KR102398966B1 - 대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치 및 방법 - Google Patents

대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

가이드 레일에 가이드되어 직선 이동하는 제1, 제2 베이스(10, 20)와, 이동 방향을 따라 소정 피치로 눈금(34)이 마련된 리니어 스케일(33)과, 제1, 제2 베이스 (10, 20)에 부착되는 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)와, 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하여 제1, 제2 베이스(10, 20)를 가이드 레일을 따라 이동시키면서, 차례차례, 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)에서 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)가 위치하는 제1, 제2 눈금 번호(B1(n), B2(n))를 검출하고, 소정 간격(a)과 제1 눈금 번호(B1(n))와 제2 눈금 번호(B2(n)) 사이의 스케일상의 거리(A(n))와의 비율에 기초하여, 제1, 제2 베이스(10, 20)의 이동량을 제어한다.

Description

대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치 및 방법
본 발명은 대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체 장치의 제조에 있어서, 반도체 다이 등의 전자부품을 기판 혹은 다른 반도체 다이에 실장하는 실장 장치나, 반도체 다이의 전극과 기판의 전극에 와이어를 본딩하는 와이어 본딩 장치 등의 많은 본딩 장치가 사용되고 있다. 본딩 장치는 XY 테이블 위에 탑재된 본딩 헤드와, 본딩 헤드에 부착되어 본딩 툴을 상하 방향으로 이동시키는 본딩 암과, 본딩 헤드에 부착되어 기판의 본딩 위치를 검출하는 위치 검출용 카메라를 구비하고 있다. 본딩 툴의 중심선과 위치 검출용 카메라의 광축은 소정의 오프셋 거리만큼 떨어뜨려 배치되어 있다. 그리고, 위치 검출용 카메라의 광축을 본딩 위치에 맞춘 후, 오프셋 거리만큼 본딩 헤드를 이동시켜서 본딩 툴의 중심선을 본딩 위치로 이동시켜 본딩을 행하는 것이 많다.
한편, 본딩 동작을 계속하면, 온도 상승에 의해 오프셋 거리가 변화된다. 이 때문에, 위치 검출용 카메라의 광축을 본딩 위치에 맞춘 후, 오프셋 거리만큼 본딩 헤드를 이동시켜도, 본딩 툴의 중심선이 본딩 위치가 되지 않는 경우가 있다. 그래서, 본딩 동작의 중간에 오프셋 거리를 교정하는 본딩 장치가 제안되었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특개 2001-203234호
그런데, 본딩 장치에서는, 본딩 헤드를 갖는 베이스의 이동량의 검출에 리니어 스케일을 사용하고 있는 것이 많다. 이 경우, 본딩 장치의 온도가 상승하면, 리니어 스케일이 팽창하고, 리니어 스케일의 눈금에 기초하여 이동하는 베이스의 이동량에 오차가 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 리니어 스케일의 온도상승은 일정하지는 않기 때문에, 리니어 스케일의 열팽창량도 부위에 따라 다른 경우가 많다. 이 때문에, 본딩 헤드의 위치 검출 정확도의 저하에 의해 전자부품의 실장 정확도가 저하되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 이동체의 이동 정확도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 장치는 대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치로서, 레일에 가이드되어 직선 이동하는 제1 이동체와, 레일에 가이드되어 직선 이동하는 제2 이동체와, 레일을 따라 배치되어, 이동 방향을 따라 소정 피치로 복수의 눈금이 마련된 스케일과, 제1 이동체에 배치되어, 스케일의 눈금 번호를 검출하는 제1 검출부와, 제2 이동체에 배치되어, 스케일의 눈금 번호를 검출하는 제2 검출부와, 제1 검출부와 제2 검출부의 간격을 소정 간격으로 유지하고 제1 이동체와 제2 이동체를 레일을 따라 이동시키면서, 차례차례, 제1 검출부와 제2 검출부에서 제1 검출부가 위치하는 제1 눈금 번호와 제2 검출부가 위치하는 제2 눈금 번호를 검출하고, 제1 검출부와 제2 검출부 사이의 소정 간격과, 제1 눈금 번호와 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리와의 비율에 기초하여, 제1 이동체 및 제2 이동체의 이동량을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 장치에 있어서, 제1 이동체 및 제2 이동체는, 각각, 반도체 다이를 대상물에 반송하는 반송 기구이며, 대상물은 반송된 반도체 다이가 실장되는 기판 또는 다른 반도체 다이이며, 장치는 반도체 다이를 대상물에 실장하는 장치이어도 된다.
본 발명의 장치에 있어서, 제1 이동체를 구동시키는 제1 구동부와, 제2 이동체를 구동시키는 제2 구동부를 더 구비하고, 제어부는 제1 구동부 또는 제2 구동부의 어느 일방을 구동시켜 제1 이동체 또는 제2 이동체의 일방을 타방에 밀어붙여, 제1 검출부와 제2 검출부와의 간격을 소정 간격으로 유지하면서 제1 이동체 및 제2 이동체를 동시에 이동시켜도 된다.
본 발명의 장치에 있어서, 제어부는 소정 간격과 제1 눈금 번호와 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리와의 비율에 기초하여, 스케일의 일단으로부터의 소정의 눈금수마다의 위치 보정 계수를 산출해도 된다.
본 발명의 장치에 있어서, 제1 이동체 또는 제2 이동체의 기준 위치부터의 거리를 검출하는 거리 검출기를 구비하고, 제어부는 제1 검출부와 제2 검출부를 소정 간격으로 유지하고, 거리 검출기에 의해 기준 위치부터의 제1 이동체 또는 제2 이동체의 거리를 검출하면서 제1 이동체 및 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 제1 이동체 및 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키기 전과 후의 스케일의 눈금 번호차를 제1 검출부 또는 제2 검출부에 의해 검출하고, 레퍼런스 거리와 눈금 번호차에 기초하여 이동량을 수정해도 된다.
본 발명의 장치에 있어서, 레퍼런스 거리만큼 이간하여 위치 마크가 배치된 레퍼런스 부재와 제1 이동체에 부착되어, 위치 마크의 화상을 취득하는 제1 화상 취득 수단과, 제2 이동체에 부착되어, 위치 마크의 화상을 취득하는 제2 화상 취득 수단과, 제어부는 제1 화상 취득 수단 또는 제2 화상 취득 수단에서 취득한 위치 마크의 화상에 기초하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 제1 이동체 및 제2 이동체를 이동시키기 전과 후의 스케일의 눈금 번호차를 제1 검출부 또는 제2 검출부에 의해 검출하고, 레퍼런스 거리와 눈금 번호차에 기초하여 이동량을 수정해도 된다.
본 발명의 장치에 있어서, 전자부품을 실장하는 실장 스테이지를 포함하고, 레일은 X 방향으로 뻗는 2개의 리니어 가이드이며, 제1 이동체는 실장 스테이지의 위를 지나가도록 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제1 갠트리 프레임이고, 제2 이동체는, 실장 스테이지의 위를 지나가도록 제1 갠트리 프레임과 평행하게 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제2 갠트리 프레임이고, 스케일은 일방의 리니어 가이드를 따라 배치되고, 제1 검출부는 제1 갠트리 프레임의 스케일의 측부의 단부에 부착되고, 제2 검출부는 제2 갠트리 프레임의 스케일의 측부의 단부에 부착되어도 된다.
