JP3737760B2 - Mounting head of component assembly mounting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップ部品を、基板例えばシリコンウエハ上の所定の位置に搬送するための部品組立て搭載装置の搭載ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータ等の高速化、小型化の要求に伴い1枚の基板である、例えば、シリコンウエハ上に複数のチップ部品を搭載する高集積基板が採用されてきている。基板の高集積化を図るためには、高速で搬送されたチップ部品等は、シリコンウエハ上に精度良く配置されなければならない。
【0003】
そのためには、チップ部品等を搬送するための搭載ヘッドは、高速で、かつ、高精度に位置制御されていることが必要である。図3、図4は、従来の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図、及びその概略側面図である。
【0004】
図3、図4において、20は搭載ヘッドであり、この搭載ヘッド20は、リニアスライダ22、先端部に吸着孔25を有するコレット24、前記リニアスライダ22とコレット24とを連結するためのブラケット23とより大略形成され、この搭載ヘッド20を形成するリニアスライダ22がスライドガイド21上を上下動する如く構成されているものである。
【0005】
26は、例えば、チップ部品等の位置確認、画像処理を行うカメラの鏡筒(対物レンズ)、27は、前記したコレット24の先端部の吸着孔25に吸着された取付け部品である例えばチップ部品、28は、前記したコレット24の後面部に固定され、前記したブラケット23を貫通して図示しない真空ポンプと連結される連結部、29は、前記したスライドガイド21を固定した固定部材、30は、この固定部材29と部品組立て搭載装置本体取付け用ブラケット31とを連結するためのスペーサである。
【0006】
ここで、図3、図4を参照してかかる従来の部品組立て搭載装置において、搭載ヘッド20によりチップ部品27を図示しないシリコンウエハ上の所定位置に搬送する方法につき説明する。なお、説明の便宜上、通常搬送の途中に設けられている補正ステージは、省略して説明する。
【0007】
まず、図示しない制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が移送されることにより、そこに取付けられている搭載ヘッド20は、チップ部品27が配列されている図示しない配置テーブル上に持ち来たされる。しかる後、リニアスライダ22が、これ又前記した図示しない制御機構の制御信号による下方向への移動指示により下方向へ移動し、搬送すべきチップ部品27上に持ち来たされる。
【0008】
しかる後、前記した図示しない真空ポンプが作動することにより、これに連結されている連結部28を通してコレット24の先端の吸着孔25が真空状態となり、その吸着孔25にチップ部品27が吸着される。
【0009】
そして、前記した制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が図示しないシリコンウエハ方向に移送され、シリコンウエハの所定位置で、その移送が停止することで搬送のサイクルが終了する。なお、この搭載ヘッド20による搬送は、かなりの高速度で行われるものである。
【0010】
ところで、例えば半導体ダイボンダ等、部品組立て搭載装置の部品移載部(搭載ヘッド20)には、通常、吸着孔25へのチップ部品27の吸着に際しては、チップ部品27に対する搭載ヘッドの着地衝撃を和らげチップ部品27にダメージを与えない様に、前記したリニアスライダ22等による逃げ機構を設けるのが常である。
【0011】
また、吸着孔25によるチップ部品27への吸着に際しては、それが所定の姿勢で吸着される様に、チップ部品27への押圧は、図示しないコイルばねなどにより別に加圧することにより行われている。
【0012】
しかるに、前記した如くチップ部品27の搬送は、かなりの高速度で行われるものであることと、吸着時でのチップ部品27へのダメージを少なくするために、リニアスライダ22の摺動抵抗を極力小さく抑えなければならないものであるが、摺動抵抗を小さくすると、リニアスライダ22の動作にガタが生じやすくなる。
【0013】
そして、リニアスライダ22の動作にガタが生じた場合には、その構造上、吸着時コイルバネによる加圧力との関係から、チップ部品27に反時計方向のモーメントが作用することになる。従って、チップ部品27は、コレット24の吸着孔25に正しい姿勢で吸着されないため、シリコンウエハ上にも所定の間隔で配置されないことになる。すなわち、部品搭載精度を悪化させていたものである。
【0014】
そこで、かかる欠点を除去するために、図5、図6の如くの空圧による静圧軸受け42を利用したガイドを適用する方法があった。図5、図6は、従来の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図、及びその概略側面図である。なお、前記した図3、図4と同一部分は同一符号を用い、その詳細な説明は省略する。
【0015】
