image pickup means 42 moves up and down along the Z-axis direction by driving the servomotor.

撮像手段昇降機構43は、高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さに基づいて、撮像手段42を高さ方向に移動させる。すなわち、実装後の電子部品2のアライメントマーク又は基板3のアライメントマークが撮像手段42により認識可能な程度にピントを合わせる。換言すれば、撮像手段昇降機構43は、高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さに基づいて、撮像対象となる実装後の電子部品2のアライメントマーク又は基板3のアライメントマークが、撮像手段42のレンズの被写界深度に収まるように、撮像手段42の高さを調節する。この高さの調節は、後述する昇降機構制御部57が撮像手段昇降機構43を制御することにより行われる。基板3に実装された電子部品2と基板3のアライメントマークの対向距離、つまり、高さ方向の離間距離は、撮像手段42のレンズの被写界深度を超えている。そのため、撮像手段昇降機構43は、電子部品2のアライメントマークを撮像する場合と、基板3のアライメントマークを撮像する場合は、撮像手段42の高さを切り替える。 The image pickup means elevating mechanism 43 moves the image pickup means 42 in the height direction based on the height of the bonding head 31 detected by the height detection unit 41. That is, the alignment mark of the electronic component 2 or the alignment mark of the substrate 3 after mounting is focused to the extent that it can be recognized by the imaging means 42. In other words, in the image pickup means elevating mechanism 43, the alignment mark of the mounted electronic component 2 or the alignment mark of the substrate 3 to be imaged is set based on the height of the bonding head 31 detected by the height detection unit 41. The height of the imaging means 42 is adjusted so as to be within the depth of field of the lens of the imaging means 42. This height adjustment is performed by the elevating mechanism control unit 57, which will be described later, controlling the imaging means elevating mechanism 43. The facing distance between the electronic component 2 mounted on the substrate 3 and the alignment mark of the substrate 3, that is, the separation distance in the height direction exceeds the depth of field of the lens of the imaging means 42. Therefore, the image pickup means elevating mechanism 43 switches the height of the image pickup means 42 when the alignment mark of the electronic component 2 is imaged and when the alignment mark of the substrate 3 is imaged.

撮像手段昇降機構43は、ステージ移動機構34により実装位置P3の電子部品2が検査位置P4に移動した際の電子部品2の高さ変動量を含めたボンディングヘッド31の高さに基づいて、撮像手段42の高さを調節する。 The image pickup means elevating mechanism 43 takes an image based on the height of the bonding head 31 including the amount of height fluctuation of the electronic component 2 when the electronic component 2 at the mounting position P3 moves to the inspection position P4 by the stage moving mechanism 34. Adjust the height of the means 42.

制御装置50は、供給装置10、ピックアップ装置20、実装装置30、検査ユニット40の起動、停止、速度、動作タイミング等を制御する。制御装置50は、例えば、専用の電子回路又は所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。制御装置50には、作業員が制御に必要な指示や情報を入力する入力装置、装置の状態を確認するための出力装置が接続されている。 The control device 50 controls the start, stop, speed, operation timing, and the like of the supply device 10, the pickup device 20, the mounting device 30, and the inspection unit 40. The control device 50 can be realized by, for example, a dedicated electronic circuit, a computer operating with a predetermined program, or the like. The control device 50 is connected to an input device for inputting instructions and information necessary for the operator to control, and an output device for checking the state of the device.

図5は、制御装置50の機能ブロック図である。図5に示すように、制御装置50は、供給装置制御部51、ピックアップヘッド制御部52、ボンディングヘッド制御部53、基板ステージ制御部54、記憶部55、高さ算出部56、昇降機構制御部57、撮像手段制御部58、及び判定部59を有している。 FIG. 5 is a functional block diagram of the control device 50. As shown in FIG. 5, the control device 50 includes a supply device control unit 51, a pickup head control unit 52, a bonding head control unit 53, a board stage control unit 54, a storage unit 55, a height calculation unit 56, and an elevating mechanism control unit. It has 57, an image pickup means control unit 58, and a determination unit 59.

供給装置制御部51は、供給ステージ11に載置されたシート12上の供給対象となる電子部品2が供給位置P1に位置するように供給ステージ11の移動を制御する。 The supply device control unit 51 controls the movement of the supply stage 11 so that the electronic component 2 to be supplied on the sheet 12 mounted on the supply stage 11 is located at the supply position P1.

ピックアップヘッド制御部52は、ピックアップ装置20の動作を制御する。具体的には、ピックアップヘッド制御部52は、吸着ノズル21a内に連通した負圧発生回路を制御し、電子部品2の保持及び離脱を制御する。また、ピックアップヘッド制御部52は、ピックアップヘッド21の移動、つまりヘッド移動機構22の動作を制御する。 The pickup head control unit 52 controls the operation of the pickup device 20. Specifically, the pickup head control unit 52 controls the negative pressure generation circuit communicating with the suction nozzle 21a, and controls the holding and detachment of the electronic component 2. Further, the pickup head control unit 52 controls the movement of the pickup head 21, that is, the operation of the head movement mechanism 22.

ボンディングヘッド制御部53は、ボンディングヘッド31の移動、つまりヘッド移動機構32の動作を制御する。基板ステージ制御部54は、ステージ移動機構34の動作を制御する。 The bonding head control unit 53 controls the movement of the bonding head 31, that is, the operation of the head moving mechanism 32. The board stage control unit 54 controls the operation of the stage moving mechanism 34.

記憶部55は、HDD又はSSD等の記録媒体である。記憶部55には、システムの動作に必要なデータ、プログラムが予め記憶され、システムの動作に必要なデータを記憶する。 The storage unit 55 is a recording medium such as an HDD or SSD. Data and programs required for system operation are stored in advance in the storage unit 55, and data necessary for system operation is stored in the storage unit 55.

例えば、記憶部55は、高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さを記憶する。また、記憶部55には、電子部品2の厚み、基板3の厚みが予め記憶されている。電子部品2の厚みは、サンプルの電子部品2の厚みを予め測定した値でも良いし、複数の電子部品2の平均の厚みとしても良い。基板3の厚みは、基板3の任意の箇所の厚みを測定した値でも良いし、基板3の複数箇所の厚みの平均であっても良い。記憶部55には、撮像手段42のレンズの倍率、焦点距離、被写界深度等が記憶されている。 For example, the storage unit 55 stores the height of the bonding head 31 detected by the height detection unit 41. Further, the thickness of the electronic component 2 and the thickness of the substrate 3 are stored in advance in the storage unit 55. The thickness of the electronic component 2 may be a value obtained by measuring the thickness of the sample electronic component 2 in advance, or may be the average thickness of the plurality of electronic components 2. The thickness of the substrate 3 may be a value obtained by measuring the thickness of an arbitrary portion of the substrate 3, or may be the average of the thicknesses of a plurality of locations of the substrate 3. The storage unit 55 stores the magnification, focal length, depth of field, and the like of the lens of the imaging means 42.

記憶部55には、基板ステージ33上の各位置が実装位置P3に位置するときの各位置の高さが記憶されている。この基板ステージ33上の各位置とは、基板ステージ33の所定の位置に基板3が載置された場合に、基板3に実装される電子部品2の実装予定位置に対応する位置(以下、「実装予定対応位置」ともいう。)である。実装予定対応位置は、例えば、基板ステージ33がXY平面と平行に配置され、この基板ステージ33上の所定位置に基板3が配置された場合に、基板3の実装予定位置を、基板ステージ33にZ軸方向に投影した位置である。 The storage unit 55 stores the height of each position when each position on the substrate stage 33 is located at the mounting position P3. Each position on the board stage 33 means a position corresponding to a planned mounting position of the electronic component 2 mounted on the board 3 when the board 3 is mounted at a predetermined position on the board stage 33 (hereinafter, "" It is also called "the position corresponding to the planned mounting"). For example, when the board stage 33 is arranged parallel to the XY plane and the board 3 is arranged at a predetermined position on the board stage 33, the planned mounting position of the board 3 is set to the board stage 33. This is the position projected in the Z-axis direction.

