JPH08162503A - 電子部品の位置合わせ方法及びその装置 - Google Patents

電子部品の位置合わせ方法及びその装置

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JPH08162503A
JPH08162503A JP32372894A JP32372894A JPH08162503A JP H08162503 A JPH08162503 A JP H08162503A JP 32372894 A JP32372894 A JP 32372894A JP 32372894 A JP32372894 A JP 32372894A JP H08162503 A JPH08162503 A JP H08162503A
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electronic component
image
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lcd
lsi
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JP32372894A
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Hiroaki Mita
浩章 三田
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一の電子部品を他の電子部品上に実装する電
子部品の位置合わせにおいて、撮像手段の読み取り位置
のずれによって生じる位置合わせのずれを自動的に補正
して、良好な位置合わせ精度を安定して得られるように
する。 【構成】 先ず、一の電子部品と他の電子部品との位置
が合った状態を、撮像手段13で撮像して画像処理装置
25のメモリ回路に記憶しておく。そして、この画像処
理装置25において、撮像手段13で撮像した一の電子
部品と他の電子部品の位置を、メモリ回路に記憶した位
置が合った状態と合成画像により比較して、各々の位置
ずれ量を演算手段によりそれぞれ算出する。さらに、そ
の算出した各々の位置ずれ量に基づいて、両電子部品の
何れか一方の電子部品に対し他方の電子部品を移送手段
2により移動して位置補正することで、一の電子部品を
他の電子部品上に位置合わせして実装する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一の電子部品を他の電
子部品上に実装するための電子部品の位置合わせ方法
と、その位置合わせに用いるための電子部品の位置合わ
せ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、LCD(Liquid Cry
stal Display:液晶表示パネル)上に、こ
のLCDを駆動するためのLSI(Large Sca
leIntegration:大規模集積回路)チップ
を搭載するというように、一の電子部品を他の電子部品
上に搭載するとき、両者の位置合わせを行った後に、ボ
ンディングして搭載する方法がある。このように、LS
IチップをLCD端子部に直接実装するCOG(Chi
pOn Glass)ボンディングでは、LSIとLC
D間にμmオーダーの精密な位置決めが必要である。こ
のため、LSIとLCDの下面に各2カ所以上のアライ
メントマークをそれぞれ付け、このマークを撮像手段
(カメラ)、画像処理装置により認識することで、LS
IとLCDのずれ量を算出し、位置補正を行い、ボンデ
ィングする。
【0003】図10は従来の電子部品の位置合わせ方法
を示すもので、例えば、LCD4の上面のアライメント
マークをカメラ11で、LSI1の下面のアライメント
マークをカメラ12でそれぞれ読み取り、位置合わせを
行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の電子部品の位置合わせ方法によれば、ピッ
チがそれほど細かくないワークの場合は問題ないが、微
細ピッチになった場合には、カメラ11、カメラ12の
温度による読み取り位置のずれが問題となる。即ち、装
置環境の変化(室温、湿度、蓄熱等)によって、例え
ば、図10に矢印で示すように、カメラ支持具の熱膨張
等によりカメラ12が横方向(X方向)に10μmずれ
ると、そのカメラ12で撮像したLSI1のずれを補正
して位置合わせしようとすることから、その補正したL
SI1の位置はカメラ12の本来の位置とは反対側に前
記カメラ支持具の熱膨張等によるずれ量(10μm)だ
けずれて認識されてしまうため、LSI1はX方向にL
CD4に対し10μmずれて位置合わせされてしまうと
いう欠点があった。
【0005】本発明の課題は、一の電子部品を他の電子
部品上に実装する電子部品の位置合わせにおいて、撮像
手段の読み取り位置のずれによって生じる位置合わせの
ずれを自動的に補正して、良好な位置合わせ精度を安定
して得られるようにすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項1記載の発明は、一の電子部品を他の電子部品上
に実装するための電子部品の位置合わせ方法であって、
前記一の電子部品と前記他の電子部品との位置が合った
状態を、撮像手段で撮像してメモリ回路に記憶させ、前
記撮像手段で撮像した前記一の電子部品と前記他の電子
部品の位置を、前記メモリ回路に記憶した前記位置が合
った状態と比較して、各々の位置ずれ量を演算手段によ
