KR20210077599A - 소자 실장 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소자나 전사 툴을 파손시킬 우려 없이, 전사 툴로부터 소자까지의 거리를 정확히 계측하는 것이 가능한 소자 실장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 따른 소자 실장 장치(1)는, 전사 헤드(53)에 설치되고, 기준 기판(P)까지의 거리 및 기준 기판(Q)까지의 거리를 계측하는 접촉 센서부(54)와, 전사 헤드(53)에 착탈 가능하게 설치되고, 공급대(3)에 지지된 공급 기판(R)으로부터 복수 행 복수 열의 소자(T)를 픽업하며, 픽업한 소자(T)를 실장 기판(S)에 배치하는 전사 툴(6)과, 기준 기판(P)까지의 거리 및 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제1 비접촉 센서(71)와, 기준 기판(Q)까지의 거리 및 실장 기판(S)까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제2 비접촉 센서(72)와, 대향하는 전사 헤드(53)까지의 거리 및 대향하는 전사 툴(6)까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제3 비접촉 센서(73)를 구비한다.

Description

소자 실장 장치{DEVICE MOUNTING APPARATUS}

본 발명은 소자 실장 장치에 관한 것이다.

회로 패턴이 형성된 기판에 반도체 소자, 저항 및 콘덴서 등의 소자를 실장하는 소자 실장 장치가 보급되어 있다. 소자 실장 장치는, 소자가 스톡된 공급 기판과 소자를 실장하는 실장 기판 사이를 왕복하는 소자의 이송부를 갖는다. 이송부는, 소자를 하나씩 공급 기판으로부터 픽업하여, 실장 기판까지 소자를 유지해서 반송하여, 실장 기판 상에 소자를 배치한다. 실장 기판에는, ACF(Anisotropic Conductive Film), ACP(Anisotropic Conductive Paste), NCF(Non Conductive Film), NCP(Non Conductive Paste) 또는 균질 공정(共晶) 땜납 등의 접합 재료가 형성되어 있고, 이 접합 재료를 통해, 소자가 실장 기판에 실장된다.

최근, 소자의 미소화가 매우 빠른 페이스로 진전되고 있다. 한 변의 사이즈가 50 ㎛나 10 ㎛와 같은 200 ㎛ 이하의 소자도 제안되어 있다. 이들 소자는, 예컨대 50 ㎛나 10 ㎛와 같은 미니 LED나 마이크로 LED이고, 디스플레이용의 표시 기판에 RGB의 각 화소로서 어레이형(행렬형)으로 배열되며, 또한 백라이트의 발광체로서 조명 기판에 배열된다. LED를 화소로서 표시 기판에 탑재하는 경우, 표시 기판이 4 K 대응이면, RGB 중 한 색으로 적어도 800만개 이상의 LED를 표시 기판에 실장할 필요가 있어, 소자를 하나씩 실장하는 것은 생산 효율에 문제가 있었다.

그래서, 복수 행 복수 열의 소자를 한번에 픽업하여 실장 기판에 실장함으로써, 생산 효율을 개선하는 안이 제안되어 있다. 이송부는, 복수 행 복수 열의 소자를 유지하는 전사 툴을 구비하고, 이 전사 툴로 복수 행 복수 열의 소자를 일괄적으로 픽업하여, 일괄적으로 실장한다. 이 소자 실장 장치에 의하면, 이송부의 왕복 횟수는, 이송부로 한번에 유지할 수 있는 소자의 수로 공급 기판 상의 전체 소자의 수를 나눈 횟수분으로 삭감할 수 있다.

전사 툴에 의한 소자의 유지 방법으로서는, 진공 흡착이나 정전 흡착 등의 흡착이 사용되고 있다. 어느 경우도, 전사 툴에는 복수 행 복수 열의 유지부가 배치되어 있다. 진공 흡착이 채용되는 경우, 유지부는 흡인 구멍이다. 각 흡인 구멍은, 이젝터 등을 갖는 공기압 회로에 접속되어 있고, 각 흡인 구멍에는 부압이 발생한다. 이송부는, 부압에 의해 전사 툴의 흡인 구멍에 소자를 끌어당김으로써, 공급 기판으로부터 소자를 일괄적으로 픽업하여, 기판까지 반송하고, 진공 파괴나 대기 개방 등에 의한 부압 해제에 의해 실장 기판 상에 소자를 배치하여 실장한다. 정전 흡착이 채용되는 경우, 유지부는 메사형 구조체이다. 베이스 기판에 다수의 메사형 구조체가 형성되고, 메사형 구조체에 전극 및 유전체층이 형성된다. 이 메사형 구조체를 갖는 정전력 발생부가 소자에 대한 국소적인 흡착점이 되고, 전압의 인가에 의한 정전력에 의해 각 정전력 발생부에 소자를 일괄적으로 끌어당긴다. 그리고, 전압의 인가 해제에 의해 실장 기판 상에 소자를 배치하여 실장한다.

소자의 픽업에 있어서는, 소자를 픽업하는 전사 툴의 소자에 대한 이동 거리가 불충분하면, 전사 툴이 충분히 소자를 흡착할 수 없어 소자의 픽업에 실패하고, 전사 툴이 지나치게 이동하면, 전사 툴이 과잉으로 소자에 대어져 버려, 소자 또는 전사 툴이 파손될 우려가 있다. 또한, 실장 기판에의 소자의 배치에 있어서는, 소자를 유지하는 전사 툴의 실장 기판에 대한 이동 거리가 불충분하면, 전사 툴이 충분히 소자를 실장 기판에 밀어붙일 수 없어 소자의 배치에 실패하고, 전사 툴이 지나치게 이동하면, 전사 툴이 과잉으로 소자를 밀어붙여 버려, 소자 또는 전사 툴이 파손될 우려가 있다. 이 때문에, 전사 툴로부터 픽업되는 소자까지의 거리나 실장 기판까지의 거리를 정확히 계측할 필요가 있다.

이들의 거리를 계측하는 방법으로서, 비접촉 센서를 이용하는 비접촉 방식과 접촉 센서를 이용하는 접촉 방식이 있다. 비접촉 방식이 채용되는 경우, 비접촉 센서는, 예컨대 레이저 변위계이고, 소자에 레이저를 조사하여 그 반사광으로부터 상기 소자까지의 거리를 계측한다. 접촉 방식이 채용되는 경우, 소자와 전사 툴을 접촉시켜, 접촉 센서가 접촉을 검출한 시점까지의 전사 툴의 이동량을 계측한다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2015-230946호 공보

접촉 방식은, 거리의 계측에 전사 툴과 소자의 접촉을 수반한다. 그래서, 정밀도 좋게 계측을 행하기 위해서는, 접촉에 있어서의 전사 툴의 탄성 변형을 피하기 위해서, 전사 툴은, 금속이나 세라믹, 실리콘 등의 딱딱한 부재로 형성하는 것이 적합하다.

그러나, 전사 툴에 금속이나 세라믹, 실리콘 등의 딱딱한 부재를 이용한 경우, 소자가 미소하기 때문에 접촉에 의한 소자나 전사 툴에 가해지는 응력이 높아, 소자나 전사 툴이 파손될 우려가 있다. 한편, 전사 툴에 수지 등으로 부드러운 부재를 이용한 경우, 소자와의 접촉에 의해 전사 툴이 탄성 변형하기 때문에, 계측하는 전사 툴로부터 소자까지의 거리의 정확성이 상실되어 버린다.

비접촉 센서를 이용한 비접촉 방식은, 거리를 측정하고자 한 경우, 미리, 전사 툴을 기준면 등에 접촉시켜, 전사 툴의 상하 방향 위치와 비접촉 센서의 계측값을 결부시킬 필요가 있다. 이때에, 전사 툴의 접촉을 수반하기 때문에, 역시, 접촉 방식과 동일한 문제의 가능성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 소자나 전사 툴을 파손시킬 우려 없이, 전사 툴로부터 소자까지의 거리를 정확히 계측하는 것이 가능한 소자 실장 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 소자 실장 장치는, 기준 기판, 또는 소자가 어레이형으로 정렬된 공급 기판이 지지되는 반면(盤面)을 갖는 공급대와, 기준 기판, 또는 상기 어레이형으로 정렬된 소자가 배치되는 실장 기판이 지지되는 반면을 갖는 실장대와, 상기 공급대와 상기 실장대가 늘어서는 방향으로 이동하고, 상기 공급대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제1의 미리 정해진 위치로부터 상기 공급대까지의 사이, 및 상기 실장대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제2의 미리 정해진 위치로부터 상기 실장대까지의 사이를 이동하는 전사 헤드와, 상기 전사 헤드에 설치되고, 상기 공급대 또는 상기 실장대에 지지된 상기 기준 기판에 접촉한 것을 검출함으로써, 상기 제1의 미리 정해진 위치로부터 상기 공급대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리 및 상기 제2의 미리 정해진 위치로부터 상기 실장대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리를 계측하는 접촉 센서부를 구비한다.

또한, 본 발명의 소자 실장 장치는, 상기 전사 헤드에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 공급대에 지지된 상기 공급 기판으로부터 복수 행 복수 열의 소자를 픽업하며, 픽업한 소자를 상기 실장 기판에 배치하는 전사 툴과, 상기 공급대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제3의 미리 정해진 위치로부터, 상기 공급대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리 및 상기 공급대에 지지된 상기 공급 기판 상의 소자까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제1 비접촉 센서와, 상기 실장대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제4의 미리 정해진 위치로부터, 상기 실장대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리 및 상기 실장대에 지지된 상기 실장 기판까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제2 비접촉 센서와, 상기 공급대와 상기 실장대 사이에 설치되고, 대향하는 상기 전사 헤드까지의 거리 및 대향하는 상기 전사 툴까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제3 비접촉 센서와, 상기 접촉 센서부, 상기 제1 비접촉 센서, 상기 제2 비접촉 센서, 및 상기 제3 비접촉 센서가 계측한 거리에 기초하여, 상기 전사 헤드의 이동을 제어하는 제어부를 구비한다.

