JP3757900B2 - Electronic component mounting method for electronic component mounting apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品収容部に収容された状態の半導体チップなど電子部品を基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数の個片チップより成るウェハから切り出され、切り出された個片の半導体チップはウェハシートから剥ぎ取られてピックアップされる。このピックアップ工程では、ウェハシートの上方に配置されたカメラによって各半導体チップを認識することにより各半導体の位置が検出される。そして半導体チップを移載ヘッドによって取り出して基板に搭載する際には、この位置検出結果に基づいて移載ヘッドの位置合わせを行うようにしていた。
【0003】
ところで、半導体チップの外形の中心と回路パターンなどの能動面の中心とは、半導体ウェハを個片に切断するダイシング時の位置誤差などの要因によって必ずしも一致せず、位置ずれを生じている場合がある。基板上における半導体チップの実装位置精度は能動面が基準となるため、前述の半導体チップの位置認識の際には能動面の位置を検出して機能上の素子中心位置を求め、この素子中心位置をねらって移載ヘッドの吸着ノズルを位置合わせすることが望ましい。
【0004】
しかしながら、吸着ノズルによって半導体素子の上面を真空吸着し取り出すピックアップ動作時には、吸着ノズルに対して半導体素子の位置ずれが生じ易く、検出された素子中心位置をねらって吸着ノズルを位置合わせしても、ピックアップ後においては半導体素子が位置ずれ状態となる場合が多い。そしてピックアップ後には半導体素子の能動面は吸着ノズルによって隠された状態になることから、素子中心位置を改めて検出することができない。このため従来の電子部品実装装置においては、半導体素子などの電子部品の外形と回路パターンなどの能動面との相対位置が位置ずれを生じている場合には、この位置ずれがそのまま実装位置精度を低下させる要因となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この位置ずれの問題は、ウェハシート上で半導体チップを撮像・認識して半導体チップの外形位置と能動面位置との相対位置を求めておき、移載ヘッドによってウェハシートから取り出した状態の半導体チップを下方から撮像・認識して半導体チップの外形位置を再び検出し、この外形位置と予め求めた相対関係とに基づいて移載ヘッドの駆動機構を制御することにより解決することが可能である。
【0006】
しかし上述の方法では、部品供給部におけるウェハシート上での認識動作時に部品供給部に生じる振動が静定するまでの安定時間が少なからず必要となり、高速実装の実現を妨げる場合がある。
【0007】
そこで本発明は、上記課題を解決して部品供給部における認識動作時の安定のための待ち時間を排除して、高速実装を実現することができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子部品実装装置は、ウェハシートに貼着された電子部品を移載ヘッドによって取り出して基板に実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品をウェハシートとともに保持する部品保持部と、ウェハシートに貼着された状態における電子部品の配列データ、外形位置データおよび能動面位置データを含む部品マップデータを予め記憶する記憶部と、前記移載ヘッドを移動させる移載ヘッド駆動機構と、前記配列データに基づいて移動する移載ヘッドによって前記ウェハシートから認識動作を行わずに取り出され移載ヘッドに前記能動面側を保持された電子部品を裏面側から撮像するカメラと、このカメラの撮像結果を認識することにより電子部品の外形位置を検出する認識部と、前記記憶部に記憶された前記電子部品の外形位置データ、能動面位置データおよび前記認識部による位置検出結果とに基づいて前記移載ヘッド駆動機構を制御する制御部とを備えた。
【0009】
請求項2記載の電子部品実装方法は、ウェハシートに貼着された電子部品を移載ヘッドによって取り出して基板に実装する電子部品実装方法であって、ウェハシートに貼着された状態における電子部品の配列データ、外形位置データおよび能動面位置データを予め記憶させる工程と、前記配列データに基づいて移動する移載ヘッドによって前記ウェハシートから認識動作を行わずに取り出され移載ヘッドによって能動面側を保持された電子部品をカメラによって裏面側から撮像する撮像工程と、この撮像工程の撮像結果を認識することにより電子部品の外形位置を検出する認識工程と、前記記憶部に記憶された前記電子部品の外形位置データ、能動面位置データおよび認識工程の位置検出結果とに基づいて前記移載ヘッドを駆動する移載ヘッド駆動機構を制御することにより、移載ヘッドに保持された電子部品の能動面を前記基板に位置合わせした上で基板に搭載する搭載工程とを含む。
【0011】