りそれぞれ算出し、その算出した前記各々の位置ずれ量
に基づいて、前記両電子部品の何れか一方の電子部品に
対し他方の電子部品を移動して位置補正することで、前
記一の電子部品を前記他の電子部品上に位置合わせして
実装するようにしたことを特徴としている。
【0007】なお、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記メモリ回路に記憶する情報は、
前記位置が合った状態での前記両電子部品の各々に設け
たアライメントマークと、その各々のアライメントマー
ク間の距離と、前記各々のアライメントマーク間を結ぶ
線分の傾きであることを特徴としている。
【0008】また、請求項3記載の発明は、請求項1ま
たは2記載の発明において、前記撮像手段で撮像した前
記一の電子部品と前記他の電子部品の位置と、前記メモ
リ回路に記憶した前記位置が合った状態との比較を、画
像処理装置を用いて合成画像により行い、かつ、この合
成画像上において、前記一方の電子部品に対し前記他方
の電子部品を移動して前記位置補正を行うようにしたこ
とを特徴としている。
【0009】そして、請求項4記載の発明は、一の電子
部品を他の電子部品上に実装するための電子部品の位置
合わせ装置であって、前記一の電子部品を前記他の電子
部品上に実装する位置合わせ部に配置され、前記一の電
子部品と前記他の電子部品を撮像可能とした撮像手段
と、この撮像手段で撮像された画像を記憶するメモリ回
路と、前記一の電子部品と前記他の電子部品との前記メ
モリ回路に記憶された位置が合った状態に対する前記撮
像手段で撮像した前記一の電子部品と前記他の電子部品
の位置を比較して、各々の位置ずれ量をそれぞれ算出す
る演算手段と、この演算手段によりそれぞれ算出した前
記各々の位置ずれ量に基づいて、前記両電子部品の何れ
か一方の電子部品に対し他方の電子部品を移動して位置
補正する移送手段と、を具備してなる構成を特徴として
いる。
【0010】さらに、請求項5記載の発明は、請求項4
記載の発明において、前記メモリ回路に記憶された画像
を前記撮像手段で撮像された画像に合成する合成回路
と、前記撮像手段で撮像された画像を表示するととも
に、前記メモリ回路に記憶された画像を前記合成回路に
より前記撮像手段で撮像された画像に合成して表示する
ことが可能な画像処理装置を備える構成を特徴としてい
る。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明によれば、撮像手段で撮像
した一の電子部品と他の電子部品の位置を、メモリ回路
に予め記憶しておいた位置が合った状態と比較して、演
算手段によりそれぞれ算出した各々の位置ずれ量に基づ
いて、両電子部品の何れか一方の電子部品に対し他方の
電子部品を移動して位置補正するので、撮像手段の読み
取り位置のずれによって生じる位置合わせのずれを自動
的に補正でき、従って、良好な位置合わせ精度が安定し
て得られる。
【0012】なお、請求項2記載の発明によれば、メモ
リ回路には、前記位置が合った状態での両電子部品の各
々に設けたアライメントマークと、その各々のアライメ
ントマーク間の距離と、各々のアライメントマーク間を
結ぶ線分の傾きを記憶するので、両電子部品の傾きを含
む位置を把握できる。
【0013】また、請求項3記載の発明によれば、画像
処理装置による合成画像上において、撮像手段で撮像し
た両電子部品の位置とメモリ回路に記憶した位置が合っ
た状態との比較を行うとともに、一方の電子部品に対し
他方の電子部品を移動して位置補正するので、合成画像
上で確認しながら両電子部品を位置補正してから、正確
に位置合わせできる。
【0014】そして、請求項4記載の発明によれば、撮
像手段で撮像した一の電子部品と他の電子部品の位置
を、メモリ回路に予め記憶しておいた位置が合った状態
と比較して、演算手段によりそれぞれ算出した各々の位
置ずれ量に基づいて、両電子部品の何れか一方の電子部
品に対し他方の電子部品を移送手段により移動して位置
補正できるので、撮像手段の読み取り位置のずれによっ
て生じる位置合わせのずれを自動的に補正でき、従っ
て、良好な位置合わせ精度が安定して得られる。
【0015】さらに、請求項5記載の発明によれば、合
成回路および画像処理装置を備えているので、メモリ回
路に記憶された画像と撮像手段で撮像された画像との合
成画像上において、確認しながら両電子部品を位置補正
して、正確に位置合わせできる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明に係る電子部品の位置合わせ
方法及びその装置の実施例を図1から図9に基づいて説
明する。先ず、図1は本発明を適用した一例としての電
子部品の位置合わせ装置を示すもので、一の電子部品で
あるLSI1を移動するLSI用移送手段2のヘッド部
2hには、ボンディング用のヒートツール3が備えられ
ている。このヘッド部2hは、図示しないサーボモータ
等によるサーボ機構によって、矢印で示したように、左
右方向(X方向)及び前後方向(Y方向)と旋回方向
(θ方向)の任意の位置への精密移動と位置決めができ
るものである。
【0017】即ち、LSI移送手段2は、図示しない機
枠等に固定したガイドレール2aと、このガイドレール
2a内を長さ方向に貫通した回転軸2bと、この回転軸
2bを回転駆動する図示しないサーボモータと、前記ガ
イドレール2aに摺動自在に係合して前記回転軸2bの
図示しない送りねじ部分に螺合する図示しないねじ部を
有するスライダ2cと、このスライダ2c内を長さ方向
