JP4104062B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品とを、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で、基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置としては、間欠回転する回転体の外周部にその間欠回転角間隔で複数の実装ヘッドを配設して各実装ヘッドが供給位置と実装位置との間で移動するようにし、供給位置に所定の電子部品を部品供給部を移動させて供給し、基板の所定の実装位置を実装位置に位置決めし、実装ヘッドにて基板の所定位置に電子部品を実装する方式や、基板を位置決め固定し、ＸＹ方向に移動可能な実装ヘッドにて、部品供給部から所定の電子部品を取り出し、基板の所定の実装位置に移動して実装する方式など、種々の方式のものが知られている。
【０００３】
また、多種類の電子部品を基板に実装するため、図１９に示すように、搬入部６１から搬入された基板６２を位置決めテーブル６３にて位置決め固定し、実装後搬出部６４から搬出するように構成するとともに、位置決めテーブル６３の基板搬送方向と直交する方向の両側に、電子部品の供給方式が互いに異なる第１の部品供給部６５と第２の部品供給部６６を配設し、実装ヘッド６７をＸＹテーブル６８にて両部品供給部６５、６６間にわたってＸＹ方向に移動可能に構成し、これら部品供給部６５、６６の任意の電子部品を取り出して基板６２の任意の位置に実装するようにしたものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ベアＩＣチップを基板に実装する電子部品実装装置として、ダイシングされたウエハの状態でベアＩＣチップをＸＹテーブル上に供給し、このＸＹテーブルにて所定のベアＩＣチップを第１の供給位置に位置決めし、反転移送手段にて第１の供給位置で所定のベアＩＣチップを保持して上下を反転して第２の供給位置に移送し、第２の供給位置で実装ヘッドにて保持し、一方、基板をＹ方向テーブルにてＹ方向に移動可能な支持台上に載置固定し、実装ヘッドをＸ方向テーブルにて基板における実装位置のＸ方向位置まで移動させるとともに基板における実装位置のＹ方向位置が実装ヘッドのＹ方向位置に一致するようにＹ方向テーブルにて基板を移動し、ベアＩＣチップと基板の実装箇所の位置合わせを行った後、実装ヘッドにてベアＩＣチップを実装するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
このベアＩＣチップの基板に対する実装は、上記電子部品の実装工程とは全く別に、クリーンルーム等で行われていた。それは、ベアＩＣチップは高集積化、小型化のために、電極の多電極化とファインピッチ化が著しく、高精度の実装が要請され、また埃による接合不良を防止するために実装環境のクリーン化が強く求められるためである。
【０００６】
そして、このようにベアＩＣチップを基板に実装して電子部品を構成した後、その電子部品を他の電子部品ととともに上記電子部品実装装置に供給して、電子機器の基板に実装していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−９１３８５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−６８３２７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年は、ＩＣの高集積化がさらに進行してベアＩＣチップが大型化するとともに、それに伴って１枚の基板に対する電子部品の実装数が少なくて済むようになっており、また同時に携帯機器等に搭載するために基板の小型化が進んでいる。
【００１０】
しかるに、上記従来例のようにベアＩＣチップの実装と他の電子部品の実装を全く別工程で実装していると、無駄な製造工程や部品の管理・輸送に対する工数とコストが大きくなるという問題があり、１枚の基板にベアＩＣチップと他の電子部品を混載して実装することが要請されてきている。
【００１１】
そこで、１台の電子部品実装装置にてベアＩＣチップのように接続面が上向きの状態で供給される電子部品と、チップ部品のように接続面が下向きの状態で供給される電子部品の両方を混載して実装できる電子部品実装装置の開発が求められているが、そのような実装を高精度にかつ高速にて実現できるものは提案されていない。
【００１２】
また、例えば、図１９に示した電子部品実装装置の第１又は第２の部品供給部６５、６６として、上記特許文献２（特開２０００−６８３２７号公報）に開示されたベアＩＣ部品の供給手段（ＸＹテーブルと反転移送手段）を配設することも考えられるが、実装ヘッド６７をＸＹテーブル６８にてＸＹ方向に移動させて実装する方式であるため、実装の高精度化や実装速度の高速化を実現することができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような状況に鑑み、ベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品を、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で、高精度かつ高速にて実装することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装装置は、基板をＸ方向に位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向と直交するＹ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＹ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＹ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設けたことを基本構成とし、これに加え、第２の実装ヘッドは、複数のチップ部品を保持するとともに任意のチップ部品を選択的に実装するように構成されたものであることを第１の特徴としている。
【００１５】
上記のような基本構成によると、基板位置決め手段にて基板をＸ方向に位置決めし、基板位置決め手段のＹ方向の一側において、上向き部品供給手段にて接続面が上向きの電子部品を供給し、その電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に供給し、基板位置決め手段のＹ方向の他側において、下向き部品供給手段にて接続面が下向きの電子部品を第２の部品供給位置に供給し、第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドにてそれぞれ第１と第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動・位置決めすることで、基板の所定の実装位置に所定の電子部品を実装することができ、従ってベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品を、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で実装することができ、かつ各実装ヘッドを１方向にのみ直線移動させて位置決めすれば良いので、高精度・高速実装を実現することができ、さらに第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを独立して各別に移動駆動することによって一方の実装ヘッドにて実装動作中に他方の実装ヘッドにてその部品供給位置から部品を保持して実装動作直前までの動作を完了しておくことができ、一層の高速実装を実現することができる。特に、第１の特徴の構成によれば、第２の部品供給位置への一度の移動によって複数のチップ部品を保持することができ、実装点数の比較的多いチップ部品の実装を効率的に行うことができ、全体として実装効率を向上することができる。
【００１６】
本発明の電子部品実装装置は、また、上記発明の基本構成に加え、反転移送手段が、それぞれ電子部品を保持する複数の保持手段を備えていることを第２の特徴としている。このような第２の特徴の構成によれば、上向き部品供給手段にて供給された電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に上下を反転して供給する工程のタクトが長いために、各基板毎の実装タクトが長くなり、実装効率が低下するような場合に、１回の往復動作で複数の電子部品を供給できるので、実装効率を大幅に向上することができる。
【００１７】
また、第１の実装ヘッドが、各々がそれぞれ電子部品を保持して実装する複数のヘッドを備えていると、第１の部品供給位置から一度に複数の電子部品を保持して実装することができ、第１の実装ヘッドを第１の部品供給位置と実装位置との間で往復移動する工程を省略できて、一層の高速実装を実現できる。
【００２２】
また、本発明の電子部品実装装置の別の構成として、基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向に基板を位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＸ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＸ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＸ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＸ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＸ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＸ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設けた構成としても同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
また、その上向き部品供給手段は、複数の突起電極を有する接続面を上向きにしたベアＩＣチップを供給する手段であると、ベアＩＣチップとチップ部品等の表面実装部品を基板に混載して実装することができる。
【００２４】
また、上向き部品供給手段は、電子部品を所定の平面領域に配列されている複数の電子部品を保持した状態でＹ方向に移動可能な供給テーブルを備え、反転移送手段は供給テーブル上の電子部品配列領域のＸ方向の任意の位置と第１の部品供給位置との間で移動・位置決め可能に構成されていると、上記と同様に電子部品の供給を容易かつ低コストにて行うことができる。
【００２５】
また、基板位置決め手段にて位置決めされた基板のＸ方向幅の範囲を移動可能でかつ実装手段による実装位置と実装位置から退避した位置との間で移動可能な認識手段を設け、認識手段は実装位置に位置決めされた状態で実装手段に保持された電子部品と基板の実装位置の両方を認識するように構成すると、上記と同様に認識結果によって補正を行うことで高い実装精度を確保することができる。
【００２６】
また、第１の部品供給位置のＸ方向の側方位置に、接続面を下向きにした状態で電子部品を保持する移載ステージを配設するとともに第１の実装ヘッドを移載ステージ上の電子部品を保持可能に構成し、移載ステージに接続面を下向きにした状態で電子部品を供給する手段を設けると、上向き部品供給手段に代えて、上向き部品供給手段にて供給されるベアＩＣ部品などの電子部品を、その接続面を下向きにして供給する手段を配設した場合にも、その電子部品を移載ステージにて保持することで第１の実装ヘッドにて上記と同様に実装することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品実装装置の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３５】
