JP3399334B2 - バンプ付電子部品の熱圧着装置および熱圧着方法 - Google Patents
バンプ付電子部品の熱圧着装置および熱圧着方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップな
どのバンプ付電子部品を基板に熱圧着するバンプ付電子
部品の熱圧着装置および熱圧着方法に関するものであ
る。
どのバンプ付電子部品を基板に熱圧着するバンプ付電子
部品の熱圧着装置および熱圧着方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の小型化、配線パターンの狭ピ
ッチ化にともなって、電子部品を基板に実装する際の位
置精度には高精度が求められるようになり、基板の変形
や位置ずれなどによって生ずる実装点の位置誤差を画像
認識によって補正する方法が広く用いられている。この
方法は電子部品の実装に先立って、基板または基板と電
子部品の双方をカメラで撮像し、得られた画像データに
基づいて基板や電子部品の位置を検出し、この結果によ
り実装時の位置補正を行うものである。
ッチ化にともなって、電子部品を基板に実装する際の位
置精度には高精度が求められるようになり、基板の変形
や位置ずれなどによって生ずる実装点の位置誤差を画像
認識によって補正する方法が広く用いられている。この
方法は電子部品の実装に先立って、基板または基板と電
子部品の双方をカメラで撮像し、得られた画像データに
基づいて基板や電子部品の位置を検出し、この結果によ
り実装時の位置補正を行うものである。
【０００３】ところで、フリップチップなど半導体素子
の下面にバンプが形成され、このバンプを基板の電極に
接合するものでは、前述の実装時の位置補正に際しては
このバンプの位置を画像認識により求める必要がある。
このため、基板とフリップチップのバンプを同一の位置
基準で撮像する目的で、フリップチップを保持する圧着
ヘッドと基板との間にカメラを位置させて基板と電子部
品のバンプを同時に撮像することが行われる。このカメ
ラは、圧着ヘッドを下降させてフリップチップを基板に
熱圧着する際には圧着ヘッドの下方から退避させる必要
があるため、可動式のアームに光学系を装着した光学ヘ
ッドが用いられる。
の下面にバンプが形成され、このバンプを基板の電極に
接合するものでは、前述の実装時の位置補正に際しては
このバンプの位置を画像認識により求める必要がある。
このため、基板とフリップチップのバンプを同一の位置
基準で撮像する目的で、フリップチップを保持する圧着
ヘッドと基板との間にカメラを位置させて基板と電子部
品のバンプを同時に撮像することが行われる。このカメ
ラは、圧着ヘッドを下降させてフリップチップを基板に
熱圧着する際には圧着ヘッドの下方から退避させる必要
があるため、可動式のアームに光学系を装着した光学ヘ
ッドが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、近年熱圧着
時の温度が高温化し基板自体を加熱する必要が生じてい
る。このため基板を保持する基板ステージ内にヒータが
内蔵される場合がある。このような場合には、光学ヘッ
ドを支持する基部周辺にもこの熱が伝わって加熱される
こととなり、この熱による変形で光学ヘッドの光軸にず
れが生じることがある。光学ヘッド光軸のずれは当然に
撮像データの位置精度に悪影響を及ぼし、位置補正の精
度に狂いを生じる。このように、高温実装を行う必要が
あるフリップチップの熱圧着においては、画像認識によ
る位置検出に際し熱による検出誤差を生じ、実装時の位
置補正精度が確保されないという問題点があった。
時の温度が高温化し基板自体を加熱する必要が生じてい
る。このため基板を保持する基板ステージ内にヒータが
内蔵される場合がある。このような場合には、光学ヘッ
ドを支持する基部周辺にもこの熱が伝わって加熱される
こととなり、この熱による変形で光学ヘッドの光軸にず
れが生じることがある。光学ヘッド光軸のずれは当然に
撮像データの位置精度に悪影響を及ぼし、位置補正の精
度に狂いを生じる。このように、高温実装を行う必要が
あるフリップチップの熱圧着においては、画像認識によ
る位置検出に際し熱による検出誤差を生じ、実装時の位
置補正精度が確保されないという問題点があった。
【０００５】そこで本発明は、高温実装を行う場合でも
実装時の位置補正精度を保つことができるバンプ付電子
部品の熱圧着装置および熱圧着方法を提供することを目
的とする。
実装時の位置補正精度を保つことができるバンプ付電子
部品の熱圧着装置および熱圧着方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のバンプ付
電子部品の熱圧着装置は、バンプ付の電子部品を保持す
る圧着ヘッドと、この圧着ヘッドを昇降させる昇降手段
と、前記電子部品が熱圧着される基板を保持する基板ホ
ルダを前記圧着ヘッドに対して相対的に位置決めする位
置決め部と、前記圧着ヘッドに保持された電子部品と前
記基板上に形成された認識マークを同一の位置基準で撮
像する撮像部を備えた光学ヘッドと、この撮像結果に基
づいて前記基板と前記電子部品の位置を認識する画像認
識部と、前記基板ホルダに対する相対位置が固定され前
記撮像部によって撮像される第１の認識マークが設けら
れた較正ステージと、前記圧着ヘッドに着脱自在に保持
され第２の認識マークが設けられた較正治具と、前記画
