JP6884494B2 - 部品搬送装置、部品搬送方法および部品実装装置 - Google Patents

Description

この発明は、トレイやテープなどの部品収納体やダイシング済みのウエハから部品をピックアップし、所定の移動先に搬送する部品搬送装置および部品搬送方法、ならびに上記部品搬送装置により部品を搬送して基板に搭載する部品実装装置に関するものである。

従来から、種々の部品供給方式が採用されている。例えば特許文献１に記載の装置では、ウエハステージ上に保持されたダイシング済みのウエハからダイを部品としてピックアップし、基板上に搭載して部品実装が行われる。この部品実装装置では、ウエハヘッドによりウエハから取り出されて供給される部品（ダイ）を実装用ヘッドに設けられたノズルが吸着して保持する。この際に吸着ずれが発生することがあるため、ノズルによる部品の保持状態が撮像されるとともに、上記撮像により得られる部品画像に基づいて部品の吸着ずれが求められる。こうした部品認識後に、当該吸着ずれに応じてノズルの移動先が補正され、さらに当該補正された移動先にノズルが移動して部品搬送を完了した後で当該部品が基板に搭載される。こうして、部品の基板への実装が実行される。

ここで、基板に実装した部品に割れ、欠けや傷などの異常が含まれていたとしても、上記部品実装の後工程、例えばモールディング工程において、上記異常を検出することは難しい。

そこで、特許文献２に記載の部品搬送技術を上記部品実装装置に適用することが考えられている。この特許文献２に記載の装置では、ウエハからピックアップした部品（ダイ）の下面を撮像して得られる部品画像に基づいて位置測定認識を行ってノズルの移動先を補正するのと同時に、上記部品画像に基づいてチップ欠け認識を行って部品の良否を検査している。

特開２０１７−１７３４８号公報 特開２０１２−１９９３２１号公報

上記特許文献２では、部品画像に基づいて部品の良否を検査しているが、その具体的な手法は開示も示唆もされておらず、例えばウエハのうちダイシングされた部分、つまりダイシングラインが設定位置からずれると、以下のような問題が発生することがあった。例えば部品のうち検査すべき領域（以下「検査領域」という）は、ウエハのダイシングが所定位置で行われているという前提の下で、予め設定されている。しかしながら、通常、ウエハにダイシング処理を施して複数のダイに分割する場合、ダイを分離させる位置（上記の場合には、「ダイシングライン」がこれに相当）の変動は不可避である。このため、当該変動により検査領域が部品の外側にあると特定されてしまうと、誤った検出がなされる（後述の図６中の「誤検出」欄を参照）。また、検査領域が部品の機能部位（配線、電極や回路などが設けられる部位）を有する機能領域内に特定されてしまうと、検査領域に対する検査自体が不能となることがある。

また、このような問題は他の部品供給方式、例えばトレイやテープなどの部品収納体に予め収納されている部品（以下「収納部品」と称する）を実装用ヘッドに設けられたノズルにより搬送する装置においても生じる。いわゆる段取り作業を行っている間や部品収納体の輸送中など種々の場面で部品に割れ、欠けや傷などの異常が発生することがあるが、収納部品の検査領域を適切に特定することができず、検査を良好に行うことが困難となることがあった。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、移動先に部品を搬送するのと並行して部品の検査を正確に行うことができる部品搬送技術、ならびに当該部品搬送技術を組み込んだ部品実装装置を提供することを目的とする。

この発明の第１態様は、部品供給部から供給される部品を受け取って保持するノズルと、ノズルにより保持された部品を撮像する撮像部と、部品を保持したノズルを部品供給部から移動させるノズル駆動部とを有し、撮像部により撮像された部品画像に基づいてノズルの移動先を補正した後で補正された移動先にノズルをノズル駆動部により移動させて部品を搬送する部品搬送装置であって、部品画像に基づいて部品の外形情報を取得する外形情報取得部と、外形情報から部品の検査領域を特定する検査領域特定部と、検査領域で部品の異常が発生しているか否かを検査する部品検査部とを備え、移動先の補正と補正された移動先へのノズルの移動とのうちの少なくとも一方と並行して部品の検査を行い、検査領域特定部は、外形情報から部品の一部を検査領域として特定することを特徴としている。
この発明の第２態様は、部品供給部から供給される部品を受け取って保持するノズルと、ノズルにより保持された部品を撮像する撮像部と、部品を保持したノズルを部品供給部から移動させるノズル駆動部とを有し、撮像部により撮像された部品画像に基づいてノズルの移動先を補正した後で補正された移動先にノズルをノズル駆動部により移動させて部品を搬送する部品搬送装置であって、部品画像に基づいて部品の外形情報を取得する外形情報取得部と、外形情報から部品の検査領域を特定する検査領域特定部と、検査領域で部品の異常が発生しているか否かを検査する部品検査部とを備え、部品が平面視でＮ（ただし、Ｎは３以上の自然数）角形状を有しているとき、外形情報取得部は、互いに異なる複数の外形情報を取得可能で、かつ、外形情報として、部品の平面視における外形中心座標と、部品に含まれる複数の角部うちの一の角部座標とを取得可能となっており、移動先の補正と補正された移動先へのノズルの移動とのうちの少なくとも一方と並行して部品の検査を行い、部品の検査領域が複数個存在するとき、外形情報取得部は、検査領域毎に外形情報として外形中心座標および角部座標からいずれか一方を選択し、検査領域特定部は外形情報取得部により選択された外形情報に基づいて検査領域を特定することを特徴としている。

