JP4859705B2 - Implementation method - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品などのチップ部品を、ガラス、樹脂、及び金属の基板などからなるワークに実装する実装方法に関する。特に、基板が大型の場合に好適な発明である。   The present invention relates to a mounting method for mounting a chip component such as an electronic component on a workpiece made of a glass, resin, and metal substrate. In particular, the invention is suitable when the substrate is large.

従来の実装装置は、例えばチップ部品を真空吸着保持するヘッドと、ヘッドを上下方向に移動させる機構と、チップ部品の実装対象となる基板を載置保持する基板保持ステージと、基板保持ステージを水平方向及び回転方向に移動させる機構と、ヘッドと基板保持ステージとの空間に進退可能に設けられ且つヘッド側と基板保持ステージ側とを同時に撮像可能な2視野カメラとを有する。この実装装置では、2視野カメラを上記空間へ進入させて、ヘッドが保持したチップ部品に書かれたアラインメントマークと、基板に書かれたアラインメントマークとを同時に読み取り、その読み取り情報に基づいてチップ部品と基板における実装位置との位置合わせを行う。そして、2視野カメラを退避させてた後、ヘッドを降下させて、チップ部品を基板における実装位置に接合させる(例えば、特許文献1参照)。   A conventional mounting apparatus, for example, horizontally arranges a head for holding a chip component by vacuum suction, a mechanism for moving the head up and down, a substrate holding stage for mounting and holding a substrate on which the chip component is mounted, and a substrate holding stage. And a two-field camera provided in a space between the head and the substrate holding stage and capable of moving back and forth and capable of simultaneously imaging the head side and the substrate holding stage side. In this mounting apparatus, a two-field camera is entered into the space, and the alignment mark written on the chip component held by the head and the alignment mark written on the substrate are simultaneously read, and the chip component is based on the read information. Is aligned with the mounting position on the board. Then, after retracting the two-view camera, the head is lowered to join the chip component to the mounting position on the substrate (for example, refer to Patent Document 1).

特許3838561号公報Japanese Patent No. 3838561

近年、量産効率を上げることを目的として基板のサイズが大きくなる傾向にあり、高密度実装が必要な基板も、その対象となってきている。上述した実装装置を大型基板に対応させ、ヘッドで基板全域にチップ部品を実装する場合、例えば次の手法が有効である。すなわち、ヘッドと2視野カメラとの両方を、ガイドレール等の水平駆動部材により同時且つ同一方向に移動させながら実装動作を行う手法である。   In recent years, the size of a substrate tends to increase for the purpose of increasing mass production efficiency, and a substrate that requires high-density mounting has also been targeted. For example, the following method is effective when the mounting apparatus described above is adapted to a large substrate and chip components are mounted on the entire substrate with a head. That is, the mounting operation is performed while moving both the head and the two-field camera simultaneously and in the same direction by a horizontal driving member such as a guide rail.

ところで、上述の手法を用いた場合、実装対象とする基板のサイズが大きいほど、ガイドレールには長いものが必要とされる。そして、ガイドレールが長いものほど、ガイドレールの平行度の誤差(うねり)は一般には大きくなり、実装精度に影響を及ぼすことになる。ガイドレールにうねりがあった場合の不都合について、図12及び図13を参照して説明する。   By the way, when the above-described method is used, the longer the guide rail, the longer the guide rail is required. And the longer the guide rail, the greater the error (swell) in the parallelism of the guide rail, which generally affects the mounting accuracy. The inconvenience when the guide rail has undulation will be described with reference to FIGS.

ガイドレールがピッチング、つまりZ軸方向のうねりを持つとする。例えば、図12(B)のように、ガイドレール24がX軸方向から微少角度θだけ下方に傾いているとする。この場合、ヘッド17はZ軸に対して微少角度θ傾いた軸方向に降下するため、傾きがなかった場合(図12(A))に比べて、ヘッド17は基板Wにおける実装予定位置P1からX軸方向にΔX=h×tanθだけ手前の位置P1’に到達してしまい、高精度な実装ができない。   It is assumed that the guide rail has pitching, that is, undulation in the Z-axis direction. For example, as shown in FIG. 12B, it is assumed that the guide rail 24 is inclined downward by a minute angle θ from the X-axis direction. In this case, since the head 17 descends in the axial direction tilted by a slight angle θ with respect to the Z-axis, the head 17 moves away from the planned mounting position P1 on the substrate W as compared to the case where there is no tilt (FIG. 12A). Since the position P1 ′ is reached by ΔX = h × tan θ in the X-axis direction, high-precision mounting is impossible.

また、ガイドレールがヨーイング、つまりY軸方向のうねりを持つとする。例えば、図13(B)のように、ガイドレール24がX軸方向から微少角度Ψだけ側方に傾いているとする。この場合、ヘッド17はX軸に対してY軸方向にΔY=d×tanΨだけずれた位置から降下するため、傾きがなかった場合に比べて、ヘッド17は基板Wにおける実装予定位置P2からY軸方向にΔY=d×tanΨだけ側方の位置P2’に到達してしまい、高精度な実装ができない。   Further, it is assumed that the guide rail has yawing, that is, undulation in the Y-axis direction. For example, as shown in FIG. 13B, it is assumed that the guide rail 24 is inclined to the side by a minute angle ψ from the X-axis direction. In this case, the head 17 descends from a position shifted by ΔY = d × tan Ψ in the Y-axis direction with respect to the X-axis. Since it reaches the side position P2 ′ by ΔY = d × tan Ψ in the axial direction, it cannot be mounted with high accuracy.

以上のような不都合は、ガイドレール24の加工精度及び取付精度を良くすれることにより克服できるが、装置コストが高くなる。   The above inconvenience can be overcome by improving the processing accuracy and mounting accuracy of the guide rail 24, but the cost of the apparatus increases.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ヘッドを水平移動させるための水平駆動部材のうねり、すなわちピッチングやローリングが原因となって生じる実装精度の低下を防止することのできる実装方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents a decrease in mounting accuracy caused by undulation of a horizontal drive member for horizontally moving the head, that is, pitching or rolling. The purpose is to provide a possible implementation method.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の実装方法は、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY平面を水平面、Z軸方向を鉛直方向とし、チップ部品(11)の実装対象となるワーク(W)を載置保持するワーク保持ステージ(14)と、ワーク保持ステージ(14)の上方に設けられチップ部品(11)を吸着保持してZ軸方向に昇降可能なヘッド(17)と、ヘッド(17)をX軸方向に沿った複数の位置に駆動配置可能とする長尺状の水平駆動部材(24)とを備える実装装置を用いた実装方法であって、ヘッド(17)を上側位置(UX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置と、ヘッド(17)を下側位置(DX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置との誤差(ΔX,ΔY)を水平駆動部材(24)における複数の測定位置(HX1〜HX5)毎に求めるステップ(110〜165)と、水平駆動部材(24)のX方向位置と上記誤差(ΔX,ΔY)との相関関係を表す相関関数を求めるステップ(170)と、水平駆動部材(24)における実装時のヘッド(17)の位置に応じた誤差(ΔX,ΔY)を上記相関関数から求め、求めた誤差(ΔX,ΔY)だけヘッド(17)とワーク保持ステージ(14)との相対位置関係をオフセットさせてからヘッド(17)を降下させるステップ(330,335)とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the mounting method according to claim 1 is characterized in that the three axes of the orthogonal coordinate system are X, Y, and Z, the XY plane is the horizontal plane, the Z-axis direction is the vertical direction, and the chip component (11). The workpiece holding stage (14) for mounting and holding the workpiece (W) to be mounted, and the chip component (11) provided above the workpiece holding stage (14) can be sucked and held and moved up and down in the Z-axis direction. A mounting method using a mounting device including a head (17) and an elongated horizontal driving member (24) that enables the head (17) to be driven and arranged at a plurality of positions along the X-axis direction, XY direction position of the head (17) when the head (17) is disposed at the upper position (UX), and XY direction position of the head (17) when the head (17) is disposed at the lower position (DX) Error (ΔX, ΔY) to the horizontal drive member (24) Steps (110 to 165) for each of a plurality of measurement positions (HX1 to HX5) and a step for obtaining a correlation function representing the correlation between the X direction position of the horizontal drive member (24) and the error (ΔX, ΔY). (170) and an error (ΔX, ΔY) corresponding to the position of the head (17) at the time of mounting in the horizontal drive member (24) is obtained from the above correlation function, and the head (17) is found by the obtained error (ΔX, ΔY). And a step (330, 335) of lowering the head (17) after offsetting the relative positional relationship between the workpiece and the workpiece holding stage (14).

