JP7350696B2 - Electronic component mounting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品の実装装置に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus.
従来から、ウエーハレベルパッケージ(Wafer Level Package:WLP)と呼ばれる製造プロセスが知られている。WLPは、インターポーザ基板(中継用基板)を用いずに、ウエーハ状態のままでI/O端子を設けるための再配線層を形成する技術である。WLPは、インターポーザ基板を不要とするため、半導体パッケージの薄型化や製造コストが低減できる。 Conventionally, a manufacturing process called wafer level package (WLP) has been known. WLP is a technology for forming a rewiring layer for providing I/O terminals in a wafer state without using an interposer substrate (relay substrate). Since WLP does not require an interposer substrate, it is possible to make the semiconductor package thinner and reduce manufacturing costs.
WLPでは、ファンイン・ウエーハレベルパッケージ(fan in-WLP:FI-WLP)や、ファンアウト・ウエーハレベルパッケージ(fan out-WLP:FO-WLP))が知られている。FI-WLPは、半導体チップの電極パッドが形成されている面上の領域をはみ出さないように、半導体チップ上に再配線層を形成する。FO-WLPは、半導体チップの領域をはみ出して再配線層を形成する。 In WLP, fan-in wafer-level packages (fan in-WLP: FI-WLP) and fan-out wafer-level packages (fan out-WLP: FO-WLP) are known. FI-WLP forms a rewiring layer on a semiconductor chip so as not to protrude from the area on the surface of the semiconductor chip where electrode pads are formed. The FO-WLP forms a rewiring layer extending beyond the area of the semiconductor chip.
FO-WLPは、1つのパッケージ内にRAM、フラッシュメモリ、CPU等の半導体チップやダイオード、コンデンサ等の複数種類の電子部品を搭載したマルチチップパッケージ(Multi Chip Package:MCP)にも適用可能であるために、注目されている。 FO-WLP can also be applied to multi-chip packages (MCP), which have semiconductor chips such as RAM, flash memory, and CPU, and multiple types of electronic components such as diodes and capacitors mounted in one package. Therefore, it is attracting attention.
FO-WLPの製造プロセスでは、まず、基板上に複数の半導体チップを、間隔をあけた状態で行列状に実装し、その後半導体チップ間の隙間を樹脂で封止して複数の半導体チップを一体化する。これにより、あたかも半導体製造プロセスで形成されるウエーハのように成形された擬似ウエーハを形成する。この擬似ウエーハ上に、I/O端子を設けるための再配線層を形成する。複数の半導体チップを樹脂封止して一体化した後は、基板は剥がされて除去される。 In the FO-WLP manufacturing process, first, multiple semiconductor chips are mounted on a substrate in a row and column at intervals, and then the gaps between the semiconductor chips are sealed with resin to integrate the multiple semiconductor chips. become In this way, a pseudo wafer is formed that is shaped like a wafer formed in a semiconductor manufacturing process. A rewiring layer for providing I/O terminals is formed on this pseudo wafer. After a plurality of semiconductor chips are resin-sealed and integrated, the substrate is peeled off and removed.
以上のようなWLPにおいては、同一パッケージに搭載する電子部品個々の実装位置のずれが、そのパッケージの電気的特性に相互に影響を及ぼす。このため、それぞれの電子部品の実装に高い位置精度が要求されている。ここで、インターポーザ基板を用いて行なわれる半導体パッケージの製造プロセスでは、インターポーザ基板上の各実装位置に位置認識用のアライメントマークが設けられている。このため、実装位置毎のアライメントマーク(以下、ローカルマークと呼ぶ)を認識して電子部品を実装位置に位置決めし、実装する方式を適用することで、高い位置精度での実装を実現している。このように、基板上の実装位置に電子部品をそれぞれ実装するときに、電子部品を実装する毎に電子部品の実装領域の位置検出を行う方式のことを、ローカル認識方式と呼ぶ。 In the WLP described above, deviations in the mounting positions of individual electronic components mounted in the same package mutually affect the electrical characteristics of the package. For this reason, high positional accuracy is required for mounting each electronic component. In a semiconductor package manufacturing process using an interposer substrate, alignment marks for position recognition are provided at each mounting position on the interposer substrate. For this reason, we have achieved mounting with high positional accuracy by recognizing alignment marks (hereinafter referred to as local marks) for each mounting position, positioning the electronic component at the mounting position, and mounting it. . A method in which the position of the mounting area of the electronic component is detected each time the electronic component is mounted when each electronic component is mounted at the mounting position on the board in this manner is called a local recognition method.
ところが、WLPでは、電子部品を実装する基板は、シリコンや金属、ガラス等で形成された単なる板である。このため、基板上の電子部品の実装位置に、回路パターンなどのローカルマークとして使用できる部分は存在しない。また、上記のように、基板は、疑似ウエーハから剥がされて除去される場合もある。このため、基板の実装位置毎にローカルマークを形成する設備および工程を設けるとすると、設備費用、設備の設置スペース、工程数等の増加を招く。さらに、電子部品を実装する毎にローカルマークを認識する動作を行う場合、1つの電子部品の実装に要する時間も増加する。 However, in WLP, the substrate on which electronic components are mounted is simply a plate made of silicon, metal, glass, or the like. Therefore, there is no portion that can be used as a local mark such as a circuit pattern at the mounting position of the electronic component on the board. Furthermore, as described above, the substrate may be peeled off and removed from the pseudo wafer. Therefore, if equipment and processes for forming local marks are provided for each mounting position on the board, equipment costs, equipment installation space, number of processes, etc. will increase. Furthermore, if the local mark is recognized every time an electronic component is mounted, the time required to mount one electronic component also increases.
これに対処するため、WLPでは、基板の外形位置や基板全体の位置を示すアライメントマーク(以下、グローバルマークと呼ぶ)を認識することで、基板の全体位置を認識し、この基板の全体位置を頼りに基板上の実装領域に電子部品を実装する方式を適用している。このように、基板の複数の実装位置に電子部品をそれぞれ実装するときに、1回の基板の位置検出で、その基板上の複数の実装位置に対して電子部品の実装を行なう方式のことを、グローバル認識方式と呼ぶ。 To deal with this, WLP recognizes the overall position of the board by recognizing alignment marks (hereinafter referred to as global marks) that indicate the outline position of the board and the position of the entire board. A method of mounting electronic components on the mounting area on the board is applied. In this way, when electronic components are mounted at multiple mounting positions on a board, a single board position detection is used to mount the electronic components at multiple mounting positions on the board. , called the global recognition method.
さらに、近年では、WLPに用いられる基板は大型化している。このような基板への実装にあたっては、生産効率を上げるため、一対の実装部を設け、それぞれの実装部が一つの基板上を二分した部分領域を担当し、電子部品を並行に実装することが行われている。この場合、それぞれの実装部による実装位置は、各部分領域毎に補正することにより、正確な位置決めが可能となる。 Furthermore, in recent years, substrates used for WLP have become larger. When mounting on such a board, in order to increase production efficiency, a pair of mounting parts is provided, each mounting part handles a partial area that divides one board into two, and electronic components can be mounted in parallel. It is being done. In this case, accurate positioning is possible by correcting the mounting position of each mounting section for each partial region.
しかしながら、一対の実装部による実装位置には、互いにずれが生じることがある。このようなずれは、後の工程で、一つの基板に実装された電子部品に対して一括して加工が施されることを考慮すると、好ましくない。例えば、再配線工程は、感光材の塗布、感光材の露光、現像、エッチング、イオン注入、レジスト剥離等により行われる。このため、電子部品の実装位置にずれがあると、露光の際のマスクの位置がずれてしまうなどの不都合が生じる。つまり、基板上の全ての電子部品は、縦横それぞれの方向において決められた間隔で、正確に配置されている必要がある。 However, the mounting positions of the pair of mounting sections may be shifted from each other. Such a misalignment is undesirable considering that electronic components mounted on one board will be processed all at once in a later process. For example, the rewiring process is performed by coating a photosensitive material, exposing the photosensitive material, developing, etching, ion implantation, resist peeling, and the like. Therefore, if there is a shift in the mounting position of the electronic component, problems such as a shift in the position of the mask during exposure occur. In other words, all electronic components on the board must be accurately arranged at predetermined intervals in each of the vertical and horizontal directions.
このようなずれを修正するため、一対の実装部によって、基板の部分領域にそれぞれ電子部品を実装した後、その基板を取り出して外部測定器に移し、外部測定器において、一対の実装部で実装された電子部品の位置ずれを測定し、この位置ずれに基づいて補正を行っていた。しかし、外部測定器を用意することはコストがかかり、基板を外部測定器に移動させる手間がかかるために生産効率が良くない。 In order to correct such misalignment, a pair of mounting parts mounts electronic components on each partial area of the board, and then the board is taken out and transferred to an external measuring instrument, and the external measuring equipment mounts the electronic components using a pair of mounting parts. The positional deviation of the electronic components was measured and corrections were made based on this positional deviation. However, preparing an external measuring device is costly, and production efficiency is not good because it takes time and effort to move the board to the external measuring device.
本発明は、上述のような課題を解決するために提案されたものであり、実装領域の全体に電子部品をずれなく、効率良く実装することができる電子部品の実装装置を提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an electronic component mounting apparatus that can efficiently mount electronic components without shifting over the entire mounting area. .
上記の目的を達成するために、本発明の電子部品の実装装置は、電子部品の実装位置を複数含む実装領域に、前記電子部品が実装される基板を支持するステージと、前記電子部品を前記実装位置に実装する第1の実装ヘッドと、前記第1の実装ヘッドを移動させる第1の実装ヘッド移動機構と、を有する第1の実装部と、前記電子部品を前記実装位置に実装する第2の実装ヘッドと、前記第2の実装ヘッドを移動させる第2の実装ヘッド移動機構と、を有する第2の実装部と、前記第1の実装ヘッドとともに移動可能に設けられ、前記ステージに支持された前記基板の位置を認識する第1の認識部と、前記第2の実装ヘッドとともに移動可能に設けられ、前記ステージに支持された前記基板の位置を認識する第2の認識部と、前記第1の認識部及び前記第2の認識部が、前記ステージ上の共通のマークを認識可能となるように、前記ステージを移動させるステージ移動機構と、前記第1の認識部及び前記第2の認識部が認識した共通のマークの位置に基づいて、前記第1の認識部と前記第2の認識部との間の認識誤差を補正するための認識誤差補正データを算出する認識誤差補正データ算出部と、前記認識誤差補正データに基づいて、前記第1の実装ヘッド又は前記第2の実装ヘッドによる前記実装位置に対する電子部品の位置決め位置を補正する補正部と、を有する。 In order to achieve the above object, the electronic component mounting apparatus of the present invention includes a stage that supports a board on which the electronic component is mounted, and a stage that supports a board on which the electronic component is mounted, in a mounting area that includes a plurality of electronic component mounting positions. a first mounting section having a first mounting head for mounting at a mounting position; a first mounting head moving mechanism for moving the first mounting head; and a first mounting section for mounting the electronic component at the mounting position. a second mounting section having a second mounting head and a second mounting head moving mechanism for moving the second mounting head; a second mounting section that is movable together with the first mounting head and supported on the stage; a first recognition unit that recognizes the position of the substrate supported by the stage; a second recognition unit that is movable together with the second mounting head and recognizes the position of the substrate supported on the stage; a stage moving mechanism that moves the stage so that the first recognition unit and the second recognition unit can recognize a common mark on the stage; Recognition error correction data calculation for calculating recognition error correction data for correcting a recognition error between the first recognition unit and the second recognition unit based on the position of the common mark recognized by the recognition unit. and a correction section that corrects the positioning position of the electronic component relative to the mounting position by the first mounting head or the second mounting head based on the recognition error correction data.
