KR20240082285A - 실장 툴 및 실장 장치 - Google Patents

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KR20240082285A
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슌야 구보타
šœ야 구보타
요스케 하네
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시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 전자 부품을 기판에 실장할 때의 기포의 잔류 및 기판의 파손을 저감할 수 있는 실장 툴 및 실장 장치를 제공한다. 실시 형태는, 전자 부품(2)을 기판(W)에 실장하는 실장 툴(31)이며, 전자 부품(2)이 만곡해서 접하도록 융기한 보유 지지면(311)과, 보유 지지면(311)에 마련된 복수의 개구(312)와, 복수의 개구(312) 각각에 연통해서 마련된 복수의 통기 구멍(313)을 갖고, 복수의 통기 구멍(313)은, 내부의 압력을 부압으로 함으로써 보유 지지면(311)에 전자 부품(2)을 보유 지지하고, 보유 지지면(311)의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 통기 구멍(313)으로부터, 인접하는 통기 구멍(313)을 순차 정압으로 함으로써, 보유 지지면(311)으로부터 전자 부품(2)을 이탈시킨다.

Description

실장 툴 및 실장 장치{BONDING TOOL AND BONDING APPARATUS}
본 발명은, 실장 툴 및 실장 장치에 관한 것이다.
로직, 메모리, 화상 센서 등의 반도체 소자인 전자 부품을 기판에 실장할 때는, 반도체 소자가 형성된 웨이퍼를 절단함으로써 개편화한 칩으로 한다. 그리고, 이 칩을 하나씩 픽업하여, 기판에 이송해서 실장하는 것이 행하여지고 있다.
이러한 전자 부품의 실장에 있어서, 전자 부품과 기판의 사이에 기포가 잔류하는 경우가 있다. 전자 부품과 기판의 사이에 기포가 존재하면, 접속 불량, 강도 부족으로 되어, 실장 불량으로 이어진다. 이것에 대처하기 위해서, 전자 부품을 실장할 때, 기판에 대하여 압착하는 실장 툴에 있어서, 전자 부품을 만곡시켜서 보유 지지하고, 전자 부품의 일부를 기판에 접촉시키고 나서 탄성체로 압박함으로써, 전자 부품과 기판의 사이의 기체를 압출하도록 실장하는 것이 행하여지고 있었다.
일본 특허 제3757193호 공보 일본 특허 공개 제2003-203964호 공보 일본 특허 공개 제2005-150311호 공보
그러나, 탄성체가 압박하면서 변형해 나가 찌부러뜨려가는 툴에서는, 전자 부품의 사이즈에 따라서는, 압박되는 영역이 균일하게 넓어지지 않는 경우나, 외연 부분에 충분한 힘이 걸리지 않아, 기포를 압출할 수 없는 경우가 있었다. 또한, 중앙 부분에 과잉의 압박력이 걸려서 전자 부품이 파손되는 경우가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적은, 전자 부품을 기판에 실장할 때의 기포의 잔류 및 기판의 파손을 저감할 수 있는 실장 툴 및 실장 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은, 전자 부품을 기판에 실장하는 실장 툴이며, 상기 전자 부품이 만곡해서 접하도록 융기한 보유 지지면과, 상기 보유 지지면에 마련된 복수의 개구와, 상기 개구에 연통하고, 내부의 압력을 부압으로 함으로써 상기 보유 지지면에 상기 전자 부품을 보유 지지하고, 상기 보유 지지면의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 상기 통기 구멍으로부터, 인접하는 상기 통기 구멍을 순차 정압으로 함으로써, 상기 보유 지지면으로부터 상기 전자 부품을 이탈시키는 통기 구멍을 갖는다.
본 발명의 실장 장치는, 상기 실장 툴을 갖고, 상기 실장 툴을, 전달 위치와 실장 위치의 사이에서 왕복 이동시키고, 전달 위치 및 실장 위치에서 승강시키는 툴 이동 기구와, 상기 실장 툴에 대한 접촉을 검지하는 검지부와, 상기 검지부에 의해 접촉을 검지한 경우에, 상기 실장 툴의 통기 구멍에 대한 부압 및 정압을 전환하는 전환부를 갖는다.
본 발명의 실장 툴 및 실장 장치에 의하면, 전자 부품을 기판에 실장할 때의 기포의 잔류 및 기판의 파손을 저감할 수 있다.
도 1은 실시 형태의 실장 장치를 도시하는 정면도이다.