この実装予定対応位置の測定方法は、例えば、次の通りである。すなわち、基板ステージ33の実装予定対応位置を実装位置P3に移動させ、実装位置P3に位置するボンディングヘッド31を下降させて先端(つまり吸着ノズル31aの先端)を基板ステージ33上に当接させる。この当接したときのボンディングヘッド31の高さを高さ検出部41により検出する。上記の通り、この高さを吸着ノズル31aの先端で検出するため、基板ステージ33の実装予定対応位置の高さを測定することができる。このような手順で基板ステージ33上の各実装予定対応位置の高さを測定することで、実装予定対応位置と当該位置の基板ステージ33の高さが対応付けられた基板ステージ33の高さマップを得ることができる。この高さマップが、基板ステージ33上の各位置が実装位置P3に位置する時の各位置の高さとして記憶部55に記憶される。この高さマップは、基板ステージ33の平坦度のバラツキ、より具体的には、基板ステージ33表面のZ軸方向のうねりが反映されたものである。すなわち、基板ステージ33は、ステージ移動機構34に支持され、ステージ移動機構34は、例えば、X軸方向に沿うガイドレール、Y軸方向に沿うガイドレールを備えている。このようなガイドレールは、加工精度や組み付け精度に起因するうねり、歪みを有する場合がある。この場合、これによってガイドされる基板ステージ33は、その移動時に上下変動を生じることがある。このような上下変動の大きさは、一般的に、移動距離が大きくなるほど大きくなる傾向がある。つまり、移動距離によっては上下変動の大きさが撮像手段42の被写界深度(例えば、10μm)を越えてしまうことも考えられる。そこで、本実施形態では、このような高さマップを作成する。 For example, the method for measuring the position corresponding to the planned mounting is as follows. That is, the position corresponding to the planned mounting of the board stage 33 is moved to the mounting position P3, and the bonding head 31 located at the mounting position P3 is lowered to bring the tip (that is, the tip of the suction nozzle 31a) into contact with the board stage 33. The height of the bonding head 31 at the time of contact is detected by the height detecting unit 41. As described above, since this height is detected at the tip of the suction nozzle 31a, the height of the board stage 33 at the position corresponding to the planned mounting can be measured. By measuring the height of each planned mounting position on the board stage 33 by such a procedure, a height map of the board stage 33 in which the planned mounting position and the height of the board stage 33 at the position are associated with each other. Can be obtained. This height map is stored in the storage unit 55 as the height of each position when each position on the substrate stage 33 is located at the mounting position P3. This height map reflects the variation in the flatness of the substrate stage 33, more specifically, the undulation of the surface of the substrate stage 33 in the Z-axis direction. That is, the substrate stage 33 is supported by the stage moving mechanism 34, and the stage moving mechanism 34 includes, for example, a guide rail along the X-axis direction and a guide rail along the Y-axis direction. Such a guide rail may have waviness or distortion due to processing accuracy or assembly accuracy. In this case, the substrate stage 33 guided by this may fluctuate up and down during its movement. Generally, the magnitude of such vertical fluctuation tends to increase as the moving distance increases. That is, it is conceivable that the magnitude of the vertical fluctuation exceeds the depth of field (for example, 10 μm) of the imaging means 42 depending on the moving distance. Therefore, in the present embodiment, such a height map is created.

記憶部55には、基板ステージ33上の各位置が実装位置P3から検査位置P4に移動した場合に生じる基板ステージ33の高さ変動量が、基板ステージ33上の各位置と対応付けられた高さ変動マップが予め記憶されている。基板ステージ33上の各位置とは、実装予定対応位置である。実装予定対応位置は、例えば、基板ステージ33がXY平面と平行に配置され、この基板ステージ33上の所定位置に基板3が配置された場合に、基板3の実装予定位置を、基板ステージ33にZ軸方向に投影した位置である。 In the storage unit 55, the height fluctuation amount of the substrate stage 33 generated when each position on the substrate stage 33 moves from the mounting position P3 to the inspection position P4 is the height associated with each position on the substrate stage 33. The fluctuation map is stored in advance. Each position on the board stage 33 is a position corresponding to the planned mounting. For example, when the board stage 33 is arranged parallel to the XY plane and the board 3 is arranged at a predetermined position on the board stage 33, the planned mounting position of the board 3 is set to the board stage 33. This is the position projected in the Z-axis direction.

高さ変動マップは、次のように測定することができる。すなわち、基板ステージ33の電子部品2の実装予定対応位置を、実装位置P3に位置させる。また、ボンディングヘッド31を実装位置P3に位置させる。そして、実装位置P3において、ボンディングヘッド31の先端(つまり吸着ノズル31aの先端)を基板ステージ33上に当接させる。この当接したときのボンディングヘッド31の高さ(以下、「実装位置高さ」ともいう。)を高さ検出部41により検出する。次に、実装予定対応位置が検査位置P4に来るように基板ステージ33を移動させる。また、ボンディングヘッド31を検査位置P4に移動させる。そして、検査位置P4において、ボンディングヘッド31の先端(つまり吸着ノズル31aの先端)を基板ステージ33上に当接させる。この当接したときのボンディングヘッド31の高さ(以下、「検査位置高さ」ともいう。)を高さ検出部41により検出する。この検査位置高さと実装位置高さの差分が、検査位置P4から実装位置P3に移動したことによる高さ変動量である。この高さ変動量は、上記のように、XY平面上を移動させるステージ移動機構34のガイドレール等のうねり、歪み等に起因する。ステージ移動機構34はXY平面上と平行に移動することが理想であるが、例えば、ガイドレール等の上下のうねり、歪み等によりXY平面上の平行な移動からずれる場合がある。上記のように、実装予定対応位置毎に上記の測定を行って、高さ変動マップを得ることができる。なお、検査位置P4において、ボンディングヘッド31が検査位置高さを検出する場合、撮像手段42を上昇させて、ボンディングヘッド31から退避させておく。または、撮像手段42を取り付ける前に、ボンディングヘッド31によって、検査位置高さを検出しておくようにする。 The height variation map can be measured as follows. That is, the planned mounting position of the electronic component 2 on the board stage 33 is positioned at the mounting position P3. Further, the bonding head 31 is positioned at the mounting position P3. Then, at the mounting position P3, the tip of the bonding head 31 (that is, the tip of the suction nozzle 31a) is brought into contact with the substrate stage 33. The height of the bonding head 31 at the time of contact (hereinafter, also referred to as “mounting position height”) is detected by the height detecting unit 41. Next, the substrate stage 33 is moved so that the mounting scheduled corresponding position comes to the inspection position P4. Further, the bonding head 31 is moved to the inspection position P4. Then, at the inspection position P4, the tip of the bonding head 31 (that is, the tip of the suction nozzle 31a) is brought into contact with the substrate stage 33. The height of the bonding head 31 at the time of contact (hereinafter, also referred to as “inspection position height”) is detected by the height detecting unit 41. The difference between the inspection position height and the mounting position height is the amount of height fluctuation due to the movement from the inspection position P4 to the mounting position P3. As described above, this height fluctuation amount is caused by the swell, distortion, and the like of the guide rail and the like of the stage moving mechanism 34 that moves on the XY plane. Ideally, the stage moving mechanism 34 moves in parallel with the XY plane, but it may deviate from the parallel movement on the XY plane due to, for example, vertical swelling or distortion of the guide rail or the like. As described above, the height variation map can be obtained by performing the above measurement for each position corresponding to the planned mounting. When the bonding head 31 detects the height of the inspection position at the inspection position P4, the imaging means 42 is raised and retracted from the bonding head 31. Alternatively, the height of the inspection position is detected by the bonding head 31 before the imaging means 42 is attached.