본 발명의 방법은 대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 방법으로서, 레일에 가이드되어 직선 이동하는 제1 이동체와, 레일에 가이드되어 직선 이동하는 제2 이동체와, 레일을 따라 배치되고, 이동 방향을 따라 소정 피치로 복수의 눈금이 마련된 스케일과, 제1 이동체에 배치된 제1 검출부와, 제2 이동체에 배치된 제2 검출부를 구비하는 장치를 준비하는 스텝과, 제1 검출부와 제2 검출부와의 간격을 소정 간격으로 유지하여 제1 이동체와 제2 이동체를 레일을 따라 이동시키면서, 차례차례, 제1 검출부와 제2 검출부에서 제1 검출부가 위치하는 제1 눈금 번호와 제2 검출부가 위치하는 제2 눈금 번호를 검출하는 눈금 번호 검출 스텝과, 제1 검출부와 제2 검출부 사이의 소정 간격과 제1 눈금 번호와 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리와의 비율에 기초하여 제1 이동체 및 제2 이동체의 이동량을 제어하는 이동량 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법에 있어서, 소정 간격과 제1 눈금 번호와 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리와의 비율에 기초하여 스케일의 일단으로부터의 소정의 눈금수마다의 위치 보정 계수를 산출하는 보정 계수 산출 스텝을 포함해도 된다.
본 발명의 방법에 있어서, 장치는 제1 이동체 또는 제2 이동체의 기준 위치로부터의 거리를 검출하는 거리 검출기를 구비하고, 제1 검출부와 제2 검출부를 소정 간격으로 유지하고, 거리 검출기에 의해 기준 위치로부터의 제1 이동체 또는 제2 이동체의 거리를 검출하면서 제1 이동체 및 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 제1 이동체 및 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키기 전과 후의 스케일의 눈금 번호차를 제1 검출부 또는 제2 검출부에 의해 검출하고, 레퍼런스 거리와 눈금 번호차에 기초하여 이동량을 수정하는, 이동량 수정 스텝을 포함해도 된다.
본 발명의 방법에 있어서, 장치는 레퍼런스 거리만큼 이간하여 위치 마크가 배치된 레퍼런스 부재와, 제1 이동체에 부착되어, 위치 마크의 화상을 취득하는 제1 화상 취득 수단과, 제2 이동체에 부착되어, 위치 마크의 화상을 취득하는 제2 화상 취득 수단을 포함하고, 제1 화상 취득 수단 또는 제2 화상 취득 수단에서 취득한 위치 마크의 화상에 기초하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 제1 이동체 및 제2 이동체를 이동시키기 전과 후의 스케일의 눈금 번호차를 제1 검출부 또는 제2 검출부에 의해 검출하고, 레퍼런스 거리와 눈금 번호차에 기초하여 이동량을 수정하는, 이동량 수정 스텝을 포함해도 된다.
본 발명은 이동체의 이동 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시형태에 있어서의 실장 장치의 시스템의 구성을 도시하는 계통도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 실장 장치에 있어서의 리니어 스케일의 위치 보정 계수의 산출 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 동작 시의 리니어 스케일에 대한 제1, 제2 베이스의 위치의 변화와, 리니어 스케일에 대한 위치 보정 계수의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시하는 실장 장치에 있어서의 리니어 스케일의 위치 보정 계수의 다른 산출 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 제1, 제2 베이스를 레퍼런스 거리만큼 이동시켰을 때의 리니어 스케일과 제1, 제2 베이스와 레퍼런스 부재의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 다른 실시형태의 플립 칩 본딩 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시하는 플립 칩 본딩 장치의 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시하는 플립 칩 본딩 장치의 갠트리 프레임과 리니어 스케일의 배치를 도시하는 측면도이다.
도 9는 도 6에 도시하는 플립 칩 본딩 장치의 갠트리 프레임의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 10은 도 6에 도시하는 플립 칩 본딩 장치에 있어서, 제1 갠트리 프레임과 제2 갠트리 프레임을 일차적으로 접속한 상태를 도시하는 사시도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
<실장 장치의 구성>
이하, 대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치로서 반도체 다이(15)를 기판(19) 등에 실장하는 실장 장치(70)를 예로 들어 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 실장 장치(70)는 반도체 다이(15)를 대상물인 기판(19) 또는 다른 반도체 다이에 실장하는 것이다. 실장 장치(70)는 제1 본딩 헤드(13)와 제1 화상 취득 수단인 제1 카메라(16)가 부착된 제1 이동체인 제1 베이스(10)와, 제2 본딩 헤드(23)와 제2 화상 취득 수단인 제2 카메라(26)가 부착된 제2 이동체인 제2 베이스(20)와, 리니어 스케일(33)과, 제어부(50)와, 레이저 거리 검출기(45)와, 대상물인 기판(19)을 흡착 고정하는 본딩 스테이지(18)를 구비하고 있다. 실장 장치(70)는, 예를 들면, 반도체 다이(15)를 반전시킨 후에 기판(19)에 실장하는 플립 칩 본딩 장치이지만, 반도체 다이(15)를 반전시키지 않고 기판(19)에 실장하는 다이본딩 장치이어도 된다.
제1 베이스(10), 제2 베이스(20)는 직선 방향인 X 방향으로 뻗는 공통의 가이드 레일(11)에 가이드되어 X 방향으로 직선 이동한다. 또한, 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)에는 각각 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)를 X 방향으로 구동하는 제1 구동부인 제1 리니어 모터(12), 제2 구동부인 제2 리니어 모터(22)가 부착되어 있다.
제1 베이스(10)에 부착된 제1 본딩 헤드(13)는 반도체 다이(15)를 진공 흡착하고 기판(19)에 본딩하는 실장 툴인 제1 본딩 툴(14)을 상하 방향인 Z 방향으로 이동시키는 것이다. 도 1의 부호 13z는 제1 본딩 헤드(13)의 Z 방향의 중심선을 나타낸다. 제1 카메라(16)는 기판(19)을 상방에서 촬상하고 그 화상을 취득하는 것이다. 도 1의 부호 16z는 제1 카메라(16)의 광축을 나타낸다. 제1 본딩 헤드(13)와 제1 카메라(16)는 중심선(13z)과 광축(16z)이 오프셋량(ΔH)만큼 X 방향으로 이간하도록 제1 베이스(10)에 부착되어 있다. 마찬가지로, 제2 베이스(20)에 부착된 제2 본딩 헤드(23)는 반도체 다이(15)를 진공 흡착하고 기판(19)에 본딩하는 실장 툴인 제2 본딩 툴(24)을 상하 방향인 Z 방향으로 이동시키는 것이다. 도 1의 부호 23z는 제2 본딩 헤드(23)의 Z 방향의 중심선을 나타낸다. 제2 카메라(26)는 기판(19)을 상방에서 촬상하고 그 화상을 취득하는 것이다. 도 1의 부호 26z는 제2 카메라(26)의 광축을 나타낸다. 제2 본딩 헤드(23)와 제2 카메라(26)는 중심축(23z)과 광축(26z)이 오프셋량(ΔH)만큼 X 방향으로 이간하도록 제2 베이스(20)에 부착되어 있다. 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)는 제1, 제2 본딩 툴(14, 24)에서 흡착한 반도체 다이(15)를 기판(19)으로 반송하는 반송 기구이다.
제1 베이스(10)의 대략 중앙에는 제1 검출부인 제1 엔코더 헤드(17)가 부착되고, 제2 베이스(20)의 대략 중앙에는 제2 검출부인 제2 엔코더 헤드(27)가 부착되어 있다. 도 1의 부호 17a, 27a는 각각 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선, 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선을 나타낸다.
제1 엔코더 헤드(17)와 제2 엔코더 헤드(27)에 대향하는 위치에는, 제1, 제2 베이스(10, 20)의 이동 방향인 X 방향으로 뻗는 공통의 리니어 스케일(33)이 배치되어 있다. 리니어 스케일(33)은 소정의 피치(p)로 복수의 눈금(34)이 새겨져 있다. 제1 엔코더 헤드(17)와 제2 엔코더 헤드(27)는 이 눈금(34)을 광학적으로 읽고, 리니어 스케일(33)상의 눈금 번호를 검출하는 것이다.
