JP6938738B2

JP6938738B2 - Chip parts transfer device

Info

Publication number: JP6938738B2
Application number: JP2020137866A
Authority: JP
Inventors: 武士松本; 寺田　勝美; 勝美寺田
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: JP2021010008A

Description

本発明は転写元基板上のチップ部品を転写先基板に転写する際に用いるチップ部品転写装置において、転写元基板上のチップ部品をピックアップする際に用いるピックアップツールのツール高さ調整装置に関する。 The present invention relates to a tool height adjusting device of a pickup tool used when picking up a chip component on a transfer source substrate in a chip component transfer device used when transferring a chip component on a transfer source substrate to a transfer destination substrate.

微細加工技術の進歩による半導体チップの小型化や、ＬＥＤの発光効率向上によるＬＥＤチップの小型化が進んでいる。このため、半導体チップやＬＥＤチップ等のチップ部品を、１枚のウェハ基板に、密に多数形成できるようになってきている。 Semiconductor chips are becoming smaller due to advances in microfabrication technology, and LED chips are becoming smaller due to improved luminous efficiency of LEDs. Therefore, a large number of chip components such as semiconductor chips and LED chips can be densely formed on one wafer substrate.

このように小型のチップ部品が密に多数形成されると、チップ部品を他の基板に転写するのに際して、１つずつ転写するのは極めて非効率である。そこで、効率改善のために種々な手法が検討されており、その１つとして複数のチップ部品を同時にピックアップする手法がある（例えば特許文献１）。 When a large number of small chip components are densely formed in this way, it is extremely inefficient to transfer the chip components one by one when transferring them to another substrate. Therefore, various methods have been studied for improving efficiency, and one of them is a method of simultaneously picking up a plurality of chip parts (for example, Patent Document 1).

図７は、転写元基板Ｂ０上に密に配されたチップ部品Ｃを複数同時にピックアップして、転写先基板Ｂ１上に間隔を開けて転写する例を示したものであり、チップ部品Ｃを保持するチップ保持部２１を複数有するピックアップツール２を用いて転写を行なう様子を示したものである。 FIG. 7 shows an example in which a plurality of chip components C densely arranged on the transfer source substrate B0 are simultaneously picked up and transferred onto the transfer destination substrate B1 at intervals, and the chip components C are held. It shows how the transfer is performed by using the pickup tool 2 having a plurality of chip holding portions 21.

図７（ａ）は、チップ保持部２１とチップ部品Ｃの位置合わせを行った状態を示し、その後、ピックアップツール２を降下させ、図７（ｂ）のようにチップ保持部２１をチップ部品Ｃに接触させ、チップ保持部２１がチップ部品Ｃを保持した状態でピックアップツール２を上昇させると、図７（ｃ）のように転写元基板Ｂ０から、チップ部品Ｃを複数同時にピックアップすることができる。この後、図７（ｄ）のようにピックアップツール２の下に転写先基板Ｂ１を配置した状態で、図７（ｅ）のようにピックアップツール２を降下してチップ部品Ｃを転写先基板Ｂ１と密着させてから、チップ保持部２１によるチップ部品Ｃの保持を解除して、図７（ｆ）のようにピックアップツール２を上昇させれば転写先基板Ｂ１へのチップ部品Ｃの転写が行なえる。 FIG. 7 (a) shows a state in which the chip holding portion 21 and the chip component C are aligned, and then the pickup tool 2 is lowered, and the chip holding portion 21 is moved to the chip component C as shown in FIG. 7 (b). When the pickup tool 2 is raised while the chip holding portion 21 holds the chip component C, a plurality of chip components C can be simultaneously picked up from the transfer source substrate B0 as shown in FIG. 7 (c). .. After that, with the transfer destination substrate B1 placed under the pickup tool 2 as shown in FIG. 7 (d), the pickup tool 2 is lowered as shown in FIG. 7 (e) to move the chip component C to the transfer destination substrate B1. The chip component C can be transferred to the transfer destination substrate B1 by releasing the holding of the chip component C by the chip holding portion 21 and raising the pickup tool 2 as shown in FIG. 7 (f). NS.

特表２０１５−５２９４００号公報Special Table 2015-529400 特開２００８−２０１８８３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-201883

図７に示したようなチップ保持部２１がチップ部品Ｃを保持するのに際して、従来は真空吸着方式が用いられている。ずなわち、図８（ａ）に断面図を示すようなチップ保持部２１において、チップ保持部２１の吸着穴２Ｖが接触した状態で吸着穴２Ｖ内を減圧することでチップ保持部２１はチップ部品Ｃを吸着し、この状態でチップ保持部２１が上昇すれば転写元基板Ｂ０からチップ部品Ｃを剥離してピックアップすることができる。ここで、ピックアップツール２およびチップ保持部２１としては、機械的強度や加工性の観点から通常は金属が用いられている。 Conventionally, a vacuum suction method has been used when the chip holding portion 21 as shown in FIG. 7 holds the chip component C. That is, in the tip holding portion 21 as shown in the cross-sectional view in FIG. 8A, the tip holding portion 21 is formed by depressurizing the inside of the suction hole 2V in a state where the suction hole 2V of the chip holding portion 21 is in contact with the tip. If the component C is attracted and the chip holding portion 21 rises in this state, the chip component C can be peeled off from the transfer source substrate B0 and picked up. Here, as the pickup tool 2 and the chip holding portion 21, metal is usually used from the viewpoint of mechanical strength and workability.

