JP4992881B2

JP4992881B2 - 電子部品実装装置

Info

Publication number: JP4992881B2
Application number: JP2008276395A
Authority: JP
Inventors: 勉平木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: JP2010108960A

Description

本発明はピックアップした電子部品を一旦仮置きした後に基板に搭載する電子部品実装装置に関する。

電子部品の実装装置において、一つのヘッドで電子部品のピックアップから基板への搭載までの全ての工程を実施するのではなく、電子部品をピックアップして中継テーブルに一旦仮置きするピックアップヘッドと、これを基板に搭載するボンディングヘッドという機能の異なる二つのヘッドを備えたものがある（特許文献１参照）。また破損がある不良部品を基板に搭載する前段階で排除するため、ヘッドに吸着したままで電子部品の外観検査を行い、不良が確認されたらそのまま廃棄場所まで移送して廃棄する装置がある（特許文献２参照）。
特開２００１−１５５３３号公報特開平５−１２１４６６号公報

しかし、電子部品を一旦仮置きするための中継テーブルは電子部品の授受が頻繁に行われるために汚れやすく、汚れたまま放置しておくと電子部品に汚れが付着し、通電不良等の品質悪化を招くという問題がある。また、中継テーブル上の電子部品の外観検査の結果、不良部品であることが判明した場合、従来の装置では不良部品の回収をヘッドで行うことができなかった。

本発明は、中継テーブルの清掃と不良部品の回収を一つの動作で行うことができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の電子部品実装装置は、電子部品を吸着して取り出すピックアップヘッドと、取り出された電子部品を仮置きする中継テーブルと、仮置きされた電子部品を基板に搭載する実装ヘッドと、前記ピックアップヘッドと前記実装ヘッドを第１の方向において水平移動させる第１の水平移動装置と、前記第１の方向と直交する第２の方向において前記中継テーブルの側方に配置された廃棄物回収部と、前記中継テーブルと前記廃棄物回収部を前記第２の方向において水平移動させる第２の水平移動装置と、前記中継テーブルと前記廃棄物回収部の移動経路に配置されたクリーニングヘッドと、前記クリーニングヘッドの下部に装着された清掃具とを備え、前記クリーニングヘッドの下方で前記中継テーブルを水平移動させ、前記中継テーブル上の異物または不良部品を前記清掃具で前記廃棄物回収部に掃き落とす。

請求項２に記載の電子部品実装装置は、請求項１に記載の電子部品実装装置であって、前記クリーニングヘッドを鉛直方向において移動させる鉛直移動機構をさらに備え、クリーニング時に前記クリーニングヘッドを下降させ、前記清掃具を前記中継テーブル上に接触させる。

請求項３に記載の電子部品実装装置は、請求項１または２に記載の電子部品実装装置であって、前記クリーニングヘッド側から前記中継テーブル上の異物を吸引して回収する。

請求項４に記載の電子部品実装装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の電子部品実装
装置であって、前記中継テーブル上の電子部品を認識するカメラをさらに備え、前記カメラの認識結果から前記中継テーブル上の電子部品が不良部品であることが認識された場合、もしくは前記中継テーブル上に異物が確認された場合に前記中継テーブル上のクリーニングを行う。

移動テーブルの移動経路に配置されたクリーニングヘッドに対して中継テーブルおよび廃棄物回収部が移動し、中継テーブル上の異物や不良部品がクリーニングヘッドに接触して廃棄物回収部に掃き落とされるので、不良部品の回収と中継テーブルのクリーニング作業を同一の機構を用いて一つの動作で行うことができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は本発明の実施の形態のクリーニング装置の側面図、図３は本発明の実施の形態の不良チップの廃棄方法の説明図、図４は本発明の実施の形態のクリーニング方法の説明図である。

最初に電子部品実装装置について図１、図２を参照して説明する。電子部品実装装置１はチップ２を基板３に実装する装置である。チップ２はシリコンウェハを個片化したものであり、ウェハシート４の上面に貼り付けられている。ウェハシート４はウェハシートホルダ５によって外縁に掛けられた張力によって延展した状態にあり、これにより隣り合うチップ２の間には適当な間隔が形成されている。基板３は回路形成面を上向きにした姿勢で基板テーブル６に載置されている。ディスペンサ７はノズル８を備えており、ノズル８から射出したペースト接着剤を回路形成面の所定の箇所に塗布する。ディスペンサ７は昇降装置９の駆動によって鉛直方向において移動し、ノズル８と回路形成面との距離を調節する。ペースト接着剤の塗布位置の調整は、ディスペンサ７を第１の方向に水平移動させる水平移動装置１０と、基板テーブル６を第１の方向と水平面内で直交する第２の方向に水平移動させる水平移動装置１１の駆動制御によって行う。