본딩 스테이지(18)는 기판(19)을 진공 흡착하는 것이다.
레이저 거리 검출기(45)는 본딩 스테이지(18)로부터 떨어진 위치에 배치되어, 레이저에 의해 제1 베이스(10) 또는 제2 베이스(20)의 X 방향의 기준 위치로부터의 거리를 검출하는 것이다. 레이저 거리 검출기(45)는, 실장 장치(70)의 온도 변화에 의한 리니어 스케일(33)의 길이의 변화와 관계없이, 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)의 X 방향의 기준 위치로부터의 거리를 검출할 수 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 리니어 모터(12), 제2 리니어 모터(22), 제1 본딩 헤드(13), 제2 본딩 헤드(23)는 제어부(50)에 접속되어, 제어부(50)의 지령에 의해 동작한다. 또한, 제1 엔코더 헤드(17), 제2 엔코더 헤드(27)는 제어부(50)에 접속되고, 검출한 리니어 스케일(33)의 눈금 번호의 데이터는 제어부(50)에 입력된다. 또한, 제1 카메라(16), 제2 카메라(26), 레이저 거리 검출기(45)도 제어부(50)에 접속되고, 제1 카메라(16), 제2 카메라(26)가 촬상한 화상, 레이저 거리 검출기(45)가 검출한 제1 베이스(10) 또는 제2 베이스(20)의 X 방향의 이동 거리의 데이터는 제어부(50)에 입력된다.
제어부(50)는 내부에 정보 처리를 행하는 CPU와 동작 프로그램, 데이터를 저장한 메모리를 포함하는 컴퓨터이며, 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)의 X 방향 위치 혹은 이동량을 조정하는 것이다.
<실장 장치의 기본 동작>
도 1에 도시하는 실장 장치(70)의 기본 동작에 대해 간단히 설명한다. 제어부(50)는 제1 카메라(16)에 의해 기판(19)의 본딩 위치를 나타내는 마크를 촬상하고, 촬상한 화상을 분석하여 본딩 중심의 위치와 광축(16z)과의 위치차(Δc)를 검출한다. 그리고, 오프셋량(ΔH)과 Δc의 합계값분만큼 제1 리니어 모터(12)에 의해 제1 베이스(10)를 X 방향으로 이동시킨다. 이것에 의해 제1 본딩 헤드(13)의 중심선(13z)을 본딩 중심에 맞출 수 있다. 그리고, 제어부(50)는 제1 본딩 헤드(13)에 의해 제1 본딩 툴(14)을 하강시켜 반도체 다이(15)를 기판(19)의 본딩 위치에 본딩한다. 제2 본딩 헤드(23)에 의해 반도체 다이(15)를 기판(19)에 본딩할 때의 동작도 마찬가지이다.
<실장 장치에 있어서의 리니어 스케일의 위치 보정 계수(k(n))의 산출 동작(산출 방법)>
다음에 도 2부터 도 3을 참조하면서 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수(k(n))의 산출 동작에 대해 설명한다. 리니어 스케일(33) 또는 제1 베이스(10) 혹은 제2 베이스(20)가 열팽창하면, 실장 장치(70)의 기준 위치로부터 소정의 위치까지 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)를 이동시킬 때에 오차가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 이하, 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수의 산출 동작(산출 방법)에 대해 설명한다.
도 2의 스텝 S101에 나타내는 바와 같이, 제어부(50)는 n을 1로 초기 설정한다. 그리고 제어부(50)는 제1 베이스(10)를 도 3에 도시하는 좌단의 이동 개시 위치(B(0))로 한다. 다음에 제어부(50)는 제2 베이스(20)를 좌측으로 이동시켜 제2 베이스(20)의 좌단을 제1 베이스(10)의 우단에 맞닿게 한다. 이것에 의해, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)과의 간격은 소정 간격(a)이 된다.
다음에 제어부(50)는 이동 방향(도 3의 우측 방향)의 후측(도 3의 좌측)에 위치하는 제1 리니어 모터(12)를 우측 방향으로 구동하여 제1 베이스(10)를 X 방향 우측으로 이동시킨다. 이때, 제1 베이스(10)는 제2 베이스(20)를 밀어붙이면서 X 방향 우측으로 이동해 가므로, 제2 베이스(20)는 제1 베이스(10)와 함께 X 방향 우측으로 이동해 간다. 또한, 제1 베이스(10)와 제2 베이스(20)는 맞닿은 상태로 유지되므로, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 간격은 소정 간격(a)으로 유지된다. 그리고, 제어부(50)는, 도 2의 스텝 S102, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)을 리니어 스케일(33)의 제1 눈금 번호(B1(1))에 맞춘다. 다음에 제어부(50)는, 도 2의 스텝 S103에서 레이저 거리 검출기(45)에 의해 이때의 제1 베이스(10)의 X 방향의 위치를 기준 위치로서 검출한다.
다음에 제어부(50)는, 도 2의 스텝 S104에 나타내는 바와 같이, 제2 엔코더 헤드(27)에 의해 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)이 위치하는 리니어 스케일(33)의 제2 눈금 번호(B2(1))를 읽는다. 그리고, 제어부(50)는, 도 2의 스텝 S105로 진행하고, 다음 (식 1)에 의해, 리니어 스케일(33)상의 제2 눈금 번호(B2(1))와 제1 눈금 번호(B1(1))의 거리(A(1))를 산출한다. 거리(A(1))는 리니어 스케일(33)에서 검출한 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)과의 거리이기도 한다.
A(1)=[B2(1)-B1(1)]×p ·····（식 1)
(식 1)에 있어서, p는 리니어 스케일(33)의 눈금(34)의 피치이다.
다음에 제어부(50)는 도 2의 스텝 S106으로 진행하고, 다음 (식 2)에 의해 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수(k(1))를 산출한다. 위치 보정 계수(k(1))는 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a) 사이의 소정 간격(a)과, 리니어 스케일(33)상의 제2 눈금 번호(B2(1))와 제1 눈금 번호(B1(1))의 거리(A(1))와의 비율이다.
k(1)=a/A(1) ·····(식 2)
도 2의 스텝 S105, S106은 보정 계수 산출 스텝을 구성한다.
다음에 제어부(50)는 도 2의 스텝 S107로 진행하고, 제1 리니어 모터(12)에 의해 제1 베이스(10)를 X 방향으로 소정의 눈금수(ΔB)만큼 이동시켜, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)을 제2 눈금 번호(B2(1))=B1(1)+ΔB에 맞춘다. 이때, 제2 베이스(20)는 제1 베이스(10)에 맞닿은 상태에서 X 방향으로 이동하므로, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 간격은 소정 간격(a)으로 유지된다.
그리고, 제어부(50)는 도 2의 스텝 S108로 진행하여 B1(2)에 B1(1)+ΔB를 저장한다. 제어부(50)는 도 2의 스텝 S109에서 n이 nend에 도달했는지 아닌지를 판단하고, n이 nend에 도달하지 않은 경우에는, 도 2의 스텝 S110으로 진행하여 n을 1만큼 인크리먼트하여 n=n+1=2로 하고 도 2의 스텝 S104로 되돌아온다. 여기에서, nend는 제1 베이스(10)가 종료 위치까지 이동할 때까지 필요한 이동 횟수이며, 제1 눈금 번호(B1(nend))는 제1 베이스(10)가 종료 위치까지 이동했을 때에 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)이 위치하는 리니어 스케일(33)의 눈금 번호를 나타낸다. 도 2의 스텝 S104, S107-S110은 눈금 번호 검출 스텝을 구성한다.