도 2는 실시 형태의 실장 장치를 도시하는 평면도이다.
도 3은 실시 형태의 실장 툴을 도시하는 측면도(A), 단면도(B), 저면도(C)이다.
도 4는 실시 형태의 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 5는 실시 형태의 전자 부품을 실장하는 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 실시 형태의 전자 부품의 실장 양태를 도시하는 설명도이다.
도 7은 실장 툴의 변형예를 도시하는 단면도이다.
도 8은 실장 툴에 의한 전자 부품의 수취 양태를 도시하는 설명도이다.
실시 형태의 실장 장치에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면은 모식도이며, 각 부의 사이즈, 비율 등은, 이해를 용이하게 하기 위해서 과장되어 있는 부분을 포함하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 실장 장치(1)는, 공급 장치(10), 픽업 장치(20), 탑재 장치(30), 제어 장치(50)를 구비하고, 전자 부품(2)을 픽업 장치(20)에 의해 탑재 장치(30)에 전달하고, 탑재 장치(30)에 의해, 기판 스테이지(60)에서의 기판(W)에 실장하는 장치이다. 전자 부품(2)은, 예를 들어 칩상의 부품이다. 본 실시 형태에서는, 전자 부품(2)은, 웨이퍼를 개편으로 분할한 반도체 칩이다.
공급 장치(10)는, 전자 부품(2)을 픽업 장치(20)에 공급하는 장치다. 공급 장치(10)는, 픽업 대상의 전자 부품(2)을 공급 위치(P1)에 이동시킨다. 공급 위치(P1)란, 픽업 장치(20)가, 픽업 대상이 되는 전자 부품(2)을 픽업하는 위치이다. 공급 장치(10)는, 전자 부품(2)이 첩부된 시트(11)를 지지하는 공급 스테이지(12), 공급 스테이지(12)를 이동시키는 스테이지 이동 기구(13)를 구비한다. 스테이지 이동 기구(13)로서는, 예를 들어 서보 모터에 의해 구동되는 볼 나사 기구에 의해, 레일 상을 슬라이더가 이동하는 리니어 가이드를 사용할 수 있다.
전자 부품(2)이 첩부된 시트(11)는, 여기에서는, 도시하지 않은 웨이퍼 링에 첩부된 점착성을 갖는 웨이퍼 시트이다. 시트(11) 상에는 전자 부품(2)이 매트릭스(행렬) 형상으로 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 전자 부품(2)은, 기능면이 상방으로 노출된 페이스 업 상태로 배치되어 있다.
공급 스테이지(12)는, 시트(11)가 첩부된 웨이퍼 링을 수평하게 지지하는 다이이다. 즉, 전자 부품(2)이 첩부된 시트(11)를, 웨이퍼 링을 개재해서 지지한다. 공급 스테이지(12)는, 스테이지 이동 기구(13)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다. 시트(11)는, 공급 스테이지(12)와 함께 수평하게 지지되어 있기 때문에, 시트(11) 및 당해 시트(11)에 적재된 전자 부품(2)도 또한, 수평 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 수평 방향 중, 공급 장치(10)와 탑재 장치(30)가 배열되는 방향을 X축 방향, X축에 직교하는 방향을 Y축 방향이라고 하자. 또한, 시트(11)의 평면에 직교하는 방향을 Z축 방향 또는 상하 방향이라고 하자. 상측 방향이란, 시트(11)의 평면을 경계로 해서 전자 부품(2)이 적재되어 있는 측의 방향이며, 하측 방향이란, 시트(11)의 평면을 경계로 해서 전자 부품(2)이 적재되어 있지 않은 측의 방향이다.
[픽업 장치]
픽업 장치(20)는, 공급 장치(10)로부터 전자 부품(2)을 픽업하고, 픽업한 전자 부품(2)을 탑재 장치(30)에 전달하는 중계 장치이다. 이 픽업 장치(20)는, 픽업 노즐(21)과, 노즐 이동 기구(22)와, 방향 전환부(23)와, 밀어올림 핀(24)을 구비한다.
픽업 노즐(21)은, 전자 부품(2)을 보유 지지하고, 또한 보유 지지 상태를 해제해서 전자 부품(2)을 해방하는 통 형상의 흡착 노즐이다. 픽업 노즐(21)은, 그 선단부의 흡착면에 개구되는 노즐 구멍을 갖는다. 노즐 구멍은 진공 펌프 등의 부압 발생 회로(도시 생략)와 연통하고 있어, 당해 회로가 부압을 발생시킴으로써 노즐 구멍에서 전자 부품(2)을 흡착 보유 지지한다. 또한, 부압을 해제함으로써 픽업 노즐(21)로부터 전자 부품(2)을 해방한다.
