JP6553489B2 - 部品実装機、および部品実装機のウエハ部品吸着高さ調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハ部品供給装置を機台に着脱可能に装備する部品実装機に関し、より詳細には、吸着ノズルがウエハ部品を吸着するときの吸着高さの調整に関する。

多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。このうち部品実装機は、基板搬送装置、部品供給装置、部品移載装置、および制御装置を備える。部品供給装置の一種に半導体ウエハをダイシングして生産したウエハ部品を供給するウエハ部品供給装置があり、機台に着脱可能に装備されるのが一般的である。そして、ウエハ部品供給装置の装備高さの誤差に対応して、部品移載装置の吸着ノズルがウエハ部品を吸着する高さが調整される。この種のウエハ部品の吸着高さの調整に関する一技術例が特許文献１に開示されている。

特許文献１の部品実装機は、ウエハ部品が貼着されたダイシングシートを突き上げる突き上げポットの上昇位置における上面高さを測定するポット高さ位置計測手段と、計測した突き上げポットの上面高さに応じて吸着動作時の吸着ノズルの下降位置を移動させるノズル下降位置移動手段と、を備えている。これによれば、突き上げポットの上面高さが変動しても、吸着ノズルと突き上げポットとの間隔を適正に自動的に修正でき、安定した吸着動作を行える、とされている。

特開２０１３−２６４０３号公報

ところで、特許文献１において、部品実装機の基準高さを基準として突き上げポットの上面高さを計測するために、部品移載装置に設けられたレーザ高さセンサなどの非接触式センサを用いる。しかしながら、突き上げポットの上面には凹凸があって均一な水平面が確保されていないため、実際には上面高さの計測が難しく、あるいは計測精度が低下しがちになる。仮に、上面高さの計測誤差に起因して吸着ノズルが下降し過ぎると、吸着ノズルの下面がウエハ部品に強く衝突する弊害が発生する。また仮に、吸着ノズルの下降が不足すると、ウエハ部品との間に隙間が残されて、吸着動作が不安定になる弊害が発生する。

さらに、ウエハ部品の吸着高さの誤差は、ウエハ部品供給装置の装備高さのずれだけでなく、突き上げポットの上昇量の変化や、突き上げポットからさらに突出してウエハ部品を突き上げる突き上げピンの突出寸法の変化にも依存する。したがって、高精度な高さ測定に基づきこれらの誤差要因の影響を補償して、ウエハ部品の吸着高さを精度よく調整する技術が必要である。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ウエハ部品の吸着高さを精度よく調整して弊害を発生させない部品実装機、およびウエハ部品吸着高さ調整方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の部品実装機は、機台と、突き上げ位置まで上昇して上面にウエハ部品を保持した部品保持シートを突き上げ、前記ウエハ部品の供給を可能にする突き上げポット、および、前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さの基準となる供給側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な接触式高さセンサを有して、前記機台に着脱可能に装備されるウエハ部品供給装置と、吸着位置まで下降して前記ウエハ部品供給装置から供給される前記ウエハ部品を吸着し、基板に装着する吸着ノズル、および、前記吸着位置の吸着ノズルの下面高さの基準となる吸着側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な非接触式高さセンサを有して、前記機台に装備された部品移載装置と、前記ウエハ部品供給装置および前記部品移載装置を制御する制御装置と、を備えた部品実装機であって、前記制御装置は、前記接触式高さセンサを用いて、前記ウエハ部品供給装置に設けられた測定点の高さである供給側高さを測定する供給側測定部と、前記非接触式高さセンサを用いて、前記測定点の高さである吸着側高さを測定する吸着側測定部と、前記供給側高さと前記吸着側高さとの差分である基準高さずれ量を演算する基準高さずれ量演算部と、前記基準高さずれ量に基づいて、前記突き上げポットが前記突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および前記吸着ノズルが前記吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する吸着高さ調整部と、を有する。

また、本発明の部品実装機のウエハ部品吸着高さ調整方法は、機台と、突き上げ位置まで上昇して上面にウエハ部品を保持した部品保持シートを突き上げ、前記ウエハ部品の供給を可能にする突き上げポット、および、前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さの基準となる供給側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な接触式高さセンサを有して、前記機台に着脱可能に装備されるウエハ部品供給装置と、吸着位置まで下降して前記ウエハ部品供給装置から供給される前記ウエハ部品を吸着し、基板に装着する吸着ノズル、および、前記吸着位置の吸着ノズルの下面高さの基準となる吸着側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な非接触式高さセンサを有して、前記機台に固定して装備された部品移載装置と、前記ウエハ部品供給装置および前記部品移載装置を制御する制御装置と、を備えた部品実装機のウエハ部品吸着高さ調整方法であって、前記接触式高さセンサを用いて、前記ウエハ部品供給装置に設けられた測定点の高さである供給側高さを測定する供給側測定ステップと、前記非接触式高さセンサを用いて、前記測定点の高さである吸着側高さを測定する吸着側測定ステップと、前記供給側高さと前記吸着側高さとの差分である基準高さずれ量を演算する基準高さずれ量演算ステップと、前記基準高さずれ量に基づいて、前記突き上げポットが前記突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および前記吸着ノズルが前記吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する吸着高さ調整ステップと、を有する。

