JP6855148B2 - 部品実装機、部品検査方法、部品検査プログラム、記録媒体 - Google Patents

Description

この発明は、パターンが設けられた部品を基板に実装する技術に関し、特に実装された部品を撮像した画像に基づき当該部品のパターンの位置を検査する技術に関する。

部品を基板に実装する部品実装技術では、特許文献１〜３に示されるように、表面にバンプパターンが形成された部品が一般に用いられている。このような部品を用いた場合、部品の表面を基板側に向けつつバンプパターンを基板の例えば配線パターン等に合わせて、部品を実装する必要がある。しかしながら、実際には、バンプパターンの位置がずれた状態で、部品が基板に実装される場合がある。

特開２０１３−３０６５７号公報 特開２０１４−４５１０９号公報 特開２００１−３４５３４８号公報

そこで、基板に実装された部品を撮像した画像に基づき部品の実装位置を算出し、その結果に基づきパターンの位置のずれを検査することが考えられる。ただし、特許文献１等に示されるように、部品の外形に対するパターンの位置は、個々の部品でばらつく。これに対して、基板に実装された部品のパターンを直接撮像することはできず、パターンが形成された表面と逆側の裏面を撮像できるに過ぎない。したがって、パターンの位置ずれを的確に検査することが難しかった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、部品の外形に対するパターンの位置のばらつきによらず、基板に実装された部品を撮像した画像に基づき部品のパターンの位置ずれを的確に検査することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る部品実装機は、パターンが設けられた第１面と第１面と反対の第２面とを有する部品を供給する部品供給部と、基板を保持する基板保持部と、部品供給部により供給された部品をピックアップして、第１面を基板側に向けて基板に実装する部品実装部と、部品を撮像する撮像ユニットと、基板に実装される前の部品の第１面を撮像ユニットにより撮像して第１画像を取得し、基板に実装された後の部品の第２面を撮像ユニットにより撮像して第２画像を取得し、第１画像および第２画像に基づき部品について検査を行う検査処理を実行する制御部とを備え、検査処理において、制御部は、第１面の外形に対するパターンの位置を示すパターン位置情報を第１画像から求めるとともに、基板に実装された部品の第２面の位置を示す部品位置情報を第２画像から求め、パターン位置情報と部品位置情報とに基づき基板に実装された部品のパターンの位置ずれを検査する。

本発明に係る部品検査方法は、基板に実装される前の部品の第１面および第１面と反対の第２面のうち、パターンが設けられた第１面を撮像して第１画像を取得する工程と、第１面を基板側に向けて基板に実装された部品の第２面を撮像して第２画像を取得する工程と、第１面の外形に対するパターンの位置を示すパターン位置情報を第１画像から求める工程と、基板に実装された部品の第２面の位置を示す部品位置情報を第２画像から求める工程と、パターン位置情報と部品位置情報とに基づき基板に実装された部品のパターンの位置ずれを検査する工程とを備える。

本発明に係る部品検査プログラムは、基板に実装される前の部品の第１面および第１面と反対の第２面のうち、パターンが設けられた第１面を撮像して第１画像を取得する工程と、第１面を基板側に向けて基板に実装された部品の第２面を撮像して第２画像を取得する工程と、第１面の外形に対するパターンの位置を示すパターン位置情報を第１画像から求める工程と、基板に実装された部品の第２面の位置を示す部品位置情報を第２画像から求める工程と、パターン位置情報と部品位置情報とに基づき基板に実装された部品のパターンの位置ずれを検査する工程とを、コンピューターに実行させる。

本発明に係る記憶媒体は、上記の部品検査プログラムをコンピューターにより読み出し可能に記憶する。

このように構成された本発明（部品実装機、部品検査方法、部品検査プログラム、記憶媒体）によれば、基板に実装される前の部品の第１面（パターンが設けられた面）を撮像して第１画像が取得され、この第１画像に基づき、第１面の外形に対するパターンの位置を示すパターン位置情報が求められる。また、基板に実装された後の部品の第２面（第１面と反対の面）を撮像して第２画像が取得され、この第２画像に基づき、部品の第２面の位置を示す部品位置情報が求められる。そして、パターン位置情報と部品位置情報とに基づき、基板に実装された部品のパターンの位置ずれが検査される。このように、実装された部品の第２面の位置のみならず、部品の第１面の外形に対するパターンの位置にも基づいて、パターンの位置ずれが検査される。その結果、部品の外形に対するパターンの位置のばらつきによらず、基板に実装された部品を撮像した画像に基づき部品のパターンの位置ずれを的確に検査することが可能となっている。

ところで、部品の製造工程の精度等に起因して、部品の第１面の位置と第２面の位置とが面内方向にずれている場合がある。そこで、制御部は、撮像ユニットに部品を撮像させた画像に基づき、第１面と第２面との位置関係を示す位置関係情報を求め、パターン位置情報、位置関係情報および部品位置情報に基づき、基板に実装された部品のパターンの位置ずれを検査するように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成では、第１面と第２面との位置関係を示す位置関係情報にも基づいて、パターンの位置ずれが検査される。その結果、部品の第１面と第２面との位置ずれによらず、基板に実装された部品を撮像した画像に基づき部品のパターンの位置ずれを的確に検査することが可能となっている。

具体的には、部品供給部は、第２面を上方に向けた状態で部品を供給し、検査処理において、制御部は、部品供給部により供給されて部品実装部にピックアップされる前の部品の第２面を撮像ユニットにより撮像して第３画像を取得し、第１画像と第３画像とに基づき位置関係情報を求めるように、部品実装機を構成してもよい。