노즐 이동 기구(22)는, 공급 위치(P1)와 전달 위치(P2)의 사이에서 픽업 노즐(21)을 왕복 이동시키고, 또한, 공급 위치(P1) 및 전달 위치(P2)에서 승강시키는 기구이다. 구체적으로는, 노즐 이동 기구(22)는, 슬라이드 기구(221), 승강 기구(222)를 구비한다. 또한, 전달 위치(P2)란, 픽업 장치(20)가, 공급 위치(P1)에서 픽업한 전자 부품(2)을 후술하는 수취부로서 기능하는 실장 툴(31)에 전달하는 위치이다.
공급 위치(P1) 및 전달 위치(P2)는, 주로 XY 방향의 위치를 의미하며, 반드시 Z축 방향의 위치를 의미하는 것만은 아니다. 또한, Z축 방향의 위치(높이)를 의미하는 경우라도, 그 높이에는 소정의 폭이 있는 것으로 한다. 소정의 폭에는, 전자 부품(2)의 전달 시의, 전자 부품(2)의 두께, 전자 부품(2)을 밀어올리는 거리, 전자 부품(2)을 흡착 가능한 거리 등이 포함된다.
슬라이드 기구(221)는, 픽업 노즐(21)을 공급 위치(P1)와 전달 위치(P2)의 사이에서 왕복 이동시킨다. 여기에서는, 슬라이드 기구(221)는, X축 방향과 평행하게 연장되고, 지지 프레임(221a)에 고정된 레일(221b)과, 레일(221b) 상을 주행하는 슬라이더(221c)를 갖는다. 슬라이더(221c)는, 도시는 하지 않지만, 회전 모터에 의해 구동되는 볼 나사, 리니어 모터 등에 의해 구동된다. 승강 기구(222)는, 픽업 노즐(21)을 상하 방향으로 이동시킨다. 구체적으로는, 승강 기구(222)는, 서보 모터에 의해 구동되는 볼 나사 기구에 의해 레일 상을 슬라이더가 이동하는 리니어 가이드를 사용할 수 있다. 즉, 서보 모터의 구동에 의해, 픽업 노즐(21)이 Z축 방향을 따라 승강한다.
방향 전환부(23)는, 픽업 노즐(21)과 노즐 이동 기구(22)의 사이에 마련되어 있다. 방향 전환부(23)는, 여기에서는, 픽업 노즐(21)의 방향을 변경하는 모터 등의 구동원, 볼 베어링 등의 회전 가이드를 포함하여 이루어지는 액추에이터이다. 방향을 변경한다는 것은, 상하 방향으로 0° 내지 180° 회전시키는 것이다. 예를 들어, 흡착면을 공급 스테이지(12)로 향하게 한 픽업 노즐(21)이 공급 위치(P1)에서 전자 부품(2)을 흡착 보유 지지한다. 그 후, 방향 전환부(23)는, 흡착면이 위로 향하도록 픽업 노즐(21)의 방향을 변경한다. 이때, 회전 각도는 180°이다.
밀어올림 핀(24)은, 공급 장치(10)의 시트(11)의 하방에 마련되어 있다. 밀어올림 핀(24)은, 선단이 뾰족한 바늘상의 부재이다. 밀어올림 핀(24)은, 길이 방향이 Z축 방향에 평행해지도록 백업체(241)의 내부에 마련되어 있다.
백업체(241)는, 밀어올림 핀(24)을 그 내부로부터 진출 또는 그 내부로 퇴피시키는 구동 기구를 갖는다. 이 진출 또는 퇴피는, 상하 방향으로 행하여진다. 이 구동 기구는, 예를 들어 상하 방향의 레일에 가이드되어서 이동하는 슬라이더와, 슬라이더를 구동하는 에어 실린더나 캠 기구를 포함한다.
[탑재 장치]
탑재 장치(30)는, 픽업 장치(20)로부터 수취한 전자 부품(2)을 실장 위치(P3)까지 반송하여, 기판(W)에 실장하는 장치이다. 실장 위치(P3)란, 전자 부품(2)을 기판(W)에 실장하는 위치이다. 탑재 장치(30)는, 실장 툴(31), 툴 이동 기구(32)를 갖는다.
