JP4190611B2 - 部品装着方法、及び部品装着装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め個々に分割され収納体に収められた分割部品を供給するとともに、処理された分割部品を再度上記収納体に収納する部品装着方法、及び該部品装着方法を実行する部品装着装置に関する。尚、上記分割部品としては、例えば、半導体ウエハから切り出された個々の半導体基板が相当する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
電子部品実装装置では、高生産性を確保するために、図18に示すように同一の回路部分24が複数形成された一つの回路基板、いわゆる多面取りの回路基板23が投入され、該回路基板23に対して電子部品実装ノズル20に保持された電子部品21が一個又は複数個ずつ電子部品実装ノズル20にてそれぞれの回路部分24に実装される。そしてすべての回路部分24に電子部品21が実装された時点で部品実装済回路基板は搬出される。次工程では、上記部品実装済回路基板はそれぞれの部品実装済回路部分26に分割され、分割された個々の部品実装済回路部分26は次工程へ流れて行く。
【0003】
しかしながら、上記回路部分24への上記電子部品21の実装が、図19に示すように、回路部分24上の電極28と電子部品21上の電極25とがバンプ22を介して接続されるフリップチップ実装であり、かつ上記回路基板23をスクライブ線に沿って割って個々の回路部分24に分割する場合には、上記分割の際に回路部分24には反りが発生することから、回路部分24上の電極28と電子部品21上の電極25との接合部に作用する応力により接合が外れ接合不良を発生させる場合が考えられる。このような問題点を解決するためには、回路基板23を予め回路部分24に分割しておき、分割した個々の回路部分24を上記電子部品実装装置へ供給して電子部品21の実装を行い、電子部品21が実装された個々の部品実装済回路部分26を上述のように次工程へ搬送すればよい。
しかしながら従来において、上述のような、分割された個々の回路部分24を電子部品実装装置へ供給し、かつ電子部品21が実装された個々の部品実装済回路部分26を次工程へ搬送するための有効な手段は存在していない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、分割部品と該分割部品に装着される部品との接合部に接合不良を生じさせないように個々の分割部品を供給可能とし、かつ上記部品が取り付けられた部品装着済分割部品の搬送を可能とし、さらに上記部品装着済分割部品の品質の向上を図る、部品装着方法、及び該部品装着方法を実行する部品装着装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1態様の部品装着方法は、集合体から分割した分割部品を、フレキシブルなテープ状の収納体から取出収納位置にて取り出す工程と、
取り出した分割部品へ部品を装着する工程と、
上記部品を装着した部品装着済分割部品を、上記取出収納位置で、再度上記収納体へ収納する工程と、
上記取出収納位置で取り出す工程と収納する工程とを並行して実行する工程と、
上記収納体から上記分割部品を取り出す前に、上記分割部品をカバーしている保護部材を上記取出収納位置に到達する直前にて剥離して取り除く工程と、
上記部品装着済分割部品を上記収納体へ収納した後、上記取出収納位置を通過した直後にて新たな保護部材にて上記部品装着済分割部品のカバーを行う工程と、
上記保護部材にてカバーされた上記部品装着済分割部品を収納した上記収納体を巻取部材に巻き取る工程と、
を備えたことを特徴とする。
【0005】
本発明の第2態様の部品装着装置は、集合体から分割した分割部品を収納するフレキシブルなテープ状の収納体と、
上記収納体から取出収納位置にて上記分割部品を取り出し、かつこの取り出しと並行して部品を装着した部品装着済分割部品を上記取出収納位置で再度上記収納体へ収納するとともに、上記収納体から上記分割部品に上記部品を装着する部品装着ステージへ上記分割部品を搬送し、かつ上記部品装着ステージから上記収納体へ上記部品載置済分割部品を搬送する取出収納装置と、
上記取出収納装置にて取り出された上記分割部品へ上記部品を装着し上記部品装着済分割部品を形成する装着装置と、
上記取出収納装置及び上記装着装置の動作制御を行う制御装置とを備え、
上記収納体には、上記収納体からの上記分割部品の取り出し前にて上記分割部品をカバーする第1保護部材、又は上記収納体への上記部品載置済分割部品の収納後、上記部品載置済分割部品をカバーする第2保護部材が取り付けられており、
上記収納体からの上記分割部品の取り出し前にて上記第1保護部材を上記収納体から取り除き、巻取りリールに巻き取る保護部材除去装置と、
上記収納体への上記部品装着済分割部品の再収納後にて第2保護部材用リールから供給された上記第2保護部材を、圧着用ローラにて上記収納体の上面に圧着する保護部材取付装置とをさらに備え、
上記制御装置は、上記収納体の搬送動作に同期して、上記第1保護部材を巻取りリールに巻き取らせ、更に第2保護部材用リールから送り出された上記第2保護部材を上記圧着用ローラにて上記収納体の上面に圧着するよう、上記保護部材除去装置及び上記保護部材取付装置の動作制御を行う、
ことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である部品装着方法、及び該部品装着方法を実行する部品装着装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において同じ構成部分には同じ符号を付している。又、上述の「課題を解決するための手段」に記載する、「分割部品」の機能を果たす一例が本実施形態では下記の「枠体付き基板53」に相当し、「部品装着済分割部品」の機能を果たす一例が本実施形態では下記の「SAWフィルタ50」に相当する。
【0007】
