JP4243745B2 - Head and workpiece positioning device and positioning method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハや基板に半田ボールや半田バンプ等をマウントするボールマウント装置において利用されるヘッドとワークの位置決め装置及び位置決め方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の半田ボールマウント装置では、マウントヘッドやフラックス転写ヘッドの姿勢を固定しておき、ワークの姿勢をヘッドの姿勢に合わせることにより、位置決めを行っていた。このため、ヘッド側には姿勢認識手段がなく、ワークの姿勢認識手段のみが存在していた。ところが、近年の微細ボール化と大量ボール一括搭載の流れにより、要求位置決め精度が飛躍的に上昇し、従来のような方法でヘッドとワークの位置を認識していたのではマウント品質が確保できなくなってきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するため、ヘッド側にも位置決め用のアライメントマークを設け、ヘッドの姿勢とワークの姿勢の両方を認識して、両方の認識結果から位置決めを行うことにより、微細ボール化と大量ボール一括搭載の流れによる高い位置決め精度の要求にも応え得る位置決め装置及び位置決め方法を備えたボールマウント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】
本発明は、上記課題を解決するため、アライメントマークが設けられたヘッドと、上記アライメントマークを認識する第1の光学系認識手段と、ワークの姿勢を認識する第2の光学系認識手段と、第1の光学系認識手段と第2の光学系認識手段との認識結果からヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演算する演算手段と、演算手段の結果に基づきヘッドとワークの各軸の駆動機構に移動を指令する制御手段とを有することを特徴とするボールマウント装置におけるヘッドとワークの位置決め装置を提供するものである。
【0005】
第2の発明は、第1の発明と、ほぼ同様のものであって、第1の光学系認識手段が、ワークの移動及び位置決めのためのステージに設けられたヘッドとワークの位置決め装置を提供する。
【0006】
第3の発明は、ヘッドに設けられたアライメントマークを第1の光学系認識手段で認識し、ワークの姿勢を第2の光学系認識手段で認識し、第1の光学系認識手段と第2の光学系認識手段との認識結果から演算手段にてヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演算し、演算手段の結果に基づき制御手段からヘッドとワークの各軸の駆動機構に移動を指令して、ヘッドとワークの位置決めを行うことを特徴とするボールマウント装置におけるヘッドとワークの位置決め方法を提供する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明が実施される半田ボールマウント装置の平面図である。該半田ボールマウント装置は、ウエハ供給部1と、フラックス転写部2と、ボールマウント部3と、ワーク駆動機構4とで構成される。
【0008】
本実施例におけるワークはウエハであり、ウエハ供給部1は、供給用のウエハカセット5と、搬出用のウエハカセット6と、不良用のウエハカセット7との各ウエハカセットと、ウエハの搬送を行うクリーンルーム用スカラー型ロボット9と、ワーク駆動機構4上のウエハ位置決め位置8とでなる。
【0009】
ウエハ位置決め位置8の上方には、図2に示されるように、本発明における第2の光学系認識手段となるCCDカメラ31が図面上前後に重なり合うように2台配置されており(図面上は前方の1台のみが表れている)、その下方には、ウエハ上に向いた照明器32が配備されている。CCDカメラ31は、ワーク駆動機構4上のウエハ位置決め位置8上方で、ワーク駆動機構4と平行な方向(X軸方向)にモータ33により移動可能とされている。
【0010】
ワーク駆動機構4には、ウエハステージ30が設けられており、ウエハステージ30を駆動させるX軸(図1中左右方向)とΘ軸(回転方向)の2軸の駆動機構が設けられる。Θ軸の駆動機構は、位置決めを主たる役割として採用された駆動機構であるが、X軸の駆動機構は、ワーク移動の役割と位置決めの役割を有する。
【0011】
ウエハステージ30は、X軸駆動機構により、ウエハ位置決め位置8と、フラックス転写位置11と、ボールマウント位置20の間を移動停止可能とされている。本発明におけるヘッドは、実施例ではフラックスの転写ヘッド13と半田ボールのマウントヘッド25とである。尚、ウエハステージ30には転写ヘッド13とマウントヘッド25を観察するための2台のCCDカメラ23、23′が配備されている。該CCDカメラ23、23′が、本発明における第1の光学系認識手段となる。
【0012】
本実施例におけるボールマウント装置には、先のCCDカメラ31によるワークの姿勢とCCDカメラ23、23′によるヘッドのアライメントマーク17の認識結果から相対的位置ずれ量を演算する演算装置(図示されていない)と、演算装置の結果に基づきヘッドとワークの各軸(Y軸、X軸、Θ軸)の駆動機構に移動若しくは回転を指令する制御装置(図示されていない)とが設けられている。
【0013】