請求項2に記載の実装方法では、ヘッド(17)を上側位置(UX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置と、ヘッド(17)を下側位置(DX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置とは、ヘッド(17)とワーク保持ステージ(14)との空間に進退可能に設けられ且つヘッド(17)の側とワーク保持ステージ(14)の側とを同時に撮像可能な2視野カメラ(37)を用いて、ヘッド(17)に設けられたターゲットマーク(R3)を読み取ることで取得する。   In the mounting method according to claim 2, when the head (17) is arranged at the upper position (UX), the position of the head (17) in the XY direction and when the head (17) is arranged at the lower position (DX). The position of the head (17) in the XY direction means that the head (17) and the work holding stage (14) are provided so as to be able to advance and retreat in the space between the head (17) and the work holding stage (14). The image is obtained by reading the target mark (R3) provided on the head (17) using a two-field camera (37) capable of imaging simultaneously.

請求項3に記載の実装方法では、前記相関関数は、温度に対する水平駆動部材(24)の変形量の関連付けがされており、温度センサ(252)により計測した水平駆動部材(24)の温度と前記相関関数とにより前記誤差(ΔX,ΔY)を決定する。   In the mounting method according to claim 3, the correlation function associates the deformation amount of the horizontal drive member (24) with the temperature, and the temperature of the horizontal drive member (24) measured by the temperature sensor (252). The error (ΔX, ΔY) is determined based on the correlation function.

請求項4に記載の実装方法では、温度センサ(252)により計測した水平駆動部材(24)の温度に応じて、水平駆動部材(24)に向けてエアブローを行う。   In the mounting method according to the fourth aspect, air blow is performed toward the horizontal driving member (24) according to the temperature of the horizontal driving member (24) measured by the temperature sensor (252).

なお、特許請求の範囲及び課題を解決するための手段の各欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol of the parentheses attached | subjected to each component in each column of the means for solving a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明によると、ヘッドを水平移動させるための水平駆動部材のうねり、すなわちピッチングやローリングが原因となって生じる実装精度の低下を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in mounting accuracy caused by undulation of a horizontal driving member for moving the head horizontally, that is, pitching or rolling.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は実施形態に係る実装装置の斜視図、図2は実装ユニットの概略構成を示した正面図、図3はリンク機構の構成を示す平面図、図4は認識部の概略構成を示す側面図、図5は投影部の概略構成を示す平面図、図6はCCDカメラに投影される画像を示す図、図7は吸着部に設けられたターゲットマークを示す平面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a mounting apparatus according to the embodiment, FIG. 2 is a front view illustrating a schematic configuration of a mounting unit, FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a link mechanism, and FIG. 4 is a side view illustrating a schematic configuration of a recognition unit. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the projection unit, FIG. 6 is a diagram showing an image projected on the CCD camera, and FIG. 7 is a plan view showing a target mark provided on the suction unit.

本実施形態では、チップ部品としてバンプ付きの電子部品を基板に実装する場合を例にとって説明する。チップ部品としては、その他に例えば、ICチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハなどの種類や大きさに関係なく、基板と接合させる側の全ての形態を示す。また、基板としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、金属基板(例えば銅基板)などチップ部品と接合される側の全ての形態を示す。   In the present embodiment, a case where an electronic component with a bump is mounted on a substrate as a chip component will be described as an example. As the chip component, all other forms on the side to be bonded to the substrate are shown regardless of the type and size of, for example, an IC chip, a semiconductor chip, an optical element, a surface mount component, a wafer, and the like. Moreover, as a board | substrate, all the forms of the side joined to chip components, such as a resin substrate, a glass substrate, a film substrate, a metal substrate (for example, copper substrate), are shown, for example.

図1に示すように、本実施形態に係る実装装置は、大きく分けて、装置基台1と、この装置基台1の前側(図1では左端)に配設された基板供給ユニット2と、装置基台1の奥側に配設された実装ユニット3と、実装ユニット3の左隣に配設されたチップ部品供給ユニット4とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the mounting apparatus according to this embodiment is roughly divided into an apparatus base 1, a substrate supply unit 2 disposed on the front side (left end in FIG. 1) of the apparatus base 1, The mounting unit 3 is disposed on the back side of the device base 1 and the chip component supply unit 4 is disposed on the left side of the mounting unit 3.

基板供給ユニット2は、開閉可能な開閉扉5を上部に備えた箱状体であって、載置テーブル6と搬送機構7とを内部に備えている。   The substrate supply unit 2 is a box-like body having an openable / closable door 5 at the top, and includes a placement table 6 and a transport mechanism 7 therein.

載置テーブル6は、ワークである基板Wを載置可能に構成される。その表面には、基板Wに形成された位置決め孔に挿通するための位置決めピン8が所定間隔をおいて立設されている。   The placement table 6 is configured to be able to place a substrate W as a workpiece. On the surface, positioning pins 8 for inserting into positioning holes formed in the substrate W are erected at a predetermined interval.

搬送機構7は、載置テーブル6に載置された基板Wを表面から吸着保持して、実装ユニット3側の可動テーブル15上に備わった基板保持ステージ14に搬送するように構成される。具体的には、搬送機構7は、基板Wの表面を吸着可能な吸着板9を備える。この吸着板9は、載置テーブル6の上方と基板保持ステージ14の上方の1軸(Y)方向とに移動可能であるとともに、載置テーブル6と基板保持ステージ14との対向位置で昇降可能(Z軸方向)に構成されている。なお、吸着板9は、図示しない配管を介してポンプと連通接続されている。   The transport mechanism 7 is configured to suck and hold the substrate W placed on the placement table 6 from the surface and transport it to the substrate holding stage 14 provided on the movable table 15 on the mounting unit 3 side. Specifically, the transport mechanism 7 includes a suction plate 9 that can suck the surface of the substrate W. The suction plate 9 can move in the uniaxial (Y) direction above the mounting table 6 and above the substrate holding stage 14 and can be moved up and down at a position where the mounting table 6 and the substrate holding stage 14 face each other. (Z-axis direction). The suction plate 9 is connected to a pump through a pipe (not shown).

実装ユニット3は、図1及び図2に示すように、搬送機構7によって搬送された基板Wを保持する保持部10と、チップ部品11を吸着保持して基板Wに実装する圧着ユニット12と、基板Wとチップ部品11に予め設けられているアライメントマーク及びヘッド17の一部に設けられているターゲットマークを認識する認識部13とから構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the mounting unit 3 includes a holding unit 10 that holds the substrate W transported by the transport mechanism 7, a crimping unit 12 that holds the chip component 11 by suction and mounts it on the substrate W, The recognition unit 13 is configured to recognize an alignment mark provided in advance on the substrate W and the chip component 11 and a target mark provided on a part of the head 17.

保持部10は、搬送機構7の吸着板9によって表面を吸着保持されて搬送されてきた基板Wを水平姿勢で吸着保持する基板保持ステージ14と、基板保持ステージ14を水平1軸(Y)方向に移動可能な可動テーブル15とを備えている。可動テーブル15は、図示しないモータを正逆回転駆動することでガイドレール16に沿ってねじを送り、前後方向に移動するようになっている。なお、保持部10は、リニアテーブルであってもよい。   The holding unit 10 includes a substrate holding stage 14 that holds and holds the substrate W, the surface of which is sucked and held by the suction plate 9 of the transfer mechanism 7, in a horizontal posture, and the substrate holding stage 14 in the horizontal uniaxial (Y) direction. The movable table 15 is movable. The movable table 15 moves in the front-rear direction by feeding a screw along the guide rail 16 by driving a motor (not shown) forward and reverse. The holding unit 10 may be a linear table.

