JP3900269B2 - Component mounting method and 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、部品供給装置の一部であるトレイに配列されている半導体チップなどのような微小な各種チップ状部品(以下、単に「部品」と記す)を画像処理して半導体ウェーハや電子回路基板などの基板(以下、単に「基板」と記す)の所定の搭載位置に位置合わせして載置し、固定するための部品実装方法及び部品実装装置、特にその部品移載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
先ず、本出願人が現在特許出願している先願の一態様の部品実装装置を採り上げ、その構成、動作を図を用いて説明する。
【0003】
図11は本出願人が現在特許出願している先願の一態様の部品実装装置を上方から見た上面図、図12は図11に示した部品実装装置の矢印A側から見た側面図、図13は図11に示した部品実装装置の矢印B側から見た側面図、そして図14は部品移載装置における部品吸着ノズルの動作原理図である。
【0004】
なお、実装する部品としては半導体チップSを採り上げて説明する。その半導体チップSは所定の配列で同一の集積回路が多数形成されている半導体ウェーハから分割されたパッケージ前のチップ状のもので、いわゆるICチップと呼ばれているものである。
【0005】
図において、符号1Cは全体として従来の部品実装装置を指す。図示のものは、通常、フリップチップボンダーと称されており、基板P上に接着材料を介して各種部品Sを決められたパターンで実装する装置であって、一般に、部品Sの位置合わせ機能、搭載機能、加熱、加圧機能を備えている。
【0006】
その部品実装装置1Cは、図11乃至図13に示したように、以下のものから構成されている。即ち、基台10、トレイ装置20、部品移載装置30、ボンディング装置40、作業ステージ装置50、カメラ装置60、制御装置70などとから構成されている。
【0007】
基台10は基準面となる水平な定盤11を備え、内部に制御装置70や各種機構が組み込まれている。しかし、制御装置70は基台10の外部に設けて構成されているものもある。
【0008】
トレイ装置20は、Y軸21方向に位置調整できるYテーブル22を備え、そのYテープ22上に所定の配列で部品Sを整列、収容したトレイ23を固定する機能を備えている。部品Sはその電極側が上向きにして収容されている。収容する部品Sの種類は1種類であってもよく、異なる複数種のものであってもよい。
【0009】
部品移載装置30は、駆動装置31部分と部品吸着ノズル32部分とから構成されている。駆動装置31は定盤11上に固定された定盤33上に構成されている。定盤33にはレール34(図11)が敷設されており、そのレール34上を、トレイ装置20及びボンディング装置40が存在するX軸方向に移動できるように駆動装置31が搭載されている。また、この駆動装置31には、更に、図14に簡略的に示したように、部品吸着ノズル32が矢印Zで示した上下方向に移動できる昇降機構と矢印θで示したように部品吸着ノズル32部分を反転させる反転機構(不図示)が組み込まれている。
【0010】
部品吸着ノズル32は反転アーム35と、その基端部が駆動装置31に連結され、先端部に部品Sを吸着するノズル37が取り付けられているスピンドル36とから構成されている(図12、図13)。
【0011】
部品吸着ノズル32は、反転アーム35が反転することにより、ノズル37でトレイ23から吸着して取り出した部品Sの表裏面を反転し、後記するボンディング装置40のボンディングヘッド部43のボンディングヘッド45に受け渡す機能を備えている。
【0012】
ボンディング装置40は、定盤11に垂直に取り付けられた支持板41とこれに支持されたZ軸テーブル42とボンディングヘッド部43などとから構成されていて、ボンディングヘッド部43はZ軸テーブル42上を昇降し、そのボンディングヘッド部43は回動軸44とこの下方に交換可能で固定されているボンディングヘッド45とから構成されている(図12)。
【0013】
ボンディングヘッド部43は、部品移載装置30により反転した部品Sを、上方位置に在る場合のボンディングヘッド45で吸引して受け取る機能と、そのボンディングヘッド45を下降させて、吸着、保持している部品Sを後記する作業ステージ装置50上の基板Pの所定の位置に接着剤などを介して載置し、加圧、過熱して固定、実装する機能を備えている。
【0014】
作業ステージ装置50は、X軸51、Y軸52方向に位置調整できるXYテーブル53を備え、そのXYテーブル53上に部品Sを実装しようとする基板Pを固定する機能を備えている。
【0015】
カメラ装置60は、ボンディングヘッド45とXYテーブル53上の基板Pとの間に出入りでき、部品Sの電極面を認識するカメラ61と、部品Sを実装しようとする基板Pの位置を認識し、それらの位置情報データを制御装置70にフィードバックしてカメラ61を回動させ、或いは作業ステージ装置50のXYテーブル53をX軸方向及び或いはY軸方向に移動、制御するために用いられる。
【0016】
制御装置70は、マイクロコンピュータを備えており、前記の機能の他、部品Sを実装するシーケンスに従ってトレイ装置20のXYテーブル23、部品移載装置30、ボンディング装置40、作業ステージ装置50、カメラ装置60など部品実装装置1Cの一部分或いは全体を制御する機能を備えている。
【0017】
前記のように構成されている部品実装装置1Cは、図14に示したように一般的な動作として、部品移載装置30がトレイ23の方に移動し、部品吸着ノズル32が降下して、その先端部に取り付けられているノズル37でトレイ23から所定の部品Sの電極面側を吸着し、その後、上昇させ、反転アーム35を反転機構で反転させ、その部品吸着ノズル32を回動、反転させ、部品Sの表裏面を反転させる。部品移載装置30は、その状態でボンディング装置40のボンディングヘッド部42の方に移動させ、ノズル37で真空吸引されている部品Sをボンディングヘッド部43のボンディングヘッド45の下方に持ち来す。この移動が完了すると、部品吸着ノズル32、従って、ノズル37が、矢印Zで示したように、ボンディングヘッド45の方へ上昇し、そのボンディングヘッド45の下面に、その真空吸引力で反転した状態の部品Sを真空吸引させ、一方、ノズル37の部品の真空吸引を止めて、その部品Sをボンディングヘッド45に受け渡す。
【0018】
部品移載装置30をX軸方向に移動させ、ボンディング装置40の領域外へ移動したことを確認した後、カメラ装置60のカメラ61がボンディングヘッド45と作業ステージ装置50に固定されている基板Pとの間に移動する。
【0019】
そのカメラ61はボンディングヘッド45に保持されている部品Sの電極パターンと基板P上の電極ランドパターンとを画像認識し、それらの位置が一致しているか否かの位置情報(ずれ情報)を制御装置70内に組み込まれているコンピュータで計算し、その結果をフィードバックデーターとして作業ステージ装置50に出力する。このデーターにより、その部品Sの電極が基板Pの所定の位置の電極パッド位置と合致するように、作業ステージ装置50のXYテーブル53が微細に移動制御され、位置決めされる。
【0020】
次に、部品Sを吸着しているボンディングヘッド45を下降し、その部品Sは基板Pの所定の位置に精密に位置決めされた状態で実装される。
【0021】
前記の部品実装装置1Cの動作は、一般的な動作として記したが、部品Sの種類においては様々なものがあり、その大きさ、形状も大小様々なものがあって、そのため部品移載装置30のノズル37は部品Sの種類、大きさ、形状に応じて切換えられる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のように構成されている従来の部品実装装置1Cにおける部品移載装置30は、部品反転θ軸、部品吸引・受け渡し用Z軸及び直進X軸の計3軸で構成されている。
【0023】
また、図示していないが、部品Sを吸着、実装する時の緩衝用のガイド1軸と予圧用スプリングで構成されているアームフローティング機構がZ軸内に内蔵されて構成されている。その結果、
1.駆動軸が増えて制御が煩雑になり、そして同時にコストアップになる
2.可動部が増加する分ガタも増え、部品受け渡し精度を悪化させることになる
3.ダストを嫌う部品をハンドリングするために、部品吸着ノズル32をカバー で覆う必要が発生した場合、完全にカバーして、部品を吸引することが困難な 構造になる
などという課題がある。
【0024】
本発明はこのような課題を解決しようとするものであって、部品移載装置の部品吸着手段を反転或いは旋回1軸で構成し、制御装置で制御することにより、部品供給手段からの部品の拾い上げ、受け渡しの一連の動作を行わせることができる部品実装方法及び部品実装装置を得ることを目的とするものである。
【0025】
【課題を解決するための手段】
それ故、前記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明の部品実装方法では、基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、その部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記部品供給手段からフェイスアップ状態にある部品を吸着し、反転しながら前記部品実装手段に吸着した部品をフェイスダウンで受け渡す部品吸着手段を備えた部品実装装置において、前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着してひねりを加えることなく反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御されて前記所定の部品を移載することを特徴とする。
【0026】
そして請求項2に記載の本発明の部品実装装置では、基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、その部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、前記部品供給手段から前記基板載置手段の近傍まで水平状態で延在するガイド手段、その基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記ガイド手段にガイドされ、前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、前記ガイド手段にガイドされた前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段をひねりを加えることなく反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段とを備えて構成されている。
【0027】
その部品吸着手段は、回動軸と、その回動軸の先端部であって外周部に接線方向に基端部が取り付けられている部品吸着アームと、前記部品吸着アームを回動させる回動モータとを備えていることを特徴とする。
【0028】
更に、前記部品吸着手段にはフローティング機構が組み込まれていることを特徴とする。
【0029】
また、請求項5に記載の部品実装装置は、基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、その部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、その基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると、前記部品吸着手段を旋回させると同時に反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段をひねりを加えることなく反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段とを備えて構成されている。
【0030】
その部品吸着手段は、旋回アームと、その旋回アームの先端部に取り付けられた部品吸着手段と、前記旋回アームを旋回させる旋回モータと、前記部品吸着手段を回動させる回動モータとを備え、前記旋回モータが前記旋回アームから十分に下方の位置に配設されていることを特徴とする。