本発明の部品実装機において、ウエハ部品供給装置側の接触式高さセンサ、および、部品移載装置側の非接触式高さセンサを用いて同じ測定点の高さを測定するので、両装置の基準高さの差分である基準高さずれ量を正確に求めることができる。そして、ウエハ部品供給装置の装備高さに誤差が生じると、その誤差分だけ基準高さずれ量が変化するので、突き上げポットの上昇量および吸着ノズルの下降量の少なくとも一方を調整して、誤差分を補償できる。したがって、本発明の部品実装機によれば、ウエハ部品の吸着高さを精度よく調整でき、吸着ノズルがウエハ部品に強く衝突する弊害や、吸着ノズルとウエハ部品との間に隙間が残されて吸着動作が不安定になる弊害は発生しない。

また、本発明は、部品実装機のウエハ部品吸着高さ調整方法として実施することができ、上述した本発明の部品実装機と同じ効果が得られる。

実施形態の部品実装機の構成を模式的に示す斜視図である。 実施形態の部品実装機の制御の構成を示すブロック図である。 ウエハ部品供給装置の接触式高さセンサの測定方法を模式的に説明する図である。 ウエハ部品供給装置の突き上げポットが部品保持シートを突き上げ、さらに突き上げピンがウエハ部品を突き上げた状態を示す本体部の内部の側面図である。 部品移載装置の非接触式高さセンサの一実施形態であるレーザ高さセンサの測定方法を模式的に説明する図である。 実施形態の部品実装機における高さ方向の誤差要因を説明する図である。 実施形態の部品実装機の動作を説明する動作フローの図であり、実施形態のウエハ部品吸着高さ調整方法の説明を兼ねている。 供給側測定部、吸着側測定部、および基準高さずれ量演算部の動作を模式的に説明した図である。 ポット高さずれ量測定部、およびピン突出ずれ量測定部の動作を模式的に説明した図である。

（１．実施形態の部品実装機１の構成）
本発明の実施形態の部品実装機１について、図１〜図９を参考にして説明する。図１は、実施形態の部品実装機１の構成を模式的に示す斜視図である。また、図２は、実施形態の部品実装機１の制御の構成を示すブロック図である。部品実装機１は、基板搬送装置２、ウエハ部品供給装置３、部品移載装置４、部品カメラ５、制御装置６、および機台９などで構成されている。基板搬送装置２、部品移載装置４、および部品カメラ５は、機台９の上側に装備されている。制御装置６は、機台９の内部に装備されている。一方、ウエハ部品供給装置３は、機台９の長手方向の前部（図１の左前側）に着脱可能に装備される。図１の中のＸ軸方向は基板Ｋを搬入出する方向であり、Ｙ軸方向は水平面内でＸ軸方向に直交する方向である。

基板搬送装置２は、機台９の上面をＸ軸方向に横断して装備されている。基板搬送装置２は、搬送部２１、位置決め部２２、および搬送制御部２９などからなる。搬送部２１は、基板Ｋを搬入し、搬出する。搬送部２１は、Ｘ軸方向に平行に並設された一対のガイドレール、および基板Ｋを載置して輪転する一対のコンベアベルトなどで構成されている。位置決め部２２は、搬送部２１が搬入した基板Ｋを、所定の装着実施位置に位置決めする。

ウエハ部品供給装置３は、複数のウエハパレット３２を用いて、部品移載装置４に複数種類のウエハ部品Ｐを供給する。ウエハ部品供給装置３は、複数のウエハパレット３２、収納マガジン３１、パレット搬送機構３３、突き上げポット３４、突き上げピン３５、接触式高さセンサ３６、およびウエハ制御部３９などで構成されている。

収納マガジン３１は、縦長の直方体形状のハウジング３１１によって形成される。ハウジング３１１の上部にパレット搬入部３１２が設けられ、ハウジング３１１の下部にパレット排出部３１３が設けられている。ハウジング３１１の概ね中間高さの後側に、パレット搬送口が開口している。ハウジング３１１の内部に、パレットストッカ３１５が収容されている。パレットストッカ３１５は、複数段の収納棚を有する概ね箱状の部材である。各収納棚は、ウエハパレット３２を後側に引き出し可能に収納する。パレットストッカ３１５は、図略の昇降機構に駆動されてハウジング３１１内を昇降する。

ウエハパレット３２は、半導体ウエハがダイシングされて生産されたウエハ部品Ｐを供給する。ウエハパレット３２は、中央に大きな穴を有する矩形のパレット枠３２１、およびパレット枠３２１の上面の穴の周りに配設された円環形のエキスパンド台３２２からなる。エキスパンド台３２２は、上面に複数のウエハ部品Ｐを貼着して保持する伸縮可能な部品保持シートＳ（ダイシングシートとも呼ばれる）の周囲を保持する。ウエハパレット３２は、収納マガジン３１のパレット搬入部３１２から搬入されて、パレットストッカ３１５の収納棚に収納される。使用済みのウエハパレット３２は、パレット排出部３１３から排出される。

パレット搬送機構３３は、収納マガジン３１の後側に設けられている。パレット搬送機構３３は、横長の直方体形状の本体部３３１、一対のガイドレール３３２、３３３、およびボールねじ送り機構３３４などで構成されている。本体部３３１は、機台９との位置関係を規定する位置決め部を有しており、機台９の前側上部に着脱可能に装備される。しかしながら、位置決め部の係合状況の変動などに起因して、本体部３３１の装備高さは変化し得る。