本発明によれば、実装領域の全体に電子部品をずれなく、効率良く実装可能な電子部品の実装装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electronic component mounting apparatus that can efficiently mount electronic components without shifting over the entire mounting area.
以下、実施形態の電子部品の実装装置について、図面を参照して説明する。図1は電子部品tを実装した基板Wを示す平面図である。図2は実装装置1の外観を示す平面図であり、図3は実装装置1の正面図、図4は右側面図である。図5はステージに載置された校正基板71とこれを撮像する基板認識カメラ43fを示す説明図である。図6は第2の認識部によってステージの移動誤差補正データを重複して取得する状態を示す説明図である。図7は実装装置1の制御装置50を示すブロック図である。図8は、基板Wに実装された電子部品tのずれを示す説明図である。
Hereinafter, an electronic component mounting apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a board W on which electronic components t are mounted. FIG. 2 is a plan view showing the external appearance of the
[電子部品]
図1に示すように、本実施形態の実装装置1により基板Wに実装される対象は、電子部品tである。電子部品tの一例は、半導体チップである。但し、電子部品tは、1種類の半導体チップに限られるものではなく、複数種類の半導体チップ、さらには半導体チップとダイオードやコンデンサ等であってもよい。本実施形態の実装装置1は、半導体チップ、ダイオード、コンデンサ等を含む複数種類の電子部品tを基板W上に実装してMCPを製造することができる装置である。MCPの構成例としては、複数種類の半導体チップを備えるもの、1種類の半導体チップとダイオードやコンデンサ等を備えるもの、さらに複数種類の半導体チップとダイオードやコンデンサ等とを備えるものが挙げられる。
[Electronic components]
As shown in FIG. 1, an object to be mounted on a substrate W by the mounting
[基板]
図1に示すように、本実施形態の基板Wは、例えばFO-PLP(fan out-Panel Level Package)の製造時に適用される、擬似ウエーハに準じる擬似パネルの形成に用いられる矩形の基板である。基板Wとしては、ガラス基板、有機基板(ガラス・エポキシ(FR-4)基板等)、シリコン基板、ステンレス等の金属基板等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。擬似パネルとは、FO-WLPの製造時に適用される擬似ウエーハと同様に、個片化された複数の半導体チップ等の電子部品を平面的に配置し、配置された電子部品間を樹脂封止して1枚の板状に成形した状態のものである。基板Wとしては、上述したFO-PLPプロセスでMCPを製造する際に用いられる基板、すなわち各実装領域に複数の半導体チップやコンデンサ等の電子部品tが実装される基板が好ましい。もちろん、基板Wは、FO-WLPの製造時に適用される擬似ウエーハの形成に用いられる基板であってもよい。
[substrate]
As shown in FIG. 1, the substrate W of this embodiment is a rectangular substrate used for forming a pseudo panel similar to a pseudo wafer, which is applied, for example, when manufacturing FO-PLP (fan out-Panel Level Package). . As the substrate W, a glass substrate, an organic substrate (such as a glass epoxy (FR-4) substrate), a silicon substrate, a metal substrate such as stainless steel, etc. can be used, but the present invention is not limited to these. Similar to the pseudo wafer used in the production of FO-WLP, a pseudo panel is a method in which electronic components such as multiple individualized semiconductor chips are arranged in a plane, and the arranged electronic components are sealed with resin. It is in a state where it is molded into a single plate shape. The substrate W is preferably a substrate used when manufacturing the MCP by the above-mentioned FO-PLP process, that is, a substrate on which a plurality of electronic components t such as semiconductor chips and capacitors are mounted in each mounting area. Of course, the substrate W may be a substrate used to form a pseudo wafer used in manufacturing FO-WLP.
本実施形態の基板Wの一方の面は、複数の電子部品tが実装される実装面wsである。この実装面wsには、実装領域MAが設定される。実装領域MAは、個々の電子部品tの実装位置ap(図1中、点線円で示す)を複数含んでいる。また、実装領域MAは、第1の領域MA1、第2の領域MA2を含む(いずれも、図1中、一点鎖線で示す領域)。したがって、第1の領域MA1及び第2の領域MA2は、それぞれが実装領域MAの一部である。 One surface of the substrate W of this embodiment is a mounting surface ws on which a plurality of electronic components t are mounted. A mounting area MA is set on this mounting surface ws. The mounting area MA includes a plurality of mounting positions ap (indicated by dotted circles in FIG. 1) for individual electronic components t. Furthermore, the mounting area MA includes a first area MA1 and a second area MA2 (both areas indicated by a dashed line in FIG. 1). Therefore, the first area MA1 and the second area MA2 are each part of the mounting area MA.
本実施形態の第1の領域MA1及び第2の領域MA2は、実装領域MAを2等分することにより、隣り合う領域である。実装領域MA、第1の領域MA1及び第2の領域MA2は矩形であり、図1に示す例では、第1の領域MA1及び第2の領域MA2はそれぞれ図の左右が短く上下が長い長方形の領域である。個々の電子部品tは、第1の領域MA1及び第2の領域MA2内に複数の行と複数の列のマトリクス状に設定された実装位置apに実装される。本実施形態の第1の領域MA1及び第2の領域MA2において、実装位置apが並んだ行方向は短辺に沿う方向であり、列方向が長辺に沿う方向である。第1の領域MA1、第2の領域MA2は、互いの長辺部分で隣り合っている。 The first area MA1 and the second area MA2 of this embodiment are adjacent areas by dividing the mounting area MA into two equal parts. The mounting area MA, the first area MA1, and the second area MA2 are rectangular, and in the example shown in FIG. It is an area. The individual electronic components t are mounted at mounting positions ap set in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns within the first area MA1 and the second area MA2. In the first area MA1 and the second area MA2 of this embodiment, the row direction in which the mounting positions ap are lined up is a direction along the short side, and the column direction is a direction along the long side. The first area MA1 and the second area MA2 are adjacent to each other at their long sides.
なお、実装領域MA、実装位置ap、第1の領域MA1、第2の領域MA2は、基板Wの実装面ws上に仮想的に設定されるものであり、実装領域MA、実装位置ap、第1の領域MA1、第2の領域MA2を示すマーク等が、実装面ws上に形成されているわけではない。実装面wsは、基板Wの全体の位置を示すグローバル認識用のアライメントマークを備えていてもよいが、個々の実装位置apを示すローカル認識用のマーク等は備えていない。以下の説明では、マークは、ドットマーク、アライメントマーク、回路パターン、電子部品tの外形など、位置を認識するための基準となる対象を広く含む。 Note that the mounting area MA, the mounting position ap, the first area MA1, and the second area MA2 are virtually set on the mounting surface ws of the substrate W. Marks indicating the first area MA1 and the second area MA2 are not formed on the mounting surface ws. The mounting surface ws may include alignment marks for global recognition indicating the overall position of the substrate W, but does not include marks for local recognition indicating individual mounting positions ap. In the following description, marks broadly include objects that serve as references for position recognition, such as dot marks, alignment marks, circuit patterns, and the outer shape of electronic components t.
[実装装置]
(概要)
本実施形態の実装装置1の構成を、図2~図7を参照して説明する。実装装置1は、電子部品tを基板Wに実装する装置である。以下の説明では、実装装置1上で基板Wの電子部品tの実装面wsと平行な面において、第1の領域MA1、第2の領域MA2が並んだ方向をX方向とし、これに直交する方向をY方向とする。また、実装面wsに直交する方向を、Z方向とする。本実施形態においては、実装面wsにおける第1の領域MA1、第2の領域MA2が左右に並ぶ一辺側を正面とし、正面から見てX方向を左右方向、Y方向を前後方向、Z方向を上下方向とする。
[Mounting equipment]
(overview)
The configuration of the mounting
実装装置1は、図2に示すように、部品供給部10、ステージ部20、移載部30、実装部40、制御装置50を有する。部品供給部10は、電子部品tを供給する装置である。ステージ部20は、基板Wが載置されるステージ21を備える装置である。移載部30は、部品供給部10から電子部品tを取り出す装置である。実装部40は、移載部30が取り出した電子部品tを受取ってステージ21に載置された基板Wに実装する装置である。部品供給部10、ステージ部20、移載部30、実装部40は、設置面に設置された基台であるベース部1a上に設けられている。制御装置50は、部品供給部10、ステージ部20、移載部30、実装部40の動作を制御する装置である。以下、各部の詳細を説明する。
As shown in FIG. 2, the mounting
(部品供給部)