【0031】
更に、前記部品吸着手段にはフローティング機構が組み込まれていることを特徴とする。
【0032】
従って、本発明の部品実装方法及び部品実装装置によれば、部品吸着手段が部品供給手段及びこれに収容されている部品に接触することなく吸着により拾い上げ、そして吸着した部品を部品実装手段に接触することなく、その部品実装手段に受け渡すことができる。
【0033】
そして部品実装装置の部品吸着手段を反転1軸で構成し、制御装置によってコントロールすることにより、部品供給手段からの部品の吸着、拾い上げ、受け渡しの一連の動作を行わせることができる。
【0034】
更に、部品吸着手段にフローティング機構を組み込んだことにより、部品に損傷を与えることなく基板に実装することができる。
【0035】
そして更に、フローティング機構を反転用回動軸と同軸上に内蔵したことにより、ガタの少ない状態での部品吸着アームのフローティングが実現し、部品の受け渡しが高精度に行うことができる。部品の受け渡し精度が良いことは、その後プロセスの実装位置補正に向けた画像の処理を行う際に、収差などの影響を受けない処理エリアのセンター付近での処理が可能になるため、ひいては部品実装精度向上につながる。
【0036】
更にまた、ガタが少ないことは、イメージャー等の接触禁止エリアを持つ部品を位置精度よく拾い上げることが可能となり、コレット接触による傷、チッビングを防ぐことができる。
【0037】
そして更にまた、反転アームの反転方向を直進動作の移載軸の方向と一致させることにより、反転アーム長の2倍分、移載距離を短縮でき、移載時間の短縮を図ることができる。移載軸の旋回角度を90°にした場合でも、反転アーム長分だけ旋回半径を小さくでき、動作点での剛性アップを図ることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態の部品実装装置を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に記す実施の形態は、本発明の好適な具体例であることから、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、これらの形態に限られるものではないことを予め断っておく。
【0039】
図1は本発明の第1実施形態の部品実装装置の一部構成の側面図、図2は図1に示した部品実装装置における部品移載装置部分の上面図、図3は図2に示した部品移載装置における部品反転装置を示していて、同図Aはその側面図、同図Bは同図AのB−B線上における一部断面側面図、図4は図3に示した部品反転装置に組み込まれている矢印Cから見たフローティング機構の拡大断面図、図5は図1に示した部品実装装置の動作説明図、図6は本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の上面図、図7は図6に示した部品移載装置のB−B線上における一部断面側面図、図8は図7に示した矢印Cから見た正面図、図9は旋回アーム部に組み込まれているアームフローティング機構の断面側面図、そして図10は本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の動作説明図である。
【0040】
先ず、図1乃至図5を用いて本発明の第1実施形態の部品実装装置を説明する。そして先ず、図1乃至図4を用いて第1実施形態の部品実装装置を説明する。
【0041】
図1において、符号1Aは本発明の第1実施形態の部品実装装置を指す。この部品実装装置1Aは、いわゆる超音波フリップチップボンダーとして構成されており、そして図2に示したように、後記の部品反転装置133が直進式のものであって、部品反転装置133とX軸(移載用)モータ135は、通常良く使われるガイドされたボールネジをモータで駆動する方式である。
【0042】
そして本部品実装装置1Aは、従来技術の部品実装装置1Cと同様に、基台110、トレイ装置120、部品移載装置130、ボンディング装置140、作業ステージ装置150、第1カメラ装置160、第2カメラ装置170、制御装置180などとから構成されている。
【0043】
基台110は基準面となる水平な定盤111を備え、内部に制御装置180や各種機構が組み込まれている。しかし、制御装置180は基台110の外部に設けて構成してもよい。
【0044】
トレイ装置120は、下方から定盤111に据え付けられたθモータ121で回動するθテーブル122、その上に組み立てられたX軸モータ123で駆動される水平なX軸レール124、更にその側面に組み立てられたY軸モータ125で駆動されるY軸レール126、X軸レール124に取り付けられているサドル127、このサドル127に垂直に固定された支柱128、そしてこの支柱128に水平に取り付けられているステージ129などから構成され、そのステージ129はX軸方向、Y軸方向に可動できる他に回動できるように構成されている。
【0045】
実装しようとする複数個の部品Sが所定の配列で収納されているトレイTは、ステージ129上に水平に載置され、固定される。
【0046】
部品移載装置130は、図2にも示したように、基台110に垂直に取り付けられている複数の支柱(不図示)で水平に支持されたX軸レール131、このX軸レール131上をスライドするL字型のスライダー132、このスライダー132の下方に取り付けられ、本発明の特徴である部品反転装置133、X軸レール131を覆うカバー134などから構成されている。部品反転装置133の構成、構造については、図3及び図4を用いて後記する。
【0047】
ボンディング装置140は超音波を接合手段とするボンディングヘッド141、リニアガイド142などから構成されており、このリニアガイド142は基台110に垂直に不図示の支持部材で支持されており、ボンディングヘッド141はこのリニアガイド142にガイドされてZ軸方向に昇降する。また、ボンディングヘッド141の下面には吸着ノズル(不図示)が設けられていて、部品反転装置133からの部品Sを吸着により受け取り、保持する。更にまた、ボンディングヘッド141には不図示の超音波発振電源を内蔵し、基板P上の電極ランドへの接合はその超音波発振電源により発振した高周波で振動するホーン143によって超音波エネルギーを接合エネルギーに変換し、その接合エネルギーで行われる。
【0048】
作業ステージ装置150は、下方から定盤111に据え付けられたθモータ151で回動するθテーブル152、その上に組み立てられたX軸モータ153で駆動される水平なX軸レール(不図示)にガイドされるX軸テーブル154、更にその上面に組み立てられたY軸モータ155で駆動されるY軸レール156、Y軸レール156に水平に組み立てられたY軸テーブル157、そのY軸テーブル157上に固定されたステージ158などから構成され、そのステージ158はX軸方向、Y軸方向に可動できる他に回動できるように構成されている。
【0049】
このステージ158の水平面には、複数個の部品Sが所定の配列で実装される基板Pが載置、固定される。基板Pには実装しようとする部品Sの電極に対応した配列で電極ランド(不図示)などが形成されているものである。
【0050】
第2カメラ装置170は、図示していない水平方向に動作するX軸、Y軸から構成されており、カメラ171はX軸モータ173の駆動によりX軸レール172にガイドされて、ボンディングヘッド141と部品Sを実装しようとする基板Pとの間に出入りし、両者間に入った場合に、ボンディングヘッド141に吸着されている部品Sの電極と基板P上のその実装位置の電極ランドとを画像認識し、それらの位置が一致しているか否かの位置情報(ずれ情報)を制御装置180内に組み込まれているコンピュータで計算し、その結果をフィードバックデーターとして作業ステージ装置150に出力する。このデーターにより、その部品Sの電極が基板Pの所定の位置の電極ランド位置と合致するように、作業ステージ装置150のθテーブル152、X軸テーブル154及びY軸テーブル157が微細に移動制御され、位置決めされる。
【0051】
次に、図2乃至図4をも加味して、部品反転装置133を説明する。この部品反転装置133は、スライダー132に支持されてX軸レール131上をトレイ装置120の方へ、そしてボンディング装置140の方へと矢印Xで示したX軸線上を移動する。この移動はX軸モータ135で行われる。なお、符号136aはスライダー132用の原点センサを、符号136bはスライダー132用の(+)側リミットセンサを、そして136cは同(−)側リミットセンサを指すが、本発明の要点では無いので、それらの説明を省略する。
【0052】
部品反転装置133は、図2、図3及び図4に拡大して示したように、反転軸1331の外周部の接線方向に基端部が取り付けられている部品吸着アーム1332、スライダー132に固定され、エンコーダを内蔵し、減速機1333で回転数が減速される反転用モータ1334、この反転用モータ1334のスピンドル1335にビス1336により固定され、スピンドル1335と一体的に回動する回動軸1337、この回動軸1337と反転軸1331との間に、軸方向に所定の間隔を開けてはめ込まれている2個の回転ベアリング1338、前記回動軸1337の外周部に取り付けられているストッパーピン1339、前記反転軸1331の下方に配設されたストッパーピン1339が当接するストッパーブロック1340、反転軸1331と回動軸1337とに掛け渡された引っ張りコイルバネ1342、反転軸1331側のバネ用フック1341、前記ストッパーブロック1340の下方に配設されているリミットセンサ1343などから構成されている。
【0053】
部品吸着アーム1332の先端部には部品吸着ノズルNが交換可能に取り付けられており、更に、部品吸着アーム1332の中心部に孔開け加工により部品吸着経路1344が形成されて(図3A)、回動軸1345の中心部に形成されている部品吸着経路の開口1346に装着、接続されている。その回動軸1345の部品吸着経路は配管を内蔵した回動可能な継ぎ手1347を介して外部のエアー管1348に接続される。
【0054】
前記の部品反転装置133の構成において、2個の回転ベアリング1338、引っ張りコイルバネ1342、ストッパーピン1339及びストッパーブロック1340はアームフローティング機構を構成する部材である。
【0055】
次に、図5を用いて、本発明の第1実施形態の部品実装装置1Aの動作を説明する。
【0056】
先ず、半導体チップのような部品Sはフェイスアップで、つまり電極を上向きにしてトレイTに収納され、XYθの動作軸を内蔵したトレイ装置120のステージ129に載置、固定される。この場合、部品Sは第1カメラ装置160によってラフに位置補正されて供給される。
【0057】
次に、部品移載装置130の部品反転装置133は、ステージ129上に固定されたトレイTのフェイスアップされた部品Sを吸着し、反転、旋回させて、超音波を接合手段とするボンディング装置140のボンディングヘッド141にフェイスダウン、つまり電極側を下側にして受け渡す。
【0058】
ボンディングヘッド141にフェイスダウンで受け渡された部品Sは、XYθの動作軸を内蔵する作業ステージ装置150上にある基板Pの所定の位置に、上下の視野を持つ第2カメラ装置170によって精度よく位置補正されて実装される。なお位置補正は作業ステージ装置150のXYθ軸で行い、部品実装はボンディング装置140に内蔵されたZ軸で行う。
【0059】
更に部品Sの基板Pへの接合、実装は、ボンディング装置140に内蔵された、図示しない超音波発振電源により駆動されて発生する高周波で振動するホーン143によって超音波エネルギーを接合エネルギーに変換して行われる。
【0060】
図5に、本部品実装装置1Aの実際の運転時に、部品反転装置133における部品吸着アーム1332の先端部に取り付けられている部品吸着ノズルNの取り得る4つの姿勢を示した。それぞれの状態をA、B、C、Dとする。部品吸着ノズルNの角度がAの状態を0°とすると、Bの状態の角度は約2°、Cの状態の角度は182°で反転し、Dの状態の角度は約180°となり、それぞれAの状態が部品供給ステージ14上のトレイTからフェイスアップで部品Sを拾い上げる姿勢、Bの状態が本発明の一大特徴であって、部品吸着ノズルNが部品供給ステージ129の機構やトレイTとの干渉を避ける姿勢を示し、部品供給ステージ129に近づく、または遠ざかる姿勢であり、Cの状態も本発明の一大特徴であって、ボンディングヘッド141との干渉を避ける姿勢を示し、ボンディングヘッド141に近づく、または遠ざかる姿勢であり、そしてDの状態がフェイスダウンで部品Sをボンディングヘッド141に受け渡す姿勢である。
