JP5420483B2 - 部品搬送方法、部品搬送装置及び部品実装装置 - Google Patents

部品搬送方法、部品搬送装置及び部品実装装置 Download PDF

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Description

本発明は、ウエハからベアチップを取り出して搬送する部品搬送方法、部品搬送装置及びこの部品搬送装置を備える部品実装装置に関するものである。
従来から、ダイシングされてウエハステージ上に固定されたウエハからベアチップを取り出し、これを基板上に搬送して直に装着する所謂ベアチップ実装が可能な部品実装装置が知られている。また、ベアチップ及びパッケージ部品の双方の部品を共通の装置上で基板に装着できるようにした複合型の部品実装装置も知られている。
これらの部品実装装置は、取出し対象となるベアチップをウエハの下方から突上げるための突上げ装置（突上げヘッド）と、ベアチップを吸着して搬送するための部品取出用ヘッドとを備えており、前記突上げ装置によりベアチップを突上げ、これによりウエハシートからベアチップを剥離させながら当該ベアチップを部品取出用ヘッドにより吸着することによりウエハからベアチップを取り出す。従って、ウエハからのベアチップの取り出しを継続的に精度良く行うためには、部品取出用ヘッドの駆動系の熱収縮等による経時的な移動誤差を定期的に校正することにより部品取出用ヘッド等の位置決め精度を確保することが必要である。この点に関して、例えば特許文献１には、部品取出用ヘッドと一体に移動するカメラを設けておき、ウエハステージ上に設けられる２つのマークをこのカメラで撮像し、ウエハステージと部品取出用ヘッドとの相対的な位置関係や移動誤差を求めて制御系の校正処理を行うようにした部品実装装置が記載されている。
特開２００５−２７７２７１号公報
上記特許文献１に記載される従来装置によれば、ウエハステージ（ウエハ）に対する部品取出用ヘッドの位置決め精度を良好に確保できる。しかし、ウエハからのヘアチップの取り出しには突上げ装置も重要な役割を果たすため、この突上げ装置の位置決め精度を確保することも重要であるが、この点については上記特許文献１には言及がない。また、近年では、レイアウト上の都合や作業効率の観点からウエハステージを可動とすることも考えられており、この場合には、部品取出用ヘッド、突上げ装置及びウエハステージの相対的な位置決め精度を確保することが重要となる。なお、このように部品取出用ヘッド、突上げ装置及びウエハステージが移動する場合、特許文献１の装置に準じ、これら部品取出用ヘッド等の各々にカメラを搭載して共通のマークを画像認識することにより相互の位置関係を把握することが考えられないではないが、部品取出用ヘッド等の複数の可動要素の各々にカメラを搭載するのは経済的ではない。
本発明は、このような事情に鑑み、ウエハからベアチップを取り出して搬送する部品搬送装置やこれを備える部品実装装置に関して、特に、部品取出用ヘッド、突上げ装置及びウエハステージ等が相互に移動する場合に、簡素な構成でこれらの位置決めを精度良く達成することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、ダイシングされたウエハを所定の作業位置において水平に保持し、かつこのウエハの面と平行なＹ軸方向にのみ移動可能に設けられるウエハ支持部材と、このウエハ支持部材の上方位置においてＹ軸方向に一体的に移動可能に設けられ、かつＹ軸方向と直交する方向であって前記ウエハの面と平行なＸ軸方向にそれぞれ個別に移動可能に設けられる部品認識カメラ及び部品取出用ヘッドと、前記作業位置において前記ウエハ支持部材の下方位置でＸ軸方向にのみ移動可能に設けられる部品突上げ用ヘッドとを備えた部品実装装置を用いて前記ウエハからベアチップを取り出して所定位置に搬送する方法であって、前記ウエハからベアチップを取出して所定位置に搬送する部品搬送工程と、この部品搬送工程に先立ち、当該部品搬送工程において前記ウエハ支持部材、部品突上げ用ヘッド及び部品認識カメラを移動させるときのＸ−Ｙ座標平面上での基準位置をそれぞれ定める基準座標設定工程とを含み、前記部品搬送工程は、前記ウエハ支持部材をＹ軸方向に移動させて取出し対象となるベアチップをＸ軸方向と平行な軸線上であって前記部品突上げ用ヘッドが移動する経路上に配置し、かつ前記部品認識カメラを前記軸線上であって前記取出し対象となるベアチップの上方位置に移動させて当該ベアチップを撮像する部品撮像工程と、前記取出し対象となるベアチップを突上げることが可能となるように前記部品撮像工程の撮像結果に基づき前記部品突上げ用ヘッドおよび前記部品取出用ヘッドをそれぞれ移動させて、前記ベアチップを前記部品突上げ用ヘッドにより突上げる部品突上げ工程と、前記部品突上げ用ヘッドにより突上げられたベアチップを前記部品取出用ヘッドにより保持して所定位置に搬送する部品取出し搬送工程と、を含み、前記基準座標設定工程は、前記ウエハ支持部材に設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第１のマーク撮像工程と、前記部品認識カメラを移動させるときのＸ軸方向の基準座標を前記第１のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｘ軸）設定工程と、前記部品突上げ用ヘッドに設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第２のマーク撮像工程と、前記ウエハ支持部材を移動させるときの基準座標を前記第１、第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める支持部材座標設定工程と、前記部品認識カメラを移動させるときのＹ軸方向の基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｙ軸）設定工程と、前記部品突上げ用ヘッドを移動させるときの基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める突上げヘッド座標設定工程と、を含むものである。
この方法では、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドに設けられた各マークを部品認識カメラにより撮像し、その撮像結果に基づいて部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドの各基準座標を定める。すなわち、部品認識カメラによりウエハ支持部材のマークを撮像、認識することにより（第１のマーク撮像工程）、部品認識カメラとウエハ支持部材との相対的な位置関係を把握でき、部品認識カメラにより部品突上げ用ヘッドのマークを撮像、認識することにより（第２のマーク撮像工程）、部品認識カメラと部品突上げ用ヘッドとの相対的な位置関係を把握できる。また、これら両撮像結果（第１、第２のマーク撮像工程）からウエハ支持部材と部品突上げ用ヘッドとの相対的な位置関係を把握できる。そのため、上記のように部品認識カメラによりウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドに設けられた各マークを撮像し、その撮像結果に基づいて当該部品認識カメラの基準位置を定める方法によれば、ベアチップを画像認識するための共通の部品認識カメラを用いた簡単、かつ合理的な構成で当該部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドの各基準座標を相互に関連づけて定めることが可能であり、部品搬送工程では、このような基準座標に基づいて部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドを移動させることにより当該部品認識カメラ等相互の位置決め精度を高度に保つことが可能となる。
この方法において、前記基準座標設定工程は、さらに、前記部品突上げ用ヘッドを所定位置に配置し、前記部品取出用ヘッド及び前記部品突上げ用ヘッドにそれぞれ設けられる嵌合部を互いに嵌合させることにより当該嵌合状態における前記部品取出用ヘッドの前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の現在位置を求め、かつこの位置を当該部品取出用ヘッドの基準座標位置として定める取出ヘッド座標設定工程を含む。