ところで、図７に示したように、複数同時にピックアップするようなチップ部品Ｃは数十μｍ角と極めて小さい。このため、金属製のチップ保持部２１が接触する際の圧力により、図８（ｂ）のようにクラックを生じるチップ部品Ｃもある。このようなチップ部品Ｃは、図８（ｃ）のようにピックアップ過程で破損して吸着保持できないものもあるが、クラックを生じたまま転写先基板Ｂ１に転写されても不都合を生じる。 By the way, as shown in FIG. 7, a plurality of chip parts C that are picked up at the same time are extremely small, with a square of several tens of μm. Therefore, as shown in FIG. 8B, there is also a chip component C that causes a crack due to the pressure when the metal chip holding portion 21 comes into contact with the chip holding portion 21. Some of such chip components C are damaged in the pick-up process and cannot be adsorbed and held as shown in FIG. 8C, but even if they are transferred to the transfer destination substrate B1 with cracks occurring, inconvenience occurs.

そこで、このようなピックアップ時のチップ部品Ｃの破損の対策として、チップ保持部２１のチップ部品Ｃと接触する部分に柔軟部材２１Ｓを用いることが考えられる。図９（ａ）〜図９（ｃ）は柔軟部材２１Ｓを有するチップ保持部２１でチップ部品Ｃをピックアップする様子を示したものであり、柔軟部材２１Ｓが変形することで、チップ部品Ｃに急激に圧力が加わることはない。 Therefore, as a countermeasure against damage to the chip component C during such pickup, it is conceivable to use the flexible member 21S at the portion of the chip holding portion 21 that comes into contact with the chip component C. 9 (a) to 9 (c) show a state in which the chip holding portion 21 having the flexible member 21S picks up the chip component C, and when the flexible member 21S is deformed, the chip component C suddenly becomes the chip component C. No pressure is applied to.

また、微小なチップ部品Ｃを吸着するための吸着穴２Ｖの形成には極めて微細な加工が必要でありコストも高いことから、真空吸着以外の手法によるチップ部品Ｃの保持も考えられている。その1つがファンデルワールス力を用いるものであり、所謂ヤモリテープ（特許文献２）等の利用が該当する（図１０）。このような場合においても、チップ保持部２１でチップ部品Ｃと接触する部分は金属等とは異なり柔軟な部材となる。そこで、図１０に示したヤモリテープも柔軟部材２１Ｓと記している。図１０（ａ）〜図１０（ｃ）はファンデルワールス力でチップ部品Ｃを保持可能な柔軟部材２１Ｓを有するチップ保持部２１でチップ部品Ｃをピックアップする様子を示したものであり、図９（ａ）〜図９（ｃ）と同様、柔軟部材２１Ｓが変形することで、チップ部品Ｃに急激に圧力が加わることはない。 Further, since the formation of the suction hole 2V for sucking the minute chip component C requires extremely fine processing and the cost is high, holding of the tip component C by a method other than vacuum suction is also considered. One of them uses van der Waals force, and the use of so-called gecko tape (Patent Document 2) or the like is applicable (FIG. 10). Even in such a case, the portion of the chip holding portion 21 that comes into contact with the chip component C is a flexible member unlike metal or the like. Therefore, the gecko tape shown in FIG. 10 is also referred to as a flexible member 21S. 10 (a) to 10 (c) show a state in which the chip component C is picked up by the chip holding portion 21 having the flexible member 21S capable of holding the chip component C by van der Waals force. Similar to (a) to 9 (c), the flexible member 21S is deformed so that no pressure is suddenly applied to the chip component C.