また、制御部は、部品実装部により部品供給部からピックアップされて基板に実装される前の部品の第１面を撮像ユニットにより撮像して第１画像を取得して検査処理を実行するとともに、第１画像に基づきパターンの位置を認識した結果に基づき基板に部品を実装する位置を調整するように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成では、部品を実装する位置を調整するためのパターンの認識処理と検査処理とを共通の第１画像に基づき実行しており、効率的な制御が実現されている。

また、制御部は、複数の実行間隔のうちから選択した一の実行間隔で、検査処理を実行可能であるように、部品実装機を構成してもよい。かかる構成では、パターンの位置ずれの検査の必要性と、部品実装の効率性とを勘案した適切な実行間隔で、検査処理を実行することが可能となる。

具体的には、部品は、ダイシングされたウェハーのダイであり、複数の実行間隔は、１個のダイを基板に実装する度に検査処理を実行する第１実行間隔、１枚のウェハー分のダイを基板に実装する度に検査処理を実行する第２実行間隔および１ロットのウェハー分のダイを基板に実装する度に検査処理を実行する第３実行間隔の少なくとも１つを含むように、部品実装機を構成してもよい。

また、制御部は、検査処理で検査された部品のパターンの位置ずれに基づき、複数の実行間隔のうちから一の実行間隔を選択するように、部品実装機を構成しても良い。かかる構成では、実行済みの検査処理で検査されたパターンの位置ずれに基づき、当該実行済みの検査処理より後における検査処理の実行間隔を適切化することが可能となる。

また、制御部は、部品実装部によって部品を基板に実装する位置を、実行済みの検査処理で検査された部品のパターンの位置ずれに基づき調整するように、部品実装機を構成してもよい。これによって、パターンの位置ずれを抑えつつ、部品を基板に実装することができる。

本発明によれば、部品の外形に対するパターンの位置のばらつきによらず、基板に実装された部品を撮像した画像に基づき部品のパターンの位置ずれを的確に検査することが可能となる。

本発明に係る部品実装機の一例を模式的に示す平面図。 図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図。 図１の部品実装機による実装の対象となる部品の一例を模式的に示す図。 図１の部品実装機が実行する部品実装の一例を示すフローチャート。 図４のフローチャートの部品裏面認識の一例を示すフローチャート。 図４のフローチャートの部品表面認識の一例を示すフローチャート。 図４のフローチャートの部品検査の一例を示すフローチャート。

図１は本発明に係る部品実装機の一例を模式的に示す平面図である。図２は図１の部品実装機が備える電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、本明細書では、搬送方向Ｘ、幅方向Ｙおよび鉛直方向Ｚで構成されるＸＹＺ直交座標軸を適宜用いる。搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙは水平方向に平行であるとともに互いに直交し、鉛直方向Ｚは搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに直交する。

この部品実装機１０は、搬送方向Ｘの上流側から搬入された基板１に対して部品Ｗｐを実装して搬送方向Ｘの下流側に搬出する。基板１の上面には複数の実装対象点１ａが設けられており、部品実装機１０に具備された制御部１００は、部品実装機１０の各部を制御することで、各実装対象点１ａに部品Ｗｐを実装する。

図２に示すように、制御部１００は、部品実装機１０全体を制御するための演算機能を担うプロセッサーである演算部１１０と、演算部１１０の指令に基づき画像処理を担う画像処理部１２０と、演算部１１０の指令に基づきモーター等の駆動機構を制御する駆動制御部１３０とを有する。さらに、制御部１００は、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等で構成された記憶部１４０を有する。この記憶部１４０には、後述する部品検査を演算部１１０に実行させるための部品検査プログラム１５０が記憶される。部品検査プログラム１５０は、例えばＤＶＤ(Digital Versatile Disc)やＵＳＢ(Universal Serial Bus)等の記録媒体１６０に記憶されて提供され、演算部１１０は、記録媒体１６０から読み出した部品検査プログラム１５０を記憶部１４０に保存する。なお、部品検査プログラム１５０の提供形態はこれに限られず、部品検査プログラム１５０は、例えばインターネットサーバーからダウンロードする形態で提供されてもよい。

この部品実装機１０は搬送方向Ｘに基板１を搬送する搬送部２を備える。この搬送部２は、搬送方向Ｘに並ぶ２箇所の実装作業位置２１を有し、搬送方向Ｘの上流側から各実装作業位置２１に基板１を搬入する。また、搬送部２は、各実装作業位置２１で部品Ｗｐが実装された基板１を、各実装作業位置２１から搬送方向Ｘの下流側へ搬出する。

また、部品実装機１０は部品Ｗｐを供給する部品供給機構３を備える。この部品供給機構３が供給する部品ＷｐはダイシングされたウェハーＷのダイ（ベアチップ）である。つまり、部品供給機構３は、複数のウェハーＷを収納可能なウェハー収納部３１と、ウェハー収納部３１から部品供給位置３２までウェハーＷを引き出すウェハー引出部３３とを有する。ウェハー収納部３１は、それぞれウェハーＷを保持する複数のウェハーホルダーＷｈを鉛直方向Ｚに並べて収納するラックを鉛直方向Ｚに昇降させることで、ウェハー引出部３３がウェハーＷを受取可能な高さに一のウェハーホルダーＷｈを位置させて、このウェハーホルダーＷｈをウェハー引出部３３に押し出すことができる。