図5、図6において、40は搭載ヘッドであり、この搭載ヘッド40は、リニアスライダ41、先端部に吸着孔25を有するコレット24、前記リニアスライダ41とコレット24とを連結するためのブラケット43とより大略形成されている。そして、この図6においては、この搭載ヘッド40を形成するリニアスライダ41が静圧軸受42内を上下動する如く構成されている関係上、ブラケット43の形状が前記した図4と異なり、逆L字状に形成されているものである。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この図5、図6の方法にあっても、その構造上、静圧軸受けの周囲を囲わなければならず、しかも、上方のカメラ鏡筒26から作業を確認する為には図6のように静圧軸受け42の中心軸と作業点(チップ部品27が吸着孔25に吸着される点)がかなり離れてしまうことになるため、作業の上方からの確認がしずらく、また、仮に、搭載ヘッド40を構成する構成部材にガタが発生した場合には、軸受け中心と作業点との距離が前記した図4の構成より大になるため、吸着されているチップ部品27に大なる反時計方向のモーメントが作用することになる。従って、静圧軸受け42は、このモーメントに耐えうる受圧面積にする必要があり、全体構造が大型化する欠点があった。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、請求項1に係る発明は、
上面部1aに複数の段付き透孔3,4を設けると共に、この複数の段付き透孔3,4間に略U字状の切欠き部2を形成したヘッド本体1と、
略U字状に形成されており、その前方側に前記複数の段付き透孔3,4内に挿通される複数の段付きロッド5,6を立設すると共に、その中央部に先端に吸着部9を設けたコレット8を取付けた連結部材7と、
前記ヘッド本体1に形成された切欠き部2の上方に取付けられたカメラ鏡筒12とを具備し、
前記ヘッド本体1と前記連結部材7とを組立てて搭載ヘッド10を形成する際、前記複数の段付き透孔3,4の中心を結ぶ中心線上に前記コレット8の吸着部9が位置するように構成したことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下に述べる実施の形態は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0019】
図1は、本発明に係る部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの好ましい一実施例を示す概略全体斜視図、図2は、本発明に係る部品組立て搭載装置の概略全体側面図である。
【0020】
図1、図2において、1は、略直方体状のヘッド本体であり、その上面部1aの前方(後述する前面部1b側)には、段付きの透孔3,4が形成されている。また、上面部1aの前方(後述する前面部1b側)の略中央部には、略U字状の切欠き部2が形成されている。なお、1bは前面部、1cは側面部、1dは底面部である。
【0021】
5,6は前記した段付きの透孔3,4内に挿入される段付きのロッドであり、略U字状の連結部材7の前方部7a1,7a2側に立設されている。なお、7bは、連結部材7の中央部、7cは、連結部材7の側方部である。8は、前記した連結部材7の略中央部7bに固定されたコレット、9は、このコレット8の先端に設けられた吸着部である。
【0022】
10は搭載ヘッドであり、この搭載ヘッド10は、前記した段付きの透孔3,4を有するヘッド本体1、前記した段付きの透孔3,4内を挿通するロッド5,6を有する連結部材7、この連結部材7の略中央部7bに固定され、その先端部に吸着部9を有するコレット8とより大略形成されている。
【0023】
11は、取付け部品である例えばチップ部品、12は、例えば、チップ部品等の位置確認、画像処理を行うカメラの鏡筒(対物レンズ)であり、このカメラの鏡筒12は、前記したヘッド本体1の上面部1aの前方略中央部に形成された切欠き部2の上方に図示しない手段により固定されているものである。13は、ヘッド本体1とリニアスライダ14とを連結するためのブラケット、15は、このリニアスライダ14と部品組立て搭載装置本体取付け用のブラケット16とを連結するためのスペーサ、17は図示しない真空ポンプと連結されている連結部である。
【0024】
図1、図2より明らかな如く、本実施例にあっては、前記した段付きの透孔3,4の中心を結ぶ線上に、コレット8の先端部に設けられた吸着部9が位置するように構成されている。また、ヘッド本体1の上面部1aの前方である前面部1bの略中央部には略U字状の切欠き部2が形成され、この切欠き部2の上方には、前記した如くチップ部品等の位置確認、画像処理を行うカメラの鏡筒(対物レンズ)12が設けられている。従って、カメラの鏡筒12の中心と、吸着部9に吸着されているチップ部品等の中心とが一致しているので、チップ部品等の位置確認、画像処理は、カメラの鏡筒12上より容易に、しかも迅速、かつ、正確に行うことができる。
【0025】
また、本実施例にあって段付きの透孔3,4内を挿通する段付きのロッド5,6は、段付きの透孔3,4の上方より図示しない装置によりエアーが送り込まれておりエアースライダが構成されている。
【0026】
すなわち、図2の如く段付きの透孔3a,3b(4a,4b)は2段構成となっているために、図示しない圧縮エアーが供給された場合でも、透孔3a,3bの周囲に配した図示しない多孔質樹脂を介して段付きロッド5,6の周囲に空気膜が形成され、これがベアリングの役割を果たすので、摺動抵抗が非常に小さくなるものである。従って、段付きの透孔3,4内を上下動する段付きのロッド5,6の動きは非常に滑らかであり、チップ部品11の吸着の際、チップ部品にダメージを与えるようなことはないものである。
【0027】
また、透孔3,4及びロッド5,6を段付き構成としたことにより、ここへの連絡通路の圧縮エアーの出し入れによって、エアーシリンダのように加圧及びスライド動作が可能となる。この実施例では、連絡通路から透孔3,4に一定圧の圧縮エアーを供給した場合には、このエアーがチップ部品11を吸着する場合に、それが所定の姿勢で吸着される様にするための押圧力になる。
【0028】
この押圧力の調整は容易に行うことができるので、姿勢維持のために必要以上の押圧力が付与されるようなことはなく、従って、段付きロッド5,6の上下動のスムーズな動きと相俟ってコレット8の吸着部9にチップ部品11は正しい姿勢で吸着されるため、このチップ部品11はシリコンウエハ上に所定の間隔で配置されることになる。すなわち、実施例によれば、部品搭載精度が良好なものとなる。