一対のガイドレール３２２、３２３は、収納マガジン３１のパレット搬送口付近から本体部３３１の上面の前後方向に延在し、相互に離隔して平行配置されている。ボールねじ送り機構３３４は、ウエハパレット３２を収納マガジン３１から引き出し、ガイドレール３２２、３２３に沿って、後側寄りの部品供給位置まで搬送する。また、ボールねじ送り機構３３４は、使い終わったウエハパレット３２を収納マガジン３１に戻す。図１は、ウエハパレット３２の１つを部品供給位置まで搬送した状態を例示している。

接触式高さセンサ３６は、本体部３３１の上面のウエハパレット３２よりも高い位置に配設され、図略の駆動機構によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能とされている。図３は、ウエハ部品供給装置３の接触式高さセンサ３６の測定方法を模式的に説明する図である。接触式高さセンサ３６は、測定子３６１を下降させていって、測定対象物３６２に当接させ停止させる。そして、接触式高さセンサ３６は、測定子３６１の下降駆動量を測定対象物３６２の上面高さに換算する。測定値は、後述する供給側基準高さＨｓを基準とした相対的な高さＨｔで表される。

本体部３３１の上面の部品供給位置のウエハパレット３２の近傍には、接触式高さセンサ３６が安定した高さ測定を行える平板状の測定点３７が水平に配設されている。これに限定されず、例えば、本体部３３１の上面の表面状態を整えて、測定点３７に代えることができる。

接触式高さセンサ３６に並んで、ウエハ撮像カメラ３８が下向きに設けられている。ウエハ撮像カメラ３８は、接触式高さセンサ３６と共通の駆動機構によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能とされている。ウエハ撮像カメラ３８は、ウエハ部品Ｐを上方から撮像して、その正確な位置を認識したり、ウエハ部品Ｐの上面に付設された情報を読み取ったりする。

図４は、ウエハ部品供給装置３の突き上げポット３４が部品保持シートＳを突き上げ、さらに突き上げピン３５がウエハ部品Ｐを突き上げた状態を示す本体部３３１の内部の側面図である。突き上げポット３４は、部品供給位置のウエハパレット３２の下側、換言すると本体部３３１の内部に配設されている。突き上げポット３４は、ウエハパレット３２が部品供給位置まで搬送された後に、ポット駆動部３４１によって上昇駆動される。ポット駆動部３４１として、例えば、上昇量を高精度に調整可能なステッピングモータを用いることができ、これに限定されない。上昇する突き上げポット３４は、上面３４２で部品保持シートＳを突き上げる。突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２の高さが供給側基準高さＨｓとなる。

供給側基準高さＨｓは、製造後に突き上げポット３４の高さ方向の調整が正確に実施された時点で設定される。供給側基準高さＨｓの設定は、接触式高さセンサ３６を用いた測定および較正によって実施可能である。供給側基準高さＨｓは、ウエハ部品Ｐを供給する高さを規定するために参照され、かつ、接触式高さセンサ３６の高さ測定の基準になる。一方、突き上げポット３４の上面３４２の実際の高さは、長期の使用によるポット駆動部３４１の疲労などに起因して変化し得る。また、突き上げポット３４の上面３４２の実際の高さは、突き上げポット３４を交換し、またはメンテンナンスしたときにも変化し得る。

突き上げピン３５は、突き上げポット３４の内部に設けられて、上方に突出可能とされている。突き上げピン３５は、ピン駆動部３５１によって突出駆動され、突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２から、さらに上方に突出寸法Ｌだけ突出する。これにより、突き上げピン３５の上面３５２は、部品保持シートＳを介しウエハ部品Ｐをさらに突き上げる。ピン駆動部３５１として、例えば、突出寸法Ｌを高精度に調整可能なステッピングモータを用いることができ、これに限定されない。突き上げピン３５の突出寸法Ｌの基準となる基準突出寸法Ｌ０は、製造直後の正確な測定によって設定されている。ピン駆動部３５１の疲労や突き上げピン３５自体の摩耗などに起因して、突き上げピン３５の実際の突出寸法Ｌは変化し得る。

部品移載装置４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸＹ移動ロボットタイプの装置である。部品移載装置４は、基板搬送装置２の上方（図２の右奥側）からウエハ部品供給装置３の上方にかけて配設されている。部品移載装置４は、ヘッド駆動機構４１、実装ヘッド４２、吸着ノズル４３、基板カメラ４４、ノズル側視カメラ４５、非接触式高さセンサ４６、および移載制御部４９などで構成されている。ヘッド駆動機構４１は、実装ヘッド４２をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。ヘッド駆動機構４１は、公知の各種技術を適宜採用して構成できる。

実装ヘッド４２は、ノズルホルダ４２１およびセンサホルダ４２２を有する。ノズルホルダ４２１の下側に、吸着ノズル４３が弾性部材を用いて取り付けられている。吸着ノズル４３は、下面４３２に部品吸着孔を有する。吸着ノズル４３は、昇降駆動機構４３１に駆動されて昇降動作する。吸着ノズル４３は、吸着位置まで下降してウエハ部品Ｐに当接し、負圧を利用して当該のウエハ部品Ｐを吸着採取する。吸着ノズル４３がウエハ部品Ｐに当接するときのショックは、弾性部材により緩和される。次いで、吸着ノズル４３は、ヘッド駆動機構４１によって基板Ｋの上方まで駆動され、下降してウエハ部品Ｐを基板Ｋに装着する。吸着ノズル４３が吸着位置まで下降したときの下面４３２の高さが、吸着側基準高さＨｃとなる。