본 발명에 의하면, 소자나 전사 툴을 파손시킬 우려 없이, 전사 툴로부터 소자까지의 거리를 정확히 계측하는 것이 가능한 소자 실장 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시형태에 따른 소자 실장 장치의 구성을 도시한 모식도이다.
도 2는 전사 헤드 및 전사 툴의 구성을 도시한 모식도이다.
도 3은 실시형태에 따른 제어부의 기능 블록도이다.
도 4는 실시형태에 따른 각 거리의 계측 동작의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 5는 접촉 센서부에 의한 공급대 또는 실장대에 지지된 기준 기판까지의 거리의 계측을 도시한 모식도이다.
도 6은 비접촉 센서에 의한 공급대 또는 실장대에 지지된 기준 기판까지의 거리, 및 전사 헤드까지의 거리의 계측을 도시한 모식도이다.
도 7은 비접촉 센서에 의한 공급대에 지지된 공급 기판 상의 소자까지의 거리, 실장대에 지지된 실장 기판까지의 거리, 및 전사 툴까지의 거리의 계측을 도시한 모식도이다.
도 8은 실시형태에 따른 소자 실장 장치의 동작의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 소자 실장 장치의 구성을 도시한 모식도이다.

[실시형태]

[구성]

(개략 구성)

도 1은 실시형태에 따른 소자 실장 장치(1)의 구성을 도시한 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 소자 실장 장치(1) 내에는 공급 기판(R)과 실장 기판(S)이 반입된다. 공급 기판(R)은, 소자(T)를 어레이형(행렬형)으로 정렬시켜 스톡한 직사각형 형상의 소자 공급체이다. 소자(T)는, 전자 회로에 사용되는 부품이고, MEMS, 반도체 소자, 저항 및 콘덴서 등의 칩이 포함되며, 반도체 소자에는 트랜지스터, 다이오드, LED 및 사이리스터 등의 디스크리트 반도체, 및 IC나 LSI 등의 집적 회로가 포함된다. LED에는 소위 미니 LED 및 마이크로 LED가 포함된다. 특히, 소자(T)에는 한 변이 200 ㎛ 이하의 소위 미소 부품이 포함된다. 실장 기판(S)은, 회로 패턴이 형성되어 이루어지고, 예컨대 미니 LED가 정렬되는 백라이트용의 조명 기판, RGB의 각 마이크로 LED가 화소로서 배열되는 표시 기판이다.

이 소자 실장 장치(1)는, 공급 기판(R)을 지지하는 공급대(3)와, 실장 기판(S)을 지지하는 실장대(4)와, 소자(T)를 공급 기판(R)으로부터 실장 기판(S)으로 바꿔 옮기는 이송부(5)를 구비한다. 이 소자 실장 장치(1)에는, 위치 고정의 픽업 포지션(21) 및 실장 포지션(22)이 설정되어 있고, 이송부(5)는, 픽업 포지션(21)에 있어서 공급 기판(R)으로부터 소자(T)를 픽업하고, 또한 실장 포지션(22)에 있어서 실장 기판(S)에 소자(T)를 배치하여 실장한다. 즉, 픽업 포지션(21)은, 이송부(5)가 소자(T)를 픽업하는 위치이고, 실장 포지션(22)은, 이송부(5)가 픽업한 소자를 배치하는 위치이다.

공급대(3)는, 반면과 평행한 2차원 방향(본 실시형태에서는, 수평 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 공급대(3)는, 공급 기판(R) 상에서 어레이형(행렬형)으로 정렬된 소자(T) 중 픽업 대상이 되는 복수 행 복수 열의 소자(T)를, 픽업 포지션(21)에 위치하도록 이동시킨다. 실장대(4)는, 반면과 평행한 2차원 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 실장대(4)는, 실장 기판(S) 상의 회로 패턴 중, 이송부(5)에 의해 복수 행 복수 열의 소자(T)가 실장되는 회로 패턴의 위치를, 실장 포지션(22)에 위치하도록 이동시킨다. 이송부(5)는, 복수 행 복수 열의 소자(T)를 공급 기판(R)으로부터 일괄적으로 픽업하고, 픽업한 소자(T)를 실장 기판(S)으로 일괄적으로 바꿔 옮긴다. 소자 실장 장치(1)는, 이송부(5)를 복수 회 가동시켜, 복수 행 복수 열의 소자(T)를 실장 기판(S)으로 복수 회에 걸쳐 바꿔 옮김으로써, 소자(T)가 어레이형(행렬형)으로 배열된 소자 실장 기판을 제조한다.

또한, 바꿔 옮겨진 소자(T)는, 최종적으로 실장 기판(S)에 전기적 및/또는 기계적으로 접합된다. 실장 기판(S) 상에는, 예컨대 ACF, ACP, NCF, NCP 또는 균질 공정 땜납 등의 접합 재료가 미리 형성되어 있고, 접합 재료 상에 배치된 소자(T)는, 접합 재료 상에 유지된다. 전술한 바와 같은 접합 재료는, 점착성이나 접착성을 갖고 있고, 그에 의해 소자(T)는 유지되며, 소자(T)가 실장 기판(S)에 실장된다. 또한, 가열, 냉각, 가압 등으로, 합금 접합, 도전 입자 압착, 수지 경화, 범프 압접 등에 의해 실장 기판(S)과 소자(T)가 전기적 및/또는 기계적으로 접속하고, 접합 재료가 경화됨으로써, 실장 기판(S)과 소자(T)가 최종적으로 접합된다. 이 최종적인 접합은, 소자 실장 장치(1)의 이송부(5)나 실장대(4)에서 행해져도 좋고, 소자 실장 장치(1)의 안 혹은 밖의 다른 장치에 의해 행해져도 좋다. 최종적인 접합 처리의 유무에 관계 없이, 실장 기판(S)으로 소자(T)가 바꿔 옮겨져 배치되어, 유지되는 것이 실장하게 된다.

공급대(3)는, 공급 기판(R)을 지지하기 전에 기준 기판(P)을 지지한다. 실장대(4)는, 실장 기판(S)을 지지하기 전에 기준 기판(Q)을 지지한다(도 5 참조). 기준 기판(P, Q)은, 예컨대 유리를 포함하고, 후술하는 이송부(5)에 설치된 접촉 센서부(54)에 의해 이송부(5)와 접촉한 것을 검출하기 위한 더미 기판이다.

접촉 센서부(54)에 의해, 이송부(5)의 기준 기판(P, Q)과의 접촉을 검출하여, 이송부(5)가 소자(T)를 공급 기판(R)으로부터 픽업할 때에 공급대(3)의 반면에 대해 수직 방향으로 이동하는 이동량을, 또한 이송부(5)가 픽업한 소자(T)를 실장 기판(S)으로 바꿔 옮길 때에 실장대(4)의 반면에 대해 수직 방향으로 이동하는 이동량을 사전에 계측한다. 이 접촉 센서부(54) 및 후술하는 비접촉 센서(71∼73)에 의한 계측이 끝나면, 기준 기판(P, Q)은 소자 실장 장치(1) 내에서 제거되고, 대신에 공급 기판(R)과 실장 기판(S)이 소자 실장 장치(1) 내에 반입된다.

(상세 구성)

공급대(3)는, 평탄한 반면(배치면)을 갖고, 상기 반면에 공급 기판(R)이 지지된다. 실장대(4)는, 평탄한 반면(배치면)을 갖고, 상기 반면에 실장 기판(S)이 지지된다. 이들 공급대(3) 및 실장대(4)의 반면은, 각각, 직교하는 2축을 포함하는 직동 기구(31, 41)에 의해 지지되고, 반면과 평행한 2차원 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 직동 기구(31, 41)는, 예컨대 리니어 가이드 및 볼 나사를 포함하고, 공급대(3) 및 실장대(4)의 반면은, 각각, 이 직동 기구(31, 41)의 슬라이더에 지지되어 있다.

공급대(3)는, 직동 기구(31)에 의한 2차원 방향의 평행 이동에 의해, 픽업 포지션(21)에 위치되는 픽업 영역(32)을 변경한다. 픽업 영역(32)은, 공급 기판(R) 상의 위치이고, 이 영역의 복수 행 복수 열의 소자(T)가 전사 툴(6)에 의해 일괄적으로 픽업된다. 즉, 픽업 영역(32)은, 픽업 예정이 되는 복수 행 복수 열의 소자(T)가 존재하는 범위를 일 단위로서 설정된 범위이다. 환언하면, 도 1에서 공급 기판(R) 상에 파선으로 도시되어 있는 바와 같은, 복수 행 복수 열의 소자(T)를 포함하는 소자군을 둘러싸는, 이 소자군이 존재하는 영역과 동일한 크기의 가상적인 영역이다. 따라서, 픽업 영역(32)은, 공급 기판(R) 상에 소자(T)의 배열에 따라 행렬형으로 복수 존재하고, 이송부(5)에 의한 픽업마다 픽업 포지션(21)에 위치된다.

실장대(4)는, 직동 기구(41)에 의한 2차원 방향의 평행 이동에 의해, 실장 포지션(22)에 위치되는 실장 영역(42)을 변경한다. 실장 영역(42)은, 실장 기판(S) 상의 위치이고, 전사 툴(6)에 의해 일괄적으로 복수 행 복수 열의 소자(T)가 실장되는 범위이다. 환언하면, 도 1에서 실장 기판(S) 상에 파선으로 도시되어 있는 바와 같은, 복수 행 복수 열의 소자(T)를 포함하는 소자군을 둘러싸는, 이 소자군이 배치되는 영역과 동일한 크기의 가상적인 영역이다. 실장 영역(42)은, 실장 영역(42) 상에 실장되는 소자(T)의 배열에 따라 행렬형의 배치로 실장 기판(S) 상에 설정되어 있다. 그리고, 각 실장 영역(42)은, 이송부(5)에 의한 실장마다 실장 포지션(22)에 위치된다.