ピックアップヘッド１２はウェハシート４に貼り付けられているチップ２をノズル１３で吸着し、ウェハシート４から剥ぎ取って中継テーブル１４に移送する。ピックアップヘッド１２は昇降装置１５の駆動によって鉛直方向に移動し、水平移動装置１６の駆動によって第１の方向に水平移動する。

実装ヘッド１７はピックアップヘッド１２によって中継テーブル１４上に置かれたチップ２をノズル１８で吸着し、ペースト接着剤が塗布された基板３に実装する。実装ヘッド１７は昇降装置１９の駆動によって鉛直方向に移動し、水平移動装置２０の駆動によって第１の方向に水平移動する。チップ２の実装位置の調整は、この水平移動装置２０と、基板テーブル６を第２の方向に水平移動させる水平移動装置１１の駆動制御によって行う。

中継テーブル１４はノズル交換装置２１とともに移動テーブル２２上に配置されている。移動テーブル２２は第１の方向においてウェハシートホルダ５と基板テーブル６の間に配置され、水平移動装置２４の駆動によって第２の方向に水平移動する。ノズル交換装置２１には交換用のノズル１３、１８が収納されている。

電子部品実装装置１にはチップ２の位置や形状を認識するためのカメラ２６、２７、２８、２９が備えられている。第１のカメラ２６はウェハシート４に貼り付けられたチップ２を認識する。第１のカメラ２６による認識結果はピックアップヘッド１２の駆動制御に反映され、ピックアップヘッド１２はチップ２の位置や向きに応じてノズル１３の位置および角度を補正して吸着を行う。

第２のカメラ２７は中継テーブル１４に置かれたチップ２を認識する。第２のカメラ２７による認識結果は実装ヘッド１７の駆動制御に反映され、実装ヘッド１７はチップ２の位置や向きに応じてノズル１８の位置および角度を補正して吸着を行う。

第３のカメラ２８は基板３の回路形成面のペースト接着剤の塗布箇所を認識する。第３のカメラ２８による認識結果はディスペンサ７の駆動制御に反映される。第４のカメラ２９は実装ヘッド１７のノズル１８に吸着されているチップ２を認識する。第４のカメラ２９による認識結果は実装ヘッド１７の駆動制御に反映され、実装ヘッド１７はチップ２の位置や向きに応じてノズル１８の位置および角度を補正して実装を行う。

水平移動装置２４は、基台３０によって送りねじ３１を水平に固定し、モータ３２を駆動源とする送りねじ３１の回転によってナット３３が第２の方向に水平移動するように構成されている。移動テーブル２２はナット３３に連結されている。基台３０にはクリーニング装置３４が固定されている。クリーニング装置３４はクリーニングヘッド３５の下部に取り付けられたクリーニングブラシ３６によって中継テーブル１４上の異物や不良チップを廃棄物回収部４１に掃き落とす装置である。クリーニングヘッド３５はピストンロッド３７の先端部（上端部）に連結され、空圧シリンダ３８の駆動によって高さの調整が可能である。クリーニングヘッド３５には集塵室３９が備わっており、外部からの真空吸引によりクリーニングヘッド３５の下方から吸引した異物を捕集する。

中継テーブル１４とノズル交換装置２１は移動テーブル２２上で第２の方向に並んで配置されており、中継テーブル１４は第２のカメラ２７の真下の位置にあるときにクリーニング装置３４に近い方に位置している。中継テーブル１４には第２の方向において隣接する位置に連結具４０廃棄物回収部４１が取り付けられている。廃棄物回収部４１は中継テーブル１４が第２のカメラ２７の真下の位置にあるときにクリーニング装置３４に近い方に位置している。連結具４０は中継テーブル１４の上面と段差なく連続し、廃棄物回収部４１を中継テーブル１４の上面より低い位置で連結している。廃棄物回収部４１は上部が開放された箱であり、中継テーブル１４の上面から落下してきた物体を内側に捕集する。

次に不良チップの廃棄方法について図３を参照して説明する。第２のカメラ２７による中継テーブル１４上のチップ２の認識結果は実装ヘッドの駆動制御に反映されるだけではなく、チップ２の品質確認にも用いられる。チップ２に破損が確認された場合はこれを除去し、基板３に実装されないようにしなければならない。認識の結果、中継テーブル１４上のチップ２が破損の生じた不良チップであると確認されたら、中継テーブル１４上のチップ２とクリーニングブラシ３６が干渉しない高さまでクリーニングヘッド３５を上昇させ（図３ａ）、次に移動テーブル２２を水平移動させ、チップ２を載せたままの中継テーブル１４と廃棄物回収部４１をクリーニングヘッド３５の下を通過させる（図３ｂ）。中継テーブル１４がクリーニングヘッド３５の下を通過したら、中継テーブル１４の上面にクリーニングブラシ３６が接触する高さまでクリーニングヘッド３５を下降させ（図３ｃ）、移動テーブル２２を逆方向に移動させる（図３ｄ）。このとき中継テーブル１４上のチップ２はクリーニングブラシ３６によって堰き止められ、チップ２の下を中継テーブル１４と連結具４０が通過し、チップ２は廃棄物回収部４１に落下する。