しかし、チップ保持部２１に柔軟部材を用いることにより、チップ部品Ｃの破損を防ぐことができる反面、チップ保持部２１の高さ位置調整において問題も生じている。すなわち、柔軟部材２１Ｓを用いるチップ保持部２１においてもチップ部品Ｃを確実に保持するためにはチップ部品Ｃとの相対距離を把握する必要があるが、その前提となるチップ保持部２１の高さ位置調整が従来方式では困難となっている。何故なら、従来方式では高さ位置が既知の面に接触したときの圧力変化を検出してチップ保持部２１の高さ位置を把握しているが、柔軟部材２１Ｓを用いることによりチップ保持部材２１と面が接触したときの圧力変化を検出することが難しくなっているからである。 However, by using the flexible member for the chip holding portion 21, it is possible to prevent the chip component C from being damaged, but there is also a problem in adjusting the height position of the chip holding portion 21. That is, even in the chip holding portion 21 using the flexible member 21S, it is necessary to grasp the relative distance from the chip component C in order to reliably hold the chip component C, but the height of the chip holding portion 21 which is a prerequisite for this. Position adjustment is difficult with the conventional method. This is because, in the conventional method, the pressure change when the height position comes into contact with a known surface is detected to grasp the height position of the tip holding portion 21, but by using the flexible member 21S, the tip holding member 21 This is because it is difficult to detect the pressure change when the surface comes into contact with the surface.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、チップ保持部に接触に伴う圧力変化が小さい柔軟部材を用いたピックアップツールでも、チップ部品を確実にピックアップすることが可能なチップ部品転写装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a chip component transfer device capable of reliably picking up chip components even with a pickup tool using a flexible member having a small pressure change due to contact with the chip holding portion. Is to provide.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
転写元基板上のチップ部品を転写先基板に転写するチップ部品転写装置であって、
前記転写元基板を保持する転写元ステージと、前記チップ部品をファンデルワールス力により保持する柔軟部材を先端に配したチップ保持部を有し、前記転写元基板上の前記チップ部品をピックアップするピックアップツールと、前記ピックアップツールの上下駆動を制御する制御手段を有し、前記チップ保持部の高さ位置を調整するツール高さ調整装置とを備え、
前記チップ部品と前記柔軟部材の接触面積を増し、前記チップ保持部が前記チップ部品を有効に保持する状態まで前記ピックアップツールを降下させてから、前記ピックアップツールを上昇させるチップ部品転写装置である。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is
A chip component transfer device that transfers chip components on a transfer source substrate to a transfer destination substrate.
The transfer and the transfer source stage for holding the original substrate, prior SL has a chip holding section provided at the distal end of the flexible member is held by Van der Waals forces chip components picks up the chip parts on the transfer origin substrate A pick-up tool, a control means for controlling the vertical drive of the pick-up tool, and a tool height adjusting device for adjusting the height position of the chip holding portion are provided.
This is a chip component transfer device that increases the contact area between the chip component and the flexible member , lowers the pickup tool until the chip holding portion effectively holds the chip component, and then raises the pickup tool.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のチップ部品転写装置であって、
前記ツール高さ調整装置が、前記転写元ステージ上面に対して垂直な高さ方向の距離を測定する測長手段を有し、
前記チップ部品を有効に保持する前記チップ保持部の高さ位置を設定するチップ部品転写装置である。

The invention according to claim 2 is the chip component transfer device according to claim 1.
The tool height adjusting device, have a length measuring means for measuring the distance in the height direction perpendicular to the transferring original stage upper surface,
A chip component transfer device for setting the height position of the chip holding portion which effectively maintains the previous SL chip component.

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のチップ部品転写装置であって、
前記ピックアップツールに複数のチップ保持部が設けられたチップ部品転写装置である。 The invention according to claim 3 is the chip component transfer device according to claim 1 or 2.
This is a chip component transfer device in which a plurality of chip holders are provided in the pickup tool.

チップ保持部に接触に伴う圧力変化が小さい柔軟部材を用いたピックアップツールにおいて、ピックアップ対象のチップ部品を加圧により破損することもなく確実にピックアップすることができる。 In a pickup tool using a flexible member with a small pressure change due to contact with the chip holding portion, the chip component to be picked up can be reliably picked up without being damaged by pressurization.