また、基板保持ステージ14の下部には、図示しないヒータが内蔵されており、基板Wを裏面から加熱可能に構成されている。   A heater (not shown) is built in the lower part of the substrate holding stage 14 so that the substrate W can be heated from the back surface.

圧着ユニット12は、チップ部品11を吸着保持するヘッド17と、ヘッド17を水平1軸(X)方向に移動させる水平駆動機構18と、ヘッド17を上下(Z)方向に移動させる昇降駆動機構19と、ヘッド17をZ軸回り(Ω)方向に回転させる回転駆動機構20とから構成されている。   The crimping unit 12 includes a head 17 that holds the chip component 11 by suction, a horizontal drive mechanism 18 that moves the head 17 in the horizontal one axis (X) direction, and a lift drive mechanism 19 that moves the head 17 in the vertical (Z) direction. And a rotational drive mechanism 20 that rotates the head 17 around the Z axis (Ω).

ヘッド17は、凹形状を逆さにした枠体21と、枠体下部の開口に取り付けられた透明なガラス板からなる吸着部22とを備えている。吸着部22には、下面中央に形成された開口と側部に形成された開口とを連通する流路が形成されており、ホースを介してポンプ(図示せず)に連通接続されている。つまり、ポンプの作動により下面開口が吸着孔として作用し、チップ部品11を吸着保持する。なお、吸着部22の下面に、更に、チップ部品11の形状に応じた透明なガラス板などからなるアタッチメントを装着してもよい。また、吸着部22において側方に伸びる部分221には、中央にターゲットマークR3(図7参照)が設けられている。   The head 17 includes a frame body 21 having an inverted concave shape and a suction portion 22 made of a transparent glass plate attached to an opening at the bottom of the frame body. The suction part 22 is formed with a flow path that communicates an opening formed at the center of the lower surface with an opening formed at the side, and is connected to a pump (not shown) via a hose. That is, the opening of the lower surface acts as a suction hole by the operation of the pump, and holds the chip component 11 by suction. Note that an attachment made of a transparent glass plate or the like corresponding to the shape of the chip component 11 may be attached to the lower surface of the suction portion 22. In addition, a target mark R3 (see FIG. 7) is provided at the center of a portion 221 that extends laterally in the suction portion 22.

水平駆動機構18は、X軸方向に沿って配設されたガイドレール24と、ガイドレール24にスライド自在に設けられた可動台25と、可動台25を駆動するためのボールねじ機構251と、ボールねじ機構251を正逆回転駆動するモータM1とを備え、モータM1を正逆回転駆動させることにより、ガイドレール24に沿って可動台25を水平(X)方向に往復移動させる。なお、水平駆動機構18は、リニアテーブルであってもよい。   The horizontal drive mechanism 18 includes a guide rail 24 disposed along the X-axis direction, a movable base 25 slidably provided on the guide rail 24, a ball screw mechanism 251 for driving the movable base 25, A motor M1 that rotates the ball screw mechanism 251 in the forward / reverse direction is driven, and the motor M1 is driven in the forward / reverse rotation, so that the movable base 25 is reciprocated in the horizontal (X) direction along the guide rail 24. The horizontal drive mechanism 18 may be a linear table.

昇降駆動機構19は、Z軸方向を中心軸として配設されたシリンダ26と、シリンダ26内で移動するピストン27と、当該ピストン27の先端から延伸するロッド28とから構成されたアクチュエータである。このピストン27及びロッド28は、シリンダ26内で軸心回りに回転自在になっている。更に、シリンダ26内とピストン27との間の圧力室には、流体を供給または排気する流路が形成されており、ポンプからの気体の供給及び排気を制御部29Aによって制御することができる。昇降駆動機構19を介してヘッド17は可動台25に取り付けられている。   The elevating drive mechanism 19 is an actuator composed of a cylinder 26 arranged with the Z-axis direction as a central axis, a piston 27 that moves in the cylinder 26, and a rod 28 that extends from the tip of the piston 27. The piston 27 and the rod 28 are rotatable around the axis within the cylinder 26. Further, a flow path for supplying or exhausting fluid is formed in the pressure chamber between the cylinder 26 and the piston 27, and supply and exhaust of gas from the pump can be controlled by the control unit 29A. The head 17 is attached to the movable base 25 via the lifting drive mechanism 19.

回転駆動機構20は、回転軸を下方に向けて昇降駆動機構19の図2中左隣に取り付けられたモータM2と、アクチュエータのロッド28にロッドガイドGを介してモータM2の回転軸に連結するリンク機構32とを備えている。   The rotary drive mechanism 20 is connected to the rotary shaft of the motor M2 through the rod guide G and the rod 28 of the actuator, with the motor M2 mounted on the left side in FIG. And a link mechanism 32.

リンク機構32は、図3に示すように、2本のリンクバー33a、33bの連結部に伸縮ガイド34を備え、一方のリンクバー33aの先端がモータM2に、他方のリンクバー33bの先端がアクチュエータのロッド28のロッドガイドGに連結された構成となっている。つまり、モータM2の正逆転駆動にともなって、両リンクバー33a、33bが左右に揺動され、回転動力がロッド28に伝達されてピストン27がシリンダ内で回転する。なお、リンクバー33a、33bが揺動するとき、モータM2の回転軸とロッド28との距離の変化に追従するように、伸縮ガイド34が伸縮するようになっている。また、リンクバー33bは、ロッドガイドGによってロッド28の進退に追従せずに、一定高さを維持するように構成されている。   As shown in FIG. 3, the link mechanism 32 includes a telescopic guide 34 at the connecting portion of the two link bars 33a and 33b, the tip of one link bar 33a being the motor M2, and the tip of the other link bar 33b being the tip. The actuator is connected to the rod guide G of the rod 28 of the actuator. That is, as the motor M2 is driven forward / reversely, both link bars 33a and 33b are swung left and right, the rotational power is transmitted to the rod 28, and the piston 27 rotates in the cylinder. When the link bars 33a and 33b swing, the telescopic guide 34 extends and contracts so as to follow the change in the distance between the rotation shaft of the motor M2 and the rod 28. Further, the link bar 33b is configured to maintain a constant height without following the advance / retreat of the rod 28 by the rod guide G.

また、ロッド28には、扇状のスケール35が取り付けられており、当該スケール側面のメモリを近接配備したエンコーダ36によって読み取るようになっている。すなわち、ピストン27の回転角度を読み取り、その結果から、ヘッド17のZ軸回りの回転角度を読み取れるように構成されている。   Further, a fan-shaped scale 35 is attached to the rod 28, and the memory on the side surface of the scale is read by an encoder 36 disposed in the vicinity. That is, the rotation angle of the piston 27 can be read, and the rotation angle of the head 17 around the Z axis can be read from the result.

認識部13は、図4から図6に示すように、2個のCCDカメラ37と、2個のCCDカメラ37を水平1軸(X)方向に移動させる水平駆動機構60とを備えている。   As shown in FIGS. 4 to 6, the recognition unit 13 includes two CCD cameras 37 and a horizontal drive mechanism 60 that moves the two CCD cameras 37 in the horizontal one axis (X) direction.

2個のCCDカメラ37の先端には、投影部38が設けられている。投影部38は、アライメントマークR1,R2やターゲットマークR3を映す第1ミラー39aと、当該第1ミラー39aに映ったアライメントマークR1,R2やターゲットマークR3を映し込み、90度後方にあるCCDカメラ37に投影する第2ミラー39bとから構成されている。投影部38は、モータM3の正逆転駆動によって、可動台62の下面に設けられガイドレール40に沿って進退移動可能(Y軸方向に移動可能)に構成されている。つまり、ヘッド17の開口内(ヘッド17と基板保持ステージ14との空間)と開口外とで投影部38を進退させるように構成されている。後述するキャリブレーション動作時には、上側位置UXと下側位置DXとにそれぞれ選択的に配置されたヘッド17のターゲットマークR3を捕らえてCCDカメラ37に投影する。また、後述する本動作時には、ヘッド17に吸着保持されたチップ部品11のアライメントマークR2と基板WのアライメントマークR1とを同時に捕らえてCCDカメラ37に投影する。   A projection unit 38 is provided at the tip of the two CCD cameras 37. The projection unit 38 projects the first mirror 39a that reflects the alignment marks R1 and R2 and the target mark R3, and the alignment marks R1 and R2 and the target mark R3 that appear on the first mirror 39a. 37 and a second mirror 39b projected onto 37. The projection unit 38 is configured to be movable back and forth (movable in the Y-axis direction) along the guide rail 40 provided on the lower surface of the movable table 62 by forward / reverse driving of the motor M3. That is, the projection unit 38 is configured to advance and retract within the opening of the head 17 (the space between the head 17 and the substrate holding stage 14) and outside the opening. At the time of a calibration operation to be described later, target marks R3 of the head 17 selectively disposed at the upper position UX and the lower position DX are captured and projected onto the CCD camera 37. Further, at the time of this operation, which will be described later, the alignment mark R2 of the chip component 11 and the alignment mark R1 of the substrate W held by the head 17 are simultaneously captured and projected onto the CCD camera 37.