【0061】
Bの状態の角度2°、Cの状態の角度182°は、部品吸着ノズルNが部品Sを吸着した状態で他の機構との干渉を避ける最低限の角度であってもかまわない。これらの角度が小さければ小さいほど、部品Sの移載時間を短縮することができるからである。
【0062】
また、本発明においては、前記のようなフローティング機構を内蔵していることから、何らかの過度の回動力が反転軸1331に掛かったとしても、回動軸1337と同軸な引っ張りコイルバネ1342の弾力が緩衝部材とより、部品受け渡し時においては、トレイTと部品吸着ノズルNとの挟み込みによる部品に対する衝撃を防止でき、従って、部品Sがスクラッチ、チッビングなどの損傷を受けることがなく、また、部品吸着ノズルNとボンディングヘッド141との挟み込みによる部品に対する衝撃も防止でき、従って同様に、部品Sがスクラッチ、チッビングなどの損傷を受けることを防いでいる。
【0063】
なお、ストッパーピン1339とストッパーブロック1340との間隔は引っ張りコイルバネ1342の伸びを規制する機構である。
【0064】
更に、前記フローティング機構は反転軸1331と回動軸1337とを回転ベアリング1338を介して同軸に構成されていることから、ガタの少ない状態で反転軸1331のフローティングが実現でき、高精度な部品Sの受け渡しが可能となる。部品受け渡し精度が高いことは、その後のプロセスの実装位置補正に向けた画像処理を行う際に、収差などの影響を受けない処理エリアのセンター付近での処理が可能となり、ひいては部品実装精度の向上につながるものである。
【0065】
また、前記のガタが少ないことは、イメージャーなどの接触禁止エリアを持つ部品を位置精度よくピックアップすることが可能となり、コレット接触による傷、チッビングを防ぐこともできる。
【0066】
以上記したように、本発明における部品反転装置133は、制御装置80に内蔵されているコンピュータに前記一連の動作をティーチングしておくことによって、反転軸1331の一軸で、部品吸着アーム1332をコントロールすることができ、部品SのトレイTからの拾い上げ、ボンディングヘッド141への受け渡しの一連の動作を実現することができる。
【0067】
前記第1実施形態の部品実装装置1Aにおいては、部品移載装置130のX軸モータ135や駆動機構はダスト発生源の一つであって、これらがトレイ装置120の上方に取り付けられていることからトレイTに収容されている部品がそのダストで汚染される機会が増大する。特にイメージャ等の接触禁止エリアを持つ部品の前記接触禁止エリアにダストが付着すると、これが不良品になる。従って、この部品へのダストの付着は、どの部品を基板Pに実装するにしても、極力抑えることが好ましい。
【0068】
図6乃至図10に示した本発明の第2実施形態の部品実装装置1Bは、この部品へのダストの付着を極力抑えるように構成した装置の一例である。
【0069】
図6乃至図10に示した本発明の第2実施形態の部品実装装置1Bは、この部品へのダストの付着を極力抑えるように構成した装置の一例である。
以下、図6乃至図10を用いて、本発明の第2実施形態の部品実装装置1Bを説明する。なお、部品実装装置としての全体の構成は、これらの図面には示しておず、部品移載装置230のみを示したものであるが、第1実施形態の部品実装装置1Aの架台110上の定盤111の表面に取り付けられているトレイ装置120、ボンディング装置140、作業ステージ装置150、第1カメラ装置160、第2カメラ装置170、そして架台110内に収容されている制御装置180に相当する装置を備えていることには変わりなく、従って、便宜上、符号1Bを付して、第1実施形態の部品実装装置1Aと区別する。
【0070】
先ず、部品実装装置1Bの部品移載装置230構成を説明する。この部品移載装置230は、トレイTに収容されている部品SやトレイTからピックアップされた部品Sにダストができるだけ付着しないように、そしてまた、作業ステージ装置150上の基板Pにもダストが付着しないようにクリーン化を図っていて、図6乃至図8に示したように、旋回モータ部231により旋回アーム部232が水平状態でトレイTと基板Pとの間の所定の角範囲にわたって旋回、反転できるように構成されているものである。そして、この部品移載装置230は旋回モータ部231と旋回アーム部232とが分離されており、旋回モータ部231はトレイ装置120のXYθ軸テーブル部分、作業ステージ装置150のXYθテーブル部分などとほぼ同一レベルの下方位置に、旋回軸2313を介して旋回アーム部232の下方に、そしてトレイTや基板Pの遙か下方に配設されて構成されている。
【0071】
旋回モータ部231の旋回モータ2311はエンコーダと回転数を減速する減速機を内蔵し、フレーム2312に支持されており、旋回モータ2311の旋回軸2313はフレーム2312の上面に垂直に固定されているスリーブ2314内に回動自在に納められていて、その上端は旋回アーム部232の回動モータ233用のブラケット234に固定され、その旋回アーム部232を水平状態で旋回できるように支持している。
【0072】
旋回アーム部232は、前記回動モータ233、この回動モータ233が一側面で固定される前記ブラケット234、このブラケット234の他方の側面に固定されているスリーブ235、このスリーブ235内で一端が回動自在に支持された回動軸236、その他方の先端部に連結されている部品吸着部237とから構成されている。
【0073】
回動モータ233の回動軸2331の中心部には中空経路2332が形成され、その回動軸236はブラケット234の中央部よりスリーブ235に寄った部分で中空経路2361が形成されている回動軸236と連結されている。この回動軸236の一端は、スリーブ235の内部の両端で回転ベアリング2351により回動自在に支持されている。
【0074】
ブラケット234寄りのスリーブ235の両側にはそれぞれ貫通孔2352(図6、図7)が開けられており、これらの貫通孔2352にそれぞれ排出管2353(図6)が接続されていて、回転ベアリング2351及び後記する部品吸着部237内に形成されているフローティング機構から発生した場合のダストを吸引、排出できる構造になっていて、クリーン化が図られている。
【0075】
また、回動モータ233の外端部には、その中空経路2332に通じる吸引管が接続されている。この吸引管の他端は真空源(不図示)に接続されいて、吸引することにより中空経路2332、中空経路2361を通じてノズルNで所定の部品Sを吸着できるように構成されている。この吸引時、回動モータ233の軸受けなどから発生するダストも吸引管2333から外部に排出され、クリーン化が図られている。
【0076】
なお、記すまでもなく、回動モータ233の回動軸2331及びその中空経路2332と回動軸236及びその中空経路2361と図9を用いて後記する部品吸着部237内の回動軸2381及びその中空経路2384とは一直線状にネジなどで一体的に連結された構造で構成されている。符号2334は回動モータ233用の電源コードである。
【0077】
次に、図7に示した前記部品吸着部237を拡大図示した図9をも加味して前記部品吸着部237の構成、構造を説明する。
【0078】
この部品吸着部237は、部品吸着ノズル238と、これを回動自在に軸支するノズル軸受け部239とから構成されている。
【0079】
部品吸着ノズル238は、回動軸2381とその先端部に形成された円盤状のノズル装着反転部2382からなる一体構造のものであり、ノズル装着反転部2382の1ヶ所にノズル装着部2383が形成されている。回動軸2381の中心部に、その軸方向に、一端が回動軸236の中空経路2361に接続されている中空経路2384が形成されており、他端がノズル装着反転部2382の中心中央部まで延在していて、その先端部の一ヶ所から半径方向に、前記ノズル装着部2383に通じる中空経路2385に導出されている。ノズル装着部2383には、吸着しようとする部品Sに適したノズルN(図10)が交換可能に取り付けられている。
【0080】
回動軸2381は所定の間隔を開けてノズル軸受け部239内に配設されている2個の回転ベアリング2391で軸支されている。
【0081】
そして、第1実施形態の部品実装装置1Aにおけるアームフローティング機構に相当するアームフローティング機構も本第2実施形態の部品実装装置1Bにも設けられている。それは、図9に示したように、2個の回転ベアリング2391と、回動軸2381の一端面に形成されている回動側フック241と、ノズル軸受け部239の同一側端面に形成されている固定側フック242と、これら回動側フック241と固定側フック242とに掛け渡した引っ張りコイルバネ243と、この引っ張りコイルバネ243側と対向する側のノズル軸受け部239の内周面に所定の幅で形成されている凹状ストッパー2392(図9A)と、回動軸2381に外周部に形成されており、前記凹状ストッパー2392内に挿入され、所定の移動量で移動するストッパーピン2386(図9A)とから構成されている。
【0082】
このアームフローティング機構も第1実施形態の部品実装装置1Aにおけるアームフローティング機構と同様の機能を果たすものであって、その機能は回動軸2381に圧入したストッパーピン2386を引っ張りコイルバネ243でノズル軸受け部239の凹状ストッパー2392の内壁に押し当てることによって、回動軸2381とノズル軸受け部239の無負荷時の相対位置を保つよう組み立てられており、部品吸着ノズル238の作用点に負荷がかかると、引っ張りコイルバネ243がたわみ、アームフローティング機能が作動する。フローティングの圧力は引っ張りコイルバネ243の選定によって自由に設定できる。
【0083】
次に、第2実施形態の部品実装装置1Bの動作を、図10を参照しながら説明する。
【0084】
図10に示したように、旋回モータ部231が作動すると、回動軸2313を中心にして旋回アーム部232が矢印Rで示したように一水平面内で反時計方向に、そして時計方向に旋回する。ノズルNが図示の状態にあって、トレイTが存在する位置まで矢印Rで示したように反時計方向に旋回し、トレイTからフェイスアップの状態で収容されている1個の部品Sを吸着し、次に、ノズルNが反転して基板Pが存在する位置まで矢印Rで示したように時計方向に旋回して、超音波を接合手段とするボンディング装置140のボンディングヘッド141にフェイスダウン受け渡す。以下、基板Pへの部品Sの実装は第1実施形態の部品実装装置1Aと同様であるので省略するも、ノズルNが部品Sを吸着する角度、ノズルNがトレイTに接近するまでの角度、或いはトレイTから遠ざかり、ボンディングヘッド141に接近するまでのノズルNの角度、そして部品SをノズルNからボンディングヘッド141に受け渡す際の角度は、回動モータ233が作動して図5に示したA、B、C、Dの状態を取ることは同一であるので、詳細な説明を省略する。
【0085】
以上記したように、本実施形態の部品実装装置1Bも、制御装置80に内蔵されているコンピュータに前記一連の動作をティーチングしておくことによって、旋回モータ部231で旋回アーム部232をコントロールし、更に、回動モータ233で部品吸着ノズル238の反転をコントロールすることができ、部品SのトレイTからの拾い上げ、ボンディングヘッド141への受け渡しの一連の動作を実現することができる。
【0086】
以上の説明から明らかなように、回動軸1軸で、制御部によってコントロールすることにより部品Sの拾い上げ、受け渡しの一連の動作を実現することができる。
【0087】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の部品実装装置は、
1.軸数が少ない分だけ制御が簡単になり、装置も安価に製作できる
2.動作時のガタが少なくなり、部品吸着部(ピックアップノズル)の精度が向上し、イメージヤーなどの接触不可エリアを有する部品のハンドリング時のダスト、チッピングを防止することができる
3.動作時のガタが少なくなり、部品受け渡し精度が向上することにより、その後のプロセスのカメラによる位置補正の画像処理の際に、収差の少ない画角の中心での処理が可能となり、部品の接合位置精度の向上が図れる