이와 같이, 제어부(50)는 리니어 스케일(33)의 소정의 눈금수(ΔB)만큼, 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)를 X 방향으로 직선 이동시키고, 제1 엔코더 헤드(17)와 제2 엔코더 헤드(27)에 의하여, 차례차례, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)이 위치하는 리니어 스케일(33)의 제1 눈금 번호(B1(n))와, 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)이 위치하는 리니어 스케일(33)의 제2 눈금 번호(B2(n))를 검출한다. 그리고, 제어부(50)는 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a) 사이의 소정 간격(a)과, 리니어 스케일(33)상의 제2 눈금 번호(B2(n))와 제1 눈금 번호(B1(n))의 거리(A(n))와의 비율인 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수(k(n))를 산출하는 동작을 반복한다. 이와 같이, 제어부(50)는 리니어 스케일(33)의 일단으로부터 소정의 눈금수(ΔB)마다 위치 보정 계수(k(n))를 산출하고, 도 3의 그래프에 나타내는 바와 같이, 리니어 스케일(33)의 각 눈금 번호(B(n))에 있어서의 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수(k(n))를 산출할 수 있다.
여기서, 리니어 스케일(33)도 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)도 상온에서 열팽창이 없을 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, n=1에서의 제1 눈금 번호(B1(1))=0, 제2 눈금 번호(B2(1))=10으로 하면,
A(1) = [B2(1)-B1(1)]×p=[10-0]×p
= 10눈금×p=a
이며, k(1)=a/A(1)=1.0
이 된다.
n=2의 위치에서는 리니어 스케일(33)이 열팽창해 있지만, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 소정 간격(a)은 불변인 것으로 한다. 이 경우, 리니어 스케일(33)의 눈금(34)의 피치(p)는 열팽창에 의해, p'(>p)으로 되어 있다. n=2에서 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)을 제1 눈금 번호(B1(2))=20번에 합하면, 제2 눈금 번호(B2(2))와 제1 눈금 번호(B1(2)) 사이의 눈금수는 열팽창이 없는 경우의 10눈금보다도 적은 눈금수, 예를 들면, 9눈금이 된다. 이 때문에, 리니어 스케일(33)상의 제2 눈금 번호(B2(2))와 제1 눈금 번호(B1(2))의 거리(A(2)), 또는, 리니어 스케일(33)에서 검출한 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a) 사이의 거리(A(2))는,
A(2) = [B2(2)-B1(2)]×p
= 9눈금×p
가 된다. 한편, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 소정 간격(a)은 불변이며, 10눈금×p이므로,
k(2)=a/A(2)=(10눈금×p)/(9눈금×p)>1.0
이 된다. 이와 같이, 리니어 스케일(33)이 열팽창에 의해 늘어나 있으면, 위치 보정 계수(k(n))는 1.0보다 큰 숫자가 된다. 또한, 반대로 리니어 스케일(33)이 상온보다도 낮은 온도로, 수축되어 있는 경우에는, 위치 보정 계수(k(n))는 1.0보다도 작은 숫자가 된다.
리니어 스케일(33)이 열팽창하지 않은 경우에 제1 베이스(10)를 X 방향으로 소정의 눈금수(ΔB)만큼 이동시키면, 제1 베이스(10)는 ΔB×p만큼 X 방향으로 이동한다. 리니어 스케일(33)이 열팽창 또는 수축되어 있으면 제1 베이스(10)의 이동 거리는 열팽창 또는 수축을 보정하여, ΔB×p×k(n)이 된다. 리니어 스케일(33)이 열팽창되어 있는 경우에는, k(n)은 1.0보다도 크므로, 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)의 이동 거리는 ΔB×p보다도 커지고, 리니어 스케일(33)이 수축되어 있는 경우에는, k(n)이 1.0보다도 작아지므로, 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)의 이동 거리는 ΔB×p보다도 작아진다. 또한, 제1 베이스(10)의 초기 위치부터 종료 위치까지의 이동 거리는 ΔB×p×k(n)을 n=1부터 nend까지 적산한 것이 된다.
n이 nend에 도달하면, 제어부(50)는 도 2의 스텝 S111로 진행하고, 다음 (식3)에서 제1 베이스(10)의 전체 이동 거리(La)를 산출한다.
La=Σ[ΔB×p×k(n)] ····(식 3)
상기의 (식 3)에서 계산한 La는 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 소정 간격(a)이 불변이며 리니어 스케일(33)의 열팽창을 고려한 경우의 제1 베이스(10)의 전체 이동 거리이다. 그러나, 제1 베이스(10), 제2 베이스(20)의 열팽창에 의해, 소정 간격(a)도 변화된다. 그래서, 이하와 같이, 소정 간격(a)의 열팽창량을 고려하여 위치 보정 계수(k(n))를 수정한다.
제어부(50)는 도 2의 스텝 S112로 진행하고, 레이저 거리 검출기(45)에 의해 제1 베이스(10)의 종료 위치를 검출하고 도 2의 스텝 S113로 진행하여, 레이저 거리 검출기(45)에 의해 검출한 제1 베이스(10)의 기준 위치부터 종료 위치까지의 이동 거리(Lc)를 산출한다.
제어부(50)는 도 2의 스텝 S114로 진행하고, 하기의 (식 4)에 의해 위치 보정 계수(k(n))를 수정하여 ka(n)으로 한다.
ka(n)=k(n)×[La/Lc] ·····(식 4)
제어부(50)는 수정한 위치 보정 계수(ka(n))를 메모리에 저장한다. 수정한 위치 보정 계수(ka(n))는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 열팽창에 의한 소정 간격(a)의 변화를 고려한 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(n))에 대한 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수(ka(n))의 분포, 또는, 위치 보정 계수(ka(n))의 맵을 나타낸다. 도 2의 스텝 S111부터 S114는 보정 계수 수정 스텝을 구성한다.
제어부(50)는 수정한 위치 보정 계수(ka(n))를 사용하여 이하와 같이, 리니어 스케일(33)을 사용하여 검출한 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)의 위치를 보정한다. 제1 엔코더 헤드(17)에서 검출한 리니어 스케일(33)의 눈금 번호가 B100이며, B100=ΔB×m+j인 경우, 제어부(50)는 눈금 번호 0부터 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)까지의 거리(L100)를,
L100=[ΣΔB×ka(n)×p](n=1∼m)+ka(m+1)×j×p
로서 산출하고, 제1 베이스(10)의 이동량 또는 이동 거리를 제어한다.
즉, 제어부(50)는, 보정 없음의 경우에, 리니어 스케일(33)에서 검출한 눈금 번호 0부터 눈금 번호 B100까지의 제1 엔코더 헤드(17)의 이동 거리(L100b)=(ΔB×m+j)×p를, 수정한 위치 보정 계수(ka(n))를 사용하여, 거리(L100)=[ΣΔB×ka(n)×p](n=1∼m)+ka(m+1)×j×p로 수정하고(이동량 수정 스텝), 제1 엔코더 헤드(17)가 부착되어 있는 제1 베이스(10)의 이동량 또는 이동 거리를 제어한다(이동량 제어 스텝). 마찬가지로 제2 엔코더 헤드(27)가 부착되어 있는 제2 베이스(20)의 이동 거리를 수정하여 제2 베이스(20)의 이동 거리를 제어한다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 실장 장치(70)는 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 X 방향의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하면서 소정의 눈금수(ΔB)만큼 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)를 X 방향으로 직선 이동시키는, 제1 엔코더 헤드(17)와 제2 엔코더 헤드(27)에 의해, 차례차례, 눈금 번호를 검출하여 리니어 스케일(33)의 위치 보정 계수(ka(n))의 맵을 작성하고, 작성한 위치 보정 계수(ka(n))의 맵에 기초하여 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)의 이동 거리를 수정하므로, 제1, 제2 본딩 헤드(13, 23), 제1, 제2 카메라(16, 26)의 위치 검출 정확도를 향상시켜 전자부품의 실장 정확도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제1 베이스(10)를 제2 베이스(20)에 맞닿게 하고, 제1 리니어 모터(12)에 의해 제1 베이스(10)를 X 방향으로 구동함과 아울러, 제1 베이스(10)가 제2 베이스(20)를 밂으로써 제1 베이스(10)와 제2 베이스(20)가 맞닿은 상태를 유지한 채 제2 베이스(20)를 제1 베이스(10)와 함께 X 방향으로 이동시켜, 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 베이스(10)와 제2 베이스(20)를 접속 부재로 일시적으로 접속하여 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)과 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하도록 해도 된다.