本発明によれば、ウェハシートに貼着された状態における電子部品の配列データ、外形位置データおよび能動面位置データを予め準備して記憶させておき、電子部品の搭載時には、記憶された位置データおよび移載ヘッドに保持された状態における電子部品を認識して得られる位置検出結果とに基づいて、移載ヘッドを駆動する移載ヘッド駆動機構を制御して、移載ヘッドに保持された電子部品の能動面を前記基板に位置合わせした上で基板に搭載することにより、部品供給部における認識動作時の安定のための待ち時間を排除して、高速実装を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の断面図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の単位移載ヘッドの断面図、図4は本発明の一実施の形態の電子部品のマッピング装置の構成を示すブロック図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品マップデータの説明図、図6、図7は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図である。
【0013】
まず図1、図2を参照して電子部品実装装置の全体構造について説明する。図1において基台1上には、部品供給部2が配設されている。部品供給部2は保持テーブル3を備えており、保持テーブル3は電子部品である半導体チップ5(以下、単に「チップ5」と略記。)が多数個片状態で貼着(収容)された部品収容部としてのウェハシート4を保持している。ウェハシート4には、個体識別用のバーコードラベル4aおよび位置認識用の認識マーク4bが設けられている。保持テーブル3は、チップ5をウェハシート4とともに保持する部品保持部としてのウェハ保持部となっている。
【0014】
なお、ここでは部品収容部がウェハシートである例を説明しているが、部品収容部は例えばトレイ、ゲルパック等でも構わない。但し、部品収容部がウェハシートであると、部品収容部に多数の電子部品を収容(貼着)できるため望ましい。
【0015】
図2に示すように、保持テーブル3の下方にはエジェクタ機構6が配設されている。エジェクタ機構6は可動テーブル6aを備えており、可動テーブル6aには半導体チップ突き上げ用のエジェクタピンを昇降させるピン昇降機構7が装着されている。可動テーブル6aを駆動することにより、ピン昇降機構7はウェハシート4の下方でXY方向に移動する。
【0016】
部品供給部2の側方には、基板搬入コンベア8A、基板振り分け部9、基板位置決め部10、基板取り出し部12および基板搬出コンベア8BがX方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア8Aは、チップ5が実装される基板11を上流側から受け取って搬入する。基板振り分け部9は、搬送コンベア9aをスライド機構9bによってY方向にスライド可能に配設した構成となっており、基板搬入コンベア8Aから受け取った基板11を以下に説明する基板位置決め部の2つの実装ステージに選択的に振り分ける。
【0017】
基板位置決め部10は、2つの実装ステージ10A,10Bを備えており、基板振り分け部9によって振り分けられた基板11を実装位置に位置決めする。基板取り出し部12は、基板振り分け部9と同様に搬送コンベア12aをスライド機構12bによってY方向にスライド可能に配設した構成となっており、2つの実装ステージ10A,10Bから実装済みの基板11を選択的に受け取り、基板搬出コンベア8Bに渡す。基板搬出コンベア8Bは、渡された実装済みの基板11を下流側に搬出する。
【0018】
基台1の上面の両端部には、第1のY軸テーブル14A,第2のY軸テーブル14Bが基板搬送方向(X方向)と直交する方向に配設されている。第1のY軸テーブル14A,第2のY軸テーブル14Bには、第1のX軸テーブル15A,第2のX軸テーブル15Bが架設されている。第1のX軸テーブル15Aには、後述する単位移載ヘッドを複数備えた多連型の移載ヘッド16が装着されており、移載ヘッド16に隣接して、基板認識カメラ17が移載ヘッド16と一体的に移動可能に配設されている。
【0019】
第1のY軸テーブル14A及び第1のX軸テーブル15Aを駆動することにより、移載ヘッド16および基板認識カメラ17は一体的に移動する。第1のY軸テーブル14A及び第1のX軸テーブル15Aは、移載ヘッド16を移動させる移載ヘッド駆動機構42を構成する。移載ヘッド駆動機構42は制御部40によって制御される。移載ヘッド16の上部には、後述する単位移載ヘッドに供給される空圧の圧力制御を行う電空レギュレータ19が配置されている。電空レギュレータ19は、制御部40に制御されることにより後述するように空圧供給部から供給される空圧の圧力を調整する。
【0020】
また第2のX軸テーブル15Bには、部品認識カメラ18およびバーコード読み取りヘッド44が装着されており、部品認識カメラ18の撮像データは第1の認識部41に、バーコード読み取りヘッド44の読み取りデータはバーコード読み取りデータ処理部45へそれぞれ送られる。
【0021】