吸着側基準高さＨｃは、製造後に吸着ノズル４３の高さ方向の調整が正確に実施された時点で設定される。吸着側基準高さＨｃは、吸着ノズル４３がウエハ部品Ｐを吸着するときの高さの基準となり、かつ、非接触式高さセンサ４６の高さ測定の基準にもなる。吸着ノズル４３の下面４３２の実際の高さは、長期の使用による昇降駆動機構４３１の疲労や、吸着ノズル４３の交換などに起因して変化し得る。しかしながら、吸着ノズル４３の下面４３２の実際の高さは、ノズル側視カメラ４５を用いて測定でき、高さの較正を行うことができる。したがって、吸着ノズル４３の下面４３２の実際の高さは、吸着側基準高さＨｃに一致して、誤差は無視できると考えてよい。

センサホルダ４２２の下側に、基板カメラ４４が下向きに設けられ、ノズル側視カメラ４５が横向きに設けられ、非接触式高さセンサ４６が下向きに設けられている。基板カメラ４４は、基板Ｋに付設されたフィデューシャルマークを撮像して、基板Ｋの正確な位置を認識する。ノズル側視カメラ４５は、ウエハ部品Ｐを吸着した後の吸着ノズル４３を側方から撮像して、部品吸着状態を認識する。ノズル側視カメラ４５は、さらに、ウエハ部品Ｐを吸着する以前の下降位置の吸着ノズル４３を側方から撮像して、下面３４２の実際の高さを認識する。これにより、吸着側基準高さＨｃの較正が可能になる。

非接触式高さセンサ４６として、例えば、レーザ高さセンサ４６を用いることができる。図５は、部品移載装置４の非接触式高さセンサ４６の一実施形態であるレーザ高さセンサ４６の測定方法を模式的に説明する図である。レーザ高さセンサ４６は、隣接して配置されたレーザ光照射部４６１および、反射光検出部４６２を有している。レーザ光照射部４６１は、下方に配置された測定対象物４６３に向かって、レーザ光Ｌ１を下向きに照射する。レーザ光Ｌ１は測定対象物４６３の上面で反射され、反射レーザ光Ｌ２が反射光検出部４６２に入射する。反射光検出部４６２は、反射レーザ光Ｌ２の検出位置の違いから、測定対象物４６３の上面の高さＨｄを検出する。図５の例で、仮に測定対象物４６３が吸着側基準高さＨｃにあるとき、反射レーザ光Ｌ３となる。測定値は、吸着基準高さＨｃを基準とした相対的な高さＨｄで表される。

レーザ高さセンサ４６を用いて、突き上げポット３４の上面３４２の高さの測定を試みても、測定不能となり、あるいは十分な測定精度を確保することが難しい。その理由は、上面３４２に凹凸があって平面が確保されておらず、レーザ光Ｌ１の反射が安定しないことによる。一方、ウエハ部品供給装置３に設けられた測定点３７は、非接触式高さセンサ４６で測定したしたときに十分な測定精度が確保される。

非接触式高さセンサ４６は、従来から基板Ｋの反りや傾斜を検査する用途に設けられていたレーザ高さセンサ４６を利用して、兼用とすることができる。この場合、レーザ高さセンサ４６は、基板Ｋの複数箇所（反りの検出には３箇所以上）を測定対象物として高さ測定を行う。そして、複数箇所の高さを相互に比較するデータ処理により、反りや傾斜の有無を判定する。

部品カメラ５は、機台９の上面の基板搬送装置２とウエハ部品供給装置３との間に、上向きに設けられている。部品カメラ５の撮像動作は、カメラ制御部５９によって制御される。部品カメラ５は、実装ヘッド４２がウエハ部品供給装置３から基板Ｋに移動する途中で、吸着ノズル４３の下面４３２に吸着されているウエハ部品Ｐの状態を撮像して検出する。部品カメラ５がウエハ部品Ｐの吸着位置の誤差や回転角のずれなどを検出すると、制御装置６は、必要に応じて部品装着動作を微調整する。

次に、実施形態の部品実装機１の制御の構成について説明する。制御装置６は、一般的なコンピュータ装置であり、図２に示されるように、演算部６１、記憶部６２、入力部６３、および表示部６４などのハードウェアを備える。制御装置６は、演算部６２にＣＰＵを有し、ソフトウェアによって動作する。制御装置６は、必要に応じて、入力部６３でオペレータの指令を受け付け、表示部６４でオペレータに向けて案内情報を表示し、記憶部６２の内部データや外部のデータベースを参照する。

制御装置６は、搬送制御部２９、ウエハ制御部３９、移載制御部４９、およびカメラ制御部５９と通信接続されておいる。制御装置６は、これらの制御部２９、３９、４９、５９に指令を発するとともに必要な情報を受け取り、部品実装機１の動作の全般を制御する。搬送制御部２９は、搬送部２１および位置決め部２２の動作を制御する。ウエハ制御部３９は、収納マガジン３１、パレット搬送機構３３、ポット駆動部３４１、ピン駆動部３５１、接触式高さセンサ３６、およびウエハ撮像カメラ３８の動作を制御する。移載制御部４９は、ヘッド駆動機構４１、吸着ノズル４３、基板カメラ４４、ノズル側視カメラ４５、および非接触式高さセンサ４６の動作を制御する。カメラ制御部５９は、部品カメラ５の動作を制御する。

制御装置６は、本発明の供給側測定部７１、吸着側測定部７２、基準高さずれ量演算部７３、ポット高さずれ量測定部７４、ピン突出ずれ量測定部７５、ピン突出寸法調整部７６、および吸着高さ調整部７７に相当する機能を有する。各部７１〜７７は、ソフトウェアによって実現されている。各部７１〜７７は、必要に応じてウエハ制御部３９および移載制御部４９に指定を発して、所定の動作を実行させる。各部７１〜７７の詳細な機能および動作については後述する。

