JP5663869B2 - 素子、実装装置および方法 - Google Patents
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前記素子が戴置され、戴置された素子を裏面から照明する照明機構を備える素子両面測定ステージと、前記基板位置決めマークを測定する基板測定用カメラと、前記素子両面測定ステージおよび基板測定用カメラを移動させるX−Y駆動ステージと、を備える素子載置用ステージと、
前記素子載置用ステージと対向して設けられ、対向する前記素子載置用ステージまでの位置を調節するZ駆動機構を備える撮像装置と、
前記素子載置用ステージと対向して設けられた前記基板が戴置されるヘッドと、前記ヘッドと前記素子載置用ステージまでの位置を調節する第2のZ駆動機構および前記ヘッドを回転させるθ駆動機構とを備える基板保持用ヘッドと、
前記ヘッドに前記基板が搭載されると、前記X−Y駆動ステージにより前記基板と前記基板測定用カメラとを対向させて前記基板位置決めマークを認識させ、前記素子両面測定ステージに前記素子が戴置されると、前記X−Y駆動ステージにより前記素子両面測定ステージに戴置された前記素子と前記撮像装置とを対向させ、前記Z駆動機構により前記撮像装置と前記素子との距離を変えて前記素子表面位置決めマークおよび素子裏面位置決めマークを認識して前記素子表面位置決めマークに対する素子裏面位置決めマークのずれ量を特定し、前記基板位置決めマークと素子裏面位置決めマークとの位置関係が同じとなるように前記ずれ量に応じて前記基板を前記θ駆動機構により回転させて前記基板に前記素子を実装させる制御装置と、
を有することを特徴とする。
前記ヘッドに前記基板が搭載されると、前記X−Y駆動ステージにより前記基板と前記基板測定用カメラとを対向させて前記基板位置決めマークを認識させ、前記素子両面測定ステージに前記素子が戴置されると、前記X−Y駆動ステージにより前記素子両面測定ステージに戴置された前記素子と前記撮像装置とを対向させ、前記Z駆動機構により前記撮像装置と前記素子との距離を変えて前記素子表面位置決めマークおよび素子裏面位置決めマークを認識して前記素子表面位置決めマークに対する素子裏面位置決めマークのずれ量を特定し、前記基板位置決めマークと素子裏面位置決めマークとの位置関係が同じとなるように前記ずれ量に応じて前記基板を前記θ駆動機構により回転させて前記基板に前記素子を実装させることを特徴とする。
図3は、制御装置1000による本実施形態の動作を示すフローチャートである。以下に、図1および図3を参照して本実施の形態の素子実装方法を説明する。
最初に、基板2が加熱ヘッド51に搭載される。
次に、X−Y駆動ステージ34により、基板搭載ヘッド機構50の下方位置に基板測定用カメラ33が配置されるように素子載置用ステージ30全体が移動される。この後、Z駆動機構52によりZ方向への移動が行われる。このZ方向の移動に際しては、基板測定用カメラ33のフォーカスが加熱ヘッド51に搭載された基板2に設けられた位置情報や基板種類を示す基板認識マークに合うように移動が行われ、この結果、基板認識マークが認識される。
ステップS02に続いて、素子1が素子両面測定ステージ31上に載置される。次に、素子両面測定ステージ31上の上方位置に素子測定用カメラ41が配置されるように、X−Y駆動ステージ34によって素子載置用ステージ30全体を移動する。この後、Z駆動機構42により素子測定用カメラ41をZ方向に移動させる。このZ方向の移動に際しては、素子測定用カメラ41のフォーカスが素子両面測定ステージ31上に載置された素子1に設けられている素子表面認識マークに合うように移動が行われ、この結果、素子表面認識マークが認識される。この時の素子認識状況の一例を図4(A)に示す。