第2のY軸テーブル14B及び第2のX軸テーブル15Bを駆動することにより、部品認識カメラ18およびバーコード読み取りヘッド44はXY方向に水平移動する。部品供給部2の上方に位置した部品認識カメラ18によってウェハシート4の認識マーク形成位置を撮像することにより、ウェハ位置認識用の認識マーク4bが撮像される。そしてこの撮像により得られた画像データを第1の認識部41によって認識処理することにより、保持テーブル3上におけるウェハシート4の位置が検出され、位置検出結果は制御部40に伝達される。なお、認識マーク4bは必ずしも必要でなく、機械的な突き当て等の手段により、保持テーブル3上におけるウェハシート4の位置が一定の精度内で確保できていれば、なくても構わない。
【0022】
またバーコード印加位置の上方にバーコード読み取りヘッド44を位置させることにより、ウェハシート4に印加されたバーコードラベル4aの情報が読み取られる。そして読み取られた情報をバーコード読取データ処理部45によって処理することにより、ウェハシートの個体識別が行われる。識別結果は、制御部40に伝達される。
【0023】
制御部40には、記憶部46および通信部47が接続されている。記憶部46は、ウェハシート4に貼着された状態におけるチップ5の配列データ、外形位置データおよび能動面位置データを含む部品マップデータを記憶する。部品マップデータは、通信部47を介してオンライン接続されているマッピング装置(後述)によって作成され、記憶部46に記憶される。
【0024】
次に図3を参照して、移載ヘッド16に装着された単位移載ヘッド20の構造について説明する。図3において、水平な共通のベース部16aには、複数の単位移載ヘッド20が並列に配置されている。ここでは、隣接した2つの単位移載ヘッド20のみを示している。ベース部16aの下面には、軸保持部22が固着されており、軸保持部22にはスライド軸受け25が装着されている。
【0025】
スライド軸受け25に上下方向にスライド自在に嵌合した昇降軸26には、ナット部材24が結合されている。ナット部材24には、ベース部16aの上面に垂直に配設されたモータ21によって回転駆動される送りねじ23が螺合している。モータ21を回転駆動することにより、昇降軸26は昇降する。
【0026】
昇降軸26の下端部には、連結ブロック27を介してノズル保持部30が結合されている。ノズル保持部30にはスライド軸受け31が装着されており、スライド軸受け31にはノズル軸32がスライド自在に嵌合している。ノズル軸32の頭部32aの上面には、ノズル保持部30の上部に装着されたダイヤフラム弁29が当接している。
【0027】
ダイヤフラム弁29の気室29aは、連結ブロック27に設けられた内孔27aを介して継ぎ手28に連通しており、継ぎ手28は電空レギュレータ19を介して空圧供給部37に接続されている。空圧供給部37によって気室29a内に空圧を供給することにより、ダイヤフラム弁29は頭部32aに対して供給された空圧に応じた下向きの荷重を作用させる。
【0028】
このとき、図3に示す右側の単位移載ヘッド20のように、ノズル軸32の下端部がチップ5の上面に当接した状態において、頭部32aの下面とスライド軸受け31の上面との間にわずかな隙間Cが生じるようにノズル保持部30を下降させることにより、ダイヤフラム弁29が発生した下向きの荷重はノズル軸32にそのまま伝達され、チップ5を基板11に対して押圧する。
【0029】
ノズル軸32の下部は吸着ノズル32bとなっており、吸着ノズル32bの内部には吸着孔32cが形成されている。吸着孔32cは継ぎ手33および真空バルブ34を介して真空ポンプ35に接続されており、吸着ノズル32bの下端部をチップ5に当接させて真空ポンプ35によって吸着孔32cから真空吸引することにより、吸着ノズル32bはチップ5を吸着保持する。真空バルブ34は、真空吸引回路を断接することにより、吸着ノズル32bによる真空吸着・吸着解除をの切り替えを行う。
【0030】
上記構成において、モータ21,送りねじ23およびナット部材24は、吸着ノズル32bが設けられたノズル軸32を保持するノズル保持部30を昇降させる昇降手段となっている。またノズル保持部30に設けられたダイヤフラム弁29は、吸着ノズル32bに対して空圧による下向きの荷重を作用させることにより、チップ5の搭載時に吸着ノズル32bを介してチップ5を基板11に対して押圧する押圧手段となっている。
【0031】
そして、複数の単位移載ヘッド20の各押圧手段には、共通の空圧供給部37によって空圧が供給される。ここで、制御部40により制御される電空レギュレータ19によって空圧供給部37から各単位移載ヘッド20に対して供給される空圧の圧力を制御することにより、チップ5を基板11へ搭載する際の実装荷重を変えることができるようになっている。
【0032】
そして、複数の単位移載ヘッド20の各押圧手段には、共通の空圧供給部37によって空圧が供給される。ここで、電空レギュレータ19によって空圧供給部37から各単位移載ヘッド20に対して供給される空圧の圧力を制御することにより、チップ5を基板11へ搭載する際の実装荷重を変えることができるようになっている。
【0033】