【0029】
ここで、図1、図2を参照してかかる本実施例になる部品組立て搭載装置において、搭載ヘッド10によりチップ部品11を図示しないシリコンウエハ上の所定位置に搬送する方法につき説明する。なお、説明の便宜上、通常搬送の途中に設けられている補正ステージは、省略して説明する。
【0030】
まず、図示しない制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が移送されることにより、そこに取付けられている搭載ヘッド10は、チップ部品11が配列されている図示しない配置テーブル上に持ち来たされる。しかる後、リニアスライダ14が、これ又前記した図示しない制御機構の制御信号による下方向への移動指示により下方向へ移動し、搬送すべきチップ部品11上に持ち来たされる。
【0031】
しかる後、前記した図示しない真空ポンプが作動することにより、これに連結されている連結部17を通してコレット8の先端の吸着部9が真空状態となり、その吸着部9にチップ部品11が吸着される。
【0032】
この吸着部9にチップ部品11が吸着される際、本実施例によれば、前記した如く段付きの透孔3a,3b(4a,4b)及びこの透孔3a,3b(4a,4b)内を上下動する段付きのロッド5,6は、それぞれ2段構成になっているため、摺動抵抗が非常に小さく、その動きは非常に滑らかであり、チップ部品11にダメージを与えるようなことはないものである。
【0033】
また、段付きの透孔3a,3b(4a,4b)及び段付きのロッド5,6は、前記した如く、その構成上チップ部品11を吸着する際に、それは正しい姿勢で吸着されることになる。
【0034】
このように、吸着部9にチップ部品11が正しい姿勢で吸着されると、前記した制御機構の制御信号により部品組立て搭載装置が図示しないシリコンウエハ方向に移送され、シリコンウエハの所定位置で、その移送が停止することで搬送のサイクルが終了する。
【0035】
本実施例によれば、搬送のサイクルにおいて、吸着部9にチップ部品11が正しい姿勢で吸着された状態でそれが行われるので、このチップ部品11はシリコンウエハ上に所定の間隔で配置されることになる。すなわち、本実施例によれば、部品搭載精度が良好なものとなる。従って、次の工程に移行する場合にもそれがスムースに行われるので、甚だ生産性が良いものである。
【0036】
【発明の効果】
本発明は、上面部に複数の段付き透孔を設けると共に、この複数の段付き透孔間に略U字状の切欠き部を形成したヘッド本体と、略U字状に形成されており、その前方側に前記複数の段付き透孔内に挿通される複数の段付きロッドを立設すると共に、その中央部に先端に吸着部を設けたコレットを取付けた連結部材と、前記ヘッド本体に形成された切欠き部の上方に取付けられたカメラ鏡筒とを具備し、前記ヘッド本体と前記連結部材とを組立てて搭載ヘッドを形成する際、前記複数の段付き透孔の中心を結ぶ中心線上に前記コレットの吸着部が位置するように構成したことにより、例えば、搬送時に際してのチップ部品等へのダメージが解消されると共にチップ部品等の位置確認、画像処理等を正確かつ確実に行うことが出来るので、次工程に搬送されたチップ部品等が正確に配置できる等部品組立て搭載装置の搭載ヘッドとして好適なものが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの一実施例を示す概略全体斜視図である。
【図2】本発明に係る部品組立て搭載装置の概略全体側面図である。
【図3】従来の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図である。
【図4】図3の概略側面図である。
【図5】従来の他の部品組立て搭載装置における搭載ヘッドの概略構成図である。
【図6】図5の概略側面図である。
【符号の説明】
1 ヘッド本体
1a ヘッド本体の上面部
1b,1c ヘッド本体の側面部
1d ヘッド本体の下面部
2 切欠き部
3,4 段付き孔
5,6 ロッド
7 略U字状の連結部材
7a 一方の側方部
7b 中央部
7c 他方の側方部
8 コレット
9 吸着部
10 搭載ヘッド
11 ヘッドチップ部品
12 カメラ鏡筒
13 ブラケット
14 リニアスライダ
15 スペーサ
16 本体取付け用ブラケット
17 連結部
20 搭載ヘッド
21 スライドガイド
22 リニアスライダ
23 ブラケット
24 コレット
25 吸着孔
26 カメラ鏡筒取付け部品
27 取付け部品
28 連結部
29 固定部材
30 スペーサ
31 本体取付け用ブラケット
40 搭載ヘッド
41 リニアスライダ
42 静圧軸受
43 ブラケット
44 固定部材
45 スペーサ
46 本体取付け用ブラケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting head of a component assembly mounting apparatus for transporting a chip component to a predetermined position on a substrate such as a silicon wafer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the demand for speeding up and downsizing of computers and the like, a single substrate, for example, a highly integrated substrate on which a plurality of chip components are mounted on a silicon wafer has been adopted. In order to achieve high integration of the substrate, chip parts and the like conveyed at high speed must be accurately arranged on the silicon wafer.