高さ算出部56は、実装位置P3において高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さから、検査位置P4における実装後の電子部品2のアライメントマークの高さ、及び、基板3のアライメントマークの高さを算出する。本実施形態では、図6に示すように、電子部品2が基板3にフェイスダウン実装される例で説明する。図6に示すように、電子部品2のアライメントマーク2aは、バンプが設けられた面に設けられており、フェイスダウン実装により、基板3と対向する。基板3のアライメントマーク3aは、基板ステージ33とは反対側の面である電子部品2が実装される面に設けられている。フェイスダウン実装により、電子部品2及び基板3のアライメントマーク2a、3aが設けられた箇所が、Z軸方向に重なり合う。 The height calculation unit 56 determines the height of the alignment mark of the electronic component 2 after mounting at the inspection position P4 and the alignment of the substrate 3 from the height of the bonding head 31 detected by the height detection unit 41 at the mounting position P3. Calculate the height of the mark. In this embodiment, as shown in FIG. 6, an example in which the electronic component 2 is face-down mounted on the substrate 3 will be described. As shown in FIG. 6, the alignment mark 2a of the electronic component 2 is provided on the surface on which the bump is provided, and faces the substrate 3 by face-down mounting. The alignment mark 3a of the substrate 3 is provided on the surface on which the electronic component 2 is mounted, which is the surface opposite to the substrate stage 33. By face-down mounting, the locations where the alignment marks 2a and 3a of the electronic component 2 and the substrate 3 are provided overlap each other in the Z-axis direction.

高さ算出部56は、実装位置P3において高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さと、電子部品2の厚みとから、電子部品2のアライメントマーク2aの高さを算出する。具体的には、高さ算出部56は、記憶部55から、当該記憶部55に記憶された実装位置P3におけるボンディングヘッド31の高さと電子部品2の厚みを読み出す。このボンディングヘッド31の高さは、上述したように、例えば、吸着ノズル31aの先端であるから、吸着する電子部品2の上面の高さに等しい。したがって、高さ算出部56は、このボンディングヘッド31の高さから電子部品2の厚みを減算することで、アライメントマーク2aの高さを算出する。 The height calculation unit 56 calculates the height of the alignment mark 2a of the electronic component 2 from the height of the bonding head 31 detected by the height detection unit 41 at the mounting position P3 and the thickness of the electronic component 2. Specifically, the height calculation unit 56 reads out from the storage unit 55 the height of the bonding head 31 and the thickness of the electronic component 2 at the mounting position P3 stored in the storage unit 55. As described above, the height of the bonding head 31 is, for example, the tip of the suction nozzle 31a, and is therefore equal to the height of the upper surface of the electronic component 2 to be sucked. Therefore, the height calculation unit 56 calculates the height of the alignment mark 2a by subtracting the thickness of the electronic component 2 from the height of the bonding head 31.

高さ算出部56は、実装位置P3に位置する基板ステージ33上の実装予定対応位置の高さと基板3の厚みとから、基板3のアライメントマーク3aの高さを算出する。具体的には、高さ算出部56は、記憶部55から、当該記憶部55に記憶された実装位置P3に位置する基板ステージ33上の実装予定対応位置の高さと、基板3の厚みを読み出し、前者に後者を加算することで、アライメントマーク3aの高さを算出する。なお、実装後のバンプの高さ、つまり、基板3の上面と電子部品2の下面との間の間隔を所望の値で一定となるようにコントロールできる場合は、バンプの高さをボンディングヘッド31の高さから減算することによって、アライメントマーク3aの高さを算出してもよい。 The height calculation unit 56 calculates the height of the alignment mark 3a of the substrate 3 from the height of the mounting schedule corresponding position on the substrate stage 33 located at the mounting position P3 and the thickness of the substrate 3. Specifically, the height calculation unit 56 reads out from the storage unit 55 the height of the mounting schedule corresponding position on the board stage 33 located at the mounting position P3 stored in the storage unit 55 and the thickness of the board 3. , The height of the alignment mark 3a is calculated by adding the latter to the former. When the height of the bump after mounting, that is, the distance between the upper surface of the substrate 3 and the lower surface of the electronic component 2 can be controlled to be constant at a desired value, the height of the bump is set to the bonding head 31. The height of the alignment mark 3a may be calculated by subtracting from the height of.

また、高さ算出部56は、記憶部55から高さ変動マップを読み出し、アライメントマーク2a、3aの高さに、高さ変動マップから読み出した、実装位置P3から検査位置P4に移動させる際に生じる基板ステージ33の高さ変動量を加算しても良い。実装位置P3から検査位置P4に移動しても、アライメントマーク2a、3aの高さが変動しない場合(つまり水平移動する場合)、又は、変動があってもアライメントマーク2a、3aの高さが撮像手段42の被写界深度に収まる場合は、基板ステージ33の高さ変動量を考慮しなくて良い。例えば、基板ステージ33のうねり等に起因する上下変動の大きさが撮像手段42の被写界深度よりも小さい値である場合などである。 Further, when the height calculation unit 56 reads the height fluctuation map from the storage unit 55 and moves it to the height of the alignment marks 2a and 3a from the mounting position P3 read from the height fluctuation map to the inspection position P4. The height fluctuation amount of the resulting substrate stage 33 may be added. If the heights of the alignment marks 2a and 3a do not change (that is, if they move horizontally) even if they move from the mounting position P3 to the inspection position P4, or if they move, the heights of the alignment marks 2a and 3a are imaged. When the depth of field of the means 42 is within the range, it is not necessary to consider the amount of height variation of the substrate stage 33. For example, there is a case where the magnitude of the vertical fluctuation caused by the waviness of the substrate stage 33 is smaller than the depth of field of the imaging means 42.

昇降機構制御部57は、撮像手段昇降機構43を制御する制御部である。例えば、昇降機構制御部57は、撮像手段昇降機構43を制御することにより、高さ算出部56で算出したアライメントマーク2a、3aの高さに基づいて撮像手段42の高さを調節する。 The elevating mechanism control unit 57 is a control unit that controls the image pickup means elevating mechanism 43. For example, the elevating mechanism control unit 57 adjusts the height of the image pickup means 42 based on the heights of the alignment marks 2a and 3a calculated by the height calculation unit 56 by controlling the image pickup means elevating mechanism 43.

撮像手段制御部58は、撮像手段42の動作を制御する。例えば、撮像手段42の起動、停止、撮像、撮像タイミングを制御する。 The image pickup means control unit 58 controls the operation of the image pickup means 42. For example, the start, stop, imaging, and imaging timing of the imaging means 42 are controlled.