部品供給部10は、ベース部1a上の前部であって、正面から見てX方向の中央に配置されている。部品供給部10は、ウエーハリング11、リングホルダ12、不図示の突き上げ機構を備えている。ウエーハリング11は、電子部品tを保持するウエーハシートSを保持する部材である。電子部品tは、半導体ウエーハTが個片化された半導体チップである。
(Parts supply department)
The
リングホルダ12は、ウエーハリング11が着脱自在に設けられている。また、リングホルダ12は、不図示のXY移動機構により、ウエーハリング11をXY方向に移動可能に設けられている。突き上げ機構は、移載部30によって電子部品tを取り出すときに、電子部品tをウエーハリング11に保持されたウエーハシートSの下側から突き上げる機構である。突き上げ機構は、移載部30による電子部品tの取り出しポジションに固定的に設けられている。
The
なお、部品供給部10は、図示はしないが、交換装置を備えている。交換装置は、ウエーハリング11が収納された収納部から、電子部品tが保持された新たなウエーハリング11をリングホルダ12に供給し、電子部品tの取り出しが完了したウエーハリング11を収納部に収納する。
Note that the
(ステージ部)
ステージ部20は、正面から見て、ベース部1a上の部品供給部10の後方に、ベース部10aのX方向の中央に配置されている。ステージ部20は、ステージ21、ステージ移動機構22を有する。ステージ21は、基板Wを支持する台である。本実施形態のステージ21は、基板Wの実装面wsと反対側の面が載置される。ステージ移動機構22は、ステージ21をXY方向に移動させる機構である。なお、図示はしないが、ステージ移動機構22は、水平回転方向のθ移動機構を有している。また、ステージ移動機構22は、リニアエンコーダを有している。リニアエンコーダのスケールには、熱対策として熱膨張係数が小さいガラス製スケールを用いることが好ましい。
(Stage section)
The
ステージ21が移動するための座標系のY方向における移動範囲内であって、X方向に沿う一直線上には、後述する実装ヘッド43(第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43B)が、電子部品tを実装するために位置決めされる実装ラインBLが設定されている(図1参照)。この実装ラインBLは、ステージ21のY方向中心とすることができる。ステージ移動機構22は、ステージ21上に載置された基板Wの実装位置apの各行が、実装ラインBLに順に位置付けられるように、ステージ21を移動させるように制御される。
Within the movement range in the Y direction of the coordinate system for moving the
ステージ移動機構22は、ステージ21に載置される最も大きな基板Wを、X方向においては基板WのX方向の寸法の2分の1より若干大きい(1/2X+α)範囲で移動させることができる移動ストロークを有している。また、ステージ移動機構22は、Y方向においては基板WのY方向の寸法より若干大きい(Y+α)範囲で移動させることができる移動ストロークを有する。ステージ21は、不図示の吸引吸着機構によって、載置された基板Wを吸着保持することが可能なように構成されている。なお、X方向の移動範囲における+αによって、ステージ21は、ステージ21のX方向の中央部分が重複するように移動できるようになっている。この重複の移動は、ステージ21の一方の半分(正面から見て左半分)と他方の半分(正面から見て右半分)が互いに重複してもよいし、いずれか一方のみが重複できるストロークを有するようにストロークの中心がオフセットされていてもよい。このステージ21のX方向の移動範囲における+αの大きさ(重複の量)については後述する。
The
(移載部)
移載部30は、移載装置30A、30B、中間ステージ31、ウエーハリング保持装置32を有する。移載装置30A、30Bは、ベース部1a上の前部に、部品供給部10を挟んで、X方向に並べて配置されている。移載装置30A、30Bは、左右が反転していることを除いて、同一の構成を有している。以下、左側の移載装置30Aの構成を説明し、右側の移載装置30Bの構成の説明は省略する。
(Transfer Department)
The
図2~図4に示すように、移載装置30Aは、Y方向移動装置33、移載ヘッド37、ウエーハ認識カメラ38を有する。Y方向移動装置33は、Y方向移動ブロック34をY方向に移動自在に支持する装置である。Y方向移動装置33は、ベース部1aの前部左側に、Y方向に沿ってベース部1aの前端部から中央付近にかけて延設されている。Y方向移動ブロック34の上端側の背面には、支持体35が設けられている。支持体35は矩形板状であり、Y方向移動ブロック34から、X方向に沿う右方向に延設されている。この支持体35の背面側には、X方向移動体36が設けられている。X方向移動体36は、不図示のX方向移動装置によってX方向に沿って移動可能に支持されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
移載ヘッド37は、X方向移動体36の部品供給部10側の端部に支持されている。移載ヘッド37は、吸着ノズル(移載ノズル)37a、37b、Z方向移動装置37c、37d、反転機構37e、37fを有する。吸着ノズル(移載ノズル)37a、37bは、図示しない空気圧回路に接続され、負圧により電子部品tを保持可能に設けられている。2つの吸着ノズル(移載ノズル)37a、37bは、X方向に並んでいる。
The
Z方向移動装置37c、37dは、吸着ノズル37a、37bを個別にZ方向に移動させる装置である。反転機構37e、37fは、吸着ノズル37a、37bを個別に上下に反転させる装置である。これにより、吸着ノズル37a、37bは、電子部品tを吸着保持する吸着面が下を向いた状態と吸着面が上を向いた状態とに選択的に姿勢を切換えることができる。なお、吸着ノズル37aは反転機構37eに組付けられており、反転機構37eはZ方向移動装置37cに組付けられている。また、吸着ノズル37bは反転機構37fに組付けられており、反転機構37fはZ方向移動装置37dに組付けられている。つまり、移載ヘッド37は、上下反転できる吸着ノズルを2つ有する。
The Z
ウエーハ認識カメラ38は、部品供給部10のウエーハリング11に保持されたウエーハシートSに向かい、ウエーハシートS上の電子部品tの位置を認識する装置である。ウエーハ認識カメラ38は、X方向移動体36の部品供給部10側の端部に、移載ヘッド37が支持された面とは反対側の面に設けられている。なお、実装装置1を正面から見て左側の移載装置30Aの移載ヘッド37が第1の移載ヘッドであり、右側の移載装置30Bの移載ヘッド37が第2の移載ヘッドである。
The
中間ステージ31は、左右の移載ヘッド37の吸着ノズル37a、37bによって取り出された電子部品tを、一時的に載置する装置である。中間ステージ31は、ベース部1a上の部品供給部10とステージ部20との間に設けられている。中間ステージ31は、載置部31a~31dを備えている。載置部31a~31dは、移載装置30Aにおける移載ヘッド37の2つの吸着ノズル37a、37b、移載装置30Bにおける移載ヘッド37の2つの吸着ノズル37a、37bにそれぞれ対応している。
The
ウエーハリング保持装置32は、部品供給部10のリングホルダ12にウエーハリング11を供給および収納する装置である。図2に示すように、ウエーハリング保持装置32は、移載装置30Aの支持体35における部品供給部10側の端部の、X方向移動体36が設けられた面とは反対側の面、つまり前面に設けられている。ウエーハリング保持装置32は、支持アーム32a、チャック部32bを有する。支持アーム32aは、エアーシリンダ等の不図示のX方向移動装置によって、X方向に進退自在に設けられている。チャック部32bは、ウエーハリング11を把持する部材であり、支持アーム32aにおける図示右方向の先端に設けられている。また、ウエーハリング保持装置32は、支持体35が設けられるY方向移動装置33によってY方向へ移動できる。このようなウエーハリング保持装置32は、前述の交換装置の一部として機能する。すなわち、ウエーハリング11をチャック部32bで把持し、支持アーム32aとY方向移動装置33によって、不図示の収納部とリングホルダ12とにウエーハリング11を供給および収納する。
The wafer
このような移載部30は、部品供給部10から電子部品tを順次取り出し、実装部40に向けて移載する。移載部30は、電子部品tをフェイスアップ実装、つまり、電子部品tの電極面を上にして基板Wに実装するときには、部品供給部10から取り出した電子部品tを中間ステージ31を介して実装部40に受け渡す。また、移載部30は、電子部品tをフェイスダウン実装、つまり電子部品tの電極面を下にして基板に実装するときには、部品供給部10から取り出した電子部品tを吸着ノズル37a、37bを上下反転させて電子部品tを表裏反転させた状態で実装部40に受け渡す。
Such a
(実装部)
実装部40は、第1の実装部40A、第2の実装部40Bを有する。第1の実装部40A、第2の実装部40Bは、左右が反転していることを除いて、同一構成を有する。第1の実装部40A、第2の実装部40Bは、ベース部1a上の後方に、ステージ部20を挟むように、X方向に並べて配置されている。以下、左側の第1の実装部40Aの構成のみを説明し、右側の第2の実装部40Bの構成の説明は省略する。
(Mounting section)
The mounting
第1の実装部40Aは、支持フレーム41、ヘッド支持体42、実装ヘッド43、撮像ユニット44を有する。支持フレーム41は、側面視で門形であり、ベース部1a上のステージ部20の左に、Y方向に沿って設けられている(図4参照)。ヘッド支持体42は、支持フレーム41の右側の側面に、Y方向移動装置41aを介して、Y方向に移動自在に設けられている。ヘッド支持体42は、X方向に沿ってベース部1aの中央付近まで延びている。
The
実装ヘッド43は、実装位置apに電子部品を実装する装置である。以下、第1の実装部40Aの実装ヘッド43を第1の実装ヘッド43A、第2の実装部40Bの実装ヘッド43を第2の実装ヘッド43Bとし、両者を区別しない場合には、単に実装ヘッド43とする。実装ヘッド43は、ヘッド支持体42の前面に、X方向移動装置42aを介して、X方向に移動自在に設けられている。実装ヘッド43は、実装ツール43a、43b、Z方向移動装置43c、43d、撮像ユニット44を有する。実装ツール43a、43bは、電子部品tを保持して基板Wに実装する一対のツールである。実装ツール43a、43bは、吸着ノズルであり、図示しない空気圧回路に接続され、負圧により電子部品tを保持可能に設けられている。実装ツール43a、43bは、移載ヘッド37の吸着ノズル37a、37bと同じ配置間隔で設けられている。
The mounting
実装ツール43a、43bは、電子部品tを吸着保持する部分と反対側の端部に、図示しない窓が設けられている。窓は、透明な部材によって構成されている。なお、この部材は光を透過可能な部材であればよく、透明には限定されない。これにより、実装ツール43a、43bに吸着保持された電子部品tを、窓を介して観察することができる。実装ツール43a、43bは、不図示の回動装置を備えており、吸着保持した電子部品tを、XY平面内で回動させることができる。
The mounting
さらに、実装ツール43a、43bのうち、ベース部1aの中央側、つまり内側に位置する実装ツール43bには、認識部としての基板認識カメラ43fが取り付けられている。基板認識カメラ43fは、実装ヘッド43とともに移動可能に設けられ、基板Wの位置を認識する。より具体的には、基板認識カメラ43fは、ステージ21に載置された基板Wのアライメントマーク(グローバルマーク)を撮像する。この基板認識カメラ43fは、画像を撮像する機能に加えて、撮像した画像を処理してアライメントマーク等の認識対象物の位置を認識する機能を備える。したがって、基板認識カメラ43fは、基板Wの位置を認識するための認識部として機能する。また、基板認識カメラ43fは、後述する校正基板71のドットマーク72を撮像する。さらに、基板認識カメラ43fは、認識した基板Wの位置に基づいて電子部品tが実装される実装位置apを認識することが可能である。以下、第1の実装部40Aの基板認識カメラ43fを第1の認識部とし、第2の実装部40Bの基板認識カメラ43fを第2の認識部とする。両者を区別しない場合には、単に認識部とする。
Further, of the mounting
Z方向移動装置43c、43dは、2つの実装ツール43a、43bを個別にZ方向に移動させる装置である。Y方向移動装置41a、X方向移動装置42a及びZ方向移動装置43c、43dによって、実装ヘッド移動機構が構成されている。第1の実装部40Aの第1の実装ヘッド43Aを移動させる機構を第1の実装ヘッド移動機構とし、第2の実装部40Bの第2の実装ヘッド43Bを移動させる機構を第2の実装ヘッド移動機構とし、両者を区別しない場合には、単に実装ヘッド移動機構とする。
The Z
撮像ユニット44は、実装ツール43a、43bに保持された電子部品tを撮像するためのユニットである。撮像ユニット44は、中間ステージ31の4つの載置部31a~31dの上方に、4つの載置部31a~31dに対応して4つのチップ認識カメラ44a~44dを有する。
The
チップ認識カメラ44a~44dは、載置部31a~31dに載置された電子部品tを撮像できると共に、チップ認識カメラ44a~44dの下方に移動した実装ツール43a、43bに保持された電子部品tを、実装ツール43a、43bの窓を介して撮像できる。
また、チップ認識カメラ44a~44dは、撮像した画像を処理して、電子部品t等の撮像対象物の位置を認識する機能を有する。
The
Furthermore, the