[0003]
For that purpose, it is necessary that the mounting head for carrying the chip components and the like is position-controlled at high speed and with high accuracy. 3 and 4 are a schematic configuration diagram and a schematic side view of a mounting head in a conventional component assembling and mounting apparatus.
[0004]
3 and 4,
[0005]
[0006]
Here, with reference to FIGS. 3 and 4, a description will be given of a method of transferring the
[0007]
First, when the component assembly / mounting apparatus is transferred by a control signal of a control mechanism (not shown), the
[0008]
Thereafter, when the vacuum pump (not shown) is operated, the
[0009]
Then, the component assembling / mounting apparatus is transferred in the direction of the silicon wafer (not shown) by the control signal of the control mechanism described above, and the transfer is completed when the transfer is stopped at a predetermined position of the silicon wafer. The conveyance by the
[0010]
By the way, for example, when a
[0011]
Further, when the
[0012]
However, as described above, the conveyance of the
[0013]
When the play of the
[0014]
Therefore, in order to eliminate such drawbacks, there has been a method of applying a guide using a static pressure bearing 42 by pneumatic pressure as shown in FIGS. 5 and 6 are a schematic configuration diagram and a schematic side view of a mounting head in a conventional component assembling and mounting apparatus. The same parts as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0015]
5 and 6, reference numeral 40 denotes a mounting head. The mounting head 40 includes a
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the method of FIGS. 5 and 6, the structure around the static pressure bearing must be enclosed because of its structure, and in order to confirm the operation from the
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve such problems, and the invention according to claim 1 provides
A head body 1 having a plurality of stepped through
A plurality of
A
When the head body 1 and the connecting
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
[0019]
FIG. 1 is a schematic overall perspective view showing a preferred embodiment of a mounting head in a component assembly mounting apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic overall side view of the component assembly mounting apparatus according to the present invention.