又、本実施形態における部品装着方法及び部品装着装置にて扱う部品は電子部品であり、特にSAW(Surface Accostic Wave)フィルタや水晶発振器等の発振用電子部品を例に採る。例えば上記SAWフィルタは、図5に示すように、配線パターンが描かれた基板51上に枠体52が形成されており、該枠体52にて囲まれた格納部分に上記配線パターンとバンプを介して発振素子54をフリップチップ実装した後、枠体52に蓋をして上記発振素子54を密閉した構造を有する。通常、電子部品をフリップチップ実装したときには、基板とチップとの接合強度を増すため、上記基板とチップとの間に接着剤を塗布したり、上記チップを封止したりするが、上記SAWフィルタ50の場合、動作に当たり発振素子54の振動を利用するため、上記接着剤や封止剤を使用すると発振素子54の振動が抑制されてしまうことから上記接着剤や封止剤は使用できず、基板51と発振素子54とは例えば金のバンプのみを介して接続されている。よって、上述したように、予め一つの基板上に複数のSAWフィルタを形成した後、該基板を例えば割ることで個々のSAWフィルタに分割するという製造方法を採った場合には、個々のSAWフィルタに分割するときの上記基板の反り等により、上記バンプによる接続部分が外れ電気的な接触不良を生じる場合がある。したがって、上記SAWフィルタ50の場合には、枠体52を形成した基板51(以下、「枠体付き基板53」と記す)について予め個々に分割した分割部品として供給し、該個々の、上記枠体付き基板53に発振素子54をフリップチップ実装するのが好ましい。尚、本実施形態におけるSAWフィルタ50の寸法は、2mm×3mmであり、上記発振素子54の寸法は0.5mm×0.5mmである。
【0008】
本実施形態における部品装着方法及び部品装着装置では、上述のように上記分割部品として枠体付き基板53を例に採るが、上記分割部品としては、上記枠体付き基板53に限定されるものではなく、集合体として完成した後、該集合体を個々の部品に分割する際に不具合の生じる可能性のある分割部品が相当する。
【0009】
まず上記部品装着装置について説明する。図1に示すように本実施形態の部品装着装置101は、大別して、供給回収装置201と、取出収納装置301と、装着装置401と、部品供給装置501と、上下視野光学装置551と、部品撮像装置571と、制御装置601とを備える。
上記供給回収装置201は図2に示すような構成を備え、上記枠体付き基板53を上記取出収納装置301へ供給するとともに、上記取出収納装置301から上記SAWフィルタ50の受け渡しがなされ上記SAWフィルタ50の回収を行う装置であり、枠体付き基板53及びSAWフィルタ50を収納する収納体211と、枠体付き基板53を収納した収納体211が巻回されている供給側リール221と、SAWフィルタ50を収納した収納体211が巻回されている回収側リール222と、上記供給側リール221から上記回収側リール222へ収納体211の搬送を行う搬送装置231と、収納体211に予め取り付けてある第1保護部材215を取り除く保護部材除去装置241と、収納体211に第2保護部材216を取り付ける保護部材取付装置251とを備える。
【0010】
収納体211は、樹脂材にて形成され図1に示すようにフレキシブルなテープ状であり、図6に示すように、その延在方向に沿って一定間隔にて上記分割部品である枠体付き基板53、及び上記SAWフィルタ50を収納する凹状の収納部212が形成されている。又、本実施形態の収納体211は、収納部212における枠体付き基板53の有無を発光ダイオード(LED)からの光の検出の有無にて検出可能なように、透光性を有する樹脂材にて成形されており、さらに、各収納部212の底板212aには、上記底板212aに対向して配置されている上記LED291が発する光が底板212aを通過して枠体付き基板53に到達可能なように底板212aを貫通する開口214が形成されている。尚、上記LED291は、発光受光装置290に備わり、後述するように、枠体付き基板53の取り出し、及びSAWフィルタ50の収納が行われる取出収納位置292に配置され、発光受光装置290は上記収納部212内における枠体付き基板53及びSAWフィルタ50の有無を検出し、検出情報を制御装置601へ供給する。尚、本実施形態では後述の取出収納装置301は、上記取出収納位置292にて一度に5つの枠体付き基板53を保持することから、取出収納位置292には5つの収納部212のそれぞれに対向するようにLED291が配列されている。
又、収納部212は、枠体付き基板53及びSAWフィルタ50の収納が容易なように、底板212aの面積に比して入り口側面積を大きくしており、収納部212には図示のようにテーパー部213を形成している。さらに、収納部212に収納された枠体付き基板53及びSAWフィルタ50が収納部212内でガタつくことを防止するため、底板212aの面積と枠体付き基板53の底面積とが一致するように底板212aは形成されている。
さらに、収納体211の上面212bには、枠体付き基板53及びSAWフィルタ50が収納部212から脱落するのを防止したり、防塵等を図るため、第1保護部材215又は第2保護部材216が貼付されている。尚、第1保護部材215は、上記取出収納位置292にて収納部212から枠体付き基板53が取り出される直前に収納体211の上面212bから剥離され、第2保護部材216は上記取出収納位置292にて収納部212へSAWフィルタ50が収納された直後にて上記上面212bへ貼付される。
【0011】
供給側リール221及び回収側リール222は、ともに制御装置601にて搬送装置231による収納体211の搬送動作に同調してそれぞれ収納体211の供給動作及び巻取動作を行う。又、供給側リール221及び回収側リール222のそれぞれには、収納体211のたるみを防止するためにテンショナーが取り付けられている。
【0012】
搬送装置231は、図2から図4に示すように、駆動部232と、搬送用ローラ233と、上記駆動部232によって駆動され上記搬送用ローラ233を間欠回転させる駆動機構234とを備える。本実施形態では駆動部232はエアーシリンダにてなりエアーの供給よる往復動により、駆動機構234に備わる第1ローラ235を一定の回転角にて正逆回転させる。該第1ローラ235の上記正逆回転はベルト238を介して第2ローラ236に伝達され、第1ローラ235の正逆回転に同期して第2ローラ236を正逆回転させる。第2ローラ236は、つめ車駆動による伝動装置であり一方向への間欠的な送り機能を有するラチェット車装置を介して搬送用ローラ233に連結されており、第2ローラ236の上記正逆回転により搬送用ローラ233は一定角度ずつ矢印I方向へ間欠回転する。押圧用ローラ237は、収納体211を搬送用ローラ233に押圧し、搬送用ローラ233の上記間欠回転に同期して収納体211は矢印I方向へ間欠的に搬送される。尚、図2では、搬送用ローラ233は外部側に設けられた歯車を指しており、当該供給回収装置201を構成するフレーム281内に上述のように押圧用ローラ237に対向して配置され上記歯車と一体的に形成された、収納体211と係合する歯車状の搬送用ローラ233が設けられている。