この方法によれば、部品突上げ用ヘッドとの嵌合により部品取出用ヘッドと当該部品突上げ用ヘッドとを物理的に関連づけた上でその基準座標を定めるため、部品突上げ用ヘッドと部品取出用ヘッドとの位置決め精度がより一層向上する。
なお、上記の部品搬送方法においては、前記ウエハ支持部材に、その中心位置を中心とする円であって既知の半径値を有する円上に並ぶ複数のマークを設けておき、前記第１のマーク撮像工程では、これら複数のマークを前記部品認識カメラにより撮像して前記ウエハ支持部材の中心座標を求め、前記カメラ座標（Ｘ軸）設定工程、前記カメラ座標（Ｙ軸）設定工程、前記支持部材座標設定工程及び突上げヘッド座標設定工程では、前記中心座標に基づいて基準座標をそれぞれ設定するようにするのが好適である。
このようにウエハ支持部材の中心を基準に、部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドの各基準座標を定めるようにすれば、部品突上げ用ヘッドや部品認識カメラの位置決め精度をウエハ面内でより均一化することが可能となる。
一方、本発明の部品搬送装置は、ダイシングされたウエハからベアチップを取り出して搬送する部品搬送装置において、前記ウエハを水平に保持しかつウエハの面と平行なＹ軸方向にのみ移動が可能となるように支持されるウエハ支持部材と、ベアチップを取出すための所定の作業位置を含む領域内で前記ウエハ支持部材をＹ軸方向に移動させるウエハ支持部材駆動手段と、前記作業位置を含む領域の上方位置においてＹ軸方向にのみ移動可能に支持されるフレーム部材と、このフレーム部材をＹ軸方向に移動させるフレーム駆動手段と、前記Ｙ軸方向と直交する方向であって前記ウエハの面と平行なＸ軸方向へ移動可能となるように前記フレーム部材に支持され、前記ベアチップをその上側から撮像する部品認識カメラと、この部品認識カメラをＸ軸方向に移動させるカメラ駆動手段と、前記Ｘ軸方向への移動が可能となるように前記フレーム部材に支持され、前記ウエハからベアチップを取り出す部品取出用ヘッドと、当該部品取出用ヘッドを前記Ｘ軸方向に移動させる部品取出ヘッド駆動手段と、前記作業位置の下方位置においてＸ軸方向と平行な方向にのみ移動可能に支持され、前記ウエハ支持部材に支持され前記ベアチップをその下方から突上げるための部品突上げ用ヘッドと、この部品突上げ用ヘッドをＸ軸方向に移動させる突上げヘッド駆動手段と、ウエハからベアチップを取出して所定位置に搬送する所定の部品搬送工程、及びこの部品搬送工程に先立ち、当該部品搬送工程において前記ウエハ支持部材、部品突上げ用ヘッド及び部品認識カメラを移動させるときのＸ−Ｙ座標平面上での基準位置をそれぞれ定める基準座標設定工程とを実行すべく前記各駆動手段を制御する制御手段と、を備え、この制御手段は、前記部品搬送工程では、前記ウエハ支持部材をＹ軸方向に移動させて取出し対象となるベアチップをＸ軸方向と平行な軸線上であって前記部品突上げ用ヘッドが移動する経路上に配置し、かつ前記部品認識カメラを前記軸線上であって前記取出し対象となるベアチップの上方位置に移動させて当該ベアチップを撮像する部品撮像工程と、前記取出し対象となるベアチップを突上げることが可能となるように前記部品撮像工程の撮像結果に基づき前記部品突上げ用ヘッドおよび前記部品取出用ヘッドをそれぞれ移動させて、前記ベアチップを前記部品突上げ用ヘッドにより突上げる部品突上げ工程と、前記部品突上げ用ヘッドにより突上げられたベアチップを前記部品取出用ヘッドにより保持して所定位置に搬送する部品取出し搬送工程と、を実行し、前記基準座標設定工程では、前記ウエハ支持部材に設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第１のマーク撮像工程と、前記部品認識カメラを移動させるときのＸ軸方向の基準座標を前記第１のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｘ軸）設定工程と、前記部品突上げ用ヘッドに設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第２のマーク撮像工程と、前記ウエハ支持部材を移動させるときの基準座標を前記第１、第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める支持部材座標設定工程と、前記部品認識カメラを移動させるときのＹ軸方向の基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｙ軸）設定工程と、前記部品突上げ用ヘッドを移動させるときの基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める突上げヘッド座標設定工程とを実行するものである。
この部品搬送装置によれば、上述した請求項１に係る部品搬送方法を実施することが可能であり、当該部品搬送方法に基づくベアチップの搬送を自動化することができる。
また、この部品搬送装置において、前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向における前記部品取出用ヘッドの位置を検出可能な位置検出手段をさらに備え、前記部品突上げ用ヘッド及び前記部品取出用ヘッドは、上下方向に互いに嵌合することが可能な嵌合部をそれぞれ備えており、前記制御手段は、前記基準座標設定工程ではさらに、前記嵌合部同士を嵌合させ、前記位置検出手段による前記部品取出用ヘッドの検出位置に基づいて当該部品取出用ヘッドの前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の基準座標を定める取出ヘッド座標設定工程を実行するものである。
この部品搬送装置によれば、上述した請求項２に係る部品搬送方法を実施することが可能であり、当該部品搬送方法に基づくベアチップの搬送を自動化することができる。
さらに、上記の部品搬送装置において、前記ウエハ支持部材は、その中心位置を中心とする円であって既知の半径値を有する円上に並ぶ複数のマークを備えており、前記制御手段は、前記第１のマーク撮像工程では、これら複数のマークを前記部品認識カメラにより撮像して前記ウエハ支持部材の中心座標を求め、前記カメラ座標（Ｘ軸）設定工程、前記カメラ座標（Ｙ軸）設定工程、前記支持部材座標設定工程及び突上げヘッド座標設定工程では、前記中心座標に基づいて基準座標をそれぞれ設定するものである。
この部品搬送装置によれば、上述した請求項３に係る部品搬送方法を実施することが可能であり、当該部品搬送方法に基づくベアチップの搬送を自動化することができる。
一方、本発明に係る部品実装装置は、ダイシングされたウエハからベアチップを取出して基板上に装着する部品実装装置であって、上述した部品搬送装置を備え、この部品搬送装置の前記部品取出用ヘッドにより、前記ウエハから取出したベアチップをそのまま前記基板上に搬送して装着するように構成されているものである。
また、ダイシングされたウエハからベアチップを取出して基板上に装着する部品実装装置であって、上述した部品搬送装置と、この部品搬送装置の前記部品取出用ヘッドにより前記ウエハから取出されたベアチップを受け取り、当該ベアチップを前記基板上に搬送して実装する部品実装用ヘッドとを備えているものである。
これらの部品実装装置によれば、部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッド等の相互の位置決め精度を高度に保つことが可能であり、これによりウエハからのベアチップの取出しを円滑、かつ正確に行いながら基板上に実装することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、ベアチップを画像認識するための共通の部品認識カメラを用いた簡単、かつ合理的な構成で当該部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドの各基準座標を相互に関連付けて定めることが可能であり、これによりウエハからベアチップを取り出す際には、部品認識カメラ、ウエハ支持部材及び部品突上げ用ヘッドの位置決めを精度良く行わせることができる。
本発明に係る部品実装装置の全体構成を示す平面図である。 部品実装装置の構成を示す要部模式図（斜視図）である。 部品実装装置の制御系を示すブロック図である。 部品実装動作の制御フローチャートである。 部品実装動作の動作説明図である。 キャリブレーション動作の制御フローチャートである。 キャリブレーション動作の制御フローチャートである。 ウエハテーブルの要部を示す平面図である。 ヘッドおよび部品突上げ用ヘッドを示す要部断面図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。