本発明の実施形態に係るツール高さ調整装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the tool height adjusting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るツール高さ調整装置の動作状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the operating state of the tool height adjusting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るツール高さ調整装置の撮像手段が取得した画像の例であり（ａ）チップ保持部が撮像手段の焦点から離れた状態、（ｂ）チップ保持部が撮像手段の焦点に接近段階の状態、（ｃ）チップ保持部が撮像手段の焦点に設けた面に接触した状態、（ｄ）チップ保持部が撮像手段の焦点に設けた面に密着した状態を示図である。This is an example of an image acquired by the image pickup means of the tool height adjusting device according to the embodiment of the present invention. It is a diagram showing a state of approaching stage, (c) a state in which the chip holding portion is in contact with a surface provided at the focal point of the imaging means, and (d) a state in which the chip holding portion is in close contact with a surface provided at the focal point of the imaging means. .. 本発明の実施形態に係るツール高さ調整装置と転写元ステージ、転写元基板、チップ部品および転写先基板の関係を示す一例である。This is an example showing the relationship between the tool height adjusting device according to the embodiment of the present invention, the transfer source stage, the transfer source substrate, the chip component, and the transfer destination substrate. 本発明の実施形態のツール高さ調整装置において（ａ）撮像手段の焦点合わせを行う状態、（ｂ）撮像手段の焦点合わせに用いる焦点合わせ治具を示す図である。It is a figure which shows (a) the state which performs focusing of an image pickup means, and (b) the focusing jig used for focusing of an image pickup means in the tool height adjusting apparatus of embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るツール高さ調整装置の撮像手段が取得した画像であって、ピックアップツールに傾きが生じている例を示す図である。It is a figure which shows the image acquired by the image pickup means of the tool height adjusting apparatus which concerns on embodiment of this invention, and shows the example which the pickup tool is tilted. 微小なチップ部品を複数同時にピックアップして転写する例で（ａ）ピックアップツールとチップ部品との位置合わせ状態、（ｂ）ピックアップツールによるチップ部品保持状態、（ｃ）ピックアップツールによるチップ部品ピックアップ状態、（ｄ）ピックアップツールと転写先基板の位置合わせ状態、（ｅ）ピックアップツールによるチップ部品の転写先基板への配置、（ｆ）ピックアップツールによるチップ部品の転写完了状態を示す図である。In the example of picking up and transferring a plurality of minute chip parts at the same time, (a) the alignment state of the pickup tool and the chip parts, (b) the chip parts holding state by the pickup tool, (c) the chip parts picking state by the pickup tool, It is a figure which shows (d) the alignment state of the pickup tool and the transfer destination substrate, (e) the arrangement of the chip component on the transfer destination substrate by the pickup tool, and (f) the transfer completion state of the chip component by the pickup tool. 従来の真空吸着方式で微小なチップ部品をピックアップする際の問題点を説明するもので（ａ）チップ部品の上部にチップ保持部を配置した状態、（ｂ）チップ保持部をチップ部品に密着した状態、（ｃ）チップ保持部がチップ部品を吸着してピックアップする状態を示す図である。This section describes the problems when picking up minute chip parts by the conventional vacuum suction method. (a) The chip holding portion is arranged on the upper part of the chip component, and (b) the chip holding portion is brought into close contact with the chip component. It is a figure which shows the state, (c) the state which the chip holding part sucks and picks up a chip component. 柔軟部材を用いたチップ保持部で微小なチップ部品を吸着保持してピックアップする例を説明するもので（ａ）柔軟部材がチップ部品に接触した状態、（ｂ）柔軟部材をチップ部品に密着させて保持した状態、（ｃ）チップ保持部を上昇させチップ部品をピックアップした状態を示す図である。An example of sucking and holding a minute chip component with a chip holding portion using a flexible member and picking it up will be described. (A) The flexible member is in contact with the chip component, and (b) the flexible member is brought into close contact with the chip component. It is a figure which shows the state which held by (c) the state which raised the chip holding part and picked up a chip component. 柔軟部材が有する保持力でチップ部品を保持してピックアップする例を説明するもので（ａ）柔軟部材がチップ部品に接触した状態、（ｂ）柔軟部材をチップ部品に密着させて保持した状態、（ｃ）チップ保持部を上昇させチップ部品をピックアップした状態を示す図である。An example of holding and picking up the chip component with the holding force of the flexible member will be described. (C) It is a figure which shows the state which raised the chip holding part and picked up a chip component.

本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係るツール高さ調整装置１の構成を示す断面図である。ツール高さ調整装置１は、ピックアップツール２のチップ保持部２１の高さ位置を調整するもので、透明板４、撮像手段５、制御手段１０を備えている。 An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the tool height adjusting device 1 according to the embodiment of the present invention. The tool height adjusting device 1 adjusts the height position of the chip holding portion 21 of the pickup tool 2, and includes a transparent plate 4, an imaging means 5, and a controlling means 10.

ここで、ピックアップツール２は転写元ステージ３が保持する転写元基板Ｂ０からチップ部品Ｃをピックアップするものであり、複数個のチップ部品Ｃを同時にピックアップするよう複数のチップ保持部２１を有している。複数のチップ保持部２１によって形成される領域は、同一面上に存在する複数のチップ部品Ｃを同時に保持するため、面を形成している。また、チップ保持部２１は、チップ部品Ｃと接触する部分に図９、図１０に示したような柔軟部材２１Ｓを用いている。なお、チップ部品Ｃは５００μｍ角より小さい微小チップであれば特に材質や用途を限定せず、ＬＥＤチップ、無線チップ、ＭＥＭＳチップなどに用いられるチップ部品が対象となる。 Here, the pickup tool 2 picks up the chip component C from the transfer source substrate B0 held by the transfer source stage 3, and has a plurality of chip holding portions 21 so as to pick up the plurality of chip components C at the same time. There is. The region formed by the plurality of chip holding portions 21 forms a surface in order to simultaneously hold the plurality of chip components C existing on the same surface. Further, the chip holding portion 21 uses a flexible member 21S as shown in FIGS. 9 and 10 at a portion in contact with the chip component C. The chip component C is not particularly limited in material and application as long as it is a minute chip smaller than 500 μm square, and the chip component used for LED chips, wireless chips, MEMS chips, and the like is targeted.