次に、高さ方向の誤差要因について説明する。図６は、実施形態の部品実装機１における高さ方向の誤差要因を説明する図である。供給側基準高さＨｓと吸着側基準高さＨｃとの間には、所定の基準高さずれ量Ｈｏｆｆがある。ここで、ウエハ部品供給装置３を機台９に装備するときに本体部３３１の装備高さは変化し得るので、変化分に相当する誤差Δｏｆｆを基準高さずれ量Ｈｏｆｆに考慮する必要がある。

また、突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２の高さは、供給側基準高さＨｓに一致するとは限らず、誤差としてポット高さずれ量ΔＰを考慮する必要がある。さらに、突き上げピン３５の実際の突出寸法Ｌは、基準突出寸法Ｌ０に一致するとは限らず、誤差としてピン突出ずれ量ΔＬを考慮する必要がある。一方、下降位置の吸着ノズル４３の下面４３２の高さと、吸着側基準高さＨｃとの間に関しては、前述したように較正が行われるので、誤差を考慮する必要がない。

誤差Δｏｆｆ、ポット高さずれ量ΔＰ、およびピン突出ずれ量ΔＬが全てゼロであり、かつ、突き上げピン３５の突出寸法Ｌに部品保持シートＳの厚みおよびウエハ部品Ｐの高さを加算した寸法が所定の基準高さずれ量Ｈｏｆｆに一致している場合に、理想的な吸着高さの調整となる。つまり、理想的な吸着高さにおいて、吸着ノズル４３が吸着位置まで下降したときに、吸着ノズル４３の下面４３２がウエハ部品Ｐの上面にちょうど接する。これによれば、吸着ノズル４３はウエハ部品Ｐに衝突しないのでショックが発生せず、かつ、吸着ノズル４３とウエハ部品Ｐとの間に隙間が残らず安定した吸着動作が確保される。実際には、吸着ノズル４３が弾性部材を用いて取り付けられているので、吸着ノズル４３の下面４３２がごく弱くウエハ部品Ｐの上面に当たるように、高さの制御を行うことが好ましい。

（２．実施形態の部品実装機１の動作）
実施形態の部品実装機１では、誤差Δｏｆｆ、ポット高さずれ量ΔＰ、およびピン突出ずれ量ΔＬを測定によって求め、これらを補償するように部品吸着高さを調整する。図７は、実施形態の部品実装機１の動作を説明する動作フローの図であり、実施形態のウエハ部品吸着高さ調整方法の説明を兼ねている。図７のステップＳ１で、オペレータは、ウエハ部品供給装置３を機台９に装備する。

次の供給側測定ステップＳ２で、供給側測定部７１が動作する。図８は、供給側測定部７１、吸着側測定部７２、および基準高さずれ量演算部７３の動作を模式的に説明した図である。供給側測定部７１は、まず、接触式高さセンサ３６を測定点３７の真上に移動させる。供給側測定部７１は、次に、供給側基準高さＨｓに対する測定点３７の相対的な高さである供給側高さｈｔを測定する。次の吸着側測定ステップＳ３で、吸着側測定部７２が動作する。吸着側測定部７２は、まず、非接触式高さセンサ４６を測定点３７の真上まで移動させる。吸着側測定部７２は、次に、吸着側基準高さＨｃに対する測定点３７の相対的な高さである吸着側高さｈｄを測定する。

次の基準高さずれ量演算ステップＳ４で、基準高さずれ量演算部７３が動作する。基準高さずれ量演算部７３は、供給側高さｈｔと吸着側高さｈｄとの差分である基準高さずれ量ｈｏｆｆを演算する。図８と図６とを比較すれば明らかなように、ステップＳ２〜Ｓ４で求められた基準高さずれ量ｈｏｆｆは、所定の基準高さずれ量Ｈｏｆｆに誤差Δｏｆｆを含んだ量となる。

次のポット高さずれ量測定ステップＳ５で、ポット高さずれ量測定部７４が動作する。図９は、ポット高さずれ量測定部７４、およびピン突出ずれ量測定部７５の動作を模式的に説明した図である。ポット高さずれ量測定部７４は、まず、部品保持シートＳが無い状態で、突き上げポット３４を突き上げ位置まで上昇させる。ポット高さずれ量測定部７４は、次に、接触式高さセンサ３６を突き上げポット３４の真上に移動させる。ポット高さずれ量測定部７４は、３番目に、接触式高さセンサ３６を用いて、突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２の供給側基準高さＨｓに対する相対的な高さを測定する。測定された高さは、ポット高さずれ量ΔＰとなる。

次のピン突出ずれ量測定ステップＳ６で、ピン突出ずれ量測定部７５が動作する。ピン突出ずれ量測定部７５は、まず、突き上げ位置の突き上げポット３４から突き上げピン３５を突出させる。ピン突出ずれ量測定部７５は、次に、接触式高さセンサ３６を突き上げピン３５の真上に移動させる（図９に破線で示す）。ピン突出ずれ量測定部７５は、３番目に、接触式高さセンサ３６を用いて、突出した突き上げピン３５の上面３５２の供給側基準高さＨｓに対する相対的な高さｈｐを測定する。ピン突出ずれ量測定部７５は、４番目に、実際の突出寸法Ｌを演算するとともに、実際の突出寸法Ｌが基準突出寸法Ｌ０から変化したピン突出ずれ量ΔＬを演算する。