像認識部によって認識される前記第１の認識マークと前
記第２の認識マークとの位置ずれ量を位置補正の誤差を
較正する較正値として記憶する記憶部とを備えた。
電子部品の熱圧着装置は、バンプ付の電子部品を保持す
る圧着ヘッドと、この圧着ヘッドを昇降させる昇降手段
と、前記電子部品が熱圧着される基板を保持する基板ホ
ルダを前記圧着ヘッドに対して相対的に位置決めする位
置決め部と、前記圧着ヘッドに保持された電子部品と前
記基板上に形成された認識マークを同一の位置基準で撮
像する撮像部を備えた光学ヘッドと、この撮像結果に基
づいて前記基板と前記電子部品の位置を認識する画像認
識部と、前記基板ホルダに対する相対位置が固定され前
記撮像部によって撮像される第１の認識マークが設けら
れた較正ステージと、前記圧着ヘッドに着脱自在に保持
され第２の認識マークが設けられた較正治具と、前記画
像認識部によって認識される前記第１の認識マークと前
記第２の認識マークとの位置ずれ量を位置補正の誤差を
較正する較正値として記憶する記憶部とを備えた。
【０００７】請求項２記載のバンプ付電子部品の熱圧着
方法は、圧着ヘッドに保持されたバンプ付の電子部品と
この電子部品が熱圧着される基板上に形成された認識マ
ークを同一の位置基準を有する撮像部で撮像し、撮像デ
ータに基づいて前記電子部品と前記基板を位置認識して
位置補正量を求め、この位置補正量に基づいて電子部品
を基板に熱圧着するバンプ付電子部品の熱圧着方法であ
って、第１の認識マークが設けられた較正治具を前記圧
着ヘッドで保持する工程と、第２の認識マークが設けら
れ前記基板ホルダとの相対位置が固定された較正ステー
ジを前記圧着ヘッドの下方に位置させる工程と、前記撮
像部を前記圧着ヘッドと前記較正ステージの間に位置さ
せて前記第１の認識マークと第２の認識マークを撮像す
る工程と、この撮像結果に基づいて第１の認識マークと
第２の認識マークの位置ずれを求めこの位置ずれより前
記較正ステージの位置補正量を算出する工程と、前記撮
像部を前記圧着ヘッドの下方より退避させた後に、前記
較正ステージを前記位置補正量に基づいて位置補正して
前記圧着ヘッドを下降させて前記較正治具を前記較正ス
テージ上に移載し前記圧着ヘッドを上昇させる工程と、
前記撮像部を前記較正ステージ上に位置させて、重ね合
わされた第１の認識マークと第２の認識マークを撮像す
る工程と、この撮像結果に基づき第１の認識マークと第
２の認識マークの位置ずれ量を位置ずれ較正値として記
憶部に登録する工程と、電子部品の熱圧着時にこの較正
値により前記位置補正量を較正する工程とを含む。
方法は、圧着ヘッドに保持されたバンプ付の電子部品と
この電子部品が熱圧着される基板上に形成された認識マ
ークを同一の位置基準を有する撮像部で撮像し、撮像デ
ータに基づいて前記電子部品と前記基板を位置認識して
位置補正量を求め、この位置補正量に基づいて電子部品
を基板に熱圧着するバンプ付電子部品の熱圧着方法であ
って、第１の認識マークが設けられた較正治具を前記圧
着ヘッドで保持する工程と、第２の認識マークが設けら
れ前記基板ホルダとの相対位置が固定された較正ステー
ジを前記圧着ヘッドの下方に位置させる工程と、前記撮
像部を前記圧着ヘッドと前記較正ステージの間に位置さ
せて前記第１の認識マークと第２の認識マークを撮像す
る工程と、この撮像結果に基づいて第１の認識マークと
第２の認識マークの位置ずれを求めこの位置ずれより前
記較正ステージの位置補正量を算出する工程と、前記撮
像部を前記圧着ヘッドの下方より退避させた後に、前記
較正ステージを前記位置補正量に基づいて位置補正して
前記圧着ヘッドを下降させて前記較正治具を前記較正ス
テージ上に移載し前記圧着ヘッドを上昇させる工程と、
前記撮像部を前記較正ステージ上に位置させて、重ね合
わされた第１の認識マークと第２の認識マークを撮像す
る工程と、この撮像結果に基づき第１の認識マークと第
２の認識マークの位置ずれ量を位置ずれ較正値として記
憶部に登録する工程と、電子部品の熱圧着時にこの較正
値により前記位置補正量を較正する工程とを含む。
【０００８】本発明によれば、基板との相対的な位置が
固定され、第１の認識マークが設けられた較正ステージ
と、圧着ヘッドに保持された較正治具の第２の認識マー
クをカメラで撮像してこの２つの認識マークを一致させ
るように位置補正を行った後、この較正ステージ上に較
正治具を移載して重ね合わせた状態で第１の認識マーク
と第２の認識マークの位置ずれを検出することにより、
熱圧着時の熱で光学ヘッドの光軸がずれることによって
生じる位置補正の誤差を較正することができる。
固定され、第１の認識マークが設けられた較正ステージ
と、圧着ヘッドに保持された較正治具の第２の認識マー
クをカメラで撮像してこの２つの認識マークを一致させ
るように位置補正を行った後、この較正ステージ上に較
正治具を移載して重ね合わせた状態で第１の認識マーク
と第２の認識マークの位置ずれを検出することにより、
熱圧着時の熱で光学ヘッドの光軸がずれることによって
生じる位置補正の誤差を較正することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態のバン
プ付電子部品の熱圧着装置の側面図、図２は同バンプ付
電子部品の熱圧着装置の部分斜視図、図３は同バンプ付
電子部品の熱圧着装置の較正ステージの断面図、図４は
同バンプ付電子部品の熱圧着装置の位置補正較正用マー