このようにして搬送される収納体211は、供給側リール221からフレーム281の上縁部分を矢印II方向に進み、上記取出収納位置292に到達する直前にて、保護部材除去装置241にて上記第1保護部材215が剥離され、そして取出収納位置292を通過した直後にて保護部材取付装置251にて第2保護部材216にて収納部212に蓋がなされ、上記搬送用ローラ233を介して、フレーム281の下縁部分を矢印III方向へ搬送されて回収側リール222に巻き取られていく。
【0013】
保護部材除去装置241は、上述のように収納体211の上面212bに貼付されている、収納体211とほぼ同一の幅のテープ状の第1保護部材215を剥離する装置であり、上述の搬送装置231に備わる駆動部232にて生じる駆動力にて駆動されるように伝達機構242を備え、さらに、除去した第1保護部材215を巻取る巻取りリール244を備える。伝達機構242には、駆動部232にて生じる上記往復動に連動して往復動するアーム243と、巻取りリール244に設けられ、アーム243の上記往復動に対応して即ち収納体211の搬送動作に同期して、巻取りリール244を一定角度ずつ矢印IV方向へ間欠回転させる間欠回転機構245とを備える。上述の構成により、第1保護部材215は、搬送装置231による収納体211の間欠的な搬送に同期して巻取りリール244に巻取られていく。
【0014】
保護部材取付装置251は、上述のように収納体211の上面212bに、収納体211とほぼ同一の幅のテープ状の第2保護部材216を貼付する装置であり、第2保護部材216を巻回する第2保護部材用リール252と、第2保護部材216を収納体211の上面212bへ押圧して貼着させる圧着用ローラ254とを備える。上記第2保護部材用リール252は、制御装置601にて動作制御され本実施形態ではモータにてなる駆動装置253にて第2保護部材216の送り出しを行う。又、圧着用ローラ254は、本実施形態ではエアーシリンダにてなるローラ移動部255による駆動により収納体211の厚み方向に移動可能であり、該移動により収納体211への第2保護部材216の圧着力を制御する。ローラ移動部255の動作は制御装置601にて制御され、よって制御装置601にて上記圧着力が制御される。このような構成により、制御装置601による制御にて、収納体211の搬送動作に同期して第2保護部材用リール252から第2保護部材216が送り出され、送り出された第2保護部材216は圧着用ローラ254にて収納体211の上面212bに圧着されていく。
【0015】
次に取出収納装置301について説明する。取出収納装置301は、図7に示すように保持搬送装置311と、加熱ステージ331と、冷却ステージ341とを備え、上記保持搬送装置311にて、図8に示すように、取出収納位置292へ搬送されて来た収納体211の収納部212から枠体付き基板53を取り出し、加熱ステージ331を介して後述の装着装置401に備わる部品装着ステージ411へ搬送し、かつ上記SAWフィルタ50を上記部品装着ステージ411から冷却ステージ341を介して取出収納位置292へ搬送して再び収納体211の収納部212へ収納する装置である。
保持搬送装置311は、昇降回転体312と、該昇降回転体312の周囲に回転方向に沿って90度間隔にて4箇所に配設される保持部313とを備える。該保持部313は、本実施形態では、当該保持搬送装置311に備わる吸引装置351を用いた吸着動作により上記枠体付き基板53及び上記SAWフィルタ50の保持を行う吸着ノズル320にて構成される。尚、吸着動作の解除により保持部313は枠体付き基板53及びSAWフィルタ50の保持を解除する。又、上記吸引装置351は上記制御装置601に接続され、上記4箇所の各保持部313の吸着及び吸着解除は制御装置601にて制御される。
本実施形態では同時に5つの枠体付き基板53及びSAWフィルタ50の保持が可能なように上記収納体211の延在方向に沿って列状に5本の吸着ノズル320が配列されている。しかしながら保持部313はこのような吸着ノズル320に限定されるものではなく、又、その本数も上記5本に限定されるものではない。
【0016】
昇降回転体312は、保持部313による枠体付き基板53及びSAWフィルタ50の保持及び載置が行われる保持載置位置と、枠体付き基板53及びSAWフィルタ50を保持した状態で枠体付き基板53及びSAWフィルタ50を搬送する搬送位置との間を昇降するとともに、上記搬送位置に上昇した状態にて昇降軸321の軸回りに回転する。上記昇降及び回転動作は、本実施形態ではモータ314にて行われ、その昇降量及び回転量はエンコーダ315にて検出される。上記モータ314及びエンコーダ315は上記制御装置601に接続され、上記昇降量及び回転量は制御装置601によって制御される。
【0017】
加熱ステージ331は、上記部品装着ステージ411における枠体付き基板53への発振素子54の実装が確実に行われるように、予め枠体付き基板53を加熱するための装置であり、枠体付き基板53を載置するステージ板333を加熱する加熱ヒータ332を有する。本実施形態では、上記加熱温度は、約250度であり、加熱ヒータ332は後述するように制御装置601にて温度制御がなされる。又、加熱ステージ331は、枠体付き基板53を吸引によりステージ板333上に保持する。
【0018】
冷却ステージ341は、上述のように加熱され、発振素子54が実装されたSAWフィルタ50が収納体211に収納されたとき、収納体211に熱による損傷を与えないような温度までSAWフィルタ50を予め冷却するための装置である。本実施形態では、SAWフィルタ50を載置するステージ板342内に冷却用の空気を流すことでSAWフィルタ50の熱を除去している。又、該冷却用の空気流量は制御装置601にて制御され冷却能力が制御されている。尚、冷却方法としては空冷に限定されるものではない。又、SAWフィルタ50は上記ステージ板342上に吸引動作により保持される。
【0019】
次に装着装置401について、図1及び図9を参照して説明する。装着装置401は、上記枠体付き基板53へ発振素子54を実装するための装置であり、上記部品装着ステージ411と、上記収納体211における上記矢印II方向をX方向としたとき該X方向に平面上にて直交するY方向へ上記部品装着ステージ411を移動させるステージ駆動装置440と、部品装着ヘッド451と、部品装着ヘッド駆動装置461と、部品反転供給ヘッド471とを備える。
部品装着ステージ411は、図9及び図10に示すように、本実施形態では同時に5つの上記枠体付き基板53を吸着動作により保持するステージ板412と、上記枠体付き基板53へ発振素子54を実装するとき枠体付き基板53の対向する周縁部分55,55を押圧して上記ステージ板412へ枠体付き基板53を固定する押圧装置413とを備える。上記ステージ板412は、該ステージ板412を載置する載置台437に設けた加熱装置にて上述の約250℃に加熱、保温される。尚、ステージ板412の温度は、該ステージ板412に設置している熱電対により検出され、制御装置601にて上記加熱装置の温度制御がなされる。