図１は、本発明にかかる部品実装装置（本発明にかかる部品搬送装置が適用される部品実装装置）の全体構成を平面図で概略的に示している。なお、方向関係を明確にするために図中には適宜ＸＹＺ直角座標軸を示している。Ｘ軸方向は水平面と平行な方向であり、Ｙ軸方向は水平面上でＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向はＸ軸、Ｙ軸にそれぞれ直交する方向である。
この図に示す部品実装装置は、ダイシングされたウエハＷからベアチップを取り出して基板上に実装（装着）するとともに、部品供給装置により供給されるパッケージ部品等を基板上に実装することが可能な所謂複合型の部品実装装置である。
この部品実装装置は、同図に示すように、基台１と、所定の実装作業位置にプリント配線板Ｐ（以下、基板Ｐという）を搬入、搬出するためのコンベア対２と、第１、第２の部品供給部４、５と、基板Ｐ上に部品を実装するための部品実装機構と、ダイシングされたウエハＷが収納されるウエハ収納部１０と、このウエハ収納部１０からウエハＷを引き出して支持するウエハ支持装置１２と、ウエハＷからベアチップを取り出して前記部品実装機構に受け渡すチップ取出し装置１４とを含む。なお、当例では、ウエハ支持装置１２及びチップ取出し装置１４が本発明の部品搬送装置に相当する。
前記コンベア対２は、基板Ｐを搬送するコンベア本体と、このコンベア本体上で基板Ｐを持ち上げて位置決めする図外の位置決め機構とを含み、同図の右側から左側に向かって基板Ｐをほぼ水平姿勢でＸ軸方向に搬送し、所定の実装作業位置に基板Ｐを位置決め固定する。当例では、コンベア対２による搬送経路上であってＸ軸方向に所定間隔だけ離間する位置（図中の基板Ｐの位置）がそれぞれ実装作業位置とされる。なお、以下の説明では、適宜、これら実装作業位置のうち基板Ｐの搬送方向上流側の位置を第１作業位置と、下流側の位置を第２作業位置と称す。
第１、第２の部品供給部４，５は、前記コンベア対２を挟んで互いに反対側の位置に設けられている。具体的は、部品供給部４、５のうち第１部品供給部４はコンベア対２に対して前側（装置の前側：同図では下側）に、第２部品供給部５は後側に設けられている。
第１部品供給部４は、同図に示すようにＸ軸方向に分割されており、これらの間にはウエハ収納部１０が配置されている。第１部品供給部４は、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等のチップ部品を供給するもので、この第１部品供給部４には、例えばテープフィーダ４ａ等の部品供給装置がコンベア対２に沿って並列に配置されている。各テープフィーダ４ａは、前記トランジスタ等のチップ部品を所定間隔で収納、保持したテープが巻回されるリールと、このリールを保持する保持部材と、前記リールからテープを引出しながらフィーダ先端の部品供給位置に部品を送り出す部品送り機構等とを含み、実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの後記部品実装用ヘッドにより部品供給位置において部品をピックアップさせるとともに、このピックアップに伴い次の部品を部品供給位置に繰り出すように構成されている。なお、第１部品供給部４は、前記テープフィーダ４ａの代わりに、半導体パッケージ等の大型のパッケージ部品を載置したトレイを設置することも可能であり、この場合には、部品実装用ヘッドにより当該トレイ上から直接パッケージ部品がピックアップされる。
第２部品供給部５は、ベアチップを供給するものである。この第２部品供給部５には、ダイシングされたウエハＷがウエハ支持装置１２に支持された状態で配置され、このウエハＷからチップ取出し装置１４によりベアチップが取り出される。
部品実装機構は、各部品供給部４、５において供給される部品を基板Ｐ上に実装するものであり、コンベア対２の上方位置においてそれぞれ水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動することが可能な２つの実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂ（第１実装用ヘッドユニット６Ａ、第２実装用ヘッドユニット６Ｂという）と、これらを個別に駆動する駆動手段とを含む。
これら実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂのうち第１実装用ヘッドユニット６Ａは、基台１上のうち主に第１作業位置を含む上流側の領域を可動領域としてこの領域内でのみ移動可能とされ、他方、第２実装用ヘッドユニット６Ｂは、基台１上のうち主に第２作業位置を含む下流側の領域を可動領域としてこの領域内でのみ移動可能となっている。各実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂは、Ｘ軸方向に並ぶ２つの部品実装用ヘッド（図示省略）をそれぞれ備えており、前記テープフィーダ４ａによって供給される部品をこれら部品実装用ヘッドにより吸着して基板Ｐ上に実装するとともに、チップ取り出し装置１４により前記ウエハＷから取り出されるベアチップをこれら部品実装用ヘッドで吸着して基板Ｐ上に実装する。これにより、トランジスタ，コンデンサ等の部品とベアチップとの双方が基板Ｐ上に実装される。
実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの各駆動手段については、詳しく図示していないが、当該駆動手段は、実装用ヘッドユニット６Ａ，６ＢをそれぞれＸ軸方向に移動可能に支持する支持部材７と、この支持部材７をＹ軸方向に移動可能に支持する固定レールと、支持部材７に対して実装用ヘッドユニット６Ａ，６ＢをＸ軸方向に移動させるためのモータ及びボールねじ軸の組合せからなる移動機構と、支持部材７を前記固定レールに沿ってＹ軸方向に移動させるためのモータ及びボールねじ軸の組合せからなる移動機構とをそれぞれ含む。
なお、基台１上であって実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂそれぞれの可動領域内には、部品認識用の固定カメラ６６Ａ、６６Ｂが配置されている。これら固定カメラ６６Ａ、６６Ｂは、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えるカメラであり、各実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの各部品実装用ヘッドにより吸着されている部品を下側から撮像して、その画像信号を後記制御装置７０に出力するものである。
前記ウエハ支持装置１２は、ウエハ収納部１０に収納されているウエハＷを第２部品供給部５に引き出してチップ取出し装置１４によるベアチップの取り出しが可能となるように支持するものである。
このウエハ支持装置１２は、ウエハＷを支持するウエハステージ２０（本発明のウエハ支持部材に相当する）と、これを基台１上においてＹ軸方向に移動可能に支持する一対の固定レール２２と、ウエハステージ２０を当該固定レール２２に沿って移動させるための駆動手段（本発明のウエハ支持部材駆動手段に相当する）とを含む。この駆動手段は、前記固定レール２２と平行に延びかつウエハステージ２０のナット部分に螺合挿入されるボールねじ軸２４とこれを回転駆動するためのステージ駆動モータ２６とを含み、この構成により、コンベア対２に支持される基板Ｐの下方位置を通って、前記ウエハステージ２０が前記第２部品供給部５の所定の部品取出作業位置と前記ウエハ収納部１０近傍のウエハ受取位置（図中二点鎖線で示す位置）との間を移動する。
ここで、前記ウエハ収納部１０は、ダイシングされた複数毎のウエハＷを収容するものである。このウエハ収納部１０は、ウエハＷが保持された略円環状のホルダＷｈを上下複数段に収容するラック（図２参照）と、このラックを昇降駆動する駆動手段とを含み、前記ラックの昇降に伴い所望のウエハＷを、前記ウエハステージ２０に対して出し入れ可能な所定の出し入れ高さ位置に配置する。他方、前記ウエハステージ２０は、ウエハＷの出し入れ機構を備えている。この出し入れ機構は、ウエハステージ２０が前記ウエハ受取位置に配置された状態で、前記出し入れ高さ位置に配置された前記ラック内のウエハＷ（ホルダＷｈ）をウエハ収納部１０からウエハステージ２０上に引き出すとともに、ウエハステージ２０上のウエハＷをラック内に収容する（戻す）ことが可能に構成されている。ウエハ収納部１０に収容されている各ウエハＷは、それぞれベアチップがフェイスアップ状態、すなわち回路形成面（基板Ｐに対する実装面）が上向きとなるようにウエハシート上に貼着され、このウエハシートを介してホルダＷｈにより保持されている。