4.旋回アーム部の旋回方向を部品移載方向と一致させることにより、旋回半径の2倍の距離を移動距離から差し引くことが可能となり、結果的に移動距離を短縮することができ、旋回と移動を同時に行うことから部品受け渡し動作の時間を短縮できる
5.本発明の旋回式反転軸に回動式移動軸を組み合わせることにより、ダスト発生個所がそれぞれの回動摺動部のみとなり、ダストの吸引が容易で、装置のクリーン化を行うことができる
など、数々の優れた効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の部品実装装置の一部構成の上面図である。
【図2】 図1に示した部品実装装置における部品移載装置部分の上面図である。
【図3】 図2に示した部品移載装置における部品反転装置を示していて、同図Aはその正面図、同図Bは同図AのB−B線上における一部断面側面図である。
【図4】 図3に示した部品反転装置に組み込まれている矢印Cから見たフローティング機構の拡大断面図である。
【図5】 図1に示した部品実装装置の動作説明図である。
【図6】 本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の上面図である。
【図7】 図6に示した部品移載装置のB−B線上における一部断面側面図である。
【図8】 図7に示した矢印Cから見た正面図である。
【図9】 旋回アーム部に組み込まれているアームフローティング機構の断面側面図である。
【図10】 本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の動作説明図である。
【図11】 本出願人が現在特許出願している先願の一態様のの部品実装装置を上方から見た上面図である。
【図12】 図11に示した部品実装装置の矢印A側から見た側面図である。
【図13】 図11に示した部品実装装置の矢印B側から見た側面図である。
【図14】 部品移載装置における部品吸着ノズルの動作原理図である。
【符号の説明】
1A…本発明の第1実施形態の部品実装装置、110…基台、120…トレイ装置、129…ステージ、130…部品移載装置、131…X軸レール、133…部品反転装置、135…X軸モータ、1331…反転軸、1332…部品吸着アーム、1334…反転用モータ、1335…スピンドル、1337…回動軸、1338…回転ベアリング、1342,243…引っ張りコイルバネ、1343…リミットセンサ、140…ボンディング装置、141…ボンディングヘッド、150…作業ステージ装置、158…ステージ、160…第1カメラ装置、170…第2カメラ装置、230…本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置、231…旋回モータ部、2311…旋回モータ、2312…フレーム、2313…回動軸、2314…スリーブ、232…旋回アーム部、233…回動モータ、2332,2361,2384…中空経路、234…ブラケット、235…スリーブ、236…回動軸、237…部品吸着部、238…部品吸着ノズル、2381…回動軸、2382…ノズル装着反転部、239…ノズル軸受け部、2391…回転ベアリング、N…ノズル、P…基板、S…部品、T…トレイ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention performs image processing on various chip-like components (hereinafter simply referred to as “components”) such as semiconductor chips arranged in a tray which is a part of a component supply apparatus, and performs semiconductor image processing on semiconductor wafers and electronic circuits. The present invention relates to a component mounting method and a component mounting apparatus for positioning and fixing a substrate such as a substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) at a predetermined mounting position, and particularly to the component transfer apparatus. .
[0002]
[Prior art]
First, a component mounting apparatus according to an aspect of a prior application for which the present applicant has applied for a patent will be described, and the configuration and operation thereof will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 11 is a top view of a component mounting apparatus according to an aspect of a prior application for which the present applicant has applied for a patent, as viewed from above. FIG. 12 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 13 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 11 as viewed from the arrow B side, and FIG. 14 is an operation principle diagram of the component suction nozzle in the component transfer apparatus.
[0004]
Note that the semiconductor chip S will be described as a component to be mounted. The semiconductor chip S is a chip-shaped chip before a package divided from a semiconductor wafer on which many identical integrated circuits are formed in a predetermined arrangement, and is called a so-called IC chip.
[0005]
In the figure, reference numeral 1C indicates a conventional component mounting apparatus as a whole. The one shown in the figure is usually called a flip chip bonder, and is an apparatus for mounting various parts S on a substrate P in a predetermined pattern via an adhesive material. Equipped with mounting function, heating and pressurizing function.
[0006]
As shown in FIGS. 11 to 13, the component mounting apparatus 1C includes the following components. That is, the base 10, the tray device 20, the component transfer device 30, the bonding device 40, the work stage device 50, the camera device 60, the control device 70, and the like are included.
[0007]
The base 10 includes a horizontal surface plate 11 serving as a reference surface, and a control device 70 and various mechanisms are incorporated therein. However, some control devices 70 are provided outside the base 10.
[0008]
The tray device 20 includes a Y table 22 whose position can be adjusted in the direction of the Y axis 21, and has a function of aligning the components S on the Y tape 22 in a predetermined arrangement and fixing the tray 23 that houses the components. The component S is accommodated with its electrode side facing upward. The type of component S to be accommodated may be one type or a plurality of different types.
[0009]
The component transfer device 30 includes a drive device 31 portion and a component suction nozzle 32 portion. The driving device 31 is configured on a surface plate 33 fixed on the surface plate 11. A rail 34 (FIG. 11) is laid on the surface plate 33, and a drive device 31 is mounted on the rail 34 so as to be movable in the X-axis direction where the tray device 20 and the bonding device 40 are present. Further, as shown in FIG. 14, the drive device 31 further includes a lifting mechanism in which the component suction nozzle 32 can move in the vertical direction indicated by an arrow Z, and a component suction nozzle as indicated by an arrow θ. A reversing mechanism (not shown) for reversing the 32 portion is incorporated.
[0010]
The component suction nozzle 32 is composed of a reversing arm 35 and a spindle 36 having a base end connected to the drive device 31 and a nozzle 37 attached to the tip of the component S (see FIGS. 12 and 12). 13).