また、この発明の第３様は、部品搬送方法であって、部品をノズルにより受け取って保持する部品保持工程と、ノズルにより保持された部品を撮像する撮像工程と、撮像工程の実行により取得された部品画像に基づいてノズルの移動先を補正する移動先補正工程と、部品を保持したノズルを補正された移動先に移動させるノズル移動工程と、部品画像に基づいて部品の外形情報を取得する外形情報取得工程と、外形情報から部品の検査領域を特定する検査領域特定工程と、移動先補正工程とノズル移動工程とのうちの少なくとも一方と並行して、検査領域で部品の異常が発生しているか否かを検査する検査工程と、を備え、検査領域特定工程は、外形情報から部品一部を検査領域として特定する工程であることを特徴としている。

さらに、この発明の第３態様は、部品実装装置であって、部品を供給する部品供給部と、上記部品搬送装置と、部品検査部により部品の異常が発生していないと判定されたときには移動先に移動してきたノズルにより部品を基板に搭載する一方、部品の異常が発生していると判定されたときには部品の基板への搭載を中止する制御部とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、撮像部により撮像された部品画像に基づいて補正された移動先にノズルが移動して部品を搬送する。また、上記移動先の補正および移動先へのノズルの移動のうち少なくとも一方と並行して上記部品画像に基づく部品の検査が行われる。したがって、部品を所望の移動先に正確に搬送するのと同時に、搬送中の部品の外形情報に基づいて検査領域が正確に特定され、当該検査領域での異常発生が良好に検査される。

また、部品実装装置では、上記検査結果を受けて部品の異常が発生していると判定された部品については基板への搭載が中止される。したがって、不良部品の実装が回避されて基板の製造歩留りが改善される。

ここで、部品としては、例えばダイシングにより複数のダイに分割されたウエハから部品供給部により供給されるダイや複数の収納部品を収納する部品収納体から部品供給部により供給される収納部品などが含まれる。

また、外形情報取得部が互いに異なる複数の外形情報を取得可能となるように構成してもよく、これによって検査領域を正確に求めることができ、検査精度をさらに高めることができる。

また、部品が平面視でＮ（ただし、Ｎは３以上の自然数）角形状を有しているとき、外形情報取得部が、外形情報として、部品の平面視における外形中心座標と、部品に含まれる複数の角部うちの一の角部座標とを取得可能となるように構成してもよい。このように複数の外形情報を用意することで種々の検査領域に対応することができ、後で説明するように部品を多面的に検査することができる。その結果、高精度な検査が可能となる。

上記外形中心座標については例えばＮ角形状の部品の平面視におけるＮ個の辺部またはＮ個の角部から取得してもよく、外形中心座標を精度良く求めることができる。したがって、検査領域を正確に求めることができ、検査精度をさらに高めることができる。

なお、部品の検査領域が複数個存在することがあるが、このような場合、外形情報取得部が検査領域毎に外形情報として外形中心座標および角部座標からいずれか一方を選択し、検査領域特定部が外形情報取得部により選択された外形情報に基づいて検査領域を特定するように構成してもよい。このような構成を採用することで多様な検査領域をそれぞれ高精度に特定することができ、検査精度を高めることができる。

上記のように構成された発明によれば、ウエハをダイシングする位置が変動したとしても、移動先に部品を正確に搬送するのと同時に当該部品の検査を正確に行うことができる。

本発明に係る部品搬送装置の一実施形態を装備する部品実装装置を模式的に示す平面図である。 図１に示す部品実装装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 図１の部品実装装置の動作を示すフローチャートである。 実装ターンの主要工程を模式的に示す図である。 実装ターン中に実行される部品検査動作を示すフローチャートである。 バンプ基準で検査領域を特定する場合におけるダイシング位置の変動による影響を模式的に示す図である。 検査領域を特定する特定アルゴリズムの概要を模式的に示す図である。 検査領域の一例を模式的に示す図である。

図１は本発明に係る部品搬送装置の一実施形態を装備する部品実装装置を模式的に示す平面図である。また、図２は図１に示す部品実装装置の主要な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は水平方向に並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。

この部品実装装置１０は、搬送方向Ｘの上流側から搬入された基板Ｂに対して部品を実装して搬送方向Ｘの下流側に搬出する。基板Ｂには複数の実装対象点（図示省略）が設けられており、部品実装装置１０に具備された制御部１００は、部品実装装置１０の各部を制御することで、各実装対象点に部品Ｗｐを１個ずつ実装する。また、各部品ＷｐはウエハＷをダイシングすることでウエハＷにおいて格子状に形成されたダイであり、互いに同一の構成を有している。この部品Ｗｐでは、一方主面にバンプなどの回路構成が形成されている。また、各部品Ｗｐの平面視は矩形形状である（本発明のＮ＝４）。