이송부(5)는, 직동 기구(51)에 승강 기구(52)를 통해 지지되고, 픽업 포지션(21) 및 실장 포지션(22)으로 이동 가능하게 되어 있다. 직동 기구(51)는, 예컨대 리니어 가이드 및 볼 나사이고, 픽업 포지션(21)과 실장 포지션(22) 사이에 가설되며, 공급 기판(R)의 소자(T)가 배열된 면과 실장 기판(S)의 실장 영역(42)이 배열된 면을 향하도록 연장되어 있다. 승강 기구(52)는, 예컨대 리니어 가이드 및 볼 나사이고, 직동 기구(51)의 슬라이더에 지지되며, 공급 기판(R)과 실장 기판(S)에 접촉 및 분리되는 방향(본 실시형태에서는, 수평 방향에 대해 수직으로 교차하는 연직 방향, 즉, 상하 방향)으로 연장되어 있다. 이송부(5)는, 이 승강 기구(52)의 슬라이더에 지지되어 있다.

이송부(5)는, 전사 헤드(53)를 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전사 헤드(53)는, 공급대(3), 실장대(4)에 대향하는 면이 접촉면(531)으로 되어 있다. 이 접촉면(531)에 전사 툴(6)이 착탈 가능하게 장착된다. 접촉면(531)에는, 후술하는 전사 툴(6)의 흡인 구멍인 유지부(62)에 연통(連通)되는 흡인 구멍이 형성되어 있다. 이 흡인 구멍에 부압을 발생시킴으로써 소자(T)를 전사 툴(6)에 흡착 유지 가능하게 한다.

전사 툴(6)은, 탄성을 갖는 부재로 형성되고, 유지면(61)을 구비한다. 유지면(61)은, 픽업 포지션(21)에서 공급 기판(R)과 마주보고, 또한 실장 포지션(22)에서 실장 기판(S)과 마주보는 전사 툴(6)의 단부면이다. 이 유지면(61)에는 유지부(62)가 배치되어 있다. 유지부(62)는 복수 행 복수 열로 정렬되고, 1개의 유지부(62)가 1개의 소자(T)를 유지한다. 유지부(62)는, 예컨대, 소자(T)의 변 길이보다 소직경의 흡인 구멍이고, 진공 흡착에 의해 소자(T)를 흡착 유지한다. 각 유지부(62)는, 연통되는 접촉면(531)의 흡인 구멍에 부압을 발생시킴으로써 소자(T)를 끌어당겨, 부압이 발생하고 있는 동안에는 소자(T)를 유지하고, 진공 파괴나 대기 개방 등에 의한 부압 해제에 의해 소자(T)를 분리한다. 또한, 유지부(62)의 행수, 열수와, 공급 기판(R) 상에서 어레이형으로 정렬된 소자(T)의 행수, 열수는 일치하고 있지 않아도 일치하고 있어도 좋다. 여기서는, 유지부(62)의 행수, 열수와, 공급 기판(R) 상에서 어레이형으로 정렬된 소자(T)의 행수, 열수는 일치하고 있지 않고, 유지부(62)의 행수, 열수 쪽이 공급 기판(R) 상에서 어레이형으로 정렬된 소자(T)의 행수, 열수보다 적다. 유지부(62)의 배치 간격은, 공급 기판(R) 상에서 정렬된 소자(T)의 배치 간격과 일치하고 있다.

또한, 전사 헤드(53)는, 공급 기판(R)과 실장 기판(S)의 반입 전에 행해지는, 소자(T)의 픽업 및 배치에 따른 이송부(5)의 이동 거리의 계측에 이용된다. 이때에는, 기준 기판(P, Q)이 공급대(3)와 실장대(4)에 각각 지지되어 있다. 즉, 전사 헤드(53)는, 그 접촉면(531)을 공급대(3) 상에 지지된 기준 기판(P), 또는 실장대(4) 상에 지지된 기준 기판(Q)을 향해 대향한다. 접촉면(531)은, 예컨대 금속이나 세라믹과 같은 딱딱한 부재를 포함하고, 이송부(5)의 이동에 의해 기준 기판(P)의 반면 또는 기준 기판(Q)의 반면에 접촉하는 면이기도 하다.

전사 헤드(53)에는, 접촉 센서부(54)가 설치되어 있다(도 1 참조). 접촉면(531)이 기준 기판(P, Q)에 접촉한 것은, 전사 헤드(53)에 설치된 이 접촉 센서부(54)에 의해 검출된다. 접촉 센서부(54)는, 예컨대 접촉 센서와 인코더를 포함한다. 접촉 센서는, 예컨대 와전류 센서 등의 갭 센서이다. 접촉 센서는, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)이 기준 기판(P, Q)에 접촉함으로써 발생하는, 이송부(5) 상에서의 전사 헤드(53)의 상대 이동을 검지한다. 인코더는, 전사 헤드(53)의 이동량을 검출한다.

접촉 센서부(54)는, 이 접촉 센서가 검출한 접촉 정보와, 인코더에 의한 기준 기판(P) 또는 기준 기판(Q)에 접촉하기까지의 접촉면(531)의 이동량 정보에 기초하여, 전사 헤드(53)의 초기 위치(미리 정해진 위치)로부터 기준 기판(P)까지의 거리(A) 및 기준 기판(Q)까지의 거리(B)를 계측한다. 또한, 후술하는 제어부(8)는, 접촉면(531)이 기준 기판(P) 또는 기준 기판(Q)의 반면에 대해 수직 방향으로 접근을 개시하는 미리 정해진 위치(초기 위치)를, 제1의 미리 정해진 위치(X1) 또는 제2의 미리 정해진 위치(X2)로서 기억하고 있다. 환언하면, 제1의 미리 정해진 위치(X1)는, 접촉면(531)이 공급대(3)로부터 연직 방향(대향 방향)으로 이격되어 공급대(3)의 반면을 향하는 위치이고, 제2의 미리 정해진 위치(X2)는, 접촉면(531)이 실장대(4)로부터 연직 방향(대향 방향)으로 이격되어 실장대(4)의 반면을 향하는 위치이다(도 5 참조). 즉, 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 기준 기판(P)까지의 거리가 거리(A), 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 기준 기판(Q)까지의 거리가 거리(B)로서 검출된다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1의 미리 정해진 위치(X1)와 제2의 미리 정해진 위치(X2)는 동일한 높이 위치로 하고 있다.

도 1로 되돌아가면, 소자 실장 장치(1)는, 3개의 비접촉 센서(71, 72, 73)를 구비한다. 비접촉 센서(71∼73)는, 예컨대 검출하는 대상에 레이저를 조사하여, 대상까지의 거리를 계측하는 레이저 변위계이다. 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 비접촉 센서(71)(제1 비접촉 센서)는, 공급대(3)에 지지된 기준 기판(P)까지의 거리(C) 및 공급 기판(R) 상의 픽업 대상의 복수 행 복수 열의 소자(T)까지의 거리(F)를 계측한다. 비접촉 센서(72)(제2 비접촉 센서)는, 실장대(4)에 지지된 기준 기판(Q)까지의 거리(E) 및 실장 기판(S)까지의 거리(H)를 계측한다. 비접촉 센서(73)(제3 비접촉 센서)는, 이송부(5)에 설치된 전사 헤드(53)의 접촉면(531)까지의 거리(D) 및 전사 툴(6)의 유지면(61)까지의 거리(G)를 계측한다. 또한, 비접촉 센서(71∼73)가 계측하는 거리(C∼H)의 시점은, 예컨대 비접촉 센서(71∼73)의 광원의 위치이지만, 설정할 수 있는 것이면 비접촉 센서(71∼73)의 어느 위치여도 좋다.

비접촉 센서(71, 72)는, 이송부(5)와 일체로 이동할 수 있다. 즉, 비접촉 센서(71, 72)는, 이송부(5)와의 상대 위치가 불변이도록, 직동 기구(51)에 승강 기구(52)를 통해 지지되어 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 도시하지 않은 브래킷에 의해 이송부(5)의 전사 헤드(53)에 탑재된다. 즉, 비접촉 센서(71, 72)는, 픽업 포지션(21) 및 실장 포지션(22)으로 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 비접촉 센서(71, 72)는, 픽업 포지션(21) 및 실장 포지션(22)에서 각 거리의 계측을 행할 수 있다. 또한, 비접촉 센서(71, 72)에는, 센서의 종류에 따라서는, 적정히 계측할 수 있는 거리 범위가 존재한다. 이러한 경우, 승강 기구(52)에 의해, 측정 대상까지의 간격을 조정할 수 있고, 적정히 계측할 수 있는 거리의 범위 내로 할 수 있다.

비접촉 센서(71)는, 공급대(3) 상의 기준 기판(P)까지의 거리(C), 공급 기판(R) 상의 복수의 소자(T)까지의 거리(F)를 측정할 때, 픽업 포지션(21)에서 레이저 조사를 행한다. 거리(F)를 측정하는 경우, 레이저 조사의 대상으로 하는 소자(T)는, 후술하는 제어부(8)에 미리 설정되고, 예컨대, 픽업 대상이 되는, 공급 기판(R) 상의 미리 정해진 픽업 영역(32) 내에 있어서의 복수 행 복수 열의 소자(T)의 중심에 위치하는 소자(T)이다. 또한, 거리(C)를 측정하는 경우, 반드시 픽업 포지션(21)일 필요는 없고, 기준 기판(P)의 반면까지의 거리를 계측할 수 있는 위치이면 어디여도 좋다.

또한, 비접촉 센서(72)는, 실장대(4) 상의 기준 기판(Q)까지의 거리(E), 실장 기판(S)까지의 거리(H)를 측정할 때, 실장 포지션(22)에서 레이저 조사를 행한다. 레이저 조사의 대상으로 하는 위치는, 후술하는 제어부(8)에 미리 설정되고, 예컨대, 실장 기판(S) 상의 미리 정해진 실장 영역(42)의 중심 위치로 할 수 있다. 또한, 거리(E)를 측정하는 경우, 반드시 실장 포지션(22)일 필요는 없고, 기준 기판(Q)의 반면까지의 거리를 계측할 수 있는 위치이면 어디여도 좋다.