次に図4,図5を参照して、電子部品のマッピング装置および部品マップデータについて説明する。このマッピング装置は、上述の電子部品実装装置の部品供給部2に使用されるウェハシート4を対象として、電子部品搭載時に必要とされる位置データを予め別装置で作成するものである。
【0034】
図4において、ウェハ保持部51はXYテーブル52によって水平移動する保持テーブル53を備えており、保持テーブル53はマップ作成処理対象のウェハシート4を保持する。ウェハ保持部51の上方には、撮像手段であるカメラ54およびバーコード読み取りヘッド56が配設されている。
【0035】
カメラ54は、ウェハシート4に貼着されたチップ5を撮像し、バーコード読み取りヘッド56はウェハシート4に印加された個体識別用のバーコードを読み取る。これらの撮像動作や読み取り動作は、機構制御部58によってXYテーブル52の動作を制御し、カメラ54やバーコード読み取りヘッド56に対して、ウェハシート4を相対移動させることによって行われる。
【0036】
画像認識部55は、撮像により得られた画像データを認識処理することにより、ウェハシート4に貼着された状態におけるチップ5の配列、外形位置および能動面位置を検出する。画像認識部55は、カメラ54による撮像結果を認識処理することにより、チップ5の配列データ、外形位置データおよび能動面位置データを求める認識手段となっている。
【0037】
バーコード読み取りヘッド56の読み取りデータをバーコード読み取りデータ処理部57によって処理することにより、ウェハシート4の個体識別が行われる。すなわち、バーコード読み取りヘッド56およびバーコード読み取りデータ処理部57は、ウェハ保持部51に保持されたウェハシート4を個体識別する識別手段となっている。
【0038】
これらの配列データ、外形位置データ、能動面位置データは、および個体識別結果はマッピング制御部59に送られる。そしてマッピング制御部59は、配列データ、外形位置データ、能動面位置データを、個体識別結果と対応させることにより、個別のウェハシート4におけるチップ5の配列状態や、各チップ5の外形位置、さらには各チップ5における能動面位置を含む部品マップデータを作成する。すなわち、マッピング制御部59は、識別手段による個体識別結果と前記認識手段による認識結果とに基づいて部品マップデータを作成するマップデータ作成処理手段となっている。作成された部品マップデータは、記憶装置60に記憶される。
【0039】
記憶装置60は、マップデータ作成処理のための処理プログラムや、作成され部品マップデータなどの各種プログラム、データを記憶する。表示モニター61は、データ入力時の操作画面や、カメラ54によって撮像された画像を表示する。キー入力部62はキーボードや表示画面上のポインティングデバイスであり、操作時やティーチング時の入力を行う。通信部63は、作成された部品マップデータを電子部品実装装置の通信部にオンライン手段を介して伝送する。なお、部品マップデータの伝送の際は、必ずしもオンライン手段を介する必要はなく、記憶媒体を介して、もしくは電子部品実装装置への手入力という手段でも構わない。
【0040】
次に図5を参照して、部品マップデータについて説明する。図5(a)は、ウェハシート4に貼着されたチップ5の配列および位置を示している。ウェハシート4には多数のチップ5が格子配列で貼着されているが、ウェハシート4におけるチップ5の位置は必ずしも正確に規則配列されているとは限らない。すなわち、チップ5はウェハシート4の位置基準(ここでは認識マーク4b)に対して全体的にずれていたり、またウェハシート4の部分的な伸び変形によって特定部位のチップが局部的に不規則な位置ずれを生じている場合などがある。このため、チップ5の取り出し時においては、ウェハシート4においてチップ5の存在を確認するためのデータ(配列データ)が必要とされる。
【0041】
本実施の形態では、カメラ54によってウェハシート4を撮像し、撮像によって得られた画像上でチップ5を検出することにより、チップ5の存否および存在位置情報を示す配列データを取得するようにしている。そして存在が確認されたチップ5については、各チップ5(i)の外形中心C1(i)のウェハシート4上における位置を示す外形位置データ(ここでは、1つの認識マーク4bに対する位置座標(xi,yi))が求められる。
【0042】
さらに各チップ5について能動面位置データが求められる。すなわち図5(b)示すように、画像上でチップ5の能動面中心C2が検出され、この検出結果に基づいて、外形中心C1と能動面中心C2との位置ずれ量(Δx、Δy)が求められる。この位置ずれ量(Δx、Δy)は、半導体ウェハのダイシングにおける位置合わせ誤差などによって生じるものである。
【0043】
そして、これらの配列データ、外形位置データ、能動位置データが、バーコードラベル4aに示されるウェハシート4の個体識別結果とリンクされることにより、部品マップデータが作成される。したがって、ウェハシート4を電子部品実装装置に供給する際に、この部品マップデータが添付されることにより、部品供給部2に装着した後に新たにチップ位置検出のための位置認識を行う必要がない。なお、ウェハシート4と部品マップデータの対応関係さえ判れば、必ずしもバーコード読みとりヘッド56等の識別手段は必要ないが、識別手段を備えていると両者の対応関係が明確になるため好ましい。