ウェハー引出部３３は、ウェハーホルダーＷｈを支持するウェハー支持テーブル３３１と、ウェハー支持テーブル３３１を幅方向Ｙに移動可能に支持する固定レール３３２と、幅方向Ｙに設けられてウェハー支持テーブル３３１に取り付けられたボールネジ３３３と、ボールネジ３３３を駆動するＹ軸モーター３３４とを有する。したがって、Ｙ軸モーター３３４によりボールネジ３３３を回転させることで、ウェハー支持テーブル３３１を固定レール３３２に沿って幅方向Ｙに移動させることができる。なお、図１に示すように、ウェハー収納部３１と部品供給位置３２とは搬送部２を幅方向Ｙから挟むように配置されており、ウェハー支持テーブル３３１は搬送部２の下方を通過する。かかるウェハー支持テーブル３３１は、ウェハー収納部３１に隣接する受取位置でウェハー収納部３１からウェハーホルダーＷｈを受け取って、受取位置から部品供給位置３２へと移動することで、部品供給位置３２にウェハーＷを引き出す。

さらに、部品供給機構３は、部品供給位置３２から部品Ｗｐを取り出す部品取出部３５を有する。部品取出部３５は、部品供給位置３２から部品Ｗｐを取り出す取出ヘッド３６を有し、この取出ヘッド３６はＸＹ方向に移動可能である。つまり、部品取出部３５は、取出ヘッド３６を搬送方向Ｘに移動可能に支持する支持部材３５１と、搬送方向Ｘに設けられて取出ヘッド３６に取り付けられたボールネジを駆動するＸ軸モーター３５２とを有する。したがって、駆動制御部１３０は、Ｘ軸モーター３５２を回転させることで、取出ヘッド３６を搬送方向Ｘに移動させることができる。また、部品取出部３５は、支持部材３５１を幅方向Ｙに移動可能に支持する固定レール３５３と、幅方向Ｙに設けられて固定レール３５３に取り付けられたボールネジ３５４と、ボールネジ３５４を駆動するＹ軸モーター３５５とを有する。したがって、駆動制御部１３０は、Ｙ軸モーター３５５を回転させることで、支持部材３５１とともに取出ヘッド３６を幅方向Ｙに移動させることができる。

取出ヘッド３６は、搬送方向Ｘに延設されたブラケット３６１と、ブラケット３６１に回転可能に支持された２個のノズル３６２とを有する。各ノズル３６２は、搬送方向Ｘに平行な回転軸を中心に回転することで、下方を向く吸着位置および上方を向く受渡位置（図１の位置）のいずれかに位置する。また、ブラケット３６１は、各ノズル３６２を伴って昇降可能である。

さらに、部品取出部３５は、部品供給位置３２の部品Ｗｐを上方からイメージセンサーにより撮像する移動カメラ３５６を有し、この移動カメラ３５６はＸＹ方向に移動可能である。つまり、部品取出部３５では、移動カメラ３５６が支持部材３５１によって搬送方向Ｘに移動可能に支持されている。また、部品取出部３５は、搬送方向Ｘに設けられて移動カメラ３５６に取り付けられたボールネジを駆動するＸ軸モーター３５７を有する。したがって、駆動制御部１３０は、Ｘ軸モーター３５７を回転させることで移動カメラ３５６を搬送方向Ｘに移動させることができるとともに、Ｙ軸モーター３５５を回転させることで支持部材３５１とともに移動カメラ３５６を幅方向Ｙに移動させることができる。

かかる部品供給機構３では、次のようにして部品Ｗｐの供給が行われる。つまり、駆動制御部１３０は、部品供給位置３２の複数の部品Ｗｐのうち供給対象の部品Ｗｐの上方に移動カメラ３５６を移動させる。続いて、移動カメラ３５６は、部品Ｗｐを撮像して、撮像画像を画像処理部１２０に転送し、画像処理部１２０はこの撮像画像から部品Ｗｐの位置を認識する。そして、駆動制御部１３０は、画像処理部１２０による認識結果に基づきノズル３６２を駆動することで、吸着位置に位置するノズル３６２を部品Ｗｐに上方から対向させると、ノズル３６２を下降させて部品Ｗｐに接触させる。さらに、駆動制御部１３０は、ノズル３６２に負圧を与えつつノズル３６２を上昇させることで、部品供給位置３２から部品Ｗｐをピックアップする。そして、駆動制御部１３０は、ノズル３６２を受渡位置に位置させることで、部品Ｗｐを供給する。

部品実装機１０は、こうして部品供給機構３によって供給された部品Ｗｐを基板１に実装する２個の実装部４を備える。これら２個の実装部４は、２個の実装作業位置２１に対して一対一の対応関係で設けられている。各実装部４は、部品実装機１０の天井に幅方向Ｙに設けられた固定レールに沿って移動可能な支持部材４１と、支持部材４１によって搬送方向Ｘに移動可能に支持された実装ヘッド４２とを有する。さらに、搬送方向Ｘに設けられて実装ヘッド４２に取り付けられたボールネジを駆動するＸ軸モーター４３と、幅方向Ｙに設けられて支持部材４１に取り付けられたＹ軸モーター４４が具備されている。したがって、駆動制御部１３０は、Ｘ軸モーター４３を回転させることで実装ヘッド４２を搬送方向Ｘに移動させることができるとともに、Ｙ軸モーター４４を回転させることで支持部材４１に伴って実装ヘッド４２を幅方向Ｙに移動させることができる。

部品Ｗｐのピックアップに際しては、実装部４Ａ、４Ｂそれぞれの実装ヘッド４２は、取出ヘッド３６の上方に移動して、受渡位置に位置するノズル３６２に保持される部品Ｗｐに対してノズル４２１を上方から対向させると、ノズル４２１を下降させて部品Ｗｐに接触させる。続いて、部品供給機構３がノズル３６２の負圧を解除するとともに、実装部４Ａ、４Ｂがノズル４２１に負圧を与え、ノズル４２１により部品Ｗｐを吸着させ、負圧を与えつつノズル４２１を上昇させる。こうして、実装ヘッド４２はノズル４２１によって部品Ｗｐをピックアップする。