ピックアップツール１における透明板４は、転写元ステージ３に設けられた透明板であり、透明板上面４１が転写元ステージ上面３１と平行になるように設けられている。透明板４としては、濁りのない透明性と、変形し難く、傷がつき難い材質が好適であり、ガラスや石英が望ましい。なお、転写元ステージ上面３１に対する透明板上面４１の高さは正確に掌握できれば任意に設定してよいが、０μｍ（透明板上面４１が転写元ステージ上面３１と同一平面を形成）から上下１０００μｍの範囲内が望ましい。 The transparent plate 4 in the pickup tool 1 is a transparent plate provided on the transfer source stage 3, and the transparent plate upper surface 41 is provided so as to be parallel to the transfer source stage upper surface 31. As the transparent plate 4, a material that is transparent without turbidity, is not easily deformed, and is not easily scratched is preferable, and glass or quartz is preferable. The height of the transparent plate upper surface 41 with respect to the transfer source stage upper surface 31 may be arbitrarily set as long as it can be accurately grasped, but it is 1000 μm above and below from 0 μm (the transparent plate upper surface 41 forms the same plane as the transfer source stage upper surface 31). Within the range is desirable.

撮像手段５は、図１に示すように透明板４を介してピックアップツール２のチップ保持部２１が視野に入るように透明板４の下側に配置している。図１で、撮像手段５は、プリズム５１により光軸を曲げてから撮像装置５０が画像を取得する構成となっているが、透明板４の直下に充分なスペースを設けることが出来れば、プリズム５１を用いずに撮像装置５０が直接上方に視野を有する構成としてもよい。 As shown in FIG. 1, the imaging means 5 is arranged below the transparent plate 4 so that the chip holding portion 21 of the pickup tool 2 can be seen through the transparent plate 4. In FIG. 1, the imaging means 5 is configured such that the imaging device 50 acquires an image after the optical axis is bent by the prism 51. However, if a sufficient space can be provided directly under the transparent plate 4, the prism The image pickup apparatus 50 may have a field of view directly above without using the 51.

制御手段１０は、図示しない駆動手段を介してピックアップツール２の上下駆動を制御する機能と、撮像手段５の動作を制御する機能と、撮像手段５が取得した画像を解析する機能を有している。ここで、ピックアップツール２の上下駆動においては、エンコーダ等を用いて上下移動距離を算出しながら上下駆動を制御することが可能である。撮像手段５の動作においては画像を取得するタイミングを制御でき、ピックアップツール２の上下駆動位置と連動して画像を取得することも可能である。また、撮像手段５が取得した画像の解析機能については汎用の画像解析ソフトウェアを利用してもよい。 The control means 10 has a function of controlling the vertical drive of the pickup tool 2 via a drive means (not shown), a function of controlling the operation of the image pickup means 5, and a function of analyzing an image acquired by the image pickup means 5. There is. Here, in the vertical drive of the pickup tool 2, it is possible to control the vertical drive while calculating the vertical movement distance using an encoder or the like. In the operation of the imaging means 5, the timing of acquiring an image can be controlled, and the image can be acquired in conjunction with the vertical drive position of the pickup tool 2. Further, general-purpose image analysis software may be used for the image analysis function acquired by the image pickup means 5.

以下、ツール高さ調整装置１を用いて、ピックアップツール２のチップ保持部２１の高さを調整する工程について説明する。 Hereinafter, a step of adjusting the height of the chip holding portion 21 of the pickup tool 2 by using the tool height adjusting device 1 will be described.

まず、撮像手段５（の撮像装置５０）については、予め焦点を透明板上面４１に合わせておく。この段階では、図１のように、チップ保持部２１は透明板上面４１から離れるようピックアップツール２は配置されている。 First, the image pickup means 5 (the image pickup apparatus 50) is focused in advance on the upper surface 41 of the transparent plate. At this stage, as shown in FIG. 1, the pickup tool 2 is arranged so that the chip holding portion 21 is separated from the upper surface 41 of the transparent plate.

この状態から、制御手段１０はピックアップツール２を徐々に降下させ、図２のようにチップ保持部２１が透明板上面４１に密着した段階で停止させる。なお、チップ保持部２１が柔軟部材２１Ｓを用いていても、柔軟部材２１Ｓが充分圧職されるとピックアップツール２にも大きな圧力が加わるので、圧力検出によりチップ保持部２１が透明板上面４１に密着することを検知することは可能である。 From this state, the control means 10 gradually lowers the pickup tool 2 and stops it when the chip holding portion 21 is in close contact with the transparent plate upper surface 41 as shown in FIG. Even if the tip holding portion 21 uses the flexible member 21S, a large pressure is applied to the pickup tool 2 when the flexible member 21S is sufficiently pressed, so that the tip holding portion 21 is placed on the upper surface 41 of the transparent plate by pressure detection. It is possible to detect close contact.