【0044】
すなわち、移載ヘッド16による部品取り出し時には、記憶部46から当該ウェハシート4についての部品マップデータを読み出す。そしてこの部品マップデータに基づいて移載ヘッド16を取り出し対象のチップ5に位置合わせし、単位移載ヘッド20によってチップ5をピックアップする。このピックアップ時には、エジェクタ機構6の可動テーブル6aを駆動してピン昇降機構7を同様に当該チップ5に位置合わせし、ピン昇降機構7によってエジェクタピンを上昇させてチップ5を下方から突き上げる。これにより、チップ5はウェハシート4から剥離される。
【0045】
このとき移載ヘッド16の複数の単位移載ヘッドによって複数のチップ5をピックアップすることにより、移載ヘッド16が基板11と部品供給部2との間を1往復する1実装ターンにおいて、複数のチップ5を取り出して、基板位置決め部10の基板11へ移送搭載することができるようになっている。
【0046】
基板位置決め部10と部品供給部2との間にはラインカメラ13が配設されており、部品供給部2から取り出したチップを保持した移載ヘッド16がラインカメラ13の上方でX方向に移動してスキャン動作を行うことにより、移載ヘッド16に能動面側を保持されたチップ5が裏側から撮像される。ラインカメラ13は移載ヘッド16に能動面側を保持されたチップ5を裏面側から撮像する第2のカメラとなっている。ラインカメラ13の撮像データは第2の認識部43に送られ、第2の認識部43によってこの撮像データを認識処理することにより、これらのチップ5の外形位置が検出され、この位置検出結果は、制御部40に伝達される。
【0047】
基板11の上方に移動した移載ヘッド16が、基板11に対して昇降してチップ5を搭載する実装動作を行う際には、この第2の認識部43による外形位置の検出結果と、記憶部46に記憶されたチップ5の外形位置データおよび能動面位置データに基づいて搭載位置が補正される。
【0048】
制御部40は第1のX軸テーブル、第1のY軸テーブル、エジェクタ機構6および基板位置決め部10を制御し、第1の認識部41および第2の認識部43によるチップ5の位置検出結果に基づいて、制御部40が移載ヘッド駆動機構42,エジェクタ機構6および基板位置決め部10を制御することにより、後述するように、電子部品実装動作においてチップ5の位置合わせを行う。
【0049】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装方法について説明する。この電子部品実装方法においては、上述のマッピング装置によって、部品マップデータを予め記憶させる処理を終えたウェハシート4が対象となる。図6(a)において、部品供給部2の保持テーブル3に保持されたウェハシート4は、上方の部品認識カメラ18によって認識マーク4bが撮像され位置が検出されるとともに、バーコード読み取りヘッド44によってバーコード4aが読み取られ個体識別される。そしてこの個体識別結果に基づいて、当該ウェハシート4の部品マップデータが記憶部46から読み出される。これにより、当該ウェハシート4におけるチップ5の配列データ、外形位置データ、および能動位置データが読み込まれる。
【0050】
次いでチップ5の配列位置データおよび能動面位置データに基づいて制御部40が移載ヘッド駆動機構42、エジェクタ機構6を制御することにより、移載ヘッド16の各単位移載ヘッド20が備えた吸着ノズル32bによってチップ5を吸着して取り出す。このとき、図6(b)に示すように、制御部40は移載ヘッド16のノズルセンタをチップ5の能動面中心C2に位置合わせするように制御する。
【0051】
そして吸着ノズル32bによってチップ5の上面を吸着したならば、図6(c)に示すように、吸着ノズル32bを上昇させてチップ5をウェハシート4から剥離させる。この取り出し動作において、チップ5は吸着ノズル32bに対して位置ずれを発生しやすく、吸着ノズル32bを上昇させた後の状態では、能動面中心C2と吸着ノズル32bのノズルセンタとは必ずしも一致しない。
【0052】
次いで吸着ノズル32bによってチップ5を保持した移載ヘッド16は、基板位置決め部10の上方に移動する。この移動経路において、図7(a)に示すように、吸着ノズル32bに保持された状態のチップ5は、ラインカメラ13によって裏面側から撮像される(撮像工程)。この撮像結果を第2の認識部43によって認識処理することにより、チップ5の外形位置が検出される(認識工程)。
【0053】
この後、基板11へのチップ5の実装が行われる。すなわち図7(b)に示すように、実装位置に予め樹脂接着材が塗布された基板11へ吸着ノズル32bを下降させ、チップ5を基板11の樹脂接着材上に搭載する(搭載工程)。この搭載動作においては、第2の認識部43による外形位置検出結果と、図5(b)において検出された外形中心C1と能動面中心C2との位置ずれ量(Δx、Δy)とに基づいて、すなわち記憶部46に記憶されたチップ5の外形位置データ、能動面位置データと認識工程の位置検出結果とに基づいて、吸着ノズル32bに保持されているチップ5の能動面の正確な位置を制御部40が計算し、移載ヘッド駆動機構42を制御する。