水平駆動機構60は、X軸方向に沿って配設されたガイドレール61と、ガイドレール61にスライド自在に設けられた可動台62と、可動台62を駆動するためのボールねじ機構621と、ボールねじ機構621を正逆回転駆動するモータM4とを備え、モータM4を正逆回転駆動させることにより、ガイドレール61に沿って可動台62を水平(X)方向に往復移動させるようになっている。なお、水平駆動機構60は、リニアテーブルであってもよい。この可動台62に2個のCCDカメラ37が取り付けられている。   The horizontal drive mechanism 60 includes a guide rail 61 disposed along the X-axis direction, a movable base 62 slidably provided on the guide rail 61, a ball screw mechanism 621 for driving the movable base 62, And a motor M4 that drives the ball screw mechanism 621 to rotate forward and backward. By driving the motor M4 to rotate forward and backward, the movable table 62 is reciprocated in the horizontal (X) direction along the guide rail 61. Yes. The horizontal drive mechanism 60 may be a linear table. Two CCD cameras 37 are attached to the movable table 62.

チップ部品供給ユニット4は、載置テーブル41と、チップ部品搬送機構42と、中継部50と、スライドテーブル43とから構成されている。   The chip component supply unit 4 includes a mounting table 41, a chip component transport mechanism 42, a relay unit 50, and a slide table 43.

載置テーブル41は、フェイスダウンの状態とした複数のチップ部品11を整列して収容したチップトレイ、または、フェイスダウンの状態とした複数のチップ部品11にダイシング加工された半導体ウエハをリング状フレームで保持した保持体を載置可能とする。   The mounting table 41 is a chip tray in which a plurality of chip components 11 in a face-down state are arranged and accommodated, or a semiconductor wafer diced into the plurality of chip components 11 in a face-down state is a ring-shaped frame. The holding body held in (1) can be placed.

チップ部品搬送機構42は、チップ部品11を吸着保持して搬送する部位であり、装置基台1のY軸方向に伸びるガイドレール44上で前後に移動可能な可動フレーム45と、当該可動フレーム45の前面に向けられたガイドレール46に沿って水平(Y)方向に移動可能な可動台47とを備え、更に、当該可動台47にチップ部品11を吸着保持可能な吸着ヘッド48を上下可動に配備している。つまり、載置テーブル41に載置された所定位置のチップ部品11を吸着ヘッド48で吸着保持し、中継部50に受け渡し、更にスライドテーブル43に受け渡す。   The chip part transport mechanism 42 is a part that sucks and holds the chip part 11 and transports the chip part 11. The chip part transport mechanism 42 can move back and forth on a guide rail 44 extending in the Y-axis direction of the apparatus base 1, and the movable frame 45. And a movable base 47 movable in the horizontal (Y) direction along the guide rail 46 directed to the front surface of the head, and a suction head 48 capable of sucking and holding the chip component 11 on the movable base 47 is vertically movable. Have deployed. That is, the chip component 11 at a predetermined position placed on the placement table 41 is sucked and held by the suction head 48, delivered to the relay unit 50, and further delivered to the slide table 43.

中継部50は、搬送されたチップ部品11を受け取り、ヘッド17への受け渡しを中継する部位である。   The relay unit 50 is a part that receives the conveyed chip component 11 and relays delivery to the head 17.

スライドテーブル43は、装置基台1に立設されたフレームの水平(Y)方向に移動可能であって、チップ部品搬送機構42によって中継部50に搬送されてきたチップ部品11を受け取るように構成されている。スライドテーブル43は、チップ部品11をヘッド17の吸着可能な位置に搬送するようになっている。   The slide table 43 is movable in the horizontal (Y) direction of the frame erected on the apparatus base 1 and is configured to receive the chip component 11 conveyed to the relay unit 50 by the chip component conveying mechanism 42. Has been. The slide table 43 conveys the chip component 11 to a position where the head 17 can be sucked.

次に、図1から図12を参照しながら、上述した構成を備えた実装装置の動作を説明する。   Next, the operation of the mounting apparatus having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.

図8は実施形態に係る実装装置の実装動作の概略を示すフローチャート、図9は第1補正データ取得動作の処理を示すフローチャート、図10は第1補正データ取得動作を具体的に説明するための図、図11は本実装動作の処理を示すフローチャート、図12はZ軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための図、図13はY軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための図である。   FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the mounting operation of the mounting apparatus according to the embodiment, FIG. 9 is a flowchart showing the process of the first correction data acquisition operation, and FIG. 10 is a diagram for specifically explaining the first correction data acquisition operation. FIG. 11, FIG. 11 is a flowchart showing the processing of this mounting operation, FIG. 12 is a diagram for explaining the principle of correction processing for waviness in the Z-axis direction, and FIG. 13 shows the principle of correction processing for waviness in the Y-axis direction. It is a figure for demonstrating.

なお、本実施形態では、複数のチップ部品11を整列して収容したチップトレイを載置テーブルに載置された場合を例にとる。各チップ部品11は、バンプ電極が裏面にある状態、つまりフェイスダウンの状態にあり、これらのチップ部品11をシート状の樹脂基板に複数個実装する場合を例にとって説明する。この場合、チップ部品11の裏面には、熱硬化型の粘着材が予め転写されている。   In the present embodiment, a case where a chip tray in which a plurality of chip components 11 are arranged and accommodated is placed on a placement table is taken as an example. Each chip component 11 is in a state where the bump electrode is on the back surface, that is, in a face-down state, and a case where a plurality of these chip components 11 are mounted on a sheet-like resin substrate will be described as an example. In this case, a thermosetting adhesive material is previously transferred to the back surface of the chip component 11.

先ず、ステップ100において、第1補正データ取得動作を行う。第1補正データ取得動作では、図10に示すように、ヘッド17は、先ず水平駆動機構18の駆動により第1測定位置HX1に配置される。より具体的には、可動台25がガイドレール24に沿って移動することにより、ヘッド17が第1測定位置HX1に移動する(ステップ110)。一方、CCDカメラ37は、水平駆動機構60の駆動により第1撮像位置CX1に配置される。より具体的には、可動台62がガイドレール61に沿って移動することにより、CCDカメラ37が第1撮像位置CX1に移動する(ステップ115)。第1測定位置HX1において、ヘッド17は、昇降駆動機構19の駆動により、上側位置UX1に配置される(ステップ120)。   First, in step 100, a first correction data acquisition operation is performed. In the first correction data acquisition operation, as shown in FIG. 10, the head 17 is first arranged at the first measurement position HX <b> 1 by driving the horizontal drive mechanism 18. More specifically, when the movable base 25 moves along the guide rail 24, the head 17 moves to the first measurement position HX1 (step 110). On the other hand, the CCD camera 37 is arranged at the first imaging position CX1 by driving of the horizontal driving mechanism 60. More specifically, when the movable table 62 moves along the guide rail 61, the CCD camera 37 moves to the first imaging position CX1 (step 115). At the first measurement position HX1, the head 17 is disposed at the upper position UX1 by driving of the lifting drive mechanism 19 (step 120).