このように、ウエハ支持装置１２は、ウエハ収納部１０に対してウエハＷを出し入れしながら当該ウエハＷを第２部品供給部５の部品取出作業位置に配置する。
なお、ウエハステージ２０には、図８に示すように、その中央部に上下方向（Ｚ軸方向）に貫通する開口部２０ａが形成されており、この開口部２０ａの周囲には一対の位置決めピン２１ａ、２１ｂが立設されている。他方、ホルダＷｈにはこれら位置決めピン２１ａ、２１ｂに嵌合可能な切欠き部が形成されており、ホルダＷｈは、当該切欠き部が前記位置決めピン２１ａ、２１ｂに嵌合するように前記出し入れ機構によりウエハステージ２０上に引き込まれることにより当該ウエハステージ２０に対して位置決めされる。各位置決めピン２１ａ、２１ｂは、ウエハステージ２０の中心位置、つまり上記開口部２０ａの中心位置を中心とする共通の円周上に設けられおり、ウエハＷはその中心がウエハステージ２０の中心位置と一致するようにホルダＷｈ及び位置決めピン２１ａ、２１ｂを介して当該ウエハステージ２０に位置決めされる。
前記チップ取出し装置１４は、図１及び図２に示すように、チップ突上げ装置１４Ａとチップ搬送装置１４Ｂとを含む。
このチップ突上げ装置１４Ａは、第２部品供給部５に配置されている。このチップ突上げ装置１４Ａは、部品取出作業位置に配置されたウエハステージ２０上のウエハＷのうち、取出し対象となるベアチップをその下側から突上げることにより、当該ベアチップをウエハシートから剥離させながら持ち上げるものである。
このチップ突上げ装置１４Ａは、一対の突上げピン３２ａ，３２ｂ（適宜、第１突上げピン３２ａ、第２突上げピン３２ｂという）を備えた突上げヘッド３０（本発明の部品突上げ用ヘッドに相当する）と、これを基台１上においてＸ軸方向に移動可能に支持する固定レール３４と、突上げヘッド３０を当該固定レール３４に沿って移動させるための駆動手段（本発明の突上げ用ヘッド駆動手段に相当する）とを含む。この駆動手段は、前記固定レール３４と平行に延びかつ突上げヘッド３０に螺合挿入される図外のボールねじ軸とこれを回転駆動するための突上げヘッド駆動モータ３６（図３に示す）とを含み、この構成により、ウエハステージ２０上に支持されているウエハＷに対し、突上げヘッド３０がＸ軸方向の任意の位置に移動することが可能となっている。
前記突上げヘッド３０の各突上げピン３２ａ，３２ｂは、上下方向に延び、それぞれ図外のアクチュエータ（エアシリンダ等）により個別に昇降駆動される。つまり、ウエハステージ２０の前記開口部２０ａの内側にこれら突上げピン３２ａ，３２ｂが配置された状態で、当該突上げピン３２ａ，３２ｂが上昇駆動されることによりベアチップを突上げる。
前記チップ搬送装置１４Ｂは、チップ突上げ装置１４Ａにより突上げられたベアチップを吸着して前記実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂに受け渡すものである。
このチップ搬送装置１４Ｂは、チップ取出用ヘッドユニット４０及び部品認識用の移動カメラ５０（本発明の部品認識カメラに相当する）と、これらを第２部品供給部５の上方位置において水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させるための駆動手段とを含む。この駆動手段は、以下のような構成を有する。
すなわち、第２部品供給部５の上方位置には、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配置されかつＹ軸方向に互いに平行に延びる一対の高架の固定レール５２と、これらレール５２上に移動可能に支持されてＸ軸方向に延びるフレーム部材４６と、各固定レール５２に近接する位置に配置されてＹ軸方向に延び、かつ前記フレーム部材４６のナット部分にそれぞれ螺合挿入される一対のボールねじ軸５４と、これらボールねじ軸５４を回転駆動する一対のフレーム駆動モータ５６とが設けかれている。前記フレーム部材４６には、その前側に固定されてＸ軸方向に延びる第１レール（図示省略）と、後側に固定されてＸ軸方向に延びる第２レール（図示省略）とが設けられ、前記第１レールに前記チップ取出用ヘッドユニット４０が、前記第２レールに前記移動カメラ５０がそれぞれ移動可能に支持されている。そして、前記フレーム部材４６に、Ｘ軸方向に延びて前記チップ取出用ヘッドユニット４０に螺合挿入されるボールねじ軸（図示省略）と、このボールねじ軸を回転駆動するヘッドユニット駆動モータ６０と、Ｘ軸方向に延びて前記移動カメラ５０に螺合挿入されるボールねじ軸（図示省略）と、このボールねじ軸を回転駆動するカメラ駆動モータ６２とが備えられている。すなわち、この駆動手段は、前記各フレーム駆動モータ５６の作動によりフレーム部材４６を固定レール５２に沿って移動させ、このフレーム部材４６の移動に伴いチップ取出用ヘッドユニット４０及び移動カメラ５０を一体的にＹ軸方向に移動させる。また、前記ヘッドユニット駆動モータ６０の作動によりフレーム部材４６の前側の位置で前記チップ取出用ヘッドユニット４０をＸ軸方向に移動させるとともに、カメラ駆動モータ６２の作動によりフレーム部材４６の後側の位置で前記移動カメラ５０をＸ軸方向に移動させる。これによりチップ取出用ヘッドユニット４０及び移動カメラ５０が第２部品供給部５の上方位置において水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能となっている。なお、当例では、前記ボールねじ軸５４及びフレーム駆動モータ５６等が本発明のフレーム駆動手段に相当し、カメラ駆動モータ６２及び図外のボールねじ軸等が本発明のカメラ駆動手段に相当し、ヘッドユニット駆動モータ６０及び図外のボールねじ軸等が本発明の部品取出ヘッド駆動手段に相当する。
前記チップ取出用ヘッドユニット４０のＸ−Ｙ方向における可動領域と前記実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの同可動領域とは一部重複しており、これにより、後述するようにチップ取出用ヘッドユニット４０から実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂへのベアチップの受渡しが可能となっている。なお、チップ取出用ヘッドユニット４０、移動カメラ５０及びこれらの上記駆動手段は、実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂ及びこれらの駆動手段よりも下方に位置しており、従って、チップ取出用ヘッドユニット４０等の可動領域と各実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの可動領域とは上記のように一部重複するが、チップ取出用ヘッドユニット４０と実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂとが互いに干渉することは無い。
チップ取出用ヘッドユニット４０は、一対のウエハヘッド４２ａ，４２ｂ（第１ウエハヘッド４２ａ、第２ウエハヘッド４２ｂという；本発明の部品取出用ヘッドに相当する）を備えている。
これらウエハヘッド４２ａ，４２ｂは、ドラム型のヘッドである。すなわち、各ウエハヘッド４２ａ，４２ｂは、Ｘ軸方向と平行な軸線回りに回転が可能で、かつ上下方向への移動（昇降）が可能となるようにチップ取出用ヘッドユニット４０のフレーム部分に支持されるヘッド本体と、その外周面上に設けられる部品吸着用の一対のノズル４４とを有する。
第１ウエハヘッド４２ａの各ノズル４４は、上下真逆の位置、すなわち一方側のノズル４４が真下に向くときに他方側のノズル４４が真上を向くように設けられており、ウエハヘッド駆動モータ６４により回転駆動されることにより、この回転に伴い各ノズル４４の位置が交互に入れ替わる。また、図外の駆動モータの駆動によりノズル４４を含む第１ウエハヘッド４２ａ全体が昇降する。第２ウエハヘッド４２ｂも同様の構成である。なお、これらウエハヘッド４２ａ，４２ｂのノズル４４同士の間隔（Ｘ軸方向の間隔）は、各実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂに搭載される前記部品実装用ヘッドの間隔と同間隔とされている。これにより、各ウエハヘッド４２ａ，４２ｂから第１実装用ヘッドユニット６Ａ（又は第２実装用ヘッドユニット６Ｂ）の各部品実装用ヘッドに対して同時にベアチップの受渡しが可能となっている。