【0054】
これにより、吸着ノズル32bのノズルセンタとチップ5の能動面中心C2が位置ずれを生じている場合にあっても、図7(c)に示すように、ノズルセンタと能動面位置との位置ずれ誤差を補正した上で、能動面5aの中心位置を正しく基板11の実装位置に位置合わせしてチップ5を実装することができる。
【0055】
上記実施の形態においては、部品供給部2におけるウェハシート4上での電子部品の認識動作を必要としないことから、部品取り出し動作を反復する過程において部品供給部2に生じる機械的な振動が静定するまでの安定時間を必要とせず、直ちに移載ヘッド16によるピックアップを実行することができ、動作タクトタイムを短縮することが可能となっている。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、ウェハシートに貼着された状態における電子部品の配列データ、外形位置データおよび能動面位置データを予め準備して記憶させておき、電子部品の搭載時には、記憶された位置データおよび移載ヘッドに保持された状態における電子部品を認識して得られる位置検出結果とに基づいて、移載ヘッドを駆動する移載ヘッド駆動機構を制御して、移載ヘッドに保持された電子部品の能動面を基板に位置合わせした上で基板に搭載するようにしたので、部品供給部における認識動作時の安定のための待ち時間を排除して、高速実装を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の断面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の単位移載ヘッドの断面図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品のマッピング装置の構成を示すブロック図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品マップデータの説明図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図7】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
2 部品供給部
5 チップ
10 基板位置決め部
10A、10B 実装ステージ
11 基板
13 ラインカメラ
16 移載ヘッド
18 部品認識カメラ
20 単位移載ヘッド
40 制御部
41 第1の認識部
42 移載ヘッド駆動機構
43 第2の認識部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method for mounting an electronic component such as a semiconductor chip accommodated in a component accommodating portion on a substrate. To the law It is related.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of a semiconductor device, a semiconductor chip is cut out from a wafer made up of a number of individual chips, and the cut-out individual semiconductor chips are peeled off from the wafer sheet and picked up. In this pick-up process, the position of each semiconductor is detected by recognizing each semiconductor chip with a camera arranged above the wafer sheet. When the semiconductor chip is taken out by the transfer head and mounted on the substrate, the position of the transfer head is adjusted based on the position detection result.
[0003]