ヘッド17が上側位置UX1に配置されると、投影部38は、モータM3の駆動により、ヘッド17の開口内に進入する(ステップ125)。ヘッド17の開口内に進入した投影部38は、吸着部22に設けられたターゲットマークR3を、それぞれ左右一対の第1及び第2ミラー39a、39bに映し、CCDカメラ37に投影する。CCDカメラ37は、ヘッド17におけるターゲットマークR3のXY位置を読み取る。そのデータは制御部29Bに送られて記憶される(ステップ130)。   When the head 17 is disposed at the upper position UX1, the projection unit 38 enters the opening of the head 17 by driving the motor M3 (step 125). The projection unit 38 that has entered the opening of the head 17 projects the target mark R3 provided on the suction unit 22 on the pair of left and right first and second mirrors 39a and 39b, and projects them onto the CCD camera 37. The CCD camera 37 reads the XY position of the target mark R3 in the head 17. The data is sent to and stored in the control unit 29B (step 130).

ヘッド17が上側位置UX1にあるときのターゲットマークR3の読取り・記憶が終わると、投影部38は、モータM3の駆動により、ヘッド17の開口内から開口外へ退避する(ステップ135)。そして、ヘッド17は、昇降駆動機構19の駆動により、下側位置DX1に配置される(ステップ140)。   When the reading and storage of the target mark R3 when the head 17 is at the upper position UX1 is completed, the projection unit 38 is retracted from the opening of the head 17 to the outside of the opening by driving the motor M3 (step 135). Then, the head 17 is disposed at the lower position DX1 by driving of the elevating drive mechanism 19 (step 140).

ヘッド17が下側位置DX1に配置されると、投影部38は、モータM3の駆動により、再びヘッド17の開口内に進入する(ステップ145)。ヘッド17の開口内に進入した投影部38は、吸着部22に設けられたターゲットマークR3を、それぞれ左右一対の第1及び第2ミラー39a、39bに映し、CCDカメラ37に投影する。CCDカメラ37は、ヘッド17におけるターゲットマークR3のXY位置を読み取る。そのデータは制御部29Bに送られて記憶される(ステップ140)。ヘッド17が下側位置DX1にあるときのターゲットマークR3の読取り・記憶が終わると、投影部38は、モータM3の駆動により、ヘッド17の開口内から開口外へ退避する(ステップ155)。   When the head 17 is disposed at the lower position DX1, the projection unit 38 again enters the opening of the head 17 by driving the motor M3 (step 145). The projection unit 38 that has entered the opening of the head 17 projects the target mark R3 provided on the suction unit 22 on the pair of left and right first and second mirrors 39a and 39b, and projects them onto the CCD camera 37. The CCD camera 37 reads the XY position of the target mark R3 in the head 17. The data is sent to and stored in the control unit 29B (step 140). When the reading and storing of the target mark R3 when the head 17 is at the lower position DX1 is finished, the projection unit 38 is retracted from the opening of the head 17 to the outside of the opening by driving the motor M3 (step 155).

上述したステップ110からステップ155の処理、すなわち、X方向位置が第1測定位置HX1に配置され且つZ方向位置が上側位置UX1に配置されたヘッド17におけるターゲットマークR3をCCDカメラ37で読み取ってそのXY位置を記憶する処理と、X方向位置が第1測定位置HX1に配置され且つZ方向位置が下側位置DX1に配置されたヘッド17におけるターゲットマークR3をCCDカメラ37で読み取ってそのXY位置を記憶する処理とが終わると、ヘッド17は、水平駆動機構18の駆動により第2測定位置HX2に配置される。また、CCDカメラ37は、水平駆動機構60の駆動により第2撮像位置CX2に配置される。そして、上述したステップ110からステップ155と同様な処理を行う。   The processing from step 110 to step 155 described above, that is, the CCD camera 37 reads the target mark R3 in the head 17 in which the X direction position is arranged at the first measurement position HX1 and the Z direction position is arranged at the upper position UX1. Processing for storing the XY position, and the CCD camera 37 reads the target mark R3 in the head 17 in which the X direction position is arranged at the first measurement position HX1 and the Z direction position is arranged at the lower position DX1, and the XY position is read. When the storing process is completed, the head 17 is arranged at the second measurement position HX2 by driving of the horizontal driving mechanism 18. The CCD camera 37 is disposed at the second imaging position CX2 by driving of the horizontal drive mechanism 60. Then, the same processing as in Step 110 to Step 155 described above is performed.

第3測定位置HX3、第4測定位置HX4及び第5測定位置HX5についても上と同様な処理を行い、第5測定位置HX5についての処理が終わると(ステップ165でイエス)、制御部29Bは次の処理を行う。すなわち、先ず、ヘッド17を上側位置UXに配置したときのヘッド17のXY方向位置と、ヘッド17を下側位置DXに配置したときのヘッド17のXY方向位置との誤差ΔX,ΔYをガイドレール24における5箇所の第1〜第5測定位置HX1〜HX5毎に求める。続いて、ガイドレール24のX方向位置と上記誤差ΔX,ΔYとの相関関係を表す相関関数を、上記第1〜第5測定位置HX1〜HX5毎の誤差ΔX,ΔYに補間処理を用いることで求める。この相関関数は第1相関関数として制御部20Bに記憶される。   The same processing is performed for the third measurement position HX3, the fourth measurement position HX4, and the fifth measurement position HX5. When the processing for the fifth measurement position HX5 is completed (Yes in Step 165), the control unit 29B performs the following process. Perform the process. That is, first, errors ΔX and ΔY between the XY direction position of the head 17 when the head 17 is disposed at the upper position UX and the XY direction position of the head 17 when the head 17 is disposed at the lower position DX are guide rails. 24 for each of the five first to fifth measurement positions HX1 to HX5. Subsequently, a correlation function representing the correlation between the X-direction position of the guide rail 24 and the errors ΔX and ΔY is used by interpolating the errors ΔX and ΔY for the first to fifth measurement positions HX1 to HX5. Ask. This correlation function is stored in the control unit 20B as the first correlation function.

次に、ステップ200において、第2補正データ取得動作を行う。第2補正データ取得動作では、先ず、実装対象となる基板Kを基板供給ユニット2の載置テーブル6に載置する前に、基板Wの実装部位と関連付けされた基準スケールを刻んだマスター基板を載置テーブル6に載置してピン9により位置合せを行なう。続いて、マスター基板を搬送機構7で搬送し、実装ユニット3の基板保持ステージ14に載置するとともに、実装ユニット3及び認識部13を作動させてヘッド17の開口内に送り込んだ投影部38からマスター基板上の基準スケールを順番に映し込み、CCDカメラ37から、その画像データを取り込む。続いて、CCDカメラ37、基板保持ステージ14などの各駆動軸(X,Y,Z)の座標と、画像データから求めた各駆動軸(X,Y,Z)座標からCCDカメラ37と各軸の相関関係を求め、第2相関関数とする。第2相関関数は制御部29Bに記憶される。   Next, in step 200, a second correction data acquisition operation is performed. In the second correction data acquisition operation, first, before placing the substrate K to be mounted on the mounting table 6 of the substrate supply unit 2, a master substrate engraved with a reference scale associated with the mounting portion of the substrate W is removed. It is mounted on the mounting table 6 and is aligned by the pins 9. Subsequently, the master substrate is transported by the transport mechanism 7 and placed on the substrate holding stage 14 of the mounting unit 3, and the mounting unit 3 and the recognizing unit 13 are operated and the projection unit 38 fed into the opening of the head 17. The reference scale on the master substrate is displayed in order, and the image data is captured from the CCD camera 37. Subsequently, the CCD camera 37 and each axis are determined from the coordinates of each drive axis (X, Y, Z) such as the CCD camera 37 and the substrate holding stage 14 and each drive axis (X, Y, Z) coordinate obtained from the image data. Is obtained as a second correlation function. The second correlation function is stored in the control unit 29B.