クの平面図、図５は同バンプ付電子部品の熱圧着装置の
位置補正較正処理のフロー図である。
の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態のバン
プ付電子部品の熱圧着装置の側面図、図２は同バンプ付
電子部品の熱圧着装置の部分斜視図、図３は同バンプ付
電子部品の熱圧着装置の較正ステージの断面図、図４は
同バンプ付電子部品の熱圧着装置の位置補正較正用マー
クの平面図、図５は同バンプ付電子部品の熱圧着装置の
位置補正較正処理のフロー図である。
【００１０】まず図１を参照してバンプ付電子部品の熱
圧着装置の構造について説明する。図１において、ＸＹ
テーブル１によって水平方向へ移動するテーブル１ａ上
には基板ホルダ２が設けられている。基板ホルダ２上に
は基板３が載置されており、基板３の側方のテーブル１
ａ上には電子部品５の供給部４が配設されている。ＸＹ
テーブル１を駆動することにより、基板３、供給部４は
水平面内で移動する。ＸＹテーブル１の上方には電子部
品５が圧着ヘッド６に保持されており、圧着ヘッド６は
第１の昇降ブロック１０に装着されている。
圧着装置の構造について説明する。図１において、ＸＹ
テーブル１によって水平方向へ移動するテーブル１ａ上
には基板ホルダ２が設けられている。基板ホルダ２上に
は基板３が載置されており、基板３の側方のテーブル１
ａ上には電子部品５の供給部４が配設されている。ＸＹ
テーブル１を駆動することにより、基板３、供給部４は
水平面内で移動する。ＸＹテーブル１の上方には電子部
品５が圧着ヘッド６に保持されており、圧着ヘッド６は
第１の昇降ブロック１０に装着されている。
【００１１】第１の昇降ブロック１０の背面にはスライ
ダ１１が固着されており、スライダ１１は第１のフレー
ム１３の前面に配設された垂直なガイドレール１２に上
下方向にスライド自在に嵌合している。また第１の昇降
ブロック１０の上部には逆Ｌ字状の張り出し部１４が設
けられている。張り出し部１４の下面には後述する荷重
検出手段であるロードセルが当接する。
ダ１１が固着されており、スライダ１１は第１のフレー
ム１３の前面に配設された垂直なガイドレール１２に上
下方向にスライド自在に嵌合している。また第１の昇降
ブロック１０の上部には逆Ｌ字状の張り出し部１４が設
けられている。張り出し部１４の下面には後述する荷重
検出手段であるロードセルが当接する。
【００１２】第１の昇降ブロック１０の上方には第２の
昇降ブロック２０が設けられている。第２の昇降ブロッ
ク２０の背面にはスライダ２１が設けられており、スラ
イダ２１は第２のフレーム２３の前面に配設された垂直
なガイドレール２２に上下方向にスライド自在に嵌合し
ている。第２の昇降ブロック２０の下部には逆Ｌ字状の
張り出し部２４が設けられている。張り出し部２４の上
面には歪式の荷重検出手段であるロードセル２６が配設
されており、ロードセル２６は張り出し部２４の下面に
当接している。また第２の昇降ブロック２０の下面には
シリンダ２５が下向きに装着されており、シリンダ２５
のロッド２５ａは張り出し部２４の上面に当接してい
る。
昇降ブロック２０が設けられている。第２の昇降ブロッ
ク２０の背面にはスライダ２１が設けられており、スラ
イダ２１は第２のフレーム２３の前面に配設された垂直
なガイドレール２２に上下方向にスライド自在に嵌合し
ている。第２の昇降ブロック２０の下部には逆Ｌ字状の
張り出し部２４が設けられている。張り出し部２４の上
面には歪式の荷重検出手段であるロードセル２６が配設
されており、ロードセル２６は張り出し部２４の下面に
当接している。また第２の昇降ブロック２０の下面には
シリンダ２５が下向きに装着されており、シリンダ２５
のロッド２５ａは張り出し部２４の上面に当接してい
る。
【００１３】第２のフレーム２３の上部には断面がコ字
型のブラケット３０が固着されている。ブラケット３０
上にはモータ３１が配設されており、モータ３１の回転
軸は垂直な送りネジ２７と接続されている。送りネジ２
７は第２の昇降ブロック２０に内蔵されたナット２８に
螺入している。したがってモータ３１が正逆回転すると
ナット２８は送りネジ２７に沿って昇降し、第２の昇降
ブロック２０および第１の昇降ブロック１０は昇降す
る。すなわちモータ３１、送りネジ２７およびナット２
８は第１の昇降部ブロック１０とともに、圧着ヘッド６
を昇降させる昇降手段となっている。
型のブラケット３０が固着されている。ブラケット３０
上にはモータ３１が配設されており、モータ３１の回転
軸は垂直な送りネジ２７と接続されている。送りネジ２
７は第２の昇降ブロック２０に内蔵されたナット２８に
螺入している。したがってモータ３１が正逆回転すると
ナット２８は送りネジ２７に沿って昇降し、第２の昇降
ブロック２０および第１の昇降ブロック１０は昇降す
る。すなわちモータ３１、送りネジ２７およびナット２
８は第１の昇降部ブロック１０とともに、圧着ヘッド６
を昇降させる昇降手段となっている。
【００１４】モータ３１は昇降モータ駆動部３３と接続
されており、昇降モータ駆動部３３は制御部４３からの
指令を受けモータ３１の回転を制御する。第１のフレー
ム１２の下方には撮像部３９が設けられている。撮像部
３９は前方へ突出する光学ヘッド３８を備えており、モ
ータ４１によって駆動される送りネジ４０によって前後
進する。撮像部３９は光学ヘッド３８を介して光学ヘッ