なお、部品供給機構３は、２個のノズル３６２を有しており、これらノズル３６２によって２個の部品Ｗｐを同時に供給できる。一方、実装ヘッド４２は、部品供給機構３の２個のノズル３６２に対応して２個のノズル４２１を有しており、部品供給機構３により供給された２個の部品Ｗｐを２個のノズル４２１によって同時にピックアップすることができる。ただし、２個の部品Ｗｐを同時に供給およびピックアップすることは必須ではない。

さらに、各実装部４は、下方を向いて設けられた移動カメラ４５を有する。移動カメラ４５は、部品供給機構３により供給された部品Ｗｐや、基板１に実装された部品Ｗｐを、イメージセンサーにより上方から撮像する。この移動カメラ４５は実装ヘッド４２に取り付けられており、駆動制御部１３０はＸ軸モーター４３およびＹ軸モーター４４を回転させることで、実装ヘッド４２と同様に移動カメラ４５をＸＹ方向に移動させることができる。

また、部品実装機１０は、各実装部４に対して設けられた固定カメラ５を備える。固定カメラ５は上方を向いて基台に固定されており、後述するように上方に位置する部品Ｗｐをイメージセンサーにより下方から撮像する。こうして、部品実装機１０では、移動カメラ４５、固定カメラ５および移動カメラ３５６を含む撮像ユニットＩＵが構成されている。

図３は図１の部品実装機による実装の対象となる部品の一例を模式的に示す図である。同図では、部品供給位置３２に供給された状態の部品Ｗｐが例示されている。この部品Ｗｐの表面Ｓａおよび裏面Ｓｂ（表面Ｓａの反対側の面）はいずれも矩形に形成されている。部品Ｗｐの表面Ｓａには、複数のバンプＢ（電極）がマトリックス状に並んで設けられており、これらバンプＢによってバンプパターンＰが形成されている。また、同図の例では、ダイシングでの切断精度に起因して、部品Ｗｐがその表面Ｓａ（あるいは裏面Ｓｂ）に対して斜めに切断されたことから、表面Ｓａと裏面Ｓｂとが面内方向（図３の横方向）に相互にずれている。

図１の部品実装機１０の部品供給位置３２では、各部品Ｗｐは、その表面Ｓａが上方を向いた状態で配置されており、取出ヘッド３６は、吸着位置に位置するノズル３６２によって部品Ｗｐの表面Ｓａを吸着することで、部品Ｗｐをピックアップする。そして、取出ヘッド３６は、ノズル３６２を吸着位置から受渡位置に回転させることで、部品Ｗｐを供給する。かかるノズル３６２の回転に伴い、部品Ｗｐが反転するため、部品Ｗｐは、その裏面Ｓｂを上方に向けた状態で供給される。したがって、実装ヘッド４２は、部品Ｗｐの裏面Ｓｂをノズル４２１で吸着することで部品Ｗｐをピックアップする。

図４は図１の部品実装機が実行する部品実装の一例を示すフローチャートであり、図５は図４のフローチャートで実行される部品裏面認識の一例を示すフローチャートであり、図６は図４のフローチャートで実行される部品表面認識の一例を示すフローチャートであり、図７は図４のフローチャートで実行される部品検査の一例を示すフローチャートである。図４〜図７のフローチャートは、演算部１１０が部品検査プログラム１５０に従って部品実装機１０の各部を制御することで実行される。また、２個の実装部４の動作は共通するため、以下ではこれらを特に区別せずに説明を行う。

図４の実装処理が開始されると、ステップＳ１０１で部品裏面認識が実行される。図５に示すように、部品裏面認識では、部品供給機構３によって供給された部品Ｗｐの上方に移動カメラ４５が移動して、当該部品Ｗｐの裏面Ｓｂに上方から対向する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０２では、移動カメラ４５は、この部品Ｗｐの裏面Ｓｂを撮像して、撮像画像Ｉｂを画像処理部１２０に送信する。そして、画像処理部１２０が部品Ｗｐの裏面Ｓｂの撮像画像Ｉｂに基づき部品Ｗｐの裏面Ｓｂの外形を認識し（ステップＳ２０３）、図４のフローチャートに戻る。

ステップＳ１０２では、実装ヘッド４２は、ステップＳ１０１で移動カメラ４５の撮像対象となった部品Ｗｐをノズル４２１により吸着する（ステップＳ１０２）。上述の通り、実装ヘッド４２は部品Ｗｐの裏面Ｓｂを上方より吸着し、部品Ｗｐは表面Ｓａを下方に向けた状態で実装ヘッド４２によりピックアップされる。こうして、実装ヘッド４２が部品Ｗｐをピックアップすると、ステップＳ１０３の部品表面認識が実行される。

図６に示すように、部品表面認識では、実装ヘッド４２は、ピックアップした部品Ｗｐを固定カメラ５の上方に移動させる（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０２では、固定カメラ５が部品Ｗｐの表面Ｓａを下方から撮像して、部品Ｗｐの表面Ｓａの撮像画像Ｉａを画像処理部１２０に送信する。そして、画像処理部１２０が部品Ｗｐの表面Ｓａと裏面Ｓｂとの中心位置の差を算出する（ステップＳ３０３）。具体的には、ステップＳ１０１の部品裏面認識で認識された部品Ｗｐの裏面Ｓｂの外形に基づき、この外形の幾何中心が裏面中心Ｃｂ（図５）として算出される。また、ステップＳ３０２での撮像画像Ｉａに基づき部品Ｗｐの表面Ｓａの外形が認識され、この表面Ｓａの外形の幾何中心が表面中心Ｃａとして（図５）算出される。そして、裏面中心Ｃｂと表面中心Ｃａとの差が表裏位置ずれ量α（＝Ｃｂ−Ｃａ）として算出されて、記憶部１４０に記憶される。なお、表面中心Ｃａおよび裏面中心ＣｂはＸＹ座標であり、表裏位置ずれ量αはベクトル量である。