次に、ステップ300において、本実装動作を行う。本実装動作では、先ず、チップ部品供給ユニット4の載置テーブル41にチップトレイをセットする。このチップトレイ内には、複数のチップ部品11がフェイスダウンの状態で整列して収容されている。その後、基板供給ユニット2の開閉扉5を開放し載置テーブル6に基板Wを位置合せして載置し、開閉扉5を閉じる。開閉扉5を閉じると、吸着板9が作動し、基板Wの対向位置で降下して基板Wを表面から吸着保持して基板保持ステージ14に搬送する。   Next, in step 300, this mounting operation is performed. In this mounting operation, first, a chip tray is set on the mounting table 41 of the chip component supply unit 4. In the chip tray, a plurality of chip parts 11 are accommodated in a face-down state. Thereafter, the open / close door 5 of the substrate supply unit 2 is opened, the substrate W is aligned and placed on the placement table 6, and the open / close door 5 is closed. When the open / close door 5 is closed, the suction plate 9 operates, descends at a position facing the substrate W, sucks and holds the substrate W from the surface, and transports it to the substrate holding stage 14.

吸着板9が基板保持ステージ14の上方に移動すると、吸着板9が降下し、基板Wの裏面を基板保持ステージ14に当接させ、その後に吸着板9側の吸着を解除する。吸着を解除した吸着板9は、待機位置に戻る。吸着板9の吸着の解除と同時に基板保持ステージ14の吸着を作動させて基板Wを吸着保持する。   When the suction plate 9 moves above the substrate holding stage 14, the suction plate 9 descends, the back surface of the substrate W is brought into contact with the substrate holding stage 14, and thereafter the suction on the suction plate 9 side is released. The suction plate 9 that has released the suction returns to the standby position. Simultaneously with the release of the suction of the suction plate 9, the suction of the substrate holding stage 14 is activated to hold the substrate W by suction.

基板Wを基板保持ステージ14に搬送すると同時に、チップ部品供給ユニット4から実装ユニット3のヘッド17にチップ部品11を受け渡す処理を行なう。具体的には、吸着ヘッド48を搭載した可動フレーム45及び可動台47が水平(X,Y)方向に移動し、所定のチップ部品11をフェイスアップ状態で吸着保持する。チップ部品11を吸着保持した吸着ヘッド48は、可動台47によって、図中の右端に移動してチップ部品11を中継部50に受け渡すため、中継部50がチップ部品11をスライドテーブル43上に受け渡す。   At the same time when the substrate W is transported to the substrate holding stage 14, the chip component 11 is transferred from the chip component supply unit 4 to the head 17 of the mounting unit 3. Specifically, the movable frame 45 and the movable table 47 on which the suction head 48 is mounted move in the horizontal (X, Y) direction, and hold the predetermined chip component 11 in a face-up state. The suction head 48 that sucks and holds the chip component 11 is moved to the right end in the figure by the movable base 47 and delivers the chip component 11 to the relay unit 50, so that the relay unit 50 places the chip component 11 on the slide table 43. Deliver.

チップ部品11を受け取ったスライドテーブル43は、ガイドレールに沿ってヘッド17へのチップ部品11の受け渡し位置に移動する。   The slide table 43 that has received the chip component 11 moves to a position where the chip component 11 is delivered to the head 17 along the guide rail.

ヘッド17は、可動台25の移動によってガイドレール24に沿ってチップ部品11を実装する位置に移動する。ヘッド17は、スライドテーブル43によって実装位置に搬送されてきたチップ部品11を吸着保持する(ステップ310)。   The head 17 moves along the guide rail 24 to the position where the chip component 11 is mounted by the movement of the movable base 25. The head 17 sucks and holds the chip component 11 conveyed to the mounting position by the slide table 43 (step 310).

CCDカメラ37は、水平駆動機構60の駆動により、ヘッド17のX方向位置に対応するX方向位置に移動する(ステップ315)。   The CCD camera 37 is moved to the X direction position corresponding to the X direction position of the head 17 by the driving of the horizontal drive mechanism 60 (step 315).

投影部38は、モータM3の駆動により、ヘッド17の開口内に進入する。ヘッド17の開口内にある投影部38は、図6に示すように、基板Wに記されたアライメントマークR1と、チップ部品11の対角位置にある2個のバンプR2とを、左右一対の第1及び第2ミラー39a、39bに映し、基板Wの図中右側のアライメントマークR1を一方のCCDカメラ37に、基板Wの図中左側のアライメントマークR1を他方のCCDカメラ37に投影する。本例では、2個のバンプR2をアライメントマークとしている。次に、チップ部品11の図中右側のアライメントマークR2を一方のCCDカメラ37に、チップ部品11の図中左側のアライメントマークR2をCCDカメラ37に投影する(ステップ320)。   The projection unit 38 enters the opening of the head 17 by driving the motor M3. As shown in FIG. 6, the projection unit 38 in the opening of the head 17, with the alignment mark R <b> 1 written on the substrate W and the two bumps R <b> 2 at the diagonal positions of the chip component 11, The image is projected on the first and second mirrors 39a and 39b, and the alignment mark R1 on the right side of the substrate W in the drawing is projected onto one CCD camera 37, and the alignment mark R1 on the left side of the substrate W in the drawing is projected onto the other CCD camera 37. In this example, two bumps R2 are used as alignment marks. Next, the alignment mark R2 on the right side of the chip component 11 in the figure is projected onto one CCD camera 37, and the alignment mark R2 on the left side of the chip part 11 in the figure is projected onto the CCD camera 37 (step 320).

制御部29Bは、CCDカメラ37によって取得した両アライメントマークの位置と、予め記憶した基準位置とを比較する。比較の結果、位置偏差が生じた場合、マスター基板で取得した第2相関関数を利用し、補正値を算出する。その後、制御部29Bは、この補正値に基づいて、可動テーブル15を水平(Y)方向に、可動台25を水平(X)方向に、及びヘッド17をZ軸回りに回転(Ω)移動させて、位置合せを行なう(ステップ325)。   The control unit 29B compares the positions of both alignment marks acquired by the CCD camera 37 with a previously stored reference position. If a positional deviation occurs as a result of the comparison, a correction value is calculated using the second correlation function acquired by the master substrate. Thereafter, the control unit 29B rotates (Ω) the movable table 15 in the horizontal (Y) direction, the movable base 25 in the horizontal (X) direction, and the head 17 around the Z axis based on the correction value. Then, alignment is performed (step 325).

また、制御部29Bは、ステップ170で求めた第1相関関数を利用して、ヘッド17の実際の昇降方向とZ軸方向との偏差により生じる水平軸方向の位置ズレを補正するように、X軸方向及びY軸方向のオフセット値を算出する。その後、制御部29Bは、このオフセット値に基づいて、可動テーブル15を水平(Y)方向に、可動台25を水平(X)方向に、及びヘッド17をZ軸回りに回転(Ω)移動させて、オフセットをかける(ステップ330)。具体的には、X軸方向についてのオフセット量は、図12(B)におけるズレ量ΔXを符号反転した値で表すことができ、Y軸方向についてのオフセット量は、図13(B)におけるズレ量ΔYを符号反転した値で表すことができる。   Further, the control unit 29B uses the first correlation function obtained in step 170 to correct the positional deviation in the horizontal axis direction caused by the deviation between the actual elevation direction of the head 17 and the Z axis direction. An offset value in the axial direction and the Y-axis direction is calculated. Thereafter, the controller 29B rotates (Ω) the movable table 15 in the horizontal (Y) direction, the movable base 25 in the horizontal (X) direction, and the head 17 around the Z axis based on the offset value. Then, an offset is applied (step 330). Specifically, the offset amount in the X-axis direction can be represented by a value obtained by inverting the sign of the deviation amount ΔX in FIG. 12B, and the offset amount in the Y-axis direction is represented by the deviation in FIG. 13B. The amount ΔY can be represented by a value obtained by reversing the sign.

ここで、図12(A)はガイドレール24にZ軸方向のうねりがなかったときの実装位置での実装を示し、図12(B)はガイドレール24にZ軸方向のうねりがあったときの実装位置での実装を示す。図12(B)に示すように、ガイドレール24にZ軸方向のうねりがあり、水平軸J1に対するガイドレール24の傾き角をθとし、ヘッド17の最上位置と最下位置との距離差をhとすると、実装時にヘッド17は、鉛直線J1に対して角度θだけ傾いた軸を昇降軸として降下するため、本来実装すべき実装位置P1からΔX=h・tanθだけずれた位置P1’にチップ部品11が実装されてしまう。   Here, FIG. 12A shows mounting at the mounting position when the guide rail 24 has no undulation in the Z-axis direction, and FIG. 12B shows when the guide rail 24 has undulation in the Z-axis direction. The mounting at the mounting position is shown. As shown in FIG. 12B, the guide rail 24 has a undulation in the Z-axis direction, the inclination angle of the guide rail 24 with respect to the horizontal axis J1 is θ, and the distance difference between the uppermost position and the lowermost position of the head 17 is expressed. When h is assumed, the head 17 descends with an axis inclined by an angle θ with respect to the vertical line J1 during mounting, so that the head 17 moves to a position P1 ′ shifted by ΔX = h · tan θ from the original mounting position P1. The chip component 11 is mounted.