図９の例で、実際の突出寸法Ｌは、ポット高さずれ量測定ステップＳ５で求めたポット高さずれ量ΔＰに、ピン突出ずれ量測定ステップＳ６で求めた高さｈｐを加算して求められる。また、ピン突出ずれ量ΔＬは、実際の突出寸法Ｌと基準突出寸法Ｌ０との差分で求められる。

次のステップＳ７で、オペレータは、部品実装機１を稼動させて、基板Ｋの生産を開始する。このとき、ウエハ部品供給装置３の部品供給位置に、ウエハパレット３２が搬入される。次の突き上げポット上昇ステップＳ８で、突き上げポット３４は、供給する特定のウエハ部品Ｐの下に移動し、所定の上昇量だけ上昇して部品保持シートＳを突き上げる。

次のピン突出寸法調整ステップＳ９で、ピン突出寸法調整部７６が動作する。ピン突出寸法調整部７６は、ピン駆動部３５１を制御することにより、突き上げピン３５が突出するときの突出寸法Ｌを調整して、ピン突出ずれ量ΔＬを補償する。これにより、実際の突出寸法Ｌは、概ね基準突出寸法Ｌ０に維持される。換言すると、ピン突出寸法調整部７６は、ピン突出ずれ量ΔＬを解消する調整を実行する。

次の吸着高さ調整ステップＳ１０で、吸着高さ調整部７７が動作する。吸着高さ調整部７７は、測定された基準高さずれ量ｈｏｆｆおよびポット高さずれ量ΔＰに基づいて、吸着ノズル４３が吸着位置まで下降するときの下降量を調整する。換言すると、吸着高さ調整部７７は、誤差Δｏｆｆおよびポット高さずれ量ΔＰの影響を解消するように、吸着ノズル４３の下降量を可変に調整して、理想的な吸着高さを実現する。

次のステップＳ１１で、吸着ノズル４２は、特定のウエハ部品Ｐを安定して吸着できる。続いて、吸着ノズル４２は、基板Ｋに移動して特定のウエハ部品Ｐを装着する。この後、突き上げピン３５が一旦下降し、突き上げポット３４が次のウエハ部品Ｐの下に移動して、ピン突出寸法調整ステップＳ９に戻る。以降、ピン突出寸法調整ステップＳ９〜ステップＳ１１で構成された部品装着サイクルが繰り返して実行される。

なお、突き上げピン３５の突出寸法Ｌが安定していてピン突出ずれ量ΔＬを考慮しなくてよい場合、ピン突出ずれ量測定ステップＳ６およびピン突出ずれ量測定部７５は不要である。この場合、ピン突出寸法調整ステップＳ９において、ピン突出寸法調整部７６は、一定の突出寸法Ｌだけ突き上げピン３５を突出させる。さらに、突き上げポット３４の上昇量が安定していて、ポット高さずれ量ΔＰを考慮しなくてよい場合、ポット高さずれ量測定ステップＳ５およびポット高さずれ量測定部７４は不要である。この場合、吸着高さ調整ステップＳ１０で、吸着高さ調整部７７は、測定された基準高さずれ量ｈｏｆｆのみに基づいて、吸着ノズル４３の下降量を調整する。このように、本実施形態は簡略化して実施することもできる。

（３．実施形態の部品実装機１の態様および効果）
実施形態の部品実装機１は、機台９と、突き上げ位置まで上昇して上面にウエハ部品Ｐを保持した部品保持シートＳを突き上げ、ウエハ部品Ｐの供給を可能にする突き上げポット３４、および、突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２の高さの基準となる供給側基準高さＨｓに対する相対的な高さを測定可能な接触式高さセンサ３６を有して、機台９に着脱可能に装備されるウエハ部品供給装置３と、吸着位置まで下降してウエハ部品供給装置３から供給されるウエハ部品Ｐを吸着し、基板Ｋに装着する吸着ノズル４３、および、吸着位置の吸着ノズル４３の下面４３２の高さの基準となる吸着側基準高さＨｃに対する相対的な高さを測定可能な非接触式高さセンサ４６を有して、機台９に装備された部品移載装置４と、ウエハ部品供給装置３および部品移載装置４を制御する制御装置６と、を備えた部品実装機１であって、制御装置６は、接触式高さセンサ３６を用いて、ウエハ部品供給装置３に設けられた測定点３７の高さである供給側高さｈｔを測定する供給側測定部７１と、非接触式高さセンサ４６を用いて、測定点３７の高さである吸着側高さｈｄを測定する吸着側測定部７２と、供給側高さｈｔと吸着側高さｈｄとの差分である基準高さずれ量ｈｏｆｆを演算する基準高さずれ量演算部７３と、基準高さずれ量ｈｏｆｆに基づいて、突き上げポット３４が突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および吸着ノズル４３が吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する吸着高さ調整部７７と、を有する。

実施形態の部品実装機１において、ウエハ部品供給装置３側の接触式高さセンサ３６、および、部品移載装置４側の非接触式高さセンサ４６を用いて同じ測定点３７の高さを測定するので、両装置３、４の基準高さＨｓ、Ｈｃの差分である基準高さずれ量ｈｏｆｆを正確に求めることができる。そして、ウエハ部品供給装置３の装備高さに誤差が生じると、その誤差分だけ基準高さずれ量ｈｏｆｆが変化するので、突き上げポット３４の上昇量および吸着ノズル４３の下降量の少なくとも一方を調整して、誤差分を補償できる。したがって、実施形態の部品実装機によれば、ウエハ部品Ｐの吸着高さを精度よく調整でき、吸着ノズル４３がウエハ部品Ｐに強く衝突する弊害や、吸着ノズル４３とウエハ部品Ｐとの間に隙間が残されて吸着動作が不安定になる弊害は発生しない。