本実施形態の電子部品実装装置１は、ベアＩＣチップなど、図２（ａ）に示すように、基板２に対する接続面３ａを上向きにした状態で供給される上向き供給電子部品３（以下、単に電子部品３と記すことがある）と、容量素子や抵抗素子などのチップ部品や四周の少なくとも一部に接続リードが設けられたリード付き部品など、図２（ｂ）に示すように、基板２に対する接続面４ａを下向きにした状態で供給される下向き供給電子部品４（以下、単に電子部品４と記すことがある）とを、基板２に混載して実装するものである。
【００３６】
電子部品実装装置１は、本体部５とその前後両側に配設される部品供給部６、７にて構成されている。各部品供給部６、７は本体部５に交換可能に結合されるユニットとして構成されている。
【００３７】
前側の部品供給部６は、多数の電子部品３が配列して形成されるとともに個片にダイシングされた状態でエキスパンドシート上に支持されている半導体ウエハ８を複数枚収容した部品マガジン９と、所望の半導体ウエハ８を所定の供給高さ位置に位置決めするマガジンリフタ１０にて構成されている。
【００３８】
後側の部品供給部７は、多数の電子部品４を収容して成るテープ状部品集合体が装着された複数の部品供給カセット１１を左右に移動可能な部品供給台１２上にその移動方向に並列して搭載して成り、任意の部品供給カセット１１の電子部品４を、図３に示すように、第２の部品供給位置Ｂに供給するように構成されている。
【００３９】
本体部５の前部には、エキスパンド台１３が左右方向のＸ方向に移動可能な供給テーブルとしてのＸ方向テーブル１４上に上下シリンダ１５にて上下移動可能に設置され、ウエハ引き出し手段（図示せず）にて部品供給部６の部品マガジン９から半導体ウエハ８をエキスパンド台１３に導入するように構成され、エキスパンド台１３にてそのエキスパンドシートを拡張させて各電子部品３を間隔をあけて分離させ、さらに所望の電子部品３を所定のＸ方向位置に位置決めするように構成されている。
【００４０】
１６は、エキスパンド台１３上で所定のＸ方向位置に位置決めされた電子部品３を認識する認識カメラであり、図４に示すように、Ｙ方向テーブル１７にて前後方向に沿うＹ方向に移動可能に支持されている。Ｙ方向テーブル１７は、Ｙ方向ガイド１７ａにてＹ方向に移動自在に支持された移動体１７ｂを移動用モータ１７ｃと送りねじ機構１７ｄにて移動・位置決めするように構成され、その移動体１７ｂに認識カメラ１６が装着されている。この認識カメラ１６にて、所定のＸ方向位置に位置決めされた電子部品３の内のＹ方向に任意の位置の電子部品３を認識するように構成されている。
【００４１】
また、本体部５の前部から中間部には反転移送手段１８が配設されている。この反転移送手段１８は、図３に示すように、所定のＸ方向位置に位置決めされたエキスパンド台１３上の半導体ウエハ８のＹ方向の大きさに対応する部品供給領域Ｄ内の任意の電子部品３を吸着してＹ方向後方に向けて移動し、第１の部品供給位置Ａまで移載するとともに吸着した電子部品３を１８０度上向きに反転させるように構成されている。半導体ウエハ８の状態では、各電子部品３の接続面３ａは上向きに形成されており、反転移送手段１８にて各電子部品３の接続面３ａを吸着した後上向きに１８０度旋回することによって、電子部品３の接続面３ａが下向きとなり、その状態で第１の部品供給位置Ａで実装手段２６に受け渡すように構成されている。
【００４２】
反転移送手段１８の具体構成は、図５、図６に示すように、Ｙ方向テーブル１９にてＹ方向に移動可能に支持された移動台２０上に、Ｘ方向位置調整機構２１を配設し、このＸ方向位置調整機構２１に上下移動機構２２を介して反転機構２３を取付け、さらにこの反転機構２３にθ調整機構２４を介して電子部品３を吸着保持する吸着ノズル２５を装着して構成されている。
【００４３】
Ｙ方向テーブル１９は、移動台２０をＹ方向に移動自在に支持するＹ方向ガイド１９ａと、移動モータ１９ｂと、送りねじ機構１９ｃにて構成されている。Ｘ方向位置調整機構２１は、移動台２０にＸ方向に移動可能に支持された可動板２１ａと、モータ２１ｂにて回転されるとともに可動板２１ａに係合するカム２１ｃと、可動板２１ａをカム２１ｃに向けて付勢するばね２１ｄにて構成されている。上下移動機構２２は、可動板２１ａに上下移動可能に支持された昇降部材（図示せず）と、昇降部材を昇降駆動する上下駆動カム２２ａと、それを回転する上下用モータ２２ｂと、昇降部材をカム２２ａに向けて付勢するばね（図示せず）にて構成されている。反転機構２３は、反転部材２３ａを反転用モータ２３ｂにてプーリ・ベルト機構２３ｃを介して１８０°往復回転するように構成されている。θ調整機構２４は、θ調整用モータ２４ａにてプーリ・ベルト機構２４ｂを介して反転部材２３ａに装着された吸着ノズル２５をその軸芯まわりに回転させるように構成されている。
【００４４】
実装手段２６は、電子部品３を保持して基板２に実装する第１の実装ヘッド２７と、電子部品４を保持して基板２に実装する第２の実装ヘッド２８と、これら第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８をＹ方向に移動可能に支持するＹ方向ガイド２９にて構成されている。Ｙ方向ガイド２９には、固定の送りねじ軸２９ａが配設されている。
【００４５】
第１の実装ヘッド２７は、電子部品３を吸着保持する吸着ノズル２７ａとその昇降手段２７ｂとボイスコイルモータなどの加圧手段２７ｃと電子部品３を加熱する加熱手段２７ｄと、送りねじ軸２９ａに螺合するナット部材を中空モータにて回転駆動するように構成された駆動手段２７ｅを備えている。また、必要に応じてこの第１の実装ヘッド２７に封止材を塗布するディスペンサ（図示せず）が配設されている。また、必要に応じて後述の第２の実装ヘッド２８に設けたθ調整機構３０と同様のθ調整機構（図示せず）が設けられる。
【００４６】
第２の実装ヘッド２８は、図７に示すように、チップ部品から成る電子部品４を吸着保持する複数の吸着ノズル２８ａが放射状にかつ水平軸２８ｂ回りに回動可能に支持軸２８ｃの下端部に設けられ、その支持軸２８ｃが上端部を上方に突出させた状態で上下移動可能に支持されるとともに、支持軸２８ｃを押圧して下降移動させるように押圧手段２８ｄが設けられ、さらにモータ３０ａとプーリベルト機構３０ｂにて支持軸２８ｃを軸芯回りに回転させることで、電子部品４の実装姿勢を調整するθ調整機構３０が設けられている。また、送りねじ軸２９ａに螺合するナット部材を中空モータにて回転駆動するように構成された駆動手段２８ｅ（図１参照）を備えている。
【００４７】
本体部５の後部における実装ヘッド２７、２８のＹ方向の移動経路の下部に、基板２をＸ方向に移動させ、基板２における電子部品を実装すべき位置を実装ヘッド２７、２８によるＸ方向の実装位置に位置決めする基板位置決め手段としてのＸ方向テーブル３１が配設されている。Ｘ方向テーブル３１はＸ方向のガイドレール３１ａに沿って移動自在に支持されるとともに移動モータ３１ｂと送りねじ機構３１ｃにて移動・位置決めするように構成されている。このＸ方向テーブル３１上に基板２を載置固定する支持台３２が昇降可能に設けられている。
【００４８】
こうしてＸ方向テーブル３１にて位置決めされた基板２のＹ方向幅に対応する実装範囲Ｃ内の所定の実装位置に、Ｙ方向ガイド２９にて移動可能に支持された第１の実装ヘッド２７及び第２の実装ヘッド２８を位置決めすることで、所定の電子部品３、４が基板２の所定の実装位置に実装するように構成されている。
【００４９】
また、第１及び第２の実装ヘッド２７、２８と支持台３２との間に、上側で実装ヘッド２７、２８に保持された電子部品３、４を認識し、下側で基板２の電子部品を実装すべき位置の両方を認識できるように構成された同時認識手段３３が配設されている。この同時認識手段３３は、図８に示すように、ＸＹテーブル３４によって、Ｙ方向の実装範囲Ｃ内の任意の位置に位置決め可能でかつ実装ヘッド２７、２８による実装位置と実装位置からＸ方向に退避した位置との間で移動可能に支持されている。３４ａはＹ軸移動モータ、３４ｂはＸ軸移動モータである。
【００５０】
なお、同時認識手段３３は、実装位置に位置決めされた状態でプリズム等で光路を切り換えて順次電子部品３、４と基板２の実装位置を認識するように構成され、字義通りに完全に同時に認識するのではない。勿論、字義通り同時に認識するようにしても良いが、構成が複雑になったり、コスト高になったりして好ましくない場合が多い。
【００５１】
Ｘ方向テーブル３１のＸ方向一側（図では右側）には、基板２を支持台３２上に搬入する搬入部３５が、Ｘ方向テーブル３１のＸ方向他側に、支持台３２上から基板２を搬出する搬出部３６が配設されている。支持台３２の前後両側には搬入部３５、搬出部３６の一対のレールに接続可能でかつ昇降可能な部分レール３７が設けられ、基板２をこの部分レール３７上に受けた後、支持台３２上に載置固定するように構成されている。
【００５２】
次に、以上の構成における基板２に対する電子部品３、４の実装動作を説明する。搬入部３５にて供給された基板２は、Ｘ方向テーブル３１に設けられた部分レール３７上に受け渡された後、部分レール３７が下降することで支持台３２上に載置固定される。その後、Ｘ方向テーブル３１にて基板２における電子部品３、４の実装位置のＸ方向位置が、第１の実装ヘッド２７又は第２の実装ヘッド２８のＸ方向位置に一致するように位置決めされる。
【００５３】
一方、部品供給部６にて供給され、エキスパンド台１３上に導入された半導体ウエハ８は、エキスパンド台１３でエキスパンドシートが拡大されて各電子部品３が分離された後、Ｘ方向テーブル１４が作動されて実装すべき電子部品３が反転移送手段１８の吸着ノズル２５の移動経路の直下に位置するように位置決めされる。また、Ｙ方向テーブル１７が作動されて認識カメラ１６が実装すべき電子部品３の直上に位置決めされ、電子部品３の適否とその位置が高精度に認識され、その認識結果によってＸ方向テーブル１４の位置補正が成されるとともに、反転移送手段１８における吸着ノズル２５の位置決めすべき位置と電子部品３のθ補正量が求められる。次いで、反転移送手段１８のＹ方向テーブル１９が作動され、吸着ノズル２５が実装すべき電子部品３の位置に位置決めされ、吸着ノズル２５にてその電子部品３が吸着保持されて持ち上げられ、その後第１の部品供給位置Ａに向けてＹ方向に移動させるとともに上下が反転されて、接続面３ａを下向きにして第１の部品供給位置Ａに供給される。
【００５４】
その時には、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７が第１の部品供給位置Ａに移動してきており、第１の実装ヘッド２７にて電子部品３が保持された後、駆動手段２７ｅにてＹ方向ガイド２９に沿って駆動されて第１の実装ヘッド２７が基板２における実装位置のＹ方向位置に位置決めされる。
【００５５】
それと同時に、ＸＹテーブル３４が作動されて同時認識手段３３も基板２の実装位置に位置決めされ、その状態で基板２の実装位置に設けられている位置マークが認識されるとともに、第１の実装ヘッド２７に保持されている電子部品３が認識され、所定の位置決め精度が確保されるように駆動手段２７ｅ及びＸ方向テーブル３１による位置補正が成され、基板２の実装位置に電子部品３の位置が高精度に位置決めされる。
【００５６】
その後、第１の実装ヘッド２７の吸着ノズル２７ａが昇降手段２７ｂにて下降されるとともにボイスコイルモータなどの加圧手段２７ｃにて加圧されて、電子部品３が実装される。また、必要に応じて加熱手段２７ｄにて電子部品３が加熱され、加熱加圧によって電子部品３の電極と基板２の電極の接合が行われる。また、基板２の実装位置に予めディスペンサ（図示せず）にて封止材を塗布しておくと、実装と同時に加熱手段２７ｄにて封止材も加熱硬化されて封止までを含めた実装が完了される。
【００５７】