ド３８の前進時（鎖線で示す３８参照）に電子部品５お
よび基板３の位置認識を行う。撮像部３９には画像認識
部３７が接続されており、画像認識部３７は制御部４３
と接続されている。撮像部３９に取込まれた画像データ
は画像認識部３７へ送られ、画像認識部３７によって認
識され、検出された基板３や電子部品５の位置データは
制御部４３に送られる。
されており、昇降モータ駆動部３３は制御部４３からの
指令を受けモータ３１の回転を制御する。第１のフレー
ム１２の下方には撮像部３９が設けられている。撮像部
３９は前方へ突出する光学ヘッド３８を備えており、モ
ータ４１によって駆動される送りネジ４０によって前後
進する。撮像部３９は光学ヘッド３８を介して光学ヘッ
ド３８の前進時（鎖線で示す３８参照）に電子部品５お
よび基板３の位置認識を行う。撮像部３９には画像認識
部３７が接続されており、画像認識部３７は制御部４３
と接続されている。撮像部３９に取込まれた画像データ
は画像認識部３７へ送られ、画像認識部３７によって認
識され、検出された基板３や電子部品５の位置データは
制御部４３に送られる。
【００１５】ボンディング荷重検出部３４は、ロードセ
ル２６によって検出された荷重値に基づき、ボンディン
グ荷重を検出する。θモータ駆動部３５は、圧着ヘッド
７をθ回転させる角度補正用モータ２９を駆動する。モ
ータ駆動部３６は光学ヘッド３８および撮像部３９を前
後進させるモータ４１を駆動する。ＸＹテーブル駆動部
４２は、ＸＹテーブル１を駆動する。また制御部４３に
は記憶部４４が接続されており、記憶部４４はプログラ
ム記憶領域４５、データ記憶領域４６より成る。プログ
ラム記憶領域４５には、各部の動作プログラムが記憶さ
れ、データ記憶領域４６には、位置補正の較正値などの
データが記憶される。
ル２６によって検出された荷重値に基づき、ボンディン
グ荷重を検出する。θモータ駆動部３５は、圧着ヘッド
７をθ回転させる角度補正用モータ２９を駆動する。モ
ータ駆動部３６は光学ヘッド３８および撮像部３９を前
後進させるモータ４１を駆動する。ＸＹテーブル駆動部
４２は、ＸＹテーブル１を駆動する。また制御部４３に
は記憶部４４が接続されており、記憶部４４はプログラ
ム記憶領域４５、データ記憶領域４６より成る。プログ
ラム記憶領域４５には、各部の動作プログラムが記憶さ
れ、データ記憶領域４６には、位置補正の較正値などの
データが記憶される。
【００１６】次に図２を参照して光学ヘッド３８の構造
および配置について説明する。図２において、光学ヘッ
ド３８の先端部には３つのミラー１９ａ，１９ｂ，１９
ｃが配設されている。中央のミラー１９ｃは両面ミラー
であり、上方から入射する光（光軸ｂ）はミラー１９ｃ
の上面で反射され、ミラー１９ｂを経て撮像部３９の電
子部品認識用のカメラ３９ｂに導かれる。また下方から
入射する光（光軸ａ）も同様にミラー１９ｃの下面で反
射され、ミラー１９ａを経て撮像部３９の基板認識用の
カメラ３９ａに導かれる。
および配置について説明する。図２において、光学ヘッ
ド３８の先端部には３つのミラー１９ａ，１９ｂ，１９
ｃが配設されている。中央のミラー１９ｃは両面ミラー
であり、上方から入射する光（光軸ｂ）はミラー１９ｃ
の上面で反射され、ミラー１９ｂを経て撮像部３９の電
子部品認識用のカメラ３９ｂに導かれる。また下方から
入射する光（光軸ａ）も同様にミラー１９ｃの下面で反
射され、ミラー１９ａを経て撮像部３９の基板認識用の
カメラ３９ａに導かれる。
【００１７】光学ヘッド３８が前進した状態では、ミラ
ー１９ｃは圧着ヘッド６の直下に位置する。したがって
ＸＹテーブル１を駆動して較正ステージ８を圧着ヘッド
６の直下に位置させると、較正ステージ８上に設けられ
た第１の認識マークＭ１と、圧着ヘッド６に保持された
較正治具９の第２の認識マークＭ２をそれぞれ基板認識
用のカメラ３９ａと電子部品認識用のカメラ３９ｂによ
って撮像することができる。このとき、カメラ３９ａと
カメラ３９ｂの相対的な位置関係は固定されているた
め、第１の認識マークＭ１と第２の認識マークＭ２は同
一の位置基準に基づいて撮像される。なお、上述の例で
は、別のカメラ３９ａ、３９ｂで第１の認識マークＭ１
と第２の認識マークＭ２を撮像しているが、１台のカメ
ラを使用して両者を交互に撮像してもよい。この場合で
も第１及び第２の認識マークは同一の位置基準に基づい
て撮像される。
ー１９ｃは圧着ヘッド６の直下に位置する。したがって
ＸＹテーブル１を駆動して較正ステージ８を圧着ヘッド
６の直下に位置させると、較正ステージ８上に設けられ
た第１の認識マークＭ１と、圧着ヘッド６に保持された
較正治具９の第２の認識マークＭ２をそれぞれ基板認識
用のカメラ３９ａと電子部品認識用のカメラ３９ｂによ
って撮像することができる。このとき、カメラ３９ａと
カメラ３９ｂの相対的な位置関係は固定されているた
め、第１の認識マークＭ１と第２の認識マークＭ２は同
一の位置基準に基づいて撮像される。なお、上述の例で
は、別のカメラ３９ａ、３９ｂで第１の認識マークＭ１
と第２の認識マークＭ２を撮像しているが、１台のカメ
ラを使用して両者を交互に撮像してもよい。この場合で
も第１及び第２の認識マークは同一の位置基準に基づい
て撮像される。
【００１８】次に図３を参照して較正ステージ８および
較正治具９について説明する。図３において、較正ステ
ージ８はブロック状の部材であり、ＸＹテーブル１上の