<실장 장치에 있어서의 리니어 스케일의 위치 보정 계수(k(n))의 다른 산출 동작(산출 방법)>
다음에 도 4, 도 5를 참조하면서, 본 실시형태의 실장 장치(70)의 리니어 스케일의 위치 보정 계수(k(n))의 다른 산출 동작에 대하여 설명한다. 도 2, 도 3을 참조하여 설명한 동작과 동일한 동작에 대해서는, 동일한 스텝 부호를 붙이고 설명은 생략한다.
도 3에 도시하는 동작은 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)를 소정의 눈금수(ΔB)만큼 이동시켜 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)에서 리니어 스케일(33)의 이동 눈금 번호를 검출하여 각 위치 보정 계수(k(n))를 산출한 후, 레이저 거리 검출기(45)에 의해 제1 베이스(10)의 위치를 검출하면서 제1 베이스(10)를 레퍼런스 거리(Lr)만큼 이동시켰을 때의 눈금수를 검출하고, 이 결과에 기초하여 위치 보정 계수(k(n))를 수정하는 것이다. 각 위치 보정 계수(k(n))의 산출은 앞에 도 2, 도 3을 참조하여 설명한 것과 동일하므로, 설명은 생략한다.
제어부(50)는 도 4의 스텝 S101부터 S110을 반복 실행하여 k(n)을 산출하면, 도 4의 스텝 S201로 진행한다.
제어부(50)는, 도 4의 스텝 S201에 있어서, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제1 베이스(10)를 소정의 제1 위치(기준 위치)에 맞춘다. 그리고, 제어부(50)는 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 제1 베이스(10)가 제1 위치에 있을 때의 제1 엔코더 헤드(17)가 위치하는 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(s))를 검출한다. 또한, 제어부(50)는 레이저 거리 검출기(45)에 의해 레이저 거리 검출기(45)로부터 제1 베이스(10)까지의 제1 거리를 검출한다. 다음에 제어부(50)는 레이저 거리 검출기(45)에 의해 제1 베이스(10)까지의 거리를 검출하면서 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)를 앞에 도 2, 3을 참조하여 설명한 것과 동일한 방법으로 X 방향으로 레퍼런스 거리(Lr)만큼 이동시킨다. 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)가 레퍼런스 거리(Lr)만큼 이동하여, 제1 베이스(10)가 제2 위치가 되면, 제어부(50)는 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 제2 위치에서의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(e))를 검출한다. 제어부(50)는 제1 위치의 눈금 번호(B(s))와 제2 위치의 눈금 번호(B(e))의 차=(B(e)-B(s))로부터 레퍼런스 거리(Lr)만큼 제1 베이스(10)가 이동했을 때의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호차(NB)=(B(e)-B(s))를 산출한다.
제어부(50)는, 눈금 번호차(NB)를 검출하면, 도 4의 스텝 S202로 진행하고, 하기의 (식 5)에 의해 위치 보정 계수(k(n))를 수정한다.
ka(n)=k(n)×[NB×p]/Lr ·····（식 5)
제어부(50)는, 앞에 설명한 실시형태와 마찬가지로, 수정한 위치 보정 계수(ka(n))를 사용하여 리니어 스케일(33)에 의해 검출한 제1 엔코더 헤드(17)의 중심선(17a)의 위치, 또는, 제2 엔코더 헤드(27)의 중심선(27a)의 위치를 보정한다. 또한, 리니어 스케일(33)에서 검출한 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)의 이동 거리를 수정한 위치 보정 계수(ka(n))를 사용하여 수정하고(이동량 수정 스텝), 제1, 제2 엔코더 헤드(17, 27)가 부착되어 있는 제1, 제2 베이스(10, 20)의 이동량 또는 이동 거리를 제어한다(이동량 제어 스텝).
본 동작은, 앞에 도 2, 도 3을 참조하여 설명한 동작과 마찬가지로, 제1, 제2 본딩 헤드(13, 23), 제1, 제2 카메라(16, 26)의 위치 검출 정확도를 향상시켜 전자부품의 실장 정확도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기의 설명에서는, 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 제1 베이스(10)가 제1 위치, 제2 위치에 있을 때의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호를 검출하는 것으로서 설명했지만, 제2 엔코더 헤드(27)에 의해 제2 베이스(20)가 제1 위치, 제2 위치에 있을 때의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호를 검출해도 된다.
다음에 도 4의 스텝 S201, S202의 다른 동작에 대해 설명한다.
본 실시형태의 실장 장치(70)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 위치 마크(Ms)가 제1 위치에 배치되어 있는 제1 레퍼런스 부재(61)와, 위치 마크(Me)가 제2 위치에 배치되어 있는 제2 레퍼런스 부재(62)를 구비하고 있다.
제어부(50)는, 도 4의 스텝 S201에 있어서, 제1 카메라(16)의 광축(16z)을 제1 레퍼런스 부재(61)의 위치 마크(Ms)의 위치에 맞추고, 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 제1 위치에서의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(s))를 검출한다. 다음에, 제어부(50)는 제1 카메라(16)로 화상을 취득하면서, 제1 카메라(16)의 광축(16z)이 위치 마크(Me)의 위치에 올 때까지 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)를 이동시킨다. 그리고, 제1 카메라(16)의 광축(16z)이 위치 마크(Me)의 제2 위치에 오면, 제1 엔코더 헤드(17)에서 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(e))를 검출한다. 그리고, 제어부(50)는 제1 위치의 눈금 번호(B(s))와 제2 위치의 눈금 번호(B(e))의 차=(B(e)-B(s))로부터 레퍼런스 거리(Lr)만큼 제1 베이스(10) 및 제2 베이스(20)가 이동했을 때의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호차(NB)=(B(e)-B(s))를 산출한다.
제어부(50)는, 앞의 동작과 마찬가지로, 눈금 번호차(NB)를 검출하면, 도 4의 스텝 S202로 진행하고, 하기의 (식 5)에 의해 위치 보정 계수(k(n))를 수정한다.
ka(n)=k(n)×[NB×p]/Lr ·····（식 5)
이상에서 설명한 바와 같이, 앞에 설명한 동작과 마찬가지로, 제1, 제2 본딩 헤드(13, 23), 제1, 제2 카메라(16, 26)의 위치 검출 정확도를 향상시켜 전자부품의 실장 정확도가 저하하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기의 설명에서는, 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 제1 베이스(10)가 제1 위치, 제2 위치에 있을 때의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호를 검출하는 것으로서 설명했지만, 제2 엔코더 헤드(27)에 의해 제2 베이스(20)가 제1 위치, 제2 위치에 있을 때의 리니어 스케일(33)의 눈금 번호를 검출해도 된다.
본 실시형태는 앞에 설명한 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.
이상에서 설명한 실시형태에서는, 제1, 제2 카메라(16, 26)의 광축(16z, 26z)을 위치 마크(Ms, Me)에 맞춤으로써 제1, 제2 베이스(10, 20)를 레퍼런스 거리(Lr)만큼 이동시키는 것으로서 설명했지만, 이하와 같은 방법으로 위치 보정 계수(k(n))의 수정을 행해도 된다.