移動カメラ５０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えるカメラであり、ウエハＷからのベアチップの取り出しに先立ち、取り出し対象となるベアチップを撮像し、その画像信号を後記制御装置７０に出力するものである。また、この移動カメラ５０は、後述するキャリブレーション処理時にウエハステージ２０上のマーク等の撮像も行う。
図３は、この部品実装装置の制御系をブロック図で示している。同図に示すように、この部品実装装置は、ＣＰＵや各種メモリ、ＨＤＤ等からなる制御装置７０（本発明の制御手段に相当する）を備えている。この制御装置７０には、前記各モータ２６，３６，５６，６０，６２，６４、前記移動カメラ５０及び固定カメラ６６Ａ，６６Ｂ等がそれぞれ電気的に接続されており、これにより各部の動作が前記制御装置７０によって統括的に制御される。また、この制御装置７０には、図外の入力装置が電気的に接続されており、オペレータによる各種情報がこの入力装置の操作に基づき入力されるとともに、前記各モータ２６，３６，５６，６０，６２，６４に内蔵される図外のエンコーダ等の位置検出手段からの出力信号も入力される。
この制御装置７０は、その機能要素として、上記各モータ２６，３６，５６，６０，６２，６４の駆動を制御する軸制御部７３と、前記各カメラ５０，６６Ａ，６６Ｂからの画像信号に所定の処理を施す画像処理部７４と、図外のセンサからの信号の入力および各種制御信号の出力等を制御するＩ／Ｏ処理部７５と、外部装置との通信を制御する通信制御部７６と、実装プログラム等の各種プログラムや各種データを記憶する記憶部７２と、これら各部７２〜７６を統括的に制御するとともに、各種の演算処理を実行する主演算部７１とを含んでいる。
そして、この制御装置７０は、ウエハ支持装置１２、チップ取出し装置１４及び実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂ等を制御することにより、すなわち前記各モータ２６，３６，５６，６０，６２，６４等を、予め定められたプログラムに基づいて制御することにより、ウエハ収納部１０に対するウエハＷの出し入れ、ウエハＷからのベアチップの取り出し及び実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂによる部品の実装等の一連の動作（部品実装動作）を実行させるとともに、所定のタイミングで、ウエハステージ２０、突上げヘッド３０及びウエハヘッド４２ａ，４２ｂ等の作動時の基準となる基準座標を校正するキャリブレーション動作を実行させる。
以下、この制御装置７０による部品実装動作の制御とキャリブレーション動作の制御について説明する。まず、部品実装動作の制御について説明する。
図４は、制御装置７０による部品実装動作の制御を示すフローチャートであり、図５は、このフローチャートに沿った部品実装動作の各部の動きを示す部品実装装置の時系列図である。
実装動作が開始されると、制御装置７０は、ウエハ支持装置１２を制御することによりウエハ収納部１０からウエハＷを引出して第２部品供給部５に配置する（ステップＳ１）。具体的には、ステージ駆動モータ２６を駆動することによりウエハステージ２０をウエハ受取位置に移動させ、前記出し入れ機構によりウエハＷ（ホルダＷｈ）をウエハ収納部１０からウエハステージ２０上に引出した後、当該ウエハステージ２０を第２部品供給部５に移動させる。これによりウエハＷを第２部品供給部５の部品取出作業位置に配置する。この際、制御装置７０は、ウエハＷ内のベアチップのうち取り出し対象となるベアチップが突上げヘッド３０の前記突上げピン３２ａ，３２ｂの移動経路上に位置するようにウエハステージ２０を移動させる。
ウエハＷが部品取出位置に配置されると、制御装置７０は、チップ搬送装置１４Ｂを制御し、移動カメラ５０をウエハＷの上方位置に移動させる。具体的には、フレーム駆動モータ５６を駆動することによりフレーム部材４６をＹ軸方向に、カメラ駆動モータ６２を駆動することにより移動カメラ５０をＹ軸方向にそれぞれ移動させ、これにより取り出し対象（吸着対象）となるベアチップの上方位置に移動カメラ５０を配置する。そして、当該移動カメラ５０にこのベアチップを撮像させ、この画像データに基づき当該ベアチップの位置を求める（ステップＳ２；図５（ａ））。この場合、制御装置７０は、必要に応じて複数のベアチップを一度に、又は連続して移動カメラ５０に撮像させる。
次に、制御装置７０は、移動カメラ５０による撮像結果に基づき、チップ取り出し装置１４（チップ突上げ装置１４Ａ及びチップ搬送装置１４Ｂ）及びウエハ支持装置１２を制御し、突上げヘッド３０及びチップ取出用ヘッドユニット４０と取り出し対象となるベアチップとを相互に位置決めする（ステップＳ３）。具体的には、突上げヘッド駆動モータ３６を駆動することにより突上げヘッド３０をＸ軸方向に移動させるとともに、ステージ駆動モータ２６を駆動することによりウエハステージ２０をＹ軸方向に移動させる。これにより突上げヘッド３０の突上げピン３２ａ，３２ｂを取り出し対象となるベアチップの下方位置に移動させる。また、フレーム駆動モータ５６を駆動することによりフレーム部材４６をＹ軸方向に移動させるとともに、ヘッドユニット駆動モータ６０を駆動することによりチップ取出用ヘッドユニット４０をＸ軸方向にそれぞれ移動させ、これによりウエハヘッド４２ａ，４２ｂをベアチップの上方位置に移動させる。
そして、制御装置７０は、前記突上げピン３２ａ，３２ｂを駆動する（上昇させる）ことにより当該ベアチップをその下側から突上げる一方で、ウエハヘッド４２ａ，４２ｂを下降させ、これにより当該ベアチップをノズル４４により吸着させる（ステップＳ４；図５（ｂ））。これによりウエハＷからのベアチップの取り出しを行う。
次に、制御装置７０は、チップ搬送装置１４Ｂを制御することにより所定の部品受渡し位置にチップ取出用ヘッドユニット４０を移動させるとともに、部品実装機構を制御することにより実装用ヘッドユニット６Ａ（又は６Ｂ）を前記部品受渡し位置に移動させる（ステップＳ５；図５（ｃ））。これにより部品受渡し位置においてチップ取出用ヘッドユニット４０と実装用ヘッドユニット６Ａ（又は６Ｂ）とを上下に配置する。なお、部品受渡し位置は、各実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの可動領域内にそれぞれ定められており、図５（ｃ）の例は、第１実装用ヘッドユニット６Ａにベアチップを受渡す場合を示している。
チップ取出用ヘッドユニット４０及び実装用ヘッドユニット６Ａ（６Ｂ）が部品受渡し位置に配置されると、制御装置７０は、ウエハヘッド４２ａ，４２ｂを回転させ、これにより各ノズル４４に吸着されるベアチップを反転（フェイスダウンの状態に反転）させた後、当該ベアチップを実装用ヘッドユニット６Ａ（６Ｂ）の各部品実装用ヘッドにより吸着させる（ステップＳ６）。これによりチップ取出用ヘッドユニット４０から実装用ヘッドユニット６Ａ（６Ｂ）へのベアチップの受渡しを行う。
次に、制御装置７０は、実装用ヘッドユニット６Ａ（６Ｂ）を固定カメラ６６Ａ上に移動させ、各部品実装用ヘッドに吸着されたベアチップを当該固定カメラ６６Ａに撮像させるとともに、その画像データに基づき各部品実装用ヘッドに対するベアチップの吸着ずれを演算する（ステップＳ７；図５（ｄ））。そして、制御装置７０は、実装用ヘッドユニット６Ａ（６Ｂ）を基板Ｐ上に移動させ、所定の実装位置で部品実装用ヘッドを下降させることによりベアチップを当該基板Ｐ上に実装する（ステップＳ８、Ｓ９；図５（ｅ））。
なお、当例では、上記ステップＳ１，Ｓ２が本発明の部品撮像工程に相当し、ステップＳ３が本発明の部品突上げ工程に相当し、ステップＳ４，Ｓ５が本発明の部品取出し搬送工程に相当し、上記ステップＳ１〜Ｓ５が本発明の部品搬送工程に相当する。
以上、制御装置７０による部品実装動作の制御について説明したが、このフローチャートに示す制御は、最も基本的な部品実装動作の制御例である。つまり、実際の基板Ｐの生産時には、より効率的に基板Ｐを生産すべく、制御装置７０は、ウエハ支持装置１２によるウエハＷの出し入れ動作、チップ取出し装置１４によるベアチップの取出動作、及び各実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの実装動作等の複数の動作の一部を並行して実行する。