図13(A)はガイドレール24にY軸方向のうねりがなかったときの実装位置での実装を示し、図13(B)はガイドレール24にY軸方向のうねりがあったときの実装位置での実装を示す。図13(B)に示すように、ガイドレール24にY軸方向のうねりがあり、水平軸J1に対するガイドレール24の傾き角をΨとし、ヘッド17のX軸方向への移動距離をdとすると、実装時にヘッド17は、鉛直線J1に対して角度θだけ傾いた軸を昇降軸として降下するため、本来実装すべき実装位置P2からΔY=d・tanΨだけずれた位置P2’にチップ部品11が実装されてしまう。   FIG. 13A shows mounting at the mounting position when the guide rail 24 has no undulation in the Y-axis direction, and FIG. 13B shows the mounting position when the guide rail 24 has undulation in the Y-axis direction. The implementation in is shown. As shown in FIG. 13B, if the guide rail 24 has a undulation in the Y-axis direction, the inclination angle of the guide rail 24 with respect to the horizontal axis J1 is ψ, and the movement distance of the head 17 in the X-axis direction is d. During mounting, the head 17 descends with an axis inclined by an angle θ with respect to the vertical line J1 as a lifting axis, so that the chip component 11 is positioned at a position P2 ′ shifted by ΔY = d · tan Ψ from the mounting position P2 to be originally mounted. Will be implemented.

以上の位置合せ及びオフセット設定が完了すると、アクチュエータを作動させてヘッド17を降下させ、基板Wの実装部位にチップ部品11を押圧する(ステップ335)。このとき、制御部29Aよってシリンダの圧力室の圧力が一定に保たれるので、チップ部品11には、予め決めた押圧が加えられる。また、この押圧と同時に基板保持ステージ14に内蔵したヒータによってチップ部品11の裏面の粘着剤が加熱され、重合反応が促進される。そして粘着剤の重合反応が終了する時点で、ヘッド17が上方の待機位置に戻る(ステップ340)。重合反応が終了すると、チップ部品11が基板Wに固着される。   When the above alignment and offset setting are completed, the actuator is operated to lower the head 17 and press the chip component 11 against the mounting portion of the substrate W (step 335). At this time, since the pressure in the pressure chamber of the cylinder is kept constant by the control unit 29A, a predetermined pressure is applied to the chip component 11. Simultaneously with this pressing, the pressure sensitive adhesive on the back surface of the chip component 11 is heated by the heater built in the substrate holding stage 14 to promote the polymerization reaction. Then, when the polymerization reaction of the adhesive is completed, the head 17 returns to the upper standby position (step 340). When the polymerization reaction is completed, the chip component 11 is fixed to the substrate W.

本実装装置では、ヘッド17を降下させる前に、−ΔX、−ΔYをオフセット量として、ヘッド17と基板保持ステージ14とを相対駆動しておくことにより、ヘッド17は、チップ部品11を正確な実装位置P1またはP2に向けて降下させることができるようになる。   In this mounting apparatus, before the head 17 is lowered, the head 17 and the substrate holding stage 14 are driven relative to each other by using −ΔX and −ΔY as offset amounts. It can be lowered toward the mounting position P1 or P2.

この一連の動作が基板Wのチップ部品11の実装位置の全てについて行なわれた後に(ステップ350でイエス)、吸着板9が作動して基板保持ステージ14に向けて移動し、チップ部品11の実装された基板Wを吸着保持して基板供給ユニット2の載置テーブル6に搬送する。この基板Wを基板供給ユニット2から取り出せば、基板Wにチップ部品11を実装する一連の処理が終了する。   After this series of operations is performed for all the mounting positions of the chip component 11 on the substrate W (Yes in step 350), the suction plate 9 is actuated to move toward the substrate holding stage 14, and the chip component 11 is mounted. The held substrate W is sucked and held and transferred to the mounting table 6 of the substrate supply unit 2. When the substrate W is taken out from the substrate supply unit 2, a series of processes for mounting the chip component 11 on the substrate W is completed.

本実装装置によると、まず、ヘッド17を上側位置UXmに配置したときのヘッド17のXY方向位置と、ヘッド17を下側位置DXmに配置したときのヘッド17のXY方向位置との誤差ΔX,ΔYをガイドレール24における複数の第m測定位置HXm毎に求める(110〜165)。本例では測定点は5箇所(m=1〜5)とした。続いて、ガイドレール24のX方向位置と上記誤差ΔX,ΔYとの相関関係を表す第1相関関数を求める。続いて、ガイドレール24における実装時のヘッド17の位置に応じた誤差ΔX,ΔYを上記相関関数から求め、求めた誤差ΔX,ΔYだけヘッド17と基板保持ステージ14との相対位置関係をオフセットさせてからヘッド17を降下させる。このオフセットは、可動テーブル15を水平(Y)方向に、可動台25を水平(X)方向に、及びヘッド17をZ軸回りに回転(Ω)移動させることでかける。また、このオフセットは、ヘッド17の実際の昇降方向とZ軸方向との偏差により生じる水平軸方向の位置ズレを補正するか、または、ヘッド17の実際のY方向位置とX軸位置(Y=0の位置)との偏差により生じるY軸方向の位置ズレを補正する。従って、ガイドレール24にZ軸方向及びY軸方向のうねりがあった場合でも、ヘッド17は本来の実装位置を正確に押圧することができ、優れた実装精度での実装が達成される。   According to this mounting apparatus, first, an error ΔX between the XY direction position of the head 17 when the head 17 is disposed at the upper position UXm and the XY direction position of the head 17 when the head 17 is disposed at the lower position DXm. ΔY is obtained for each of a plurality of mth measurement positions HXm in the guide rail 24 (110 to 165). In this example, the number of measurement points was 5 (m = 1 to 5). Subsequently, a first correlation function representing a correlation between the X-direction position of the guide rail 24 and the errors ΔX and ΔY is obtained. Subsequently, errors ΔX and ΔY corresponding to the position of the head 17 at the time of mounting on the guide rail 24 are obtained from the correlation function, and the relative positional relationship between the head 17 and the substrate holding stage 14 is offset by the obtained errors ΔX and ΔY. After that, the head 17 is lowered. The offset is applied by rotating (Ω) the movable table 15 in the horizontal (Y) direction, the movable table 25 in the horizontal (X) direction, and the head 17 around the Z axis. Further, this offset corrects a positional deviation in the horizontal axis direction caused by a deviation between the actual raising / lowering direction of the head 17 and the Z-axis direction, or the actual Y-direction position and the X-axis position (Y = The positional deviation in the Y-axis direction caused by the deviation from the zero position is corrected. Therefore, even when the guide rail 24 has undulations in the Z-axis direction and the Y-axis direction, the head 17 can accurately press the original mounting position, and mounting with excellent mounting accuracy is achieved.

なお、ガイドレール24への熱的影響を配慮した構成とすることもできる。例えば図4に示すように、可動台25に温度センサ252を取り付け、その出力端子をリード線により制御部29Bに電気接続する。一方、制御部20Bには、温度によるガイドレール24の変形量を予め記憶させておく。そして、前述の第1相関関数を、温度によるガイドレール24の変形量に対応付けして求めておき、オフセット設定を行う際に、ガイドレール24の温度を温度センサ252で検知し、第1相関関数によりその検知温度に対応するオフセット量を求める。これにより、実装時の温度が変化した場合にも極めて高精度で実装を実施することが可能になる。   In addition, it can also be set as the structure which considered the thermal influence to the guide rail 24. FIG. For example, as shown in FIG. 4, a temperature sensor 252 is attached to the movable base 25, and its output terminal is electrically connected to the control unit 29B by a lead wire. On the other hand, the deformation amount of the guide rail 24 due to temperature is stored in advance in the control unit 20B. Then, the first correlation function described above is obtained in association with the deformation amount of the guide rail 24 due to the temperature, and when the offset is set, the temperature of the guide rail 24 is detected by the temperature sensor 252 and the first correlation function is obtained. An offset amount corresponding to the detected temperature is obtained by a function. This makes it possible to implement mounting with extremely high accuracy even when the temperature during mounting changes.