ステップＳ３０４では、画像処理部１２０は、撮像画像Ｉａに基づき、バンプパターンＰの幾何中心をパターン中心Ｃｐ（図５）として算出する。そして、ステップＳ３０５で、画像処理部１２０が部品Ｗｐの表面中心Ｃａとパターン中心Ｃｐとの差をパターン位置ずれ量β（＝Ｃａ−Ｃｐ）として算出して、記憶部１４０に記憶すると、図４のフローチャートに戻る。なお、パターン中心Ｃｐは表面中心Ｃａと同様にＸＹ座標であり、パターン位置ずれ量βはベクトル量である。

ステップＳ１０４では、実装ヘッド４２はノズル４２１に吸着する部品Ｗｐを、その表面Ｓａを基板１側に向けつつ実装対象点１ａに実装する。この際、部品Ｗｐが実装される位置は、ステップＳ３０４で算出されたパターン中心Ｃｐが、実装対象点１ａを代表する所定の実装基準位置（例えば実装対象点１ａの幾何中心）に一致するように調整される。これによって、部品Ｗｐは、その表面Ｓａが基板１側に向いた状態で（換言すれば、その裏面Ｓｂが上方に向いた状態で）実装対象点１ａに実装される。こうして、部品Ｗｐの実装が完了すると、ステップＳ１０５の部品検査が実行される。

図７に示すように、部品検査では、ステップＳ１０４で実装対象点１ａに実装された部品Ｗｐ（以下、「実装部品Ｗｐ」と適宜称する）の上方に移動カメラ４５が移動する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０２では、移動カメラ４５は実装部品Ｗｐの裏面Ｓｂを上方から撮像して、撮像画像Ｉｍを画像処理部１２０に送信する（ステップＳ４０２）。そして、画像処理部１２０は、実装部品Ｗｐの裏面Ｓｂの撮像画像Ｉｍに基づき、実装部品Ｗｐの裏面Ｓｂの幾何中心を実装部品裏面中心Ｃｂｍとして算出する（ステップ４０３）。ステップＳ４０４では、画像処理部１２０は、実装部品裏面中心Ｃｂｍ、表裏位置ずれ量αおよびパターン位置ずれ量βに基づき、実装部品ＷｐのバンプパターンＰの中心（実装中心Ｃｐｍ）を算出する。そして、画像処理部１２０がこの実装中心Ｃｐｍと上述の実装基準位置との差を、実装位置ずれ量γとして算出して記憶部１４０に記憶すると（ステップＳ４０５）、図４のフローチャートに戻る。なお、実装部品裏面中心Ｃｂｍ、実装中心Ｃｐｍおよび実装基準位置はＸＹ座標であり、実装位置ずれ量γはベクトル量である。

ステップＳ１０６では、基板１の全ての実装対象点１ａに対する部品Ｗｐの実装が完了したかが判断される。実装が完了していない場合（ステップＳ１０６で「ＮＯ」の場合）には、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５が繰り返される。なお、以後のステップ１０４での部品実装においては、ステップＳ４０５で求められた実装位置ずれ量γを打ち消すように、部品Ｗｐを実装する位置が調整される。そして、全実装対象点１ａへの部品Ｗｐの実装が完了すると（ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」）、図４の部品実装が終了する。

以上に説明したように、本実施形態によれば、基板１に実装される前の部品Ｗｐの表面Ｓａ（バンプパターンＰが設けられた面）を撮像して撮像画像Ｉａ（第１画像）が取得され（ステップＳ３０２）、この撮像画像Ｉａに基づき、表面Ｓａの外形に対するバンプパターンＰの位置を示すパターン位置ずれ量β（パターン位置情報）が求められる（ステップＳ３０５）。また、基板１に実装された後の部品Ｗｐの裏面Ｓｂを撮像して撮像画像Ｉｍ（第２画像）が取得され（ステップＳ４０２）、この撮像画像Ｉｍに基づき、部品Ｗｐの裏面Ｓｂの位置を示す実装部品裏面中心Ｃｂｍ（部品位置情報）が求められる（ステップＳ４０３）。そして、パターン位置ずれ量βと実装部品裏面中心Ｃｂｍとに基づき、基板１に実装された部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれが検査される（ステップＳ４０５）。このように、実装された部品Ｗｐの裏面Ｓｂの位置のみならず、部品Ｗｐの表面Ｓａの外形に対するバンプパターンＰの位置（パターン位置ずれ量β）にも基づいて、バンプパターンＰの位置ずれ（実装位置ずれ量γ）が検査される。その結果、部品Ｗｐの外形に対するバンプパターンＰの位置のばらつきによらず、基板１に実装された部品Ｗｐを撮像した撮像画像Ｉｍに基づき部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれを的確に検査することが可能となっている。

特に上述のように、部品ＷｐがダイシングされたウェハーＷのダイである場合、ダイシングによって切断される位置には誤差が生じうる。そのため、部品Ｗｐの外形に対するバンプパターンＰの位置ずれが生じやすい。これに対して、本実施形態では上述のように構成されているため、ダイシングでの切断位置誤差によらず、基板１に実装された部品Ｗｐを撮像した撮像画像Ｉｍに基づき部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれを的確に検査することが可能となっている。