この部品実装装置１０は搬送方向Ｘに基板Ｂを搬送する搬送部２を備える。搬送部２は、搬送方向Ｘにこの順番で並ぶ、待機コンベア２１、実装コンベア２２、待機コンベア２３、実装コンベア２４および搬出コンベア２５を有し、これらのコンベア２１〜２５が協働して搬送方向Ｘに基板Ｂを搬送することができる。待機コンベア２１は待機位置Ｐ１に対して設けられ、部品実装装置１０の外部から搬入した基板Ｂを待機位置Ｐ１に待機させ、あるいは実装コンベア２２に受け渡す。実装コンベア２２は待機位置Ｐ１の搬送方向Ｘの下流側に位置する実装位置Ｐ２に対して設けられ、待機コンベア２１から受け取った基板Ｂを実装位置Ｐ２に固定し、あるいは待機コンベア２３に受け渡す。待機コンベア２３は実装位置Ｐ２の搬送方向Ｘの下流側に位置する待機位置Ｐ３に対して設けられ、実装コンベア２２から受け取った基板Ｂを待機位置Ｐ３で待機させ、あるいは実装コンベア２４に受け渡す。実装コンベア２４は待機位置Ｐ３の搬送方向Ｘの下流側に位置する実装位置Ｐ４に対して設けられ、待機コンベア２３から受け取った基板Ｂを実装位置Ｐ４に固定し、あるいは搬出コンベア２５に受け渡す。搬出コンベア２５は実装位置Ｐ４の搬送方向Ｘの下流側の位置に対して設けられ、実装コンベア２４から受け取った基板Ｂを部品実装装置１０の外部へ搬出する。このように、搬送部２では、Ｍ個の実装位置Ｐ２、Ｐ４が搬送方向Ｘに並んで設けられている。ここで、Ｍは２以上の整数で、図１の例ではＭ＝２である。

また、部品実装装置１０は部品Ｗｐを供給する部品供給部３を備える。部品供給部３は、複数のウエハＷを収納可能なウエハ収納部３１と、ウエハ収納部３１からウエハ供給位置ＰｐまでウエハＷを引き出すウエハ引出部３３とを有する。ウエハ収納部３１は、それぞれウエハＷを保持する複数のウエハホルダー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、ウエハ引出部３３がウエハＷを受取可能な高さにウエハホルダーＷｈを位置させて、このウエハホルダーＷｈをウエハ引出部３３に押し出すことができる。

ウエハ引出部３３は、ウエハホルダーＷｈを支持するウエハ支持テーブル３３１と、ウエハ支持テーブル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に設けられてウエハ支持テーブル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３３４とを有する。したがって、Ｙ軸モータ３３４によりボールネジ３３３を回転させることで、ウエハ支持テーブル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、ウエハ収納部３１とウエハ供給位置Ｐｐ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、ウエハ支持テーブル３３１は搬送部２の下方を通過する。かかるウエハ支持テーブル３３１は、ウエハ収納部３１に隣接する受取位置でウエハ収納部３１からウエハホルダーＷｈを受け取って、受取位置よりウエハ収納部３１から幅方向Ｙに離れたウエハ供給位置Ｐｐへと移動することで、ウエハ供給位置ＰｐにウエハＷを引き出す。

さらに、部品供給部３は、ウエハ供給位置Ｐｐ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、ウエハ供給位置Ｐｐから部品Ｗｐを取り出す取出ヘッド３６を有し、取出ヘッド３６をＸＹ方向に駆動可能である。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３５２とを有し、Ｘ軸モータ３５２によりボールネジを駆動することで、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３５５とを有する。したがって、Ｙ軸モータ３５５によりボールネジ３５４を駆動することで、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。

かかる部品供給部３は、吸着位置に位置させたノズル３６２を、ウエハ供給位置Ｐｐ上の部品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、部品供給部３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、ウエハ供給位置Ｐｐから部品Ｗｐを吸着する。そして、部品供給部３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。

部品実装装置１０は、こうして部品供給部３によって供給された部品Ｗｐを基板Ｂに実装する実装部４Ａ、４Ｂを備える。特にＭ個の実装位置Ｐ２、Ｐ４に対して一対一の対応関係で、Ｍ個の実装部４Ａ、４Ｂが設けられている（上述の通り、図１の例ではＭ＝２である）。つまり、実装部４Ａは、実装位置Ｐ２に対応して設けられ、実装部４Ｂは、実装位置Ｐ４に対応して設けられている。実装部４Ａ、４Ｂは、部品実装装置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、実装ヘッド４２をＸＹ方向に移動させてヘッド駆動部（図示省略）とを有している。なお、実装ヘッド４２は、下方を向く２個のノズル４２１を有しており、ヘッド駆動部による実装ヘッド４２の移動によってノズル４２１をＸＹ方向に移動可能となっている。