判定部59は、撮像手段42によって得た電子部品2のアライメントマーク2aの撮像結果と基板3のアライメントマーク3aの撮像結果から、各アライメントマーク2a、3aの位置ずれを判定する。図7は、電子部品2のアライメントマーク2aと基板3のアライメントマーク3aとの位置が合っている、つまり正常に位置決めがなされている状態を示す図である。図8は、電子部品2のアライメントマーク2aと基板3のアライメントマーク3aとの位置がずれている状態を示す図である。 The determination unit 59 determines the positional deviation of each of the alignment marks 2a and 3a from the imaging result of the alignment mark 2a of the electronic component 2 and the imaging result of the alignment mark 3a of the substrate 3 obtained by the imaging means 42. FIG. 7 is a diagram showing a state in which the alignment mark 2a of the electronic component 2 and the alignment mark 3a of the substrate 3 are aligned, that is, the positioning is normally performed. FIG. 8 is a diagram showing a state in which the alignment mark 2a of the electronic component 2 and the alignment mark 3a of the substrate 3 are misaligned.

位置ずれの判定方法としては、例えば、判定部59は、電子部品2のアライメントマーク2aの撮像結果と基板3のアライメントマーク3aの撮像結果を重ね合わせ、アライメントマーク2a、3aの中心間の距離を算出する。判定部59は、算出した距離が所定の閾値以内であれば、位置合わせが良好な実装と判定し、算出した距離が所定の閾値を超えている場合は、位置合わせ不良の実装と判定する。位置合わせ不良と判定した場合は、制御装置50に接続された表示装置又はスピーカなどの報知手段により作業員に報知する。 As a method of determining the misalignment, for example, the determination unit 59 superimposes the imaging result of the alignment mark 2a of the electronic component 2 and the imaging result of the alignment mark 3a of the substrate 3 to determine the distance between the centers of the alignment marks 2a and 3a. calculate. If the calculated distance is within a predetermined threshold value, the determination unit 59 determines that the mounting is good in alignment, and if the calculated distance exceeds the predetermined threshold value, it determines that the mounting is poorly aligned. When it is determined that the alignment is poor, the worker is notified by a notification means such as a display device or a speaker connected to the control device 50.

(作用)
実施形態に係る電子部品実装システム及び実装装置30の作用について説明する。図9は、電子部品実装システムの動作フローチャートの一例である。供給ステージ11には、電子部品2がアレイ状に配置されたシート12が予め載置され、基板ステージ33には、電子部品2の実装対象となる基板3が予め載置されている。また、シート12上の電子部品2はバンプが上を向いたフェイスアップの状態で載置されているものとする。
(Action)
The operation of the electronic component mounting system and the mounting device 30 according to the embodiment will be described. FIG. 9 is an example of an operation flowchart of the electronic component mounting system. A sheet 12 in which the electronic components 2 are arranged in an array is mounted on the supply stage 11 in advance, and a substrate 3 to be mounted on the electronic components 2 is mounted on the substrate stage 33 in advance. Further, it is assumed that the electronic component 2 on the sheet 12 is placed in a face-up state in which the bumps face upward.

図9に示すように、まず、供給装置10により、シート12上の供給対象の電子部品2を供給位置P1に移動させる(ステップS01)。ヘッド移動機構22によりピックアップヘッド21を供給位置P1に移動させ、供給位置P1にある電子部品2をピックアップし(ステップS02)、受け渡し位置P2でボンディングヘッド31に電子部品2を受け渡す(ステップS03)。すなわち、ピックアップヘッド21は受け渡し位置P2に移動すると反転装置により電子部品2を180°反転させる。これにより、ボンディングヘッド31と電子部品2が対面し、受け渡される。これにより、電子部品2は、アライメントマーク2aが下方に向けられた状態でボンディングヘッド31に保持される。 As shown in FIG. 9, first, the supply device 10 moves the electronic component 2 to be supplied on the sheet 12 to the supply position P1 (step S01). The head moving mechanism 22 moves the pickup head 21 to the supply position P1, picks up the electronic component 2 at the supply position P1 (step S02), and delivers the electronic component 2 to the bonding head 31 at the delivery position P2 (step S03). .. That is, when the pickup head 21 moves to the delivery position P2, the electronic component 2 is inverted by 180 ° by the inversion device. As a result, the bonding head 31 and the electronic component 2 face each other and are delivered. As a result, the electronic component 2 is held by the bonding head 31 with the alignment mark 2a facing downward.

ボンディングヘッド31を、スライド機構321により、実装位置P3に移動させる(ステップS04)。一方、ステージ移動機構34により、基板ステージ33を移動させ、基板3の実装予定位置を実装位置P3に移動させる(ステップS05)。 The bonding head 31 is moved to the mounting position P3 by the slide mechanism 321 (step S04). On the other hand, the stage moving mechanism 34 moves the board stage 33 and moves the planned mounting position of the board 3 to the mounting position P3 (step S05).

このように、電子部品2と基板3の実装予定位置が実装位置P3に移動した後、ボンディングヘッド31と基板3との間に上下二視野カメラである撮像手段35を進出させ、上方に位置する電子部品2のアライメントマーク2aと、下方に位置する基板3の実装予定位置のアライメントマーク3aとを撮像し、電子部品2と基板3の実装予定位置との位置合わせを行う(ステップS06)。 In this way, after the planned mounting positions of the electronic component 2 and the board 3 are moved to the mounting position P3, the image pickup means 35, which is a vertical two-view camera, is advanced between the bonding head 31 and the board 3 and is located above. The alignment mark 2a of the electronic component 2 and the alignment mark 3a of the planned mounting position of the substrate 3 located below are imaged, and the alignment mark 3a of the electronic component 2 and the planned mounting position of the substrate 3 is aligned (step S06).

位置合わせの後、昇降機構322によりボンディングヘッド31を下降させ、電子部品2を基板3の実装予定位置に当接させて実装する(ステップS07)。この実装の際、電子部品2が基板3に当接しているときのボンディングヘッド31の高さを高さ検出部41により検出する(ステップS08)。この高さは記憶部55に記憶される。実装後のボンディングヘッド31は、当該電子部品2の保持を解除し、次の電子部品2を受け取るために受け渡し位置P2に戻る。なお、実装時の加圧によってバンプが潰れるため、実装完了時のボンディングヘッド31の高さは、電子部品2が実装予定位置に当接したときよりも下がることがある。このため、実装が完了してボンディングヘッド31を上昇させる直前の高さを測定することにより、より正確な高さ検出ができる。つまり、上述したボンディングヘッド31の高さの検出は、実装が完了してボンディングヘッド31を上昇させる直前の高さを測定している。 After the alignment, the bonding head 31 is lowered by the elevating mechanism 322, and the electronic component 2 is brought into contact with the planned mounting position of the substrate 3 for mounting (step S07). At the time of this mounting, the height of the bonding head 31 when the electronic component 2 is in contact with the substrate 3 is detected by the height detecting unit 41 (step S08). This height is stored in the storage unit 55. The bonding head 31 after mounting releases the holding of the electronic component 2 and returns to the delivery position P2 in order to receive the next electronic component 2. Since the bumps are crushed by the pressurization during mounting, the height of the bonding head 31 at the completion of mounting may be lower than when the electronic component 2 comes into contact with the planned mounting position. Therefore, more accurate height detection can be performed by measuring the height immediately before the mounting is completed and the bonding head 31 is raised. That is, in the above-mentioned detection of the height of the bonding head 31, the height immediately before the mounting is completed and the bonding head 31 is raised is measured.

電子部品2を基板3に実装した後、この実装位置P3の電子部品2をステージ移動機構34により検査位置P4に移動させる(ステップS09)。高さ算出部56により、電子部品2及び基板3のアライメントマーク2a、3aの高さを算出する(ステップS10)。 After mounting the electronic component 2 on the substrate 3, the electronic component 2 at the mounting position P3 is moved to the inspection position P4 by the stage moving mechanism 34 (step S09). The height calculation unit 56 calculates the heights of the alignment marks 2a and 3a of the electronic component 2 and the substrate 3 (step S10).