비접촉 센서(73)는, 이송부(5)의 이송 경로 바로 아래에 있어서의, 공급대(3)와 실장대(4) 사이에 설치된다. 비접촉 센서(73)는, 전사 헤드(53)의 접촉면(531) 또는 전사 툴(6)의 유지면(61)을 상기 비접촉 센서(73)에 대향하는 위치에 정지시킨 상태에서, 접촉면(531) 또는 유지면(61)에 레이저 조사를 행하여, 접촉면(531)까지의 거리(D) 및 유지면(61)까지의 거리(G)를 계측한다.

소자 실장 장치(1)는, 각 구성을 제어하는 제어부(8)를 더 구비한다. 제어부(8)는, 예컨대, 소자 실장 장치(1)의 각 구성을 제어하는 CPU, ROM, RAM 및 신호 송신 회로를 갖는 컴퓨터 또는 마이크로 컴퓨터이고, 공급대(3), 실장대(4) 및 이송부(5)의 구동원, 및 각 센서와 접속되어 있다.

도 3은 제어부(8)의 기능 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(8)는, 기억부(81), 연산부(82), 판정부(83), 이동 제어부(84)를 구비한다. 기억부(81)는, HDD 또는 SSD 등의 기록 매체이다. 기억부(81)에는, 시스템의 동작에 필요한 데이터, 프로그램이 미리 기억되고, 또한 시스템의 동작에 필요한 데이터를 기억한다. 보다 상세하게는, 기억부(81)는, 각 센서로부터 수신한 데이터나 이들의 정보에 기초하여 연산부(82)가 산출한 수치, 제1의 미리 정해진 위치(X1) 및 제2의 미리 정해진 위치(X2), 사용자가 설정 가능한 레이저 조사 대상이 되는 소자(T)의 위치 등을 기억한다. 제어부(8)는, 전사 헤드(53)에 설치된 접촉 센서부(54)가 계측한 상기 전사 헤드(53)의 이동량 정보, 즉 제1의 미리 정해진 위치로부터 기준 기판(P)까지의 거리(A), 제2의 미리 정해진 위치로부터 기준 기판(Q)까지의 거리(B)를 수신한다. 제어부(8)의 기억부(81)는, 수신한 거리(A) 및 거리(B)를 기억한다. 또한, 제어부(8)는, 비접촉 센서(71∼73)로부터 거리(C∼H)의 정보를 수신하고, 제어부(8)의 기억부(81)는, 수신한 거리(C∼H)의 정보를 기억한다. 연산부(82)는, 이들의 거리(A∼H)에 대해 연산을 행하여, 픽업 및 배치에 따른 이송부(5)의 이동량을 산출한다.

이들의 거리(A∼H)는, 각 거리 각각, 기준 기판(P, Q), 공급 기판(R), 실장 기판(S)의 반면, 접촉면(531) 또는 유지면(61)의 각각의 어느 위치에서 계측해도 좋다. 또한, 기준 기판(P, Q), 공급 기판(R), 실장 기판(S)의 반면에 대해서는, 공급 기판(R), 실장 기판(S) 각각에 복수 상정할 수 있는 픽업 영역이나 실장 영역 중의, 어느 영역에서 계측해도 좋다. 또한, 복수의 영역에서 계측해도 좋다. 보다 엄밀한 계측 결과를 요구하는 것이면, 각 거리 각각, 기준 기판(P, Q), 공급 기판(R), 실장 기판(S)의 반면, 접촉면(531) 또는 유지면(61) 각각의 복수 개소에서 계측한 수치를 제어부(8)에 송신하고, 제어부(8)의 연산부(82)가 상기 복수 개소에서 계측한 수치를 평균한 것을 거리(A∼H)로 해도 좋다. 예컨대, 거리(F)는, 미리 정해진 픽업 영역(32) 내의 복수 행 복수 열의 소자(T) 중 4모퉁이에 위치하는 소자(T)로부터 각각 거리(F1∼F4)를 측정하고, 거리(F)=(F1+F2+F3+F4)/4로 해도 좋다. 이러한 각 거리의 평균값의 산출은, 제어부(8)의 연산부(82)가 행한다.

판정부(83)는, 각 거리(A∼H)에 대해, 각각의 계측값이 적절한 것인지(정상인지의 여부)를 판정한다. 각각의 거리의 계측값에 대해, 미리 정해진 임계값을 설정하고, 각 계측값을 이 미리 정해진 임계값에 기초하여 적절한 것인지를 판정한다. 적절하지 않다고 판단되는 경우, 재차의 계측을 행하거나, 통지하거나 한다. 각각의 임계값은, 판정 대상으로 하는 계측값이 필요로 하는 범위에서 적절히 결정된다. 또한, 각 미리 정해진 임계값은 기억부(81)에 기억된다.

예컨대, 거리(A, B)의 경우, 각 거리가 설계상 산출되는 값의 ±5%와 같이 임계값을 마련할 수 있다. 판정부(83)는, 계측된 거리가 이 임계값 범위에 있는 경우 적절한 것으로 판정한다. 이 임계값 범위 밖인 경우, 미리 정해진 기준 위치가 어긋나 있다, 접촉 센서부(54)가 정상이 아니다, 접촉면에 있어서의 이물의 부착, 혹은 기준 기판(P, Q)이 수평으로 배치되어 있지 않다, 공급대(3) 또는 실장대(4)의 반면이 수평이 아니다, 등의 이상이라고 판단할 수 있다.

예컨대, 거리(C, F)의 경우, 거리(C)와 거리(F)의 차분에 대해, 미리 정해진 임계값을 설정하고, 판정부(83)는, 이 임계값에 기초하여 거리(C) 혹은 거리(F) 중 어느 하나가 적정한 계측이 아니라고 판정할 수 있다. 예컨대, 기준 기판(P), 공급 기판(R)이 수평으로 배치되어 있지 않다, 레이저의 조사 위치가 어긋나 있다, 소자(T)가 부족하다, 소자(T)의 쓰러짐 등 자세의 이상, 레이저의 조사 위치[픽업 포지션(21)]에 소자(T)가 정확하게 위치되어 있지 않다, 등의 이상이라고 판단할 수 있다.

또한, 거리(E, H)도 마찬가지로, 거리(E)와 거리(H)의 차분에 의해, 기준 기판(Q) 혹은 실장 기판(S)이 수평으로 배치되어 있지 않은 등의 이상을 판단할 수 있다.

예컨대, 거리(D, G)의 경우, 거리(D)와 거리(G)의 차분에 대해, 미리 정해진 임계값을 설정하고, 판정부(83)는, 이 임계값에 기초하여 거리(D) 혹은 거리(G) 중 어느 하나가 적정한 계측이 아니라고 판정할 수 있다. 예컨대, 전사 툴(6)이 적절히 장착되어 있지 않은 등의 이상을 판단할 수 있다.

또한, 판정부(83)는, 예컨대 거리(F)가 복수의 거리(F1∼F4)의 평균으로서 구해지는 경우에, 그 산출에 앞서, 비접촉 센서(71)가 계측한 거리(F1∼F4)의 차가 미리 정해진 임계값을 상회하는지의 여부에 의해, 계측을 한 소자(T)가 포함되는 소자군이, 실장하기에 적절한 것인지를 판정할 수 있다. 거리(F1∼F4)의 차란, 예컨대 거리(F1∼F4) 중 최대값과 최소값의 차나, 거리(F1∼F4) 중 최대값 또는 최소값과, 거리(F1∼F4)의 평균값의 차이다. 공급 기판(R) 상에서 어레이형(행렬형)으로 정렬된 소자(T)는, 예컨대 제조상의 오차에 의해 두께에 편차가 있고, 그 중에는 허용 범위를 초과하여 돌출되어 있거나 함몰되어 있거나 하는 경우가 있다. 이러한 소자(T)를 레이저 조사 대상으로 하여 거리(F)를 구하면, 복수 행 복수 열의 소자(T)의 픽업에 따른 이송부(5)의 이동량에 오차가 발생하거나, 혹은 픽업에 실패할 우려가 있다. 그래서, 미리 정해진 임계값을 설정하고, 판정부(83)가 이 미리 정해진 임계값에 기초하여 레이저 조사 대상의 소자(T)가 포함되는 소자군이 실장하기에 적절한 것인지를 판정한다. 즉, 제조상의 오차 등에 의해 허용 범위를 초과하여 돌출되거나 얇게 함몰되거나 하는 소자(T)가 존재하는 경우에는, 판정부(83)에 의해, 그 소자(T)를 포함하는 소자군은 전사 툴(6)에 의한 픽업에 부적절하다고 판정하여, 픽업의 대상으로부터 제외할 수 있다. 즉, 상기 소자군을 실장하는 대상으로부터 제외할 수 있다. 또한, 이 미리 정해진 임계값은 기억부(81)에 기억되어 있다. 또한, 거리(F1∼F4)를 계측하는 복수의 소자(T)는, 소자군[픽업 영역(32)] 중에서 일부에 집중되어 있기보다, 균등하게 분산되어 있는 편이 좋다.

여기서, 부적절이라고 판정된 소자군[픽업 영역(32)]을 픽업 대상으로부터 제외하는 경우, 상기 픽업 영역(32)의 위치 정보를 기억부(81)에 기억시켜 두고, 소자(T)의 이송 시에 상기 픽업 영역(32)이 픽업 포지션(21)을 그냥 지나치도록 제어하면 된다.

이동 제어부(84)는, 소자 실장 장치(1)의 각 구성, 즉 공급대(3), 실장대(4), 이송부(5)의 이동을 제어한다. 이 제어는, 기억부(81)에 미리 기억되어 있는 시스템의 동작에 필요한 데이터, 프로그램, 연산부(82)의 연산 결과, 판정부(83)의 판정 결과 등에 기초한 것이지만, 예컨대 도시하지 않은 입력 장치로부터 입력되는 사용자의 명령에 기초한 것이어도 좋다.