部品Ｗｐの吸着・認識・実装に際しては、実装部４Ａ、４Ｂそれぞれは、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、部品供給部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に負圧を与えつつノズル４２１を上昇させる。こうして、ノズル４２１は部品供給部３から部品Ｗｐを受け取って吸着保持する。そして、ヘッド駆動部による実装ヘッド４２の移動により部品Ｗｐを保持したノズル４２１が部品認識カメラ５の上方位置を経由して所望の移動先に移動することで当該部品Ｗｐが実装位置Ｐ２、Ｐ４の基板Ｂの上方に位置決めされる。このように本実施形態では部品Ｗｐがノズル４２１に保持された状態で実装ヘッド４２により部品供給部３から移動先に搬送される。こうして移動先、つまり実装対象点の上方位置に搬送されてきた部品Ｗｐがノズル４２１により基板Ｂに搭載され、部品実装が行われる。

上記した部品認識カメラ５、５は所定位置に固定されており、ノズル４２１により吸着保持される部品Ｗｐおよびノズル４２１を撮像し、その撮像した画像（以下「部品画像」という）の信号を画像処理部１５０に出力する。この部品画像は、ノズル４２１の移動中にノズル４２１による部品Ｗｐの保持状態を認識して移動先を補正する際に用いられるだけでなく、後で詳述するように部品Ｗｐを検査する際にも利用される。

さらに、部品実装装置１０には、オペレータとのインターフェースとして機能する表示ユニット７（図２）が設けられている。表示ユニット７は、制御部１００と接続され、部品実装装置１０の動作状態を表示する機能のほか、タッチパネルで構成されてオペレータからの入力を受け付ける入力端末としての機能も有する。

次に、制御部１００の構成について図２を参照しつつ説明する。制御部１００は、装置本体の内部の適所に設けられ、論理演算を実行する周知のＣＰＵ（Central Processing Unit）、初期設定等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、装置動作中の様々なデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。

制御部１００は、機能的には、演算処理部１１０、記憶部１２０、モータ制御部１３０、外部入出力部１４０および画像処理部１５０などを備えている。これらのうちモータ制御部１３０は、コンベア２１〜２５、ウエハ引出部３３、取出ヘッド３６やヘッド駆動部に装備されたモータの駆動を制御する。外部入出力部１４０は、部品実装装置１０に装備されている各種センサー類からの信号を入力する一方、部品実装装置１０に装備されている各種アクチュエータ等に対して信号を出力する。画像処理部１５０は、部品認識カメラ５から画像信号を取り込み、部品画像に対して種々の画像処理を施して部品認識や部品検査に好適な部品画像を生成する。

記憶部１２０は、部品実装処理を行うためのプログラム、各実装ターンでの基板位置、実装される部品や実装位置などを示す実装データや部品画像を記憶する。

上記演算処理部１１０は、ＣＰＵ等のような演算機能を有するものであり、上記記憶部１２０に記憶されているプログラムおよび実装データに従ってモータ制御部１３０や画像処理部１５０を制御することで、ノズル４２１の部品供給部３への移動、部品供給部３から供給される部品Ｗｐのノズル４２１による吸着保持、部品Ｗｐを保持するノズル４２１の移動先への移動、当該移動中に部品認識カメラ５により撮像された部品画像に基づく部品認識、部品Ｗｐを保持するノズル４２１の移動先への移動および基板Ｂへの部品Ｗｐの搭載からなる一連の動作（以下「実装ターン」という）を繰り返して部品実装を行う。また、演算処理部１１０は、実装ターンの実行中に部品Ｗｐの検査を並行して行う。この部品検査では、次に詳述するように、部品画像に基づいて部品Ｗｐの外形情報が取得され（外形情報取得工程）、その外形情報から部品Ｗｐの検査領域が特定され（検査領域特定工程）、その検査領域で部品Ｗｐの異常が発生しているか否かが検査される（検査工程）。これらの工程は演算処理部１１０により行われ、演算処理部１１０は外形情報取得部１１１、検査領域特定部１１２および部品検査部１１３として機能する。

次に、上記のように構成された部品実装装置１０の動作について図３ないし図８を参照しつつ説明する。図３は図１の部品実装装置の動作を示すフローチャートである。また、図４は実装ターンの主要工程を模式的に示す図である。部品実装装置１０では、記憶部１２０に記憶されているプログラムにしたがって演算処理部１１０が装置各部を以下のように制御して実装部４Ａ、４Ｂ毎に実装ターンを繰り返す。また、部品Ｗｐをノズル４２１で保持しながら部品供給部３から移動先、つまり実装対象点の上方位置に搬送させる間に部品検査を行う。そこで、部品検査に関連する検査ステップを部品実装に関連する実装ステップと明確に区別するために検査ステップに対してドットを参考的に付すとともに、以下においては、まず検査ステップを除く実装部４Ａによる実装ステップについて説明し、その後で検査ステップについて詳述する。なお、実装部４Ｂによる実装ステップおよび検査ステップについても基本的に同一であるため、ここでは説明を省略する。

実装部４Ａによる実装ターンを実行するための実装データが作成され（ステップＳ１）、それにしたがって以下の実装ターンが実行される。実装部４Ａの実装ヘッド４２は部品供給部３に移動し（ステップＳ２）、部品供給部３から供給される部品Ｗｐを受け取って吸着保持する（ステップＳ３）。この部品保持動作はノズル４２１の本数分だけ実行される。なお、ここでは、発明内容の理解を容易にするため、１本のノズル４２１にのみ部品Ｗｐが吸着保持されるものとして説明を続ける。