フラックス転写部2は、転写ヘッド13及びその駆動機構と、フラックス供給装置10と、ワーク駆動機構4上のフラックス転写位置11とからなり、転写ヘッド13の移動路に転写ヘッド13のクリーニング部12が設けられている。
【0014】
図5に示されるように、転写ヘッド13のヘッド下面40には、ウエハの輪郭付近外側にあたる位置の4カ所にアライメントマーク(位置決め用マーク)17が設けられている。アライメントマーク17は、10ミリメートル径の突起の中央に0.3ミリメートル径の凹部を設けて形成される。該突起はフラックス転写用突起18と同等の材質及びプロセスで作られる。尚、アライメントマーク17′は、転写ヘッド13のヘッド下面40のウエハの輪郭付近内側にあたる位置でフラックス転写用突起18の存在しない部分に形成されても良い。
【0015】
フラックス供給装置10の転写ヘッド13には、図3に示されるように、フラックス供給装置10とワーク駆動機構4上のフラックス転写位置11との間を往復するY軸と、Z軸(昇降軸)の2軸の駆動機構が設けられている。図中34は、転写ヘッド13のZ軸駆動モータであり、図中34′は、Y軸駆動モータである。ここにおけるY軸の駆動機構は、転写ヘッド13の移動の役割とともに、転写ヘッド13とワークの位置決めにおいても利用される。
【0016】
フラックス供給装置10には、平坦なフラックス均し部が設けられ、スキージ15により一定厚さにフラックスを均すことができる。このフラックス均し部中には、転写ヘッド13のフラックス転写領域に対応するフラックス供給部16が形成される。
【0017】
ボールマウント部3は、マウントヘッド25及びその駆動機構と、ボール供給装置19と、ワーク駆動機構4上のボールマウント位置20と、その間に配置される余剰ボール除去装置21と、ボール吸着ミス検査装置と、ボール吸着ミス検査装置で余剰ボールが検知されたときにマウントヘッド25下に侵入するボール排出装置24とで構成される。
【0018】
図6及び図7に示されるように、マウントヘッド25のヘッド下面41には、吸着孔26が存在しないウエハの輪郭付近外側にあたる位置の4カ所にアライメントマーク17′が設けられている。アライメントマーク17′は、0.3ミリメートル径の凹部で形成されている。尚、アライメントマーク17′は、マウントヘッド25のヘッド下面41のウエハの輪郭付近内側にあたる位置で吸着孔26が存在しない部分に形成されても良い。
【0019】
ボール供給装置19はパーツフィーダのような構成をしており、マウントヘッド25に半田ボールを供給するボールトレイ27には、バイブレータが取り付けられている。バイブレータの振動により半田ボールを斜め上方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボールはボールトレイ27内を廻るように移動する。
【0020】
ボールトレイ27の上方にはボールストッカ(図示されていない)からボールトレイ27内に半田ボールを供給する供給口28が進退自在に配置される。供給口28の先端にはボールトレイ27内のボール残量を検知するセンサ29が取り付けられており、ボール残量不足を検知するとボールストッカより一定量の半田ボールを供給する。供給口28は、マウントヘッド25が半田ボールを吸着時には干渉を避けるためボールトレイ27外へ待避する構造となっている。
【0021】
余剰ボール除去装置21は、マウントヘッド25に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノズルである。
【0022】
マウントヘッド25には、図4に示されるように、ボール供給装置19とワーク駆動機構4上のボールマウント位置20との間を往復するY軸と、Z軸(昇降軸)の2軸の駆動機構が設けられる。図中35はZ軸駆動モータであり、図中35′はY軸駆動モータである。ここにおけるY軸の駆動機構は、マウントヘッド25の移動の役割とともに、マウントヘッド25とワークの位置決めにおいても利用される。
【0023】
ボール吸着ミス検査装置は、4台のラインCCDカメラ22、22′によりミッシングボール、エキストラボール(余剰ボール)等の吸着ミスと、搭載ミスであるリメインボールとを検知する。
【0024】
以下、本実施例に係る半田ボールマウント装置の作動手順について説明する。まず、供給用のウエハカセット5から1枚ずつロボット9でウエハをウエハ位置決め位置8にあるウエハステージ30上に供給する。ウエハステージ30では、ウエハが供給されると図示されていないブロアモータを通して、ウエハステージ30上面の穴から真空吸引を開始し、ウエハを保持する。
【0025】
保持されたウエハは、ウエハ位置決め位置8の上方に配置された2台の第2の光学系認識手段であるCCDカメラ31によりウエハ表面に形成された位置決めマーク又は回路パターンを抽出して認識する。ウエハのウエハステージ30上の位置が認識されると、図示されていない演算装置へデータが送られる。ウエハの位置認識が終了したウエハステージ30はフラックス転写位置11へ送られる。このとき、ウエハ位置決め時に記憶したX軸のずれを加味した位置に停止する。
【0026】
次に、フラックス供給装置10では、スキージ15によりフラックス表面を均し、転写ヘッド13が下降し、転写ヘッド13とフラックス供給部16が接触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点でフラックス供給の終了と判断し、転写ヘッド13の下降を停止し、上昇する。
【0027】