なお、上記のようにウエハステージ２０、突上げヘッド３０、チップ取出用ヘッドユニット４０及び移動カメラ５０の相互動作によりベアチップをウエハＷから取り出す当該部品実装装置では、これらのＸ−Ｙ平面内での位置決め精度を高度に保つことがウエハＷからベアチップを正確に取り出して部品実装用ヘッドに受け渡す上で重要となる。この部品実装装置では、制御用のＸ−Ｙ座標系においてウエハステージ２０等を制御する際の基準座標（下記（１）〜（４））を予め定めておき、この基準座標を原点位置としてウエハステージ２０等を駆動制御するものであるが、制御装置７０は、この基準座標を校正するためのキャリブレーション動作（本発明の基準座標設定工程に相当する）を所定タイミングで実行するようになっている。
（１）ウエハステージ２０の基準座標（Ｙａ）
（２）突上げヘッド３０の基準座標（Ｘｂ）
（３）移動カメラ５０の基準座標（Ｘｃ，Ｙｃ）
（４）チップ取出用ヘッドユニット４０の基準座標
第１ウエハヘッド４２ａの基準座標（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｒｄ）
第２ウエハヘッド４２ａの基準座標（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｒｅ）
以下、このキャリブレーション動作について説明する。
図６、図７は、制御装置７０によるキャリブレーション動作の制御を示すフローチャートである。このキャリブレーション動作は、例えばその日の生産開始前など、予めプログラムされたタイミングで定期的に（又は不定期に）実行されるが、オペレータによる指示入力操作に基づいて実行されるようにしてもよい。
この動作制御が開始されると、制御装置７０は、現在記憶されている基準座標（現在の座標系）に基づき移動カメラ５０をその可動領域におけるＹ軸方向の末端位置に移動させる（ステップＳ１１）。当例では、装置前側（コンベア対２側）の末端位置に移動させる。
次に、制御装置７０は、現在の基準座標に基づき、ウエハステージ２０上に設けられる第１マークＭ１と移動カメラ５０の画像中心（視野中心）とが一致する位置に、当該移動カメラ５０及びウエハステージ２０を移動させ、移動カメラ５０により当該第１マークＭ１を撮像させる（ステップＳ１３、Ｓ１５）。この際、移動カメラ５０はＸ軸方向にのみ移動させる。当例では、ウエハステージ２０上に設けられる前記一対の位置決めピン２１ａ、２１ｂのうちの一方側のピンの先端面を第１マークＭ１としている（図８参照）。
制御装置７０は、この画像データに基づき移動カメラ５０の画像中心と第１マークＭ１とのずれを求め、ずれがある場合には、そのずれが解消される位置に移動カメラ５０及びウエハステージ２０を移動させた上で、そのときの移動カメラ５０のＸ軸方向の位置座標（座標ｘ１）及びウエハステージ２０のＹ軸方向の位置座標（座標ｙ１）を記憶する（ステップＳ１７、Ｓ１９）。この際、制御装置７０は、ステージ駆動モータ２６及びカメラ駆動モータ６２の各位置検出手段からの出力に基づき各座標位置を求める。なお、この例では、移動カメラ５０の画像中心と第１マークＭ１との位置にずれが有る場合、実際に移動カメラ５０及びウエハステージ２０を移動させ、そのときの各位置検出手段からの出力に基づいて上記座標位置を求めているが、勿論、上記画像データに基づき当該座標位置を演算で求めるようにしてもよい。
次に、制御装置７０は、現在の基準座標に基づき、ウエハステージ２０上に設けられる第２マークＭ２に対してステップＳ１３〜ステップＳ１９と同様の動作を実行し、そのときの移動カメラ５０のＸ軸方向の位置座標（座標ｘ２）及びウエハステージ２０のＹ軸方向の位置座標（座標ｙ２）を記憶する（ステップＳ２１〜Ｓ２７）。当例では、ウエハステージ２０上の前記位置決めピン２１ａ、２１ｂのうち第１マークＭ１とは異なる側のピンの先端面を第２マークＭ２とする（図８参照）。
こうして各マークＭ１，Ｍ２の座標データを取得すると、制御装置７０は、ステップＳ１９，Ｓ２７で取得した座標データに基づき下記数１，２に基づきこれらマークＭ１、Ｍ２が位置する円の中心、つまりウエハステージ２０の中心の座標（Ｘ、Ｙ）を求める（ステップＳ２９）。
（数１）ｒ２＝（Ｘ−ｘ２）２＋（Ｙ−ｙ２）２
（数２）ｒ２＝（Ｘ−ｘ２）２＋（Ｙ−ｙ２）２
ここで、ｒは、マークＭ１、Ｍ２（位置決めピン２１ａ、２１ｂ）が位置する円の半径値であり設計上の、予め決まった値である。
ウエハステージ２０の中心位置の座標が求まると、制御装置７０は、その座標（Ｘ、Ｙ）に基づき、そのＸ座標を移動カメラ５０のＸ軸方向の新たな基準座標（Ｘｃ）として決定し、Ｙ座標をウエハステージ２０の新たな基準座標（Ｙａ）として決定する（ステップＳ３１）。
次に、制御装置７０は、移動カメラ５０をＸ軸方向に移動させ、当該移動カメラ５０を、その画像中心とステップＳ３１で決定した基準座標（Ｘｃ）とが一致する位置に配置するとともに、ウエハステージ２０をＹ軸方向に移動させ、当該ウエハステージ２０を、その中心位置とステップＳ３１で決定した基準座標（Ｙａ）とが一致する位置に配置する（ステップＳ３３）。
次に、制御装置７０は、現在の基準座標に基づいて、突上げヘッド３０をＸ軸方向に移動させ、当該突上げヘッド３０を、その第１突上げピン３２ａの中心位置とウエハステージ２０の中心位置とがＸ軸方向において一致する位置に配置した後、移動カメラ５０により第１突上げピン３２ａの先端を撮像させる（ステップＳ３５，Ｓ３７）。なお、突上げピン３２ａ，３２ｂの先端には図９に示すように、チップ取出用ヘッドユニット４０のノズル４４先端が嵌合することが可能な嵌合用凹部３３が形成されるとともに、その内底面のノズル中心位置にマークＭ３が設けられており、ステップＳ３７の処理では、このマークＭ３が撮像される。すなわち、当実施形態では、ノズル４４及び嵌合用凹部３３が本発明の嵌合部に相当する。
制御装置７０は、この画像データに基づき、移動カメラ５０の画像中心と第１突上げピン３２ａ（マークＭ３）のＸ軸方向のずれを求め、ずれがある場合には、突上げヘッド３０をＸ軸方向に移動させてそのずれが解消される位置に当該突上げヘッド３０を配置するとともに、同様に移動カメラ５０の画像中心と第１突上げピン３２ａのＹ軸方向のずれを求め、ずれがある場合には、移動カメラ５０をＹ軸方向に移動させてそのずれが解消される位置に当該移動カメラ５０を配置する（ステップＳ３９）。
そして、制御装置７０は、このときの突上げヘッド３０のＸ軸方向の位置座標を当該突上げヘッド３０の基準座標（Ｘｂ）として決定するとともに、移動カメラ５０のＹ軸方向の位置座標を当該移動カメラ５０のＹ軸方向の基準座標（Ｙｃ）として決定する（ステップＳ４１）。また、制御装置７０は、ステップＳ３１の処理において決定したウエハステージ２０の基準座標（Ｙａ）から、ステップ３９のずれ補正において移動カメラ５０を移動させた量（Ｙ軸方向の移動量）を減算した座標位置を求め、この位置をウエハステージ２０の基準座標（Ｙａ）とすることにより、ステップＳ３１の処理で決定した当該基準座標（Ｙａ）を補正する（ステップＳ４３）。
制御装置７０は、現在の基準座標に基づいて、チップ取出用ヘッドユニット４０を移動させ、その第１ウエハヘッド４２ａの中心が突上げヘッド３０の前記第１突上げピン３２ａの中心と一致する位置にチップ取出用ヘッドユニット４０を配置した後、第１ウエハヘッド４２ａの一方側のノズル４４（下に向いたノズル４４）第１突上げピン３２ａの前記嵌合用凹部３３に嵌合させる（ステップＳ４５，Ｓ４７）。この場合には、嵌合用凹部３３に確実にノズル４４が嵌合するように、例えばオペレータが制御装置７０に指示を与えることによりチップ取出用ヘッドユニット４０の位置を微調整するようにしてもよい。
ノズル４４の第１突上げピン３２ａへの嵌合が完了すると、制御装置７０は、そのときの第１ウエハヘッド４２ａのノズル４４の座標位置、及び第１ウエハヘッド４２ａの回転角度位置（Ｘ軸方向と平行な軸線回りの回転角度位置）を当該第１ウエハヘッド４２ａの基準座標（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｒｄ）として決定する（ステップＳ４９）。