次に、Z駆動機構42によりフォーカスを素子両面測定ステージ31上に載置された素子1の裏面に形成されている素子裏面認識マークに合わせる。このとき、IR光源31bから発された赤外光が光路トンネル31aを通過し、素子測定用カメラ41の光軸と同軸上に照射されることにより、素子裏面認識マークr1、r2を認識する。これらの結果を用いて、素子裏面マークr1、r2に対する素子表面認識マークf1、f2の相対位置を算出する。この時の素子認識状況の一例を図4(B)に示す。
続いて、X−Y駆動ステージ34により、素子載置用ステージ30の全体を移動して、素子両面測定ステージ31上の上方位置に素子供給ハンド61を配置し、ロボットアーム機構を用いて素子1を保持する。その後、X−Y駆動ステージ34により、素子表面測定ステージ31上の上方位置に素子供給ハンド61が配置されるように素子載置用ステージ30全体を移動し、ロボットアーム機構を用いて素子1を素子表面測定ステージ31上に載置する。
続いて、X−Y駆動ステージ34により、素子表面測定ステージ32の上方位置に素子測定用カメラ41が配置されるように素子載置用ステージ30全体を移動し、その後、素子測定用カメラ41のフォーカスが素子表面測定ステージ32上に載置された素子1の表面に設けられた素子表面認識マークf1、f2に合うようZ駆動機構42によりZ方向に移動させる。これにより、素子表面認識マークf1、f2が認識される。
ステップS06で取得した素子表面認識マークf1、f2の画像情報とステップS04で算出した相対位置情報とを用いて、素子表面測定ステージ32上に載置された素子1の素子裏面認識マークr1、r2の位置を確認する。
ステップS07において求めた、基板2の基準位置と、素子1の素子裏面認識マークr1、r2との間にずれがあるかを確認する。
ステップS08において、基板2の基準位置と、素子1の素子裏面認識マークr1、r2との間にずれがあることが確認された場合には、ステップS07において求めたずれ量を補正するよう調整する。X−Y位置ずれに関してはX−Y駆動ステージ34を用いて補正し、裏面基準線Rを基準としたθ回転ずれに関しては基板搭載ヘッド機構50の全体を回転させるθ駆動機構53を用いて補正する。
ステップS08において、基板2の基準位置と、素子1の素子裏面認識マークr1、r2との間にずれがないことが確認された場合、もしくは、ステップS09によるずれ量の補正を行った後には、X−Y駆動ステージ34により、素子載置用ステージ30の全体を移動して、素子表面測定ステージ32上の素子1を加熱ヘッド51に搭載された基板2のFC(フリップチップ)実装位置に搬入する。
素子1と基板2の相対位置の位置合わせ及びその調整の終了後、Z駆動機構52により基板搭載ヘッド機構50の全体を下降させ、基板2を素子1に当接させ且つ加圧し、同時に素子表面測定ステージ32と加熱ヘッド51の温度を規定の温度に加熱して素子1と基板2の接合を行い、接合が完了したらZ駆動機構52により基板搭載ヘッド機構50の全体を上昇させ、基板2への素子1の実装工程が完了される。
2 基板
30 素子載置用ステージ
31 素子両面測定ステージ
31a 光路トンネル
31b IR光源装置
31c 観察孔
32 素子表面測定ステージ
33 基板測定用カメラ
34 X−Y駆動ステージ
40 素子撮像装置
41 素子測定用カメラ
42 Z駆動機構
50 基板搭載ヘッド機構
51 加熱ヘッド
52 Z駆動機構
53 θ駆動機構
60 素子移載機構
61 素子供給ハンド
100 基台
1000 制御装置
Claims (4)
- 表面および裏面の位置決め基準となる素子表面位置決めマークおよび素子裏面位置決めマークを備える素子であって、前記素子表面位置決めマークが、複数設けられた前記素子を透過しない観察光を透過させる所定形状のマークであり、前記素子裏面位置決めマークが、前記複数の素子表面位置決めマークの一方の端面にそれぞれ設けられた、前記観察光を透過しない所定形状のマークである素子を、実装面の位置決め基準となる基板位置決めマークを備える基板に実装する実装装置であって、