その後、フラックス転写位置11へ移動し、ウエハステージ30に設けられた2台の第1の光学系認識手段であるCCDカメラ23、23′で転写ヘッド13のヘッド下面40のアライメントマーク17を認識する。演算装置では、この認識結果に先に認識したウエハの位置データを加味し、両者の認識結果から相対的な位置ずれ量を演算する。
【0028】
この演算結果を受け、制御装置は転写ヘッド13の1軸(Y軸)とウエハステージ30の2軸(X軸、Θ軸)に対し、ウエハと転写ヘッド13の位置を整合させる指令を出す。これに基づき、転写ヘッド13のY軸、ウエハステージ30のX軸及びΘ軸が作動し位置合わせを行う。
【0029】
位置合わせ後、転写ヘッド13を下降させ、転写ヘッド13のZ軸駆動モータ34への負荷が一定値に達した時点で転写終了と判断し、転写ヘッド13を上昇させる。上昇後、転写ヘッド13はフラックス供給装置10へ戻り、ウエハステージ30はボールマウント位置20へ移動する。
【0030】
他方、マウントヘッド25は、ボール供給装置19の上方より下降して指定位置で停止し、マウントヘッド25に図示されていないブロアモータより吸引力を与え、半田ボールをマウントヘッド25下面の吸着孔26に吸着させる。マウントヘッド25内圧が所定圧力より低くなった時点で、吸着完了と判断し、マウントヘッド25を上昇させる。その後余剰ボール除去装置21で余剰ボールを除去して、ボール吸着ミス検査装置へ移動する。
【0031】
ボール吸着ミスがあった場合、ミッシングボールなら再度ボール供給装置19へ移動し、吸着動作を繰り返す。余剰ボールがあった場合には、ボール排出装置24がマウントヘッド25下へ侵入し、ボール排出装置24内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール供給装置19へ移動し、吸着動作を繰り返す。
【0032】
異常がなかった場合には、ボールマウント位置20へ移動する。ボールマウント位置20では、ウエハステージ30に設けられた第1の光学系認識手段であるCCDカメラ23、23′でマウントヘッド25のヘッド下面41のアライメントマーク17′を認識する。演算装置では、この認識結果に先に認識したウエハの位置データを加味し、両者の認識結果から相対的な位置ずれ量を演算する。
【0033】
この演算結果を受け、制御装置はマウントヘッド25の1軸(Y軸)とウエハステージ30の2軸(X軸、Θ軸)に対し、ウエハとマウントヘッド25の位置を整合させる指令を出す。これに基づき、マウントヘッド25のY軸、ウエハステージ30のX軸及びΘ軸が作動し位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド25は下降し、ボールマウント位置20のウエハ上に半田ボールをマウントして、その後上昇する。
【0034】
半田ボールのマウントが終了したウエハステージ30はウエハ位置決め位置8へ戻るが、事前にボールマウント検査位置へ移動させたCCDカメラ31により、ウエハ上の半田ボールのマウント状況を検査する。CCDカメラ31は、第2の光学系認識手段としてワークの姿勢を認識することを主たる目的とするが、実施例では、同時に、ウエハ上の半田ボールのマウント状況の検査の役割をも有する。
【0035】
マウント状況の検査に際して、CCDカメラ31は停止しており、ウエハステージ30の移動によりCCDカメラ31で全面をスキャニングする形となる。検査の結果、マウントが良好ならば搬出用のウエハカセット6へ、マウントが不良ならば不良用のウエハカセット7へ、ロボット9により挿入する。
【0036】
【発明の効果】
本発明は、アライメントマークが設けられたヘッドと、アライメントマークを認識する第1の光学系認識手段と、ワークの姿勢を認識する第2の光学系認識手段と、両認識手段の認識結果からヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演算する演算手段と、演算手段の結果に基づきヘッドとワークの各軸の駆動機構に移動を指令する制御手段とを有するヘッドとワークの位置決め装置及び位置決め方法であるため、微細ボール化と大量ボール一括搭載の流れによる高い位置決め精度の要求にも応え得るものとなった。
【0037】
請求項2記載の発明の効果ではあるが、第1の光学系認識手段を、ワークの移動及び位置決めのためのステージに設けることにより、ワークの駆動機構を利用して、ヘッドのアライメントマークを認識できるので、少ない駆動機構により、転写ヘッドやマウントヘッドの認識ができ、ボールマウント装置全体の小型化を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】半田ボールマウント装置の平面図
【図2】ウエハ位置決め位置での検査用CCDカメラを示す説明図
【図3】フラックス転写部の側面図
【図4】ボールマウント部の側面図
【図5】転写ヘッド下面を示す断面説明図
【図6】マウントヘッド下面を示す断面説明図
【図7】マウントヘッド下面のアライメントマークを示す説明図
【符号の説明】
1........ウエハ供給部
2........フラックス転写部
3........ボールマウント部
4........ワーク駆動機構
5、6、7....ウエハカセット
8........ウエハ位置決め位置
9........ロボット
10.......フラックス供給装置
11.......フラックス転写位置
12.......クリーニング部
13.......転写ヘッド
15.......スキージ
16.......フラックス供給部
17、17′...アライメントマーク