また、部品供給部７では部品供給台１２が作動して基板２に実装すべき電子部品４を収容した部品供給カセット１１が第２の部品供給位置Ｂに対向する位置に位置決めされ、この第２の部品供給位置Ｂに電子部品４が供給されており、第２の実装ヘッッド２８にてこの電子部品４が保持されてＹ方向に移動し、上記と同様に基板２の所定の実装位置に実装される。その際に、部品供給位置Ｂで複数の吸着ノズル２８ａにてチップ部品から成る複数の電子部品４を一度に保持した後、第２の実装ヘッド２８が基板２上の実装位置に移動し、基板２上のそれぞれの位置に所定の電子部品４を選択して実装することで、第２の実装ヘッド２８の一往復工程にて複数の電子部品４が実装される。
【００５８】
以上の第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８による実装動作を適宜に組み合わせて基板２に対する実装動作を実行することにより、所要数の電子部品３、４の実装を短い実装タクトタイムで基板２に実装することができる。基板２に対する実装が完了すると、基板２は搬出部３６にて次工程に向けて搬出され、次の基板２が搬入部３５にて搬入され、支持台３２上に設置される。
【００５９】
以上のように本実施形態によれば、基板位置決め手段としてのＸ方向テーブル３１にて基板２をＸ方向に位置決めし、本体部５の前側において、部品供給部６からエキスパンド台１３上に上向き供給電子部品３を半導体ウエハ８の形態で供給し、半導体ウエハ８をＸ方向テーブル１４にてＸ方向に位置決めし、反転移送手段１８にて所望の電子部品３を吸着保持し、反転して第１の部品供給位置Ａに供給し、本体部５の後側において、部品供給部７から下向き供給電子部品４を第２の部品供給位置Ｂに供給し、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８にて、それぞれ第１と第２の部品供給位置Ａ、Ｂで電子部品３、４を保持してＹ方向に移動・位置決めすることで、基板２の所定の実装位置に所定の電子部品３、４を実装することができる。従って、ベアＩＣチップなどの上向き供給電子部品３とチップ部品などの下向き供給電子部品４を、１台の装置にて基板２に接続面３ａ、４ａを基板２の表面に対向させた状態で混載して実装することができ、かつ第１及び第２の実装ヘッド２７、２８を１方向にのみ直線移動させて位置決めすれば良いので高精度の実装を高速にて実現することができ、さらに第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８を独立して各別に移動駆動することによって一方の実装ヘッド２７又は２８にて実装動作中に他方の実装ヘッド２８又は２７にてその部品供給位置Ａ、Ｂから電子部品３、４を保持して実装動作直前までの動作を完了しておくことができ、一層の高速実装を実現することができる。
【００６０】
また、基板位置決め手段としてのＸ方向テーブル３１のＸ方向の一側に搬入部３５、他側に搬出部３６を配設し、基板２を搬入から搬出まで１方向にのみ移動させるようにしているので、コンパクトに構成できるとともに構成が簡単で安価に構成することができる。
【００６１】
また、ベアＩＣチップなどの下向き供給電子部品３を、半導体ウエハ８の状態やトレイに収容した状態で供給テーブルとしてのＸ方向テーブル１４上に供給すると、Ｘ方向テーブル１４にてＸ方向に位置決めされ、反転移送手段１８にてＹ方向の位置が選択されて任意の電子部品３を供給することができ、それぞれ１軸方向の位置決めによって所望の電子部品３を供給することができ、電子部品３の供給を容易かつ低コストにて行うことができる。
【００６２】
また、同時認識手段３３を実装位置に位置決めした状態で、第１の実装ヘッド２７や第２の実装ヘッド２８に保持された電子部品３、４と基板２の実装位置の両方を認識するようにしているので、その認識結果によって補正を行うことで高い実装精度を確保することができる。
【００６３】
また、第１と第２の実装ヘッド２７、２８が、共通の固定の送りねじ軸２９ａと各別の中空モータを有する駆動手段２７ｅ、２８ｅを備えているので、送りねじ軸２９ａを共用することでコンパクトに構成できるとともに精度を確保しながら安価に構成できかつ各実装ヘッド２７、２８を中空モータにてそれぞれ移動駆動することができる。
【００６４】
また、第１の実装ヘッド２７に加熱手段２７ｄを備えているので、電子部品３の実装に先立って基板２の実装位置に、異方導電性の樹脂シートや樹脂若しくは非導電性の樹脂シートや樹脂などの接合材を配置することで、電子部品３の実装時にその樹脂シートや樹脂材料に圧力と熱を加えることによって、電子部品３と基板２の接合及び封止までの実装工程を完了することができる。
【００６５】
また、第１の実装ヘッド２７に加熱手段２７ｄと封止材を塗布するディスペンサ２７ｅを備えていると、電子部品３、４の実装に先立って実装位置に封止材を塗布し、電子部品３の実装時に加熱することで封止材を加熱硬化させて封止までの実装工程を完了することができる。
【００６６】
また、第２の実装ヘッド２８により、複数の吸着ノズル２８ａにてそれぞれチップ部品から成る電子部品４を保持し、任意の電子部品４を選択的に実装するようにしているので、第２の実装ヘッド２８を第２の部品供給位置Ｂに移動させた時に、一度に複数の電子部品４を吸着保持することで、実装点数が比較的多く、また実装タクトの短いチップ部品の実装を効率的に行うことができ、全体として実装効率を向上することができる。
【００６７】
次に、本発明の電子部品実装装置の他の実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。
【００６８】
上記実施形態では、上向き供給電子部品３の部品供給部６は、基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向一側の前側に、下向き供給電子部品４の部品供給部７はＹ方向他側の後側に配設し、部品供給部６から供給された半導体ウエハ８の供給テーブルはＸ方向テーブル１４にて構成し、反転移送手段１８はＹ方向に移動し、実装手段２６は第１と第２の実装ヘッド２７、２８をＹ方向に移動させ、基板位置決め手段はＸ方向テーブル３１にて構成している。
【００６９】
これに対して本実施形態では、部品供給部６、７は共に基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向一側の前側において、その左右両側に配設されている。部品供給部６から供給された半導体ウエハ８の供給テーブルはＹ方向テーブル１４Ａにて構成され、反転移送手段１８Ａは、Ｙ方向に位置決めされた半導体ウエハ８のＸ方向の任意の電子部品３を保持し、Ｘ方向に移動するとともに反転して第１の部品供給位置Ａに供給するように構成されている。反転移送手段１８Ａと同様に認識カメラ１６ＡもＸ方向に移動・位置決め可能に構成されている。
【００７０】
また、部品供給部７は、複数の部品供給カセット１１をＸ方向に並列して搭載するようにされている。そして、部品供給カセット１１の先端の部品供給位置は、後述の実装手段２６Ａにおける第２の実装ヘッド２８の移動経路の直下に位置し、部品供給部７の任意の部品供給カセット１１の電子部品４を第２の実装ヘッド２８にて吸着保持するように構成され、電子部品４を供給する第２の部品供給位置ＢはＸ方向に所定の幅を有する領域として設定されている。
【００７１】
実装手段２６Ａは、第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８をＸ方向に移動・位置決め可能に構成され、第１の実装ヘッド２７は第１の部品供給位置Ａで電子部品３を吸着保持してＸ方向に移動し、基板２のＸ方向の所定位置に実装し、第２の実装ヘッド２８は所定幅の領域として設定されている第２の部品供給位置Ｂで電子部品４を吸着保持してＸ方向に移動し、基板２のＸ方向の所定位置に実装するように構成されている。
【００７２】
基板２は搬入部３５から搬入され、基板位置決め手段としてのＹ方向テーブル３１Ａ上の支持台３２に固定支持され、基板２における電子部品３、４の実装位置のＹ方向の位置が実装ヘッド２７、２８の移動経路の直下に位置するようにＹ方向テーブル３１Ａにて位置決めされ、実装手段２６ＡのＸ方向に移動・位置決め可能な第１と第２の実装ヘッド２７、２８にて基板２の所定位置に電子部品３、４を実装するように構成されている。実装が完了した基板は搬出部３６から搬出される。
【００７３】
以上の構成の電子部品実装装置においても、上記実施形態と同様に上向き供給電子部品３と下向き供給電子部品４を、精度良く、高速にて混載して実装することができる。また、部品供給部６、７を共に前側に配置しているので、作業性が良いという利点がある。また、部品供給部７に部品供給台１２を設けて左右に移動させる必要がないため、部品供給部７の構成が簡単かつコンパクトになるという利点もある。なお、部品供給部７は、図９に部品供給部７０として示すように、後側に配設することもできる。
【００７４】
以上の各実施形態の説明においては、第１の実装ヘッド２７として、吸着ノズル２７ａと昇降手段２７ｂと加圧手段２７ｃと加熱手段２７ｄを備えた例を示したが、図１１に示すように、超音波振動発生手段４１を有する超音波接合ヘッド４２を装着し、超音波接合を行うように構成することもできる。また、その超音波接合ヘッド４２に加熱手段を設けて、上記のように封止を同時に行うようにすることもできる。
【００７５】
また、上記実施形態の説明では、部品供給部６において、図１２（ａ）に示すように、複数枚の半導体ウエハ８を収容された部品マガジン９を搭載してその半導体ウエハ８を供給するように構成した例を説明したが、図１２（ｂ）に示すようなサイズの小さい半導体ウエハ８ａを収容した部品マガジン９ａを搭載してその半導体ウエハ８ａを供給するようにしても良く、また図１２（ｃ）に示すように、多数の電子部品３を配列して収容した１又は複数のトレイ４３を保持したトレイプレート４４を複数枚収容保持した部品マガジン９ｂを搭載してそのトレイプレート４４を供給するようにしても良く、また図１２（ｄ）に示すように、多数の電子部品３を配列して収容した大型のトレイ４５を直接供給するように構成してもよい。
【００７６】
さらに、図１３に示すように、部品供給部６を、多数の電子部品３を収容して成るテープ状部品集合体が装着された複数の部品供給カセット４６や、段積みされた多数のトレイ４７を順次供給するトレイフィーダ４８を、Ｘ方向移動台４９上に搭載した構成とし、この部品供給部６から直接反転移送手段１８に電子部品３を供給するようにすることもできる。
【００７７】
また、図１〜図８の実施形態における部品供給部６を、図１２（ｃ）や図１２（ｄ）に示すように構成した場合には、ベアＩＣ部品などの電子部品３の接続面３ａを下向きにしてトレイ４３、４５に収容して供給することも可能であり、そのような電子部品３の供給形態もあり得る。
【００７８】
このような電子部品３の供給形態にも対処できるようにした別の実施形態を図１４を参照して説明すると、本実施形態では、第１の部品供給位置ＡのＹ方向の側方位置に、接続面を下向きにして供給された下向き供給電子部品３Ａを保持する移載ステージ５０を配設している。また、第１の実装ヘッド２７の移動範囲を移載ステージ５０の位置を含むようにし、第１の実装ヘッド２７にて移載ステージ５０上の電子部品３Ａを保持可能に構成している。また、部品供給部６から供給されたトレイ４３、４５が供給テーブルとしてのＸ方向テーブル１４にてＸ方向に位置決めされ、トレイ４３、４５上の任意の電子部品３Ａは、反転移送手段１８にて保持されて移載ステージ５０上に移送されるとともに反転機構２３が作動することなく、移載ステージ５０上に受け渡される。かくして、図１２（ｃ）や図１２（ｄ）に示すような部品供給部６と、Ｘ方向テーブル１４と、反転機構２３を作動停止させた反転移送手段１８にて部品供給手段が構成されている。このように、ベアＩＣ部品などの電子部品３をその接続面を下向きにして供給する手段を配設した場合にも、その電子部品３Ａを移載ステージ５０にて保持することで実装手段２６の第１の実装ヘッド２７にて上記と同様に実装することができる。