[0011]
The component suction nozzle 32 reverses the front and back surfaces of the component S sucked and taken out from the tray 23 by the nozzle 37 when the reversing arm 35 is reversed, and is attached to the bonding head 45 of the bonding head portion 43 of the bonding apparatus 40 described later. It has a function to deliver.
[0012]
The bonding apparatus 40 includes a support plate 41 that is vertically attached to the surface plate 11, a Z-axis table 42 that is supported by the support plate 41, and a bonding head unit 43. The bonding head unit 43 is mounted on the Z-axis table 42. The bonding head portion 43 is composed of a rotating shaft 44 and a bonding head 45 that is exchangeably fixed below the rotation shaft 44 (FIG. 12).
[0013]
The bonding head unit 43 sucks and receives the component S inverted by the component transfer device 30 by the bonding head 45 when it is in the upper position, and lowers the bonding head 45 to suck and hold it. The component S is placed on a predetermined position of the substrate P on the work stage device 50, which will be described later, via an adhesive or the like, and is fixed and mounted by pressurization and overheating.
[0014]
The work stage device 50 includes an XY table 53 whose position can be adjusted in the X-axis 51 and Y-axis 52 directions, and has a function of fixing the substrate P on which the component S is to be mounted on the XY table 53.
[0015]
The camera device 60 can enter and exit between the bonding head 45 and the substrate P on the XY table 53, recognizes the camera 61 that recognizes the electrode surface of the component S, and the position of the substrate P on which the component S is to be mounted, The position information data is fed back to the control device 70 to rotate the camera 61, or used to move and control the XY table 53 of the work stage device 50 in the X-axis direction and / or the Y-axis direction.
[0016]
The control device 70 includes a microcomputer, and in addition to the functions described above, the XY table 23 of the tray device 20, the component transfer device 30, the bonding device 40, the work stage device 50, and the camera device according to the sequence in which the component S is mounted. A function of controlling a part or the whole of the component mounting apparatus 1C such as 60 is provided.
[0017]
In the component mounting apparatus 1C configured as described above, as shown in FIG. 14, as a general operation, the component transfer device 30 moves toward the tray 23, the component suction nozzle 32 descends, The nozzle 37 attached to the tip end adsorbs the electrode surface side of the predetermined component S from the tray 23, and then raises it, reverses the reversing arm 35 by the reversing mechanism, and rotates the component sucking nozzle 32. The front and back surfaces of the component S are reversed. In this state, the component transfer device 30 moves to the bonding head portion 42 of the bonding device 40, and brings the component S vacuumed by the nozzle 37 below the bonding head 45 of the bonding head portion 43. When this movement is completed, the component suction nozzle 32, and thus the nozzle 37, moves upward toward the bonding head 45 as indicated by the arrow Z, and is reversed to the lower surface of the bonding head 45 by the vacuum suction force. The component S is vacuum-sucked, while the vacuum suction of the component of the nozzle 37 is stopped and the component S is delivered to the bonding head 45.
[0018]
After moving the component transfer device 30 in the X-axis direction and confirming that it has moved out of the area of the bonding device 40, the camera 61 of the camera device 60 is fixed to the bonding head 45 and the work stage device 50. Move between and.
[0019]
The camera 61 recognizes an image of the electrode pattern of the component S held by the bonding head 45 and the electrode land pattern on the substrate P, and controls position information (deviation information) as to whether or not their positions match. The calculation is performed by a computer incorporated in the apparatus 70, and the result is output to the work stage apparatus 50 as feedback data. Based on this data, the XY table 53 of the work stage device 50 is finely moved and positioned so that the electrode of the component S matches the electrode pad position at a predetermined position on the substrate P.
[0020]
Next, the bonding head 45 adsorbing the component S is lowered, and the component S is mounted in a state where it is precisely positioned at a predetermined position on the substrate P.
[0021]
Although the operation of the component mounting apparatus 1C is described as a general operation, there are various types of the component S, and there are various sizes and shapes, and therefore the component transfer apparatus. The 30 nozzles 37 are switched according to the type, size, and shape of the part S.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, the component transfer apparatus 30 in the conventional component mounting apparatus 1 </ b> C configured as described above includes a total of three axes: a component reversal θ axis, a component suction / delivery Z axis, and a rectilinear X axis.
[0023]
Although not shown, an arm floating mechanism constituted by a buffer guide 1 axis and a preload spring for sucking and mounting the component S is built in the Z axis. as a result,
1. Drive shafts increase, control becomes complicated, and costs increase at the same time
2. As the moving parts increase, the backlash increases and the parts delivery accuracy deteriorates.
3. When it is necessary to cover the component suction nozzle 32 with a cover in order to handle parts that do not like dust, it is difficult to completely cover and suck the components.
There is a problem such as.
[0024]
The present invention is intended to solve such a problem. The component adsorbing means of the component transfer device is constituted by a single axis of reversing or turning, and is controlled by the control device. An object of the present invention is to obtain a component mounting method and a component mounting apparatus capable of performing a series of operations of picking up and delivering.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above problem, in the component mounting method according to the first aspect of the present invention, the component supply means in which the component to be mounted on the board is accommodated face up, and the component from the component supply means A substrate mounting means for supporting a substrate mounted at a predetermined position, and a component for receiving a component from the component supply means face down and mounting at a predetermined position on the substrate supported by the substrate mounting means A component mounting apparatus comprising: a mounting unit; a component mounting unit that includes a component suction unit that sucks a component in a face-up state from the component supply unit; Is approaching in a slightly upward state rather than a horizontal state until immediately before adsorbing the component accommodated in the component supply means in a face-up state, and adsorbs the component Time is the horizontal state, adsorbs the component Without adding a twist Inverted, approached in a slightly downward state from the horizontal state until just before delivery to the component mounting means, and when transferring to the component mounting means, it is controlled to be in the horizontal state and transfers the predetermined component It is characterized by that.
[0026]
In the component mounting apparatus according to the second aspect of the present invention, there is provided a component supply unit in which a component to be mounted on the substrate is accommodated face-up, and a substrate on which the component from the component supply unit is mounted at a predetermined position. Supporting substrate placing means, guide means extending horizontally from the component supplying means to the vicinity of the substrate placing means, and located above the substrate placing means, the components from the component supplying means face down The component mounting means for receiving and mounting at a predetermined position on the substrate supported by the substrate mounting means, guided by the guide means, and sucking the components accommodated in the face-up state to the component supply means When the component is sucked, the component sucking unit is reversed, and the component sucking unit delivered to the component mounting unit is guided by the guide unit. Until just before the adsorbing components are housed in a face-up state in the input unit close at slightly upward state from the horizontal state, it becomes horizontal state when adsorbing the component, the component suction means to adsorb the component Without adding a twist The control means is configured to be reversed and approached in a slightly downward state from a horizontal state until immediately before delivery to the component mounting means, and to be controlled to be in a horizontal state when delivered to the component mounting means. Yes.
[0027]
The component suction means includes a rotating shaft and a tip of the rotating shaft. And the base end is tangential to the outer periphery. It is characterized by comprising an attached component adsorption arm and a rotation motor for rotating the component adsorption arm.
[0028]
Furthermore, a floating mechanism is incorporated in the component suction means.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a component mounting apparatus for supporting a substrate on which a component to be mounted on a substrate is accommodated face-up, and a substrate on which a component from the component supply device is mounted at a predetermined position. A component mounting unit that is positioned above the substrate mounting unit, receives components from the component supply unit face down, and is mounted at a predetermined position on the substrate supported by the substrate mounting unit Means for sucking a component housed face-up in the component supply means, and when the component is sucked, the component suction means is rotated and reversed at the same time, and delivered to the component mounting means, Immediately before the component adsorbing means adsorbs the component accommodated in the component supply means in a face-up state, the component adsorbing means approaches in a slightly upward state from the horizontal state and adsorbs the component. Time is the horizontal state, the component suction means to adsorb the component Without adding a twist The control means is configured to be reversed and approached in a slightly downward state from a horizontal state until immediately before delivery to the component mounting means, and to be controlled to be in a horizontal state when delivered to the component mounting means. Yes.
[0030]
The component suction means includes a swing arm, a component suction means attached to the tip of the swing arm, a swing motor that rotates the swing arm, and a rotation motor that rotates the component suction means. The swing motor is disposed at a position sufficiently below the swing arm.
[0031]
Furthermore, a floating mechanism is incorporated in the component suction means.
[0032]
Therefore, according to the component mounting method and the component mounting apparatus of the present invention, the component suction unit picks up the component without contacting the component supply unit and the component accommodated therein, and contacts the sucked component with the component mounting unit. Without passing to the component mounting means.
[0033]
By configuring the component suction means of the component mounting apparatus with one reversal axis and controlling it by the control device, a series of operations of picking up, picking up and delivering the component from the component supply means can be performed.
[0034]
Furthermore, by incorporating a floating mechanism in the component suction means, the component can be mounted on the substrate without damaging the component.
[0035]
Further, since the floating mechanism is built coaxially with the reversing rotation shaft, the component suction arm can be floated with little backlash, and the component can be delivered with high accuracy. Good parts delivery accuracy means that when processing an image for subsequent mounting position correction of the process, processing near the center of the processing area that is not affected by aberrations, etc., is possible. This leads to improved accuracy.
[0036]
Furthermore, since the backlash is small, it is possible to pick up a part having a contact prohibition area such as an imager with high positional accuracy, and it is possible to prevent scratches and chipping due to collet contact.