[동작]

전술한 바와 같이, 이송부(5)는 공급 기판(R)으로부터 소자(T)를 픽업하여, 실장 기판(S)에 이송하고, 실장 기판(S)에 소자(T)를 배치하여 실장한다.

먼저, 이송부(5)가, 픽업을 위한 초기 위치로부터 공급 기판(R)을 향해 이동해야 할 거리, 배치를 위한 실장 기판(S)을 향해 이동해야 할 거리를 산출한다. 그 산출한 각 거리에 기초하여 소자(T)의 픽업 및 배치가 행해진다.

(이송부가 이동해야 할 거리의 산출)

도 4는 본 실시형태에 따른 각 거리의 계측 동작의 일례를 도시한 흐름도이다. 이 동작을 설명하는 전제로서, 미리 공급대(3)의 반면에 기준 기판(P)이 배치되고, 실장대(4)의 반면에 기준 기판(Q)이 배치되어 있는 것으로 한다. 또한, 이송부(5)의 전사 헤드(53)에 전사 툴(6)은 설치되어 있지 않은 것으로 한다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저, 이송부(5)를 공급대(3)의 상방의 위치인 제1의 미리 정해진 위치(X1)로 이동시킨다. 다음으로, 이송부(5)를 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 기준 기판(P)을 향해 이동시키고, 이송부(5)가 기준 기판(P)의 반면에 접촉한 것을 검출하여 정지시킨다. 구체적으로는, 이송부(5)가 구비하는 전사 헤드(53)의 접촉면(531)을, 직동 기구(51)에 의해 제1의 미리 정해진 위치(X1)로 이동시키고, 제1의 미리 정해진 위치(X1)에 위치한 접촉면(531)을 기준 기판(P)의 반면을 향해 이동시킨다. 접촉면(531)이 기준 기판(P)의 반면에 접촉하면, 전사 헤드(53)의 접촉 센서부(54)가 구비하는 접촉 센서가 접촉면(531)의 접촉을 검출하고, 전사 헤드(53)는 정지한다. 접촉 센서부(54)의 인코더는, 이때의 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터의 이동량을 계측하고, 제어부(8)는, 이 이동량 정보를 수신한다. 제어부(8)의 기억부(81)는 이 이동량을 거리(A)로서 기억한다(단계 S01). 환언하면, 거리(A)는, 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 기준 기판(P)의 반면까지 전사 헤드(53)가 이동한 거리이다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 실장대(4)에 지지된 기준 기판(Q)의 반면까지의 거리인 거리(B)도 거리(A)와 동일하게 계측된다. 먼저, 이송부(5)를 실장대(4)의 상방의 위치인 제2의 미리 정해진 위치(X2)로 이동시킨다. 다음으로, 이송부(5)를 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 기준 기판(Q)을 향해 이동시키고, 이송부(5)가 기준 기판(Q)의 반면에 접촉한 것을 검출하여 정지시킨다. 구체적으로는, 이송부(5)가 구비하는 전사 헤드(53)의 접촉면(531)을, 직동 기구(51)에 의해 제2의 미리 정해진 위치(X2)로 이동시키고, 제2의 미리 정해진 위치(X2)에 위치한 접촉면(531)을 기준 기판(Q)의 반면을 향해 이동시킨다. 접촉면(531)이 기준 기판(Q)의 반면에 접촉하면, 전사 헤드(53)의 접촉 센서부(54)가 구비하는 접촉 센서가 접촉면(531)의 접촉을 검출하고, 전사 헤드(53)는 정지한다. 접촉 센서부(54)의 인코더가 이때의 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터의 이동량을 계측하고, 제어부(8)는, 이 이동량 정보를 수신한다. 제어부(8)의 기억부(81)는 이 이동량을 거리(B)로서 기억한다(단계 S02). 환언하면, 거리(B)는, 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 기준 기판(Q)의 반면까지 전사 헤드(53)가 이동한 거리이다.

계속해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 비접촉 센서(71, 72)를 이용하여, 비접촉 센서(71)로부터 기준 기판(P)의 반면까지, 비접촉 센서(72)로부터 기준 기판(Q)의 반면까지의 거리를 계측한다. 제어부(8)는, 비접촉 센서(71, 72)로부터 이 계측 정보를 수신하고, 제어부(8)의 기억부(81)는, 각각의 거리를 거리(C, E)로서 기억한다(단계 S03). 또한, 비접촉 센서(73)를 이용하여, 비접촉 센서(73)로부터 전사 헤드(53)의 접촉면(531)까지의 거리를 계측한다. 또한, 접촉면(531)까지의 거리를 계측할 때, 직동 기구(51)에 의해 접촉면(531)은 비접촉 센서(73)에 대향하는 위치에 위치된다. 제어부(8)는, 비접촉 센서(73)로부터 이 계측 정보를 수신하고, 제어부(8)의 기억부(81)는, 이 거리를 거리(D)로서 기억한다(단계 S04). 또한 여기서, 비접촉 센서(71, 72)는, 이송부(5)의 직동 기구(51)에 승강 기구(52)를 통해 지지되어 있기 때문에, 전술한 기준 기판(P, Q)의 반면까지의 거리의 계측을, 미리 설정된 미리 정해진 높이 위치(제3의 미리 정해진 위치 및 제4의 미리 정해진 위치)에 있어서 행할 수 있다. 본 실시형태에서는, 예컨대, 제3의 미리 정해진 위치는, 제1의 미리 정해진 위치(X1)와 동일한 높이 위치로 하고, 또한 제4의 미리 정해진 위치는, 제2의 미리 정해진 위치(X2)와 동일한 높이 위치로 하고 있다. 또한, 비접촉 센서(73)로 접촉면(531)까지의 거리를 계측할 때의 전사 헤드(53)의 높이 위치도, 접촉면(531)이 미리 설정된 높이 위치로 설정하여 행할 수 있다. 본 실시형태에서는, 예컨대, 제1의 미리 정해진 위치(X1)가 되도록 설정하는 것으로 한다.

거리(A∼E)의 계측이 완료되면, 기준 기판(P, Q)은 공급대(3) 및 실장대(4)로부터 제거되고, 대신에 공급 기판(R)과 실장 기판(S)이 반입된다. 또한, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)측에 전사 툴(6)이 설치된다(단계 S05).

계속해서, 도 7에 도시된 바와 같이, 비접촉 센서(71, 72)를 이용하여, 비접촉 센서(71)로부터 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리, 비접촉 센서(72)로부터 실장 기판(S)의 반면까지의 거리를 계측한다. 또한, 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리, 실장 기판(S)의 반면까지의 거리를 계측할 때, 직동 기구(51)에 의해 비접촉 센서(71, 72)는, 각각 픽업 포지션(21), 실장 포지션(22)에 위치된다. 전술한 바와 같이, 공급 기판(R) 상의 소자(T) 중 비접촉 센서(71)의 레이저 조사 대상이 되는 소자(T)는, 제어부(8)의 기억부(81)에 설정되어 있는 바와 같이 선택된다. 예컨대, 픽업 대상의 복수 행 복수 열의 소자(T)의 중심에 위치하는 소자(T)가, 비접촉 센서(71)의 레이저 조사 대상으로 된다. 제어부(8)는, 비접촉 센서(71)로부터 이 계측 정보를 수신하고, 제어부(8)의 기억부(81)는, 이 거리를 거리(F)로서 기억한다(단계 S06). 또한, 제어부(8)는, 비접촉 센서(72)로부터 실장 기판(S)의 반면까지의 거리의 계측 정보를 수신하고, 제어부(8)의 기억부(81)는, 이 거리를 거리(H)로서 기억한다(단계 S07). 여기서, 비접촉 센서(71, 72)에 의한 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리, 및 실장 기판(S)의 반면까지의 거리의 계측은, 전술한 기준 기판(P, Q)의 반면까지의 거리의 계측과 마찬가지로, 각 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제3의 미리 정해진 위치 및 제4의 미리 정해진 위치에서 행할 수 있다.

단계 S06에 있어서, 예컨대, 거리(F)를 미리 정해진 픽업 영역(32) 내의 복수의 소자(T)를 대상으로 하여 계측하는 경우, 제어부(8)의 판정부(83)는, 계측한 복수의 거리(F) 중 최대값과 최소값의 차, 혹은, 이 최대값 또는 최소값과 복수의 거리(F)의 평균값의 차를 기억부(81)에 기억된 미리 정해진 임계값과 비교해도 좋다. 판정부(83)는, 거리(F)의 차가 미리 정해진 임계값을 상회하는 경우, 상기 소자(T)를 포함하는 복수 행 복수 열의 소자(T)[소자군, 즉, 픽업 영역(32)]를 픽업 대상으로부터 제외하기 위해서, 기억부(81)에 상기 소자군을 부적절한 소자군으로서 기억할 수 있다. 이와 같이 제외되는 경우, 거리(F)의 계측을 상기 소자군과는 상이한 소자군으로 변경하도록 해도 좋다. 그리고, 비접촉 센서(71)는, 변경한 소자군 내에 위치하는 소자(T)까지의 거리를 측정하여, 재차 임계값과 비교하도록 해도 좋다. 또한, 미리 설정된 횟수 반복해도 거리(F)의 차가 임계값을 상회하는 경우, 이상을 통지하고 중단하도록 해도 좋다.

또한, 비접촉 센서(73)를 이용하여 전사 툴(6)의 유지면(61)까지의 거리를 계측한다. 또한, 유지면(61)까지의 거리를 계측할 때, 직동 기구(51)에 의해 유지면(61)은 비접촉 센서(73)에 대향하는 위치로 이동하고 있다. 제어부(8)는, 비접촉 센서(73)로부터 이 계측 정보를 수신하고, 제어부(8)의 기억부(81)는, 이 거리를 거리(G)로서 기억한다(단계 S08). 여기서, 비접촉 센서(73)에 의한 유지면(61)까지의 거리의 계측은, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)이 미리 설정된 높이 위치, 예컨대, 접촉면(531)까지의 거리를 계측할 때와 동일한 높이 위치가 되도록 설정하여 행한다.