基板ホルダ２との相対位置が固定された位置に装着され
る。本実施の形態では、基板ホルダ２に取り付けられて
いるが、基板ホルダ２と一体的に水平移動する場所（例
えばテーブル１ａの上面）であればどの位置でもよい。
較正ステージ８の上面には凹部８ａが設けられており、
凹部８ａ内には白色のプレート１７が装着され、プレー
ト１７は吸着孔１８ａを真空吸引することにより凹部８
ａ内で固定される。プレート１７の上面には円点状の第
１の認識マークＭ１が設けられている。
較正治具９について説明する。図３において、較正ステ
ージ８はブロック状の部材であり、ＸＹテーブル１上の
基板ホルダ２との相対位置が固定された位置に装着され
る。本実施の形態では、基板ホルダ２に取り付けられて
いるが、基板ホルダ２と一体的に水平移動する場所（例
えばテーブル１ａの上面）であればどの位置でもよい。
較正ステージ８の上面には凹部８ａが設けられており、
凹部８ａ内には白色のプレート１７が装着され、プレー
ト１７は吸着孔１８ａを真空吸引することにより凹部８
ａ内で固定される。プレート１７の上面には円点状の第
１の認識マークＭ１が設けられている。
【００１９】較正ステージ８上には較正治具９が載置さ
れ、吸着孔１８ｂを真空吸引することにより較正冶具９
は較正ステージ８の上面に固定される。較正治具９は透
明板より成り、較正治具９の下面には円環状の第２の認
識マークＭ２が設けられている。この較正冶具９は後述
するように、位置補正の較正処理を行うときにのみ、吸
着ヘッド６に保持されまたは較正ステージ８上に載置さ
れて用いられる。較正ステージ８上に較正治具９が載置
された状態で、較正ステージ８を圧着ヘッド６の直下に
位置させ、光学ヘッド３８を前進させてカメラ３９ａで
下方を撮像することにより、図３の画像５０に示すよう
に同一画像内に第１の認識マークＭ１と第２の認識マー
クＭ２が重ね合わされた画像を得ることができる。
れ、吸着孔１８ｂを真空吸引することにより較正冶具９
は較正ステージ８の上面に固定される。較正治具９は透
明板より成り、較正治具９の下面には円環状の第２の認
識マークＭ２が設けられている。この較正冶具９は後述
するように、位置補正の較正処理を行うときにのみ、吸
着ヘッド６に保持されまたは較正ステージ８上に載置さ
れて用いられる。較正ステージ８上に較正治具９が載置
された状態で、較正ステージ８を圧着ヘッド６の直下に
位置させ、光学ヘッド３８を前進させてカメラ３９ａで
下方を撮像することにより、図３の画像５０に示すよう
に同一画像内に第１の認識マークＭ１と第２の認識マー
クＭ２が重ね合わされた画像を得ることができる。
【００２０】このバンプ付電子部品の熱圧着装置は上記
のように構成され、以下動作を説明する。まず図１にお
いて、ＸＹテーブル１を駆動して供給部４を圧着ヘッド
６の下方に位置させた状態で昇降モータ３１を駆動する
ことにより、圧着ヘッド６を下降させ、電子部品５をピ
ックアップして保持したならば、圧着ヘッド６は上昇す
る。次に基板３を圧着ヘッド６の下方に位置させた状態
でモータ４１を駆動して光学ヘッド３８を前進させ、カ
メラ３９ａ，３９ｂにより基板３および電子部品５を撮
像する。この撮像データに基づいて画像認識部３７によ
り基板３および電子部品５の位置を認識する。この認識
結果に基づいて制御部４３はＸＹテーブル１を駆動し、
実装点の位置補正を行って電子部品５を基板３に熱圧着
する。
のように構成され、以下動作を説明する。まず図１にお
いて、ＸＹテーブル１を駆動して供給部４を圧着ヘッド
６の下方に位置させた状態で昇降モータ３１を駆動する
ことにより、圧着ヘッド６を下降させ、電子部品５をピ
ックアップして保持したならば、圧着ヘッド６は上昇す
る。次に基板３を圧着ヘッド６の下方に位置させた状態
でモータ４１を駆動して光学ヘッド３８を前進させ、カ
メラ３９ａ，３９ｂにより基板３および電子部品５を撮
像する。この撮像データに基づいて画像認識部３７によ
り基板３および電子部品５の位置を認識する。この認識
結果に基づいて制御部４３はＸＹテーブル１を駆動し、
実装点の位置補正を行って電子部品５を基板３に熱圧着
する。
【００２１】ところで、熱圧着中は基板ホルダ２はヒー
タにより高温に加熱されており、この熱は周囲に伝達さ
れる。光学ヘッド３８を前後動させる駆動部の基部もこ
の熱により変形する。この結果、図２に示す光軸ａ，ｂ
の方向に狂いが生じることとなり、カメラ３９ａ、３９
ｂの認識結果に位置ずれが生じる。したがって実装点の
位置補正に誤差が生じ、正しい実装が行えないようにな
る。そこでこの熱による位置補正の誤差を較正するため
に行われる較正処理について、図５のフローに沿って説
明する。
タにより高温に加熱されており、この熱は周囲に伝達さ
れる。光学ヘッド３８を前後動させる駆動部の基部もこ
の熱により変形する。この結果、図２に示す光軸ａ，ｂ
の方向に狂いが生じることとなり、カメラ３９ａ、３９
ｂの認識結果に位置ずれが生じる。したがって実装点の
位置補正に誤差が生じ、正しい実装が行えないようにな
る。そこでこの熱による位置補正の誤差を較正するため
に行われる較正処理について、図５のフローに沿って説
明する。
【００２２】まずＸＹテーブル１を駆動して較正ステー
ジ８を圧着ヘッド６の下方に位置させる（ＳＴ１）。次
に較正ステージ８上に載置されている較正治具９を圧着
ヘッド６に吸着させて保持させる（ＳＴ２）、この状態