すなわち、高さ算出部56により、記憶部55から実装の際のボンディングヘッド31の高さを読み出し、当該高さに基づいて電子部品2のアライメントマーク2aの高さを算出し、また、記憶部55から実装位置P3に位置する基板ステージ33上の実装予定対応位置の高さと、基板3の厚みを読み出し、当該高さと厚みを加算することで、基板3のアライメントマーク3aの高さを算出する。また、本実施形態では、高さ算出部56は、記憶部55から高さ変動マップを読み出し、アライメントマーク2a、3aの高さに、高さ変動マップから読み出した実装位置P3から検査位置P4に移動させる際に生じる基板ステージ33の高さ変動量を加算して得た高さをアライメントマーク2a、3aの高さとする。 That is, the height calculation unit 56 reads out the height of the bonding head 31 at the time of mounting from the storage unit 55, calculates the height of the alignment mark 2a of the electronic component 2 based on the height, and also stores the storage unit 2. The height of the alignment mark 3a of the substrate 3 is calculated by reading out the height of the mounting schedule corresponding position on the substrate stage 33 located at the mounting position P3 from 55 and the thickness of the substrate 3 and adding the height and the thickness. .. Further, in the present embodiment, the height calculation unit 56 reads the height fluctuation map from the storage unit 55, and at the heights of the alignment marks 2a and 3a, from the mounting position P3 read from the height fluctuation map to the inspection position P4. The height obtained by adding the height fluctuation amount of the substrate stage 33 generated when the substrate stage 33 is moved is defined as the height of the alignment marks 2a and 3a.

なお、アライメントマーク2a、3aの高さの算出は、ステップS09の実装位置P3から検査位置P4へ電子部品2を移動させている間に行っても良い。 The heights of the alignment marks 2a and 3a may be calculated while the electronic component 2 is being moved from the mounting position P3 in step S09 to the inspection position P4.

次に、昇降機構制御部57により、アライメントマーク2a、3aの高さに基づいて、撮像手段昇降機構43を制御し、撮像手段42の高さを調節し(ステップS11)、アライメントマーク2a、3aを撮像する(ステップS12)。これにより、アライメントマーク2a、3aがレンズの被写界深度に収まり、ピントが合う。但し、アライメントマーク2a、3a間の距離は、当該被写界深度を超えた距離になっているので、撮像手段42の高さ調整及びアライメントマーク2a、3aの撮像は別々に行う。 Next, the elevating mechanism control unit 57 controls the imaging means elevating mechanism 43 based on the heights of the alignment marks 2a and 3a, adjusts the height of the imaging means 42 (step S11), and aligns the alignment marks 2a and 3a. Is imaged (step S12). As a result, the alignment marks 2a and 3a are within the depth of field of the lens and are in focus. However, since the distance between the alignment marks 2a and 3a exceeds the depth of field, the height adjustment of the imaging means 42 and the imaging of the alignment marks 2a and 3a are performed separately.

すなわち、撮像手段昇降機構43が、電子部品2のアライメントマーク2aの高さに基づいて撮像手段42の高さを調節した場合には、図10に示すように、アライメントマーク2aにピントが合い、アライメントマーク3aにはピントが合わずぼやけた画像が得られる。一方、撮像手段昇降機構43が、基板3のアライメントマーク3aの高さに基づいて撮像手段42の高さを調節した場合には、図11に示すように、アライメントマーク3aにピントが合い、アライメントマーク2aにはピントが合わずぼやけた画像が得られる。 That is, when the image pickup means elevating mechanism 43 adjusts the height of the image pickup means 42 based on the height of the alignment mark 2a of the electronic component 2, the alignment mark 2a is in focus as shown in FIG. The alignment mark 3a is out of focus and a blurred image can be obtained. On the other hand, when the image pickup means elevating mechanism 43 adjusts the height of the image pickup means 42 based on the height of the alignment mark 3a of the substrate 3, as shown in FIG. 11, the alignment mark 3a is in focus and the alignment is aligned. The mark 2a is out of focus and a blurred image can be obtained.

アライメントマーク2a、3aの撮像は、1つの電子部品2について、少なくとも二箇所で行う。電子部品2が矩形状である場合、例えば、対角位置のアライメントマーク2a、3aを撮像する。例えば、撮像手段42の視点から見て、左上の隅のアライメントマーク2aを撮像するために、ステージ移動機構34により、対象となる実装後の電子部品2の左上の隅が検査位置P4に来るように基板ステージ33を移動させ、撮像手段42の高さを調整し、アライメントマーク2aを撮像する。そして、このアライメントマーク2aと対になるアライメントマーク3aの高さに基づいて撮像手段昇降機構43により撮像手段42の高さを調節し、当該アライメントマーク3aを撮像する。そして、右下の隅のアライメントマーク3aを撮像するために、ステージ移動機構34により、対象となる実装後の電子部品2の右下の隅が検査位置P4に来るように基板ステージ33を移動させる。これにより、右下の隅のアライメントマーク3aが被写界深度に収まるため、撮像手段42により撮像する。その後、右下の隅のアライメントマーク2aを撮像するために、アライメントマーク2aの高さに基づいて、撮像手段昇降機構43により撮像手段42の高さを調節し、撮像手段42により右下隅のアライメントマーク2aを撮像する。 The alignment marks 2a and 3a are imaged at at least two places for one electronic component 2. When the electronic component 2 has a rectangular shape, for example, the alignment marks 2a and 3a at diagonal positions are imaged. For example, in order to image the alignment mark 2a in the upper left corner when viewed from the viewpoint of the imaging means 42, the stage moving mechanism 34 ensures that the upper left corner of the target electronic component 2 after mounting comes to the inspection position P4. The substrate stage 33 is moved to, the height of the imaging means 42 is adjusted, and the alignment mark 2a is imaged. Then, the height of the imaging means 42 is adjusted by the imaging means elevating mechanism 43 based on the height of the alignment mark 3a paired with the alignment mark 2a, and the alignment mark 3a is imaged. Then, in order to image the alignment mark 3a in the lower right corner, the stage moving mechanism 34 moves the substrate stage 33 so that the lower right corner of the target electronic component 2 after mounting comes to the inspection position P4. .. As a result, the alignment mark 3a in the lower right corner falls within the depth of field, so that the image pickup means 42 takes an image. After that, in order to image the alignment mark 2a in the lower right corner, the height of the imaging means 42 is adjusted by the imaging means elevating mechanism 43 based on the height of the alignment mark 2a, and the alignment of the lower right corner by the imaging means 42. The mark 2a is imaged.

次に、得られた画像から、判定部59により、実装後の電子部品2と基板3の位置ずれを判定する(ステップS13)。位置ずれが許容できる範囲、すなわち位置合わせ良好と判定した場合は(ステップS13のYES)、ステップS01に戻って、次の電子部品2の実装に移る。ステップS01〜S13を繰り返し、供給ステージ11上の電子部品2がなくなると、システムの稼働を停止する。一方、判定部59が、位置ずれが許容できない範囲、すなわち位置合わせ不良と判定した場合は(ステップS13のNO)、報知手段により作業員に報知し、システムを停止し、終了する。位置合わせ不良の電子部品2は基板3から剥がして再利用しても良い。 Next, from the obtained image, the determination unit 59 determines the positional deviation between the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting (step S13). When it is determined that the misalignment is within an acceptable range, that is, the alignment is good (YES in step S13), the process returns to step S01 and the next step is to mount the electronic component 2. Steps S01 to S13 are repeated, and when the electronic component 2 on the supply stage 11 is exhausted, the operation of the system is stopped. On the other hand, when the determination unit 59 determines that the misalignment is unacceptable, that is, the alignment is poor (NO in step S13), the notification means notifies the worker, the system is stopped, and the system is terminated. The electronic component 2 having a poor alignment may be peeled off from the substrate 3 and reused.