次に中継テーブル１４のクリーニング方法について図４を参照して説明する。第２のカメラ２７によるチップ２の認識の結果、チップ２以外の異物４２が中継テーブル１４上に確認された場合は、異物４２がチップ２に付着したり、装置内に紛れ込んだりしないように速やかにこれを除去しなければならない。中継テーブル１４上に異物４２が確認されたら、異物４２とクリーニングブラシ３６が干渉しない高さまでクリーニングヘッド３５を上昇させてから移動テーブル２２を水平移動させ、異物４２を載せたままの中継テーブル
１４と廃棄物回収部４１をクリーニングヘッド３５の下を通過させる（図４ａ）。次に中継テーブル１４の上面にクリーニングブラシ３６が接触する高さまでクリーニングヘッド３５を下降させ、移動テーブル２２を逆方向に移動させる（図４ｂ）。中継テーブル１４上の比較的大きい異物４２ａはクリーニングブラシ３６と干渉して廃棄物回収部４１に掃き落とされるが、微小な異物４２ｂはクリーニングブラシ３６の間を抜けてしまう。このような異物４２ｂは真空吸引により吸い上げて集塵室３９に捕集する（図４ｄ）。また中継テーブル１４の上面に粘着しているような異物については、移動テーブル２２を小刻みに往復移動させ、中継テーブル１４の上面を摺動するクリーニングブラシ３６によって剥ぎ取る（図４ｃ）。剥ぎ取られた異物は集塵室３９もしくは廃棄物回収部４１の何れかに捕集される。

クリーニング装置３４は昇降機能を有するだけで水平移動機能を持たないが、移動テーブル２２の移動経路に配置することで、第２の方向において中継テーブル１４および廃棄物回収部４１と相対的に移動し、中継テーブル１４上の異物４２や不良チップを廃棄物回収部４１に掃き落とすことができる。また微小な異物４２ｂについては吸引によって回収することも可能である。これらはクリーニング装置３４と水平移動装置２４の駆動によって行われ、この間ピックアップヘッド１２と実装ヘッド１７はそれぞれ本来の動作を継続して行うことができる。また、不良チップの廃棄と中継テーブル１４のクリーニングという全く異なる作業を同一の機構を用いて行うことができ、それぞれに別の機構を用意する場合に比べコストやスペースの面で有利である。

本発明はペースト接着剤を塗布した基板に電子部品を実装する分野で有用である。

本発明の実施の形態の電子部品実装装置の斜視図本発明の実施の形態のクリーニング装置の側面図本発明の実施の形態の不良チップの廃棄方法の説明図本発明の実施の形態のクリーニング方法の説明図

符号の説明

１電子部品実装装置
２チップ
３基板
１２ピックアップヘッド
１４中継テーブル
１７実装ヘッド
２０（第１の）水平移動装置
２４（第２の）水平移動装置
２７第２のカメラ
３４クリーニング装置
３５クリーニングヘッド
３６クリーニングブラシ
３８空圧シリンダ
４１廃棄物回収部

Claims

電子部品を吸着して取り出すピックアップヘッドと、
取り出された電子部品を仮置きする中継テーブルと、
仮置きされた電子部品を基板に搭載する実装ヘッドと、
前記ピックアップヘッドと前記実装ヘッドを第１の方向において水平移動させる第１の水平移動装置と、
前記第１の方向と直交する第２の方向において前記中継テーブルの側方に配置された廃棄物回収部と、
前記中継テーブルと前記廃棄物回収部を前記第２の方向において水平移動させる第２の水平移動装置と、
前記中継テーブルと前記廃棄物回収部の移動経路に配置されたクリーニングヘッドと、
前記クリーニングヘッドの下部に装着された清掃具と、
を備え、
前記クリーニングヘッドの下方で前記中継テーブルを水平移動させ、前記中継テーブル上の異物または不良部品を前記清掃具で前記廃棄物回収部に掃き落とすことを特徴とする電子部品実装装置。
前記クリーニングヘッドを鉛直方向において移動させる鉛直移動機構をさらに備え、クリーニング時に前記クリーニングヘッドを下降させ、前記清掃具を前記中継テーブル上に接触させることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
前記クリーニングヘッド側から前記中継テーブル上の異物を吸引して回収することを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品実装装置。
前記中継テーブル上の電子部品を認識するカメラをさらに備え、前記カメラの認識結果から前記中継テーブル上の電子部品が不良部品であることが認識された場合、もしくは前記中継テーブル上に異物が確認された場合に前記中継テーブル上のクリーニングを行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電子部品実装装置。