チップ認識カメラ44a~44dは、一対のXY移動装置44e、44fによって、2つ一組でXY方向に移動可能に支持されている。組となる二つのチップ認識カメラ(44aと44bおよび44cと44d)は、実装ツール43a、43bおよび吸着ノズル37a、37bと同じ配置間隔で設けられている。一対のXY移動装置44e、44fは、カメラ支持フレーム44gに支持されている。カメラ支持フレーム44gは、正面から見て門形をなし、ベース部1a上の部品供給部10と、ステージ部20との間に、X方向に延設されている。カメラ支持フレーム44gは、実装部40における左右の支持フレーム41の上面の前側端部に、左右の支持フレーム41に架け渡して設けられている。チップ認識カメラ44a~44dは、カメラ支持フレーム44gの梁の部分の下側に支持されている。
The
このような実装部40は、移載部30によって部品供給部10から取り出された電子部品tを受け取り、受け取った電子部品tをステージ21に載置された基板W上に実装する。本実施形態においては、第1の実装ヘッド43Aの実装ツール43a、43bが、第1の領域MA1に電子部品tを実装し、第2の実装ヘッド43Bの実装ツール43a、43bが、第2の領域MA2に電子部品tを実装する。第1の実装ヘッド43Aによる電子部品tの実装と第2の実装ヘッド43Bによる電子部品tの実装とは、並行的に行われる。
The mounting
図2に示すように、ステージ21がベース部1a上のX方向中央に位置し、ステージ21の中央に基板Wが支持された状態において、実装時における第1の実装ヘッド43Aは、ステージ21に対して一方の側(図中、左側)に配置され、第2の実装ヘッド43Bは、ステージ21に対して他方の側(図中、右側)に配置されている。この第1の実装ヘッド43Aと第2の実装ヘッド43Bの移動可能な範囲は、ベース部1aのX方向の中央位置を境に2分されている。これにより、第1の実装ヘッド43Aとその基板認識カメラ43fは、ベース部1aの中央位置を越えて第2の実装ヘッド43Bの移動領域に移動することができず、第2の実装ヘッド43Bとその基板認識カメラ43fは、ベース部1aの中央位置を越えて第1の実装ヘッド43Aの移動領域に移動することができないようになっている。なお、図5に、ステージ21と基板認識カメラ43fを示す。図5では、後述する校正基板71がステージ21に載置されている様子を示している。ステージ21は、そのX方向の移動ストロークの中央に位置付けられている。また、図5は、第1の実装ヘッド43Aと第2の実装ヘッド43Bが、各移動範囲の左端に位置している様子を示している。したがって、図5では各基板認識カメラ43fが各移動範囲の左端に位置するように描かれている。このような第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bの移動範囲は、本実施形態では、物理的な機構により制限されている。但し、移動範囲は、プログラムの制御により制限されていてもよい。
As shown in FIG. 2, in a state where the
上記のように、第1の認識部、第2の認識部の移動範囲は、ベース部1a上を2分する領域で制限されている。したがって、一方の認識部を移動させても、他方の認識部の領域に存在するマークを認識することはできない。そのため、認識部の移動だけでは同じマーク(共通のマーク)を認識することができない。しかし、本実施形態では、ステージ移動機構22は、第1の認識部及び第2の認識部が、共通のマークを認識可能となるように、ステージ21を移動させることができる。つまり、上記のように、ステージ21は、ステージ21のX方向の中央部分が重複するように移動できるようになっている。ステージ21が移動することにより、例えば、共通のマークとして、校正基板71の第1の認識部の移動範囲に対応する第1の領域MA1におけるドットマーク72を、第2の認識部である第2の実装部40Bの基板認識カメラ43fが撮像することができる位置まで移動させることができる。つまり、同じドットマーク72(共通のマーク)を第1の実装部40Aの基板認識カメラ43fと第2の実装部40Bの基板認識カメラ43fとが撮像することができる。前述のように、ステージ移動機構22は、ステージ21に載置される最も大きな基板Wを、X方向においては基板WのX方向の寸法の2分の1より若干大きい(1/2X+α)範囲で移動させることができる移動ストロークを有している。そして、この+αの大きさは、校正基板71における第1の領域MA1(図1参照)のドットマーク72の列(Y方向に沿う列)のうち、共通のマークとして用いるドットマーク72が位置する列数に応じて決定することができる。例えば、第1の領域MA1における第2の領域MA2寄りに位置する2列内に、共通のマークとして用いるドットマーク72がある場合、この2列分を囲む領域のX方向の長さに基づいて+αを決定することができる。(図6参照)このようにして決定された+αの範囲によって、ステージ移動機構22は、第1の認識部及び第2の認識部が、共通のマークを認識可能となるように、ステージ21を移動させることができる。
As described above, the movement range of the first recognition section and the second recognition section is limited by the area that bisects the top of the
より具体的には、図6に点線で示す領域のように、校正基板71における第1の領域MA1の第2の領域MA2寄りのドットマーク72の列(Y方向に沿う列)を、第2の実装部40Bの基板認識カメラ43fが撮像可能となるように、ステージ21が移動する。図6では、図5同様に双方の基板認識カメラ43fがそれぞれの移動領域の左端に位置している。但し、図6では、ステージ21が第2の領域MA2側に移動して、第2の実装部40Bの基板認識カメラ43fが、点線で示す第1の領域MA1内のドットマーク72を撮像できる様子を示している。例えば、図6の点線で囲った領域に示すように、第1の領域MA1のドットマーク72のうち、第2の領域MA2に近い2列内のドットマーク72を撮像可能とする。なお、ステージ移動機構22が移動することにより、第2の領域MA2におけるドットマーク72を、第1の実装部40Aの基板認識カメラ43fが撮像することができるようにしてもよい。この場合、例えば、第2の領域MA2のドットマーク72のうち、第1の領域MA1に近い2列内を撮像可能とすれば良い。なお、2列には限定されず、2列より多くてもよいが、少なくとも1列を撮像できればよい。
More specifically, as shown in the area indicated by the dotted line in FIG. The
(制御装置)
制御装置50の構成を、図7のブロック図を参照して説明する。制御装置50は、記憶部56に記憶された制御情報に基づいて、部品供給部10、ステージ部20、移載部30、実装部40の動作を制御する装置である。制御装置50は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。つまり、部品供給部10、ステージ部20、移載部30、実装部40の制御に関して、その制御内容がプログラムされており、PLCやCPUなどの処理装置により実行される。
(Control device)
The configuration of the
制御装置50は、機構制御部51、画像処理部52、移動誤差補正データ算出部53、認識誤差補正データ算出部54、補正部55、記憶部56、入出力制御部57を有する。機構制御部51は、部品供給部10、ステージ部20、移載部30、実装部40の動作を制御する。画像処理部52は、ウエーハ認識カメラ38、基板認識カメラ43f、チップ認識カメラ44a~44dからの画像データを、ディスプレイの表示に適した形式に変換する。
The
移動誤差補正データ算出部53は、ステージ21の移動により生じる移動誤差を補正するための移動誤差補正データを算出する。移動誤差は、ステージ21の移動をガイドするガイドレールの精度、金属フレームへの組み付け精度等に起因して生じる誤差である。
The movement error correction
認識誤差補正データ算出部54は、第1の認識部及び第2の認識部が認識した共通のマークの位置に基づいて、第1の認識部と第2の認識部との間の認識誤差を補正するための認識誤差補正データを算出する。このような認識誤差が生じるのは、第1の実装部40Aの第1の認識部の座標系と第2の実装部40Bの認識部の座標系とにずれがあるためである。
The recognition error correction
このようなずれがあると、例えば、図8(A)に示す第1の領域MA1に実装された電子部品tの位置と、図8(B)に示す第2の領域MA2に実装された電子部品tの位置に、図8(C)に示すように、ずれdが発生する。図8(C)では、Y方向のずれdのみを示しているが、X方向のずれも発生する。このような認識誤差を補正するデータが、認識誤差補正データである。 If there is such a shift, for example, the position of the electronic component t mounted in the first area MA1 shown in FIG. 8(A) and the electronic component t mounted in the second area MA2 shown in FIG. 8(B) may change. A shift d occurs at the position of the component t, as shown in FIG. 8(C). Although FIG. 8C only shows the deviation d in the Y direction, deviations in the X direction also occur. Data for correcting such recognition errors is recognition error correction data.
また、上記のように、第1の認識部又は第2の認識部に共通のマークを認識させるために、ステージ21が移動する。この場合にも、ステージ21の移動誤差が発生することがある。本実施形態の移動誤差補正データ算出部53は、共通のマークの認識のためのステージ21の第1の領域MA1と第2の領域MA2にまたがって重複した移動における移動誤差を補正する移動誤差補正データも算出する。
Further, as described above, the
移動誤差補正データの算出は、ドットマーク72を有する校正基板71や、電子部品tを実装済の基板W(製品用であっても試験用であってもよい)を用いて行うことができる。具体的には、校正基板71をステージ21上にセットする。左右の基板認識カメラ43fを所定位置で停止させた状態で、移動誤差補正データを取得したい範囲内でステージ21(校正基板71)をドットマーク72の配置でピッチ移動させる。そして、当該範囲内において、基板認識カメラ43fの撮像により認識される各ドットマーク72の位置と基準位置(例えば、撮像視野の中心)との位置ずれを求め、これらに基づいて、移動誤差補正データを算出する。校正基板71のドットマーク72に代えて、基板Wに実装済の電子部品tを用いる場合も同様である。
The movement error correction data can be calculated using the
さらに、移動誤差補正データには、ステージ21の移動誤差のみならず、基板認識カメラ43f、実装ヘッド43A、43Bの移動誤差を含めてもよい。つまり、移動誤差補正データ算出部53が、移動誤差補正データを算出する際に、ステージ21のみならず、実装ヘッド43A、43Bについても、移動誤差補正データを取得し、移動の際の移動誤差を補正するようにしてもよい。実装ヘッド43A、43Bの移動誤差補正データは、ステージ21の移動誤差補正データと同様に、ドットマーク72を有する校正基板71や、電子部品tを実装済の基板Wを用いて取得することができる。なお、基板認識カメラ43fは、実装ヘッド43に搭載されているので、基板認識カメラ43fの移動誤差補正データも実装ヘッド43の移動誤差補正データと同じと見なせる。
Further, the movement error correction data may include not only movement errors of the
具体的には、上記のように、校正基板71をステージ21上にセットする。ステージ21を原点位置で固定(停止)させた状態とし、移動誤差補正データを取得したい範囲内で実装ヘッド43A、43B(基板認識カメラ43f)をドットマーク72の配置でピッチ移動させる。そして、当該範囲内において、基板認識カメラ43fの撮像により認識される各ドットマーク72の位置と、基準位置(例えば、撮像視野の中心)との位置ずれを求め、これらに基づいて、移動誤差補正データを算出する。これにより、より一層正確な実装が可能となる。校正基板71のドットマーク72に代えて、基板Wに実装済の電子部品tを用いる場合も同様にできる。
Specifically, the
補正部55は、移動位置誤差データ、認識誤差補正データに基づいて、実装ヘッド43による実装位置apに対する電子部品tの位置決め位置を補正する。つまり、補正部55は、移動位置誤差データ、認識誤差補正データに基づいて、第1の実装部40A、第2の実装部40Bによって、電子部品tを実装位置apに位置付けるための第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bの座標上の移動量を補正する。これは、座標上の位置決めの目標となる目標位置を補正することを意味する。
The
記憶部56は、実装装置1の制御に必要な各種の情報を記憶する。記憶部56が記憶する情報には、基板Wに対して電子部品tを実装するための各部の動作プログラムの他、移動位置誤差データ、認識誤差補正データ、各実装位置apの座標、実装領域MAの座標、位置決め位置の座標、ウエーハ認識カメラ38、基板認識カメラ43f、チップ認識カメラ44a~44dからの画像データ、認識されたマークの位置座標等も含まれる。
The
さらに、制御装置50には、入力装置61、出力装置62が接続されている。入力装置61は、オペレータが、制御装置50を介して実装装置1を操作するためのタッチパネル、ジョイスティック、スイッチ、キーボード、マウス等の入力手段である。
Further, an