제1 카메라(16)의 시야에 위치 마크(Ms)가 들어가는 위치에 제1 베이스(10)를 이동시켜, 위치 마크(Ms)의 화상을 촬상하고, 제1 카메라(16)의 광축(16z)과 위치 마크(Ms)와의 거리(d1)를 검출한다. 또한, 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(s))를 검출한다. 다음에, 제1 카메라(16)의 시야에 위치 마크(Me)가 들어가는 위치까지 제1 베이스(10)를 이동시켜, 제1 카메라(16)에서 위치 마크(Me)의 화상을 검출하고, 제1 카메라(16)의 광축(16z)과 위치 마크(Me)와의 거리(d2)를 검출한다. 그리고, 레퍼런스 거리(Lr)에 거리(d1, d2)를 고려한 거리를 근사 레퍼런스 거리(Lr1)로서 취득한다. 또한, 제1 엔코더 헤드(17)에 의해 리니어 스케일(33)의 눈금 번호(B(e))를 검출한다.
그리고, 눈금 번호차(NB)=(B(e)-B(s))와 근사 레퍼런스 거리(Lr1)로부터, 하기의 (식 6)에 의해 위치 보정 계수(k(n))를 수정한다.
ka(n)=k(n)×[NB×p]/Lr1·····(식 6)
<다른 실시형태의 실장 장치의 구성>
다음에 도 6에서 도 9를 참조하면서, 다른 실장 장치인 플립 칩 본딩 장치(200)의 구성에 대해 설명한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 플립 칩 본딩 장치(200)는 주가대(111)와, 주가대(111)의 위에 지지되어 Y 방향을 향하여 평행하게 뻗는 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)과, 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)에 지지되는 제1, 제2 실장 헤드(170A, 170B)와, 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)을 X 방향으로 구동하는 제1, 제2 X 방향 리니어 모터(135A, 135B)와, 제1, 제2 실장 헤드(170A, 170B)를 Y 방향으로 구동하는 제1, 제2 Y 방향 리니어 모터(155A, 155B)와, 주가대(111)와 이간하여 배치된 부가대(180)와, 부가대(180)에 부착되는 제1, 제2 Y 방향 하중받이(154A, 154B)를 구비하고 있고, 제1, 제2 Y 방향 리니어 모터(155A, 155B)의 제1, 제2 Y 방향 고정자(150A, 150B)의 일단과 제1, 제2 Y 방향 하중받이(154A, 154B)는 제1, 제2 접속 부재(153A, 153B)로 접속되어 있다. 또한, X 방향, Y 방향은 수평면 위에서 서로 직교하는 방향이며, 본 실시형태에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)이 뻗는 방향을 Y 방향, 이것과 직교하는 방향을 X 방향으로 하여 설명한다. 또한, Z 방향은 XY면에 수직한 상하 방향이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 주가대(111)는 사각 형상의 평면을 갖는 가대이며, 그 상면에 실장 스테이지(110)가 부착되어 있다. 실장 스테이지(110)는 그 위에 반도체 다이를 실장하는 기판(19)을 진공 흡착하는 것이다. 주가대(111) 상면의 대향하는 2변의 근방에는 서로 평행하게 2개의 리니어 가이드(112)가 부착되어 있다. 도 6 내지 도 8에 도시하는 바와 같이, 리니어 가이드(112)의 위에는 제1, 제2 슬라이더(126A, 126B)가 X 방향으로 이동 자유롭게 부착되어 있다. 그리고, 2개의 리니어 가이드(112)의 각 슬라이더(126A, 126B)의 위에는, 각각 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)의 제1, 제2 다리부(123A, 123B)가 부착되어 있다. 즉, 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)은 주가대(111)의 위를 지나가도록 Y 방향으로 뻗고, 양단의 각 다리부(123A, 123B)는 각 슬라이더(126A, 126B)에 부착되어 주가대(111)에 부착된 리니어 가이드(112)에 의해 X 방향으로 이동 자유롭게 지지되어 있다.
또한, 본 실시형태의 플립 칩 본딩 장치(200)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 주가대(111)의 주위를 둘러싸도록, 주가대(111)와 이간한 부가대(180)를 구비하고 있다. 부가대(180)는 기둥(181, 182)과, 보(184)로 구성되는 프레임이다. 도 6, 도 8에 도시하는 바와 같이, X 방향으로 뻗는 보(184)의 위에는, 제1, 제2 X 방향 리니어 모터(135A, 135B)의 X 방향 고정자(130)가 부착되어 있다. 도 8에 도시하는 바와 같이, X 방향 고정자(130)는 지지판(131)의 위에 영구자석(132)이 공간을 두고 대향하여 배치된 것이다. X 방향 고정자(130)의 영구자석(132) 사이의 공간에는 제1, 제2 X 방향 리니어 모터(135A, 135B)의 제1, 제2 X 방향 가동자(140A, 140B)의 제1, 제2 코일(142A, 142B)이 배치되어 있다. 제1, 제2 코일(142A, 142B)은 상측의 제1, 제2 베이스판(141A, 141B)에 고정되고, 제1, 제2 베이스판(141A, 141B)은 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)의 제1, 제2 다리부(123A, 123B)로부터 뻗는 제1, 제2 암(124A, 124B)의 선단에 부착된 제1, 제2 평판(125A, 125B)에 볼트 등으로 고정되어 있다. 따라서, 각 X 방향 리니어 모터(135A, 135B)의 각 X 방향 가동자(140A, 140B)는 각 갠트리 프레임(120A, 120B)과 함께 X 방향으로 이동한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, X 방향 고정자(130)에는, 제1, 제2 X 방향 가동자(140A, 140B)가 부착되어 있다. X 방향 고정자(130)의 각 X 방향 가동자(140A, 140B)가 조합되는 부분은, 각각 제1, 제2 X 방향 리니어 모터(135A, 135B)를 형성한다.
또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 주가대(111)의 제1, 제2 X 방향 가동자(140A, 140B)측의 측면에는, X 방향을 향하여 직선 형상으로 뻗는 리니어 엔코더(190)의 리니어 스케일(192)이 부착되어 있고, 제1, 제2 X 방향 가동자(140A, 140B)로부터 주가대(111)의 옆을 마주보고 뻗는 L자형의 제1, 제2 러그(191A, 191B)의 선단에는 리니어 엔코더(190)의 제1, 제2 엔코더 헤드(193A, 193B)가 부착되어 있다. 이와 같이, 제1, 제2 엔코더 헤드(193A, 193B)는 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)의 리니어 스케일(192)의 측부의 단부에 부착되어 있다.
도 6, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)에는 제1, 제2 실장 헤드(170A, 170B)가 지지되어 있다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1, 제2 실장 헤드(170A, 170B)에는 선단에 제1, 제2 실장 툴(173A, 173B)이 부착된 제1, 제2 샤프트(172A)를 Z 방향으로 상하동시키는 Z 방향 이동 기구가 격납되어 있다. Z 방향 이동 기구는 제1, 제2 실장 툴(173A, 173B)을 상하동시켜, 실장 스테이지(110)에 흡착 고정된 기판(19)의 위에 반도체 다이(15)를 가압시킨다. 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)의 내부에는 공간이 마련되어 있고, 내면의 양측에는 Y 방향으로 뻗는 제1, 제2 리니어 가이드(127A, 127B)가 2개 부착되어 있다. 각 리니어 가이드(127A, 127B)에는 각각 제1, 제2 슬라이더(175A, 175B)가 부착되고, 각 슬라이더(175A, 175B)에는 각 실장 헤드(170A, 170B)의 각 매달기 부재(174A, 174B)가 부착되어 있다.