ノズル４２１による部品Ｗｐの吸着保持が完了すると、実装ヘッド４２は部品認識カメラ５の上方位置を経由して基板Ｂの上方に向けて移動する（ステップＳ４）。こうしたノズル４２１の移動中に部品認識カメラ５によりノズル４２１に保持された部品Ｗｐとノズル４２１とが撮像され、例えば図４の（ａ）欄に示すような部品画像Ｉ１が記憶部１２０に記憶される（ステップＳ５）。同図中の符号Ｉｄは部品Ｗｐを構成するダイの全体像を示し、符号Ｉｂはダイの一方主面に形成されたバンプＢＰ（図４参照）の像を示している。

次に、予め取得して記憶部１２０に記憶しておいたテンプレートして機能する基準部品画像Ｉ０が読み出され、図４の（ｂ）欄に示すように、基準部品画像Ｉ０と部品画像Ｉ１とを比較することで部品Ｗｐの吸着ずれのＸ方向成分ｄｘ、Ｙ方向成分ｄｙおよび回転方向成分ｄｒがそれぞれ導出されるとともに、これらに基づいてノズル４２１の移動先が補正される（ステップＳ６）。より詳しくは、この実施形態では、図４の（ｃ）欄に示すように、最終的に基板Ｂ上の配線ＷＲにバンプＢＰが正確に接触するように基板Ｂに部品Ｗｐを実装するものであるため、部品画像Ｉ１における各バンプ像Ｉｂの座標位置を求め、これらを基準部品画像Ｉ０における各バンプ像Ｉｂの座標位置と比較することでＸ方向成分ｄｘ、Ｙ方向成分ｄｙおよび回転方向成分ｄｒを導出し、それらを移動先の補正に用いている。したがって、この補正によって部品Ｗｐを保持したノズル４２１の移動先および回転角が調整され、図４の（ｃ）欄に示すように、部品Ｗｐが実装対象点の上方位置に適正な部品姿勢で位置決めされた（ステップＳ９）後でノズル４２１から基板Ｂに部品Ｗｐが搭載される（ステップＳ１０）。これによってバンプＢＰが基板Ｂに予め形成されている配線ＷＲに対して正確に位置決めされて基板Ｂに実装される。

次に、部品検査に関連する検査ステップについて説明する。上記のようにして実装ターンが行われる間に、部品の検査（ステップＳ７）、検査結果の判定（ステップＳ８）および不良部品の廃棄（ステップＳ１１）が実行される。より具体的には、上記移動先の補正および補正された移動先へのノズル４２１の移動と並行して部品の検査が実行される（ステップＳ７）。

図５は実装ターン中に実行される部品検査動作を示すフローチャートである。この部品検査では、記憶部１２０から部品画像Ｉ１が読み出され（ステップＳ７０１）、当該部品画像Ｉ１に基づいて部品Ｗｐのエッジ部分や角部に割れ、欠けや傷などに異常が存在しているか否かを調べられる。本実施形態では、部品Ｗｐのエッジ部分や角部を検査領域としている。ここで、上記部品認識においてはバンプＢＰの座標位置を求めているため、それを基準に検査領域を特定することが考えられる。しかしながら、上記したようにダイシング位置の変動は不可避であるため、図６に示すようにダイの全体像Ｉｄに対する検査領域Ｋの位置はダイシング位置に応じて相違する。したがって、バンプＢＰに対して検査領域Ｋが所定距離だけ離れた位置が検査領域Ｋであるというルールにしたがって検査領域Ｋを特定したときに、例えば図６の（ａ）欄に示すように当該検査領域Ｋを検査することで割れ、欠けや傷などの異常を検査することができる場合がある。しかしながら、ダイシング位置の変動によって部品ＷｐにおけるバンプＢＰの位置が変位すると、上記ルールに従う限り、同図の（ｂ）欄に示すように検査領域Ｋが全体像Ｉｄから外れて誤検出を招いたり、同図の（ｃ）欄に示すように検査領域ＫがバンプＢＰなどの回路構成に近づいて検出不能となることがある。

そこで、本実施形態では、図５に示す一連の処理を実行することでダイシング位置の変動による影響を受けることなく、検査領域Ｋを正確に、かつ適切に特定して検査領域Ｋにおける部品Ｗｐの異常を検査可能となっている。また、多くの場合、検査領域Ｋは複数個所であり、しかも種類も相違している。したがって、多様なアプローチで検査領域Ｋを特定するのが望ましい。そこで、本実施形態では、図７に示すように検査領域を特定する特定アルゴリズムを３種類用意するとともに、図８に示す８つの検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４をそれぞれ上記特定アルゴリズムと組み合わせて特定し、部品Ｗｐの検査を行っている。