(効果)
(1)電子部品2を基板3に実装する実装装置30であって、電子部品2を搬送し、基板3に実装するボンディングヘッド31と、基板3を載置する基板ステージ33と、実装をした後の電子部品2及び基板3との位置ずれを検査する検査ユニット40と、を備え、検査ユニット40は、ボンディングヘッド31に設けられ、ボンディングヘッド31により電子部品2を基板3に実装した際のボンディングヘッド31の高さを検出する高さ検出部41と、レンズを有し、実装をした後の電子部品2及び基板3を撮像する撮像手段42と、撮像手段42を昇降させる撮像手段昇降機構43と、高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さに基づいて、撮像手段42の高さを調節するように撮像手段昇降機構43を制御する昇降機構制御部57と、を有するようにした。
(effect)
(1) A mounting device 30 for mounting an electronic component 2 on a substrate 3, wherein a bonding head 31 for transporting the electronic component 2 and mounting the electronic component 2 on the substrate 3 and a substrate stage 33 on which the substrate 3 is mounted are mounted. An inspection unit 40 for inspecting the positional deviation between the electronic component 2 and the substrate 3 afterwards is provided, and the inspection unit 40 is provided on the bonding head 31, and when the electronic component 2 is mounted on the substrate 3 by the bonding head 31. A height detection unit 41 that detects the height of the bonding head 31, an image pickup means 42 that has a lens and images the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting, and an image pickup means elevating mechanism that raises and lowers the image pickup means 42. 43, and an elevating mechanism control unit 57 that controls the imaging means elevating mechanism 43 so as to adjust the height of the imaging means 42 based on the height of the bonding head 31 detected by the height detecting unit 41. I made it.

これにより、生産効率を向上させつつ、実装後の電子部品2と基板3の位置ずれを検査することができる。すなわち、電子部品2を基板3に実装する際にボンディングヘッド31に設けられた高さ検出部41によりボンディングヘッド31の高さを検出するので、電子部品2の高さを別途測定する必要がない。そのため、レーザ変位計等で別途電子部品2の高さを測定する場合と比べて、生産効率を向上させることができる。また、検出したボンディングヘッド31の高さに基づいて撮像手段42の高さを調節するので、電子部品2、基板3を被写界深度に収めてピントの合った撮像画像を得ることができ、電子部品2と基板3の位置ずれを正確に検査することができる。 As a result, it is possible to inspect the misalignment between the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting while improving the production efficiency. That is, since the height of the bonding head 31 is detected by the height detecting unit 41 provided on the bonding head 31 when the electronic component 2 is mounted on the substrate 3, it is not necessary to separately measure the height of the electronic component 2. .. Therefore, the production efficiency can be improved as compared with the case where the height of the electronic component 2 is separately measured by a laser displacement meter or the like. Further, since the height of the imaging means 42 is adjusted based on the detected height of the bonding head 31, the electronic component 2 and the substrate 3 can be contained in the depth of field to obtain a focused image. The misalignment between the electronic component 2 and the substrate 3 can be accurately inspected.

(2)記憶部55を備え、記憶部55は、高さ検出部41により検出したボンディングヘッド31の高さを記憶するようにした。これにより、ボンディングヘッド31の高さを撮像手段42の高さ調整にフィードバックすることができる。 (2) A storage unit 55 is provided, and the storage unit 55 stores the height of the bonding head 31 detected by the height detection unit 41. As a result, the height of the bonding head 31 can be fed back to the height adjustment of the imaging means 42.

(3)電子部品2をボンディングヘッド31により基板3に実装する実装位置P3と、実装をした後の電子部品2及び基板3を撮像手段42により撮像することで当該電子部品2と当該基板3との位置ずれを検査する検査位置P4と、基板ステージ33を移動させるステージ移動機構34と、を備え、実装位置P3と検査位置P4は、異なる場所にそれぞれ固定して設けられ、ステージ移動機構34は、実装をした後の電子部品2が実装位置P3から検査位置P4に来るように、基板ステージ33を移動させるようにした。 (3) The mounting position P3 on which the electronic component 2 is mounted on the substrate 3 by the bonding head 31, and the electronic component 2 and the substrate 3 are captured by imaging the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting with the imaging means 42. The inspection position P4 for inspecting the misalignment of the board and the stage moving mechanism 34 for moving the substrate stage 33 are provided. The mounting position P3 and the inspection position P4 are fixedly provided at different places, and the stage moving mechanism 34 is provided. The board stage 33 is moved so that the electronic component 2 after mounting comes from the mounting position P3 to the inspection position P4.

これにより、撮像手段42を実装位置P3に移動させる場合よりも、実装後の電子部品2と基板3との正確な位置ずれを検査することができる。すなわち、撮像手段42、特に、10倍を超えるような高倍率の撮像手段42は、レンズ部分がデリケートな構造で形成されている。このようなレンズ部分を含む撮像手段42を、実装位置P3と検査位置P4との間の移動のような、ピント調整等の微小量の移動と比べてはるかに大きな距離の移動を行なわせた場合、レンズ部分に大きな負荷が生じる。レンズ部分は、移動を前提として構成された基板ステージ33等とは異なり、大きな負荷を繰り返し受けることによって破損や誤差を生じ易い。この結果、正確な位置ずれの検査が行なえなくなるおそれがある。これに対し、撮像手段42による検査位置P4を固定とし、実装位置P3と検査位置P4との間を基板ステージ33が移動させる構成とすることにより、上述の不具合が回避できるので、正確な位置ずれ検査が行える。 As a result, it is possible to inspect the accurate positional deviation between the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting, as compared with the case where the imaging means 42 is moved to the mounting position P3. That is, the image pickup means 42, particularly the image pickup means 42 having a high magnification of more than 10 times, has a delicate lens portion. When the imaging means 42 including such a lens portion is moved by a far larger distance than a minute amount of movement such as focus adjustment, such as movement between the mounting position P3 and the inspection position P4. , A large load is generated on the lens part. Unlike the substrate stage 33 and the like, which are configured on the premise of movement, the lens portion is liable to be damaged or have an error by repeatedly receiving a large load. As a result, accurate misalignment inspection may not be possible. On the other hand, by fixing the inspection position P4 by the imaging means 42 and moving the substrate stage 33 between the mounting position P3 and the inspection position P4, the above-mentioned problems can be avoided, so that the accurate positional deviation can be avoided. Can be inspected.