に貫通した回転軸2dと、この回転軸2dを回転駆動す
る図示しないサーボモータと、前記スライダ2cのガイ
ドレールに摺動自在に係合して前記回転軸2dの図示し
ない送りねじ部分に螺合する図示しないねじ部を有する
スライダ2eと、このスライダ2eの下面に搭載した旋
回動作用のサーボモータ2fと、このサーボモータ2f
の駆動により垂直軸廻りに旋回動作する下方の旋回部2
gと、この旋回部2gの下面に連結したヘッド部2hと
からなる。従って、図示しないサーボモータの駆動によ
りスライダ2cが矢印X方向に移動し、図示しないサー
ボモータの駆動によりスライダ2eが矢印Y方向に移動
し、また、サーボモータ2fの駆動により旋回部2eが
θ方向に旋回動作して、その結果、ヘッド部2hの矢印
X方向及び矢印Y方向と矢印θ方向の精密移動と位置決
めが可能となっている。
【0018】そして、ヒートツール3は、図示しないが
公知のように、常時ヒート・パルスヒートの加熱と必要
に応じて冷却ブローが行える機能を有しているととも
に、LSI1の保持のための吸着ノズルを有している。
また、このヒートツール3は、上下方向(Z方向)に動
き、シリンダ3aによりボンディングに必要な矢印Z方
向に加圧する機構を有している。即ち、ヒートツール3
は、前記ヘッド部2hに備えられた垂直方向のシリンダ
3aの駆動によって、同じく前記ヘッド部2hに備えら
れたガイドレール3b,3bに沿って矢印Z方向への移
動が可能となっている。
【0019】LSI1を実装する他の電子部品であるL
CD4を移動する補正用移送手段としてのボンディング
ステージ5は、図示しないサーボモータ等によるサーボ
機構によって、矢印で示したように、X方向及びY方向
とθ方向の任意の位置への精密移動と位置決めができる
ものである。即ち、ボンディングステージ5は、図示し
ない機台等に固定したガイドレール5aと、このガイド
レール5a内を長さ方向に貫通した回転軸5bと、この
回転軸5bを回転駆動する図示しないサーボモータと、
前記ガイドレール5aに摺動自在に係合して前記回転軸
5bの図示しない送りねじ部分に螺合する図示しないね
じ部を有するスライダ5cと、このスライダ5c内を長
さ方向に貫通した回転軸5dと、この回転軸5dを回転
駆動する図示しないサーボモータと、前記スライダ5c
のガイドレールに摺動自在に係合して前記回転軸5dの
図示しない送りねじ部分に螺合する図示しないねじ部を
有するスライダ5eと、このスライダ5e上に搭載した
旋回動作用のサーボモータ5fと、このサーボモータ5
fの駆動により垂直軸廻りに旋回動作する上方の旋回部
5gと、この旋回部5g上に連結したステージ面6とか
らなる。
【0020】従って、図示しないサーボモータの駆動に
よりスライダ5cが矢印X方向に移動し、図示しないサ
ーボモータの駆動によりスライダ5eが矢印Y方向に移
動し、また、サーボモータ5fの駆動により旋回部5g
がθ方向に旋回動作して、その結果、ステージ面6の矢
印X方向及び矢印Y方向と矢印θ方向の精密移動と位置
決めが可能となっている。このボンディングステージ5
のステージ面6上には、LCD4をセットして固定でき
るようになっている。このステージ面6は、図2に示す
ように、一段低い段部7に設けた垂直方向に透明なボン
ディング受けガラス8でLCD4のLSIボンディング
部を受け、その下の段部7に開けた窓穴9により、凹部
10(図1参照)内において、下方からLCD4の端子
部のマークなどが見えるようになっている。
【0021】また、図1に示すように、ボンディングス
テージ5の一側方(図示左側方)には、LCD4を下方
から撮像するLCD用の撮像手段であるLCD用カメラ
11が図示しない支持部材に固定して配設されており、
このLCD用カメラ11は、図示しない移動機構により
X方向及びY方向とZ方向の任意の位置への移動と位置
決めが行えるようになっている。なお、以上のLCD用
カメラ11の上方には、LCD4を保持してボンディン
グステージ5に移送するLCD移送手段21(図3参
照)のヘッド部が配設されており、このLCD移送手段
21も、前記LSI移送手段2と同様に、LCD4を吸
着して保持するヘッド部が、図示しないサーボモータ等
によるサーボ機構によって、矢印で示したように、X方
向及びY方向とθ方向並びにZ方向の任意の位置への精
密移動と位置決めができるものである。さらに、前記L
SI用移送手段2のヘッド部2hの一側方(図示右下
方)には、LSI1を下方から撮像するLSI用の撮像
手段であるLSI用カメラ12が図示しない支持部材に
固定して配設されており、このLSI用カメラ12も、
図示しない移動機構によりX方向及びY方向とZ方向の
任意の位置への移動と位置決めが行えるようになってい
る。
【0022】そして、前記ボンディングステージ5の他
側方(図示右側方)には、前記凹部10内において、前
記窓穴9から前記ボンディング受けガラス8を通してL
CD4のLSIボンディング部及びLSI1を下方から
撮像する位置合わせ確認用の撮像手段である位置合わせ
確認用カメラ13が配設されている。この位置合わせ確
認用カメラ13は、後述するようにしてLCD4の端子
部のマーク及びLSI1のマークなどが見えるように、
X方向及びY方向とZ方向の任意の位置への移動と位置
決めが行える機構を有するカメラテーブル部20に備え
られている。
【0023】即ち、このカメラテーブル部20は、図示
しない機台等に固定したガイドレール20aと、このガ
イドレール20a内を長さ方向に貫通した回転軸20b
と、この回転軸20bを回転駆動する図示しないサーボ