図７は検査領域を特定する特定アルゴリズムの概要を模式的に示す図である。同図の（ａ）欄では、第１特定アルゴリズムおよび第２特定アルゴリズムが示されている。これらでは、ダイの全体像Ｉｄから部品Ｗｐの外形中心座標（ｘｄ、ｙｄ）が本発明の「外形情報」および「外形中心情報」として求められる。さらに外形中心座標（ｘｄ、ｙｄ）および外形中心座標（ｘｄ、ｙｄ）からのＸ方向距離ＬｘおよびＹ方向距離Ｌｙが検査領域Ｋの中心座標（ｘｋ、ｙｋ）を特定するための特定情報として求められ、記憶部１２０に記憶される。なお、第１特定アルゴリズムおよび第２特定アルゴリズムの相違点は、外形中心座標（ｘｄ、ｙｄ）の導出方法のみであり、その他の点については同一である。具体的には、第１特定アルゴリズムでは全体像Ｉｄの４つの辺部のエッジ情報に基づき導出しているのに対し、第２特定アルゴリズムでは全体像Ｉｄの４つの角部のエッジ情報に基づき導出している。

一方、同図の（ｂ）欄には、第３特定アルゴリズムが示されている。ここでは、ダイの全体像Ｉｄに含まれる複数の角部うちの一の角部座標（ｘｃ、ｙｃ）が本発明の「外形情報」として求められ、さらに角部座標（ｘｃ、ｙｃ）並びに当該角部座標（ｘｃ、ｙｃ）からのＸ方向距離ＬｘおよびＹ方向距離Ｌｙが検査領域Ｋの中心座標（ｘｋ、ｙｋ）を特定するための特定情報として求められ、記憶部１２０に記憶される。このように、本実施形態では、３つの特定アルゴリズムから選択可能となっている。

図５に戻って部品検査動作（ステップＳ７）の説明を続ける。次のステップＳ７０２では、検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４のうちの１つが検査対象として選択されるとともに、選択された検査対象を特定するための特定アルゴリズムが上記３つの特定アルゴリズムから選択される。そして、選択された特定アルゴリズムにしたがって特定情報が既に求められて記憶部１２０に登録されているか否かが判定され（ステップＳ７０３）、その判定結果に応じてステップＳ７０４〜Ｓ７０６が実行される。例えば特定情報が登録されていない場合（ステップＳ７０３で「ＮＯ」）には、選択された特定アルゴリズムにしたがって検査領域を特定するための特定情報が求められ（ステップＳ７０４）、記憶部１２０に登録される（ステップＳ７０５）。一方、特定情報が既に登録されている場合（ステップＳ７０３で「ＹＥＳ」）には、記憶部１２０から登録済みの特定情報が読み出されて取得される（ステップＳ７０６）。

上記したステップＳ７０３〜Ｓ７０６の実行によって検査領域に対応する特定情報が取得されると、その特定情報に基づいて検査領域が特定される。つまり、外形中心座標（ｘｄ、ｙｄ）や角部座標（ｘｃ、ｙｃ）からＸ方向距離ＬｘおよびＹ方向距離Ｌｙだけオフセットされた位置が検査領域の中心座標であり、部品画像Ｉ１のうち当該検査領域に相当する画像データが検査データとして抽出される（ステップＳ７０７）。そして、検査データに基づいて検査領域に割れ、欠けや傷などの異常が含まれているかが検査される（ステップＳ７０８）。このステップＳ７０８で異常が見つかると、その他の検査領域について部品の検査を行うことなく、直ちに部品Ｗｐは不良品であるとの判定が下され（ステップＳ７１０）、部品の検査（ステップＳ７）を終了する。

一方、ステップＳ７０８で異常が見つからなかった場合には、全ての検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４について部品の検査が行われたか否かが判定される（ステップＳ７１１）。ここで、未検査の検査領域が存在している（ステップＳ７１１で「ＮＯ」）間、上記した一連の処理（ステップＳ７０２〜Ｓ７０９）が繰り返して実行される。そして、全ての検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４において異常が認められなかった場合（ステップＳ７１１で「ＹＥＳ」）には、部品Ｗｐは良品であるとの判定が下され（ステップＳ７１２）、部品の検査（ステップＳ７）を終了する。

このようにして部品の検査が終了すると、図３に示すように、実装ヘッド４２が移動先に到達する前に部品検査の結果が良品および不良品のいずれであるかが判定される（ステップＳ８）。ここで、ノズル４２１に吸着保持されている部品Ｗｐが良品であると判定された場合には、実装ヘッド４２の移動が継続されて部品Ｗｐの位置決め（ステップＳ９）および基板Ｂへの搭載（ステップＳ１０）が実行される。一方、ノズル４２１に吸着保持されている部品Ｗｐが不良品であると判定された場合には、部品Ｗｐの実装が中止され、当該部品Ｗｐが不良品回収部（図示省略）に廃棄される（ステップＳ１１）。

こうして実装ターンが完了するため、ステップＳ１に戻って次の実装ターン処理が繰り返して実行される。

以上のように、本実施形態によれば、部品認識カメラ５により撮像された部品画像Ｉ１に基づいて、ノズル４２１の移動先を補正して基板Ｂへの部品Ｗｐの搭載精度を高めるとともに当該部品Ｗｐの検査を行っている。このように部品搭載のための認識（吸着ずれのＸ方向成分ｄｘ、Ｙ方向成分ｄｙおよび回転方向成分ｄｒの導出）と部品検査のための認識（検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４の特定および検査データの取得）とを一度にできることから、タクトロスを発生させることなく、歩留りの低下を防止することができる。しかも、部品検査のために部品Ｗｐの外形情報に基づいて検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４を特定しているため、ウエハＷ上でのダイシングの位置が変動していたとしても検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４を確実に特定することができ、各検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４での異常発生を良好に検査することができる。