前記素子が戴置され、戴置された素子を裏面から照明する照明機構を備える素子両面測定ステージと、前記基板位置決めマークを測定する基板測定用カメラと、前記素子両面測定ステージおよび基板測定用カメラを移動させるX−Y駆動ステージと、を備える素子載置用ステージと、
前記素子載置用ステージと対向して設けられ、対向する前記素子載置用ステージまでの位置を調節するZ駆動機構を備える撮像装置と、
前記素子載置用ステージと対向して設けられた前記基板が戴置されるヘッドと、前記ヘッドと前記素子載置用ステージまでの位置を調節する第2のZ駆動機構および前記ヘッドを回転させるθ駆動機構とを備える基板保持用ヘッドと、
前記ヘッドに前記基板が搭載されると、前記X−Y駆動ステージにより前記基板と前記基板測定用カメラとを対向させて前記基板位置決めマークを認識させ、前記素子両面測定ステージに前記素子が戴置されると、前記X−Y駆動ステージにより前記素子両面測定ステージに戴置された前記素子と前記撮像装置とを対向させ、前記Z駆動機構により前記撮像装置と前記素子との距離を変えて前記素子表面位置決めマークおよび素子裏面位置決めマークを認識して前記素子表面位置決めマークに対する素子裏面位置決めマークのずれ量を特定し、前記基板位置決めマークと素子裏面位置決めマークとの位置関係が同じとなるように前記ずれ量に応じて前記基板を前記θ駆動機構により回転させて前記基板に前記素子を実装させる制御装置と、
を有することを特徴とする実装装置。 - 請求項1記載の実装装置において、
前記照明機構が、赤外光を出力する光源と、該光源からの赤外光を素子裏面へ導光する光路トンネルにより構成される実装装置。 - 請求項1記載の実装装置において、
前記照明機構が、素子載置位置直下から同ステージ平面同じ高さまで敷設したパイプとミラーからなる観察孔により構成される実装装置。 - 表面および裏面の位置決め基準となる素子表面位置決めマークおよび素子裏面位置決めマークを備える素子であって、前記素子表面位置決めマークが、複数設けられた前記素子を透過しない観察光を透過させる所定形状のマークであり、前記素子裏面位置決めマークが、前記複数の素子表面位置決めマークの一方の端面にそれぞれ設けられた、前記観察光を透過しない所定形状のマークである素子を、実装面の位置決め基準となる基板位置決めマークを備える基板に実装する、前記素子が戴置され、戴置された素子を裏面から照明する照明機構を備える素子両面測定ステージと、前記基板位置決めマークを測定する基板測定用カメラと、前記素子両面測定ステージおよび基板測定用カメラを移動させるX−Y駆動ステージと、を備える素子載置用ステージと、前記素子載置用ステージと対向して設けられ、対向する前記素子載置用ステージまでの位置を調節するZ駆動機構を備える撮像装置と、前記素子載置用ステージと対向して設けられた前記基板が戴置されるヘッドと、前記ヘッドと前記素子載置用ステージまでの位置を調節する第2のZ駆動機構および前記ヘッドを回転させるθ駆動機構とを備える基板保持用ヘッドと、を備えた実装装置で行われる実装方法であって、
前記ヘッドに前記基板が搭載されると、前記X−Y駆動ステージにより前記基板と前記基板測定用カメラとを対向させて前記基板位置決めマークを認識させ、前記素子両面測定ステージに前記素子が戴置されると、前記X−Y駆動ステージにより前記素子両面測定ステージに戴置された前記素子と前記撮像装置とを対向させ、前記Z駆動機構により前記撮像装置と前記素子との距離を変えて前記素子表面位置決めマークおよび素子裏面位置決めマークを認識して前記素子表面位置決めマークに対する素子裏面位置決めマークのずれ量を特定し、前記基板位置決めマークと素子裏面位置決めマークとの位置関係が同じとなるように前記ずれ量に応じて前記基板を前記θ駆動機構により回転させて前記基板に前記素子を実装させることを特徴とする実装方法。
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2009
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