【0020】
上記押圧装置413は、一端が当該部品装着ステージ411におけるフレーム部材422に固定され、他端421aが自由端となり枠体付き基板53の周縁部分55に接触可能で上記周縁部分55を押圧可能な一対の上記板バネ421,421と、上記板バネ421による押圧動作及び該押圧動作の解除のため上記板バネ421を揺動させる板バネ駆動機構414とを備える。尚、上記板バネ421は、上記フレーム部材422ヘの固定部分の近傍に折り目を設けており、通常、上記他端421aは矢印429方向へ付勢されている。上記板バネ駆動機構414は、それぞれの板バネ421に対応して計2組設置されるが、両者同一構造であるのでここではその一方についてのみ説明する。上記板バネ駆動機構414は、板バネ揺動部材423と、伝達部材424と、駆動部材425と、駆動部426とを有する。板バネ揺動部材423はL字形の部材であり、そのほぼ中央部分にて上記フレーム部材422に設けられた支軸427にて揺動可能に支持され、かつその一端部423aが上記板バネ421の上記他端421aの近傍に接続されている。よって上記支軸427を中心とした揺動により、上記一端部423a及び板バネ揺動部材423の他端部423bが矢印428方向に回動することで、板バネ421の他端421aは矢印429方向へ移動する。逆に、上記一端部423a及び上記他端部423bが矢印430方向に回動することで、板バネ421の他端421aは、板バネ揺動部材423によって上記付勢力に逆らって矢印431方向へ回動される。伝達部材424は、上記フレーム部材422に支持されながら上記枠体付き基板53の厚み方向に滑動可能であり、その一端424aは上記板バネ揺動部材423の他端部423bに当接している。駆動部材425は、図11に示すように短冊状の板材でありその一端には上記駆動部426の駆動軸432が連結されており、又、該部品装着ステージ411のベース板438に立設されたピン433に、当該駆動部材425の中央部分が回動自在に嵌合される。よって、駆動部材425は、上記駆動軸432の往復動によりピン433を中心として回動可能である。さらに、駆動部材425には、クサビ状の断面にてなり上記伝達部材424の他端424bが接触する部材であり、上記駆動軸432の往復動による駆動部材425の上記回動動作に連動して上記伝達部材424を上記厚み方向に上下動させるクサビ状部材434が取り付けられている。さらに、上記板バネ421の裏面側でステージ板412の上面には、上記駆動部材425の回動動作に連動してステージ板412上に載置される枠体付き基板53をその厚み方向に直交する方向から位置決めするための位置決め部材が設けられている。
このような構成より、上記駆動軸432の往復動による駆動部材425の上記回動動作により、伝達部材424が例えば矢印435方向に移動することで、板バネ揺動部材423は矢印430方向へ回動し、板バネ421の他端421aは板バネ揺動部材423によって矢印431方向へ移動し、ステージ板412に載置されている枠体付き基板53の上記周縁部分55を押圧する。又、このとき、上記位置決め部材により、枠体付き基板53の厚み方向に直交する方向への枠体付き基板53の移動が防止される。一方、上記駆動軸432の往復動による駆動部材425の上記回動動作により、伝達部材424が例えば矢印436方向に移動することで、板バネ揺動部材423は矢印428方向へ回動し、板バネ421の他端421aを矢印429方向へ移動させる。よって板バネ421による枠体付き基板53の押圧動作を解除する。
【0021】
ステージ駆動装置440は、駆動部としてのモータ441と、該モータ441にて軸回りに回転されるネジ、及び該ネジに係合するナットを有するいわゆるボールネジ構造とを有し、上記ナットに上記部品装着ステージ411の上記ベース板438が取り付けられている。よって、モータ441にて上記ネジがその軸回りに回転することで上記部品装着ステージ411は図9に示すように受取り受渡し位置442と、部品実装位置443との間を上記Y方向に沿って往復動する。尚、上記受取り受渡し位置442に部品装着ステージ411が配置されているときに、上述の取出収納装置301の保持部313によって、上記枠体付き基板53が上記ステージ板412上に載置され、又、上記SAWフィルタ50がステージ板412上から搬送されていく。一方、上記部品実装位置443に部品装着ステージ411が配置されているときに、上記ステージ板412上に載置されている上記枠体付き基板53へ上記部品装着ヘッド451によって上記発振素子54が実装される。
尚、上記モータ441は制御装置601に接続され、制御装置601は、部品装着ステージ411の上記Y方向への移動制御を行う。
【0022】
部品装着ヘッド451は、上記部品反転供給ヘッド471から上記発振素子54を吸着動作にて保持し、該発振素子54を上記部品装着ステージ411の上記ステージ板412上に固定されている上記枠体付き基板53へ実装する装置であり、上記発振素子54を保持する吸着ノズル452と、実装時に上記発振素子54を超音波振動させて発振素子54と枠体付き基板53とのバンプ接合をより強固するため上記吸着ノズル452に取り付けられる超音波発振装置453とを備える。又、ヘッド本体部454に備えた駆動部により、吸着ノズル452はその軸回りに回転可能であり、又、その軸方向へ昇降可能である。尚、このように構成される部品装着ヘッド451の動作は制御装置601にて制御される。
【0023】
部品装着ヘッド駆動装置461は、図12に示すように、いわゆるボールネジ構造にて構成され、駆動部であるモータ462により軸回りに回転されるネジ463によって上記部品装着ヘッド451を上記X方向に沿って、部品保持位置464と部品実装位置465との間で往復移動させる。尚、上記部品保持位置464は、上記部品反転供給ヘッド471から上記発振素子54を保持する位置であり、上記部品実装位置465は上記部品装着ステージ411における部品実装位置443に対応する位置である。又、部品装着ヘッド駆動装置461の動作は制御装置601によって制御される。
【0024】
部品反転供給ヘッド471は、図1に示すように、部品供給装置501から供給された部品としての上記発振素子54を部品供給ステージ部503にて保持した後、上記発振素子54を180度回転させて表裏を反転させ、上記部品装着ヘッド451における上記部品保持位置464にて上記発振素子54を上記部品装着ヘッド451に保持させる。尚、部品反転供給ヘッド471の動作は制御装置601によって制御される。