出力装置62は、装置の状態を確認するための情報を、オペレータが認識可能な状態とするディスプレイ、ランプ、メータ、スピーカ、ブザー等の出力手段である。例えば、ウエーハ認識カメラ38、基板認識カメラ43f、チップ認識カメラ44a~44dにより撮像された画像は、ディスプレイに表示され、オペレータが確認できる。
The
[実装装置の動作]
次に、実装装置1の動作について、上記の図1~図8に加えて、図9及び図10を参照して説明する。
[Operation of mounting equipment]
Next, the operation of the mounting
[概要]
基板Wの各実装領域に電子部品t等の電子部品を実装するにあたって、グローバル認識方式のみを適用する場合、ローカルマークによる個々の実装位置apの位置認識は行われない。このため、各実装位置apに対する電子部品tの位置決め精度は、基板Wのグローバルマーク等の認識精度とステージ21のステージ移動機構22の機械加工精度等に頼ることになる。
[overview]
When only the global recognition method is applied when mounting electronic components such as the electronic component t on each mounting area of the board W, position recognition of each mounting position ap using local marks is not performed. Therefore, the positioning accuracy of the electronic component t with respect to each mounting position ap depends on the recognition accuracy of the global mark etc. on the substrate W, the machining accuracy of the
しかしながら、ステージ21の移動をガイドするガイドレール等を、所望の範囲にわたって±数μm以下の精度で仕上げることは、金属加工上実質的に不可能である。しかも、所望の長さを有するガイドレールを金属フレーム等に±数μm以下の直進性とうねりで組み付けることは、尚更不可能である。そこで、移動誤差補正データ算出部53が、ステージ21の移動位置誤差を測定し、ステージ21の移動誤差を補正する移動誤差補正データを算出し、これを記憶部56に記憶する。
However, in terms of metal processing, it is virtually impossible to finish the guide rails and the like that guide the movement of the
また、本実施形態では、第1の認識部と第2の認識部によって、共通のマークの座標を認識し、両者が認識した座標の差分を求めて認識誤差を測定し、認識誤差を補正する認識誤差補正データを算出し、これを記憶部56が記憶する。さらに、本実施形態では、第1の認識部又は第2の認識部が、共通のマークを認識するために、ステージ21が移動する。このステージ21の移動における移動誤差を補正する移動誤差補正データも、記憶部56が記憶する。
Further, in this embodiment, the first recognition unit and the second recognition unit recognize the coordinates of a common mark, calculate the difference between the coordinates recognized by both, measure the recognition error, and correct the recognition error. Recognition error correction data is calculated and stored in the
[キャリブレーション]
以上のような、移動誤差補正データの算出と記憶、認識誤差補正データの算出と記憶を、キャリブレーションと呼ぶ。まず、電子部品tの実装の前に行うキャリブレーションの動作を説明する。このキャリブレーションには、図5、図6、図9に示すように、校正基板71を使用する。校正基板71は、例えばガラス製の基板に位置認識用のドットマーク72が、数mm間隔のマトリクス(行列)状に設けられたものである(一部のドットマーク72の図示は省略している)。校正基板71の大きさは、限定されるものではないが、実装装置1が適用できる最大の大きさの基板Wと同程度の大きさを有し、ドットマーク72が設けられた範囲は、基板W上の実装領域MAを含む範囲と同じ大きさとするのが好ましい。なお、ドットマーク72は、ステージ21の移動誤差を把握するためのマークであり、実装位置apに対応しているわけではない。実装位置apの配置は、主に電子部品tの大きさに基づいているが、ドットマーク72は、要求精度が確保できる最大の間隔で配置することが好ましい。ドットマーク72の間隔が短いほど、移動誤差を精度よく把握できる一方、所定の距離の間で認識する回数が多くなるので、認識に要する時間が長くなる。また、ドットマーク72は、金属薄膜等で形成されており、エッチングや、スパッタリング等の成膜技術を用いて形成することができる。このような校正基板71をステージ21上にセットする。校正基板71のセット方法は特に限定されないが、例えば、ステージ21のX方向の移動のみで、X方向に沿う同一列状のステージ21の可動範囲にある全てのドットマーク72が基板認識カメラ43fの撮像視野Vの中心を通るように、ステージ21上での校正基板71の位置を調整する。
[calibration]
The calculation and storage of movement error correction data and the calculation and storage of recognition error correction data as described above are called calibration. First, a calibration operation performed before mounting the electronic component t will be explained. For this calibration, a
(移動誤差補正データの算出)
次に、上記した方法でステージ21上にセットされた校正基板71の各ドットマーク72の位置を、第1の認識部、第2の認識部が認識し、移動誤差補正データ算出部53が、ステージ21の移動誤差補正データを算出する。つまり、第1の認識部の基板認識カメラ43f、第2の認識部の基板認識カメラ43fが、ドットマーク72の位置を認識する。そして、移動誤差補正データ算出部53が、ドットマーク72の移動誤差およびそれに基づく移動誤差補正データを算出する。この時、ドットマーク72を実装位置apと見なし、ドットマーク72が設けられた範囲を実装領域MAと仮定する。実装領域MAを2分し、前述の、第1の領域MA1、第2の領域MA2を仮定する。以後、校正基板71においても単に実装領域MA、第1の領域MA1、第2の領域MA2という。
(Calculation of movement error correction data)
Next, the first recognition section and the second recognition section recognize the positions of each
ドットマーク72の認識は、第1の認識部の基板認識カメラ43f、第2の認識部の基板認識カメラ43fを、それぞれ所定の位置で停止させた状態で校正基板71を移動させることによって行う。校正基板71上のドットマーク72の撮像は、例えば、図9に示すように、校正基板71の後部(ベース部1aの後部側に位置する側)左端に位置するドットマーク72からX方向右側に向けてドットマーク72の配置間隔であるピッチ単位で移動を開始し、前部(ベース部1aの前部側に位置する側)に向けて順次折返しながら行う。
Recognition of the
この際、校正基板71上のドットマーク72のうち、第1の領域MA1に設けられたドットマーク72を、第1の認識部の基板認識カメラ43fが撮像する。また、校正基板71上のドットマーク72のうち、第2の領域MA2に設けられたドットマーク72を、第2の認識部の基板認識カメラ43fが撮像する。
At this time, among the dot marks 72 on the
具体的には、例えば、図9に示すように、ステージ21をステージ移動機構22のXY方向の移動ストロークの中央に位置(この位置を原点位置と称する。)させた状態で、第1の認識部の基板認識カメラ43fを校正基板71上で第1の領域MA1に対応して位置するドットマーク群の中央71Aに位置付ける。また、第2の認識部の基板認識カメラ43fを、校正基板71上で第2の領域MA2に対応して位置するドットマーク群の中央71Bに位置付ける。つまり、校正基板71の実装領域MA中心をステージ21の原点位置に位置付けた状態で、校正基板71の第1の領域MA1及び第2の領域MA2のそれぞれの中央位置にそれぞれの基板認識カメラ43fを位置付ける。したがって、二つの基板認識カメラ43fは、Y方向に同じ位置で、X方向に第1の領域MA1と第2の領域MA2の間隔(ピッチ)相当の間隔で位置付けられることになる。この状態から、双方の基板認識カメラ43fのXY位置を停止させたままで、オペレータがディスプレイを見ながらステージ移動機構22を操作して、第1の領域MA1に対応するドットマーク群の左上のドットマーク72が、第1の認識部の基板認識カメラ43fの撮像視野Vの中心に位置するように、校正基板71を移動させる。これによって、第1の領域MA1に対応するドットマーク群の左上のドットマーク72が、第1の認識部の基板認識カメラ43fの撮像視野V内に位置することとなる。この時、第2の領域MA2に対応するドットマーク群の左上のドットマーク72が、第2の認識部の基板認識カメラ43fの撮像視野V内に位置する関係になっている。第1の領域MA1、第2の領域MA2に対応するそれぞれのドットマーク群において、左上のドットマーク72が1番目のドットマーク72となる。
Specifically, as shown in FIG. 9, for example, the first recognition is performed with the
1番目のドットマーク72を基板認識カメラ43fの撮像視野Vの中心となるように位置付けたら、双方の基板認識カメラ43fによるドットマーク72の検出動作が開始される。ここから先は、制御装置50による自動制御で行なわれる。検出動作は、オペレータがタッチパネルに表示される検出動作の開始ボタンを押す(タッチする)ことで開始される。ドットマーク72の検出動作が開始されると、まず1番目のドットマーク72が撮像される。撮像された1番目のドットマーク72の画像は、公知の画像認識技術を用いて処理され、基板認識カメラ43fの撮像視野Vの中心に対するドットマーク72の位置ずれが検出される。検出された位置ずれは、ステージ21の移動位置(XY座標)と対になる情報として記憶部56に記憶される。このように、ドットマーク72の位置認識には、画像による認識、位置の把握、位置ずれの検出が含まれる。
Once the
1番目のドットマーク72の位置認識が完了したら、前述した移動順序にしたがって、次(2番目)のドットマーク72をカメラの視野内に位置付けるべくステージ21が移動する。図9の例では、2番目のドットマーク72は1番目のドットマーク72の右隣に位置しているので、ステージ21をX方向左側へ1ピッチ移動させる。
When the position recognition of the
ステージ21の移動は、ステージ21のXY移動機構(ステージ移動機構22)に設けられたリニアエンコーダの読み取り値に基づいて行われる。ステージ21の移動が完了したら、1番目のドットマーク72と同様にして、2番目のドットマーク72の位置ずれが検出され、このときのステージ21のXY座標と対となる情報として記憶部56に記憶される。このような動作を双方の基板認識カメラ43fによってそれぞれの対象とする領域のドットマーク72に対して行い、校正基板71上の全てのドットマーク72それぞれの位置に対応するドットマーク72の移動誤差補正データを算出し、記憶部56が記憶する。上述の校正基板71上の全てのドットマーク72の移動誤差補正データが算出されたら、ステージ移動機構22で校正基板71をステージ21のX方向ストロークにおける+αの分移動させ、この+αの領域に存在するドットマーク72を、第2の認識部の基板認識カメラ43fによって認識させ、+αの領域の移動誤差補正データをさらに算出し記憶する。これにより、ステージ21の移動が重複できる部分については、ステージ21の移動が拡張した分も移動誤差補正データが取得される。
The movement of the
(認識誤差補正データの算出)
さらに、認識誤差補正データ算出部54が、認識誤差補正データを算出することにより取得する。この認識誤差補正データは、第1の認識部と第2の認識部により、共通のマークを認識して、両者の座標の差分を求めることにより算出する。
(Calculation of recognition error correction data)
Furthermore, the recognition error correction
例えば、図9に点線で示したように、第1の領域MA1のドットマーク72のうち、第2の領域MA2に近い2列内に位置する少なくとも1つのドットマーク72を共通のマークとする。本実施形態では、2列内に位置する選択された一つのドットマーク72を共通のマークとしている。
For example, as shown by the dotted line in FIG. 9, among the dot marks 72 in the first area MA1, at least one