ところで、図３の「側面視」の欄に例示したように、部品Ｗｐの製造工程の精度、具体的にはダイシングにおける切断面の傾斜に起因して、部品Ｗｐの表面Ｓａの位置と裏面Ｓｂの位置とが面内方向にずれている場合がある。図３の例では、表面Ｓａの位置と裏面Ｓｂの位置とが表裏位置ずれ量αだけ搬送方向Ｘにずれている（なお、表裏位置ずれ量αの大きさおよび方向は図３の例に限られない）。これに対して、制御部１００は、移動カメラ４５および固定カメラ５（撮像ユニットＩＵ）に部品Ｗｐを撮像させた撮像画像Ｉｂ（第３画像）および撮像画像Ｉａに基づき、部品Ｗｐの表面Ｓａと裏面Ｓｂとの位置関係を示す表裏位置ずれ量α（位置関係情報）を求める（ステップＳ３０３）。そして、パターン位置ずれ量β、表裏位置ずれ量αおよび実装部品裏面中心Ｃｂｍに基づき、基板１に実装された部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれを検査する（ステップＳ４０５）。かかる構成では、表面Ｓａと裏面Ｓｂとの位置関係を示す表裏位置ずれ量αにも基づいて、バンプパターンＰの位置ずれが検査される。その結果、部品Ｗｐの表面Ｓａと裏面Ｓｂとの位置ずれによらず、基板１に実装された部品Ｗｐを撮像した撮像画像Ｉｍに基づき部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれを的確に検査することが可能となっている。

また、制御部１００は、実装ヘッド４２により部品供給機構３からピックアップされて基板１に実装される前の部品Ｗｐの表面Ｓａを固定カメラ５により撮像して撮像画像Ｉａを取得して（ステップＳ３０２）、部品Ｗｐの検査を実行する。さらに、ステップＳ３０４では、この撮像画像Ｉａに基づきバンプパターンＰの位置を認識した結果に基づき、基板１に部品Ｗｐを実装する位置を調整する。かかる構成では、部品Ｗｐを実装する位置を調整するためのバンプパターンＰの認識処理と、部品Ｗｐの検査のためのバンプパターンＰのパターン中心Ｃｐの算出とを、共通の撮像画像Ｉａに基づき実行しており、効率的な制御が実現されている。

また、制御部１００は、実装ヘッド４２によって部品Ｗｐを基板１に実装する位置を、実行済みのステップＳ４０５で検査された部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれ（実装位置ずれ量γ）に基づき調整する（ステップＳ１０４）。これによって、バンプパターンＰの位置ずれを抑えつつ、部品Ｗｐを基板１に実装することが可能となっている。

このように本実施形態では、部品実装機１０が本発明の「部品実装機」の一例に相当し、部品供給機構３が本発明の「部品供給部」の一例に相当し、搬送部２が本発明の「基板保持部」の一例に相当し、実装部４Ａ、４Ｂが本発明の「部品実装部」の一例に相当し、撮像ユニットＩＵが本発明の「撮像ユニット」の一例に相当し、制御部１００が本発明の「制御部」の一例に相当し、部品Ｗｐが本発明の「部品」の一例に相当し、表面Ｓａが本発明の「第１面」の一例に相当し、裏面Ｓｂが本発明の「第２面」の一例に相当し、バンプパターンＰが本発明の「パターン」の一例に相当し、撮像画像Ｉａが本発明の「第１画像」の一例に相当し、撮像画像Ｉｍが本発明の「第２画像」の一例に相当し、撮像画像Ｉｂが本発明の「第３画像」の一例に相当し、パターン位置ずれ量βが本発明の「パターン位置情報」の一例に相当し、実装部品裏面中心Ｃｂｍが本発明の「部品位置情報」の一例に相当し、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３およびＳ１０５が本発明の「検査処理」の一例に相当し、表裏位置ずれ量αが本発明の「位置関係情報」の一例に相当し、部品検査プログラム１５０が本発明の「部品検査プログラム」の一例に相当し、記録媒体１６０が本発明の「記録媒体」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、１個の部品Ｗｐを基板１に実装する度に検査処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３およびＳ１０５）が実行されている。しかしながら、検査処理の実行間隔はこれに限られない。

また、制御部１００は、異なる複数の実行間隔のうちから選択した一の実行間隔で、検査処理（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３およびＳ１０５）を実行してもよい。これによって、バンプパターンＰの実装位置ずれ量γの検査の必要性と、部品実装の効率性とを勘案した適切な実行間隔で検査処理を実行することが可能となる。

具体的には、これら複数の実行間隔は、１個の部品Ｗｐ（ダイ）を基板１に実装する度に検査処理を実行する第１実行間隔、１枚のウェハーＷ分の部品Ｗｐを基板１に実装する度に検査処理を実行する第２実行間隔および１ロットのウェハーＷ分の部品Ｗｐを基板１に実装する度に検査処理を実行する第３実行間隔の少なくとも１つを、複数の実行間隔が含むように、制御部１００を構成することができる。特に複数の実行間隔が第１〜第３の実行間隔を含む場合には、ダイシングにおける切断位置精度が低い場合には、第１実行間隔で検査処理を実行し、これより切断位置精度が高い場合には、第２実行間隔で検査処理を実行し、さらにこれより切断位置精度が高い場合には、第３実行間隔で検査処理を実行するといった制御ができる。つまり、ダイシングによる切断位置精度が高いほど長い実行間隔で検査処理を実行でき、バンプパターンＰの実装位置ずれ量γの検査の必要性と、部品実装の効率性とを勘案した適切な実行間隔で検査処理を実行できる。