また、互いに異なる３つの特定アルゴリズムが準備されており、同一の部品Ｗｐについて３種類の外形情報のうちの一つを選択的に取得可能となっている。このように外形情報を検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４毎に選択的に取得し、その上で検査領域の特定を行っている。したがって、各検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４を正確に求めることができ、検査精度をさらに高めることができる。また、このように３つの特定アルゴリズムを選択しながら検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４を特定しており、ロバスト性が高い検査データを得ることができる。このため、部品Ｗｐの検査を安定して行うことができる。

また本実施形態では、数多くの検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４について異常発生の有無を検査しているため、部品Ｗｐの良否判定を高い精度で行うことができ、不良品を確実に取り除き、良品の部品Ｗｐのみを基板Ｂに実装することができ、信頼性の高い製品を提供することができる。

このように本実施形態では、部品認識カメラ５およびヘッド駆動部がそれぞれ本発明の「撮像部」および「ノズル駆動部」の一例に相当しており、これらと実装ヘッド４２および制御部１００との組み合わせが本発明の「部品搬送装置」として機能している。また、図３中のステップＳ３、Ｓ５、Ｓ６がそれぞれ本発明の「部品保持工程」、「撮像工程」および「移動先補正工程」の一例に相当し、ステップＳ４、Ｓ９が本発明の「ノズル移動工程」の一例に相当している。また、図５中のステップＳ７０３〜Ｓ７０６が本発明の「外形情報取得工程」の一例に相当し、ステップＳ７０７、Ｓ７０８がそれぞれ本発明の「検査領域特定工程」および「検査工程」の一例に相当している。

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、平面視で矩形形状のダイを部品Ｗｐとしている、つまり本発明の「Ｎ」が４の場合について説明しているが、Ｎ＝３、５、６、…のダイを部品Ｗｐとする場合にも、本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、８個の検査領域ＫＣ１〜ＫＣ４、ＫＥ１〜ＫＥ４について検査しているが、検査領域の数、形状や位置などについては任意である。

また、上記実施形態では、３つの特定アルゴリズムを用いているが、特定アルゴリズムの個数はこれに限定されるものではなく、任意である。

また、上記実施形態では、部品認識カメラ５を固定し、当該部品認識カメラ５の上方を実装ヘッド４２が通過した際に部品を撮像しているが、いわゆるスキャンカメラを実装ヘッド４２に取り付け、実装ヘッド４２の移動中にスキャンカメラによって部品画像を取得するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、移動先の補正動作および補正された移動先へのノズル４２１の移動動作と並行して部品の検査（ステップＳ７）を実行しているが、上記補正動作または上記移動動作とのみ並行して部品の検査（ステップＳ７）を実行するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、２つの実装部４Ａ、４Ｂを備えた部品実装装置１０に本発明を適用しているが、実装部の個数はこれに限定されるものではなく、任意である。

また、上記実施形態では、部品供給部３から供給された部品Ｗｐをそのまま基板Ｂの上方位置に搬送しているが、フラックス塗布部を経由して基板の上方位置に搬送した後で当該部品を基板に搭載して実装する部品実装装置に対して本発明に係る部品搬送装置（＝実装ヘッド４２＋部品認識カメラ５＋ヘッド駆動部＋制御部１００）を適用してもよい。また、当該部品搬送装置に適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば特許文献２に記載のチップソータに適用してもよい。

さらに、上記実施形態では、ダイシングにより複数のダイに分割されたウエハから供給されるダイを部品とする装置に本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。例えばトレイやテープなどの部品収納体に予め収納されている収納部品を搬送する部品搬送装置およびこれを備える部品実装装置に対しても適用可能である。つまり、収納部品の部品画像に基づいて収納部品の外形情報を取得し、その外形情報から収納部品の検査領域を特定した上で当該検査領域で収納部品の異常が発生しているか否かを検査するように構成してもよい。これによって、収納部品の検査領域を確実に特定することができ、各検査領域での異常発生を良好に検査することができる。

この発明は、部品をピックアップし、所定の移動先に搬送する部品搬送技術全般、ならびに部品搬送技術を用いて部品を搬送して基板に搭載する部品実装技術に適用することができる。

３…部品供給部
４Ａ，４Ｂ…実装部
５…部品認識カメラ（撮像部）
１０…部品実装装置
４２…実装ヘッド
４２１…ノズル
１００…制御部
１１１…外形情報取得部
１１２…検査領域特定部
１１３…部品検査部
Ｂ…基板
Ｉ１…部品画像
Ｋ，ＫＣ１〜ＫＣ４，ＫＥ１〜ＫＥ４…検査領域
Ｌｘ…Ｘ方向距離
Ｌｙ…Ｙ方向距離
Ｗ…ウエハ
Ｗｐ…部品

Claims (10)