【0025】
部品供給装置501は、図1に示すように、部品としての上記発振素子54を部品装着装置101へ供給する装置であり、上記発振素子54が形成されフィルム上に貼付され予め各発振素子54にスクライブされた半導体ウエハを収納した供給マガジン部502と、該供給マガジン部503から1枚の上記半導体ウエハを取り出し、上記フィルムの引き伸ばしを行う部品供給ステージ部503とを備える。
【0026】
上下視野光学装置551は、上記枠体付き基板53へ上記発振素子54を実装するとき、上記Y方向に可動であり上記部品実装位置443に配置された部品装着ステージ411の上方であって、上記部品実装位置465に配置された上記部品装着ヘッド451の下方に配置され、部品装着ヘッド451に保持された上記発振素子54と、部品装着ステージ411のステージ板412に載置されており上記発振素子54が実装される枠体付き基板53との両者を同時に撮像する装置である。上下視野光学装置551は制御装置601に接続されており、上記発振素子54に形成されているバンプと、枠体付き基板53上の電極とが所定の位置関係に配置されるように、上下視野光学装置551の出力情報に基づき制御装置601は部品装着ステージ411及び部品装着ヘッド451の移動を微調整する。
【0027】
部品撮像装置571は、部品供給ステージ部503に配置された発振素子54の中から、部品反転供給ヘッド471が保持する発振素子54を撮像して部品反転供給ヘッド471の移動量制御のための情報を制御装置601に供給する。よって制御装置601によって部品反転供給ヘッド471は動作制御される。
【0028】
以上のように構成される部品装着装置101の動作について以下に説明する。
枠体付き基板53が収納された収納体211は、搬送装置231の動作により供給側リール221から矢印II方向に沿って間欠的に搬送される。そして取出収納位置292に到達する直前にて、収納体211の上面212bに貼付されている第1保護部材215は、保護部材除去装置241によって剥離され巻き取られる。そして本実施形態では上述のように5つの枠体付き基板53が取出収納位置292に配置されたとき、発光受光装置290により収納部212内に枠体付き基板53が収納されているか否かが検出される。5つの収納部212のすべてに枠体付き基板53が収納されているときには、取出収納装置301によって以下に説明する取り出し動作、及び収納動作が行われる。尚、もし5つの収納部212のすべてに枠体付き基板53が収納されていないときには、例えば、収納されていない収納部212に枠体付き基板53を加えたり、又は、欠如したまま動作を続行したり、又は5つの収納部212のすべてに枠体付き基板53が収納されていることが検出されるまで収納体211を搬送したりする等の動作が行なわれる。
【0029】
説明上、図7に示すように4つの保持部313に対して、本実施形態における時計回りの回転方向に沿って保持部313−1〜313−4と付番する。
上記供給回収装置201の上記取出収納位置292に対向して配置された、5本の吸着ノズル320を有する保持部313−1は、昇降回転体312の上記保持載置位置への下降により、5つの上記収納部212から一度に枠体付き基板53を吸着し、吸着後、昇降回転体312の上記搬送位置への移動により上昇する。そして昇降回転体312の上記90度の回転により、保持部313−1に吸着された上記5つの枠体付き基板53は加熱ステージ331の上方に搬送される。尚、上記回転動作により、保持部313−4が取出収納位置292の上方に配置される。そして昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により上記5つの枠体付き基板53は加熱ステージ331に載置され、加熱ステージ331の吸着動作により保持される。上記載置後、昇降回転体312の上記搬送位置への移動により保持部313−1は上昇し、後述の実装時間が経過するまでの間待機する。よって上記実装時間が経過するまでの間、上記5つの枠体付き基板53は加熱ステージ331に載置され加熱される。
【0030】
取出収納装置301において、本実施形態では、収納体211からの枠体付き基板53の取り出し動作、収納体へのSAWフィルタ50の収納動作、加熱ステージ331における枠体付き基板53の加熱動作、部品装着ステージ411における枠体付き基板53への発振素子54の実装動作、及び冷却ステージ341におけるSAWフィルタ50の冷却動作が行われるが、最も時間を要するのは上記実装動作である。よって、取出収納装置301におけるタクトは、上記実装動作に要する時間で決定される。よって、上記加熱ステージ331において、例えば上述の約250℃という所定の予備加熱温度まで枠体付き基板53を加熱するのに要する時間が上記実装時間よりも長くなると、必要以上に枠体付き基板53の温度が上昇してしまい好ましくない。そこで本実施形態では、上述のように、制御装置601の制御により、枠体付き基板53が次の部品装着ステージ411へ搬送される直前にて上記約250℃に到達するように、加熱ステージ331のステージ板333の温度制御が行われる。
【0031】
尚、昇降回転体312が一回転した後では、保持部313−4は保持しているSAWフィルタ50を収納体211へ収納することになるが、現段階ではまだ保持部313−1のみが枠体付き基板53を保持した段階であるので、この段階では上記保持部313−4が実行する動作はない。又、上記実装時間の経過中に、取出収納位置292に次の5つの枠体付き基板53が配置されるように、搬送装置231にて収納体211が搬送される。
【0032】
上記実装時間の経過後、保持部313−1は、昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により、先程加熱ステージ331に載置した5つの枠体付き基板53を吸着する。尚、このとき、保持部313−4は、収納部212に収納されている、次の5つの枠体付き基板53を保持する。上記保持載置位置への移動後、昇降回転体312の上記搬送位置への移動により保持部313−1、及び他の保持部313は上昇する。そして、昇降回転体312の上記90度の回転により、保持部313−1に吸着された上記5つの枠体付き基板53は、予め部品装着ステージ411の上記受取受渡位置442に配置された部品装着ステージ板412の上方へ配置される。尚、このとき保持部313−4は加熱ステージ331の上方へ、保持部313−3は取出収納位置292の上方に配置される。
【0033】