마지막으로, 제어부(8)의 연산부(82)가, 소자(T)의 픽업 및 배치에 따른 이송부(5)의 이동량으로서, 전사 툴(6)의 유지면(61)으로부터 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리(L) 및 전사 툴(6)의 유지면(61)으로부터 실장 기판(S)까지의 거리(M)를 산출한다. 거리(L, M)는, 기억부(81)에 기억되어 있는 거리(A∼H)로부터, 다음의 식 (1), (2)에 의해 각각 산출된다(단계 S09).

(수식 1)

L=A-(C-F)-(D-G) …(1)

(수식 2)

M=B-(E-H)-(D-G) …(2)

이상과 같이, 제어부(8)는, 각 센서로부터의 계측 데이터에 기초하여, 소자(T)의 픽업 및 배치에 따른 이송부(5)의 이동량을 산출한다.

식 (1)은, 접촉 센서부가 계측한 거리(A)로부터, 비접촉 센서가 계측한 거리(C와 F)의 차분, 및 거리(D와 G)의 차분을 빼는 것이다. 환언하면, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)이 공급대(3)의 반면에 대해 수직 방향으로 접근 이동을 개시하는 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 기준 기판(P)까지의 거리를 기준으로 하여, 기준 기판(P)의 반면으로부터 공급 기판(R) 상의 소자(T)의 표면까지의 거리를 빼고, 또한 접촉면(531)으로부터 전사 툴(6)의 유지면(61)까지의 거리를 뺌으로써, 전사 툴(6)의 유지면(61)으로부터 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리(L)를 산출하고 있다. 접촉 센서부가 계측한 거리(A)를 기준으로, 비접촉 센서가 계측한 거리를 이용함으로써, 전사 툴(6)과 소자(T)를 접촉시키지 않고, 소자(T)의 픽업에 따른 이송부(5)의 이동량을 정확히 산출할 수 있다.

식 (2)는, 접촉 센서부가 계측한 거리(B)로부터, 비접촉 센서가 계측한 거리(E와 H)의 차분, 및 거리(D와 G)의 차분을 빼는 것이다. 환언하면, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)이 실장대(4)의 반면에 대해 수직 방향으로 접근 이동을 개시하는 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 기준 기판(Q)까지의 거리를 기준으로 하여, 기준 기판(Q)의 반면으로부터 실장 기판(S)의 반면까지의 거리를 빼고, 또한 접촉면(531)으로부터 전사 툴(6)의 유지면(61)까지의 거리를 뺌으로써, 전사 툴(6)의 유지면(61)으로부터 실장 기판(S)까지의 거리(M)를 산출하고 있다. 접촉 센서부가 계측한 거리(B)를 기준으로, 비접촉 센서가 계측한 거리를 이용함으로써, 전사 툴(6)과 실장 기판(S)을 접촉시키지 않고, 소자(T)의 배치에 따른 이송부(5)의 이동량을 정확히 산출할 수 있다.

(소자의 실장)

도 8은 본 실시형태에 따른 소자 실장 장치의 동작의 일례를 도시한 흐름도이다. 이 동작을 설명하는 전제로서, 미리 공급대(3)의 반면에 공급 기판(R)이 배치되고, 실장대(4)의 반면에 실장 기판(S)이 배치되어 있는 것으로 한다. 또한, 이송부(5)의 전사 헤드(53)에 전사 툴(6)이 설치되어 있는 것으로 한다.

먼저, 공급대(3)를 직동 기구(31)에 의해 2차원 평면 상을 이동시켜, 미리 정해진 픽업 영역(32)의 중심 위치가 픽업 포지션(21)에 위치하도록 정지시킨다. 또한, 실장대(4)를 직동 기구(41)에 의해 2차원 평면 상을 이동시켜, 미리 정해진 실장 영역(42)의 중심 위치가 실장 포지션(22)에 위치하도록 정지시킨다(단계 S11).

다음으로, 이송부(5)를 픽업 포지션(21)으로 이동시키고, 전사 툴(6)에 의해 픽업 영역(32)에 있어서의 복수 행 복수 열의 소자(T)를 일괄적으로 픽업한다. 구체적으로는, 이송부(5)를, 직동 기구(51)에 의해 픽업 포지션(21)으로 이동시키고, 계속해서 픽업 포지션(21) 상의 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 전사 헤드(53)를 승강 기구(52)에 의해, 연산부(82)가 산출한 거리(L)만큼 이동(하강)시킨다(단계 S12). 이 결과, 전사 툴(6)의 유지면(61)이 각 소자(T)에 접촉하고, 전사 툴(6)의 유지면(61)은, 부압에 의해 각 소자(T)를 흡착 유지한다.

그리고, 유지면(61)으로 복수 행 복수 열의 소자(T)를 포함하는 소자군을 유지한 상태에서 승강 기구(52)에 의해 이송부(5)를 공급대(3)로부터 이격하는 방향으로 이동시키고, 직동 기구(51)에 의해 실장 포지션(22)으로 이송시킨다(단계 S13).

마지막으로, 실장 포지션(22) 상의 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 전사 툴(6)을 승강 기구(52)에 의해, 연산부(82)가 산출한 거리(M)만큼 이동(하강)시킨다(단계 S14). 이에 의해, 전사 툴(6)의 유지면(61)에 유지된 소자(T)가 실장 기판(S)에 접촉되어 실장 영역(42)에 배치된다. 여기서, 전술한 식 (2)에 의해 산출되는 거리(M)는, 전사 툴(6)에 유지된 소자(T)의 두께는 고려되어 있지 않다. 즉, 거리(B)로부터 소자(T)의 두께를 뺀 값이 아니다. 그러나, 본 실시형태의 전사 툴(6)은 탄성을 갖는 부재로 형성되어 있기 때문에, 수십 ㎛ 정도의 소자(T)의 두께는 그 탄성 변형에 의해 흡수하는 것이 가능하고, 소자(T)를 손상시키는 일은 없다. 또한, 소자(T)의 두께를 고려할 필요가 있는 것이면, 거리(M)로부터 소자(T)의 두께분을 빼면 된다.

이와 같이, 소자 실장 장치(1)는, 단계 S11∼S14와 같이 공급 기판(R)으로부터의 복수 행 복수 열의 소자(T)를 포함하는 소자군의 픽업, 이송, 및 실장 기판(S)에의 배치를, 공급 기판(R) 상으로부터 픽업 대상이 되는 복수 행 복수 열의 소자(T)가 없어질 때까지 반복한다.

[효과]

(1) 본 실시형태의 소자 실장 장치(1)는, 기준 기판(P), 또는 소자(T)가 어레이형으로 정렬된 공급 기판(R)이 지지되는 반면을 갖는 공급대(3)와, 기준 기판(Q), 또는 상기 어레이형으로 정렬된 소자(T)가 배치되는 실장 기판(S)이 지지되는 반면을 갖는 실장대(4)와, 공급대(3)와 실장대(4)가 늘어서는 방향으로 이동하고, 공급대(3)의 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 공급대(3)까지의 사이, 및 실장대(4)의 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 실장대(4)까지의 사이를 이동하는 전사 헤드(53)와, 전사 헤드(53)에 설치되고, 공급대(3) 또는 실장대(4)에 지지된 기준 기판(P, Q)에 접촉한 것을 검출함으로써, 제1의 미리 정해진 위치(X1)로부터 공급대(3)에 지지된 기준 기판(P)까지의 거리 및 제2의 미리 정해진 위치(X2)로부터 실장대(4)에 지지된 기준 기판(Q)까지의 거리를 계측하는 접촉 센서부(54)를 구비한다.

또한, 본 실시형태의 소자 실장 장치(1)는, 전사 헤드(53)에 착탈 가능하게 설치되고, 공급대(3)에 지지된 공급 기판(R)으로부터 복수 행 복수 열의 소자(T)를 픽업하며, 픽업한 소자(T)를 실장 기판(S)에 배치하는 전사 툴(6)과, 공급대(3)의 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제3의 미리 정해진 위치로부터, 공급대(3)에 지지된 기준 기판(P)까지의 거리 및 공급대(3)에 지지된 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제1 비접촉 센서(71)와, 실장대(4)의 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제4의 미리 정해진 위치로부터, 실장대(4)에 지지된 기준 기판(Q)까지의 거리 및 실장대(4)에 지지된 실장 기판(S)까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제2 비접촉 센서(72)와, 공급대(3)와 실장대(4) 사이에 설치되고, 대향하는 전사 헤드(53)까지의 거리 및 대향하는 전사 툴(6)까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제3 비접촉 센서(73)와, 접촉 센서부(54), 제1 비접촉 센서(71), 제2 비접촉 센서(72), 및 제3 비접촉 센서(73)가 계측한 거리에 기초하여, 전사 헤드(53)의 이동을 제어하는 제어부(8)를 구비한다.

이와 같이, 본 실시형태의 소자 실장 장치(1)는, 소자(T)에 대해 전사 툴(6)을 직접 접촉시키지 않고 비접촉 센서(71, 72)의 계측값을 접촉 센서부(54)가 계측한 거리와 결부시킬 수 있기 때문에, 접촉 시에 발생하는 응력에 의해 전사 툴(6) 또는 소자(T)를 파손시킬 우려가 없다. 그 결과, 실장 기판(S)에의 소자(T)의 보다 정확한 실장을 행할 수 있고, 또한 전사 툴(6) 또는 소자(T)의 파손을 회피할 수 있기 때문에, 수율을 향상시킬 수 있다.

(2) 공급 기판(R) 상의 픽업되는 소자(T)까지의 거리는, 복수 행 복수 열의 소자(T) 중 미리 정해진 복수의 소자(T)까지의 각 거리의 평균값으로 할 수 있다. 이에 의해, 보다 정확히 소자(T)까지의 거리를 계측할 수 있기 때문에, 이 계측한 거리를 기준으로 한 이송부(5)의 이동량도 정확한 것이 되어, 확실한 픽업을 가능하게 한다.