<실장 장치에서의 리니어 스케일의 위치 보정 계수(k(n))의 산출 동작(산출 방법)>
다음에 도 10, 도 2부터 도 3을 참조하면서 리니어 스케일(192)의 위치 보정 계수(k(n))의 산출 동작에 대해 설명한다. 리니어 스케일(192)이 열팽창하면, 플립 칩 본딩 장치(200)의 기준 위치로부터 소정의 위치까지 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 1202B)을 이동시킬 때에 오차가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 이하, 리니어 스케일(192)의 위치 보정 계수의 산출 동작(산출 방법)에 대해 설명한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 갠트리 프레임(120A)을 초기 위치에 설정하고, 제2 갠트리 프레임(120B)을 제1 갠트리 프레임(120A)에 인접하는 위치까지 X 방향으로 이동시킨다. 그리고, 제1 갠트리 프레임(120A)과 제2 갠트리 프레임(120B)을 접속 부재(122)에 의해 접속한다. 이것에 의해, 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심과의 간격은 도 3에 도시하는 소정 간격(a)이 된다. 그리고, 제어부(50)는, 도 2의 스텝 S101에 나타내는 바와 같이, n을 1로 초기 설정한다.
다음에 제어부(50)는 제1 X 방향 리니어 모터(135A)를 구동하여 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)을 X 방향으로 이동시킨다. 이때, 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)은 접속 부재(122)로 접속되어 있으므로, 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심과의 간격은 소정 간격(a)으로 유지된다. 그리고, 제어부(50)는, 도 2의 스텝 S102, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심을 리니어 스케일(192)의 제1 눈금 번호(B1(1))에 맞춘다. 다음에 제어부(50)는 도 2의 스텝 S103에서 레이저 거리 검출기(45)에 의해 이때의 제1 갠트리 프레임(120A)의 X 방향의 위치를 기준 위치로서 검출한다.
앞에, 도 2, 도 3을 참조하여 설명한 것과 마찬가지로, 제어부(50)는 리니어 스케일(192)의 소정의 눈금수(ΔB)만큼 제1, 제2 갠트리 프레임(120A, 120B)을 X 방향으로 직선 이동시키고, 제1 엔코더 헤드(193A)와 제2 엔코더 헤드(193B)에 의해, 차례차례, 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심이 위치하는 리니어 스케일(192)의 제1 눈금 번호(B1(n))와, 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심이 위치하는 리니어 스케일(192)의 제2 눈금 번호(B2(n))를 검출한다. 그리고, 제어부(50)는 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심 사이의 소정 간격(a)과, 리니어 스케일(192)에서 검출한 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심 사이의 거리(A(n))와의 비율인 리니어 스케일(192)의 위치 보정 계수(k(n))를 산출하는 동작을 반복한다. 이것에 의해, 도 3의 그래프와 마찬가지로, 리니어 스케일(192)의 각 눈금 번호(B(n))에서의 리니어 스케일(192)의 위치 보정 계수(k(n))를 산출할 수 있다.
또한, 제어부(50)는, 앞에 도 4, 도 5를 참조하여 설명한 것과 마찬가지로, 위치 보정 계수(k(n))를 수정하고 수정한 위치 보정 계수(ka(n))를 산출할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 플립 칩 본딩 장치(200)는 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심과의 X 방향의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하면서 소정의 눈금수(ΔB)만큼 제1 갠트리 프레임(120A) 및 제2 갠트리 프레임(120B)을 X 방향으로 직선 이동시키고, 제1 엔코더 헤드(193A)와 제2 엔코더 헤드(193B)에 의해, 차례차례, 눈금 번호를 검출하여 리니어 스케일(192)의 위치 보정 계수(ka(n))의 맵을 작성하고, 작성한 위치 보정 계수(ka(n))의 맵에 기초하여 각 엔코더 헤드(193A, 193B)의 위치를 수정하므로, 실장 헤드(170A, 170B)의 위치 검출 정확도를 향상시켜 전자부품의 실장 정확도가 저하하는 것을 억제할 수 있다.
이상에서 설명한 실시형태에서는, 제1 갠트리 프레임(120A)과 제2 갠트리 프레임(120B)을 접속 부재(122)로 접속하여 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심과의 X 방향의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하는 것으로서 설명했지만, 앞에, 도 2, 도 3을 참조하여 설명한 실시형태와 같이, 제1 갠트리 프레임(120A)과 제2 갠트리 프레임(120B)을 맞닿게 하여 제1 엔코더 헤드(193A)의 중심과 제2 엔코더 헤드(193B)의 중심과의 X 방향의 간격을 소정 간격(a)으로 유지하도록 해도 된다.
실장 장치(70), 플립 칩 본딩 장치(200)를 예로 하여 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 플립 칩 본딩 장치 혹은 다이본딩 장치에 한하지 않고, 여러 장치에 적용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 와이어 본딩 장치, 공업용 로봇, 반송 장치에 적용할 수 있다. 반송 또는 설치하는 대상물, 대상물의 크기, 대상물의 기술분야에 한하지 않고, 모든 장치에 적용할 수 있다.
10, 20 베이스, 11 가이드 레일, 12, 22 리니어 모터, 13, 23 본딩 헤드, 13z, 23z, 17a, 27a 중심선, 14, 24 본딩 툴, 15 반도체 다이, 16, 26 카메라, 16z, 26z 광축, 17, 27 엔코더 헤드, 18 본딩 스테이지, 19 기판, 33, 192 리니어 스케일, 34 눈금, 45 레이저 거리 검출기, 50 제어부, 61, 62 레퍼런스 부재, 70 실장 장치, 110 실장 스테이지, 111 주가대, 120A, 120B 갠트리 프레임, 122, 153A, 153B 접속 부재, 123A, 123B 다리부, 124A, 124B 암, 125A, 125B 평판, 126A, 126B 슬라이더, 112, 127A, 127B 리니어 가이드, 130 X 방향 고정자, 131 지지판, 132 영구자석, 135A, 135B X 방향 리니어 모터, 140A, 140B X 방향 가동자, 141A, 141B 베이스판, 142A, 142B 코일, 150A, 150B Y 방향 고정자, 155A, 155B Y 방향 리니어 모터, 170A, 170B 실장 헤드, 172A, 172B 샤프트, 173A, 173B 실장 툴, 175A, 175B 슬라이더, 180부가대, 181, 182 기둥, 184 보, 190 리니어 엔코더, 191A, 190B 러그, 193A, 193B 엔코더 헤드, 200 플립 칩 본딩 장치.