この際、複数の実行間隔のうちから一の実行間隔を選ぶ基準は種々考えられる。例えば制御部１００は、ユーザーの入力に従って一の実行間隔を選択してもよい。あるいは、制御部１００は、検査処理で検査された部品ＷｐのバンプパターンＰの実装位置ずれ量γ位置に基づき、複数の実行間隔のうちから一の実行間隔を選択してもよい。かかる構成では、実行済みの検査処理で検査されたバンプパターンＰの位置ずれに基づき、当該実行済みの検査処理より後における検査処理の実行間隔を適切化できる。

具体的には、前回の検査処理での実装位置ずれ量γ（絶対値）と比較して今回の検査処理での実装位置ずれ量γ（絶対値）が所定値以上増加した場合には検査処理の実行間隔を短くし、逆に当該所定値以上減少した場合には検査処理の実行間隔を長くしてもよい。

あるいは、２回以上の実行済みの検査処理における実装位置ずれ量γの移動平均と所定の閾値とを比較した結果に基づき、検査処理の実行間隔を変更しても良い。つまり、移動平均が閾値を超えると検査処理の実行間隔を長くし、移動平均が閾値以下となると検査処理の実行間隔を短くする。

また、上記実施形態では、撮像画像Ｉｂから部品Ｗｐの裏面Ｓｂを認識する部品裏面認識（ステップＳ１０１）に基づき、部品Ｗｐの表面Ｓａと裏面Ｓｂとの位置関係を示す表裏位置ずれ量αが求められる（ステップＳ３０３）。この際、表裏位置ずれ量αを求める具体的方法はこれに限られない。つまり、部品Ｗｐを側方から撮像して、図３の「側面視」に示すような画像を撮像することで、表裏位置ずれ量αを求めることができる。

また、上記実施形態では、表裏位置ずれ量α、パターン位置ずれ量βおよび実装部品裏面中心Ｃｂｍに基づき、基板１に実装された部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれが検査される（ステップＳ４０５）。しかしながら、ダイシングでの切断精度が良好で、表面Ｓａと裏面Ｓｂとの位置ずれが僅少である場合には、かかる制御は不要である。

つまり、ステップＳ１０１、Ｓ３０３を省略して、パターン位置ずれ量βと実装部品裏面中心Ｃｂｍとに基づき、基板１に実装された部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれを検査すればよい（ステップＳ４０５）。この場合においても、実装された部品Ｗｐの裏面Ｓｂの位置のみならず、部品Ｗｐの表面Ｓａの外形に対するバンプパターンＰの位置（パターン位置ずれ量β）にも基づいて、バンプパターンＰの位置ずれ（実装位置ずれ量γ）が検査される。その結果、部品Ｗｐの外形に対するバンプパターンＰの位置のばらつきによらず、基板１に実装された部品Ｗｐを撮像した撮像画像Ｉｍに基づき部品ＷｐのバンプパターンＰの位置ずれを的確に検査することが可能となっている。

また、上記実施形態では、部品Ｗｐの表面Ｓａを固定カメラ５により撮像して撮像画像Ｉａを取得する。しかしながら、部品供給位置３２の部品Ｗｐを移動カメラ３５６によって撮像することで、部品Ｗｐの表面Ｓａの撮像画像Ｉａを取得してもよい。

また、バンプパターンＰの位置ずれの検査が、表面中心Ｃａ、パターン中心Ｃｐ、実装部品裏面中心Ｃｂｍあるいは裏面中心Ｃｂといった中心位置に基づき実行されていた。しかしながら、位置ずれの検査の基準は、これら中心位置に限られず、部品Ｗｐの表面Ｓａ、裏面ＳｂあるいはバンプパターンＰ等の位置を代表することができる値、例えば決められた位置に予め設けられているマークの位置等であればよい。

部品Ｗｐについても種々の変更が可能である。したがって、バンプパターンＰにおけるバンプＢの個数および配列を変更してもよい。また。部品Ｗｐの種類は、ダイ（ベアチップ）に限られない。

また、「パターン」は、上記の例のバンプパターンＰに限られず、配線パターン等も含む。

１０…部品実装機
１００…制御部
１５０…部品検査プログラム
１６０…記録媒体
２…搬送部（基板保持部）
３…部品供給機構（部品供給部）
４Ａ、４Ｂ…実装部
ＩＵ…撮像ユニット
Ｗｐ…部品
Ｓａ…表面（第１面）
Ｓｂ…裏面（第２面）
Ｐ…バンプパターン（パターン）
Ｉａ…撮像画像（第１画像）
Ｉｍ…撮像画像（第２画像）
Ｓ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ１０５…検査処理

Claims (12)