[0037]
Still further, by making the reversing direction of the reversing arm coincide with the direction of the transfer axis of the rectilinear movement, the transfer distance can be shortened by twice the reversing arm length, and the transfer time can be shortened. Even when the turning angle of the transfer shaft is 90 °, the turning radius can be reduced by the length of the reversing arm, and the rigidity at the operating point can be increased.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a component mounting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiments described below are preferred 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. Unless there is a description of limitation, it should be noted in advance that the present invention is not limited to these forms.
[0039]
FIG. 1 is a side view of a partial configuration of a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of a component transfer apparatus portion in the component mounting apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4A is a side view thereof, FIG. 4B is a partial cross-sectional side view taken along the line BB in FIG. 4A, and FIG. 4 is the component shown in FIG. FIG. 5 is an operation explanatory view of the component mounting apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention. 7 is a top view of the component transfer apparatus, FIG. 7 is a partially sectional side view of the component transfer apparatus shown in FIG. 6 on the BB line, and FIG. 8 is a front view as viewed from the arrow C shown in FIG. FIG. 10 is a cross-sectional side view of an arm floating mechanism incorporated in a swing arm portion, and FIG. It is a diagram for describing operation of the component transfer device in the component mounting apparatus of the second embodiment.
[0040]
First, the component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. First, the component mounting apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
[0041]
In FIG. 1, reference numeral 1A indicates the component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention. This component mounting apparatus 1A is configured as a so-called ultrasonic flip chip bonder, and, as shown in FIG. 2, a component reversing device 133 described later is of a straight type, and the component reversing device 133 and the X axis The (transfer) motor 135 is a system in which a commonly used guided ball screw is driven by a motor.
[0042]
The component mounting apparatus 1A includes a base 110, a tray device 120, a component transfer device 130, a bonding device 140, a work stage device 150, a first camera device 160, a second camera, and the like, similarly to the conventional component mounting device 1C. It consists of a camera device 170, a control device 180, and the like.
[0043]
The base 110 includes a horizontal surface plate 111 serving as a reference surface, and a control device 180 and various mechanisms are incorporated therein. However, the control device 180 may be provided outside the base 110.
[0044]
The tray device 120 includes a θ table 122 that is rotated by a θ motor 121 installed on the surface plate 111 from below, a horizontal X-axis rail 124 that is driven by an X-axis motor 123 assembled on the θ table 122, and a side surface thereof. A Y-axis rail 126 driven by the assembled Y-axis motor 125, a saddle 127 attached to the X-axis rail 124, a post 128 fixed vertically to the saddle 127, and horizontally attached to the post 128 The stage 129 is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction and to be rotatable.
[0045]
A tray T in which a plurality of components S to be mounted are stored in a predetermined arrangement is placed horizontally on the stage 129 and fixed.
[0046]
As shown in FIG. 2, the component transfer device 130 includes an X-axis rail 131 supported horizontally by a plurality of columns (not shown) vertically attached to the base 110, and the X-axis rail 131. , An L-shaped slider 132, a component reversing device 133 which is a feature of the present invention, and a cover 134 which covers the X-axis rail 131. The configuration and structure of the component reversing device 133 will be described later with reference to FIGS.
[0047]
The bonding apparatus 140 includes a bonding head 141 using ultrasonic waves as a bonding means, a linear guide 142, and the like. The linear guide 142 is supported by a support member (not shown) perpendicular to the base 110, and the bonding head 141. Is guided by the linear guide 142 and moves up and down in the Z-axis direction. Further, a suction nozzle (not shown) is provided on the lower surface of the bonding head 141, and receives and holds the component S from the component reversing device 133 by suction. Furthermore, the bonding head 141 incorporates an ultrasonic oscillation power supply (not shown), and the bonding to the electrode land on the substrate P is performed by using ultrasonic energy to be bonded by the horn 143 that vibrates at a high frequency generated by the ultrasonic oscillation power supply. Is done with its junction energy.
[0048]
The work stage device 150 includes a θ table 152 rotated by a θ motor 151 installed on the surface plate 111 from below, and a horizontal X-axis rail (not shown) driven by an X-axis motor 153 assembled thereon. An X-axis table 154 to be guided, a Y-axis rail 156 driven by a Y-axis motor 155 assembled on the upper surface thereof, a Y-axis table 157 horizontally assembled to the Y-axis rail 156, and the Y-axis table 157 The stage 158 is configured so as to be movable in addition to being movable in the X-axis direction and the Y-axis direction.
[0049]
On the horizontal plane of the stage 158, a substrate P on which a plurality of components S are mounted in a predetermined arrangement is placed and fixed. On the substrate P, electrode lands (not shown) and the like are formed in an arrangement corresponding to the electrodes of the component S to be mounted.
[0050]
The second camera device 170 is composed of an X-axis and a Y-axis that move in a horizontal direction (not shown). The camera 171 is guided by an X-axis rail 172 by driving an X-axis motor 173, and the bonding head 141. An image of the electrode of the component S adsorbed by the bonding head 141 and the electrode land at the mounting position on the substrate P when the component S enters and exits between the substrates P on which the component S is to be mounted and enters between the two. The position information (deviation information) indicating whether or not the positions match is calculated by a computer incorporated in the control device 180, and the result is output as feedback data to the work stage device 150. With this data, the θ table 152, the X-axis table 154, and the Y-axis table 157 of the work stage device 150 are finely moved and controlled so that the electrode of the component S matches the electrode land position at a predetermined position on the substrate P. Is positioned.
[0051]
Next, the component reversing device 133 will be described with reference to FIGS. The component reversing device 133 is supported by the slider 132 and moves on the X-axis line 131 indicated by an arrow X on the X-axis rail 131 toward the tray device 120 and toward the bonding device 140. This movement is performed by the X-axis motor 135. Reference numeral 136a denotes an origin sensor for the slider 132, reference numeral 136b denotes a (+) side limit sensor for the slider 132, and 136c denotes the same (−) side limit sensor. Those descriptions are omitted.
[0052]
The component reversing device 133 is fixed to the component adsorbing arm 1332 and the slider 132 to which the base end portion is attached in the tangential direction of the outer peripheral portion of the reversing shaft 1331 as shown in an enlarged manner in FIGS. A reversing motor 1334 having a built-in encoder and whose rotational speed is decelerated by a speed reducer 1333, a rotating shaft 1337 fixed to a spindle 1335 of the reversing motor 1334 with a screw 1336 and rotating integrally with the spindle 1335. Two rotation bearings 1338 fitted between the rotating shaft 1337 and the reversing shaft 1331 with a predetermined interval in the axial direction, and a stopper pin attached to the outer periphery of the rotating shaft 1337 1339, a stopper block 1340 with which a stopper pin 1339 disposed below the reversing shaft 1331 contacts, a reversing shaft 331 and the rotation shaft 1337 and the multiplying passed tension coil spring 1342, inversion axis 1331 side of the spring hook 1341, and a like limit sensor 1343 is disposed below the stopper block 1340.
[0053]
A component suction nozzle N is attached to the tip of the component suction arm 1332 in a replaceable manner, and a component suction path 1344 is formed by drilling in the center of the component suction arm 1332 (FIG. 3A). It is mounted and connected to the opening 1346 of the component suction path formed at the center of the moving shaft 1345. The component suction path of the rotating shaft 1345 is connected to an external air pipe 1348 via a rotatable joint 1347 having a built-in pipe.
[0054]
In the configuration of the component reversing device 133, the two rotation bearings 1338, the tension coil spring 1342, the stopper pin 1339, and the stopper block 1340 are members constituting an arm floating mechanism.
[0055]
Next, the operation of the component mounting apparatus 1A according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0056]
First, a component S such as a semiconductor chip is housed in the tray T face-up, that is, with the electrodes facing upward, and is placed and fixed on the stage 129 of the tray device 120 having a built-in operation axis of XYθ. In this case, the part S is supplied with the position corrected roughly by the first camera device 160.
[0057]
Next, the component reversing device 133 of the component transfer device 130 sucks, inverts, and turns the component S face-up on the tray T fixed on the stage 129, and uses the ultrasonic wave as a bonding means. It is transferred to the bonding head 141 of 140 face down, that is, with the electrode side down.
[0058]
The component S delivered face-down to the bonding head 141 is accurately applied to a predetermined position of the substrate P on the work stage device 150 containing the XYθ operation axis by the second camera device 170 having upper and lower visual fields. Position corrected and implemented. Position correction is performed on the XYθ axes of the work stage apparatus 150, and component mounting is performed on the Z axis built in the bonding apparatus 140.
[0059]
Further, the bonding and mounting of the component S to the substrate P is performed by converting ultrasonic energy into bonding energy by a horn 143 that is driven by an ultrasonic oscillation power source (not shown) and vibrates at a high frequency. Done.
[0060]
FIG. 5 shows four possible orientations of the component suction nozzle N attached to the tip of the component suction arm 1332 in the component reversing device 133 during actual operation of the component mounting apparatus 1A. The respective states are A, B, C, and D. If the angle of the component suction nozzle N is 0 °, the angle of the B state is reversed by about 2 °, the angle of the C state is reversed by 182 °, and the angle of the D state is about 180 °. The state of A is a posture in which the component S is picked up face-up from the tray T on the component supply stage 14, and the state of B is a major feature of the present invention. The component suction nozzle N is a mechanism of the component supply stage 129 and the tray T. Shows the posture to avoid interference with the parts supply stage 129 The state of C is also a major feature of the present invention, indicating a posture that avoids interference with the bonding head 141, a posture that approaches or moves away from the bonding head 141, and The posture is a posture in which the component S is delivered to the bonding head 141 with the face down.