【００７９】
また、図９、図１０の実施形態においても同様に、その部品供給部６を、図１２（ｃ）や図１２（ｄ）やさらに図１３に示すような構成とした場合には、ベアＩＣ部品などの電子部品３をその接続面３ａを下向きにした状態でトレイ４３、４５、４７に収容して供給することも可能であり、そのような下向き供給電子部品３Ａにも対処できるようにするためには、図１５に示すように、図１４と同様に、第１の部品供給位置ＡのＸ方向の側方位置に、接続面を下向きにした状態で供給された電子部品３Ａを保持する移載ステージ５０を配設するとともに、実装手段２６Ａの第１の実装ヘッド２７を移載ステージ５０上の電子部品３Ａを保持可能に構成することで、実装手段２６Ａにてその電子部品３Ａを保持して上記と同様に実装することができる。
【００８０】
また、上記各実施形態の説明では、反転移送手段１８における電子部品３の保持手段として、単一の吸着ノズル２５を有するものを例示したが、図１６に示すように、それぞれが電子部品３を吸着・保持する複数（図示例では２つ）の吸着ノズル２５ａ、２５ｂを設けることもできる。図１６においては、エキスパンド台１３上の半導体ウエハ８における電子部品３を順次突き上げピン１３ａにて突き上げ、反転移送手段１８の各吸着ノズル２５ａ、２５ｂにてそれぞれ吸着保持し、これらの吸着ノズル２５ａ、２５ｂの向きを上下反転するとともにこれらの吸着ノズル２５ａ、２５ｂを順次第１の部品供給位置Ａに位置決めし、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７にて第１の部品供給位置Ａから上向きの電子部品３を取り出して基板２上に実装する動作過程を示している。
【００８１】
このように、反転移送手段１８に複数の吸着ノズル２５ａ、２５ｂを設けることで、半導体ウエハ８の各電子部品３を反転移送手段１８にて上下を反転して第１の部品供給位置Ａに供給する工程のタクトが長いために、各基板２毎の実装タクトが長くなり、実装効率が低下するような場合に、反転移送手段１８の１回の往復動作で複数の電子部品３を供給できるので、実装効率を大幅に向上することができる。
【００８２】
さらに、図１７に示すように、第１の実装ヘッド２７に、反転移送手段１８の複数の吸着ノズル２５ａ、２５ｂに対応させて複数のヘッド３８ａ、３８ｂを設け、第１の部品供給位置Ａで複数の電子部品３を一括してヘッド３８ａ、３８ｂに受け渡すようにすることもでき、そうすると基板２上に複数の電子部品３を実装する場合に、第１の実装ヘッド２７を第１の部品供給位置Ａと基板２の電子部品実装位置との間で複数回往復移動する必要がなくなり、それだけ実装速度を向上することができる。
【００８３】
また、上記各実施形態の説明では、剛性のある基板２に対して電子部品３、４を実装する例について説明したが、本発明の電子部品実装装置は、図１８に示すように、基板がフィルム基板５２からなる場合にも好適に適用できる。図１８において、フィルム基板５２は複数のフィルム基板５２が一体的に連接された帯状フィルム基板５１の形態で適用されている。そして、複数の帯状フィルム基板５１が並列配置された状態で送給ロール５３から基板位置決め手段５４に送給され、基板位置決め手段５４にて電子部品３、４を実装する各フィルム基板５２を吸着等の適宜手段で固定して実装位置のＸ方向の位置決めを行い、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７及び第２の実装ヘッド２８にて電子部品３、４をＹ方向の所定位置に実装し、電子部品３の実装の終了したフィルム基板５２は帯状フィルム基板５１を回収ロール５５に順次巻き取ることで回収するように構成されている。このような構成によれば、フィルム基板５２に対する電子部品３の実装を効率的に行うことができる。また、図９、図１０に示した構成の電子部品実装装置においても、同様に適用可能である。
【００８４】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装装置によれば、以上のように基板位置決め手段にて基板をＸ方向に位置決めし、基板位置決め手段のＹ方向の一側において、上向き部品供給手段にて接続面が上向きの電子部品を供給し、その電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に供給し、基板位置決め手段のＹ方向の他側において、下向き部品供給手段にて接続面が下向きの電子部品を第２の部品供給位置に供給し、実装手段の第１と第２の実装ヘッドにて第１又は第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動・位置決めすることで、基板の所定の実装位置に所定の電子部品を実装するようにしているので、ベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品を、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で実装することができ、かつ実装ヘッドを１方向にのみ直線移動させて位置決めすれば良いので、高精度・高速実装を実現することができ、さらに第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを独立して各別に移動駆動することによって一方の実装ヘッドにて実装動作中に他方の実装ヘッドにてその部品供給位置から部品を保持して実装動作直前までの動作を完了しておくことができ、一層の高速実装を実現することができる。
特に、第２の部品供給位置への一度の移動によって複数のチップ部品を保持することができ、実装点数の比較的多いチップ部品の実装を効率的に行うことができ、全体として実装効率を向上することができる。
また、別の特徴によれば、特に、上向き部品供給手段にて供給された電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に上下を反転して供給する工程のタクトが長いために、各基板毎の実装タクトが長くなり、実装効率が低下するような場合に、１回の往復動作で複数の電子部品を供給できるので、実装効率を大幅に向上することができる。
【００８５】
また、基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向に基板位置決め手段にて基板を位置決めし、基板位置決め手段のＸ方向の一側において、上向き部品供給手段にて接続面が上向きの電子部品を供給し、その電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に供給し、基板位置決め手段のＸ方向の他側において、下向き部品供給手段にて接続面が下向きの電子部品を第２の部品供給位置に供給し、実装手段にて第１又は第２の部品供給位置で電子部品は保持してＸ方向に移動・位置決めすることで、基板の所定の実装位置に所定の電子部品を実装するようにしても同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品実装装置の一実施形態における全体概略構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態において実装する上向き供給電子部品と下向き供給電子部品を示す斜視図である。
【図３】同実施形態における実装工程を模式的に示した斜視図である。
【図４】同実施形態における認識カメラの移動・位置決め機構を示す斜視図である。
【図５】同実施形態における反転移送手段の全体構成を示す透視斜視図である。
【図６】同実施形態における反転移送手段の要部詳細を示す透視斜視図である。
【図７】同実施形態における第２の実装ヘッドの要部の構成を示す斜視図である。
【図８】同実施形態における同時認識カメラの移動・位置決め機構を示す斜視図である。
【図９】本発明の電子部品実装装置の他の実施形態における全体概略構成を示す透視斜視図である。
【図１０】同実施形態の全体概略構成を示す平面図である。
【図１１】上記各実施形態における第１の実装ヘッドの変形例の斜視図である。
【図１２】上記各実施形態における上向き供給電子部品の供給形態の各種変形例を示す斜視図である。
【図１３】上記各実施形態における上向き供給電子部品の供給手段の他の構成例を示す斜視図である。
【図１４】本発明の電子部品実装装置の別の実施形態における実装工程を模式的に示した斜視図である。
【図１５】本発明の電子部品実装装置のさらに別の実施形態における全体概略構成を示す平面図である。
【図１６】上記各実施形態における反転移送手段の変形例の動作説明図である。
【図１７】上記各実施形態における反転移送手段及び第１の実装ヘッドの変形例の動作説明図である。
【図１８】本発明の電子部品実装装置をフィルム基板に対する実装工程に適用した例の全体概略斜視図である。
【図１９】従来例の電子部品実装装置の全体概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品実装装置
２ 基板
３ 上向き供給電子部品
３Ａ 下向き供給電子部品
４ 下向き供給電子部品
６ 部品供給部（上向き部品供給手段）
７ 部品供給部（下向き部品供給手段）
８ 半導体ウエハ
１３ エキスパンド台（上向き部品供給手段）
１４ Ｘ方向テーブル（供給テーブル）
１４Ａ Ｙ方向テーブル（供給テーブル）
１８、１８Ａ 反転移送手段
２５ａ、２５ｂ 吸着ノズル（保持手段）
２６、２６Ａ 実装手段
２７ 第１の実装ヘッド
２７ｄ 加熱手段
２７ｅ 駆動手段
２８ 第２の実装ヘッド
２８ｅ 駆動手段
２８ａ 吸着ノズル（保持手段）
２９ａ 送りねじ軸
３１ Ｘ方向テーブル（基板位置決め手段）
３１Ａ Ｙ方向テーブル（基板位置決め手段）
３３ 同時認識カメラ（認識手段）
３５ 搬入部
３６ 搬出部
３８ａ、３８ｂ ヘッド
５０ 移載ステージ
５１ 帯状フィルム基板
５２ フィルム基板
５３ 送給ロール
５４ 基板位置決め手段
５５ 回収ロール
Ａ 第１の部品供給位置
Ｂ 第２の部品供給位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品とを、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で、基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置としては、間欠回転する回転体の外周部にその間欠回転角間隔で複数の実装ヘッドを配設して各実装ヘッドが供給位置と実装位置との間で移動するようにし、供給位置に所定の電子部品を部品供給部を移動させて供給し、基板の所定の実装位置を実装位置に位置決めし、実装ヘッドにて基板の所定位置に電子部品を実装する方式や、基板を位置決め固定し、ＸＹ方向に移動可能な実装ヘッドにて、部品供給部から所定の電子部品を取り出し、基板の所定の実装位置に移動して実装する方式など、種々の方式のものが知られている。
【０００３】
また、多種類の電子部品を基板に実装するため、図１９に示すように、搬入部６１から搬入された基板６２を位置決めテーブル６３にて位置決め固定し、実装後搬出部６４から搬出するように構成するとともに、位置決めテーブル６３の基板搬送方向と直交する方向の両側に、電子部品の供給方式が互いに異なる第１の部品供給部６５と第２の部品供給部６６を配設し、実装ヘッド６７をＸＹテーブル６８にて両部品供給部６５、６６間にわたってＸＹ方向に移動可能に構成し、これら部品供給部６５、６６の任意の電子部品を取り出して基板６２の任意の位置に実装するようにしたものも知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ベアＩＣチップを基板に実装する電子部品実装装置として、ダイシングされたウエハの状態でベアＩＣチップをＸＹテーブル上に供給し、このＸＹテーブルにて所定のベアＩＣチップを第１の供給位置に位置決めし、反転移送手段にて第１の供給位置で所定のベアＩＣチップを保持して上下を反転して第２の供給位置に移送し、第２の供給位置で実装ヘッドにて保持し、一方、基板をＹ方向テーブルにてＹ方向に移動可能な支持台上に載置固定し、実装ヘッドをＸ方向テーブルにて基板における実装位置のＸ方向位置まで移動させるとともに基板における実装位置のＹ方向位置が実装ヘッドのＹ方向位置に一致するようにＹ方向テーブルにて基板を移動し、ベアＩＣチップと基板の実装箇所の位置合わせを行った後、実装ヘッドにてベアＩＣチップを実装するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