18.......転写用突起
19.......ボール供給装置
20.......ボールマウント位置
21.......余剰ボール除去装置
22、22′、23、23′、31...CCDカメラ
24.......ボール排出装置
25.......マウントヘッド
26.......吸着孔
27.......ボールトレイ
28.......供給口
29.......センサ
30.......ウエハステージ
32.......照明器
33、34、34′、35、35′...モータ
40、41....ヘッド下面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a head and workpiece positioning device and a positioning method used in a ball mounting apparatus for mounting a solder ball, a solder bump or the like on a wafer or a substrate.
[0002]
[Prior art]
In the conventional solder ball mounting apparatus, positioning is performed by fixing the posture of the mount head and the flux transfer head and matching the posture of the workpiece with the posture of the head. For this reason, there is no posture recognition means on the head side, and only the posture recognition means of the workpiece exists. However, due to the recent trend toward finer balls and the massive mounting of a large number of balls, the required positioning accuracy has dramatically increased, and mounting quality can no longer be ensured by recognizing the position of the head and workpiece using conventional methods. I came.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above problems, the present invention provides a positioning alignment mark on the head side, recognizes both the head posture and the workpiece posture, and performs positioning based on both recognition results. An object of the present invention is to provide a positioning device and a ball mounting device equipped with a positioning method that can meet the demand for high positioning accuracy due to the flow of ball formation and mass ball mounting.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a head provided with an alignment mark, first optical system recognition means for recognizing the alignment mark, second optical system recognition means for recognizing the posture of a workpiece, Calculation means for calculating the amount of relative displacement between the head and the workpiece from the recognition results of the first optical system recognition means and the second optical system recognition means, and driving of each axis of the head and the workpiece based on the result of the calculation means The present invention provides a head and workpiece positioning device in a ball mount device characterized by having control means for commanding movement to a mechanism.