次に、昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により、保持部313−1に保持されている上記5つの枠体付き基板53は上記ステージ板412上に載置され、部品装着ステージ411によって吸着される。尚、このとき保持部313−4は、保持している枠体付き基板53を加熱ステージ331のステージ板333上に載置する。
載置後、昇降回転体312の上記搬送位置への移動により保持部313−1、及び他の保持部313は上昇し待機する。又、吸着後、部品装着ステージ411の板バネ駆動装置414が動作し、上述したように板バネ421,421の他端421aが矢印431方向に移動して、板バネ421,421にて枠体付き基板53をステージ板412上に押圧して固定する。又、上述のようにステージ板412は加熱されていることから、枠体付き基板53は加熱、保温される。さらに、ステージ板412上に枠体付き基板53が固定された後、上記ステージ板412を載置するベース板438は、部品装着ステージ411の部品実装位置443へY方向に移動する。
【0034】
一方、上述のようにしてステージ板412が上記部品実装位置443に配置されるまでの間に、部品反転供給ヘッド471は、部品供給ステージ部503から一つの発振素子54を保持し、表裏を反転させる。又、部品装着ヘッド451は、反転された発振素子54の非回路形成面を吸着ノズル452にて吸着して部品反転供給ヘッド471から発振素子54を受け取り、部品装着ヘッド451における部品実装位置465へ移動する。
【0035】
枠体付き基板53及び発振素子54の厚み方向において、部品装着ヘッド451の吸着ノズル452に保持されている発振素子54の下方であって、ステージ板412に固定されている枠体付き基板53の上方へ、Y方向に沿って上下視野光学装置551が移動してくる。上下視野光学装置551は、発振素子54の上記回路形成面と枠体付き基板53の電極形成面とを同時に撮像し、撮像情報を制御装置601へ送出する。制御装置601は、上記撮像情報に基づき、5つの枠体付き基板53の内、該発振素子54を実装する枠体付き基板53の位置確認、及び発振素子54の回路形成面に形成されているバンプと枠体付き基板53上の電極とが所定の対応関係にて配置されるように、部品装着ヘッド451及び部品装着ステージ411の少なくとも一方を移動させる。そして、上記バンプと上記電極とが一致した後、上下視野光学装置551をY方向に後退させ、部品装着ヘッド451の吸着ノズル452を下降させて発振素子54を枠体付き基板53上に実装する。尚、実装時には、超音波発振装置453を作動させ、上記発振素子54を超音波振動させて上記バンプと上記電極との接合をより強固にする。このような動作を繰り返して、すべての枠体付き基板53上に発振素子54を順次実装していく。尚、本実施形態では、一つの発振素子54の実装に要する時間は約3秒であるので、5つの枠体付き基板53のすべてに発振素子54の実装を行うに要する上記実装時間は少なくとも15秒となる。
【0036】
すべての枠体付き基板53に発振素子54を実装した後、部品装着ステージ411のベース板438は、上記部品実装位置443から上記受取受渡位置442へY方向に沿って移動される。上記受取受渡位置442にベース板438が配置された後、板バネ駆動機構414が作動され、板バネ揺動部材423によって上述したように板バネ421,421の他端421aが矢印429方向に移動し、ステージ板412へのSAWフィルタ50の固定が解除される。
【0037】
保持部313−1は、昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により、ステージ板412上に載置される5つのSAWフィルタ50を吸着する。尚、このとき、保持部313−4は加熱ステージ331から枠体付き基板53を保持し、保持部313−3は収納部212から枠体付き基板53を保持している。 SAWフィルタ50の吸着後、保持部313−1は昇降回転体312の上記搬送位置への移動により上昇する。尚、このとき他の保持部313も同時に上昇している。そして、昇降回転体312の上記90度の回転により、保持部313−1に吸着された上記5つのSAWフィルタ50は、冷却ステージ341のステージ板342の上方に配置される。尚、このとき保持部313−4は部品装着ステージ411のステージ板412の上方へ、保持部313−3は加熱ステージ331の上方へ、保持部313−2は取出収納位置292の上方に配置される。
次に、昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により、保持部313−1に保持されている上記5つのSAWフィルタ50は、冷却ステージ341のステージ板342上に載置され吸着されて冷却される。尚、このとき、保持部313−4は部品装着ステージ411のステージ板412上へ枠体付き基板53を載置し、保持部313−3は加熱ステージ331のステージ板333上へ枠体付き基板53を載置している。
そして昇降回転体312の上記搬送位置への移動により保持部313−1はステージ板342の上方で待機し、又、各保持部313も同時に上昇している。
【0038】
上記実装時間の経過後、保持部313−1は、昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により、冷却ステージ341のステージ板342上に載置される5つのSAWフィルタ50を吸着する。尚、このとき、保持部313−4は部品装着ステージ411のステージ板412より枠体付き基板53を保持し、保持部313−3は加熱ステージ331のステージ板333より枠体付き基板53を保持し、保持部313−2は、収納体211の収納部212より枠体付き基板53を保持している。そして保持部313−1、及び他の保持部313は、昇降回転体312の上記搬送位置への移動により上昇する。そして、昇降回転体312の上記90度の回転により、保持部313−1に吸着された上記5つのSAWフィルタ50は、再び取出収納位置292の上方に配置される。尚、このとき保持部313−4は冷却ステージ341のステージ板342の上方へ、保持部313−3は部品装着ステージ411のステージ板412の上方へ、保持部313−2は加熱ステージ331の上方へ配置される。
そして昇降回転体312の上記保持載置位置への移動により、保持部313−1に保持されている上記5つのSAWフィルタ50は、保持部313−2によって枠体付き基板53が取り出され空となっている、収納体211における5つの収納部212へ収納される。
【0039】
このようにして以後順次、各保持部313によって、収納体211からの枠体付き基板53の取り出し、及び収納体211へのSAWフィルタ50の収納が連続的に実行されていく。
