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

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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。
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