1. 部品供給部から供給される部品を受け取って保持するノズルと、前記ノズルにより保持された前記部品を撮像する撮像部と、前記部品を保持した前記ノズルを前記部品供給部から移動させるノズル駆動部とを有し、前記撮像部により撮像された部品画像に基づいて前記ノズルの移動先を補正した後で補正された移動先に前記ノズルを前記ノズル駆動部により移動させて前記部品を搬送する部品搬送装置であって、
   前記部品画像に基づいて前記部品の外形情報を取得する外形情報取得部と、
   前記外形情報から前記部品の検査領域を特定する検査領域特定部と、
   前記検査領域で前記部品の異常が発生しているか否かを検査する部品検査部とを備え、
   前記移動先の補正と前記補正された移動先への前記ノズルの移動とのうちの少なくとも一方と並行して前記部品の検査を行い、
   前記検査領域特定部は、前記外形情報から前記部品の一部を前記検査領域として特定する
   ことを特徴とする部品搬送装置。
2. 請求項１に記載の部品搬送装置であって、
   前記外形情報取得部は互いに異なる複数の外形情報を取得可能となっている部品搬送装置。
3. 請求項２に記載の部品搬送装置であって、
   前記部品が平面視でＮ（ただし、Ｎは３以上の自然数）角形状を有しているとき、
   前記外形情報取得部は、前記外形情報として、前記部品の平面視における外形中心座標と、前記部品に含まれる複数の角部うちの一の角部座標とを取得可能となっている部品搬送装置。
4. 請求項３に記載の部品搬送装置であって、
   前記外形情報取得部は、前記Ｎ角形状の部品の平面視におけるＮ個の辺部またはＮ個の角部から前記外形中心座標を取得する部品搬送装置。
5. 請求項３または４に記載の部品搬送装置であって、
   前記部品の検査領域が複数個存在するとき、
   前記外形情報取得部は、前記検査領域毎に前記外形情報として前記外形中心座標および前記角部座標からいずれか一方を選択し、
   前記検査領域特定部は前記外形情報取得部により選択された前記外形情報に基づいて前記検査領域を特定する部品搬送装置。
6. 部品供給部から供給される部品を受け取って保持するノズルと、前記ノズルにより保持された前記部品を撮像する撮像部と、前記部品を保持した前記ノズルを前記部品供給部から移動させるノズル駆動部とを有し、前記撮像部により撮像された部品画像に基づいて前記ノズルの移動先を補正した後で補正された移動先に前記ノズルを前記ノズル駆動部により移動させて前記部品を搬送する部品搬送装置であって、
   前記部品画像に基づいて前記部品の外形情報を取得する外形情報取得部と、
   前記外形情報から前記部品の検査領域を特定する検査領域特定部と、
   前記検査領域で前記部品の異常が発生しているか否かを検査する部品検査部とを備え、
   前記部品が平面視でＮ（ただし、Ｎは３以上の自然数）角形状を有しているとき、
   前記外形情報取得部は、互いに異なる複数の外形情報を取得可能で、かつ、前記外形情報として、前記部品の平面視における外形中心座標と、前記部品に含まれる複数の角部うちの一の角部座標とを取得可能となっており、
   前記移動先の補正と前記補正された移動先への前記ノズルの移動とのうちの少なくとも一方と並行して前記部品の検査を行い、
   前記部品の検査領域が複数個存在するとき、
   前記外形情報取得部は、前記検査領域毎に前記外形情報として前記外形中心座標および前記角部座標からいずれか一方を選択し、
   前記検査領域特定部は前記外形情報取得部により選択された前記外形情報に基づいて前記検査領域を特定する
   ことを特徴とする部品搬送装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品搬送装置であって、
   前記部品は、ダイシングにより複数のダイに分割されたウエハから前記部品供給部により供給される前記ダイである部品搬送装置。
8. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の部品搬送装置であって、
   前記部品は、複数の収納部品を収納する部品収納体から前記部品供給部により供給される前記収納部品である部品搬送装置。
9. 部品をノズルにより受け取って保持する部品保持工程と、
   前記ノズルにより保持された前記部品を撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程の実行により取得された部品画像に基づいて前記ノズルの移動先を補正する移動先補正工程と、
   前記部品を保持した前記ノズルを前記補正された移動先に移動させるノズル移動工程と、
   前記部品画像に基づいて前記部品の外形情報を取得する外形情報取得工程と、
   前記外形情報から前記部品の検査領域を特定する検査領域特定工程と、
   前記移動先補正工程と前記ノズル移動工程とのうちの少なくとも一方と並行して、前記検査領域で前記部品の異常が発生しているか否かを検査する検査工程と、を備え、
   前記検査領域特定工程は、前記外形情報から前記部品一部を前記検査領域として特定する工程である
   ことを特徴とする部品搬送方法。
10. 部品を供給する部品供給部と、
    請求項１ないし８のいずれか一項に記載の部品搬送装置と、
    前記部品検査部により前記部品の異常が発生していないと判定されたときには前記移動先に移動してきた前記ノズルにより前記部品を基板に搭載する一方、前記部品の異常が発生していると判定されたときには前記部品の前記基板への搭載を中止する制御部と
    を備えることを特徴とする部品実装装置。

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