ピックアップツール２が、図１の状態から図２の状態に至る間において、制御手段１０はピックアップツール２の移動距離と関連付けて、撮像手段５により画像を取得する。すなわち、チップ保持部２１が透明板上面４１に接近している状態で、距離と関連付けて画像を取得するものであり、取得した画像の例を図３に示す。図３において、図３（ａ）はチップ保持部２１が透明板上面４１から離れた状態であり、撮像手段５の焦点は透明板上面４１であるため、チップ保持部２１のイメージＩ２１はぼやけている。その後、ピックアップツール２を降下させているのに伴い、イメージＩ２１のコントラストは向上し（図３（ｂ））する。その後、図３（ｃ）のようにチップ保持部２１が透明板上面４１に接触してからも、図３（ｄ）のようにチップ保持部２１が透明板上面４１に密着して押圧するまでの間でも、イメージＩ２１のコントラストは向上する。これは、チップ保持部２１の表面が平滑でなく、微小な凹凸があるため光がチップ保持部２１と透明板４の間で乱反射してコントラストが悪化し、チップ保持部２１が透明板４に密着して行くことで乱反射が抑制され、コントラストが向上して鮮明な画像が得られるようになるためと考えられる。 While the pickup tool 2 goes from the state of FIG. 1 to the state of FIG. 2, the control means 10 acquires an image by the image pickup means 5 in association with the moving distance of the pickup tool 2. That is, in a state where the chip holding portion 21 is close to the upper surface 41 of the transparent plate, an image is acquired in association with the distance, and an example of the acquired image is shown in FIG. In FIG. 3, FIG. 3A shows a state in which the chip holding portion 21 is separated from the transparent plate upper surface 41, and the focus of the imaging means 5 is the transparent plate upper surface 41. Therefore, the image I21 of the chip holding portion 21 is blurred. There is. After that, as the pickup tool 2 is lowered, the contrast of the image I21 is improved (FIG. 3 (b)). After that, even after the chip holding portion 21 comes into contact with the transparent plate upper surface 41 as shown in FIG. 3 (c), until the chip holding portion 21 is in close contact with and pressed against the transparent plate upper surface 41 as shown in FIG. 3 (d). Even between, the contrast of the image I21 is improved. This is because the surface of the chip holding portion 21 is not smooth and there are minute irregularities, so that light is diffusely reflected between the chip holding portion 21 and the transparent plate 4 to deteriorate the contrast, and the chip holding portion 21 becomes the transparent plate 4. It is considered that the close contact suppresses diffused reflection, improves the contrast, and makes it possible to obtain a clear image.

ところで、チップ保持部２１がチップ部品Ｃをピックアップするのに際して、柔軟部材２１Ｓの先端しかチップ部材Ｃに達していない状態ではチップ部品Ｃを保持することは困難である。一方、柔軟部材２１Ｓを圧縮し過ぎる状態までチップ保持部２１をチップ部品Ｃに密着させると、チップ部品Ｃを破損する懸念もある。このため、チップ部品Ｃを有効に保持するのは、柔軟部材２１Ｓが適度に圧縮して透明板上面４１に密着た状態であることが判る。 By the way, when the chip holding portion 21 picks up the chip component C, it is difficult to hold the chip component C in a state where only the tip of the flexible member 21S reaches the chip member C. On the other hand, if the chip holding portion 21 is brought into close contact with the chip component C until the flexible member 21S is compressed too much, there is a concern that the chip component C may be damaged. Therefore, it can be seen that the chip component C is effectively held in a state in which the flexible member 21S is appropriately compressed and is in close contact with the upper surface 41 of the transparent plate.

そこで、本発明のツール高さ調整においても、チップ保持部２１が透明板上面４１に接触した状態から、透明板４に一定以上の圧力が印加されるまでの間に、チップ保持部２１が実質的に透明板上面４１に到達（して透明板上面４１を有効に保持）したと判定する高さ位置を検出することになる。すなわち、撮像手段５が取得した画像を制御手段１０が解析し、イメージＩ２１が、図３（ｃ）から図３（ｄ）に至る間で、チップ保持部２１が実質的に透明板上面４１に到達したと判定する。具体的には、制御手段１０は、ピックアップツール２を降下させる距離と関連付けて取得した画像のコントラスト等の評価項目について解析し、評価項目が一定基準に達した段階を、チップ保持部２１が実質的に透明板上面４１に到達したと判定する。 Therefore, even in the tool height adjustment of the present invention, the tip holding portion 21 is substantially in contact with the upper surface 41 of the transparent plate until a certain pressure or more is applied to the transparent plate 4. The height position at which it is determined that the upper surface 41 of the transparent plate has been reached (and the upper surface 41 of the transparent plate is effectively held) is detected. That is, the control means 10 analyzes the image acquired by the imaging means 5, and the chip holding portion 21 is substantially on the upper surface 41 of the transparent plate while the image I21 is from FIG. 3C to FIG. 3D. Judge that it has arrived. Specifically, the control means 10 analyzes evaluation items such as contrast of an image acquired in association with the distance at which the pickup tool 2 is lowered, and the chip holding unit 21 substantially determines the stage at which the evaluation items reach a certain standard. It is determined that the upper surface 41 of the transparent plate has been reached.