By the way, the center of the outer shape of the semiconductor chip and the center of the active surface such as the circuit pattern do not always coincide with each other due to a position error at the time of dicing for cutting the semiconductor wafer into individual pieces, and there is a case where a positional deviation occurs. is there. Since the active surface is based on the active surface accuracy of the mounting position of the semiconductor chip on the substrate, the functional device center position is obtained by detecting the position of the active surface during the above-described semiconductor chip position recognition. It is desirable to align the suction nozzles of the transfer head for the purpose.
[0004]
However, during the pick-up operation in which the upper surface of the semiconductor element is vacuum-sucked by the suction nozzle and taken out, the semiconductor element is likely to be displaced with respect to the suction nozzle, and even if the suction nozzle is aligned with the detected center position of the element, In many cases, the semiconductor element is displaced after the pickup. After the pickup, the active surface of the semiconductor element is hidden by the suction nozzle, so that the element center position cannot be detected again. For this reason, in the conventional electronic component mounting apparatus, if the relative position between the outer shape of the electronic component such as a semiconductor element and the active surface such as the circuit pattern is misaligned, this misalignment directly improves the mounting position accuracy. It was a factor to decrease.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The problem of this misalignment is that the semiconductor chip is imaged and recognized on the wafer sheet to obtain the relative position between the outer position of the semiconductor chip and the active surface position, and the semiconductor chip is taken out of the wafer sheet by the transfer head. It is possible to solve the problem by imaging / recognizing the image from below, detecting the outer position of the semiconductor chip again, and controlling the driving mechanism of the transfer head based on the outer position and the relative relationship obtained in advance.
[0006]
However, the above-described method requires not only a stable time until the vibration generated in the component supply unit stabilizes during the recognition operation on the wafer sheet in the component supply unit, but may hinder the realization of high-speed mounting.