[0061]
The angle 2 ° in the state B and the angle 182 ° in the state C may be the minimum angles that avoid interference with other mechanisms in a state where the component suction nozzle N sucks the component S. This is because the smaller the angle, the shorter the transfer time of the component S.
[0062]
In the present invention, since the floating mechanism as described above is incorporated, even if some excessive rotational force is applied to the reversing shaft 1331, the elasticity of the tension coil spring 1342 coaxial with the rotating shaft 1337 is buffered. Due to the components, when parts are delivered, impacts on the parts due to the sandwiching between the tray T and the parts suction nozzle N can be prevented, so that the parts S are not damaged by scratches, chipping, etc. The impact on the component due to the sandwiching between N and the bonding head 141 can also be prevented, and similarly, the component S is prevented from being damaged by scratching, chipping and the like.
[0063]
The interval between the stopper pin 1339 and the stopper block 1340 is a mechanism that regulates the extension of the tension coil spring 1342.
[0064]
Further, since the floating mechanism is configured such that the reversing shaft 1331 and the rotating shaft 1337 are coaxially arranged via the rotating bearing 1338, the reversing shaft 1331 can be floated with little backlash, and the high-precision component S can be realized. Can be delivered. The high component delivery accuracy enables processing near the center of the processing area that is not affected by aberrations when performing image processing for mounting position correction in subsequent processes, and in turn improves component mounting accuracy. It leads to
[0065]
In addition, the fact that there is little backlash makes it possible to pick up a part having a contact-prohibited area such as an imager with high positional accuracy, and can prevent scratches and chipping caused by collet contact.
[0066]
As described above, the component reversing device 133 according to the present invention controls the component suction arm 1332 with one axis of the reversing shaft 1331 by teaching the series of operations to a computer built in the control device 80. A series of operations of picking up the component S from the tray T and delivering it to the bonding head 141 can be realized.
[0067]
In the component mounting apparatus 1A of the first embodiment, the X-axis motor 135 and the drive mechanism of the component transfer apparatus 130 are one of dust generation sources, and these are mounted above the tray apparatus 120. Therefore, the chance that the parts accommodated in the tray T are contaminated with the dust increases. In particular, if dust adheres to the contact prohibited area of a part having a contact prohibited area such as an imager, this becomes a defective product. Therefore, it is preferable to suppress dust adhesion to this component as much as possible regardless of which component is mounted on the substrate P.
[0068]
The component mounting apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 to 10 is an example of an apparatus configured to suppress the adhesion of dust to this component as much as possible.
[0069]
The component mounting apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 to 10 is an example of an apparatus configured to suppress the adhesion of dust to this component as much as possible.
Hereinafter, a component mounting apparatus 1B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The overall configuration of the component mounting apparatus is not shown in these drawings. Et Although only the component transfer device 230 is shown, the tray device 120, the bonding device 140, and the work stage attached to the surface of the surface plate 111 on the mount 110 of the component mounting device 1A of the first embodiment. The apparatus 150, the first camera apparatus 160, the second camera apparatus 170, and the apparatus corresponding to the control apparatus 180 housed in the gantry 110 are still provided. Therefore, for convenience, reference numeral 1B is assigned. Thus, it is distinguished from the component mounting apparatus 1A of the first embodiment.
[0070]
First, the configuration of the component transfer device 230 of the component mounting apparatus 1B will be described. This component transfer device 230 prevents dust from adhering as much as possible to the component S accommodated in the tray T and the component S picked up from the tray T, and also to the substrate P on the work stage device 150. As shown in FIGS. 6 to 8, the swivel motor portion 231 swivels the swivel arm portion 232 in a horizontal state over a predetermined angular range between the tray T and the substrate P as shown in FIGS. , So that it can be reversed. In this component transfer device 230, the swing motor portion 231 and the swing arm portion 232 are separated, and the swing motor portion 231 is almost the same as the XYθ axis table portion of the tray device 120, the XYθ table portion of the work stage device 150, and the like. A lower position at the same level is disposed below the swing arm portion 232 via the swing shaft 2313 and below the tray T or the substrate P.
[0071]
The swing motor 2311 of the swing motor unit 231 includes an encoder and a speed reducer that decelerates the rotation speed, and is supported by the frame 2312. The swing shaft 2313 of the swing motor 2311 is fixed to the upper surface of the frame 2312 perpendicularly. The upper end of the swivel arm 232 is fixed to a bracket 234 for the swivel motor 233 and supports the swivel arm 232 so that it can swivel in a horizontal state.
[0072]
The swivel arm portion 232 includes the rotation motor 233, the bracket 234 to which the rotation motor 233 is fixed on one side surface, a sleeve 235 fixed to the other side surface of the bracket 234, and one end within the sleeve 235. The rotary shaft 236 is rotatably supported, and a component suction portion 237 connected to the other tip portion.
[0073]
A hollow path 2332 is formed at the center of the rotation shaft 2331 of the rotation motor 233, and the rotation shaft 236 is a rotation in which a hollow path 2361 is formed at a portion closer to the sleeve 235 than the center of the bracket 234. The shaft 236 is connected. One end of the rotation shaft 236 is rotatably supported by the rotation bearing 2351 at both ends inside the sleeve 235.
[0074]
Through holes 2352 (FIGS. 6 and 7) are formed on both sides of the sleeve 235 near the bracket 234, and discharge pipes 2353 (FIG. 6) are connected to the through holes 2352, respectively. In addition, it is structured to be able to suck and discharge dust when it is generated from a floating mechanism formed in a component suction portion 237 which will be described later, so that the cleaning is achieved.
[0075]
In addition, a suction pipe leading to the hollow path 2332 is connected to the outer end portion of the rotation motor 233. The other end of the suction pipe is connected to a vacuum source (not shown), and is configured so that a predetermined part S can be sucked by the nozzle N through the hollow path 2332 and the hollow path 2361 by suction. At the time of this suction, dust generated from the bearing of the rotation motor 233 and the like is also discharged to the outside from the suction pipe 2333, so that the cleaning is achieved.
[0076]
Needless to say, the rotation shaft 2331 of the rotation motor 233 and its hollow path 2332 and rotation shaft 236 and its hollow path 2361 and the rotation shaft 2381 in the component suction portion 237 described later with reference to FIG. The hollow path 2384 is configured to be integrally connected with a screw or the like in a straight line. Reference numeral 2334 denotes a power cord for the rotation motor 233.
[0077]
Next, the configuration and structure of the component suction portion 237 will be described with reference to FIG. 9 showing the component suction portion 237 shown in FIG.
[0078]
The component suction portion 237 includes a component suction nozzle 238 and a nozzle bearing portion 239 that pivotally supports the component suction nozzle 238.
[0079]
The component suction nozzle 238 has an integral structure including a rotating shaft 2381 and a disk-shaped nozzle mounting / reversing portion 2382 formed at the tip of the rotating shaft 2381, and the nozzle mounting portion 2383 is formed at one location of the nozzle mounting / reversing portion 2382. Has been. A hollow path 2384 having one end connected to the hollow path 2361 of the rotation shaft 236 is formed in the central portion of the rotation shaft 2381 in the axial direction, and the other end is the center central portion of the nozzle mounting reversal portion 2382. It extends to a hollow path 2385 that communicates with the nozzle mounting portion 2383 in a radial direction from one point of its tip. A nozzle N (FIG. 10) suitable for the component S to be sucked is attached to the nozzle mounting portion 2383 so as to be replaceable.
[0080]
The rotating shaft 2381 is pivotally supported by two rotating bearings 2391 disposed in the nozzle bearing portion 239 with a predetermined interval.
[0081]
An arm floating mechanism corresponding to the arm floating mechanism in the component mounting apparatus 1A of the first embodiment is also provided in the component mounting apparatus 1B of the second embodiment. As shown in FIG. 9, it is formed on the same side end surface of the two rotation bearings 2391, the rotation side hook 241 formed on one end surface of the rotation shaft 2381, and the nozzle bearing portion 239. The fixed side hook 242, the tension coil spring 243 spanned between the rotation side hook 241 and the fixed side hook 242, and the inner peripheral surface of the nozzle bearing portion 239 on the side facing the tension coil spring 243 side with a predetermined width. A concave stopper 2392 (FIG. 9A) formed, and a stopper pin 2386 (FIG. 9A) formed on the outer periphery of the rotating shaft 2381, inserted into the concave stopper 2392, and moved by a predetermined amount of movement. It is composed of
[0082]
This arm floating mechanism also has the same function as the arm floating mechanism in the component mounting apparatus 1A of the first embodiment. The function is that the stopper pin 2386 press-fitted into the rotating shaft 2381 is pulled by the coil spring 243 and the nozzle bearing portion. When the load is applied to the operating point of the component suction nozzle 238, the rotating shaft 2381 and the nozzle bearing portion 239 are assembled so as to maintain a relative position when no load is applied by pressing against the inner wall of the concave stopper 2392 of 239. The tension coil spring 243 bends and the arm floating function is activated. The floating pressure can be freely set by selecting the tension coil spring 243.