次に、制御装置７０は、ステップＳ４９で決定した第１ウエハヘッド４２ａの基準座標（Ｘｄ，Ｙｄ，Ｒｄ）と、第１、第２ウエハヘッド４２ａ，４２ｂの既知の位置関係とに基づいて、第２ウエハヘッド４２ｂのＸ軸及びＹ軸方向の基準座標（Ｘｅ，Ｙｅ）を求める（ステップＳ５１）。また、制御装置７０は、チップ取出用ヘッドユニット４０を基台１上に設けられる図外の固定カメラ上に移動させて当該固定カメラにより各ウエハヘッド４２ａ，４２ｂのノズル４４（真下に位置するノズル４４）をその下側からそれぞれ撮像させ、その画像に基づき第２ウエハヘッド４２ｂの回転角度位置の基準座標（Ｒｅ）を決定する。具体的には、両ノズル４４の先端位置のずれから第２ウエハヘッド４２ｂの回転角度位置を求め、その値を基準座標（Ｒｅ）として決定する。
こうしてウエハステージ２０、突上げヘッド３０、移動カメラ５０、及びチップ取出用ヘッドユニット４０（第１、第２のウエハヘッド４２ａ，４２ｂ）の全ての基準座標がそれぞれ決定されると、制御装置７０は、これらの基準座標を新たな基準座標として前記記憶部７２に更新的に記憶し、一連のキャリブレーション動作を終了する。これにより、当該キャリブレーション動作後は、更新後の基準座標に基づいてウエハステージ２０等が制御装置７０により制御される。
なお、当例では、上記ステップＳ１５，Ｓ２３が本発明の第１のマーク撮像工程に相当し、ステップＳ３７が本発明の第２のマーク撮像工程に相当し、ステップＳ３１が本発明のカメラ座標（Ｘ軸）設定工程に相当し、ステップＳ４１が本発明のカメラ座標（Ｙ軸）設定工程及び突上げヘッド座標設定工程に相当し、ステップＳ３１及びステップＳ４３が本発明の支持部材座標設定工程に相当し、ステップＳ４５〜Ｓ４９が取出ヘッド座標設定工程に相当する。
以上のように、この部品実装装置は、ウエハステージ２０、突上げヘッド３０、チップ取出用ヘッドユニット４０及び移動カメラ５０の相互動作によりベアチップをウエハＷから取り出して実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂの受け渡し位置に搬送するものであり、当該ウエハステージ２０等の各構成要素がＸ−Ｙ平面上の基準位置（基準座標）に従ってそれぞれ駆動制御されるが、この部品実装装置によれば、上記のようなキャリブレーション動作に従い、まず、第２部品供給部５の部品取出作業位置に配置したウエハステージ２０のマークＭ１，Ｍ２を移動カメラ５０で認識し、当該ウエハステージ２０の中心位置の座標を求めた上で、この中心位置の座標を基準にしてウエハステージ２０、移動カメラ５０、突上げヘッド３０及びチップ取出用ヘッドユニット４０の各基準座標を定めることにより当該ウエハステージ２０等の構成要素の基準座標を相互に関連付けている。そして、このようなキャリブレーション動作を定期的に（又は不定期に）実行することにより当該ウエハステージ２０等の基準座標を更新するようにしているので、ウエハステージ２０等の各構成要素のＸ−Ｙ平面内での位置決め精度を高度に保つことが可能である。従って、駆動系の経時劣化や熱変形等の影響を排除して、ウエハＷから所望のベアチップを正確に取り出して実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂに受け渡すという動作を継続的かつ正確に実行することが可能であり、これにより高品質の基板Ｐを安定的に生産することができるという効果がある。
特に、上記のキャリブレーション動作（方法）では、ウエハＷからのベアチップの取り出しの際に当該ベアチップを画像認識するための移動カメラ５０を用い、ウエハステージ２０上の位置決めピン２１ａ、２１ｂ（マークＭ１，Ｍ２）を画像認識するとともに、突上げピン３２ａ，３２ｂに設けたマークＭ３を画像撮像することにより、上記のようにウエハステージ２０、突上げヘッド３０、チップ取出用ヘッドユニット４０及び移動カメラ５０の各基準座標を定めるので、当該キャリブレーション動作のために治具等を部品取出作業位置にセットする等の必要がなく、従って、基板Ｐの生産の合間に簡単にキャリブレーション動作を実行することができるという利点がある。
また、この部品実装装置では、上記の通りウエハステージ２０、突上げヘッド３０、チップ取出用ヘッドユニット４０及び移動カメラ５０の各基準位置は、ウエハステージ２０の中心位置、つまりウエハステージ２０に支持されるウエハＷの中心位置を基準として定められるため、突上げヘッド３０によるベアチップの突き上げ精度やチップ取出用ヘッドユニット４０によるベアチップの取り出しの精度がウエハ面内でより均一となる。従って、この部品実装装置によれば、ウエハＷからのベアチップの取り出しをより正確に、かつ確実に行うことが可能になるという利点がある。
ところで、以上説明した本発明の部品実装装置は、本発明の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成やこの部品実装装置において実施される上記キャリブレーションの具体的な方法及び動作は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、この実施形態では、ウエハステージ２０の中心位置を中心とする同一円周上に位置する２つのマークＭ１、Ｍ２（位置決めピン２１ａ、２１ｂ）と予め決まった値（半径ｒ）とに基づいて演算でウエハステージ２０の中心位置を求めているが（図６のステップＳ１１〜ステップＳ３１）、円周上に位置する３つのマークと予め決まった値（半径ｒ）に基づいてウエハステージ２０の中心位置を求めるようにしてもよい。勿論、ウエハステージ２０上のマークの数や位置はこれに限定されるものではなく、ウエハステージ２０の中心位置の座標を求めることができれば適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、チップ取出用ヘッドユニット４０および移動カメラ５０が、フレーム部材４６に対し、Ｘ軸方向にそれぞれ個別に移動可能となっているが、チップ取出用ヘッドユニットと移動カメラを一体に移動可能としてもよい。ただし、作業効率の面からは、上記実施形態のようにチップ取出用ヘッドユニット４０および移動カメラ５０がＸ軸方向にそれぞれ個別に移動可能となっている方が好ましい。
また、上記実施形態の部品実装装置は、ウエハヘッド４２ａ，４２ｂによりウエハＷからベアチップを取り出し、これを実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂに受け渡すことにより、当該実装用ヘッドユニット６Ａ，６Ｂが基板Ｐ上にベアチップを実装するものであるが、勿論、ウエハＷから取り出したベアチップをウエハヘッド４２ａ，４２ｂがそのまま基板Ｐ上に実装するように構成されるものであってもよい。
６Ａ 第１実装用ヘッドユニット
６Ｂ 第２実装用ヘッドユニット
１０ ウエハ収納部
１２ ウエハ支持装置
１４ チップ取出し装置
１４Ａ チップ突上げ装置
１４Ｂ チップ搬送装置
２０ ウエハステージ
３０ 突上げヘッド
３２ａ 第１突上げピン
３２ｂ 第２突上げピン
４０ チップ取出用ヘッドユニット
４２ａ 第１ウエハヘッド
４２ｂ 第２ウエハヘッド
４４ ノズル
５０ 移動カメラ
Ｗ ウエハ
Ｗｈ ホルダ
Ｍ１ 第１マーク
Ｍ２ 第２マーク
Ｍ３ マーク

Claims (8)

  1. ダイシングされたウエハを所定の作業位置において水平に保持し、かつこのウエハの面と平行なＹ軸方向にのみ移動可能に設けられるウエハ支持部材と、このウエハ支持部材の上方位置においてＹ軸方向に一体的に移動可能に設けられ、かつＹ軸方向と直交する方向であって前記ウエハの面と平行なＸ軸方向に移動可能に設けられる部品認識カメラ及び部品取出用ヘッドと、前記作業位置において前記ウエハ支持部材の下方位置でＸ軸方向にのみ移動可能に設けられる部品突上げ用ヘッドとを備えた部品搬送装置を用いて前記ウエハからベアチップを取り出して所定位置に搬送する方法であって、
    前記ウエハからベアチップを取出して所定位置に搬送する部品搬送工程と、この部品搬送工程に先立ち、当該部品搬送工程において前記ウエハ支持部材、部品突上げ用ヘッド及び部品認識カメラを移動させるときのＸ−Ｙ座標平面上での基準位置をそれぞれ定める基準座標設定工程とを含み、
    前記部品搬送工程は、前記ウエハ支持部材をＹ軸方向に移動させて取出し対象となるベアチップを前記部品突上げ用ヘッドが移動する経路上に配置し、かつ前記部品認識カメラを前記経路上であって前記取出し対象となるベアチップの上方位置に移動させて当該ベアチップを撮像する部品撮像工程と、
    前記取出し対象となるベアチップを突上げることが可能となるように前記部品撮像工程の撮像結果に基づき前記部品突上げ用ヘッドを移動させて、前記ベアチップを前記部品突上げ用ヘッドにより突上げる部品突上げ工程と、