このベアＩＣチップの基板に対する実装は、上記電子部品の実装工程とは全く別に、クリーンルーム等で行われていた。それは、ベアＩＣチップは高集積化、小型化のために、電極の多電極化とファインピッチ化が著しく、高精度の実装が要請され、また埃による接合不良を防止するために実装環境のクリーン化が強く求められるためである。
【０００６】
そして、このようにベアＩＣチップを基板に実装して電子部品を構成した後、その電子部品を他の電子部品ととともに上記電子部品実装装置に供給して、電子機器の基板に実装していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−９１３８５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−６８３２７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年は、ＩＣの高集積化がさらに進行してベアＩＣチップが大型化するとともに、それに伴って１枚の基板に対する電子部品の実装数が少なくて済むようになっており、また同時に携帯機器等に搭載するために基板の小型化が進んでいる。
【００１０】
しかるに、上記従来例のようにベアＩＣチップの実装と他の電子部品の実装を全く別工程で実装していると、無駄な製造工程や部品の管理・輸送に対する工数とコストが大きくなるという問題があり、１枚の基板にベアＩＣチップと他の電子部品を混載して実装することが要請されてきている。
【００１１】
そこで、１台の電子部品実装装置にてベアＩＣチップのように接続面が上向きの状態で供給される電子部品と、チップ部品のように接続面が下向きの状態で供給される電子部品の両方を混載して実装できる電子部品実装装置の開発が求められているが、そのような実装を高精度にかつ高速にて実現できるものは提案されていない。
【００１２】
また、例えば、図１９に示した電子部品実装装置の第１又は第２の部品供給部６５、６６として、上記特許文献２（特開２０００−６８３２７号公報）に開示されたベアＩＣ部品の供給手段（ＸＹテーブルと反転移送手段）を配設することも考えられるが、実装ヘッド６７をＸＹテーブル６８にてＸＹ方向に移動させて実装する方式であるため、実装の高精度化や実装速度の高速化を実現することができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような状況に鑑み、ベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品を、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で、高精度かつ高速にて実装することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装装置は、基板をＸ方向に位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向と直交するＹ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＹ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＹ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設けたことを基本構成とし、これに加え、第２の実装ヘッドは、複数のチップ部品を保持するとともに任意のチップ部品を選択的に実装するように構成されたものであることを第１の特徴としている。
【００１５】
上記のような基本構成によると、基板位置決め手段にて基板をＸ方向に位置決めし、基板位置決め手段のＹ方向の一側において、上向き部品供給手段にて接続面が上向きの電子部品を供給し、その電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に供給し、基板位置決め手段のＹ方向の他側において、下向き部品供給手段にて接続面が下向きの電子部品を第２の部品供給位置に供給し、第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドにてそれぞれ第１と第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動・位置決めすることで、基板の所定の実装位置に所定の電子部品を実装することができ、従ってベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品を、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で実装することができ、かつ各実装ヘッドを１方向にのみ直線移動させて位置決めすれば良いので、高精度・高速実装を実現することができ、さらに第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを独立して各別に移動駆動することによって一方の実装ヘッドにて実装動作中に他方の実装ヘッドにてその部品供給位置から部品を保持して実装動作直前までの動作を完了しておくことができ、一層の高速実装を実現することができる。特に、第１の特徴の構成によれば、第２の部品供給位置への一度の移動によって複数のチップ部品を保持することができ、実装点数の比較的多いチップ部品の実装を効率的に行うことができ、全体として実装効率を向上することができる。
【００１６】
本発明の電子部品実装装置は、また、上記発明の基本構成に加え、反転移送手段が、それぞれ電子部品を保持する複数の保持手段を備えていることを第２の特徴としている。このような第２の特徴の構成によれば、上向き部品供給手段にて供給された電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に上下を反転して供給する工程のタクトが長いために、各基板毎の実装タクトが長くなり、実装効率が低下するような場合に、１回の往復動作で複数の電子部品を供給できるので、実装効率を大幅に向上することができる。
【００１７】
また、第１の実装ヘッドが、各々がそれぞれ電子部品を保持して実装する複数のヘッドを備えていると、第１の部品供給位置から一度に複数の電子部品を保持して実装することができ、第１の実装ヘッドを第１の部品供給位置と実装位置との間で往復移動する工程を省略できて、一層の高速実装を実現できる。
【００２２】
また、本発明の電子部品実装装置の別の構成として、基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向に基板を位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＸ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＸ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＸ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＸ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＸ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＸ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設けた構成としても同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
また、その上向き部品供給手段は、複数の突起電極を有する接続面を上向きにしたベアＩＣチップを供給する手段であると、ベアＩＣチップとチップ部品等の表面実装部品を基板に混載して実装することができる。
【００２４】
また、上向き部品供給手段は、電子部品を所定の平面領域に配列されている複数の電子部品を保持した状態でＹ方向に移動可能な供給テーブルを備え、反転移送手段は供給テーブル上の電子部品配列領域のＸ方向の任意の位置と第１の部品供給位置との間で移動・位置決め可能に構成されていると、上記と同様に電子部品の供給を容易かつ低コストにて行うことができる。
【００２５】
また、基板位置決め手段にて位置決めされた基板のＸ方向幅の範囲を移動可能でかつ実装手段による実装位置と実装位置から退避した位置との間で移動可能な認識手段を設け、認識手段は実装位置に位置決めされた状態で実装手段に保持された電子部品と基板の実装位置の両方を認識するように構成すると、上記と同様に認識結果によって補正を行うことで高い実装精度を確保することができる。
【００２６】
また、第１の部品供給位置のＸ方向の側方位置に、接続面を下向きにした状態で電子部品を保持する移載ステージを配設するとともに第１の実装ヘッドを移載ステージ上の電子部品を保持可能に構成し、移載ステージに接続面を下向きにした状態で電子部品を供給する手段を設けると、上向き部品供給手段に代えて、上向き部品供給手段にて供給されるベアＩＣ部品などの電子部品を、その接続面を下向きにして供給する手段を配設した場合にも、その電子部品を移載ステージにて保持することで第１の実装ヘッドにて上記と同様に実装することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子部品実装装置の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００３５】
本実施形態の電子部品実装装置１は、ベアＩＣチップなど、図２（ａ）に示すように、基板２に対する接続面３ａを上向きにした状態で供給される上向き供給電子部品３（以下、単に電子部品３と記すことがある）と、容量素子や抵抗素子などのチップ部品や四周の少なくとも一部に接続リードが設けられたリード付き部品など、図２（ｂ）に示すように、基板２に対する接続面４ａを下向きにした状態で供給される下向き供給電子部品４（以下、単に電子部品４と記すことがある）とを、基板２に混載して実装するものである。
【００３６】
電子部品実装装置１は、本体部５とその前後両側に配設される部品供給部６、７にて構成されている。各部品供給部６、７は本体部５に交換可能に結合されるユニットとして構成されている。
【００３７】
前側の部品供給部６は、多数の電子部品３が配列して形成されるとともに個片にダイシングされた状態でエキスパンドシート上に支持されている半導体ウエハ８を複数枚収容した部品マガジン９と、所望の半導体ウエハ８を所定の供給高さ位置に位置決めするマガジンリフタ１０にて構成されている。
【００３８】
後側の部品供給部７は、多数の電子部品４を収容して成るテープ状部品集合体が装着された複数の部品供給カセット１１を左右に移動可能な部品供給台１２上にその移動方向に並列して搭載して成り、任意の部品供給カセット１１の電子部品４を、図３に示すように、第２の部品供給位置Ｂに供給するように構成されている。
【００３９】
本体部５の前部には、エキスパンド台１３が左右方向のＸ方向に移動可能な供給テーブルとしてのＸ方向テーブル１４上に上下シリンダ１５にて上下移動可能に設置され、ウエハ引き出し手段（図示せず）にて部品供給部６の部品マガジン９から半導体ウエハ８をエキスパンド台１３に導入するように構成され、エキスパンド台１３にてそのエキスパンドシートを拡張させて各電子部品３を間隔をあけて分離させ、さらに所望の電子部品３を所定のＸ方向位置に位置決めするように構成されている。