(4)昇降機構制御部57は、ステージ移動機構34により実装位置P3の電子部品2が検査位置P4に移動した際の電子部品2の高さ変動量を含めたボンディングヘッド31の高さに基づいて、撮像手段42の高さを調節するようにした。これにより、実装後の電子部品2と基板3との正確な位置ずれを検査することができる。すなわち、実装後の電子部品2を実装位置P3から検査位置P4に移動させるのは、ステージ移動機構34である。このステージ移動機構34を構成する各部材の上下方向のうねりによって、XY平面と平行移動させるときに上下の変動が生じてしまう場合があっても、その分の高さ変動を加味して撮像手段42を高さ方向に移動させているので、被写界深度が浅いレンズの撮像手段42によっても、電子部品2と基板3をピントを合わせてそれぞれ撮像でき、位置ずれの検査を正確にすることができる。 (4) The elevating mechanism control unit 57 is based on the height of the bonding head 31 including the amount of height fluctuation of the electronic component 2 when the electronic component 2 at the mounting position P3 is moved to the inspection position P4 by the stage moving mechanism 34. Therefore, the height of the imaging means 42 is adjusted. As a result, it is possible to inspect the accurate positional deviation between the electronic component 2 and the substrate 3 after mounting. That is, it is the stage moving mechanism 34 that moves the mounted electronic component 2 from the mounting position P3 to the inspection position P4. Even if the vertical waviness of each member constituting the stage moving mechanism 34 causes vertical fluctuations when moving in parallel with the XY plane, the height fluctuation is taken into consideration in the imaging means. Since the 42 is moved in the height direction, the electronic component 2 and the substrate 3 can be focused and imaged even by the imaging means 42 of the lens having a shallow depth of field, and the inspection of the misalignment can be made accurate. Can be done.

(5)レンズの被写界深度は、10μm以下とした。これにより、高精度化、又は高密度化した電子部品2、基板3の回路を撮影することができる。 (5) The depth of field of the lens was set to 10 μm or less. As a result, it is possible to photograph the circuits of the electronic component 2 and the substrate 3 with high accuracy or high density.

(他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiments, but also includes other embodiments shown below. The present invention also includes a combination of all or any of the above embodiments and the following other embodiments. Furthermore, various omissions, replacements, and changes can be made to these embodiments without departing from the scope of the invention, and modifications thereof are also included in the present invention.

(1)上記実施形態では、実装位置P3に位置する実装後の電子部品2を検査位置P4に移動させる際の基板ステージ33の高さ変動量を考慮して高さ変動マップを予め作成するものとしていたが、実装位置P3と検査位置P4を100mm以内に設けても良い。本願発明者の知見によれば、基板ステージ33の移動範囲が100mm以内であれば、基板ステージ33の高さ変動量がないか、小さく、すなわち、10μm以内に抑えることができるので、撮像対象となる電子部品2、基板3のアライメントマークを撮像手段42のレンズの被写界深度(10μm)内に収めてピントの合った撮像画像を得ることができる。換言すれば、実装位置P3と検査位置P4を100mm以内の距離に設けることで、実装位置P3から検査位置P4に実装後の電子部品2をステージ移動機構34により移動させたとしても、ステージ移動機構34による上下変動は、被写界深度以内に収めることができ、無視できる範囲である。これにより、高さ変動マップを予め測定する必要がなくなるので、実装装置30の装置構成を簡易化することができる。 (1) In the above embodiment, a height fluctuation map is created in advance in consideration of the height fluctuation amount of the substrate stage 33 when the mounted electronic component 2 located at the mounting position P3 is moved to the inspection position P4. However, the mounting position P3 and the inspection position P4 may be provided within 100 mm. According to the findings of the inventor of the present application, if the moving range of the substrate stage 33 is within 100 mm, the amount of height fluctuation of the substrate stage 33 can be suppressed to be small or small, that is, within 10 μm. The alignment marks of the electronic components 2 and the substrate 3 can be accommodated within the depth of field (10 μm) of the lens of the imaging means 42 to obtain an in-focus captured image. In other words, by providing the mounting position P3 and the inspection position P4 within a distance of 100 mm, even if the electronic component 2 after mounting is moved from the mounting position P3 to the inspection position P4 by the stage moving mechanism 34, the stage moving mechanism The vertical fluctuation due to 34 can be kept within the depth of field and is in a negligible range. This eliminates the need to measure the height variation map in advance, so that the device configuration of the mounting device 30 can be simplified.

(2)上記実施形態では、撮像手段42をXY平面上の固定された位置に設けていたが、撮像手段42は、XY平面と平行に可動であっても良い。例えば、検査位置P4を実装位置P3に一致させても良い。この場合、例えば、電子部品2の実装後、ボンディングヘッド31が実装位置P3から次の電子部品2を受け取るために退避した後、実装位置P3に撮像手段42を移動させ、実装位置P3で電子部品2と基板3のアライメントマークを撮像する。なお、この場合、撮像手段42の移動については、レンズ部分に作用する負荷を抑えた加速度制御を行うことが好ましい。 (2) In the above embodiment, the imaging means 42 is provided at a fixed position on the XY plane, but the imaging means 42 may be movable in parallel with the XY plane. For example, the inspection position P4 may be matched with the mounting position P3. In this case, for example, after mounting the electronic component 2, the bonding head 31 retracts to receive the next electronic component 2 from the mounting position P3, then the imaging means 42 is moved to the mounting position P3, and the electronic component is moved to the mounting position P3. The alignment marks of 2 and the substrate 3 are imaged. In this case, regarding the movement of the imaging means 42, it is preferable to perform acceleration control while suppressing the load acting on the lens portion.

(3)上記実施形態では、電子部品2を基板3にフェイスダウン方式で実装したが、実装装置30は、電子部品2のバンプ等により構成される電極が形成された面が、基板3とは反対側に向けられたフェイスアップ方式で実装しても良い。 (3) In the above embodiment, the electronic component 2 is mounted on the substrate 3 by a face-down method, but in the mounting device 30, the surface on which the electrode formed by the bumps of the electronic component 2 is formed is different from the substrate 3. It may be mounted by a face-up method facing the opposite side.

(4)ピックアップヘッド21が保持した電子部品2をボンディングヘッド31に受け渡すまでの間に、電子部品2に接着作用のあるフラックスを塗布するようにしても良い。
(5)上記実施形態では、基板ステージ33上の各位置が実装位置P3から検査位置P4に移動した場合に生じる基板ステージ33の高さ変動量を考慮した高さ変動マップの取得について、各位置P3、P4で基板ステージ33上にボンディングヘッド31の先端を当接させて測定する方法を例示した。但し、測定方法は、これに限られるものではなく、他の測定方法で取得するようにしても良い。例えは、実装位置P3については、上記で説明したように、ボンディングヘッド31の先端を基板ステージ33に当接させたときのボンディングヘッド31の高さ位置を検出することによって測定する。また、検査位置P4については、基板ステージ33上に、測定用治具を載置した状態で、測定用治具上に付されたアライメントマークにピントが合ったときの撮像手段42の高さ位置を検出することによって測定する。ここで、測定用治具は、例えば、平坦なガラス基板の上面にアライメントマークをXY方向それぞれに所定の間隔で配置したものを用いることができる。ガラス基板は厚みのバラツキを無視できる程度に形成することができる。また、撮像手段42のピント合わせは、作業者が手動操作によって行うことができる。撮像手段42の高さ位置の検出は、撮像手段42を昇降させる撮像手段昇降機構43に付随されるエンコーダ等の位置検出器を用いて検出することができる。このようにして、検出した撮像手段42の高さ位置からガラス基板の厚さを差し引くことで、基板ステージ33の高さを得ることができる。なお、実装位置P3において行うボンディングヘッド31の高さ位置の検出は、基板ステージ33に測定用治具であるガラス基板を載置した状態で行なっても良い。このようにすれば、撮像手段42の高さ位置からガラス基板の厚さを差し引くことなく、両者の検出値をそのまま比較することができる。このようにすることによって、ボンディングヘッド31を検査位置P4に移動させたり、検査位置P4から撮像手段42を待避させたりすることなく、高さ変動マップを得ることができる。
(4) A flux having an adhesive action may be applied to the electronic component 2 before the electronic component 2 held by the pickup head 21 is delivered to the bonding head 31.
(5) In the above embodiment, regarding the acquisition of the height fluctuation map in consideration of the height fluctuation amount of the board stage 33 that occurs when each position on the board stage 33 moves from the mounting position P3 to the inspection position P4, each position. An example of a method in which the tip of the bonding head 31 is brought into contact with the substrate stage 33 in P3 and P4 for measurement is illustrated. However, the measurement method is not limited to this, and other measurement methods may be used for acquisition. For example, the mounting position P3 is measured by detecting the height position of the bonding head 31 when the tip of the bonding head 31 is brought into contact with the substrate stage 33, as described above. Regarding the inspection position P4, the height position of the imaging means 42 when the alignment mark attached on the measurement jig is in focus with the measurement jig mounted on the substrate stage 33. Is measured by detecting. Here, as the measuring jig, for example, a jig in which alignment marks are arranged on the upper surface of a flat glass substrate at predetermined intervals in each of the XY directions can be used. The glass substrate can be formed to such an extent that variations in thickness can be ignored. Further, the focusing of the imaging means 42 can be performed manually by the operator. The height position of the image pickup means 42 can be detected by using a position detector such as an encoder attached to the image pickup means elevating mechanism 43 that raises and lowers the image pickup means 42. In this way, the height of the substrate stage 33 can be obtained by subtracting the thickness of the glass substrate from the detected height position of the imaging means 42. The height position of the bonding head 31 detected at the mounting position P3 may be detected with the glass substrate, which is a measuring jig, mounted on the substrate stage 33. In this way, the detected values of both can be compared as they are without subtracting the thickness of the glass substrate from the height position of the imaging means 42. By doing so, the height variation map can be obtained without moving the bonding head 31 to the inspection position P4 or retracting the image pickup means 42 from the inspection position P4.