モータと、前記ガイドレール20aに摺動自在に係合し
て前記回転軸20bの図示しない送りねじ部分に螺合す
る図示しないねじ部を有するスライダ20cと、このス
ライダ20c内を長さ方向に貫通した回転軸20dと、
この回転軸20dを回転駆動する図示しないサーボモー
タと、前記スライダ20cのガイドレールに摺動自在に
係合して前記回転軸20dの図示しない送りねじ部分に
螺合する図示しないねじ部を有するスライダ20eと、
このスライダ20e上に固定しブラケット20fと、こ
のブラケット20fの垂直面にシリンダ14aの駆動に
よりガイドレール14b,14bに沿って上下方向に移
動自在に組み付けたカメラケース14とからなる。従っ
て、図示しないサーボモータの駆動によりスライダ20
cが矢印X方向に移動し、図示しないサーボモータの駆
動によりスライダ20eが矢印Y方向に移動し、また、
シリンダ14aの駆動によりカメラケース14が矢印Z
方向に移動して、その結果、位置合わせ確認用カメラ1
3の矢印X方向及び矢印Y方向と矢印Z方向の精密移動
と位置決めが可能となっている。
【0024】また、位置合わせ確認用カメラ13は、カ
メラケース14内に収納された反射ミラー15、ハロゲ
ンランプ等の照明用光源16、ハーフミラー17、レン
ズ18、CCD(Charge Coupled De
vice:固体撮像素子)カメラ19により構成(図2
参照)されている。
【0025】次に、図3は本発明に係る電子部品の位置
合わせ方法に用いる位置合わせ装置のブロック構成図
で、図示ように、LSI用移送手段2、LCD用移送手
段21及び補正用移送手段であるボンディングステージ
5は、コントローラ22によりそれぞれの動作を制御さ
れる。このコントローラ22は、CPU(Centra
l ProcessingUnit:中央処理装置)ユ
ニット23により制御され、このCPUユニット23に
は、ハードディスクによるデータ保存部24が備えられ
るとともに、後述する演算出段が備えられている。
【0026】そして、LCD用カメラ11、LSI用カ
メラ12及び位置合わせ確認用カメラ13でそれぞれ撮
像された画像は、画像処理装置25に送られる。また、
LCD用カメラ11、LSI用カメラ12及び位置合わ
せ確認用カメラ13は、CPUユニット23によりそれ
ぞれの動作を制御される。画像処理装置25は、図4に
示すように、メモリ装置26と、画像を表示するモニタ
ーテレビ30とを備えており、メモリ装置26は、カメ
ラ11,12,13でそれぞれ撮像された映像に対応す
る映像信号を後述するように切り換えて送る切換スイッ
チ27と、所定の画像を記憶するメモリ回路28と、そ
の記憶された画像をモニターテレビ30に表示された画
像に合成して表示する合成回路29とからなっている。
【0027】即ち、カメラ11,12,13は切換スイ
ッチ27の可動接点27aにそれぞれ接続されており、
切換スイッチ27は、さらに、2つの固定接点27b,
27cを備えている。この切換スイッチ27において、
通常は中立位置にある可動接点27aが一方の固定接点
27bに接続されると、カメラ11,12,13でそれ
ぞれ撮像された映像に対応する映像信号がメモリ回路2
8に記憶されるとともに、このメモリ回路28を介して
合成回路29の一方の入力部29aに入力される。ま
た、可動接点27aが他方の固定接点27cに接続され
ると、カメラ11,12,13でそれぞれ撮像された映
像に対応する映像信号が合成回路29の他方の入力部2
9bに直接入力される。この合成回路29は、さらに、
1つの出力部29cを備え、一方の入力部29aに入力
された映像信号と他方の入力部29bに入力された映像
信号とを合成し、その合成映像信号を出力部29cから
モニターテレビ30に送出する。
【0028】以上により構成された本発明に係る電子部
品の位置合わせ装置においては、図5に示したフローチ
ャートのようにして位置合わせ処理が行われる。即ち、
先ず、LSI1をLCD4の所定位置に位置合わせして
実装(熱圧着によりボンディング)する基準ワークのテ
ィーチング(初期登録)を行っておいてから(ステップ
S1)、続く量産時には、LCD4の位置合わせ状態と
の位置ずれ量を算出するとともに(ステップS2)、L
SI1の位置合わせ状態との位置ずれ量を算出する(ス
テップS3)。そして、LCD4及びLSI1の個々の
位置合わせを行ってから(ステップS4)、LCD4、
LSI1間の位置合わせ状態との位置ずれ量を算出し
て、その位置ずれ量に基づいてLCD4、LSI1の何
れか一方を移動することにより位置を補正する(ステッ
プS5)。このように、位置補正をしてから、LCD4
上の適正位置にLSI1を熱圧着によりボンディングす
る(ステップS6)。
【0029】次に、図6に基づいて、ティーチング動作
(1)を説明し、続いて、量産時動作(2)について説
明する。先ず、図6に示すように、LCD4について、
第1のアライメントマークをM1、第2のアライメント
マークをM2として、LSI1については、第1のアラ
イメントマークをN1、第2のアライメントマークをN
2とする。
【0030】(1)ティーチング(初期登録)動作 LCD4のマーク読み取り位置の登録 前記LCD用移送手段21のヘッド部に図示しないLC
DストッカーからLCD4を吸着保持して、LCD用移
送手段21のヘッド部を所定量移動することによりLC
D4を、予め設定された移動量で第1のアライメントマ
ークM1がLCD用カメラ11の視野の中心に入るよう
に自動にて移動して、第1のアライメントマークM1を