[0007]
Therefore, the present invention solves the above-described problems and eliminates the waiting time for stabilization during recognition operation in the component supply unit, and realizes high-speed mounting and electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method The law The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The electronic component mounting apparatus according to
[0009]
The electronic component mounting method according to
[0011]
According to the present invention, Adhering to wafer sheet The electronic component array data, outer shape position data, and active surface position data are prepared and stored in advance, and when the electronic component is mounted, the stored position data and the electronic in the state held by the transfer head are stored. Based on the position detection result obtained by recognizing the component, the transfer head driving mechanism for driving the transfer head is controlled to align the active surface of the electronic component held by the transfer head with the substrate. By mounting on the board above, high-speed mounting can be realized by eliminating the waiting time for stability during the recognition operation in the component supply unit.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an electronic circuit according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of a unit transfer head of a component mounting apparatus, FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electronic component mapping apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 and FIG. 7 are process explanatory diagrams of an electronic component mounting method according to an embodiment of the present invention.
[0013]
First, the overall structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a
[0014]
Here, an example in which the component accommodating portion is a wafer sheet has been described, but the component accommodating portion may be, for example, a tray or a gel pack. However, it is desirable that the component housing portion is a wafer sheet because a large number of electronic components can be housed (attached) in the component housing portion.
[0015]
As shown in FIG. 2, an
[0016]
On the side of the
[0017]
The
[0018]
At both ends of the upper surface of the
[0019]
By driving the first Y-axis table 14A and the first X-axis table 15A, the
[0020]
Further, the
[0021]
By driving the second Y-axis table 14B and the second X-axis table 15B, the
[0022]
Further, by positioning the
[0023]
A
[0024]
Next, the structure of the
[0025]
A
[0026]
A
[0027]
The
[0028]
At this time, between the lower surface of the
[0029]
The lower portion of the
[0030]
In the above configuration, the
[0031]
Then, air pressure is supplied to each pressing means of the plurality of unit transfer heads 20 by a common air
[0032]
Then, air pressure is supplied to each pressing means of the plurality of unit transfer heads 20 by a common air
[0033]
Next, an electronic component mapping apparatus and component map data will be described with reference to FIGS. This mapping apparatus creates position data required when electronic components are mounted in advance by another apparatus for the
[0034]
In FIG. 4, the
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
Individual reading of the
[0038]
These array data, outer shape position data, active surface position data, and individual identification results are sent to the
[0039]
The
[0040]
Next, the component map data will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the arrangement and position of the
[0041]
In the present embodiment, the
[0042]
Further, active surface position data is obtained for each
[0043]
Then, these array data, outer shape position data, and active position data are linked to the individual identification result of the
[0044]
That is, when the component is taken out by the
[0045]
At this time, a plurality of
[0046]
A
[0047]
When the
[0048]
The
[0049]
This electronic component mounting apparatus is configured as described above, and an electronic component mounting method will be described below. In this electronic component mounting method, the
[0050]
Next, the
[0051]
If the upper surface of the
[0052]
Next, the
[0053]
Thereafter, the
[0054]
Accordingly, even when the nozzle center of the
[0055]
In the above embodiment, since the electronic component recognition operation on the
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, arrangement data, outer shape position data, and active surface position data of an electronic component in a state of being attached to a wafer sheet are prepared and stored in advance, and the stored position data is stored when the electronic component is mounted. And a transfer head drive mechanism for driving the transfer head based on the position detection result obtained by recognizing the electronic component held by the transfer head, and the electrons held by the transfer head Since the active surface of the component is aligned with the substrate and then mounted on the substrate, high-speed mounting can be realized by eliminating the waiting time for stability during the recognition operation in the component supply unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a unit transfer head of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an electronic component mapping apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of component map data in the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a process explanatory diagram of an electronic component mounting method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a process explanatory diagram of an electronic component mounting method according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Parts supply section
5 chips
10 Board positioning part
10A, 10B mounting stage
11 Substrate
13 line camera
16 Transfer head
18 Parts recognition camera
20 unit transfer head
40 Control unit
41 1st recognition part
42 Transfer head drive mechanism
43 Second recognition unit
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