以上の工程により、ピックアップツール２の移動距離における高さの基準位置を設けることが出来る。例えば、図４のように転写元ステージ上面３１に対する透明板上面４１の高さｈ０をレーザーセンサ７等で測定しておけば、チップ保持部２１が転写元ステージ上面３１に実質的に到達する高さ位置を設定することが出来る。さらに、転写元ステージ上面に対する転写元基板Ｂ０の高さｈ１、転写元基板Ｂ０上のチップ部品Ｃの高さｈ２を測定しておけば、チップ保持部２１がチップ部品Ｃを有効に保持する高さ位置を設定することが可能になる。 Through the above steps, it is possible to set a reference position for the height of the pickup tool 2 in the moving distance. For example, if the height h0 of the transparent plate upper surface 41 with respect to the transfer source stage upper surface 31 is measured by a laser sensor 7 or the like as shown in FIG. 4, the height at which the chip holding portion 21 substantially reaches the transfer source stage upper surface 31. The position can be set. Further, if the height h1 of the transfer source substrate B0 and the height h2 of the chip component C on the transfer source substrate B0 with respect to the upper surface of the transfer source stage are measured, the height at which the chip holding portion 21 effectively holds the chip component C is obtained. It becomes possible to set the position.

また、透明板上面４１に対する転写先基板Ｂ１の高さも同様に測定しておけば、チップ部品の高さｈ２を考慮することにより、チップ部品Ｃを転写先基板Ｂ１に転写する際のチップ保持部２１を適正な高さに設定することも可能になる。 Further, if the height of the transfer destination substrate B1 with respect to the upper surface 41 of the transparent plate is also measured in the same manner, the chip holding portion when the chip component C is transferred to the transfer destination substrate B1 by considering the height h2 of the chip component is taken into consideration. It is also possible to set 21 to an appropriate height.

なお、ここまでの説明において、チップ保持部２１を透明版上面４１に接近させながらチップ保持部２１が実質的に透明板上面４１に到達する高さ位置を検出する実施形態について説明したが、チップ保持部２１を透明板上面４１から離す方向でもチップ保持部２１が透明板上面４１から実質的に離れる（透明板上面４１の保持を解除する）高さ位置を検出することも可能である。すなわち、チップ保持部２１を、透明板４１に印加する圧力が所定値に達する密着状態にしてから、チップ保持部２１を透明板上面４１から離れるようピックアップツール２を駆動して、移動距離と関連付けて、撮像手段５により画像を取得してもよい。この方法により、チップ保持部２１が透明板上面４１から実質的に離れる高さ位置が判るが、この高さ位置よりチップ保持部２１と透明板上面４１が接近すれば有効な保持が出来ることも判る。 In the above description, the embodiment of detecting the height position at which the chip holding portion 21 substantially reaches the upper surface 41 of the transparent plate while bringing the chip holding portion 21 close to the upper surface 41 of the transparent plate has been described. It is also possible to detect a height position at which the chip holding portion 21 is substantially separated from the transparent plate upper surface 41 (the holding of the transparent plate upper surface 41 is released) even in the direction in which the holding portion 21 is separated from the transparent plate upper surface 41. That is, after the chip holding portion 21 is brought into close contact with the transparent plate 41 so that the pressure applied to the transparent plate 41 reaches a predetermined value, the pickup tool 2 is driven so as to separate the chip holding portion 21 from the transparent plate upper surface 41 and associated with the moving distance. The image may be acquired by the imaging means 5. By this method, the height position at which the chip holding portion 21 is substantially separated from the transparent plate upper surface 41 can be found, but if the chip holding portion 21 and the transparent plate upper surface 41 are closer to each other from this height position, effective holding can be achieved. I understand.

ところで、撮像手段５の焦点を透明板上面４１に合わせるのに際しては、図５（ａ）のように、焦点合わせ用のマーク６Ｍが記された焦点合わせ治具６を用いればよい。ここで、図５（ｂ）のように、焦点合わせ治具６には複数のマーク６Ｍを配置して、撮像手段５の視野内に複数のマーク６Ｍが入った状態で位置合わせを行えば、透明板上面４１に対して垂直に光軸合わせを行うことも出来る。 By the way, when focusing the image pickup means 5 on the upper surface 41 of the transparent plate, a focusing jig 6 marked with a focusing mark 6M may be used as shown in FIG. 5A. Here, as shown in FIG. 5B, if a plurality of marks 6M are arranged on the focusing jig 6 and the alignment is performed with the plurality of marks 6M in the field of view of the imaging means 5. It is also possible to align the optical axis perpendicularly to the upper surface 41 of the transparent plate.