で光学ヘッド３８を熱圧着ヘッド７と較正ステージ８の
間に前進させる（ＳＴ３）。次にカメラ３９ａ，３９ｂ
により、較正ステージ８の第１の認識マークＭ１と較正
治具９の第２の認識マークＭ２を撮像する（ＳＴ４）。
ジ８を圧着ヘッド６の下方に位置させる（ＳＴ１）。次
に較正ステージ８上に載置されている較正治具９を圧着
ヘッド６に吸着させて保持させる（ＳＴ２）、この状態
で光学ヘッド３８を熱圧着ヘッド７と較正ステージ８の
間に前進させる（ＳＴ３）。次にカメラ３９ａ，３９ｂ
により、較正ステージ８の第１の認識マークＭ１と較正
治具９の第２の認識マークＭ２を撮像する（ＳＴ４）。
【００２３】これにより、図４（ａ），（ｂ）に示すよ
うに第１の認識マークＭ１、第２の認識マークＭ２の画
像が得られる。次に得られた画像から第１の認識マーク
Ｍ１の位置ずれ（ｄｘ１，ｄｙ１）および第２の認識マ
ークＭ２の位置ずれ（ｄｘ２，ｄｙ２）を求める（ＳＴ
５）。これにより、第１の認識マークＭ１と第２の認識
マークＭ２を一致させるための較正ステージ８の位置補
正距離Δｘ＝ｄｘ１−ｄｘ２，Δｙ＝ｄｙ１−ｄｙ２を
算出する（ＳＴ６）。
うに第１の認識マークＭ１、第２の認識マークＭ２の画
像が得られる。次に得られた画像から第１の認識マーク
Ｍ１の位置ずれ（ｄｘ１，ｄｙ１）および第２の認識マ
ークＭ２の位置ずれ（ｄｘ２，ｄｙ２）を求める（ＳＴ
５）。これにより、第１の認識マークＭ１と第２の認識
マークＭ２を一致させるための較正ステージ８の位置補
正距離Δｘ＝ｄｘ１−ｄｘ２，Δｙ＝ｄｙ１−ｄｙ２を
算出する（ＳＴ６）。
【００２４】次に光学ヘッド３８を圧着ヘッド６の下方
から退避させ（ＳＴ７）、較正ステージ８を上記位置補
正距離Δｘ，Δｙだけ移動させて第１の認識マークＭ１
と第２の認識マークＭ２の位置合わせを行う（ＳＴ
８）。次いで圧着ヘッド６を下降させて較正治具９を較
正ステージ８上に移載し（ＳＴ９）、圧着ヘッド６を上
昇させる（ＳＴ１０）。この後再び光学ヘッド３８を較
正ステージ８上に前進させ（ＳＴ１１）、カメラ３９ａ
により重ね合わされた第１の認識マークＭ１と第２の認
識マークＭ２を撮像する。
から退避させ（ＳＴ７）、較正ステージ８を上記位置補
正距離Δｘ，Δｙだけ移動させて第１の認識マークＭ１
と第２の認識マークＭ２の位置合わせを行う（ＳＴ
８）。次いで圧着ヘッド６を下降させて較正治具９を較
正ステージ８上に移載し（ＳＴ９）、圧着ヘッド６を上
昇させる（ＳＴ１０）。この後再び光学ヘッド３８を較
正ステージ８上に前進させ（ＳＴ１１）、カメラ３９ａ
により重ね合わされた第１の認識マークＭ１と第２の認
識マークＭ２を撮像する。
【００２５】ここで、光学ヘッド３８の光軸ａ，ｂが正
しい位置関係にあればＳＴ６で求められた位置補正距離
Δｘ，Δｙによって第１の認識マークＭ１と第２の認識
マークＭ２の位置ずれは補正され、第１の認識マークＭ
１と第２の認識マークＭ２の中心位置は一致しているは
ずであるが、前述のように熱圧着動作継続中の経時変化
により光軸ａ，ｂには狂いが生じる。この光軸の狂いに
より生じた位置補正の誤差は第１の認識マークＭ１と第
２の認識マークＭ２の位置ずれとして表れるため、図４
（ｃ）に示すようにＳＴ１２にて得られた画像から第１
の認識マークＭ１と第２の認識マークＭ２の位置ずれｄ
Ｘ，ｄＹを求めれば（ＳＴ１３）、この位置ずれｄＸ，
ｄＹが位置補正の誤差を較正する較正値となる。このよ
うにして求められた較正値は記憶部４４のデータ記憶領
域４６に記憶される。
しい位置関係にあればＳＴ６で求められた位置補正距離
Δｘ，Δｙによって第１の認識マークＭ１と第２の認識
マークＭ２の位置ずれは補正され、第１の認識マークＭ
１と第２の認識マークＭ２の中心位置は一致しているは
ずであるが、前述のように熱圧着動作継続中の経時変化
により光軸ａ，ｂには狂いが生じる。この光軸の狂いに
より生じた位置補正の誤差は第１の認識マークＭ１と第
２の認識マークＭ２の位置ずれとして表れるため、図４
（ｃ）に示すようにＳＴ１２にて得られた画像から第１
の認識マークＭ１と第２の認識マークＭ２の位置ずれｄ
Ｘ，ｄＹを求めれば（ＳＴ１３）、この位置ずれｄＸ，
ｄＹが位置補正の誤差を較正する較正値となる。このよ
うにして求められた較正値は記憶部４４のデータ記憶領
域４６に記憶される。
【００２６】この較正処理は熱圧着動作中の適当なイン
ターバル毎に行われ、その都度較正値がその時点での位
置ずれ量に基づいて更新される。このようにして求めら
れた位置補正誤差の較正値に基づいて熱圧着時の実装位
置を補正することにより、常に正しい位置補正を行って
高精度の実装を行うことができる。この場合、較正専用
の較正ステージを設けることにより、較正のためにダミ
ーワークを用いる必要がなく、したがって較正を行う都
度熱圧着動作を中断させて人手によりダミーワークをセ
ットする手間と時間を省くことができる。
ターバル毎に行われ、その都度較正値がその時点での位
置ずれ量に基づいて更新される。このようにして求めら
れた位置補正誤差の較正値に基づいて熱圧着時の実装位
置を補正することにより、常に正しい位置補正を行って
高精度の実装を行うことができる。この場合、較正専用
の較正ステージを設けることにより、較正のためにダミ
ーワークを用いる必要がなく、したがって較正を行う都
度熱圧着動作を中断させて人手によりダミーワークをセ
ットする手間と時間を省くことができる。