【0040】
SAWフィルタ50が収納された収納体211は、上述のように保持部313による枠体付き基板53の取り出しのために搬送される。このとき、上記取出収納位置292の直後にて、保護部材取付装置251によって第2保護部材216が収納体211の上面212bに貼付される。そしてさらに搬送されることで、圧着用ローラ254にて第2保護部材216が収納体211の上面212bへ圧着される。さらに搬送装置231にて搬送されて収納体211は矢印III方向へ搬送され回収側リール222に巻き取られていく。回収側リール222に巻き取られた、SAWフィルタ50を収納した収納体211は、回収側リール222ごと次工程へ搬送される。
【0041】
このように本実施形態の部品装着装置及び部品装着方法によれば、予め分割された個々の枠体付き基板53が収納体211に収納されて供給され、個々の枠体付き基板53に発振素子54が実装されて個々のSAWフィルタ50が作製される。よって、集合体にて形成された枠体付き基板53に発振素子54を実装した後、個々のSAWフィルタ50に分割することで生じる、例えばバンプと電極との接合の外れ等の不具合の発生を防止することができ、製品の品質の向上を図ることができる。又、作製された個々のSAWフィルタ50を収納体211に再び回収することから、個々のSAWフィルタ50の取り扱いが容易となり、収納体211ごと次工程へ搬送することができる。
【0042】
又、ロータリー式の取出収納装置301を設け、複数のステージを設けたことより、収納体211からの枠体付き基板53の取り出し動作、収納体へのSAWフィルタ50の収納動作、加熱ステージ331における枠体付き基板53の加熱動作、部品装着ステージ411における枠体付き基板53への発振素子54の実装動作、及び冷却ステージ341におけるSAWフィルタ50の冷却動作を並行して実行することができ、生産性を大幅に向上させることができる。
【0043】
尚、部品装着装置101において、上記取出収納装置301は上述のロータリー形態に限定されるものではなく、例えば図13に示す部品装着装置102のように、上記取出収納装置301に代えて取出収納装置1101を設けてもよい。尚、部品装着装置102においてその他の構成は部品装着装置101の構成と変わるところはない。
取出収納装置1101は、図15に示すように、吸着ノズル1103を有する保持部1102と、該保持部1102が取り付けられ保持部1102をY方向へ移動させるエアースライドテーブル1104と、該エアースライドテーブル1104に取り付けられエアースライドテーブル1104を上記枠体付き基板53の厚み方向へ移動させるエアースライドテーブル1105とを備える。尚、エアースライドテーブル1105は、部品装着装置102のフレーム部材に固定される。又、それぞれの上記吸着ノズル1103は吸引装置1106にて吸着及び吸着解除の動作が行われる。エアースライドテーブル1104及びエアースライドテーブル1105はそれぞれ駆動部1107,1108にて動作される。これらの吸引装置1106、及び駆動部1107,1108は、制御装置601に接続され、制御装置601はそれぞれの動作制御を行う。尚、部品装着装置102における動作は、上述の部品装着装置101の動作に同様であるので、ここでの説明は省略する。
又、取出収納装置1101において、上述の加熱ステージ331及び冷却ステージ341を設けることもできる。
【0044】
又、部品装着装置101において、上記供給回収装置201は上述のテープ搬送形態に限定されるものではなく、例えば図14に示す部品装着装置103のように、上記供給回収装置201に代えてトレイ形態の供給回収装置1111を設け、かつ上記取出収納装置301に代えて取出収納装置1131を設けてもよい。尚、部品装着装置103においてその他の構成は部品装着装置101の構成と変わるところはない。
供給回収装置1111は、板体上に例えば格子状にて上記枠体付き基板53を配列したトレイ1112と、該トレイ1112の供給、収納を行うマガジン部1113とを備える。尚、該マガジン部1113は制御装置601に接続され、制御装置601によって動作制御がなされる。
取出収納装置1131は、図16に示すように、吸着ノズル1133を有する保持部1132と、該保持部1132が取り付けられ保持部1132を上記枠体付き基板53の厚み方向へ移動させるエアースライドテーブル1135と、該エアースライドテーブル1135が取り付けられエアースライドテーブル1135をX,Y方向に移動させるX,Yロボット1136とを備える。尚、X,Yロボット1136は、部品装着装置103のフレーム部材に設置される。又、それぞれの上記吸着ノズル1133は吸引装置1137にて吸着及び吸着解除の動作が行われる。エアースライドテーブル1135は駆動部1138にて動作される。これらの吸引装置1137、駆動部1138、及びX,Yロボット1136は、制御装置601に接続され、制御装置601はそれぞれの動作制御を行う。
このような部品装着装置103において、取出収納装置1131によってトレイ1112から枠体付き基板53が保持され、保持された枠体付き基板53は部品装着ステージ411のステージ板412に載置される。一方、発振素子54が実装されたSAWフィルタ50は、取出収納装置1131によって部品装着ステージ411のステージ板412にて保持され、再度トレイ1112へ収納される。
尚、取出収納装置1131において、上述の加熱ステージ331及び冷却ステージ341を設けることもできる。
【0045】
又、部品装着装置101では、上述のように、供給回収装置201には保護部材除去装置241及び保護部材取付装置251を備えている。収納体211に第1保護部材215や第2保護部材216を貼付することは、収納部212内に収納される枠体付き基板53に対して防塵等の効果を奏することから好ましいが、保護部材除去装置241及び保護部材取付装置251は必須の構成ではない。即ち、図17に示すように、収納体211における収納部212の取出し収納口部分に、可撓性の材料にてなり収納部212に枠体付き基板53が収納されているときの枠体付き基板53のガタつき防止、及び収納部212からの脱落防止用の突起部材1151を設けることもできる。このような突起部材1151は、枠体付き基板53の枠体52部分に接触するものであり、かつ可撓性を有することから、収納部212からの枠体付き基板53の取り出し動作、及び収納部212への枠体付き基板53の収納動作に支障を生じさせるものではない。尚、突起部材1151は、枠体52の全周に沿って設けてもよいし、枠体52の対向する2辺部分に沿って設けてもよい。