撮像手段５の光軸を透明板上面４１に垂直に合わせることにより、複数のチップ保持部２１によって形成される領域と、透明板上面４１との平行度の評価も可能である。すなわち、複数のチップ保持部２１によって形成される領域が、透明板上面４１に対して傾きがある場合、視野内の複数のチップ保持部２１のイメージＩ２１のコントラストに差が生じる。この様子を示したのが図６であり、イメージ２１Ａに対応するチップ保持部２１Ａとイメージ２１Ｂに対応するチップ保持部２１Ｂでは、透明板上面４１との距離に差があることが判る。また、チップ保持部２１Ａに比べチップ保持部２１Ｂの方が透明板上面４１との距離が大きいことも判るので、この画像を参考にしてピックアップツール２の傾き等の調整も行うことができる。 By aligning the optical axis of the imaging means 5 perpendicularly to the upper surface 41 of the transparent plate, it is possible to evaluate the parallelism between the region formed by the plurality of chip holding portions 21 and the upper surface 41 of the transparent plate. That is, when the region formed by the plurality of chip holding portions 21 is inclined with respect to the upper surface 41 of the transparent plate, the contrast of the image I21 of the plurality of chip holding portions 21 in the field of view is different. FIG. 6 shows this situation, and it can be seen that there is a difference in the distance between the chip holding portion 21A corresponding to the image 21A and the chip holding portion 21B corresponding to the image 21B from the upper surface 41 of the transparent plate. Further, since it can be seen that the tip holding portion 21B has a larger distance from the transparent plate upper surface 41 than the chip holding portion 21A, the inclination of the pickup tool 2 can be adjusted with reference to this image.

ここまで、本実施形態ではチップ保持部２１が柔軟部材２１Ｓを用いることを前提としているが、本発明はこれに限定するものではなく、柔軟部材２１Ｓを用いないチップ保持部２１であっても適用可能である。すなわち、柔軟部材２１Ｓを用いずチップ部品Ｃを保持する面が平坦であれば、チップ保持部２１が透明板上面４１と接触した直後に、撮像手段５が取得する画像の（コントラスト等の）評価項目が判定基準に達するのでツール高さ調整に利用できる。 Up to this point, the present embodiment has assumed that the chip holding portion 21 uses the flexible member 21S, but the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable even to the chip holding portion 21 that does not use the flexible member 21S. It is possible. That is, if the surface that holds the chip component C is flat without using the flexible member 21S, the image (contrast, etc.) acquired by the imaging means 5 is evaluated immediately after the chip holding portion 21 comes into contact with the upper surface 41 of the transparent plate. Since the items reach the judgment criteria, it can be used for tool height adjustment.

以上より、本発明のツール高さ調整装置を、図４に示すような転写元ステージ３が保持した転写元基板からチップ部品をピックアップして転写先基板に転写するようなチップ部品転写装置に用いることにより、チップ部品が微小であっても正確に保持して破損することなく転写を行なうことができる。 Based on the above, the tool height adjusting device of the present invention is used in a chip component transfer device that picks up chip components from the transfer source substrate held by the transfer source stage 3 and transfers them to the transfer destination substrate as shown in FIG. As a result, even if the chip component is minute, it can be accurately held and transferred without being damaged.

１ツール高さ調整装置
２ピックアップツール
３転写元ステージ
４透明板
５撮像手段
６焦点合わせ治具
７レーザー測長器
１０制御手段
２１チップ保持部
２１Ｓ柔軟部材
３１転写元ステージ上面
４１透明板上面
５０撮像装置
５１プリズム
６１焦点合わせ治具の下面
Ｂ０転写元基板
Ｂ１転写先基板
Ｃチップ部品
Ｉ２１チップ保持部イメージ 1 Tool height adjustment device 2 Pickup tool 3 Transfer source stage 4 Transparent plate 5 Imaging means 6 Focusing jig 7 Laser length measuring instrument 10 Control means 21 Chip holder
21S Flexible member 31 Top surface of transfer source stage 41 Top surface of transparent plate 50 Imaging device 51 Prism 61 Bottom surface of focusing jig B0 Transfer source board B1 Transfer destination board C Chip component I21 Chip holder image

Claims

A chip component transfer device that transfers chip components on a transfer source substrate to a transfer destination substrate.
A transfer source stage that holds the transfer source substrate and
Before SL has a chip holding section provided at the distal end of the flexible member is held by Van der Waals forces chip components, the pick-up tool for picking up the chip components on the transfer source substrate,
It has a control means for controlling the vertical drive of the pickup tool, and is provided with a tool height adjusting device for adjusting the height position of the chip holding portion.
A chip component transfer device that increases the contact area between the chip component and the flexible member , lowers the pickup tool until the chip holding portion effectively holds the chip component, and then raises the pickup tool.

The chip component transfer device according to claim 1.
The tool height adjusting device
Have a length measuring means for measuring the distance in the height direction perpendicular to the transferring original stage upper surface,
Chip component transfer device for setting the height position of the chip holding portion which effectively maintains the previous SL chip component.

The chip component transfer device according to claim 1 or 2.
A chip component transfer device in which a plurality of chip holders are provided in the pickup tool.