【００４０】
１６は、エキスパンド台１３上で所定のＸ方向位置に位置決めされた電子部品３を認識する認識カメラであり、図４に示すように、Ｙ方向テーブル１７にて前後方向に沿うＹ方向に移動可能に支持されている。Ｙ方向テーブル１７は、Ｙ方向ガイド１７ａにてＹ方向に移動自在に支持された移動体１７ｂを移動用モータ１７ｃと送りねじ機構１７ｄにて移動・位置決めするように構成され、その移動体１７ｂに認識カメラ１６が装着されている。この認識カメラ１６にて、所定のＸ方向位置に位置決めされた電子部品３の内のＹ方向に任意の位置の電子部品３を認識するように構成されている。
【００４１】
また、本体部５の前部から中間部には反転移送手段１８が配設されている。この反転移送手段１８は、図３に示すように、所定のＸ方向位置に位置決めされたエキスパンド台１３上の半導体ウエハ８のＹ方向の大きさに対応する部品供給領域Ｄ内の任意の電子部品３を吸着してＹ方向後方に向けて移動し、第１の部品供給位置Ａまで移載するとともに吸着した電子部品３を１８０度上向きに反転させるように構成されている。半導体ウエハ８の状態では、各電子部品３の接続面３ａは上向きに形成されており、反転移送手段１８にて各電子部品３の接続面３ａを吸着した後上向きに１８０度旋回することによって、電子部品３の接続面３ａが下向きとなり、その状態で第１の部品供給位置Ａで実装手段２６に受け渡すように構成されている。
【００４２】
反転移送手段１８の具体構成は、図５、図６に示すように、Ｙ方向テーブル１９にてＹ方向に移動可能に支持された移動台２０上に、Ｘ方向位置調整機構２１を配設し、このＸ方向位置調整機構２１に上下移動機構２２を介して反転機構２３を取付け、さらにこの反転機構２３にθ調整機構２４を介して電子部品３を吸着保持する吸着ノズル２５を装着して構成されている。
【００４３】
Ｙ方向テーブル１９は、移動台２０をＹ方向に移動自在に支持するＹ方向ガイド１９ａと、移動モータ１９ｂと、送りねじ機構１９ｃにて構成されている。Ｘ方向位置調整機構２１は、移動台２０にＸ方向に移動可能に支持された可動板２１ａと、モータ２１ｂにて回転されるとともに可動板２１ａに係合するカム２１ｃと、可動板２１ａをカム２１ｃに向けて付勢するばね２１ｄにて構成されている。上下移動機構２２は、可動板２１ａに上下移動可能に支持された昇降部材（図示せず）と、昇降部材を昇降駆動する上下駆動カム２２ａと、それを回転する上下用モータ２２ｂと、昇降部材をカム２２ａに向けて付勢するばね（図示せず）にて構成されている。反転機構２３は、反転部材２３ａを反転用モータ２３ｂにてプーリ・ベルト機構２３ｃを介して１８０°往復回転するように構成されている。θ調整機構２４は、θ調整用モータ２４ａにてプーリ・ベルト機構２４ｂを介して反転部材２３ａに装着された吸着ノズル２５をその軸芯まわりに回転させるように構成されている。
【００４４】
実装手段２６は、電子部品３を保持して基板２に実装する第１の実装ヘッド２７と、電子部品４を保持して基板２に実装する第２の実装ヘッド２８と、これら第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８をＹ方向に移動可能に支持するＹ方向ガイド２９にて構成されている。Ｙ方向ガイド２９には、固定の送りねじ軸２９ａが配設されている。
【００４５】
第１の実装ヘッド２７は、電子部品３を吸着保持する吸着ノズル２７ａとその昇降手段２７ｂとボイスコイルモータなどの加圧手段２７ｃと電子部品３を加熱する加熱手段２７ｄと、送りねじ軸２９ａに螺合するナット部材を中空モータにて回転駆動するように構成された駆動手段２７ｅを備えている。また、必要に応じてこの第１の実装ヘッド２７に封止材を塗布するディスペンサ（図示せず）が配設されている。また、必要に応じて後述の第２の実装ヘッド２８に設けたθ調整機構３０と同様のθ調整機構（図示せず）が設けられる。
【００４６】
第２の実装ヘッド２８は、図７に示すように、チップ部品から成る電子部品４を吸着保持する複数の吸着ノズル２８ａが放射状にかつ水平軸２８ｂ回りに回動可能に支持軸２８ｃの下端部に設けられ、その支持軸２８ｃが上端部を上方に突出させた状態で上下移動可能に支持されるとともに、支持軸２８ｃを押圧して下降移動させるように押圧手段２８ｄが設けられ、さらにモータ３０ａとプーリベルト機構３０ｂにて支持軸２８ｃを軸芯回りに回転させることで、電子部品４の実装姿勢を調整するθ調整機構３０が設けられている。また、送りねじ軸２９ａに螺合するナット部材を中空モータにて回転駆動するように構成された駆動手段２８ｅ（図１参照）を備えている。
【００４７】
本体部５の後部における実装ヘッド２７、２８のＹ方向の移動経路の下部に、基板２をＸ方向に移動させ、基板２における電子部品を実装すべき位置を実装ヘッド２７、２８によるＸ方向の実装位置に位置決めする基板位置決め手段としてのＸ方向テーブル３１が配設されている。Ｘ方向テーブル３１はＸ方向のガイドレール３１ａに沿って移動自在に支持されるとともに移動モータ３１ｂと送りねじ機構３１ｃにて移動・位置決めするように構成されている。このＸ方向テーブル３１上に基板２を載置固定する支持台３２が昇降可能に設けられている。
【００４８】
こうしてＸ方向テーブル３１にて位置決めされた基板２のＹ方向幅に対応する実装範囲Ｃ内の所定の実装位置に、Ｙ方向ガイド２９にて移動可能に支持された第１の実装ヘッド２７及び第２の実装ヘッド２８を位置決めすることで、所定の電子部品３、４が基板２の所定の実装位置に実装するように構成されている。
【００４９】
また、第１及び第２の実装ヘッド２７、２８と支持台３２との間に、上側で実装ヘッド２７、２８に保持された電子部品３、４を認識し、下側で基板２の電子部品を実装すべき位置の両方を認識できるように構成された同時認識手段３３が配設されている。この同時認識手段３３は、図８に示すように、ＸＹテーブル３４によって、Ｙ方向の実装範囲Ｃ内の任意の位置に位置決め可能でかつ実装ヘッド２７、２８による実装位置と実装位置からＸ方向に退避した位置との間で移動可能に支持されている。３４ａはＹ軸移動モータ、３４ｂはＸ軸移動モータである。
【００５０】
なお、同時認識手段３３は、実装位置に位置決めされた状態でプリズム等で光路を切り換えて順次電子部品３、４と基板２の実装位置を認識するように構成され、字義通りに完全に同時に認識するのではない。勿論、字義通り同時に認識するようにしても良いが、構成が複雑になったり、コスト高になったりして好ましくない場合が多い。
【００５１】
Ｘ方向テーブル３１のＸ方向一側（図では右側）には、基板２を支持台３２上に搬入する搬入部３５が、Ｘ方向テーブル３１のＸ方向他側に、支持台３２上から基板２を搬出する搬出部３６が配設されている。支持台３２の前後両側には搬入部３５、搬出部３６の一対のレールに接続可能でかつ昇降可能な部分レール３７が設けられ、基板２をこの部分レール３７上に受けた後、支持台３２上に載置固定するように構成されている。
【００５２】
次に、以上の構成における基板２に対する電子部品３、４の実装動作を説明する。搬入部３５にて供給された基板２は、Ｘ方向テーブル３１に設けられた部分レール３７上に受け渡された後、部分レール３７が下降することで支持台３２上に載置固定される。その後、Ｘ方向テーブル３１にて基板２における電子部品３、４の実装位置のＸ方向位置が、第１の実装ヘッド２７又は第２の実装ヘッド２８のＸ方向位置に一致するように位置決めされる。
【００５３】
一方、部品供給部６にて供給され、エキスパンド台１３上に導入された半導体ウエハ８は、エキスパンド台１３でエキスパンドシートが拡大されて各電子部品３が分離された後、Ｘ方向テーブル１４が作動されて実装すべき電子部品３が反転移送手段１８の吸着ノズル２５の移動経路の直下に位置するように位置決めされる。また、Ｙ方向テーブル１７が作動されて認識カメラ１６が実装すべき電子部品３の直上に位置決めされ、電子部品３の適否とその位置が高精度に認識され、その認識結果によってＸ方向テーブル１４の位置補正が成されるとともに、反転移送手段１８における吸着ノズル２５の位置決めすべき位置と電子部品３のθ補正量が求められる。次いで、反転移送手段１８のＹ方向テーブル１９が作動され、吸着ノズル２５が実装すべき電子部品３の位置に位置決めされ、吸着ノズル２５にてその電子部品３が吸着保持されて持ち上げられ、その後第１の部品供給位置Ａに向けてＹ方向に移動させるとともに上下が反転されて、接続面３ａを下向きにして第１の部品供給位置Ａに供給される。
【００５４】
その時には、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７が第１の部品供給位置Ａに移動してきており、第１の実装ヘッド２７にて電子部品３が保持された後、駆動手段２７ｅにてＹ方向ガイド２９に沿って駆動されて第１の実装ヘッド２７が基板２における実装位置のＹ方向位置に位置決めされる。
【００５５】
それと同時に、ＸＹテーブル３４が作動されて同時認識手段３３も基板２の実装位置に位置決めされ、その状態で基板２の実装位置に設けられている位置マークが認識されるとともに、第１の実装ヘッド２７に保持されている電子部品３が認識され、所定の位置決め精度が確保されるように駆動手段２７ｅ及びＸ方向テーブル３１による位置補正が成され、基板２の実装位置に電子部品３の位置が高精度に位置決めされる。
【００５６】
その後、第１の実装ヘッド２７の吸着ノズル２７ａが昇降手段２７ｂにて下降されるとともにボイスコイルモータなどの加圧手段２７ｃにて加圧されて、電子部品３が実装される。また、必要に応じて加熱手段２７ｄにて電子部品３が加熱され、加熱加圧によって電子部品３の電極と基板２の電極の接合が行われる。また、基板２の実装位置に予めディスペンサ（図示せず）にて封止材を塗布しておくと、実装と同時に加熱手段２７ｄにて封止材も加熱硬化されて封止までを含めた実装が完了される。
【００５７】
また、部品供給部７では部品供給台１２が作動して基板２に実装すべき電子部品４を収容した部品供給カセット１１が第２の部品供給位置Ｂに対向する位置に位置決めされ、この第２の部品供給位置Ｂに電子部品４が供給されており、第２の実装ヘッッド２８にてこの電子部品４が保持されてＹ方向に移動し、上記と同様に基板２の所定の実装位置に実装される。その際に、部品供給位置Ｂで複数の吸着ノズル２８ａにてチップ部品から成る複数の電子部品４を一度に保持した後、第２の実装ヘッド２８が基板２上の実装位置に移動し、基板２上のそれぞれの位置に所定の電子部品４を選択して実装することで、第２の実装ヘッド２８の一往復工程にて複数の電子部品４が実装される。
【００５８】
以上の第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８による実装動作を適宜に組み合わせて基板２に対する実装動作を実行することにより、所要数の電子部品３、４の実装を短い実装タクトタイムで基板２に実装することができる。基板２に対する実装が完了すると、基板２は搬出部３６にて次工程に向けて搬出され、次の基板２が搬入部３５にて搬入され、支持台３２上に設置される。
【００５９】
以上のように本実施形態によれば、基板位置決め手段としてのＸ方向テーブル３１にて基板２をＸ方向に位置決めし、本体部５の前側において、部品供給部６からエキスパンド台１３上に上向き供給電子部品３を半導体ウエハ８の形態で供給し、半導体ウエハ８をＸ方向テーブル１４にてＸ方向に位置決めし、反転移送手段１８にて所望の電子部品３を吸着保持し、反転して第１の部品供給位置Ａに供給し、本体部５の後側において、部品供給部７から下向き供給電子部品４を第２の部品供給位置Ｂに供給し、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８にて、それぞれ第１と第２の部品供給位置Ａ、Ｂで電子部品３、４を保持してＹ方向に移動・位置決めすることで、基板２の所定の実装位置に所定の電子部品３、４を実装することができる。従って、ベアＩＣチップなどの上向き供給電子部品３とチップ部品などの下向き供給電子部品４を、１台の装置にて基板２に接続面３ａ、４ａを基板２の表面に対向させた状態で混載して実装することができ、かつ第１及び第２の実装ヘッド２７、２８を１方向にのみ直線移動させて位置決めすれば良いので高精度の実装を高速にて実現することができ、さらに第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８を独立して各別に移動駆動することによって一方の実装ヘッド２７又は２８にて実装動作中に他方の実装ヘッド２８又は２７にてその部品供給位置Ａ、Ｂから電子部品３、４を保持して実装動作直前までの動作を完了しておくことができ、一層の高速実装を実現することができる。