また、上記した基準高さずれ量ｈｏｆｆ、ポット高さずれ量ΔＰ、およびピン突出ずれ量ΔＬは、制御装置６の記憶部６２や他の記憶装置にデータとして記憶しておくことができる。これによれば、ウエハ部品供給装置３を部品実装機１に着脱したとき、あるいは、ウエハ部品供給装置３を他の部品実装機に装備したときに、両者間の基準高さずれ量ｈｏｆｆの変化を正確に求めることができる。加えて、ポット高さずれ量ΔＰおよびピン突出ずれ量ΔＬについては、ウエハ部品供給装置３を着脱する前のデータがそのまま流用できる。

さらに、制御装置６は、接触式高さセンサ３６を用いて、部品保持シートＳが無い状態における突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２の高さを測定し、上面３４２の高さの供給側基準高さＨｓからのずれ量であるポット高さずれ量ΔＰを演算するポット高さずれ量測定部７４をさらに有し、吸着高さ調整部７７は、基準高さずれ量ｈｏｆｆおよびポット高さずれ量ΔＰに基づいて、突き上げポット３４が突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および吸着ノズル４３が吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する。

これによれば、ウエハ部品供給装置３の装備高さの誤差だけでなく、ポット高さずれ量ΔＰの誤差も補償して、ウエハ部品Ｐの吸着高さを精度よく調整できる。

さらに、ウエハ部品供給装置３は、突き上げ位置の突き上げポット３４の上面高さから上方に突出寸法だけ突出して、部品保持シートＳを介しウエハ部品Ｐをさらに突き上げる突き上げピン３５を有するとともに、突出寸法Ｌの基準となる基準突出寸法Ｌ０が設定されており、制御装置６は、接触式高さセンサ３６を用いて、部品保持シートＳが無い状態における突き上げ位置の突き上げポット３４の上面３４２の高さ（ポット高さずれ量ΔＰ）、および突出した突き上げピン３５の上面３５２の高さｈｐを測定し、測定結果に基づいて実際の突出寸法Ｌを演算するとともに、該実際の突出寸法Ｌが基準突出寸法Ｌ０から変化したピン突出ずれ量ΔＬを演算するピン突出ずれ量測定部７５と、突き上げピン３５が突出するときの突出寸法Ｌを調整して、ピン突出ずれ量ΔＬを補償するピン突出寸法調整部７６と、をさらに有する。

これによれば、ウエハ部品供給装置３の装備高さの誤差、およびポット高さずれ量ΔＰの誤差に加え、ピン突出ずれ量ΔＬの誤差も補償して、ウエハ部品Ｐの吸着高さを精度よく調整できる。

また、吸着側測定部７１は、非接触式高さセンサ４６を用いて、ウエハ部品供給装置３に設けられた複数箇所の測定点の各吸着側高さを測定するとともに、各吸着側高さを相互に比較して、ウエハ部品供給装置３が機台９に水平に装備されているか否かを判定する態様を採用することもできる。複数箇所の測定点は、例えば、本体部３３１の上面のうち部品供給位置に搬送されたウエハパレット３２の矩形の４頂点付近にそれぞれ配置できる。

これによれば、ウエハ部品供給装置３を機台９に装備したときに、幅方向（Ｘ軸方向）および前後方向（Ｙ軸方向）の傾斜の有無を判定できるので、装備作業が良好に行われたか否かを自動的に判断できる。

さらに、非接触式高さセンサ４６は、レーザ高さセンサ４６とされ、基板の反りを検査する用途に兼用されている。これによれば、従来から基板Ｋの反りを検査する用途に設けられていたレーザ高さセンサ４６を兼用して、測定点３７の高さを測定する。したがって、本発明の実施に際し、ハードウェアとして測定点３７を設けてやれば、あとは制御装置６のソフトウェアの変更だけで済む。したがって、本発明の実施に要するコストは低廉である。

また、実施形態の部品実装機１のウエハ部品吸着高さ調整方法は、供給側測定ステップＳ２と、吸着側測定ステップＳ３と、基準高さずれ量演算ステップＳ４と、吸着高さ調整ステップＳ１０と、を有する。これによれば、実施形態の部品実装機と同様に、ウエハ部品Ｐの吸着高さを精度よく調整でき、弊害は発生しない。

（４．実施形態の応用および変形）
なお、実施形態において、突き上げポット３４は所定の上昇量だけ上昇し、吸着高さ調整部７７は、吸着ノズル４３の下降量を可変に調整するとしたが、逆の調整方法も可能である。すなわち、吸着ノズル４３の下降量を一定とし、吸着高さ調整部７７は、突き上げポット３４の上昇量を可変に調整してもよい。また、本発明は、複数の突き上げポット３４を備えて自動的に選択使用する方式のウエハ部品供給装置にも応用可能である。本発明は、他にも様々な変形や応用が可能である。