(3) 본 실시형태의 제어부(8)는, 제1 비접촉 센서(71)에 의해 계측된 미리 정해진 복수의 소자(T)까지의 거리끼리를 비교하여, 거리의 차가 미리 정해진 임계값을 상회하는지의 여부를 판정하는 판정부(83)를 더 구비하고, 제어부(8)는, 거리의 차가 미리 정해진 임계값을 상회한다고 판정부(83)가 판정한 경우, 거리의 차가 미리 정해진 임계값을 상회한다고 판정된 소자(T)를 제외하고 다른 소자(T)를 픽업하도록 공급대(3) 및 전사 헤드(53)를 제어하도록 하였다. 이에 의해, 공급 기판(R) 상의 소자(T) 중, 예컨대 제조상의 불량으로 돌출되어 있는 것을 픽업하는 일이 없기 때문에, 픽업의 실패를 회피할 수 있고, 수율을 향상시킬 수 있다.

[다른 실시형태]

본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 하기에 나타내는 다른 실시형태도 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 실시형태 및 하기의 다른 실시형태를 전부 또는 어느 하나를 조합한 형태도 포함한다. 또한, 이들의 실시형태를 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 생략이나 치환, 변경을 행할 수 있고, 그 변형도 본 발명에 포함된다.

(1) 상기 실시형태에서는, 비접촉 센서(71∼73)에 의한 각 거리의 계측 후, 이송부(5)에 의한 소자(T)의 실장을 행하였으나, 직동 기구(51)에 의한 이동이, 이송부(5)의 이동과 비접촉 센서(71, 72)의 이동을 연동시키는 것을 이용하여, 일부를 동시에 행해도 좋다. 이 경우, 상기 실시형태에 비교하여, 거리(F), 거리(H)의 계측 타이밍이 상이하다.

전사 헤드(53)에 전사 툴(6)을 장착하지 않고, 공급대(3)에 기준 기판(P), 실장대(4)에 기준 기판(Q)을 배치한다. 그 상태에서, 접촉 센서부(54)에 의한 거리(A, B)의 계측 후, 비접촉 센서(71∼73)에 의해 거리(C, D, E)를 계측한다. 계속해서, 전사 헤드(53)에 전사 툴(6)을 장착하고, 공급대(3)에 공급 기판(R), 실장대(4)에 실장 기판(S)을 배치한다. 그 상태에서 실장 동작으로 옮긴다. 비접촉 센서(71)의 소자(T)에 대한 레이저 조사를 이송부(5)의 픽업 포지션(21)으로의 이동 중에 행하여, 거리(F)를 계측한다. 즉, 비접촉 센서(71)는, 전사 헤드(53)와 일체로 이동한다. 그 때문에, 전사 헤드(53)가 픽업 포지션(21)으로 이동할 때, 비접촉 센서(71)는, 픽업 포지션(21)에 위치된 이번 픽업의 대상이 되는 픽업 영역(32)의 상방을 통과한다. 이때 비접촉 센서(71)를 제3의 미리 정해진 위치에 위치시켜 이동시키면, 비접촉 센서(71)의 이동 궤적 상에 위치하는 소자(T)까지의 거리(F)를 계측할 수 있다. 전사 헤드(53)가 픽업 포지션(21)에 도달할 때까지, 연산부(82)가 승강 기구(52)에 의한 이동량인 거리(L)를 산출하면, 계속해서 승강 기구(52)에 의해 이송부(5)를 공급 기판(R) 상의 소자(T)까지 이동시킬 수 있다.

비접촉 센서(72)의 실장 기판(S)에 대한 레이저 조사를 이송부(5)의 실장 포지션(22)으로의 이동 중에 행하여, 거리(H)를 계측한다. 즉, 비접촉 센서(72)는, 전사 헤드(53)와 일체로 이동한다. 그 때문에, 전사 헤드(53)가 실장 포지션(22)으로 이동할 때, 비접촉 센서(72)는, 실장 포지션(22) 상방을 통과한다. 이때 비접촉 센서(72)를 제4의 미리 정해진 위치에 위치시켜 이동시키면, 비접촉 센서(72)의 이동 궤적 상에 위치하는 실장 기판(S)까지의 거리(H)를 계측할 수 있다.

(2) 상기 실시형태에서는, 소자(T)의 배치에 따른 이송부(5)의 이동량의 산출에 있어서, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)과 전사 툴(6)의 유지면(61)의 차분을 이용하였으나, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)과 전사 툴(6)의 유지면(61) 상의 소자(T)의 차분을 이용해도 좋다. 이 경우, 비접촉 센서(73)에 의한 거리(G)의 계측을, 소자(T)의 이송 시에 행한다. 즉, 소자(T)를 픽업한 이송부(5)[전사 툴(6)]가 실장 포지션(22)으로 이동하는 과정에서, 전사 툴(6)은 비접촉 센서(73) 위를 통과한다. 그때, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)을 미리 정해진 높이 위치에 위치시키고, 전사 툴(6)에 유지된 소자군 중의 미리 정해진 소자(T)를 비접촉 센서(73)의 바로 위에 위치시키도록 정지시키거나, 혹은, 바로 위를 통과하도록 이동시킨다. 그리고, 바로 위에 위치된 소자(T), 혹은, 바로 위를 통과하는 소자(T)까지의 거리를 비접촉 센서(73)에 의해 계측하여, 거리(G)를 구한다. 이때 계측하는 소자(T)의 수는, 하나여도 복수여도 좋다. 전사 툴(6)에 유지된 소자군은 직동 기구(51)에 의한 이동 방향을 따라 정렬되어 있다. 그 때문에, 전사 툴(6)을 이동시키면서 비접촉 센서(73)에 의한 계측을 행하도록 하면, 비접촉 센서(73)의 바로 위를 통과하는 복수의 소자(T)까지의 거리를 연속해서 계측할 수 있다. 또한, 복수의 소자(T)를 계측 대상으로 하는 경우, 각 측정 거리의 평균값을 거리(G)로 하면 된다.

상기 실시형태에서는, 거리(M)에는 소자(T)의 두께가 고려되어 있지 않았으나, 접촉면(531)과 전사 툴(6)의 유지면(61) 상의 소자(T)의 차분을 이용함으로써, 소자(T)의 두께도 고려한 보다 정확한 배치를 할 수 있다. 이에 의해, 전사 툴(6)로서 탄성 변형하기 어렵고 딱딱한 소재로서, 탄성 변형에 의해 소자(T)의 두께를 흡수하는 것이 어려운 경우에도, 소자(T)를 파손시키지 않고 배치할 수 있다.

또한, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)과 전사 툴(6)의 유지면(61)의 차분을 이용하여 거리(L)를 산출하고, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)과 전사 툴(6)의 유지면(61) 상의 소자(T)의 차분을 이용하여 거리(M)를 산출해도 좋다. 즉, 픽업에서는 전사 툴(6)의 유지면(61)의 높이 위치, 배치에서는 전사 툴(6)에 유지된 소자(T)의 하면의 높이 위치를 기초로, 픽업과 배치에 있어서의 계측을, 각각 보다 정확한 높이 위치에서 행할 수 있다.

(3) 기준 기판(P, Q) 상의 미리 정해진 영역마다, 예컨대, 픽업 영역(32)이나 실장 영역(42)에 대응하는 영역마다, 혹은, 공급 기판(R) 상의 미리 정해진 영역마다, 예컨대, 픽업 영역(32)마다, 실장 기판(S) 상의 미리 정해진 영역마다, 예컨대, 실장 영역(42)마다, 개별적으로 거리(A∼C 및 E, F, H)를 구하도록 해도 좋다. 특히, 거리(F)는, 처음에 공급 기판(R) 상의 모든 픽업 영역에 대해 계측을 행하고, 판정부(83)에 의한 판정으로, 제외해야 할 영역을 결정해도 좋다.

(4) 상기 실시형태에서는, 제1의 미리 정해진 위치(X1)와 제2의 미리 정해진 위치(X2)는 동일한 높이 위치로 하고, 제3의 미리 정해진 위치와 제4의 미리 정해진 위치에 대해서도 제1의 미리 정해진 위치 및 제2의 미리 정해진 위치(X2)와는 동일한 높이 위치로 하였으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 각각 상이한 높이 위치여도 좋다. 즉, 거리의 측정마다 미리 정해진 위치를 변경하지 않으면, 각각의 미리 정해진 위치는 상이한 높이 위치여도 동일한 높이 위치여도 좋다.

(5) 상기 실시형태에서는, 최초로 기준 기판(P, Q) 배치 상태, 전사 툴(6) 미장착 상태에서 거리의 계측을 행하였다. 그러나, 거리(A, B, C, E)의 계측은, 소자 실장 장치(1)를 가동시키는 최초만이어도 좋고, 공급 기판(R), 실장 기판(S)의 교환마다, 그 교환에 맞춰 실시해도 좋다. 이때, 기판 교환에 맞춘 계측은, 거리(C, E)만으로 해도 좋다. 거리(D)는, 전사 툴(6)의 교환마다로 해도 좋다. 또한, 거리(G)는, 전사 툴(6)의 교환마다 계측하는 것이 바람직하다. 거리(L, M)의 산출도 각 거리가 재계측된 경우, 재차 계산하는 것이 바람직하다.

(6) 상기 실시형태에서는, 비접촉 센서(71)가 픽업 포지션(21)에서의 거리의 계측을 행하고, 비접촉 센서(72)가 실장 포지션(22)에서의 거리의 계측을 행하였으나, 비접촉 센서(71)와 비접촉 센서(72)가 하나의 센서여도 좋다. 하나의 비접촉 센서[71(72)]가, 이송부(5)와 일체 혹은 별체로 이동함으로써, 픽업 포지션(21) 및 실장 포지션(22)의 각 거리의 계측을 행해도 좋다.