[0005]
The second invention is substantially the same as the first invention, and the first optical system recognition means provides a head and workpiece positioning device provided on a stage for moving and positioning the workpiece. To do.
[0006]
In the third invention, the alignment mark provided on the head is recognized by the first optical system recognition unit, the posture of the workpiece is recognized by the second optical system recognition unit, and the first optical system recognition unit and the second optical system recognition unit The calculation means calculates the relative displacement between the head and the workpiece from the recognition result of the optical system recognition means, and commands the movement mechanism from the control means to the drive mechanism of each head and workpiece based on the result of the calculation means. Thus, there is provided a method for positioning a head and a workpiece in a ball mount device characterized by positioning the head and the workpiece.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with examples according to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a solder ball mounting apparatus in which the present invention is implemented. The solder ball mount apparatus includes a wafer supply unit 1, a flux transfer unit 2, a ball mount unit 3, and a work drive mechanism 4.
[0008]
In this embodiment, the workpiece is a wafer, and the wafer supply unit 1 carries the wafers, including the wafer cassette 5 for supply, the wafer cassette 6 for unloading, and the wafer cassette 7 for failure, and the wafer. A clean room scalar type robot 9 and a wafer positioning position 8 on the work drive mechanism 4 are provided.
[0009]
Above the wafer positioning position 8, as shown in FIG. 2, two CCD cameras 31 serving as the second optical system recognizing means in the present invention are arranged so as to overlap each other in the drawing (in the drawing, An illuminator 32 facing the wafer is disposed below the front one). The CCD camera 31 can be moved by the motor 33 in the direction parallel to the work drive mechanism 4 (X-axis direction) above the wafer positioning position 8 on the work drive mechanism 4.
[0010]
The workpiece drive mechanism 4 is provided with a wafer stage 30, and is provided with a two-axis drive mechanism for driving the wafer stage 30, that is, an X axis (left and right direction in FIG. 1) and a Θ axis (rotation direction). The Θ-axis drive mechanism is a drive mechanism adopted as a main role for positioning, but the X-axis drive mechanism has a role of workpiece movement and a role of positioning.
[0011]
The wafer stage 30 can be stopped from moving between the wafer positioning position 8, the flux transfer position 11, and the ball mount position 20 by an X-axis drive mechanism. In the embodiment, the head in the present invention is a flux transfer head 13 and a solder ball mount head 25. The wafer stage 30 is provided with two CCD cameras 23 and 23 ′ for observing the transfer head 13 and the mount head 25. The CCD cameras 23 and 23 'serve as the first optical system recognition means in the present invention.
[0012]
The ball mount device in this embodiment includes an arithmetic unit (not shown) that calculates a relative displacement amount from the posture of the workpiece by the CCD camera 31 and the recognition result of the head alignment mark 17 by the CCD cameras 23 and 23 '. And a control device (not shown) for instructing movement or rotation to the driving mechanism of each axis (Y axis, X axis, Θ axis) of the head and the workpiece based on the result of the arithmetic unit. .
[0013]
The flux transfer unit 2 includes a transfer head 13 and a driving mechanism thereof, a flux supply device 10, and a flux transfer position 11 on the work driving mechanism 4, and a cleaning unit 12 of the transfer head 13 is disposed in a moving path of the transfer head 13. Is provided.
[0014]
As shown in FIG. 5, alignment marks (positioning marks) 17 are provided on the head lower surface 40 of the transfer head 13 at four positions on the outer side near the outline of the wafer. The alignment mark 17 is formed by providing a recess having a diameter of 0.3 mm at the center of a protrusion having a diameter of 10 mm. The protrusions are made of the same material and process as the flux transfer protrusions 18. Note that the alignment mark 17 ′ may be formed in a portion where the flux transfer projection 18 does not exist at a position corresponding to the inside of the wafer lower surface 40 of the transfer head 13 near the contour of the wafer.