１：部品実装機 ２：基板搬送装置
３：ウエハ部品供給装置 ３２：ウエハパレット
３３：パレット搬送部 ３４：突き上げポット
３５：突き上げピン ３６：接触式高さセンサ ３７：測定点
４：部品移載装置 ４２：実装ヘッド ４３：吸着ノズル
４６：非接触式高さセンサ（レーザ高さセンサ）
５：部品カメラ ６：制御装置 ７１：供給側測定部
７２：吸着側測定部 ７３：基準高さずれ量演算部
７４：ポット高さずれ量測定部 ７５：ピン突出ずれ量測定部
７６：ピン突出寸法調整部 ７７:吸着高さ調整部 ９：機台
Ｐ：ウエハ部品 Ｓ：部品保持シート
Ｈｓ：供給側基準高さ Ｈｃ：吸着側基準高さ
Ｈｏｆｆ：所定の基準高さずれ量
ｈｏｆｆ：測定される基準高さずれ量 Δｏｆｆ:誤差
ΔＰ：ポット高さずれ量 Ｌ：突出寸法
Ｌ０：基準突出寸法 ΔＬ：ピン突出ずれ量

Claims (6)

1. 機台と、
   突き上げ位置まで上昇して上面にウエハ部品を保持した部品保持シートを突き上げ、前記ウエハ部品の供給を可能にする突き上げポット、および、前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さの基準となる供給側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な接触式高さセンサを有して、前記機台に着脱可能に装備されるウエハ部品供給装置と、
   吸着位置まで下降して前記ウエハ部品供給装置から供給される前記ウエハ部品を吸着し、基板に装着する吸着ノズル、および、前記吸着位置の吸着ノズルの下面高さの基準となる吸着側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な非接触式高さセンサを有して、前記機台に装備された部品移載装置と、
   前記ウエハ部品供給装置および前記部品移載装置を制御する制御装置と、を備えた部品実装機であって、
   前記制御装置は、
   前記接触式高さセンサを用いて、前記ウエハ部品供給装置に設けられた測定点の高さである供給側高さを測定する供給側測定部と、
   前記非接触式高さセンサを用いて、前記測定点の高さである吸着側高さを測定する吸着側測定部と、
   前記供給側高さと前記吸着側高さとの差分である基準高さずれ量を演算する基準高さずれ量演算部と、
   前記基準高さずれ量に基づいて、前記突き上げポットが前記突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および前記吸着ノズルが前記吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する吸着高さ調整部と、を有する部品実装機。
2. 前記制御装置は、
   前記接触式高さセンサを用いて、前記部品保持シートが無い状態における前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さを測定し、該上面高さの前記供給側基準高さからのずれ量であるポット高さずれ量を演算するポット高さずれ量測定部をさらに有し、
   前記吸着高さ調整部は、前記基準高さずれ量および前記ポット高さずれ量に基づいて、前記突き上げポットが前記突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および前記吸着ノズルが前記吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記ウエハ部品供給装置は、前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さから上方に突出寸法だけ突出して、前記部品保持シートを介し前記ウエハ部品をさらに突き上げる突き上げピンを有するとともに、前記突出寸法の基準となる基準突出寸法が設定されており、
   前記制御装置は、
   前記接触式高さセンサを用いて、前記部品保持シートが無い状態における前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さ、および前記突出した突き上げピンの上面高さを測定し、測定結果に基づいて実際の突出寸法を演算するとともに、該実際の突出寸法が前記基準突出寸法から変化したピン突出ずれ量を演算するピン突出ずれ量測定部と、
   前記突き上げピンが突出するときの前記突出寸法を調整して、前記ピン突出ずれ量を補償するピン突出寸法調整部と、をさらに有する請求項１または２に記載の部品実装機。
4. 前記吸着側測定部は、前記非接触式高さセンサを用いて、複数箇所の前記測定点の各前記吸着側高さを測定するとともに、各前記吸着側高さを相互に比較して、前記ウエハ部品供給装置が前記機台に水平に装備されているか否かを判定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の部品実装機。
5. 前記非接触式高さセンサは、レーザ高さセンサとされ、前記基板の反りを検査する用途に兼用されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の部品実装機。
6. 機台と、
   突き上げ位置まで上昇して上面にウエハ部品を保持した部品保持シートを突き上げ、前記ウエハ部品の供給を可能にする突き上げポット、および、前記突き上げ位置の突き上げポットの上面高さの基準となる供給側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な接触式高さセンサを有して、前記機台に着脱可能に装備されるウエハ部品供給装置と、
   吸着位置まで下降して前記ウエハ部品供給装置から供給される前記ウエハ部品を吸着し、基板に装着する吸着ノズル、および、前記吸着位置の吸着ノズルの下面高さの基準となる吸着側基準高さに対する相対的な高さを測定可能な非接触式高さセンサを有して、前記機台に固定して装備された部品移載装置と、
   前記ウエハ部品供給装置および前記部品移載装置を制御する制御装置と、を備えた部品実装機のウエハ部品吸着高さ調整方法であって、
   前記接触式高さセンサを用いて、前記ウエハ部品供給装置に設けられた測定点の高さである供給側高さを測定する供給側測定ステップと、
   前記非接触式高さセンサを用いて、前記測定点の高さである吸着側高さを測定する吸着側測定ステップと、
   前記供給側高さと前記吸着側高さとの差分である基準高さずれ量を演算する基準高さずれ量演算ステップと、
   前記基準高さずれ量に基づいて、前記突き上げポットが前記突き上げ位置まで上昇するときの上昇量、および前記吸着ノズルが前記吸着位置まで下降するときの下降量の少なくとも一方を調整する吸着高さ調整ステップと、を有する部品実装機のウエハ部品吸着高さ調整方法。

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