LCD用カメラ11の視野に入れる。続いて、第1のア
ライメントマークM1の中心がLCD用カメラ11の視
野の中心に位置するように、前記モニターテレビ30の
画面上で目視により確認しながら、例えば、図示しない
ジョイスティック等の手動操作によりLCD用移送手段
21のヘッド部を動かして、LCD4を移動し、このと
きの位置P1を登録する。これにより、その位置P1と
なる前記LCDストッカーからの移動量が認識される。
【0031】続いて、LCD用移送手段21のヘッド部
によりLCD4を予め設定された移動量で第2のアライ
メントマークM2がLCD用カメラ11の視野に入るよ
うに自動にて所定量移動し、第2のアライメントマーク
M2をLCD用カメラ11の視野に入れる。そして、第
2のアライメントマークM2がLCD用カメラ11の視
野に入ったときのLCD4の位置P2を登録する。これ
により、その位置P2となる前記LCDストッカーから
の移動量と前記位置P1からの移動量が認識される。こ
うして、LCD用カメラ11の視野の中心から第2のア
ライメントマークM2の位置を認識することにより、L
CD4の傾きθを算出し、その傾きθを登録する。
【0032】LSI1のマーク読み取り位置の登録 前記LSI用移送手段2のヘッド部2hに備えたヒート
ツール3に図示しないLSIストッカーからLSI1を
吸着保持して、LSI用移送手段2のヘッド部2hを移
動することによりLSI1を、予め設定された移動量で
第1のアライメントマークN1がLSI用カメラ12の
視野に入るように自動にて移動して、第1のアライメン
トマークN1をLSI用カメラ12の視野に入れる。続
いて、第1のアライメントマークN1の中心がLSI用
カメラ12の視野の中心に入るように、前記モニターテ
レビ30の画面上で目視により確認しながら、前述と同
様の手動操作によりLSI用移送手段2のヘッド部2h
を動かして、LSI1を移動し、このときの位置Q1を
登録する。これにより、その位置Q1となる前記LSI
ストッカーからの移動量が認識される。
【0033】続いて、LSI用移送手段2のヘッド部2
hによりLSI1を予め設定された移動量で第2のアラ
イメントマークN2がLSI用カメラ12の視野に入る
ように自動にて所定量移動し、第2のアライメントマー
クN2をLSI用カメラ12の視野に入れる。そして、
第2のアライメントマークN2がLSI用カメラ12の
視野に入ったときのLSI1の位置Q2を登録する。こ
れにより、その位置Q2となる前記LSIストッカーか
らの移動量と前記位置Q1からの移動量が認識される。
こうして、LSI用カメラ12の視野の中心から第2の
アライメントマークN2の位置を認識することにより、
LSI1の傾きφを算出する。
【0034】LCD4とLSI1の位置合わせ時のマ
ーク読み取り位置の登録 前記LCD用移送手段21のヘッド部によりLCD4を
予め設定された前記位置P2からの移動でボンディング
ステージ5上に移送してから、前述と同様の手動操作に
よるステージ面6の移動によりLCD4を移動(LCD
4の傾きθは変化させずに、X,Y方向のみの移動)さ
せて、LCD4の端子配列部を位置合わせ確認用カメラ
13の視野に入れる。そして、このときの画像を前記メ
モリ回路28に記憶する。続いて、前記ステージ面6の
移動で自動にてLCD4を所定量移動して、位置合わせ
確認用カメラ13の視野から外し、続いて、前記LSI
用移送手段2のヘッド部2hによりLSI1をボンディ
ング位置に移送(LSI1の傾きφは変化させずに、
X,Y,Z方向のみの移動)してから、前述と同様の手
動操作によるヘッド部2hの移動によりLSI1を移動
して、LSI1の電極配列部を位置合わせ確認用カメラ
13の視野に入れる。
【0035】そして、前記合成回路29によって、前に
メモリ回路28に記憶したLCD4の画像と重ね合わ
せ、この合成画像を前記モニターテレビ30の画面上で
目視にて確認しながら、前述と同様の手動操作によるヘ
ッド部2hの移動によりLSI1のX,Y方向及び傾き
φを移動して、LCD4の各端子とそれに対応するLS
I1の各電極とがそれぞれ重なるようにする。従って、
この状態で両者の位置が合っている。このとき、LSI
1の傾きφをヘッド部2hの旋回動作により変化させ
て、LSI1の傾きφをLCD4の傾きθに一致させる
ように動かして、LCD4の傾きθにLSI1の傾きφ
を合わせるようにしている。このときのLCD4の位置
P3と、LSI1の位置Q3を登録する。この位置P3
の登録により、LCD4のボンディング位置が認識さ
れ、また、位置Q3の登録により、LSI1の前記位置
Q2からの移動量と前記傾きφの変化分が認識される。
なお、LCD4の前記位置P3は、モニターテレビ30
の画像上に記憶された位置であり、実際にはこの後で視
野から外す前の位置である。
【0036】続いて、手動操作にて位置合わせ確認用カ
メラ13をX,Y方向に移動して、位置合わせ確認用カ
メラ13の視野の中心がLSI1の第1のアライメント
マークN1の中心となるようにし、この状態の画像を前
記メモリ回路28に記憶する。続いて、LSI用移送手
段2のヘッド部2hのヒートツール3を上昇させて、こ
のヒートツール3に吸着保持したLSI1をZ方向に一
旦持ち上げてから、前記ステージ面6の移動で自動にて
LCD4を所定量移動して、再び位置合わせ確認用カメ
ラ13の視野に戻す。即ち、LCD4をP3の位置に再
び戻す。
【0037】そして、前記合成回路29によって、前に
メモリ回路28に記憶した視野の中心に来ているLSI