[0015]
As shown in FIG. 3, the transfer head 13 of the flux supply device 10 includes a Y axis that reciprocates between the flux supply device 10 and the flux transfer position 11 on the work drive mechanism 4, and a Z axis (elevating shaft). The two-axis drive mechanism is provided. In the figure, 34 is a Z-axis drive motor of the transfer head 13, and 34 'in the figure is a Y-axis drive motor. The Y-axis drive mechanism here is used not only for the movement of the transfer head 13 but also for positioning the transfer head 13 and the workpiece.
[0016]
The flux supply device 10 is provided with a flat flux leveling unit, and the squeegee 15 can level the flux to a certain thickness. In the flux leveling portion, a flux supply portion 16 corresponding to the flux transfer region of the transfer head 13 is formed.
[0017]
The ball mount unit 3 includes a mount head 25 and its drive mechanism, a ball supply device 19, a ball mount position 20 on the work drive mechanism 4, a surplus ball removing device 21 disposed therebetween, and a ball suction error inspection device. And a ball discharge device 24 that enters under the mount head 25 when an excess ball is detected by the ball suction error inspection device.
[0018]
As shown in FIGS. 6 and 7, alignment marks 17 ′ are provided on the head lower surface 41 of the mount head 25 at four positions on the outer side near the outline of the wafer where the suction holes 26 do not exist. The alignment mark 17 'is formed by a recess having a diameter of 0.3 millimeter. The alignment mark 17 ′ may be formed in a portion where the suction hole 26 does not exist at a position corresponding to the inside of the wafer lower surface 41 near the contour of the wafer.
[0019]
The ball supply device 19 has a configuration like a parts feeder, and a vibrator is attached to a ball tray 27 that supplies solder balls to the mount head 25. The solder ball is flipped up obliquely by vibration of the vibrator, and the solder ball moves so as to go around in the ball tray 27 when observed from above.
[0020]
Above the ball tray 27, a supply port 28 for supplying solder balls from a ball stocker (not shown) into the ball tray 27 is disposed so as to freely advance and retract. A sensor 29 for detecting the remaining amount of balls in the ball tray 27 is attached to the tip of the supply port 28, and when a shortage of remaining balls is detected, a certain amount of solder balls are supplied from the ball stocker. The supply port 28 has a structure for retracting outside the ball tray 27 to avoid interference when the mount head 25 attracts the solder ball.
[0021]
The surplus ball removing device 21 is a removal nozzle for removing surplus balls adsorbed on the mount head 25.
[0022]
As shown in FIG. 4, the mount head 25 is driven in two axes: a Y axis that reciprocates between the ball supply device 19 and the ball mount position 20 on the work drive mechanism 4, and a Z axis (elevating axis). A mechanism is provided. In the figure, 35 is a Z-axis drive motor, and 35 'in the figure is a Y-axis drive motor. The Y-axis drive mechanism here is used not only for the movement of the mount head 25 but also for positioning the mount head 25 and the workpiece.
[0023]
The ball adsorption error inspection device detects an adsorption error such as a missing ball or an extra ball (excess ball) and a main ball that is a mounting error by the four line CCD cameras 22 and 22 '.
[0024]
Hereinafter, an operation procedure of the solder ball mounting device according to the present embodiment will be described. First, wafers are supplied one by one from the supply wafer cassette 5 to the wafer stage 30 at the wafer positioning position 8 by the robot 9. In the wafer stage 30, when a wafer is supplied, vacuum suction is started from a hole on the upper surface of the wafer stage 30 through a blower motor (not shown) to hold the wafer.
[0025]
The held wafer is recognized by extracting a positioning mark or a circuit pattern formed on the wafer surface by the CCD camera 31 which is two second optical system recognition means arranged above the wafer positioning position 8. When the position of the wafer on the wafer stage 30 is recognized, data is sent to an arithmetic unit (not shown). After the wafer position recognition is completed, the wafer stage 30 is sent to the flux transfer position 11. At this time, it stops at a position that takes into account the X-axis deviation stored during wafer positioning.