[0020]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a substantially rectangular parallelepiped head body. Stepped through
[0021]
[0022]
[0023]
Reference numeral 11 denotes a mounting part, for example, a chip part, and
[0024]
As apparent from FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the suction portion 9 provided at the tip of the collet 8 is located on the line connecting the centers of the stepped through
[0025]
Further, in this embodiment, the stepped
[0026]
That is, since the stepped through
[0027]
Further, since the through-
[0028]
Since the adjustment of the pressing force can be easily performed, the pressing force more than necessary for maintaining the posture is not applied. Therefore, the vertical movement of the stepped
[0029]
Here, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, a description will be given of a method of transporting the chip component 11 to a predetermined position on a silicon wafer (not shown) by the mounting
[0030]
First, the component assembly / mounting device is transferred by a control signal of a control mechanism (not shown), so that the mounting
[0031]
Thereafter, when the above-described vacuum pump (not shown) is operated, the suction part 9 at the tip of the collet 8 is brought into a vacuum state through the
[0032]
When the chip part 11 is sucked by the suction portion 9, according to the present embodiment, as described above, the stepped through
[0033]
In addition, as described above, the stepped through
[0034]
As described above, when the chip component 11 is attracted to the suction portion 9 in a correct posture, the component assembly mounting device is transferred toward the silicon wafer (not shown) by the control signal of the control mechanism, and at a predetermined position of the silicon wafer, When the transfer is stopped, the transfer cycle is completed.
[0035]
According to the present embodiment, in the conveyance cycle, the chip component 11 is performed in a state where the chip component 11 is attracted to the suction portion 9 in a correct posture. Therefore, the chip component 11 is arranged on the silicon wafer at a predetermined interval. It will be. That is, according to the present embodiment, the component mounting accuracy is good. Accordingly, even when the process moves to the next step, since it is performed smoothly, the productivity is very good.
[0036]
【The invention's effect】
In the present invention, a plurality of stepped through holes are provided on the upper surface portion, and a substantially U-shaped notch is formed between the plurality of stepped through holes. A connecting member having a plurality of stepped rods inserted into the plurality of stepped through holes on the front side thereof, and a collet provided with a suction portion at the tip at the center thereof; and the head body And a camera barrel attached above the notch formed in the head, and assembling the head body and the connecting member to form a mounting head, the centers of the plurality of stepped through holes are connected. By configuring the collet suction part to be located on the center line, for example, damage to the chip parts during transportation can be eliminated, and the position confirmation of the chip parts, image processing, etc. can be performed accurately and reliably. Because it can be done, the next work In which suitable can be obtained as a mounting head of an equal component assembly mounting device chip component or the like which is transported can be correctly positioned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic overall perspective view showing an embodiment of a mounting head in a component assembly mounting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic overall side view of the component assembling and mounting apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a mounting head in a conventional component assembling and mounting apparatus.
4 is a schematic side view of FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a mounting head in another conventional component assembling / mounting apparatus.
6 is a schematic side view of FIG. 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head
Claims (1)
略U字状に形成されており、その前方側に前記複数の段付き透孔内に挿通される複数の段付きロッドを立設すると共に、その中央部に先端に吸着部を設けたコレットを取付けた連結部材と、
前記ヘッド本体に形成された切欠き部の上方に取付けられたカメラ鏡筒とを具備し、
前記ヘッド本体と前記連結部材とを組立てて搭載ヘッドを形成する際、前記複数の段付き透孔の中心を結ぶ中心線上に前記コレットの吸着部が位置するように構成したことを特徴とする部品組立搭載装置の搭載ヘッド。A head body in which a plurality of stepped through holes are provided on the upper surface portion, and a substantially U-shaped notch is formed between the plurality of stepped through holes,
A collet with a plurality of stepped rods inserted into the plurality of stepped through holes is provided on the front side of the collet with a suction portion at the tip thereof. An attached connecting member;
A camera barrel attached above a notch formed in the head body,
A component configured such that when the head main body and the connecting member are assembled to form a mounting head, the collet suction portion is positioned on a center line connecting the centers of the plurality of stepped through holes. Mounting head for assembly mounting equipment.
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