より具体的には、図9に示すように、第1の認識部の基板認識カメラ43fをドットマーク群の中央71Aに位置付け、また、第2の認識部の基板認識カメラ43fをドットマーク群の中央71Bに位置付けたままで、ステージ移動機構22によってステージ21を移動させ、第1の領域MA1のドットマーク72のうち、共通のマークとして用いられるドットマーク72を、第2の認識部の基板認識カメラ43fの視野中心に位置付けるように移動させることによって認識する。つまり、第2の認識部の基板認識カメラ43fによって認識するドットマーク72の領域を拡張し、図6に示すのと同様に、既に第1の認識部の基板認識カメラ43fによって認識されたドットマーク72を重複して認識する。そして、共通のドットマーク72に対して、第1の認識部が認識した座標(X1,Y1)と、第2の認識部が認識した座標(X2,Y2)との差分を求め、この誤差を補正する認識誤差補正データを算出する。本実施形態では、求めた差分を認識誤差補正データとしている。
More specifically, as shown in FIG. 9, the
このように重複したドットマーク72を認識するためにステージ21を移動させるときには、先に求めた移動誤差補正データを参照してステージ21の移動位置の補正が行われる。このように、第2の認識部が認識した座標(X2,Y2)は、認識誤差補正データ、移動誤差補正データとともに、記憶部56が記憶する。
When moving the
上述した移動誤差補正データと認識誤差補正データの算出は、基本的には実装装置1を稼働させるときに実施し、その測定結果に基づいてステージ21の移動を制御すればよい。ただし、ステージ21には、電子部品tの実装を補助するヒータ等が組み込まれる場合がある。このような場合、装置各部の温度が上昇して熱膨張により機械精度が低下するおそれがある。また、実装装置1による電子部品tの実装工程の進行に伴って、実装ヘッド43を移動させる移動装置のモータ等の発熱によっても、装置各部の機械精度が低下することもある。このような温度上昇による移動誤差を考慮する場合、装置稼働時の1回のみに限らず、定期的に実施してもよい。
The calculation of the movement error correction data and the recognition error correction data described above is basically performed when the mounting
また、電子部品tの実装後、実装された基板W上の電子部品tのうち少なくとも1つの電子部品tを共通のマークとして用いるようにしてもよい。このように共通の実装済み電子部品tを、第1の認識部及び第2の認識部にて認識することにより、上記と同様に認識誤差補正データの取得を行ってもよい。つまり、第1の認識部、第2の認識部が認識する共通のマークには、ドットマーク72のみならず、電子部品tも含まれる。なお、電子部品tの位置認識は、実装された電子部品tの上面にアライメントマークや回路パターン等の判別可能なマークが存在する場合にはそのマークを頼りに行なうことが可能であり、そのようなマークが存在しない場合には電子部品tの外形(これもマークの一種に含まれる)を頼りに行なうことが可能である。また、実装済みの電子部品tを共通のマークとして用いる場合には、第1の実装部40Aと第2の実装部40Bとの間に、個体差に起因する実装ずれが生じる可能性があるが、このようなずれについても補正することができる。
Further, after the electronic components t are mounted, at least one electronic component t among the electronic components t on the mounted board W may be used as a common mark. In this way, by recognizing the common mounted electronic component t by the first recognition unit and the second recognition unit, recognition error correction data may be acquired in the same manner as described above. That is, the common marks recognized by the first recognition section and the second recognition section include not only the
[実装位置の補正]
機構制御部51は、ステージ21に載置された基板W上に仮想的に設定された実装位置apがX方向に沿う実装位置apの行毎に順次実装ラインBL上に位置するようにステージ移動機構22を制御する。このとき、補正部55が、ステージ21の移動位置を補正する補正処理を説明する。
[Mounting position correction]
The
補正部55は、ステージ21の移動誤差補正データを参照し、今回電子部品tが実装される実装位置apの行を実装ラインBL上に位置付けるときのステージ21の移動位置を補正する。なお、第2の領域MA2に実装する際に、ステージ21の移動誤差補正データ、認識誤差補正データを参照し、今回電子部品tが実装される実装位置apの行を実装ラインBL上に位置付けるときのステージ21の移動位置を補正してもよい。
The
[電子部品の実装]
上記したキャリブレーションの後に行う電子部品tの基板Wへの実装を、図10のフローチャートを参照して説明する。なお、図10は、ウエーハリング11が搬入されてから、ウエーハリング11の電子部品tを実装し終えるまでの工程を示す。
[Electronic component implementation]
The mounting of the electronic component t onto the substrate W after the above-described calibration will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that FIG. 10 shows the process from when the
(1)ウエーハリングの搬入(ステップS101)
まず、図2に示すように、不図示の収納部からリングホルダ12に電子部品tが保持された新たなウエーハリング11を搬入し、ウエーハリング11をリングホルダ12上に固定する。リングホルダ12上に位置付けられたウエーハリング11は、部品供給部10が備える不図示のエキスパンド機構によってウエーハシートSが引き伸ばされた状態で保持される。
(1) Carrying in the wafer ring (step S101)
First, as shown in FIG. 2, a
(2)基板のセット(ステップS102)
(基板の供給)
不図示の搬送ロボットによって保持された基板Wが、ステージ21に供給される。不図示の搬送ロボットは、基板Wを載置して保持する搬送アームを備えており、基板Wを実装装置1の左側から第1の実装部40Aの支持フレーム41の門の下の空間を通してステージ21上に搬入する。基板Wをステージ21上に供給した後、搬送アームは実装装置1上から退避する。基板Wの供給工程は、ウエーハリング11の搬入と並行して行なってもよいし、個別に行なってもよい。
(2) Setting the board (step S102)
(Substrate supply)
A substrate W held by a transport robot (not shown) is supplied to the
(基板の位置ずれ補正)
ステージ21上に載置された基板Wのグローバルマークを検出し、基板Wの位置を認識する。例えば、基板Wの4隅のうち、3つの角部に設けられたグローバルマークの位置を、基板認識カメラ43fを用いて撮像して検出する。そして、検出した3つのグローバルマークの位置に基づいて基板WのXY方向の位置ずれとθ方向(水平回転方向)の位置ずれを求め、この位置ずれを補正する補正データに基づいて、ステージ21のステージ移動機構22によって、位置ずれを補正する。なおここで、記憶部56には、グローバルマークと各実装位置apとの相対的な位置関係が記憶されており、制御装置50は、グローバルマークの位置に基づいて基板W上の実装位置apを把握できるようになっている。ところで、一方の基板認識カメラ43fは他方の領域へ侵入できない。ステージ21もX方向は基板の半分+αしか移動できない。したがって、基板のX方向両端のグローバルマークは、それぞれの領域の基板認識カメラ43fで認識することになる。なお、上記のようにステージ21に載置された基板Wの位置ずれを補正する際、グローバルマークの検出位置は、上記の移動誤差補正データ、認識誤差補正データに基づいて補正される。このように、基板Wの位置ずれを補正しつつ、最初に実装される実装位置apの行を、ステージ21のY方向ストロークの中心位置(原点位置)に設定した実装ラインBL上に位置付ける。このとき、基板WのX方向は、その中心位置がステージ21のX方向ストロークの中心位置(原点位置)に位置付けられる。
(Correction of board misalignment)
The global mark of the substrate W placed on the
(3)電子部品の移載(ステップS103)
(電子部品の取り出し)
リングホルダ12にウエーハリング11が保持されると、ウエーハリング11上で最初に取り出される電子部品tが取り出しポジションに位置付けられる。電子部品tが取り出される度に、記憶部56に予め記憶された順序にしたがって、リングホルダ12がウエーハリング11をピッチ移動させ、順次、電子部品tが取り出しポジションに位置付けられる。
(3) Transferring electronic components (step S103)
(Removal of electronic components)
When the
取り出しポジションに位置付けられた電子部品tの直上に、移載装置30Aの移載ヘッド37の吸着ノズル37a、37bがそれぞれ移動する。Z方向移動装置37c、37dが吸着ノズル37a、37bをそれぞれ下降させ、吸着ノズル37a、37bの吸着面を電子部品tの上面(電極形成面)にそれぞれ当接させる。吸着ノズル37a、37bが電子部品tに当接したら、吸着ノズル37a、37bが電子部品tをそれぞれ吸着保持する。このような、吸着ノズル37a、37bの電子部品tの吸着保持は、順次位置づけられる電子部品tに対して、それぞれ順次行われる。また、このような電子部品tの取り出しは、移載装置30Aと移載装置30Bとで交互に行われる。
The
移載ヘッド37の吸着ノズル37a、37bが、中間ステージ31の載置部31a、31b上に位置付けられる。この状態で、吸着ノズル37a、37bが下降され、載置部31a、31b上に、吸着ノズル37a、37bに保持されていた電子部品tが載置される。
The
(電子部品の受け渡し)
中間ステージ31の載置部31a、31b上に電子部品tが載置されると、第1の実装部40Aの第1の実装ヘッド43Aが中間ステージ31に向けて移動して、実装ツール43a、43bを載置部31a、31bの上方位置に位置付けて、下降させて電子部品tを吸着保持した後、実装ツール43a、43bを上昇させる。これによって、2つの電子部品tを同時に実装ツール43a、43bが受け取る。ここで、電子部品tの受け渡しと並行して、移載装置30Bによって、移載装置30Aと同様に、電子部品tの取り出しと中間ステージ31の移載が行われる。
(Delivery of electronic parts)
When the electronic component t is placed on the
(4)電子部品の実装(ステップS104、S105)
(電子部品の位置検出および移動)
実装ツール43a、43bが電子部品tを受け取ると、載置部31a、31bの上方に配置された撮像ユニット44のチップ認識カメラ44a、44bによって、実装ツール43a、43bに吸着保持された電子部品tが撮像される。この撮像は、実装ツール43a、43bの透視可能な部材を透過して行われる。チップ認識カメラ44a、44bの撮像画像に基づいて、実装ツール43a、43bに吸着保持された電子部品tの位置が検出される。
(4) Mounting of electronic components (steps S104, S105)
(Position detection and movement of electronic components)
When the mounting
なお、電子部品tの位置検出は、載置部31a、31b上で行うようにしてもよい。この場合には、チップ認識カメラ44a、44bによって電子部品tの撮像を行なった後、実装ツール43a、43bが電子部品tを吸着保持することとなる。チップ認識カメラ44a、44bによる電子部品tの撮像が完了すると、実装ツール43a、43bはX方向に沿った実装ラインBL上に位置付けられた基板Wの実装領域MAにおける実装位置apの行の上に向けて移動する。
Note that the position detection of the electronic component t may be performed on the mounting
(電子部品の実装)
第1の実装部40Aの第1の実装ヘッド43は、実装ツール43a、43bのうち、まず、実装ツール43aに保持された電子部品tを実装する実装位置ap上に、実装ツール43aに保持された電子部品tを位置付けるべく移動する。この場合、左の実装ツール43aに保持されている電子部品tは、基板Wに最初に実装される電子部品tであるから、実装ラインBL上に位置付けられた実装位置apの行のうち、最も左側に位置する実装位置ap上に実装ツール43aを移動させ、下降して電子部品tを基板Wに接触させたのち上昇して、実装ツール43aから離脱させることにより、基板Wに対して電子部品tが実装される。
(Electronic component mounting)
The first mounting