    前記部品突上げ用ヘッドにより突上げられたベアチップを前記部品取出用ヘッドにより保持して所定位置に搬送する部品取出し搬送工程と、を含み、
    前記基準座標設定工程は、前記ウエハ支持部材に設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第１のマーク撮像工程と、
    前記部品認識カメラを移動させるときのＸ軸方向の基準座標を前記第１のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｘ軸）設定工程と、
    前記部品突上げ用ヘッドに設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第２のマーク撮像工程と、
    前記ウエハ支持部材を移動させるときのＹ軸方向の基準座標を前記第１、第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める支持部材座標設定工程と、
    前記部品認識カメラを移動させるときのＹ軸方向の基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｙ軸）設定工程と、
    前記部品突上げ用ヘッドを移動させるときのＸ軸方向の基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める突上げヘッド座標設定工程と、を含むことを特徴とする部品搬送方法。
  2. 請求項１に記載の部品搬送方法において、
    前記基準座標設定工程は、さらに、前記部品突上げ用ヘッドを所定位置に配置し、前記部品取出用ヘッド及び前記部品突上げ用ヘッドにそれぞれ設けられる嵌合部を互いに嵌合させることにより当該嵌合状態における前記部品取出用ヘッドの前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の現在位置を求め、かつこの位置を当該部品取出用ヘッドの基準座標位置として定める取出ヘッド座標設定工程を含むことを特徴とする部品搬送方法。
  3. 請求項１又は２に記載の部品搬送方法において、
    前記ウエハ支持部材に、その中心位置を中心とする円であって予め決まった半径値を有する円上に並ぶ複数のマークを設けておき、前記第１のマーク撮像工程では、これら複数のマークを前記部品認識カメラにより撮像して前記ウエハ支持部材の中心座標を求め、前記カメラ座標（Ｘ軸）設定工程、前記カメラ座標（Ｙ軸）設定工程、前記支持部材座標設定工程及び突上げヘッド座標設定工程では、前記中心座標に基づいて基準座標をそれぞれ設定することを特徴とする部品搬送方法。
  4. ダイシングされたウエハからベアチップを取り出して搬送する部品搬送装置において、
    前記ウエハを水平に保持しかつウエハの面と平行なＹ軸方向にのみ移動が可能となるように支持されるウエハ支持部材と、ベアチップを取出すための所定の作業位置を含む領域内で前記ウエハ支持部材をＹ軸方向に移動させるウエハ支持部材駆動手段と、
    前記作業位置を含む領域の上方位置においてＹ軸方向にのみ移動可能に支持されるフレーム部材と、このフレーム部材をＹ軸方向に移動させるフレーム駆動手段と、
    前記Ｙ軸方向と直交する方向であって前記ウエハの面と平行なＸ軸方向へ移動可能となるように前記フレーム部材に支持され、前記ベアチップをその上側から撮像する部品認識カメラと、この部品認識カメラをＸ軸方向に移動させるカメラ駆動手段と、
    前記Ｘ軸方向への移動が可能となるように前記フレーム部材に支持され、前記ウエハからベアチップを取り出す部品取出用ヘッドと、当該部品取出用ヘッドを前記Ｘ軸方向に移動させる部品取出ヘッド駆動手段と、
    前記作業位置の下方位置においてＸ軸方向と平行な方向にのみ移動可能に支持され、前記ウエハ支持部材に保持される前記ウエハのベアチップをその下方から突上げるための部品突上げ用ヘッドと、この部品突上げ用ヘッドをＸ軸方向に移動させる突上げヘッド駆動手段と、
    ウエハからベアチップを取出して所定位置に搬送する所定の部品搬送工程、及びこの部品搬送工程に先立ち、当該部品搬送工程において前記ウエハ支持部材、部品突上げ用ヘッド及び部品認識カメラを移動させるときのＸ−Ｙ座標平面上での基準位置をそれぞれ定める基準座標設定工程とを実行すべく前記各駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
    この制御手段は、前記部品搬送工程では、前記ウエハ支持部材をＹ軸方向に移動させて取出し対象となるベアチップを前記部品突上げ用ヘッドが移動する経路上に配置し、かつ前記部品認識カメラを前記経路上であって前記取出し対象となるベアチップの上方位置に移動させて当該ベアチップを撮像する部品撮像工程と、
    前記取出し対象となるベアチップを突上げることが可能となるように前記部品撮像工程の撮像結果に基づき前記部品突上げ用ヘッドを移動させて、前記ベアチップを前記部品突上げ用ヘッドにより突上げる部品突上げ工程と、
    前記部品突上げ用ヘッドにより突上げられたベアチップを前記部品取出用ヘッドにより保持して所定位置に搬送する部品取出し搬送工程と、を実行し、
    前記基準座標設定工程では、前記ウエハ支持部材に設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第１のマーク撮像工程と、前記部品認識カメラを移動させるときのＸ軸方向の基準座標を前記第１のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｘ軸）設定工程と、前記部品突上げ用ヘッドに設けられるマークを前記部品認識カメラにより撮像する第２のマーク撮像工程と、前記ウエハ支持部材を移動させるときのＹ軸方向の基準座標を前記第１、第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める支持部材座標設定工程と、前記部品認識カメラを移動させるときのＹ軸方向の基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定めるカメラ座標（Ｙ軸）設定工程と、前記部品突上げ用ヘッドを移動させるときのＸ軸方向の基準座標を前記第２のマーク撮像工程の撮像結果に基づいて定める突上げヘッド座標設定工程とを実行することを特徴とする部品搬送装置。
  5. 請求項４に記載の部品搬送装置において、
    前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向における前記部品取出用ヘッドの位置を検出可能な位置検出手段をさらに備え、前記部品突上げ用ヘッド及び前記部品取出用ヘッドは、上下方向に互いに嵌合することが可能な嵌合部をそれぞれ備えており、前記制御手段は、前記基準座標設定工程ではさらに、前記嵌合部同士を嵌合させた状態での、前記位置検出手段による前記部品取出用ヘッドの検出位置に基づいて当該部品取出用ヘッドの前記Ｘ軸方向及びＹ軸方向の基準座標を定める取出ヘッド座標設定工程を実行することを特徴とする部品搬送装置。
  6. 請求項４又は５に記載の部品搬送装置において、
    前記ウエハ支持部材は、その中心位置を中心とする円であって予め決まった半径値を有する円上に並ぶ複数のマークを備えており、
    前記制御手段は、前記第１のマーク撮像工程では、これら複数のマークを前記部品認識カメラにより撮像して前記ウエハ支持部材の中心座標を求め、前記カメラ座標（Ｘ軸）設定工程、前記カメラ座標（Ｙ軸）設定工程、前記支持部材座標設定工程及び突上げヘッド座標設定工程では、前記中心座標に基づいて基準座標をそれぞれ設定することを特徴とする部品搬送装置。
  7. ダイシングされたウエハからベアチップを取出して基板上に装着する部品実装装置であって、
    請求項４乃至６の何れか一項に記載の部品搬送装置を備え、この部品搬送装置の前記部品取出用ヘッドにより、前記ウエハから取出したベアチップをそのまま前記基板上に搬送して装着することを特徴とする部品実装装置。
  8. ダイシングされたウエハからベアチップを取出して基板上に装着する部品実装装置であって、
    請求項４乃至６の何れか一項に記載の部品搬送装置と、この部品搬送装置の前記部品取出用ヘッドにより前記ウエハから取出されたベアチップを受け取り、当該ベアチップを前記基板上に搬送して実装する部品実装用ヘッドとを備えていることを特徴とする部品実装装置。
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