1の画像と重ね合わせ、この合成画像において、図8に
示すように、LCD4の第1のアライメントマークM1
のパターン形状(例えば、M1は四角形、M2は円等)
とLSI1の第1のアライメントマークN1のパターン
形状(例えば、N1は円、N2は四角形等)とを認識し
て登録するとともに、そのLCD4の第1のアライメン
トマークM1とLSI1の第1のアライメントマークN
1とを結んだ直線と基準座標(X座標)とのなす角度α
と、LCD4の第1のアライメントマークM1とLSI
1の第1のアライメントマークN1との間の距離Lとを
認識して登録する。なお、図8に示されるθはLCD4
の傾き角である。続いて、ヒートツール3によりLSI
1を下方向に所定量移動させて、LCD4上に熱圧着し
た後、ワークを次工程に移動する。
【0038】(2)量産時動作 LCD4の傾き検出 前記LCD用移送手段21のヘッド部に前記LCDスト
ッカーからLCD4を吸着保持して、LCD用移送手段
21のヘッド部によりLCD4をP1の位置となる移動
量(前回のティーチングにより決められている)にて自
動で移動する。これにより、第1のアライメントマーク
M1がLCD用カメラ11の視野に入る。そして、LC
D用カメラ11の視野の中心に対する第1のアライメン
トマークM1の位置ずれ量(X,Y各方向)を認識す
る。
【0039】続いて、LCD用移送手段21のヘッド部
によりLCD4をP2の位置となる移動量(前回のティ
ーチングにより決められている)にて自動で移動する。
これにより、第2のアライメントマークM2がLCD用
カメラ11の視野に入る。そして、LCD用カメラ11
の視野の中心に対する第2のアライメントマークM2の
位置ずれ量を認識する。以上のLCD用カメラ11の視
野の中心に対する第1のアライメントマークM1の位置
ずれ量と第2のアライメントマークM2の位置ずれ量と
から、LCD4の傾きθ′を算出する。
【0040】LSI1の傾き検出 前記LSI用移送手段2のヘッド部2hに備えたヒート
ツール3に前記LSIストッカーからLSI1を吸着保
持して、LSI用移送手段2のヘッド部2hによりLS
I1をQ1の位置となる移動量(前回のティーチングに
より決められている)にて自動で移動する。これによ
り、第1のアライメントマークN1がLSI用カメラ1
2の視野に入る。そして、LSI用カメラ12の視野の
中心に対する第1のアライメントマークN1の位置ずれ
量を認識する。
【0041】続いて、LSI用移送手段2のヘッド部2
hによりLSI1をQ2の位置となる移動量(前回のテ
ィーチングにより決められている)にて自動で移動す
る。これにより、第2のアライメントマークN2がLS
I用カメラ12の視野に入る。そして、LSI用カメラ
12の視野の中心に対する第2のアライメントマークN
2の位置ずれ量を認識する。以上のLSI用カメラ12
の視野の中心に対する第1のアライメントマークN1の
位置ずれ量と第2のアライメントマークN2の位置ずれ
量とから、LSI1の傾きφ′を算出する。
【0042】LCD4とLSI1との位置合わせ LCD用移送手段21のヘッド部によりLCD4をP3
の位置となる移動量(前回のティーチングにより決めら
れている)にて自動で移動してステージ面6に載せる
(図7(a)参照)。これにより、第1のアライメント
マークM1が位置合わせ確認用カメラ13の視野に入
る。このときの画像を前記メモリ回路28に記憶する。
続いて、ステージ面6を動かすことにより自動にてLC
D4を所定量移動して、位置合わせ確認用カメラ13の
視野からLCD4を外し、次いで、LSI用移送手段2
のヘッド部2hにより自動でLSI1をQ3の位置に、
LCD4の第1のアライメントマークM1とLSI1の
第1のアライメントマークN1の各位置ずれ量を補正し
た量にて移動して、ヒートツール3によりLSI1を下
げるとともに(図7(b)参照)、LSI1の傾きφ′
を変化させて、LCD4の傾きθ′と一致させる。これ
により、LSI1の第1のアライメントマークN1が位
置合わせ確認用カメラ13の視野に入る。
【0043】そして、モニターテレビ30の画像上で現
在見ている画像によりLSI1の第1のアライメントマ
ークN1に対するLCD4の第1のアライメントマーク
M1の位置座標(x,y)を認識するとともに、前記合
成回路29によって、前に前記メモリ回路28に記憶し
たLCD4の画像と重ね合わせて、図9に示すような座
標系を得る。ここで、図9において、実際の視野は実線
で示すx−y座標系である。続いて、前記演算手段によ
り位置合わせ用ずれ量を算出する。
【0044】即ち、前記演算手段による位置合わせ用ず
れ量の算出は、次のようにして行う。先ず、モニターテ
レビ30の画像上で現在見ている画像による基準ワーク
としてのLCD4の傾きを、θ′とし、LSI1の第1
のアライメントマークN1を一点鎖線で示す(x)−
(y)座標系の原点として示す図9において、LCD4
のアライメントマークM1の本来位置が合う場所(計算
上ずれがない場合)をM1′と表す。また、LCD4の
ティーチング時の第1のアライメントマークM1とLS
I1の第1のアライメントマークN1とを結んだ線分の
傾きをαとし、位置ずれ量算出対象のLCD4のアライ
メントマークM1とLSI1のアライメントマークN1
との間の距離Lに計算上ずれがない場合でのLCD4の
アライメントマークM1′とLSI1のアライメントマ
ークN1とを結んだ線分の傾きをα′とする。
【0045】そして、ティーチング時のアライメントマ
ークM1の傾きαと計算上ずれがない場合のアライメン