又、突起部材1151の形態は、図17に示すような薄片状の形状に限定されるものではなく、要するに収納部212に収納されている分割部品の保持がなされ、収納部212との取り出し及び収納が容易に行えるような形態であればよい。
又、部品装着装置101〜103において、部品装着ヘッド451には超音波発振装置453が設けられていなくてもよい。尚、超音波発振装置453を設けない場合には、枠体付き基板53と発振素子54との接合方法として、例えば熱硬化性樹脂を使用した接合や、ACF接合等が採用される。
【0046】
又、以上の説明において、発振素子54に相当する部品は平板状の半導体チップであるが、これに限定されるものではなく、球状の半導体素子であってもよい。この場合、上記半導体素子を吸着する吸着ノズルの先端部は、上記半導体素子の球形状に対応して例えば半球状の形状にて形成される。
【0047】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第1態様の部品装着方法、及び第2態様の部品装着装置によれば、取出収納装置、及び装着装置を備え、収納体から取り出した分割部品へ部品を装着し、部品装着済分割部品を再度上記収納体へ回収するようにしたことより、分割部品に部品を装着した後に、個々の分割部品に分割した場合に不具合が生じるような分割部品について、予め個々に分割された分割部品を収納体に収納した状態で供給することができ、かつ供給された個々の分割部品に上記部品を装着することができる。よって、上記部品が装着された個々の部品装着済分割部品について、上記不具合が発生することはなく、品質の向上を図ることができる。さらに、上記部品装着済分割部品を再び上記収納体に回収することができ、個々の上記部品装着済分割部品の取り扱いを容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態である部品装着装置の斜視図である。
【図2】 図1に示す供給回収装置の斜視図である。
【図3】 図2に示す供給回収装置における搬送装置、保護部材除去装置、及び保護部材取付装置を詳細に示す側面図である。
【図4】 図2に示す供給回収装置における保護部材除去装置の詳細を示す側面図である。
【図5】 図1に示す部品装着装置にて扱う枠体付き基板及び発振素子を示す斜視図である。
【図6】 図1に示す供給回収装置にて使用する収納体の断面図である。
【図7】 図1に示す取出収納装置の斜視図である。
【図8】 図7に示す取出収納装置の動作を説明するための図である。
【図9】 図1に示す部品装着ステージの斜視図である。
【図10】 図9に示す部品装着ステージのステージ板部分の側面図である。
【図11】 図10に示す駆動部材及び駆動部の平面図である。
【図12】 図1に示す装着装置の斜視図である。
【図13】 図1に示す部品装着装置の変形例における斜視図である。
【図14】 図1に示す部品装着装置のさらに他の変形例の斜視図である。
【図15】 図13に示す取出収納装置の斜視図である。
【図16】 図14に示す取出収納装置の斜視図である。
【図17】 図6に示す収納体の変形例における断面図である。
【図18】 個々の分割部品に分割する前に回路基板上に部品を装着する、従来の方法を示す斜視図である。
【図19】 回路基板と部品との装着状態を示す側面図である。
【符号の説明】
50…SAWフィルタ、52…枠体、
53…枠体付き基板、54…発振素子、
101,102,103…部品装着装置、
211…収納体、215…第1保護部材、216…第2保護部材、
221…供給側リール、222…回収側リール、
231…搬送装置、241…保護部材除去装置、
242…伝達機構、251…保護部材取付装置、
301…取出収納装置、311…保持搬送装置、
331…加熱ステージ、341…冷却ステージ、
401…装着装置、411…部品装着ステージ、
413…押圧装置、414…板バネ駆動機構、
421…板バネ、453…超音波発振装置、
601…制御装置、
1101,1131…取出収納装置。
Claims (2)
- 集合体から分割した分割部品を、フレキシブルなテープ状の収納体から取出収納位置にて取り出す工程と、
取り出した分割部品へ部品を装着する工程と、
上記部品を装着した部品装着済分割部品を、上記取出収納位置で、再度上記収納体へ収納する工程と、
上記取出収納位置で取り出す工程と収納する工程とを並行して実行する工程と、
上記収納体から上記分割部品を取り出す前に、上記分割部品をカバーしている保護部材を上記取出収納位置に到達する直前にて剥離して取り除く工程と、
上記部品装着済分割部品を上記収納体へ収納した後、上記取出収納位置を通過した直後にて新たな保護部材にて上記部品装着済分割部品のカバーを行う工程と、
上記保護部材にてカバーされた上記部品装着済分割部品を収納した上記収納体を巻取部材に巻き取る工程と、
を備えたことを特徴とする部品装着方法。 - 集合体から分割した分割部品を収納するフレキシブルなテープ状の収納体と、
上記収納体から取出収納位置にて上記分割部品を取り出し、かつこの取り出しと並行して部品を装着した部品装着済分割部品を上記取出収納位置で再度上記収納体へ収納するとともに、上記収納体から上記分割部品に上記部品を装着する部品装着ステージへ上記分割部品を搬送し、かつ上記部品装着ステージから上記収納体へ上記部品載置済分割部品を搬送する取出収納装置と、
上記取出収納装置にて取り出された上記分割部品へ上記部品を装着し上記部品装着済分割部品を形成する装着装置と、
上記取出収納装置及び上記装着装置の動作制御を行う制御装置とを備え、
上記収納体には、上記収納体からの上記分割部品の取り出し前にて上記分割部品をカバーする第1保護部材、又は上記収納体への上記部品載置済分割部品の収納後、上記部品載置済分割部品をカバーする第2保護部材が取り付けられており、
上記収納体からの上記分割部品の取り出し前にて上記第1保護部材を上記収納体から取り除き、巻取りリールに巻き取る保護部材除去装置と、
上記収納体への上記部品装着済分割部品の再収納後にて第2保護部材用リールから供給された上記第2保護部材を、圧着用ローラにて上記収納体の上面に圧着する保護部材取付装置とをさらに備え、
上記制御装置は、上記収納体の搬送動作に同期して、上記第1保護部材を巻取りリールに巻き取らせ、更に第2保護部材用リールから送り出された上記第2保護部材を上記圧着用ローラにて上記収納体の上面に圧着するよう、上記保護部材除去装置及び上記保護部材取付装置の動作制御を行う、
ことを特徴とする部品装着装置。
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