また、ガイドレール24への熱的影響を一層抑制するために、図6に例示するように、可動台25に対しエアブローを行うエアブロー手段70を設けることもできる。このようなエアブロー手段70によるエアブローによって、例えばヘッド17側に設けられたヒータによる加熱によりこの部分にゆらぎ現象が発生しようとする場合にあっても、その発生を適切に防止することができ、ガイドレール24のうねりを適切に防止することができる。なお、ガイドレール61についてもガイドレール24におけるのと同様な構成手段を適用することができる。   Moreover, in order to further suppress the thermal influence on the guide rail 24, as illustrated in FIG. 6, air blow means 70 that blows air on the movable base 25 can be provided. Even when the air blowing by the air blowing means 70 causes a fluctuation phenomenon to occur in this portion due to, for example, heating by a heater provided on the head 17 side, the occurrence can be appropriately prevented. The undulation of the rail 24 can be prevented appropriately. Note that the same configuration means as in the guide rail 24 can be applied to the guide rail 61.

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。例えば、上述の実施の形態では、ガイドレール24のうねりは、ピッチとヨーとしたが、ロールすなわちX軸を回転中心としたうねり(ねじり)を対象とした場合に適用可能な構成とすることもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment disclosed above is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. For example, in the above-described embodiment, the waviness of the guide rail 24 is the pitch and the yaw. However, the guide rail 24 may be configured to be applicable to rolls, that is, waviness (twisting) around the X axis. it can.

実施形態に係る実装装置の斜視図である。It is a perspective view of the mounting apparatus which concerns on embodiment. 実装ユニットの概略構成を示した正面図である。It is the front view which showed schematic structure of the mounting unit. リンク機構の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a link mechanism. 認識部の概略構成を示す側面である。It is a side surface which shows schematic structure of a recognition part. 投影部の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of a projection part. CCDカメラに投影される画像を示す図である。It is a figure which shows the image projected on a CCD camera. 吸着部に設けられたターゲットマークを示す平面図である。It is a top view which shows the target mark provided in the adsorption | suction part. 実装装置の実装動作の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of mounting operation | movement of a mounting apparatus. 第1相関関数を求める動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which calculates | requires a 1st correlation function. 第1相関関数を求める動作を具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement which calculates | requires a 1st correlation function concretely. 実装動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows mounting operation. Z軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための正面図である。It is a front view for demonstrating the principle of the correction process about the wave | undulation of a Z-axis direction. Y軸方向のうねりについての補正処理の原理を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the principle of the correction process about the wave | undulation of a Y-axis direction.

符号の説明Explanation of symbols

11 チップ部品
14 基板保持ステージ(ワーク保持ステージ)
17 ヘッド
24 ガイドレール(水平駆動部材)
37 CCDカメラ(2視野カメラ)
110〜170 ステップ
252 温度センサ
330 ステップ
335 ステップ
DX 下側位置
ΔX 誤差
ΔY 誤差
HX1〜HX5 測定位置
UX 上側位置
W 基板(ワーク)
11 Chip parts 14 Substrate holding stage (work holding stage)
17 head 24 guide rail (horizontal drive member)
37 CCD camera (2-field camera)
110 to 170 Step 252 Temperature sensor 330 Step 335 Step DX Lower position ΔX error ΔY Error HX1 to HX5 Measurement position UX Upper position W Substrate (workpiece)

Claims (4)

直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY平面を水平面、Z軸方向を鉛直方向とし、
チップ部品(11)の実装対象となるワーク(W)を載置保持するワーク保持ステージ(14)と、ワーク保持ステージ(14)の上方に設けられチップ部品(11)を吸着保持してZ軸方向に昇降可能なヘッド(17)と、ヘッド(17)をX軸方向に沿った複数の位置に駆動配置可能とする長尺状の水平駆動部材(24)とを備える実装装置を用いた実装方法であって、
ヘッド(17)を上側位置(UX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置と、ヘッド(17)を下側位置(DX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置との誤差(ΔX,ΔY)を水平駆動部材(24)における複数の測定位置(HX1〜HX5)毎に求めるステップ(110〜165)と、
水平駆動部材(24)のX方向位置と上記誤差(ΔX,ΔY)との相関関係を表す相関関数を求めるステップ(170)と、
水平駆動部材(24)における実装時のヘッド(17)の位置に応じた誤差(ΔX,ΔY)を上記相関関数から求め、求めた誤差(ΔX,ΔY)だけヘッド(17)とワーク保持ステージ(14)との相対位置関係をオフセットさせてからヘッド(17)を降下させるステップ(330,335)と
を備えることを特徴とする実装方法。
The three axes of the Cartesian coordinate system are X, Y, and Z, the XY plane is the horizontal plane, the Z-axis direction is the vertical direction,
A workpiece holding stage (14) for placing and holding the workpiece (W) to be mounted on the chip component (11), and a Z-axis by sucking and holding the chip component (11) provided above the workpiece holding stage (14). Mounting using a mounting device comprising a head (17) that can be moved up and down in a direction, and a long horizontal driving member (24) that can drive and arrange the head (17) at a plurality of positions along the X-axis direction. A method,
XY direction position of the head (17) when the head (17) is disposed at the upper position (UX), and XY direction position of the head (17) when the head (17) is disposed at the lower position (DX) (ΔX, ΔY) for each of a plurality of measurement positions (HX1 to HX5) in the horizontal drive member (24) (110 to 165);
A step (170) of obtaining a correlation function representing a correlation between the X-direction position of the horizontal drive member (24) and the error (ΔX, ΔY);
Errors (ΔX, ΔY) corresponding to the position of the head (17) at the time of mounting on the horizontal drive member (24) are obtained from the above correlation function, and the head (17) and the work holding stage ( And a step (330, 335) of lowering the head (17) after offsetting the relative positional relationship with 14).
ヘッド(17)を上側位置(UX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置と、ヘッド(17)を下側位置(DX)に配置したときのヘッド(17)のXY方向位置とは、ヘッド(17)とワーク保持ステージ(14)との空間に進退可能に設けられ且つヘッド(17)の側とワーク保持ステージ(14)の側とを同時に撮像可能な2視野カメラ(37)を用いて、ヘッド(17)に設けられたターゲットマーク(R3)を読み取ることで取得する請求項1に記載の実装方法。   XY direction position of the head (17) when the head (17) is disposed at the upper position (UX), and XY direction position of the head (17) when the head (17) is disposed at the lower position (DX) Is a two-view camera (37) provided so as to be able to advance and retreat in the space between the head (17) and the work holding stage (14) and capable of simultaneously imaging the head (17) side and the work holding stage (14) side. The mounting method according to claim 1, wherein the target mark (R3) provided on the head (17) is obtained by reading the target mark. 前記相関関数は、温度に対する水平駆動部材(24)の変形量の関連付けがされており、温度センサ(252)により計測した水平駆動部材(24)の温度と前記相関関数とにより前記誤差(ΔX,ΔY)を決定する請求項1または請求項2に記載の実装方法。   The correlation function associates the deformation amount of the horizontal driving member (24) with the temperature, and the error (ΔX,) is determined by the temperature of the horizontal driving member (24) measured by the temperature sensor (252) and the correlation function. The mounting method according to claim 1, wherein ΔY) is determined. 温度センサ(252)により計測した水平駆動部材(24)の温度に応じて、水平駆動部材(24)に向けてエアブローを行う請求項1から請求項3のいずれかに記載の実装方法。   The mounting method according to any one of claims 1 to 3, wherein air blow is performed toward the horizontal drive member (24) in accordance with the temperature of the horizontal drive member (24) measured by the temperature sensor (252).
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