トマークM1′の傾きα′との差を△αで表すと、 △α=α′−α である。ここで、α′−αは、LCD4のティーチング
時の傾きθと現在の傾きθ′との差に等しいことから、
その差を、△θで表すと、 △α=△θ=θ′−θ である。
【0046】従って、LSI1の第1のアライメントマ
ークN1を(x)−(y)座標系の原点とすると、距離
Lに計算上ずれがない場合のLCD4の第1のアライメ
ントマークM1の座標値は、 (Lcos(α+△θ),Lsin(α+△θ)) となる。よって、位置合わせ確認用カメラ13を使って
計測した座標値が、LCD4の第1のアライメントマー
クM1で示したように、 (x,y) だった場合、位置合わせずれ量は、 X方向・・・△dx=x−Lcos(α+△θ) Y方向・・・△dy=y−Lsin(α+△θ) となる。そこで、LCD4を、 (−△dx,−△dy) だけ位置をずらせば(x−y座標(実際の座標位置)参
照)、正しい位置に補正することができる。
【0047】その後、LSI用移送手段2のヘッド部2
h(ヒートツール3)によりLSI1を上方向(Z方
向)に所定量移動させ、また、ステージ面6を戻してL
CD4をP3の位置に対して算出した位置合わせ用ずれ
量を補正した量にて移動する。続いて、ヒートツール3
によりLSI1を下方向に所定量移動させて、LCD4
上に熱圧着した後、ワークを次工程に移動する。
【0048】以上の通り、実施例に係る位置合わせ方法
及びその位置合わせ装置によれば、LSI1をLCD4
上の適正位置に精度良く位置合わせして、熱圧着により
ボンディングできるため、従来のような装置環境の変化
(室温、湿度、蓄熱等)に起因するLCD用カメラ11
及びLSI用カメラ12による読み取り位置のずれによ
って生じる位置合わせのずれの問題を解消して、位置ず
れ量を自動的に補正することができる。
【0049】なお、以上の実施例においては、LCD上
へのLSIの熱圧着による搭載としたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、他の電子部品にも適用でき
るものであり、要は、一の電子部品を他の電子部品上に
実装するための位置合わせであればよい。また、本発明
に係る電子部品の位置合わせ装置の構成等も任意であ
り、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更
可能であることは勿論である。
【0050】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明に係
る電子部品の位置合わせ方法によれば、撮像手段で撮像
した一の電子部品と他の電子部品の位置を、メモリ回路
に予め記憶しておいた位置合わせ状態と比較して、演算
手段によりそれぞれ算出した各々の位置ずれ量に基づい
て、両電子部品の何れか一方の電子部品に対し他方の電
子部品を移動して位置補正するようにしたため、撮像手
段の読み取り位置のずれによって生じる位置合わせのず
れを自動的に補正することができる。従って、良好な位
置合わせ精度を安定して得ることができる。
【0051】なお、請求項2記載の発明に係る電子部品
の位置合わせ方法によれば、前記位置が合った状態での
両電子部品の各々に設けたアライメントマークと、その
各々のアライメントマーク間の距離と、各々のアライメ
ントマーク間を結ぶ線分の傾きを、メモリ回路に記憶す
るようにしたため、両電子部品の傾きを含む位置を把握
することができる。
【0052】また、請求項3記載の発明に係る電子部品
の位置合わせ方法によれば、画像処理装置による合成画
像上において、撮像手段で撮像した両電子部品の位置と
メモリ回路に記憶した位置が合った状態との比較を行う
とともに、一方の電子部品に対し他方の電子部品を移動
して位置補正するようにしたため、合成画像上で確認し
ながら両電子部品を位置補正してから、正確に位置合わ
せすることができる。
【0053】そして、請求項4記載の発明に係る電子部
品の位置合わせ装置によれば、撮像手段で撮像した一の
電子部品と他の電子部品の位置を、メモリ回路に予め記
憶しておいた位置合わせ状態と比較して、演算手段によ
りそれぞれ算出した各々の位置ずれ量に基づいて、両電
子部品の何れか一方の電子部品に対し他方の電子部品を
移送手段により移動して位置補正できるため、撮像手段
の読み取り位置のずれによって生じる位置合わせのずれ
を自動的に補正することができる。従って、良好な位置
合わせ精度を安定して得ることができる。
【0054】さらに、請求項5記載の発明に係る電子部
品の位置合わせ装置にによれば、合成回路および画像処
理装置を備えて、メモリ回路に記憶された画像と撮像手
段で撮像された画像との合成画像上において、確認しな
がら両電子部品を位置補正できるためて、正確に位置合
わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一例としての電子部品の位置
合わせ装置を示す概略斜視図である。
【図2】ボンディングステージ側のカメラの光学系を示
す一部破断の側面図である。
【図3】本発明に係る電子部品の位置合わせ方法に用い
る位置合わせ装置のブロック構成図である。
【図4】画像処理装置の回路図である。
【図5】本発明による電子部品の位置合わせ方法の手順
を示すフローチャートである。
【図6】ティーチング動作を示す図である。
【図7】本発明による電子部品の位置合わせ状態を例示
したもので、(a)は一の電子部品の位置確認を示す
図、(b)は他の電子部品の位置確認を示す図である。