実装は、基板Wに対して電子部品tを接合することにより行われる。この接合は、基板Wの表面、または電子部品tの下面に予め貼付されている粘着シートやダイアタッチフィルム(Die Attach Film:DAF)等の粘着力を利用して行う。電子部品tの接合は、ステージ21にヒータを設けておき、加熱された基板Wに対して電子部品tを加圧して実施してもよい。
Mounting is performed by bonding the electronic component t to the substrate W. This bonding is performed using the adhesive force of an adhesive sheet, die attach film (DAF), etc. that is attached in advance to the surface of the substrate W or the lower surface of the electronic component t. The electronic component t may be bonded by providing a heater on the
実装ツール43aによる実装が完了したら、次に実装する実装位置ap上に、実装ツール43bに保持された電子部品tを位置付けるべく、第1の実装ヘッド43Aが移動する。実装ツール43bに保持された電子部品tが実装位置ap上に位置付けられると、上述した実装ツール43aと同様の動作によって、実装位置apに対して電子部品tが実装される。実装ツール43a、43bによる電子部品tの実装が完了した第1の実装ヘッド43Aは、中間ステージ31に向けて移動する。
When the mounting by the mounting
ここで、第1の実装部40Aによる電子部品tの実装工程と並行して、移載装置30Aによる、電子部品tの移載が行われているため、第1の実装ヘッド43Aが中間ステージ31の載置部31a、31b上に移動したときには、次に実装される電子部品tが載置部31a、31bに載置された状態となっている。従って、中間ステージ31上に移動した第1の実装ヘッド43Aは、直ちに載置部31a、31b上から電子部品tを受け取り、再び上記の実装を実行する。以後、この動作を、第1の領域MA1の実装位置apに対して電子部品tの実装が完了するまで繰り返し行う。
Here, since the electronic component t is being transferred by the
第1の実装ヘッド43Aの実装ツール43a、43bによる電子部品tの実装が行われている最中であっても、移載装置30Bによって中間ステージ31の載置部31c、31dに対する電子部品tの移載が完了した段階で、第2の実装部40Bの第2の実装ヘッド43Bによる電子部品tの実装が開始される。この動作は、第1の実装部40Aの例で説明した上述の工程と同様である。第2の実装部40Bによって、第2の領域MA2の実装位置apに対して電子部品tの実装が完了するまで繰り返し行われる。
Even while the electronic components t are being mounted by the mounting
第1の実装部40Aと第2の実装部40Bとは、基板W上の領域を左右(X方向)に2等分して、それぞれの領域を分担して電子部品tの実装を行う。そのため、第1の実装部40Aの第1の実装ヘッド43Aと第2の実装部40Bの第2の実装ヘッド43Bとは、上述した工程を交互に行うのみならず、並行的に行うこともできる。実装ラインBL上の1行の(MA1、MA2横幅すべて)実装が終わったら、ステージ21を移動させて行替えし、次に実装を行う実装位置apの行を実装ラインBL上に位置付け、実装を繰り返す。以上のような実装の動作を、基板W上の全ての実装位置apに対して電子部品tの実装が完了するまで繰り返し行う(ステップS105のNO)。
The
(5)基板の交換(搬出、搬入)(ステップS105、S106)
基板W上の全ての実装位置apに対して電子部品tの実装が完了したら(ステップS105のYES)、移載部30および実装部40が一旦停止され、電子部品tの実装が完了した基板Wのステージ21からの搬出と、新たな基板Wのステージ21上への搬入が行われる(ステップS106)。ステージ21からの基板Wの搬出は、上述の不図示の搬送ロボットとは同じあるいは異なる搬送ロボットによって行われる。
(5) Replacing the board (unloading, loading) (steps S105, S106)
When the mounting of the electronic component t is completed for all the mounting positions ap on the board W (YES in step S105), the
(6)ウエーハリングの交換(ステップS107、S108)
上述したように基板Wに対する電子部品tの実装を繰り返し行うことで、ウエーハリング11上の電子部品tが無くなった場合(ステップS107のYES)、ウエーハリング11が新たなウエーハリング11と交換される(ステップS108)。
(6) Wafer ring replacement (steps S107, S108)
By repeatedly mounting the electronic components t onto the substrate W as described above, if the electronic components t on the
[作用効果]
(1)本実施形態の電子部品tの実装装置1は、電子部品tの実装位置apを複数含む実装領域MAに、電子部品tが実装される基板Wを支持するステージ21と、電子部品tを実装位置apに実装する第1の実装ヘッド43Aと、第1の実装ヘッド43Aを移動させる第1の実装ヘッド移動機構と、を有する第1の実装部40Aと、電子部品tを実装位置apに実装する第2の実装ヘッド43Bと、第2の実装ヘッド43Bを移動させる第2の実装ヘッド移動機構と、を有する第2の実装部40Bと、第1の実装ヘッド43Aとともに移動可能に設けられ、ステージ21に支持された基板Wの位置を認識する第1の認識部と、第2の実装ヘッド43Bとともに移動可能に設けられ、ステージ21に支持された基板Wの位置を認識する第2の認識部と、を有する。
[Effect]
(1) The electronic component
さらに、実装装置1は、第1の認識部及び前記第2の認識部が、ステージ21上の共通のマークを認識可能となるように、ステージ21を移動させるステージ移動機構22と、第1の認識部及び第2の認識部が認識した共通のマークの位置に基づいて、第1の認識部と第2の認識部との間の認識誤差を補正するための認識誤差補正データを算出する認識誤差補正データ算出部54と、認識誤差補正データに基づいて、第1の実装ヘッド43A又は第2の実装ヘッド43Bによる実装位置apに対する電子部品tの位置決め位置を補正する補正部55と、を有する。
Further, the mounting
このように、共通のマークを第1の認識部及び第2の認識部が認識することにより求められた認識誤差補正データに基づいて、実装位置apに対する電子部品tの位置決め位置を補正する。このため、第1の実装部40Aによる実装位置apと第2の実装部40Bによる実装位置apのずれが解消され、基板Wの全体に電子部品tをずれなく正確に実装することができる。また、基板Wを外部測定器に移して位置ずれを測定して補正するという手間がかからないため、正確な実装を効率良く行うことができる。
In this way, the positioning position of the electronic component t with respect to the mounting position ap is corrected based on the recognition error correction data obtained by recognizing the common mark by the first recognition unit and the second recognition unit. Therefore, the deviation between the mounting position ap by the first mounting
これにより、基板W上の全ての電子部品tが、縦横それぞれの方向において決められた間隔で、正確に配置されるので、パッケージ製造工程において、露光の際のマスクの位置がずれてしまうなどの不都合が防止される。 As a result, all the electronic components t on the substrate W are accurately arranged at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions, so that there is no problem such as misalignment of the mask during exposure in the package manufacturing process. Inconveniences are prevented.
(2)第1の実装ヘッド43Aは、実装領域MAを2分した一方の領域である第1の領域MA1の実装位置apに電子部品tを実装し、第2の実装ヘッド43Bは、実装領域MAを2分した他方の領域である第2の領域MA2の実装位置apに電子部品tを実装する。
(2) The
共通の実装領域MAを2分した第1の領域MA1、第2の領域MA2に、それぞれ別の第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bによって実装する場合に、実装位置apのずれが生じ易いが、本実施形態では、このようなずれを補正することができる。このため、例えば、大型の基板Wの広い実装領域MAに実装する場合であっても、複数の実装部によって電子部品tを効率良く、かつ、電子部品tをずれなく正確に実装できる。
When mounting is performed in the first area MA1 and second area MA2, which are divided into two parts of the common mounting area MA, by separate first mounting
(3)第1の実装ヘッド43Aは、ステージ21に対して一方の側に配置され、第2の実装ヘッド43Bは、ステージ21に対して他方の側に配置され、第1の実装ヘッド43Aと第2の実装ヘッド43Bは、それぞれが移動可能な範囲を、一方の側と他方の側とで2分して設けられ、基板Wは、ステージ21に、第1の領域MA1が一方の側に位置し、第2の領域MA2が他方の側に位置するように支持される。
(3) The
このように、第1の実装ヘッド43Aとともに移動する第1の認識部、第2の実装ヘッド43Bとともに移動する第2の認識部の移動範囲が限定されていても、ステージ21が移動することによって、第1の認識部及び第2の認識部のいずれか一方が認識可能な範囲を拡張して、共通のマークを認識させることができる。
In this way, even if the movement range of the first recognition section that moves together with the first mounting
第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bの可動範囲を拡張することは、装置の大型化を招くが、本実施形態では、ステージ21側を移動させるので、大型化を抑えることができる。なお、本実施形態では、ステージ移動機構22は、ステージ21に載置される最も大きな基板Wを重複して移動、例えば、X方向において基板WのX方向の寸法の2分の1より若干大きい(1/2X+α)範囲で移動させることができる移動ストロークを有している。このため、実装装置1のフットプリントを抑えつつ、重複部分を持たせ、その分で2つの認識部の認識誤差を補正するので、実装精度を高めることができる。
Expanding the movable range of the first mounting
(4)ステージ21の移動により生じる移動誤差を補正する移動誤差補正データを算出する移動誤差補正データ算出部53を有し、補正部55は、認識誤差補正データと、移動誤差補正データとに基づいて、実装位置apに対する電子部品tの位置決め位置を補正する。
(4) It has a movement error correction
このため、共通のマークを認識するために、ステージ21の移動により生じる誤差も含めて実装位置apに対する電子部品tの位置決め位置を補正するので、より正確な実装が可能となる。
Therefore, in order to recognize the common mark, the positioning position of the electronic component t relative to the mounting position ap is corrected, including the error caused by the movement of the
[他の実施形態]
本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
[Other embodiments]
Although the embodiment of the present invention and the modified example of each part have been described, this embodiment and the modified example of each part are presented as an example, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments described above can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims.