1. パターンが設けられた第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する部品を供給する部品供給部と、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記部品供給部により供給された前記部品をピックアップして、前記第１面を前記基板側に向けて前記基板に実装する部品実装部と、
   前記部品を撮像する撮像ユニットと、
   前記基板に実装される前の前記部品の前記第１面を前記撮像ユニットにより撮像して第１画像を取得し、前記基板に実装された後の前記部品の前記第２面を前記撮像ユニットにより撮像して第２画像を取得し、前記第１画像および前記第２画像に基づき前記部品について検査を行う検査処理を実行する制御部と
   を備え、
   前記検査処理において、前記制御部は、前記第１面の外形に対する前記パターンの位置を示すパターン位置情報を前記第１画像から求め、前記撮像ユニットに前記部品を撮像させた画像に基づき前記第１面と前記第２面との位置関係を示す位置関係情報を求め、前記基板に実装された前記部品の前記第２面の位置を示す部品位置情報を前記第２画像から求め、前記パターン位置情報、前記位置関係情報および前記部品位置情報に基づき前記基板に実装された前記部品の前記パターンの位置ずれを検査する部品実装機。
2. 前記部品供給部は、前記第２面を上方に向けた状態で前記部品を供給し、
   前記検査処理において、前記制御部は、前記部品供給部により供給されて前記部品実装部にピックアップされる前の前記部品の前記第２面を前記撮像ユニットにより撮像して第３画像を取得し、前記第１画像と前記第３画像とに基づき前記位置関係情報を求める請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記制御部は、前記部品実装部により前記部品供給部からピックアップされて前記基板に実装される前の前記部品の前記第１面を前記撮像ユニットにより撮像して前記第１画像を取得して前記検査処理を実行するとともに、前記第１画像に基づき前記パターンの位置を認識した結果に基づき前記基板に前記部品を実装する位置を調整する請求項１または２に記載の部品実装機。
4. 前記制御部は、複数の実行間隔のうちから選択した一の実行間隔で、前記検査処理を実行可能である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の部品実装機。
5. 前記部品は、ダイシングされたウェハーのダイであり、
   前記複数の実行間隔は、１個のダイを前記基板に実装する度に前記検査処理を実行する第１実行間隔、１枚のウェハー分のダイを前記基板に実装する度に前記検査処理を実行する第２実行間隔および１ロットのウェハー分のダイを前記基板に実装する度に前記検査処理を実行する第３実行間隔の少なくとも１つを含む請求項４に記載の部品実装機。
6. 前記制御部は、前記検査処理で検査された前記部品の前記パターンの位置ずれに基づき、前記複数の実行間隔のうちから前記一の実行間隔を選択する請求項４または５に記載の部品実装機。
7. 前記制御部は、前記部品実装部によって前記部品を前記基板に実装する位置を、実行済みの前記検査処理で検査された前記部品の前記パターンの位置ずれに基づき調整する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品実装機。
8. 基板に実装される前の部品の第１面および前記第１面と反対の第２面のうち、パターンが設けられた前記第１面を撮像して第１画像を取得する工程と、
   前記第１面を前記基板側に向けて前記基板に実装された前記部品の前記第２面を撮像して第２画像を取得する工程と、
   前記第１面の外形に対する前記パターンの位置を示すパターン位置情報を前記第１画像から求める工程と、
   前記部品を撮像した画像に基づき前記第１面と前記第２面との位置関係を示す位置関係情報を求める工程と、
   前記基板に実装された前記部品の前記第２面の位置を示す部品位置情報を前記第２画像から求める工程と、
   前記パターン位置情報、前記位置関係情報および前記部品位置情報に基づき前記基板に実装された前記部品の前記パターンの位置ずれを検査する工程と
   を備える部品検査方法。
9. 基板に実装される前の部品の第１面および前記第１面と反対の第２面のうち、パターンが設けられた前記第１面を撮像して第１画像を取得する工程と、
   前記第１面を前記基板側に向けて前記基板に実装された前記部品の前記第２面を撮像して第２画像を取得する工程と、
   前記第１面の外形に対する前記パターンの位置を示すパターン位置情報を前記第１画像から求める工程と、
   前記部品を撮像した画像に基づき前記第１面と前記第２面との位置関係を示す位置関係情報を求める工程と、
   前記基板に実装された前記部品の前記第２面の位置を示す部品位置情報を前記第２画像から求める工程と、
   前記パターン位置情報、前記位置関係情報および前記部品位置情報に基づき前記基板に実装された前記部品の前記パターンの位置ずれを検査する工程と
   を、コンピューターに実行させる部品検査プログラム。
10. 請求項９に記載の部品検査プログラムをコンピューターにより読み出し可能に記憶する記憶媒体。
11. パターンが設けられた第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する部品を供給する部品供給部と、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記部品供給部により供給された前記部品をピックアップして、前記第１面を前記基板側に向けて前記基板に実装する部品実装部と、
    前記部品を撮像する撮像ユニットと、
    前記基板に実装される前の前記部品の前記第１面を前記撮像ユニットにより撮像して第１画像を取得し、前記基板に実装された後の前記部品の前記第２面を前記撮像ユニットにより撮像して第２画像を取得し、前記第１画像および前記第２画像に基づき前記部品について検査を行う検査処理を実行する制御部と
    を備え、
    前記検査処理において、前記制御部は、前記第１面の外形に対する前記パターンの位置を示すパターン位置情報を前記第１画像から求めるとともに、前記基板に実装された前記部品の前記第２面の位置を示す部品位置情報を前記第２画像から求め、前記パターン位置情報と前記部品位置情報とに基づき前記基板に実装された前記部品の前記パターンの位置ずれを検査し、
    前記制御部は、複数の実行間隔のうちから選択した一の実行間隔で、前記検査処理を実行可能である部品実装機。
12. パターンが設けられた第１面と前記第１面と反対の第２面とを有する部品を供給する部品供給部と、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記部品供給部により供給された前記部品をピックアップして、前記第１面を前記基板側に向けて前記基板に実装する部品実装部と、
    前記部品を撮像する撮像ユニットと、
    前記基板に実装される前の前記部品の前記第１面を前記撮像ユニットにより撮像して第１画像を取得し、前記基板に実装された後の前記部品の前記第２面を前記撮像ユニットにより撮像して第２画像を取得し、前記第１画像および前記第２画像に基づき前記部品について検査を行う検査処理を実行する制御部と
    を備え、
    前記検査処理において、前記制御部は、前記第１面の外形に対する前記パターンの位置を示すパターン位置情報を前記第１画像から求めるとともに、前記基板に実装された前記部品の前記第２面の位置を示す部品位置情報を前記第２画像から求め、前記パターン位置情報と前記部品位置情報とに基づき前記基板に実装された前記部品の前記パターンの位置ずれを検査し、
    前記制御部は、前記部品実装部によって前記部品を前記基板に実装する位置を、実行済みの前記検査処理で検査された前記部品の前記パターンの位置ずれに基づき調整する部品実装機。
    

Images