【図8】ティーチング時の初期登録を示す画像処理系座
標を示した図である。
【図9】位置合わせずれ量の算出を説明するための座標
を示した図である。
【図10】従来の電子部品の位置合わせ方法を示す概略
斜視図である。
【符号の説明】
1 一の電子部品(LSI) 2 LSI用移送手段 3 ヒートツール 4 他の電子部品(LCD) 5 補正用移送手段(ボンディングステージ) 11 LCD用撮像手段(カメラ) 12 LSI用撮像手段(カメラ) 13 位置合わせ確認用撮像手段(カメラ) 21 LCD用移送手段 25 画像処理装置 26 メモリ装置 27 切換スイッチ 28 メモリ回路 29 合成回路 30 モニターテレビ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一の電子部品を他の電子部品上に実装す
    るための電子部品の位置合わせ方法であって、 前記一の電子部品と前記他の電子部品との位置が合った
    状態を、撮像手段で撮像してメモリ回路に記憶させ、 前記撮像手段で撮像した前記一の電子部品と前記他の電
    子部品の位置を、前記メモリ回路に記憶した前記位置が
    合った状態と比較して、各々の位置ずれ量を演算手段に
    よりそれぞれ算出し、その算出した前記各々の位置ずれ
    量に基づいて、前記両電子部品の何れか一方の電子部品
    に対し他方の電子部品を移動して位置補正することで、 前記一の電子部品を前記他の電子部品上に位置合わせし
    て実装することを特徴とする電子部品の位置合わせ方
    法。
  2. 【請求項2】 前記メモリ回路に記憶する情報は、前記
    位置が合った状態での前記両電子部品の各々に設けたア
    ライメントマークと、その各々のアライメントマーク間
    の距離と、前記各々のアライメントマーク間を結ぶ線分
    の傾きであることを特徴とする請求項1記載の電子部品
    の位置合わせ方法。
  3. 【請求項3】 前記撮像手段で撮像した前記一の電子部
    品と前記他の電子部品の位置と、前記メモリ回路に記憶
    した前記位置が合った状態との比較を、画像処理装置を
    用いて合成画像により行い、 かつ、この合成画像上において、前記一方の電子部品に
    対し前記他方の電子部品を移動して前記位置補正を行う
    ことを特徴とする請求項1または2記載の電子部品の位
    置合わせ方法。
  4. 【請求項4】 一の電子部品を他の電子部品上に実装す
    るための電子部品の位置合わせ装置であって、 前記一の電子部品を前記他の電子部品上に実装する位置
    合わせ部に配置され、前記一の電子部品と前記他の電子
    部品を撮像可能とした撮像手段と、 この撮像手段で撮像された画像を記憶するメモリ回路
    と、 前記一の電子部品と前記他の電子部品との前記メモリ回
    路に記憶された位置が合った状態に対する前記撮像手段
    で撮像した前記一の電子部品と前記他の電子部品の位置
    を比較して、各々の位置ずれ量をそれぞれ算出する演算
    手段と、 この演算手段によりそれぞれ算出した前記各々の位置ず
    れ量に基づいて、前記両電子部品の何れか一方の電子部
    品に対し他方の電子部品を移動して位置補正する移送手
    段と、 を具備してなることを特徴とする電子部品の位置合わせ
    装置。
  5. 【請求項5】 前記撮像手段で撮像された画像を表示す
    るとともに、前記メモリ回路に記憶された画像を前記撮
    像手段で撮像された画像に合成する合成回路と、前記メ
    モリ回路に記憶された画像を前記合成回路により前記撮
    像手段で撮像された画像に合成して表示することが可能
    な画像処理装置を備えることを特徴とする請求項4記載
    の電子部品の位置合わせ装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002043138A1 (fr) * 2000-11-22 2002-05-30 Toray Engineering Co., Ltd. Procede et dispositif d'alignement
US7208840B2 (en) 2003-06-09 2007-04-24 Seiko Epson Corporation Semiconductor module, electronic device and electronic equipment, and method for manufacturing semiconductor module
JP2007306031A (ja) * 2002-04-04 2007-11-22 Toray Eng Co Ltd アライメント方法およびその方法を用いた実装方法
US7594319B2 (en) 2002-09-30 2009-09-29 Sony Corporation Electronic-component alignment method
KR101132075B1 (ko) * 2005-05-11 2012-04-02 삼성모바일디스플레이주식회사 발광표시장치용 본딩장치 및 본딩방법
JP2012069731A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi High-Tech Instruments Co Ltd ダイボンダ及び半導体製造方法

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