上述した実施形態において、ステージ21の移動誤差を補正する移動誤差補正データは、ステージ21の移動可能な範囲の全域で取得してもよいし、少なくとも基板W上の各実装領域を実装位置に位置付けるときにステージ21が移動する範囲内で取得するようにすればよい。さらに、移動誤差補正データは、ステージ21の移動誤差の実測値そのものを用いてもよいし、移動位置誤差を打ち消す補正値等、実測値を加工したものであってもよい。要はステージ21の移動位置誤差を補正するためのデータであればよい。また、認識誤差補正データも、第1の認識部及び第2の認識部の認識誤差の実測値そのものを用いてもよいし、認識誤差を打ち消す補正値等、実測値を加工したものであってもよい。
In the embodiment described above, the movement error correction data for correcting the movement error of the
補正部55が、移動位置誤差データ、認識誤差補正データに基づいて、実装位置apに対する電子部品tの位置決め位置を補正することは、実装位置apの座標を補正することにより、補正された位置を位置決め位置とすることも含む。また、共通のマークを認識させるためにステージ21を移動させるときに移動誤差を補正するのではなく、認識誤差補正データとして求めた差分に、移動誤差補正データに基づく補正値を加算することにより補正してもよい。
The
上記の実施形態では、認識誤差補正データを取得するときに用いる共通のマークは、2列の中の1つのドットマーク72としていた。但し、これには限定されず、共通のマークを複数としてもよい。この場合、複数のマークの組の差分の平均値を、認識誤差補正データとしてもよい。
In the above embodiment, the common mark used when acquiring recognition error correction data is one
共通のマークとしての電子部品tの位置を認識する場合、第1の認識部としての基板認識カメラ43fおよび第2の認識部としての基板認識カメラ43fを、校正基板71上の第1の領域MA1のドットマーク群の中央71Aおよび第2の領域MA2のドットマーク群の中央71B、つまり、実装ポジションにそれぞれ位置付け、上述したドットマーク72による認識誤差補正データの取得と同様に行うようにしても良い。なお、実装ポジションは、実装ラインBL上の予め設定された定位置である。より具体的には、実装ポジションは、例えば原点位置に位置付けられたステージ21上に正規の位置関係で載置された基板Wに対して、図9の符号71A、71Bに示す位置に設定される。
When recognizing the position of the electronic component t as a common mark, the
実装ラインBL上で共通のマークとしてのドットマーク72や電子部品tの位置を認識する場合、第1の認識部と第2の認識部は、ドットマーク群の中央71A、71Bではなく、ドットマーク群の中央71A、71Bよりもステージ21の原点位置寄りの位置に配置するようにしても良い。このようにすることで、第1の認識部と第2の認識部との離間距離を基板WのX方向の寸法の2分の1よりも短くすることができるので、ステージ21のX方向ストロークにおける+αの大きさを極力小さくすることができる。
When recognizing the position of the
上述した実施形態の実装装置1では、基板W上に電子部品tを、電極形成面が上を向く状態で実装するフェイスアップ実装の例を主として説明したが、これに限られるものではなく、基板W上に電子部品tを、電極形成面が下を向く状態で実装するフェイスダウン実装にも適用可能である。
In the mounting
実装装置1でフェイスダウン実装を実施する場合には、移載部30の吸着ノズル37a、37bで取り出した電子部品tを中間ステージ31には載置せず、反転機構37e、37fによって吸着ノズル37a、37bを上下に反転させる。この状態で、中間ステージ31上に吸着ノズル37a、37bを移動させ、吸着ノズル37a、37bから実装部40の実装ツール43a、43bに電子部品tを受け渡す。
When performing face-down mounting with the mounting
また、上述した実施形態では、電子部品tが電極面を上にしてウエーハシートSに保持されている場合であるが、電子部品tが電極面を下にしてウエーハシートSに保持されていてもよい。この場合はフェイスアップ実装とフェイスダウン実装の受け渡し動作は入れ替わる。つまり、実装装置1でフェイスダウン実装を実施する場合には、移載部30の吸着ノズル37a、37bで取り出した電子部品tを中間ステージ31には載置し、フェイスアップ実装を実施する場合には、電子部品tを中間ステージ31には載置せず、反転機構37e、37fによって吸着ノズル37a、37bを上下に反転させる。この状態で、中間ステージ31上に吸着ノズル37a、37bを移動させ、吸着ノズル37a、37bから実装部40の実装ツール43a、43bに電子部品tを受け渡す。
Further, in the embodiment described above, the electronic component t is held on the wafer sheet S with the electrode surface facing up, but even if the electronic component t is held on the wafer sheet S with the electrode surface facing down. good. In this case, the handing operations of face-up and face-down implementations are switched. That is, when performing face-down mounting with the mounting
上述した実施形態において、実装ヘッド43に2つの実装ツール43a、43bを設けた例を説明したが、これに限られるものではなく、実装ツールの数は、1つであっても、3つ以上であってもよい。これに応じて、中間ステージ31の載置部31a~31dの数、移載ヘッド37の吸着ノズル37a、37b、Z方向移動装置37c、37dの数、反転機構37e、37fの数も設定される。ただし、実装ツールの数が多くなるとその分だけ近接間隔が広くなることになるから、電子部品tを実装する基板Wの大きさに応じて設定することが好ましい。中間ステージ31や移載ヘッド37を考慮すると、さらに電子部品tの大きさも加味して設定することが好ましい。
In the embodiment described above, an example was explained in which the mounting
さらに、上述した実施形態において、基板Wはパッケージ部品の製造工程の過程で除去されるもので、実装位置ap毎に位置検出用のマーク(ローカルマーク)が設けられていないとして説明したが、これに限定されるものではない。実施形態の実装装置および実装方法によれば、例えば実装領域毎に位置検出用のマークがあり、パッケージ部品の一部として用いられるような基板に対しても、当然ながらローカルマークに頼ることなく、精度よくかつ効率よく電子部品tを実装することが可能である。 Furthermore, in the embodiment described above, it has been explained that the substrate W is removed during the manufacturing process of package components and that no position detection mark (local mark) is provided for each mounting position ap. It is not limited to. According to the mounting apparatus and the mounting method of the embodiment, for example, even for a board that has a mark for position detection in each mounting area and is used as a part of a package component, it is possible to do so without relying on local marks. It is possible to mount the electronic component t accurately and efficiently.
なお、上述した実施形態では、ステージ21は固定して、実装ヘッド43が、2つの領域MA1、第2の領域MA2のそれぞれに実装ラインBL上を移動して実装していた。そして、第2の領域MA2への実装時には、実装ヘッド43の補正で認識誤差を反映させていた。より具体的には、基板WのX方向中心位置をステージ21のX方向中心位置に位置付けた状態で、実装ヘッド43を実装ラインBLに沿って移動させて電子部品tの実装を行ったが、それには限られない。
In the embodiment described above, the
例えば、第1の領域MA1への電子部品tの実装が行われる場合と、第2の領域MA2への電子部品tの実装が行われる場合において、ステージ21を移動させてもよい。この場合、ステージ21と、第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bが協働して実装する。第2の領域MA2への電子部品tの実装を行う際に、ステージ21の移動によって、移動誤差、認識誤差を補正した位置に、基板Wを位置付ける。なお、上記の態様では、電子部品tの取り出しが一つのポジションで行われるため、第1の領域M1、第2の領域M2への実装は交互になる。つまり、第1の領域MA1への実装、ステージの移動、第2の領域MA2への実装、ステージの移動、第1の領域MA1への実装のように動作する。これにより、上記の態様と同様の効果を奏することができる。
For example, the
また、第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bの実装を行う時の実装ポジションを固定して、それぞれの実装ツール43a、43bが順次実装ポジションに位置付けられるように、ステージ21を移動制御してもよい。この移動制御は記憶部56に記憶された移動誤差補正データ、認識誤差補正データに基づいて補正されるように移動する。この場合、実装時には実装ヘッド43の実装する位置が固定されるので、第1の実装ヘッド43A、第2の実装ヘッド43Bの移動誤差は、電子部品tの受渡から実装ラインまでの移動誤差だけになる。受渡から実装ラインまでの移動誤差は、固定ルートになり、実装ツールの移動誤差は距離が小さいため無視できるので、実装精度を高めることができる。
Furthermore, the
また、上記の図10に沿って説明した電子部品tの実装の手順において、基板Wの全実装領域MAへの電子部品tの実装が完了し、ウエーハの電子部品tが無くなる前に基板Wを交換する場合を説明したが、基板Wの全実装領域MAへの電子部品tの実装が完了する前に、ウエーハの電子部品tが先になくなる可能性もある。その場合にはウエーハの電子部品tが無くなると、ウエーハリング11の交換を行った後、電子部品tの実装を継続して行う。つまり、基板の交換(ステップS105、S106)と、ウェハリングの交換(ステップS107、S108)との流れが入れ替わってもよい。
In addition, in the procedure for mounting the electronic component t explained along with FIG. Although the case of replacement has been described, there is a possibility that the electronic component t on the wafer will be used up first before the electronic component t is completely mounted on the entire mounting area MA of the substrate W. In that case, when the electronic components t on the wafer run out, the
1 実装装置
1a ベース部
10 部品供給部
11 ウエーハリング
12 リングホルダ
20 ステージ部
21 ステージ
22 ステージ移動機構
30 移載部
30A、30B 移載装置
31 中間ステージ
31a~31d 載置部
32 ウエーハリング保持装置
32a 支持アーム
32b チャック部
33 Y方向移動装置
34 Y方向移動ブロック
35 支持体
36 X方向移動体
37 移載ヘッド
37a、37b 吸着ノズル
37c、37d Z方向移動装置
37e、37f 反転機構
38 ウエーハ認識カメラ
40 実装部
40A 第1の実装部
40B 第2の実装部
41 支持フレーム
41a Y方向移動装置
42 ヘッド支持体
42a X方向移動装置
43 実装ヘッド
43A 第1の実装ヘッド
43B 第2の実装ヘッド
43a、43b 実装ツール
43c、43d Z方向移動装置
43f 基板認識カメラ
44 撮像ユニット
44a~44d チップ認識カメラ
44e、44f XY移動装置
44g カメラ支持フレーム
50 制御装置
51 機構制御部
52 画像処理部
53 移動誤差補正データ算出部
54 認識誤差補正データ算出部
55 補正部
56 記憶部
57 入出力制御部
61 入力装置
62 出力装置
71 校正基板
72 ドットマーク
1 Mounting
Claims (4)
前記電子部品を前記実装位置に実装する第1の実装ヘッドと、前記第1の実装ヘッドを移動させる第1の実装ヘッド移動機構と、を有する第1の実装部と、
前記電子部品を前記実装位置に実装する第2の実装ヘッドと、前記第2の実装ヘッドを移動させる第2の実装ヘッド移動機構と、を有する第2の実装部と、
前記第1の実装ヘッドとともに移動可能に設けられ、前記ステージに支持された前記基板の位置を認識する第1の認識部と、
前記第2の実装ヘッドとともに移動可能に設けられ、前記ステージに支持された前記基板の位置を認識する第2の認識部と、
前記第1の認識部及び前記第2の認識部が、前記ステージ上の共通のマークを認識可能となるように、前記ステージを移動させるステージ移動機構と、
前記第1の認識部及び前記第2の認識部が認識した共通のマークの位置に基づいて、前記第1の認識部と前記第2の認識部との間の認識誤差を補正するための認識誤差補正データを算出する認識誤差補正データ算出部と、
前記認識誤差補正データに基づいて、前記第1の実装ヘッド又は前記第2の実装ヘッドによる前記実装位置に対する電子部品の位置決め位置を補正する補正部と、
を有することを特徴とする電子部品の実装装置。 a stage that supports a board on which the electronic component is mounted in a mounting area that includes a plurality of electronic component mounting positions;
a first mounting section having a first mounting head for mounting the electronic component at the mounting position; and a first mounting head moving mechanism for moving the first mounting head;
a second mounting section having a second mounting head for mounting the electronic component at the mounting position; and a second mounting head moving mechanism for moving the second mounting head;
a first recognition unit that is movable together with the first mounting head and recognizes the position of the substrate supported by the stage;
a second recognition unit that is provided movably together with the second mounting head and recognizes the position of the substrate supported by the stage;
a stage moving mechanism that moves the stage so that the first recognition unit and the second recognition unit can recognize a common mark on the stage;
recognition for correcting a recognition error between the first recognition unit and the second recognition unit based on the position of a common mark recognized by the first recognition unit and the second recognition unit; a recognition error correction data calculation unit that calculates error correction data;
a correction unit that corrects the positioning position of the electronic component with respect to the mounting position by the first mounting head or the second mounting head based on the recognition error correction data;
An electronic component mounting device comprising:
前記第2の実装ヘッドは、前記実装領域を2分した他方の領域である第2の領域の実装位置に、前記電子部品を実装する、
ことを特徴とする請求項1記載の電子部品の実装装置。 The first mounting head mounts the electronic component at a mounting position in a first area that is one area obtained by dividing the mounting area into two,
The second mounting head mounts the electronic component at a mounting position in a second area that is the other area obtained by dividing the mounting area into two.
The electronic component mounting apparatus according to claim 1, characterized in that:
前記第2の実装ヘッドは、前記ステージに対して他方の側に配置され、
前記第1の実装ヘッドと前記第2の実装ヘッドは、それぞれが移動可能な範囲を、前記一方の側と前記他方の側とで2分して設けられ、
前記基板は、前記ステージに、前記第1の領域が前記一方の側に位置し、前記第2の領域が前記他方の側に位置するように支持されることを特徴とする請求項2記載の電子部品の実装装置。 The first mounting head is arranged on one side with respect to the stage,
The second mounting head is arranged on the other side with respect to the stage,
The first mounting head and the second mounting head are provided with a movable range divided into two by the one side and the other side,
3. The substrate is supported by the stage such that the first region is located on the one side and the second region is located on the other side. Electronic component mounting equipment.
前記補正部は、前記認識誤差補正データと、前記移動誤差補正データとに基づいて、前記実装位置に対する電子部品の位置決め位置を補正することを特徴とする請求項2又は請求項3のいずれかに記載の電子部品の実装装置。 a movement error correction data calculation unit that calculates movement error correction data for correcting movement errors caused by movement of the stage;
4. The correction unit corrects the positioning position of the electronic component relative to the mounting position based on the recognition error correction data and the movement error correction data. Mounting equipment for the electronic components described.
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