[0026]
Next, in the flux supply device 10, the flux surface is leveled by the squeegee 15, the transfer head 13 is lowered, the transfer head 13 and the flux supply unit 16 come into contact, and a load of a predetermined pressure or higher is applied. It is determined that the transfer has ended, and the transfer head 13 stops descending and rises.
[0027]
Thereafter, the wafer moves to the flux transfer position 11, and the alignment marks 17 on the lower surface 40 of the transfer head 13 are recognized by the CCD cameras 23, 23 ′ which are two first optical system recognition means provided on the wafer stage 30. . In the arithmetic unit, the position data of the wafer recognized previously is added to the recognition result, and the relative displacement amount is calculated from the recognition result of both.
[0028]
In response to the calculation result, the control device issues a command to align the position of the wafer and the transfer head 13 with respect to one axis (Y axis) of the transfer head 13 and two axes (X axis, Θ axis) of the wafer stage 30. Based on this, the Y axis of the transfer head 13, the X axis and the Θ axis of the wafer stage 30 are operated to perform alignment.
[0029]
After the alignment, the transfer head 13 is lowered, and when the load on the Z-axis drive motor 34 of the transfer head 13 reaches a certain value, it is determined that the transfer is finished, and the transfer head 13 is raised. After rising, the transfer head 13 returns to the flux supply device 10 and the wafer stage 30 moves to the ball mount position 20.
[0030]
On the other hand, the mount head 25 descends from above the ball supply device 19 and stops at a specified position. A suction force is applied to the mount head 25 from a blower motor (not shown), and the solder balls are placed in the suction holes 26 on the lower surface of the mount head 25. Adsorb. When the internal pressure of the mount head 25 becomes lower than a predetermined pressure, it is determined that the suction is completed, and the mount head 25 is raised. Thereafter, the surplus balls are removed by the surplus ball removing device 21 and moved to the ball suction error inspection device.
[0031]
If there is a ball suction mistake, if it is a missing ball, it moves to the ball supply device 19 again and repeats the suction operation. If there are surplus balls, the ball discharge device 24 enters under the mount head 25, discharges all the suction balls into the ball discharge device 24, and then moves to the ball supply device 19 again to repeat the suction operation.
[0032]
If there is no abnormality, it moves to the ball mount position 20. At the ball mount position 20, the alignment marks 17 ′ on the head lower surface 41 of the mount head 25 are recognized by the CCD cameras 23, 23 ′ as first optical system recognition means provided on the wafer stage 30. In the arithmetic unit, the position data of the wafer recognized previously is added to the recognition result, and the relative displacement amount is calculated from the recognition result of both.
[0033]
In response to this calculation result, the control device issues a command to align the position of the wafer and the mount head 25 with respect to one axis (Y axis) of the mount head 25 and two axes (X axis, Θ axis) of the wafer stage 30. Based on this, the Y axis of the mount head 25, the X axis and the Θ axis of the wafer stage 30 operate to perform positioning. After positioning, the mount head 25 descends, mounts solder balls on the wafer at the ball mount position 20, and then ascends.
[0034]
After the mounting of the solder balls, the wafer stage 30 returns to the wafer positioning position 8, but the mounting state of the solder balls on the wafer is inspected by the CCD camera 31 that has been moved to the ball mounting inspection position in advance. The CCD camera 31 has a main purpose of recognizing the posture of the workpiece as the second optical system recognizing means. However, in the embodiment, it also has a role of inspecting the mounting state of the solder balls on the wafer.
[0035]
When inspecting the mounting state, the CCD camera 31 is stopped, and the entire surface is scanned by the CCD camera 31 as the wafer stage 30 moves. If the result of the inspection is that the mount is good, the robot 9 inserts it into the wafer cassette 6 for unloading, and if the mount is bad, it is inserted into the wafer cassette 7 for failure.
[0036]
【The invention's effect】
The present invention provides a head provided with an alignment mark, a first optical system recognizing means for recognizing the alignment mark, a second optical system recognizing means for recognizing the posture of the work, and a recognition result of both recognizing means. And a positioning means and a positioning method for a head, a calculation means for calculating a relative positional deviation amount of the workpiece, and a control means for commanding movement to the driving mechanism of each axis of the head and the workpiece based on the result of the calculation means For this reason, it has become possible to meet the demands for high positioning accuracy due to the flow of finer balls and the mass loading of a large number of balls.