Claims (13)

  1. 대상물에 대하여 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 장치로서,
    레일에 가이드되어, 직선 이동하는 상기 제1 이동체와,
    상기 레일에 가이드되어, 직선 이동하는 상기 제2 이동체와,
    상기 레일을 따라 배치되고, 이동 방향을 따라 소정 피치로 복수의 눈금이 마련된 스케일과,
    상기 제1 이동체에 배치되어, 상기 스케일의 눈금 번호를 검출하는 제1 검출부와,
    상기 제2 이동체에 배치되어, 상기 스케일의 눈금 번호를 검출하는 제2 검출부와,
    상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부의 간격을 소정 간격으로 유지하여 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체를 상기 레일을 따라 이동시키면서, 차례차례, 상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부에서 상기 제1 검출부가 위치하는 제1 눈금 번호와 상기 제2 검출부가 위치하는 제2 눈금 번호를 검출하고, 상기 제1 눈금 번호와 상기 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리에 대한 상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부 사이의 상기 소정 간격과의 비율인 위치 보정 계수를 산출하고, 상기 위치 보정 계수가 1보다 크면 상기 스케일이 기준 대비 팽창한 것으로 판단하고, 상기 위치 보정 계수가 1보다 작으면 상기 스케일이 기준 대비 수축한 것으로 판단하는 것으로, 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체의 이동량을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체는, 각각, 반도체 다이를 상기 대상물에 반송하는 반송 기구이고,
    상기 대상물은 반송된 상기 반도체 다이가 설치되는 기판 또는 다른 반도체 다이이며,
    상기 장치는 상기 반도체 다이를 상기 대상물에 실장하는 장치인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 이동체를 구동시키는 제1 구동부와,
    상기 제2 이동체를 구동시키는 제2 구동부를 더 구비하고,
    제어부는 상기 제1 구동부 또는 상기 제2 구동부의 어느 일방을 구동시켜 상기 제1 이동체 또는 상기 제2 이동체의 일방을 타방으로 밀어붙여, 상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부와의 간격을 상기 소정 간격으로 유지하면서 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 동시에 이동시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 소정 간격과, 상기 제1 눈금 번호와 상기 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리와의 비율에 기초하여, 상기 스케일의 일단으로부터의 소정의 눈금수마다의 위치 보정 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이동체 또는 상기 제2 이동체의 기준 위치로부터의 거리를 검출하는 거리 검출기를 구비하고,
    상기 제어부는
    상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부를 상기 소정 간격으로 유지하고, 상기 거리 검출기에 의해 상기 기준 위치로부터의 상기 제1 이동체 또는 상기 제2 이동체의 거리를 검출하면서 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 상기 레퍼런스 거리만큼 이동시키기 전과 후의 상기 스케일의 눈금 번호차를 상기 제1 검출부 또는 상기 제2 검출부에 의해 검출하고,
    상기 레퍼런스 거리와 상기 눈금 번호차에 기초하여 상기 이동량을 수정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    레퍼런스 거리만큼 이간하여 위치 마크가 배치된 레퍼런스 부재와,
    상기 제1 이동체에 부착되어, 상기 위치 마크의 화상을 취득하는 제1 화상 취득 수단과,
    상기 제2 이동체에 부착되어, 상기 위치 마크의 화상을 취득하는 제2 화상 취득 수단과,
    제어부는 상기 제1 화상 취득 수단 또는 상기 제2 화상 취득 수단에서 취득한 상기 위치 마크의 화상에 기초하여 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 상기 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 이동시키기 전과 후의 상기 스케일의 눈금 번호차를 상기 제1 검출부 또는 상기 제2 검출부에 의해 검출하고,
    상기 레퍼런스 거리와 상기 눈금 번호차에 기초하여 상기 이동량을 수정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항, 제2항, 제5항 또는 제6항에 있어서,
    전자부품을 실장하는 실장 스테이지를 포함하고,
    상기 레일은 X 방향으로 뻗는 2개의 리니어 가이드이고,
    상기 제1 이동체는 상기 실장 스테이지의 위를 지나가도록 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 상기 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제1 갠트리 프레임이고,
    상기 제2 이동체는 상기 실장 스테이지의 위를 지나가도록 상기 제1 갠트리 프레임과 평행하게 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 상기 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제2 갠트리 프레임이며,
    상기 스케일은 일방의 리니어 가이드를 따라 배치되고,
    상기 제1 검출부는 상기 제1 갠트리 프레임의 상기 스케일의 측부의 단부에 부착되고,
    상기 제2 검출부는 상기 제2 갠트리 프레임의 상기 스케일의 측부의 단부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    전자부품을 실장하는 실장 스테이지를 포함하고,
    상기 레일은 X 방향으로 뻗는 2개의 리니어 가이드이고,
    상기 제1 이동체는 상기 실장 스테이지의 위를 지나가도록 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 상기 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제1 갠트리 프레임이고,
    상기 제2 이동체는 상기 실장 스테이지의 위를 지나가도록 상기 제1 갠트리 프레임과 평행하게 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 상기 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제2 갠트리 프레임이며,
    상기 스케일은 일방의 리니어 가이드를 따라 배치되고,
    상기 제1 검출부는 상기 제1 갠트리 프레임의 상기 스케일의 측부의 단부에 부착되고,
    상기 제2 검출부는 상기 제2 갠트리 프레임의 상기 스케일의 측부의 단부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    전자부품을 실장하는 실장 스테이지를 포함하고,
    상기 레일은 X 방향으로 뻗는 2개의 리니어 가이드이고,
    상기 제1 이동체는 상기 실장 스테이지의 위를 지나가도록 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 상기 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제1 갠트리 프레임이고,
    상기 제2 이동체는 상기 실장 스테이지의 위를 지나가도록 상기 제1 갠트리 프레임과 평행하게 Y 방향으로 뻗고, 양단이 각각 상기 2개의 리니어 가이드에 가이드되어 X 방향으로 이동하는 제2 갠트리 프레임이며,
    상기 스케일은 일방의 리니어 가이드을 따라 배치되고,
    상기 제1 검출부는 상기 제1 갠트리 프레임의 상기 스케일의 측부의 단부에 부착되고,
    상기 제2 검출부는 상기 제2 갠트리 프레임의 상기 스케일의 측부의 단부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 대상물에 대해 제1 이동체 및 제2 이동체를 직선 이동시키는 방법으로서,
    레일에 가이드되어 직선 이동하는 상기 제1 이동체와, 상기 레일에 가이드되어, 직선 이동하는 상기 제2 이동체와, 상기 레일을 따라 배치되어, 이동 방향을 따라 소정 피치로 복수의 눈금이 마련된 스케일과, 상기 제1 이동체에 배치된 제1 검출부와, 상기 제2 이동체에 배치된 제2 검출부를 구비하는 장치를 준비하는 스텝과,
    상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부와의 간격을 소정 간격으로 유지하여 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체를 상기 레일을 따라 이동시키면서, 차례차례, 상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부에서 상기 제1 검출부가 위치하는 제1 눈금 번호와 상기 제2 검출부가 위치하는 제2 눈금 번호를 검출하는 눈금 번호 검출 스텝과,
    상기 제1 눈금 번호와 상기 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리에 대한 상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부 사이의 상기 소정 간격과의 비율인 위치 보정 계수를 산출하고, 상기 위치 보정 계수가 1보다 크면 상기 스케일이 기준 대비 팽창한 것으로 판단하고, 상기 위치 보정 계수가 1보다 작으면 상기 스케일이 기준 대비 수축한 것으로 판단하는 것으로, 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체의 이동량을 제어하는 이동량 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소정 간격과 상기 제1 눈금 번호와 상기 제2 눈금 번호 사이의 스케일상의 거리와의 비율에 기초하여, 상기 스케일의 일단으로부터의 소정의 눈금수마다의 위치 보정 계수를 산출하는 보정 계수 산출 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 장치는 상기 제1 이동체 또는 상기 제2 이동체의 기준 위치부터의 거리를 검출하는 거리 검출기를 구비하고,
    상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부를 상기 소정 간격으로 유지하고, 상기 거리 검출기에 의해 상기 기준 위치로부터의 상기 제1 이동체 또는 상기 제2 이동체의 거리를 검출하면서 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 상기 레퍼런스 거리만큼 이동시키기 전과 후의 상기 스케일의 눈금 번호차를 상기 제1 검출부 또는 상기 제2 검출부에 의해 검출하고, 상기 레퍼런스 거리와 상기 눈금 번호차에 기초하여 상기 이동량을 수정하는 이동량 수정 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 장치는 레퍼런스 거리만큼 이간하여 위치 마크가 배치된 레퍼런스 부재와, 상기 제1 이동체에 부착되어, 상기 위치 마크의 화상을 취득하는 제1 화상 취득 수단과, 상기 제2 이동체에 부착되어, 상기 위치 마크의 화상을 취득하는 제2 화상 취득 수단을 포함하고,
    상기 제1 화상 취득 수단 또는 상기 제2 화상 취득 수단에서 취득한 상기 위치 마크의 화상에 기초하여 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 상기 레퍼런스 거리만큼 이동시키고, 상기 제1 이동체 및 상기 제2 이동체를 이동시키기 전과 후의 상기 스케일의 눈금 번호차를 상기 제1 검출부 또는 상기 제2 검출부에 의해 검출하고, 상기 레퍼런스 거리와 상기 눈금 번호차에 기초하여 상기 이동량을 수정하는 이동량 수정 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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