1 電子部品実装システム
2 電子部品
2a アライメントマーク
3 基板
3a アライメントマーク
10 供給装置
11 供給ステージ
12 シート
13 カメラ
20 ピックアップ装置
21 ピックアップヘッド
21a 吸着ノズル
22 ヘッド移動機構
23 支持フレーム
30 実装装置
31 ボンディングヘッド
31a 吸着ノズル
32 ヘッド移動機構
321 スライド機構
321a レール
321b スライダ
322 昇降機構
33 基板ステージ
34 ステージ移動機構
35 撮像手段
40 検査ユニット
41 高さ検出器
42 撮像手段
43 撮像手段昇降機構
50 制御装置
51 供給装置制御部
52 ピックアップヘッド制御部
53 ボンディングヘッド制御部
54 基板ステージ制御部
55 記憶部
56 高さ算出部
57 昇降機構制御部
58 撮像手段制御部
59 判定部
P1 供給位置
P2 受け渡し位置
P3 実装位置
P4 検査位置
1 Electronic component mounting system 2 Electronic component 2a Alignment mark 3 Board 3a Alignment mark 10 Supply device 11 Supply stage 12 Sheet 13 Camera 20 Pickup device 21 Pickup head 21a Suction nozzle 22 Head movement mechanism 23 Support frame 30 Mounting device 31 Bonding head 31a Suction Nozzle 32 Head moving mechanism 321 Slide mechanism 321a Rail 321b Slider 322 Elevating mechanism 33 Board stage 34 Stage moving mechanism 35 Imaging means 40 Inspection unit 41 Height detector 42 Imaging means 43 Imaging means elevating mechanism 50 Control device 51 Supply device control unit 52 Pickup head control unit 53 Bonding head control unit 54 Board stage control unit 55 Storage unit 56 Height calculation unit 57 Elevating mechanism control unit 58 Imaging means control unit 59 Judgment unit P1 Supply position P2 Delivery position P3 Mounting position P4 Inspection position

Claims (6)

電子部品を基板に実装する実装装置であって、
前記電子部品を搬送し、前記基板に実装するボンディングヘッドと、
前記基板を載置する基板ステージと、
前記実装をした後の前記電子部品及び前記基板との位置ずれを検査する検査ユニットと、
を備え、
前記検査ユニットは、
前記ボンディングヘッドに設けられ、前記ボンディングヘッドにより前記電子部品を前記基板に実装した際の前記ボンディングヘッドの高さを検出する高さ検出部と、
レンズを有し、前記実装をした後の前記電子部品及び前記基板を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を昇降させる撮像手段昇降機構と、
前記高さ検出部により検出した前記ボンディングヘッドの高さに基づいて、前記撮像手段の高さを調節するように前記撮像手段昇降機構を制御する制御部と、を有すること、
を特徴とする実装装置。
A mounting device that mounts electronic components on a board.
A bonding head that conveys the electronic components and mounts them on the substrate,
A board stage on which the board is placed and
An inspection unit that inspects the positional deviation between the electronic component and the substrate after the mounting, and
With
The inspection unit
A height detection unit provided on the bonding head and detecting the height of the bonding head when the electronic component is mounted on the substrate by the bonding head.
An imaging means having a lens and imaging the electronic component and the substrate after the mounting.
An image pickup means elevating mechanism for raising and lowering the image pickup means,
Having a control unit that controls the image pickup means elevating mechanism so as to adjust the height of the image pickup means based on the height of the bonding head detected by the height detection unit.
A mounting device characterized by.
記憶部を備え、
前記記憶部は、前記高さ検出部により検出した前記ボンディングヘッドの高さを記憶すること、
を特徴とする請求項1記載の実装装置。
Equipped with a memory
The storage unit stores the height of the bonding head detected by the height detection unit.
1. The mounting apparatus according to claim 1.
前記電子部品を前記ボンディングヘッドにより前記基板に実装する実装位置と、
前記実装をした後の前記電子部品及び前記基板を前記撮像手段により撮像することで当該電子部品と当該基板との位置ずれを検査する検査位置と、
前記基板ステージを移動させるステージ移動機構と、
を備え、
前記実装位置と前記検査位置は、異なる場所にそれぞれ固定して設けられ、
前記基板ステージは、前記実装された前記電子部品が前記実装位置から前記検査位置に来るように移動されること、
を特徴とする請求項1又は2記載の実装装置。
A mounting position for mounting the electronic component on the board by the bonding head, and
An inspection position for inspecting the positional deviation between the electronic component and the substrate by imaging the electronic component and the substrate after the mounting by the imaging means, and
A stage moving mechanism for moving the substrate stage and
With
The mounting position and the inspection position are fixedly provided at different locations.
The substrate stage is moved so that the mounted electronic component comes from the mounting position to the inspection position.
The mounting apparatus according to claim 1 or 2.
前記制御部は、
前記ステージ移動機構により前記実装位置の前記電子部品が前記検査位置に移動した際の前記電子部品の高さ変動量を含めた前記ボンディングヘッドの高さに基づいて、前記撮像手段の高さを調節すること、
を特徴とする請求項3記載の実装装置。
The control unit
The height of the imaging means is adjusted based on the height of the bonding head including the amount of height fluctuation of the electronic component when the electronic component at the mounting position is moved to the inspection position by the stage moving mechanism. To do,
3. The mounting device according to claim 3.
前記実装位置と前記検査位置との距離は、100mm以内であること、
を特徴とする請求項3記載の実装装置。
The distance between the mounting position and the inspection position shall be within 100 mm.
3. The mounting device according to claim 3.
前記レンズの被写界深度は、10μm以下であること、
を特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の実装装置。
The depth of field of the lens shall be 10 μm or less.
The mounting apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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