[0037]
According to the second aspect of the invention, the first optical system recognition means is provided on the stage for moving and positioning the workpiece, thereby recognizing the head alignment mark using the workpiece drive mechanism. As a result, the transfer head and mount head can be recognized with a small number of drive mechanisms, and the entire ball mount apparatus can be reduced in size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a solder ball mounting apparatus. FIG. 2 is an explanatory view showing an inspection CCD camera at a wafer positioning position. FIG. 3 is a side view of a flux transfer unit. 5] Cross-sectional explanatory view showing the lower surface of the transfer head. [Fig. 6] Cross-sectional explanatory view showing the lower surface of the mount head. [Fig. 7] Explanatory drawing showing alignment marks on the lower surface of the mount head.
1. . . . . . . . 1. Wafer supply unit . . . . . . . 2. Flux transfer part . . . . . . . 3. Ball mount part . . . . . . . Work drive mechanism 5, 6, 7. . . . Wafer cassette8. . . . . . . . Wafer positioning position9. . . . . . . . Robot 10. . . . . . . 10. Flux supply device . . . . . . Flux transfer position 12. . . . . . . Cleaning unit 13. . . . . . . Transfer head 15. . . . . . . Squeegee 16. . . . . . . Flux supply unit 17, 17 '. . . Alignment mark 18. . . . . . . Transfer protrusion 19. . . . . . . Ball supply device 20. . . . . . . Ball mount position 21. . . . . . . Surplus ball removing devices 22, 22 ', 23, 23', 31. . . CCD camera 24. . . . . . . Ball ejector 25. . . . . . . Mount head 26. . . . . . . Adsorption hole 27. . . . . . . Ball tray 28. . . . . . . Supply port 29. . . . . . . Sensor 30. . . . . . . Wafer stage 32. . . . . . . Illuminators 33, 34, 34 ', 35, 35'. . . Motors 40, 41. . . . Head bottom

Claims (3)

アライメントマークが設けられたヘッドと、上記アライメントマークを認識する第1の光学系認識手段と、ワークの姿勢を認識する第2の光学系認識手段と、第1の光学系認識手段と第2の光学系認識手段との認識結果からヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演算する演算手段と、演算手段の結果に基づきヘッドとワークの各軸の駆動機構に移動を指令する制御手段とを有することを特徴とするボールマウント装置におけるヘッドとワークの位置決め装置。A head provided with an alignment mark, a first optical system recognizing unit for recognizing the alignment mark, a second optical system recognizing unit for recognizing the posture of the workpiece, a first optical system recognizing unit, and a second optical system recognizing unit Computation means for computing the relative displacement between the head and the workpiece from the recognition result with the optical system recognition means, and control means for commanding movement to the drive mechanism of each axis of the head and workpiece based on the result of the computation means An apparatus for positioning a head and a workpiece in a ball mount device. 第1の光学系認識手段が、ワークの移動及び位置決めのためのステージに設けられたことを特徴とする請求項1記載のヘッドとワークの位置決め装置。2. The head and workpiece positioning apparatus according to claim 1, wherein the first optical system recognition means is provided on a stage for moving and positioning the workpiece. ヘッドに設けられたアライメントマークを第1の光学系認識手段で認識し、ワークの姿勢を第2の光学系認識手段で認識し、第1の光学系認識手段と第2の光学系認識手段との認識結果から演算手段にてヘッドとワークの相対的位置ずれ量を演算し、演算手段の結果に基づき制御手段からヘッドとワークの各軸の駆動機構に移動を指令して、ヘッドとワークの位置決めを行うことを特徴とするボールマウント装置におけるヘッドとワークの位置決め方法。An alignment mark provided on the head is recognized by the first optical system recognition means, the posture of the workpiece is recognized by the second optical system recognition means, and the first optical system recognition means and the second optical system recognition means are The relative displacement between the head and the workpiece is calculated by the calculation means from the recognition result, and based on the result of the calculation means, the control means instructs the drive mechanism of each axis of the head and the workpiece to move. A method for positioning a head and a workpiece in a ball mount device, wherein the positioning is performed.
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