【００６０】
また、基板位置決め手段としてのＸ方向テーブル３１のＸ方向の一側に搬入部３５、他側に搬出部３６を配設し、基板２を搬入から搬出まで１方向にのみ移動させるようにしているので、コンパクトに構成できるとともに構成が簡単で安価に構成することができる。
【００６１】
また、ベアＩＣチップなどの下向き供給電子部品３を、半導体ウエハ８の状態やトレイに収容した状態で供給テーブルとしてのＸ方向テーブル１４上に供給すると、Ｘ方向テーブル１４にてＸ方向に位置決めされ、反転移送手段１８にてＹ方向の位置が選択されて任意の電子部品３を供給することができ、それぞれ１軸方向の位置決めによって所望の電子部品３を供給することができ、電子部品３の供給を容易かつ低コストにて行うことができる。
【００６２】
また、同時認識手段３３を実装位置に位置決めした状態で、第１の実装ヘッド２７や第２の実装ヘッド２８に保持された電子部品３、４と基板２の実装位置の両方を認識するようにしているので、その認識結果によって補正を行うことで高い実装精度を確保することができる。
【００６３】
また、第１と第２の実装ヘッド２７、２８が、共通の固定の送りねじ軸２９ａと各別の中空モータを有する駆動手段２７ｅ、２８ｅを備えているので、送りねじ軸２９ａを共用することでコンパクトに構成できるとともに精度を確保しながら安価に構成できかつ各実装ヘッド２７、２８を中空モータにてそれぞれ移動駆動することができる。
【００６４】
また、第１の実装ヘッド２７に加熱手段２７ｄを備えているので、電子部品３の実装に先立って基板２の実装位置に、異方導電性の樹脂シートや樹脂若しくは非導電性の樹脂シートや樹脂などの接合材を配置することで、電子部品３の実装時にその樹脂シートや樹脂材料に圧力と熱を加えることによって、電子部品３と基板２の接合及び封止までの実装工程を完了することができる。
【００６５】
また、第１の実装ヘッド２７に加熱手段２７ｄと封止材を塗布するディスペンサ２７ｅを備えていると、電子部品３、４の実装に先立って実装位置に封止材を塗布し、電子部品３の実装時に加熱することで封止材を加熱硬化させて封止までの実装工程を完了することができる。
【００６６】
また、第２の実装ヘッド２８により、複数の吸着ノズル２８ａにてそれぞれチップ部品から成る電子部品４を保持し、任意の電子部品４を選択的に実装するようにしているので、第２の実装ヘッド２８を第２の部品供給位置Ｂに移動させた時に、一度に複数の電子部品４を吸着保持することで、実装点数が比較的多く、また実装タクトの短いチップ部品の実装を効率的に行うことができ、全体として実装効率を向上することができる。
【００６７】
次に、本発明の電子部品実装装置の他の実施形態について、図９、図１０を参照して説明する。
【００６８】
上記実施形態では、上向き供給電子部品３の部品供給部６は、基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向一側の前側に、下向き供給電子部品４の部品供給部７はＹ方向他側の後側に配設し、部品供給部６から供給された半導体ウエハ８の供給テーブルはＸ方向テーブル１４にて構成し、反転移送手段１８はＹ方向に移動し、実装手段２６は第１と第２の実装ヘッド２７、２８をＹ方向に移動させ、基板位置決め手段はＸ方向テーブル３１にて構成している。
【００６９】
これに対して本実施形態では、部品供給部６、７は共に基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向一側の前側において、その左右両側に配設されている。部品供給部６から供給された半導体ウエハ８の供給テーブルはＹ方向テーブル１４Ａにて構成され、反転移送手段１８Ａは、Ｙ方向に位置決めされた半導体ウエハ８のＸ方向の任意の電子部品３を保持し、Ｘ方向に移動するとともに反転して第１の部品供給位置Ａに供給するように構成されている。反転移送手段１８Ａと同様に認識カメラ１６ＡもＸ方向に移動・位置決め可能に構成されている。
【００７０】
また、部品供給部７は、複数の部品供給カセット１１をＸ方向に並列して搭載するようにされている。そして、部品供給カセット１１の先端の部品供給位置は、後述の実装手段２６Ａにおける第２の実装ヘッド２８の移動経路の直下に位置し、部品供給部７の任意の部品供給カセット１１の電子部品４を第２の実装ヘッド２８にて吸着保持するように構成され、電子部品４を供給する第２の部品供給位置ＢはＸ方向に所定の幅を有する領域として設定されている。
【００７１】
実装手段２６Ａは、第１の実装ヘッド２７と第２の実装ヘッド２８をＸ方向に移動・位置決め可能に構成され、第１の実装ヘッド２７は第１の部品供給位置Ａで電子部品３を吸着保持してＸ方向に移動し、基板２のＸ方向の所定位置に実装し、第２の実装ヘッド２８は所定幅の領域として設定されている第２の部品供給位置Ｂで電子部品４を吸着保持してＸ方向に移動し、基板２のＸ方向の所定位置に実装するように構成されている。
【００７２】
基板２は搬入部３５から搬入され、基板位置決め手段としてのＹ方向テーブル３１Ａ上の支持台３２に固定支持され、基板２における電子部品３、４の実装位置のＹ方向の位置が実装ヘッド２７、２８の移動経路の直下に位置するようにＹ方向テーブル３１Ａにて位置決めされ、実装手段２６ＡのＸ方向に移動・位置決め可能な第１と第２の実装ヘッド２７、２８にて基板２の所定位置に電子部品３、４を実装するように構成されている。実装が完了した基板は搬出部３６から搬出される。
【００７３】
以上の構成の電子部品実装装置においても、上記実施形態と同様に上向き供給電子部品３と下向き供給電子部品４を、精度良く、高速にて混載して実装することができる。また、部品供給部６、７を共に前側に配置しているので、作業性が良いという利点がある。また、部品供給部７に部品供給台１２を設けて左右に移動させる必要がないため、部品供給部７の構成が簡単かつコンパクトになるという利点もある。なお、部品供給部７は、図９に部品供給部７０として示すように、後側に配設することもできる。
【００７４】
以上の各実施形態の説明においては、第１の実装ヘッド２７として、吸着ノズル２７ａと昇降手段２７ｂと加圧手段２７ｃと加熱手段２７ｄを備えた例を示したが、図１１に示すように、超音波振動発生手段４１を有する超音波接合ヘッド４２を装着し、超音波接合を行うように構成することもできる。また、その超音波接合ヘッド４２に加熱手段を設けて、上記のように封止を同時に行うようにすることもできる。
【００７５】
また、上記実施形態の説明では、部品供給部６において、図１２（ａ）に示すように、複数枚の半導体ウエハ８を収容された部品マガジン９を搭載してその半導体ウエハ８を供給するように構成した例を説明したが、図１２（ｂ）に示すようなサイズの小さい半導体ウエハ８ａを収容した部品マガジン９ａを搭載してその半導体ウエハ８ａを供給するようにしても良く、また図１２（ｃ）に示すように、多数の電子部品３を配列して収容した１又は複数のトレイ４３を保持したトレイプレート４４を複数枚収容保持した部品マガジン９ｂを搭載してそのトレイプレート４４を供給するようにしても良く、また図１２（ｄ）に示すように、多数の電子部品３を配列して収容した大型のトレイ４５を直接供給するように構成してもよい。
【００７６】
さらに、図１３に示すように、部品供給部６を、多数の電子部品３を収容して成るテープ状部品集合体が装着された複数の部品供給カセット４６や、段積みされた多数のトレイ４７を順次供給するトレイフィーダ４８を、Ｘ方向移動台４９上に搭載した構成とし、この部品供給部６から直接反転移送手段１８に電子部品３を供給するようにすることもできる。
【００７７】
また、図１〜図８の実施形態における部品供給部６を、図１２（ｃ）や図１２（ｄ）に示すように構成した場合には、ベアＩＣ部品などの電子部品３の接続面３ａを下向きにしてトレイ４３、４５に収容して供給することも可能であり、そのような電子部品３の供給形態もあり得る。
【００７８】
このような電子部品３の供給形態にも対処できるようにした別の実施形態を図１４を参照して説明すると、本実施形態では、第１の部品供給位置ＡのＹ方向の側方位置に、接続面を下向きにして供給された下向き供給電子部品３Ａを保持する移載ステージ５０を配設している。また、第１の実装ヘッド２７の移動範囲を移載ステージ５０の位置を含むようにし、第１の実装ヘッド２７にて移載ステージ５０上の電子部品３Ａを保持可能に構成している。また、部品供給部６から供給されたトレイ４３、４５が供給テーブルとしてのＸ方向テーブル１４にてＸ方向に位置決めされ、トレイ４３、４５上の任意の電子部品３Ａは、反転移送手段１８にて保持されて移載ステージ５０上に移送されるとともに反転機構２３が作動することなく、移載ステージ５０上に受け渡される。かくして、図１２（ｃ）や図１２（ｄ）に示すような部品供給部６と、Ｘ方向テーブル１４と、反転機構２３を作動停止させた反転移送手段１８にて部品供給手段が構成されている。このように、ベアＩＣ部品などの電子部品３をその接続面を下向きにして供給する手段を配設した場合にも、その電子部品３Ａを移載ステージ５０にて保持することで実装手段２６の第１の実装ヘッド２７にて上記と同様に実装することができる。
【００７９】
また、図９、図１０の実施形態においても同様に、その部品供給部６を、図１２（ｃ）や図１２（ｄ）やさらに図１３に示すような構成とした場合には、ベアＩＣ部品などの電子部品３をその接続面３ａを下向きにした状態でトレイ４３、４５、４７に収容して供給することも可能であり、そのような下向き供給電子部品３Ａにも対処できるようにするためには、図１５に示すように、図１４と同様に、第１の部品供給位置ＡのＸ方向の側方位置に、接続面を下向きにした状態で供給された電子部品３Ａを保持する移載ステージ５０を配設するとともに、実装手段２６Ａの第１の実装ヘッド２７を移載ステージ５０上の電子部品３Ａを保持可能に構成することで、実装手段２６Ａにてその電子部品３Ａを保持して上記と同様に実装することができる。
【００８０】
また、上記各実施形態の説明では、反転移送手段１８における電子部品３の保持手段として、単一の吸着ノズル２５を有するものを例示したが、図１６に示すように、それぞれが電子部品３を吸着・保持する複数（図示例では２つ）の吸着ノズル２５ａ、２５ｂを設けることもできる。図１６においては、エキスパンド台１３上の半導体ウエハ８における電子部品３を順次突き上げピン１３ａにて突き上げ、反転移送手段１８の各吸着ノズル２５ａ、２５ｂにてそれぞれ吸着保持し、これらの吸着ノズル２５ａ、２５ｂの向きを上下反転するとともにこれらの吸着ノズル２５ａ、２５ｂを順次第１の部品供給位置Ａに位置決めし、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７にて第１の部品供給位置Ａから上向きの電子部品３を取り出して基板２上に実装する動作過程を示している。
【００８１】
このように、反転移送手段１８に複数の吸着ノズル２５ａ、２５ｂを設けることで、半導体ウエハ８の各電子部品３を反転移送手段１８にて上下を反転して第１の部品供給位置Ａに供給する工程のタクトが長いために、各基板２毎の実装タクトが長くなり、実装効率が低下するような場合に、反転移送手段１８の１回の往復動作で複数の電子部品３を供給できるので、実装効率を大幅に向上することができる。