(7) 상기 실시형태에서는, 비접촉 센서(71, 72)는, 이송부(5)와 일체로 이동하고 있었으나, 이것에 한정되지 않고, 이송부(5)와는 독립적으로 이동할 수 있어도 좋고, 또한 고정 배치여도 좋다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 비접촉 센서(71)는 픽업 포지션(21) 상에 고정적으로 배치할 수 있다. 또한, 비접촉 센서(72)는 실장 포지션(22) 상에 고정적으로 배치할 수 있다. 또한, 어느 하나를 고정적으로 배치하고, 어느 하나를 이송부(5)에 탑재할 수도 있다. 비접촉 센서(71)의 계측에 의해 거리(A)와 거리(C)의 비교, 비접촉 센서(72)의 계측에 의해 거리(B)와 거리(D)를 비교를 할 수 있으면 되고, 측정할 때의 높이 위치만 결정해 두면, 비접촉 센서(71, 72)의 부착되는 장소, 부재는 적절히 결정할 수 있다.

(8) 상기 실시형태에서는, 기준 기판(P)을 이용하였으나, 기준 기판(P) 대신에 공급대(3)의 반면을 이용해도 좋다. 또한, 기준 기판(Q)을 이용하였으나, 기준 기판(Q) 대신에 실장대(4)의 반면을 이용해도 좋다. 상기 실시형태에서의 기준 기판(P, Q)을 각각 공급대(3), 실장대(4)로 치환함으로써, 완전히 동일하게 실시할 수 있다. 이 경우, 각 기준 기판(P, Q)을 설치, 배제하는 것을 없앨 수 있다.

(9) 상기 실시형태에서는, 거리(A, B)를 계측하는 데, 전사 헤드(53)의 접촉면(531)을 이용하였으나, 전사 툴(6)이 딱딱한 부재를 포함하고, 기준 기판(P, Q)에 접촉하는 것을 꺼리지 않으면, 전사 툴(6)을 이용해도 좋다. 이 경우에도, 접촉면(531)을 이용하는 것과 마찬가지로, 거리(A, B)를 계측할 수 있다. 그리고, 소자(T)나 실장 기판(S)에 직접 접촉시키지 않고 비접촉 센서(71, 72)의 계측값을 접촉 센서부(54)가 계측한 거리와 결부시킬 수 있기 때문에, 접촉 시에 발생하는 응력에 의해 소자(T)를 파손시킬 우려가 없다. 그 결과, 실장 기판(S)에의 소자(T)의 보다 정확한 실장을 행할 수 있고, 또한 소자(T)의 파손을 회피할 수 있기 때문에, 수율을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 거리(D) 및 거리(G)의 계측은 하지 않아도 좋고, 그를 위한 비접촉 센서(73)도 불필요하게 할 수 있다. 거리(A, B)에, 거리(D)와 거리(G)의 차분이 포함되게 되기 때문에, 식 (1), 식 (2)에 있어서의 (D-G)를 제로로 간주하여, 거리(L), 거리(M)를 산출하면 된다. 즉, L=A-(C-F), M=B-(E-H)로 산출할 수 있다.

(10) 상기 실시형태에서는, 전사 툴(6)로서 흡인 흡착으로 설명하였으나, 정전 흡착에 의해서도 동일하게 적용할 수 있고, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 전사 툴(6)로서 점착재를 이용할 수도 있다. 공급 기판(R)에 소자(T)가 스톡될 때, 그 유지를 위해서 점착재가 이용될 때가 있다. 이 경우, 전사 툴(6)로 소자(T)를 픽업하기 위해서는, 그 스톡의 점착력보다 큰 유지력을 필요로 한다. 흡인 흡착에서는 대기압 이상의 유지력은 낼 수 없어, 필요한 유지력으로 할 수 없는 경우가 있다. 또한, 정전 흡착의 경우, 큰 전압을 인가하여 필요한 유지력이 되는 정전력으로 할 수도 있으나, 소자(T)에 따라서는 정전 파괴를 일으켜 버리는 경우도 있다.

점착재에서는, 용이하게 필요한 유지력이 되는 점착력을 얻을 수 있다. 또한, 흡인이나 정전력 발생을 위한 복잡한 구조나 제어를 필요로 하지 않는다. 또한, 점착재가 부드러워 소자(T)에의 손상도 주기 어렵다. 이와 같이, 전사 툴(6)로서 점착재를 이용한 경우, 소자(T)를 파손시키지 않고, 심플한 구성으로, 확실히 공급 기판(R)으로부터 소자(T)를 픽업할 수 있다.

그러나, 전사 툴(6)로서 점착재를 전사 헤드(53)에 장착한 경우, 그 상태에서 접촉 방식에 의한 높이 위치의 계측은 할 수 없다. 높이 위치의 계측을 행하기 위해서, 점착재를 기준 기판이나 소자(T), 실장 기판에 접촉시키면, 그 상태에서 전사 툴(6)과 대상이 점착해 버려, 계측 상태를 해제할 수 없다. 따라서, 점착재를 포함하는 전사 툴(6)을 장착하지 않고 높이 위치를 계측할 필요가 있다. 이 경우에 있어서도, 상기 실시형태에서의 계측을 실시함으로써, 정확한 높이 위치를 계측할 수 있고, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

1: 소자 실장 장치 21: 픽업 포지션
22: 실장 포지션 3: 공급대
31: 직동 기구 32: 픽업 영역
4: 실장대 41: 직동 기구
42: 실장 영역 5: 이송부
51: 직동 기구 52: 승강 기구
53: 전사 헤드 531: 접촉면
54: 접촉 센서부 6: 전사 툴
61: 유지면 62: 유지부
71∼73: 비접촉 센서 8: 제어부
81: 기억부 82: 연산부
83: 판정부 84: 이동 제어부
A∼H, L, M: 거리 P, Q: 기준 기판
R: 공급 기판 S: 실장 기판
T: 소자 X1: 제1의 미리 정해진 위치
X2: 제2의 미리 정해진 위치

Claims (4)

1. 기준 기판, 또는 소자가 어레이형으로 정렬된 공급 기판이 지지되는 반면(盤面)을 갖는 공급대와,
   기준 기판, 또는 상기 어레이형으로 정렬된 소자가 배치되는 실장 기판이 지지되는 반면을 갖는 실장대와,
   상기 공급대와 상기 실장대가 늘어서는 방향으로 이동하고, 상기 공급대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제1의 미리 정해진 위치로부터 상기 공급대까지의 사이, 및 상기 실장대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제2의 미리 정해진 위치로부터 상기 실장대까지의 사이를 이동하는 전사 헤드와,
   상기 전사 헤드에 설치되고, 상기 공급대 또는 상기 실장대에 지지된 상기 기준 기판에 접촉한 것을 검출함으로써, 상기 제1의 미리 정해진 위치로부터 상기 공급대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리 및 상기 제2의 미리 정해진 위치로부터 상기 실장대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리를 계측하는 접촉 센서부와,
   상기 전사 헤드에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 공급대에 지지된 상기 공급 기판으로부터 복수 행 복수 열의 소자를 픽업하며, 픽업한 소자를 상기 실장 기판에 배치하는 전사 툴과,
   상기 공급대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제3의 미리 정해진 위치로부터, 상기 공급대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리 및 상기 공급대에 지지된 상기 공급 기판 상의 소자까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제1 비접촉 센서와,
   상기 실장대의 상기 반면으로부터 대향 방향으로 이격된 제4의 미리 정해진 위치로부터, 상기 실장대에 지지된 상기 기준 기판까지의 거리 및 상기 실장대에 지지된 상기 실장 기판까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제2 비접촉 센서와,
   상기 공급대와 상기 실장대 사이에 설치되고, 대향하는 상기 전사 헤드까지의 거리 및 대향하는 상기 전사 툴까지의 거리를 비접촉으로 계측하는 제3 비접촉 센서와,
   상기 접촉 센서부, 상기 제1 비접촉 센서, 상기 제2 비접촉 센서, 및 상기 제3 비접촉 센서가 계측한 거리에 기초하여, 상기 전사 헤드의 이동을 제어하는 제어부
   를 포함하는, 소자 실장 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 공급 기판 상의 소자까지의 거리는, 상기 복수 행 복수 열의 소자 중 미리 정해진 복수의 소자까지의 각 거리의 평균값인 것인, 소자 실장 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 비접촉 센서에 의해 계측된 미리 정해진 복수의 소자까지의 거리끼리를 비교하여, 상기 거리의 차가 미리 정해진 임계값을 상회하는지의 여부를 판정하는 판정부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 거리의 차가 미리 정해진 임계값을 상회한다고 상기 판정부가 판정한 경우, 상기 거리의 차가 미리 정해진 임계값을 상회한다고 판정된 소자를 포함하는 소자군을 제외하고 다른 소자군의 소자를 픽업하도록 상기 공급대 및 상기 전사 헤드를 제어하는 것인, 소자 실장 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 센서부가 계측한, 상기 제1의 미리 정해진 위치로부터 상기 기준 기판까지의 거리를 A,
   상기 접촉 센서부가 계측한, 상기 제2의 미리 정해진 위치로부터 상기 기준 기판까지의 거리를 B,
   상기 제1 비접촉 센서가 계측한 상기 기준 기판까지의 거리를 C,
   상기 제3 비접촉 센서가 계측한 상기 전사 헤드까지의 거리를 D,
   상기 제2 비접촉 센서가 계측한 상기 기준 기판까지의 거리를 E,
   상기 제1 비접촉 센서가 계측한 상기 공급 기판 상의 소자까지의 거리를 F,
   상기 제3 비접촉 센서가 계측한 상기 전사 툴까지의 거리를 G,
   상기 제2 비접촉 센서가 계측한 상기 실장 기판까지의 거리를 H
   로 하고, A∼H에 기초하여 하기 식 (1) 및 (2)에 의해 거리(L, M)를 구하는 연산부와,
   상기 거리(L)에 기초하여 상기 전사 헤드를 상기 제1의 미리 정해진 위치로부터 상기 공급대를 향해 이동시키고, 상기 거리(M)에 기초하여 상기 전사 헤드를 상기 제2의 미리 정해진 위치로부터 상기 실장대를 향해 이동시키는 이동 제어부
   식 (1): L=A-(C-F)-(D-G)
   식 (2): M=B-(E-H)-(D-G)
   를 더 포함하는, 소자 실장 장치.

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