【００２７】なお、本実施の形態では、Ｘ方向およびＹ
方向の位置補正を行う場合について説明したが、第１の
認識マークＭ１、第２の認識マークＭ２に十字線を設け
ることにより、θ方向の位置ずれを検出することがで
き、この検出結果に基づいてθモータ２９を駆動すれ
ば、電子部品の実装時にθ方向の回転位置補正量の較正
を行うことができる。また、本実施の形態では透明板で
較正治具９を構成しているが、これに限定されるもので
はなく、較正ステージ８上に載置されたときにその下方
の第１の認識マークＭ１を上方から観察できるものであ
ればよい。
方向の位置補正を行う場合について説明したが、第１の
認識マークＭ１、第２の認識マークＭ２に十字線を設け
ることにより、θ方向の位置ずれを検出することがで
き、この検出結果に基づいてθモータ２９を駆動すれ
ば、電子部品の実装時にθ方向の回転位置補正量の較正
を行うことができる。また、本実施の形態では透明板で
較正治具９を構成しているが、これに限定されるもので
はなく、較正ステージ８上に載置されたときにその下方
の第１の認識マークＭ１を上方から観察できるものであ
ればよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、基板との相対的な位置が固定
され、第１の認識マークが設けられた較正ステージと、
圧着ヘッドに保持された較正治具の第２の認識マークを
カメラで撮像してこの２つの認識マークを一致させるよ
うに位置補正を行った後、この較正ステージ上に較正治
具を移載して重ね合わせた状態で第１の認識マークと第
２の認識マークの位置ずれを検出するようにしているの
で、熱圧着時の熱で基板および電子部品の位置認識用の
光学ヘッドの光軸がずれることによって生じる位置補正
の誤差を較正するのに必要な較正値を高精度で求めるこ
とができる。したがって高温実装が必要とされる電子部
品の熱圧着を高い位置精度で行うことができ、また専用
の較正ステージを設けるようにしているので、ダミーワ
ークを用いる場合のような熱圧着動作の中断がなく、人
手によるダミーワークのセットの手間と時間を省いて高
能率の熱圧着を行うことができる。
され、第１の認識マークが設けられた較正ステージと、
圧着ヘッドに保持された較正治具の第２の認識マークを
カメラで撮像してこの２つの認識マークを一致させるよ
うに位置補正を行った後、この較正ステージ上に較正治
具を移載して重ね合わせた状態で第１の認識マークと第
２の認識マークの位置ずれを検出するようにしているの
で、熱圧着時の熱で基板および電子部品の位置認識用の
光学ヘッドの光軸がずれることによって生じる位置補正
の誤差を較正するのに必要な較正値を高精度で求めるこ
とができる。したがって高温実装が必要とされる電子部
品の熱圧着を高い位置精度で行うことができ、また専用
の較正ステージを設けるようにしているので、ダミーワ
ークを用いる場合のような熱圧着動作の中断がなく、人
手によるダミーワークのセットの手間と時間を省いて高
能率の熱圧着を行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の熱
圧着装置の側面図
圧着装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の熱
圧着装置の部分斜視図
圧着装置の部分斜視図
【図３】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の熱
圧着装置の較正ステージの断面図
圧着装置の較正ステージの断面図
【図４】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の熱
圧着装置の位置補正較正用マークの平面図
圧着装置の位置補正較正用マークの平面図
【図５】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の熱
圧着装置の位置補正較正処理のフロー図
圧着装置の位置補正較正処理のフロー図
１ ＸＹテーブル
３ 基板
５ 電子部品
６ 圧着ヘッド
８ 較正ステージ
９ 較正冶具
１０ 第１の昇降ブロック
２０ 第２の昇降ブロック
３１ モータ
３７ 画像認識部
３８ 光学ヘッド
３９ 撮像部
４３ 制御部
４４ 記憶部
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−288337（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−232363（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−125728（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−100119（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−236904（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−87949（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60 311
H05K 3/34 507
Claims (2)
- 【請求項１】バンプ付の電子部品を保持する圧着ヘッド
と、この圧着ヘッドを昇降させる昇降手段と、前記電子