【００８２】
さらに、図１７に示すように、第１の実装ヘッド２７に、反転移送手段１８の複数の吸着ノズル２５ａ、２５ｂに対応させて複数のヘッド３８ａ、３８ｂを設け、第１の部品供給位置Ａで複数の電子部品３を一括してヘッド３８ａ、３８ｂに受け渡すようにすることもでき、そうすると基板２上に複数の電子部品３を実装する場合に、第１の実装ヘッド２７を第１の部品供給位置Ａと基板２の電子部品実装位置との間で複数回往復移動する必要がなくなり、それだけ実装速度を向上することができる。
【００８３】
また、上記各実施形態の説明では、剛性のある基板２に対して電子部品３、４を実装する例について説明したが、本発明の電子部品実装装置は、図１８に示すように、基板がフィルム基板５２からなる場合にも好適に適用できる。図１８において、フィルム基板５２は複数のフィルム基板５２が一体的に連接された帯状フィルム基板５１の形態で適用されている。そして、複数の帯状フィルム基板５１が並列配置された状態で送給ロール５３から基板位置決め手段５４に送給され、基板位置決め手段５４にて電子部品３、４を実装する各フィルム基板５２を吸着等の適宜手段で固定して実装位置のＸ方向の位置決めを行い、実装手段２６の第１の実装ヘッド２７及び第２の実装ヘッド２８にて電子部品３、４をＹ方向の所定位置に実装し、電子部品３の実装の終了したフィルム基板５２は帯状フィルム基板５１を回収ロール５５に順次巻き取ることで回収するように構成されている。このような構成によれば、フィルム基板５２に対する電子部品３の実装を効率的に行うことができる。また、図９、図１０に示した構成の電子部品実装装置においても、同様に適用可能である。
【００８４】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装装置によれば、以上のように基板位置決め手段にて基板をＸ方向に位置決めし、基板位置決め手段のＹ方向の一側において、上向き部品供給手段にて接続面が上向きの電子部品を供給し、その電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に供給し、基板位置決め手段のＹ方向の他側において、下向き部品供給手段にて接続面が下向きの電子部品を第２の部品供給位置に供給し、実装手段の第１と第２の実装ヘッドにて第１又は第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動・位置決めすることで、基板の所定の実装位置に所定の電子部品を実装するようにしているので、ベアＩＣチップなどの接続面を上向きにして供給される電子部品とチップ部品などの接続面を下向きにして供給される電子部品を、１台の装置にて共に接続面を基板表面に対向させた状態で実装することができ、かつ実装ヘッドを１方向にのみ直線移動させて位置決めすれば良いので、高精度・高速実装を実現することができ、さらに第１の実装ヘッドと第２の実装ヘッドを独立して各別に移動駆動することによって一方の実装ヘッドにて実装動作中に他方の実装ヘッドにてその部品供給位置から部品を保持して実装動作直前までの動作を完了しておくことができ、一層の高速実装を実現することができる。
特に、第２の部品供給位置への一度の移動によって複数のチップ部品を保持することができ、実装点数の比較的多いチップ部品の実装を効率的に行うことができ、全体として実装効率を向上することができる。
また、別の特徴によれば、特に、上向き部品供給手段にて供給された電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に上下を反転して供給する工程のタクトが長いために、各基板毎の実装タクトが長くなり、実装効率が低下するような場合に、１回の往復動作で複数の電子部品を供給できるので、実装効率を大幅に向上することができる。
【００８５】
また、基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向に基板位置決め手段にて基板を位置決めし、基板位置決め手段のＸ方向の一側において、上向き部品供給手段にて接続面が上向きの電子部品を供給し、その電子部品を反転移送手段にて第１の部品供給位置に供給し、基板位置決め手段のＸ方向の他側において、下向き部品供給手段にて接続面が下向きの電子部品を第２の部品供給位置に供給し、実装手段にて第１又は第２の部品供給位置で電子部品は保持してＸ方向に移動・位置決めすることで、基板の所定の実装位置に所定の電子部品を実装するようにしても同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品実装装置の一実施形態における全体概略構成を示す斜視図である。
【図２】同実施形態において実装する上向き供給電子部品と下向き供給電子部品を示す斜視図である。
【図３】同実施形態における実装工程を模式的に示した斜視図である。
【図４】同実施形態における認識カメラの移動・位置決め機構を示す斜視図である。
【図５】同実施形態における反転移送手段の全体構成を示す透視斜視図である。
【図６】同実施形態における反転移送手段の要部詳細を示す透視斜視図である。
【図７】同実施形態における第２の実装ヘッドの要部の構成を示す斜視図である。
【図８】同実施形態における同時認識カメラの移動・位置決め機構を示す斜視図である。
【図９】本発明の電子部品実装装置の他の実施形態における全体概略構成を示す透視斜視図である。
【図１０】同実施形態の全体概略構成を示す平面図である。
【図１１】上記各実施形態における第１の実装ヘッドの変形例の斜視図である。
【図１２】上記各実施形態における上向き供給電子部品の供給形態の各種変形例を示す斜視図である。
【図１３】上記各実施形態における上向き供給電子部品の供給手段の他の構成例を示す斜視図である。
【図１４】本発明の電子部品実装装置の別の実施形態における実装工程を模式的に示した斜視図である。
【図１５】本発明の電子部品実装装置のさらに別の実施形態における全体概略構成を示す平面図である。
【図１６】上記各実施形態における反転移送手段の変形例の動作説明図である。
【図１７】上記各実施形態における反転移送手段及び第１の実装ヘッドの変形例の動作説明図である。
【図１８】本発明の電子部品実装装置をフィルム基板に対する実装工程に適用した例の全体概略斜視図である。
【図１９】従来例の電子部品実装装置の全体概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 電子部品実装装置
２ 基板
３ 上向き供給電子部品
３Ａ 下向き供給電子部品
４ 下向き供給電子部品
６ 部品供給部（上向き部品供給手段）
７ 部品供給部（下向き部品供給手段）
８ 半導体ウエハ
１３ エキスパンド台（上向き部品供給手段）
１４ Ｘ方向テーブル（供給テーブル）
１４Ａ Ｙ方向テーブル（供給テーブル）
１８、１８Ａ 反転移送手段
２５ａ、２５ｂ 吸着ノズル（保持手段）
２６、２６Ａ 実装手段
２７ 第１の実装ヘッド
２７ｄ 加熱手段
２７ｅ 駆動手段
２８ 第２の実装ヘッド
２８ｅ 駆動手段
２８ａ 吸着ノズル（保持手段）
２９ａ 送りねじ軸
３１ Ｘ方向テーブル（基板位置決め手段）
３１Ａ Ｙ方向テーブル（基板位置決め手段）
３３ 同時認識カメラ（認識手段）
３５ 搬入部
３６ 搬出部
３８ａ、３８ｂ ヘッド
５０ 移載ステージ
５１ 帯状フィルム基板
５２ フィルム基板
５３ 送給ロール
５４ 基板位置決め手段
５５ 回収ロール
Ａ 第１の部品供給位置
Ｂ 第２の部品供給位置
Claims (8)
- 基板をＸ方向に位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向と直交するＹ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＹ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＹ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設け、第２の実装ヘッドは、複数のチップ部品を保持するとともに任意のチップ部品を選択的に実装するように構成されていることを特徴とする電子部品実装装置。
- 基板をＸ方向に位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向と直交するＹ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＹ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＹ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＹ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＹ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設け、反転移送手段は、それぞれ電子部品を保持する複数の保持手段を備えていることを特徴とする電子部品実装装置。
- 第１の実装ヘッドは、各々がそれぞれ電子部品を保持して実装する複数のヘッドを備えていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品実装装置。
- 基板搬送方向のＸ方向と直交するＹ方向に基板を位置決めする基板位置決め手段を設け、基板位置決め手段に対してＸ方向の一側に、基板の電極と接続する電極を有する接続面を上向きにした状態で電子部品を供給する上向き部品供給手段と、上向き部品供給手段から電子部品を受け取ってＸ方向に移動するとともに上下を反転して第１の部品供給位置に供給する反転移送手段とを配設し、基板位置決め手段に対してＸ方向の他側に、接続面を下向きにした状態で電子部品を第２の部品供給位置に供給する下向き部品供給手段を配設し、第１の部品供給位置で電子部品を保持してＸ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＸ方向の任意の位置に実装する第１の実装ヘッドと第２の部品供給位置で電子部品を保持してＸ方向に移動し基板位置決め手段上の基板のＸ方向の任意の位置で実装する第２の実装ヘッドとを有するとともにこれら第１と第２の実装ヘッドが各別に動作可能な実装手段を設けたことを特徴とする電子部品実装装置。
- 上向き部品供給手段は、複数の突起電極を有する接続面を上向きにしたベアＩＣチップを供給する手段であることを特徴とする請求項４記載の電子部品実装装置。
- 上向き部品供給手段は、電子部品を所定の平面領域に配列されている複数の電子部品を保持した状態でＹ方向に移動可能な供給テーブルを備え、反転移送手段は供給テーブル上の電子部品配列領域のＸ方向の任意の位置と第１の部品供給位置との間で移動・位置決め可能に構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装装置。
- 基板位置決め手段にて位置決めされた基板のＸ方向幅の範囲を移動可能でかつ実装手段による実装位置と実装位置から退避した位置との間で移動可能な認識手段を設け、認識手段は実装位置に位置決めされた状態で実装手段に保持された電子部品と基板の実装位置の両方を認識するように構成したことを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載の電子部品実装装置。
- 第１の部品供給位置のＸ方向の側方位置に、接続面を下向きにした状態で電子部品を保持する移載ステージを配設するとともに第１の実装ヘッドを移載ステージ上の電子部品を保持可能に構成し、移載ステージに接続面を下向きにした状態で電子部品を供給する手段を設けたことを特徴とする請求項４〜７の何れかに記載の電子部品実装装置。
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