[0083]
Next, the operation of the component mounting apparatus 1B of the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0084]
As shown in FIG. 10, when the turning motor unit 231 is operated, the turning arm unit 232 is turned counterclockwise within a horizontal plane as shown by the arrow R about the turning shaft 2313 and then clockwise. To do. When the nozzle N is in the state shown in the drawing, it turns counterclockwise as indicated by the arrow R to the position where the tray T exists, and picks up one component S accommodated in a face-up state from the tray T. Next, the nozzle N reverses and turns clockwise as indicated by the arrow R to the position where the substrate P is present, and the bonding head 141 of the bonding apparatus 140 using ultrasonic waves as the bonding means receives the face-down. hand over. Hereinafter, the mounting of the component S on the board P is the same as that of the component mounting apparatus 1A of the first embodiment, and thus the description is omitted. However, the angle at which the nozzle N attracts the component S and the angle until the nozzle N approaches the tray T are omitted. Alternatively, the angle of the nozzle N until it moves away from the tray T and approaches the bonding head 141, and the angle when the component S is transferred from the nozzle N to the bonding head 141 are shown in FIG. Since the states A, B, C, and D are the same, detailed description thereof is omitted.
[0085]
As described above, the component mounting apparatus 1B according to the present embodiment also controls the swing arm section 232 by the swing motor section 231 by teaching the series of operations to a computer built in the control apparatus 80. Further, the reversal of the component suction nozzle 238 can be controlled by the rotation motor 233, and a series of operations of picking up the component S from the tray T and delivering it to the bonding head 141 can be realized.
[0086]
As is apparent from the above description, a series of operations of picking up and delivering the component S can be realized by controlling the single rotation shaft with the control unit.
[0087]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the component mounting apparatus of the present invention is
1. The control is simple because the number of axes is small, and the device can be manufactured at low cost.
2. The amount of play during operation is reduced, the accuracy of the component suction part (pickup nozzle) is improved, and dust and chipping can be prevented when handling parts with non-contact areas such as imagers.
3. By reducing backlash during operation and improving the accuracy of parts delivery, it is possible to perform processing at the center of the angle of view with less aberration when performing image processing for position correction with a camera in the subsequent process, and the joining position of parts Improve accuracy
4). By making the swivel direction of the swivel arm coincide with the parts transfer direction, it is possible to subtract a distance twice the swivel radius from the travel distance, and as a result, the travel distance can be shortened. Since it is performed at the same time, the time for parts delivery can be shortened
5). By combining the pivoting moving shaft with the pivoting reversal shaft of the present invention, the dust generation location becomes only the respective rotating sliding portion, dust suction is easy, and the device can be cleaned.
Many excellent effects are obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a partial configuration of a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a top view of a component transfer device portion in the component mounting apparatus shown in FIG. 1; FIG.
3 shows a component reversing device in the component transfer device shown in FIG. 2. FIG. 3A is a front view thereof, and FIG. 3B is a partial sectional side view taken along line BB of FIG. .
4 is an enlarged cross-sectional view of the floating mechanism as viewed from an arrow C incorporated in the component reversing device shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the component mounting apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a top view of a component transfer apparatus in a component mounting apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a partial cross-sectional side view on the line BB of the component transfer apparatus shown in FIG. 6;
8 is a front view seen from an arrow C shown in FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional side view of an arm floating mechanism incorporated in a swing arm unit.
FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a component transfer apparatus in the component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a top view of a component mounting apparatus according to an aspect of a prior application for which the present applicant has applied for a patent, as viewed from above.
12 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 11 as viewed from the arrow A side.
13 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 11, viewed from the arrow B side.
FIG. 14 is an operation principle diagram of a component suction nozzle in the component transfer apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A ... Component mounting apparatus of 1st Embodiment of this invention, 110 ... Base, 120 ... Tray apparatus, 129 ... Stage, 130 ... Component transfer apparatus, 131 ... X-axis rail, 133 ... Component reversing apparatus, 135 ... X Axis motor, 1331 ... reversing shaft, 1332 ... component suction arm, 1334 ... reversing motor, 1335 ... spindle, 1337 ... rotating shaft, 1338 ... rotating bearing, 1342, 243 ... tension coil spring, 1343 ... limit sensor, 140 ... bonding Device 141 bonding head 150 working stage device 158 stage 160 first camera device 170 second camera device 230 component transfer device in component mounting device of second embodiment of the present invention 231... Turning motor unit, 2311. Turning motor, 2312... Frame, 2313. 2314 ... Sleeve, 232 ... Swivel arm, 233 ... Rotating motor, 2332, 2361, 2384 ... Hollow path, 234 ... Bracket, 235 ... Sleeve, 236 ... Rotating shaft, 237 ... Part suction part, 238 ... Part suction nozzle , 2381 ... rotating shaft, 2382 ... nozzle mounting reversing part, 239 ... nozzle bearing part, 2391 ... rotating bearing, N ... nozzle, P ... substrate, S ... component, T ... tray

Claims (7)

基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、該部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記部品供給手段からフェイスアップ状態にある部品を吸着し、反転しながら前記部品実装手段に吸着した部品をフェイスダウンで受け渡す部品吸着手段を備えた部品実装装置において、
前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着してひねりを加えることなく反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御されて前記所定の部品を移載すること
を特徴とする部品実装方法。
A component supply means for accommodating components to be mounted on the board face-up, a substrate mounting means for supporting a substrate on which a component from the component supply means is mounted at a predetermined position, and a component from the component supply means Component mounting means for receiving face down and mounting at a predetermined position on the board supported by the board mounting means, and picking up the components in face-up state from the component supply means and reversing the component mounting means In the component mounting device equipped with component adsorption means that delivers the component adsorbed on the face down,
The component adsorbing means approaches in a slightly upward state rather than the horizontal state until immediately before adsorbing the component accommodated in the component supplying means in a face-up state, and when adsorbing the component, the component adsorbing means is in a horizontal state. It is controlled so that it is attracted and reversed without adding a twist, and is approached in a slightly downward state from the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means, and when it is delivered to the component mounting means, it is in a horizontal state. A component mounting method comprising transferring the predetermined component.
基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、
該部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、
前記部品供給手段から前記基板載置手段の近傍まで水平状態で延在するガイド手段、
該基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、
前記ガイド手段にガイドされ、前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、
前記ガイド手段にガイドされた前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段をひねりを加えることなく反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段と
を備えて構成されていることを特徴とする部品実装装置。
Component supply means for accommodating components to be mounted on the board face up,
Substrate mounting means for supporting a substrate on which the component from the component supply means is mounted at a predetermined position;
Guide means extending horizontally from the component supply means to the vicinity of the substrate mounting means;
Component mounting means positioned above the substrate mounting means, receiving components from the component supply means face down, and mounting them at a predetermined position on the substrate supported by the substrate mounting means;
A component suction unit that is guided by the guide unit and sucks the component housed in the component supply unit in a face-up state; when the component is sucked, the component suction unit is reversed and delivered to the component mounting unit;
When the component adsorbing means guided by the guide means approaches the component supplying means in a slightly upward state from the horizontal state until immediately before adsorbing the components accommodated in the face-up state, When the component is picked up in the horizontal state, the component sucking unit is reversed without adding a twist, and is approached in a slightly downward state from the horizontal state until it is transferred to the component mounting unit, and is transferred to the component mounting unit. And a control means for controlling to be in a horizontal state at the time.
前記部品吸着手段は、
回動軸と、
該回動軸の先端部であってその外周部に接線方向に基端部が取り付けられている部品吸着アームと、
前記部品吸着アームを回動させる回動モータと
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の部品実装装置。
The component adsorption means is
A pivot axis;
A component suction arm having a distal end portion of the rotating shaft and a proximal end portion attached to the outer peripheral portion thereof in a tangential direction ;
The component mounting apparatus according to claim 2, further comprising: a rotation motor that rotates the component suction arm.
前記部品吸着手段には更にフローティング機構が組み込まれていることを特徴とする請求項3に記載の部品実装装置。  The component mounting apparatus according to claim 3, wherein a floating mechanism is further incorporated in the component suction means. 基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、
該部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、
該基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、
前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると、前記部品吸着手段を旋回させると同時に反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、
前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段をひねりを加えることなく反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段と
を備えて構成されていることを特徴とする部品実装装置。
Component supply means for accommodating components to be mounted on the board face up,
Substrate mounting means for supporting a substrate on which the component from the component supply means is mounted at a predetermined position;
Component mounting means positioned above the substrate mounting means, receiving components from the component supply means face down, and mounting them at a predetermined position on the substrate supported by the substrate mounting means;
Adsorbing components housed face-up in the component supplying means, and adsorbing the components, the component adsorbing means is rotated and reversed at the same time, and the component adsorbing means delivered to the component mounting means,
The component adsorbing means approaches in a slightly upward state rather than the horizontal state until immediately before adsorbing the component accommodated in the component supplying means in a face-up state, and when adsorbing the component, the component adsorbing means is in a horizontal state. When adsorbed, the component adsorbing means is reversed without adding a twist, and is approached slightly downward from the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means, and when it is delivered to the component mounting means, it is in a horizontal state. And a control means for controlling the component mounting apparatus.
前記部品吸着手段は、
旋回アームと、
該旋回アームの先端部に取り付けられた部品吸着手段と、
前記旋回アームを旋回させる旋回モータと、
前記部品吸着手段を回動させる回動モータと
を備え、
前記旋回モータが前記旋回アームから十分に下方の位置に配設されている
ことを特徴とする請求項5に記載の部品実装装置。
The component adsorption means is
A swivel arm;
Component suction means attached to the tip of the swivel arm;
A turning motor for turning the turning arm;
A rotation motor for rotating the component suction means,
The component mounting apparatus according to claim 5, wherein the swing motor is disposed at a position sufficiently below the swing arm.
前記部品吸着手段には更にフローティング機構が組み込まれていることを特徴とする請求項6に記載の部品実装装置。  The component mounting apparatus according to claim 6, wherein a floating mechanism is further incorporated in the component suction means.
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