部品が熱圧着される基板を保持する基板ホルダを前記圧
着ヘッドに対して相対的に位置決めする位置決め部と、
前記圧着ヘッドに保持された電子部品と前記基板上に形
成された認識マークを同一の位置基準で撮像する撮像部
を備えた光学ヘッドと、この撮像結果に基づいて前記基
板と前記電子部品の位置を認識する画像認識部と、前記
基板ホルダに対する相対位置が固定され前記撮像部によ
って撮像される第１の認識マークが設けられた較正ステ
ージと、前記圧着ヘッドに着脱自在に保持され第２の認
識マークが設けられた較正治具と、前記画像認識部によ
って認識される前記第１の認識マークと前記第２の認識
マークとの位置ずれ量を位置補正の誤差を較正する較正
値として記憶する記憶部とを備えたことを特徴とするバ
ンプ付電子部品の熱圧着装置。 - 【請求項２】圧着ヘッドに保持されたバンプ付の電子部
品とこの電子部品が熱圧着される基板上に形成された認
識マークを同一の位置基準を有する撮像部で撮像し、撮
像データに基づいて前記電子部品と前記基板を位置認識
して位置補正量を求め、この位置補正量に基づいて電子
部品を基板に熱圧着するバンプ付電子部品の熱圧着方法
であって、第１の認識マークが設けられた較正治具を前
記圧着ヘッドで保持する工程と、第２の認識マークが設
けられ前記基板ホルダとの相対位置が固定された較正ス
テージを前記圧着ヘッドの下方に位置させる工程と、前
記撮像部を前記圧着ヘッドと前記較正ステージの間に位
置させて前記第１の認識マークと第２の認識マークを撮
像する工程と、この撮像結果に基づいて第１の認識マー
クと第２の認識マークの位置ずれを求めこの位置ずれよ
り前記較正ステージの位置補正量を算出する工程と、前
記撮像部を前記圧着ヘッドの下方より退避させた後に、
前記較正ステージを前記位置補正量に基づいて位置補正
して前記圧着ヘッドを下降させて前記較正治具を前記較
正ステージ上に移載し前記圧着ヘッドを上昇させる工程
と、前記撮像部を前記較正ステージ上に位置させて、重
ね合わされた第１の認識マークと第２の認識マークを撮
像する工程と、この撮像結果に基づき第１の認識マーク
と第２の認識マークの位置ずれ量を位置ずれ較正値とし
て記憶部に登録する工程と、電子部品の熱圧着時にこの
較正値により前記位置補正量を較正する工程とを含むこ
とを特徴とするバンプ付電子部品の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34604497A JP3399334B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | バンプ付電子部品の熱圧着装置および熱圧着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34604497A JP3399334B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | バンプ付電子部品の熱圧着装置および熱圧着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176883A JPH11176883A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3399334B2 true JP3399334B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=18380763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34604497A Expired - Fee Related JP3399334B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | バンプ付電子部品の熱圧着装置および熱圧着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399334B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4562254B2 (ja) * | 1999-07-27 | 2010-10-13 | 東レエンジニアリング株式会社 | チップ実装装置及びそれにおけるキャリブレーション方法 |
| JP3569820B2 (ja) * | 2000-04-26 | 2004-09-29 | 澁谷工業株式会社 | 位置合わせ装置及び位置合わせ方法 |
| FR2877102A1 (fr) * | 2004-10-27 | 2006-04-28 | Tribvn Sa | Procede d'etalonnage mecanique par recalage de signal |
| CN107146767B (zh) * | 2017-06-28 | 2023-10-20 | 华霆（合肥）动力技术有限公司 | 粘贴校准装置及方法 |
-
1997
- 1997-12-16 JP JP34604497A patent/JP3399334B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11176883A (ja) | 1999-07-02 |
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