실장 툴(31)은, 전달 위치(P2)에서 픽업 노즐(21)로부터 전자 부품(2)을 수취하는 수취부로서의 기능을 갖고, 또한 당해 전자 부품(2)을 실장 위치(P3)에서 기판(W)에 실장하는 부재이다. 실장 툴(31)은, 전자 부품(2)을 보유 지지하고, 또한 실장 후에는 보유 지지 상태를 해제해서 전자 부품(2)을 해방한다.
구체적으로는, 실장 툴(31)은, 도 3의 (A), (B)에 도시하는 바와 같이, 단면이 대략 직육면체 형상의 블록이며, 보유 지지면(311), 개구(312), 통기 구멍(313)을 갖는다. 보유 지지면(311)은, 실장 툴(31)의 저면이며, 전자 부품(2)이 만곡해서 접하도록 융기한 면이다. 만곡이란, 각이 생기지 않도록 구부러지는 것을 말하며, 도 3의 (B)에 도시하는 바와 같이, 평탄면의 사이에 곡면이 생겨서 구부러지는, 소위 굴곡이라고 부를 수 있는 양태도 포함한다. 본 실시 형태의 보유 지지면(311)은 산형이다. 여기에서 말하는 산형은, 각도가 다른 2개의 평탄면이, 중앙의 가장 높은 정점을 포함하는 봉우리 부분에서 완만하게 연속되어 있는 형상을 말한다. 즉, 보유 지지면(311)은, 평면 형상은 직사각형이며, 긴 변 방향의 양측면의 중앙이 봉우리 부분으로 되고, 양측면의 봉우리 부분을 연결하는 능선이 짧은 변 방향으로 되어 있다. 또한, 보유 지지면(311)은, 전자 부품(2)의 실장 시의 압력으로는 탄성 변형하지 않도록, 실장 툴(31)은 경질의 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 보유 지지면(311)은, 실장하는 전자 부품(2)에 따라, 평면 형상이 직사각형이어도, 정사각형이어도 된다. 또한, 상기한 바와 같이 도 3 및 그 밖의 도면은 모식도이며, 보유 지지면(311)의 융기 정도나, 다른 부분과의 비율 등은, 이해를 용이하게 하기 위해서 과장되어 있다.
개구(312)는, 도 3의 (C)에 도시하는 바와 같이, 보유 지지면(311)에 복수 마련되어 있다. 복수의 개구(312)는, 복수의 열로 배열되어 마련되어 있다. 각 열의 방향은, 여기에서는, 보유 지지면(311)이 직사각형일 경우에 그 짧은 변에 평행한 방향이다. 단, 이 방향에 한정되지는 않는다. 본 실시 형태에서의 개구(312)는, 봉우리 부분에 마련된 1열인 열 [1]을 사이에 두고, 보유 지지면(311)의 양쪽 짧은 변측에 열 [2], 열 [3]의 2열씩 마련되어 있다.
통기 구멍(313)은 복수 마련되고, 각 통기 구멍(313)은, 일단부가 각각의 개구(312)에 연통하고 있다. 복수의 통기 구멍(313)은, 구멍 내의 압력을 부압으로 함으로써 보유 지지면(311)에 전자 부품(2)을 보유 지지하고, 보유 지지면(311)의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 통기 구멍(313)으로부터, 인접하는 통기 구멍(313)을 순차 정압으로 함으로써, 보유 지지면(311)으로부터 전자 부품(2)을 이탈시킨다. 본 실시 형태에서는, 전자 부품(2)의 중앙측의 통기 구멍(313)으로부터 인접하는 통기 구멍(313)으로 순차 정압으로 한다. 각 통기 구멍(313)의 타단부는, 부압 및 정압을 전환해서 발생시키는 공기압 회로(도시하지 않음)에 연통하고 있다. 본 실시 형태는, 열마다 부압 및 정압을 전환할 수 있도록, 각 열의 통기 구멍(313)이 각각 배관 및 밸브에 접속되어 있다. 이러한 밸브는, 통기 구멍(313)에 대한 부압 및 정압을 전환하는 전환부로서 기능한다.
툴 이동 기구(32)는, 실장 툴(31)을 전달 위치(P2)와 실장 위치(P3)의 사이에서 왕복 이동시키고, 전달 위치(P2)와 실장 위치(P3)에서 승강시킨다. 툴 이동 기구(32)는, 슬라이드 기구(321), 승강 기구(322)를 갖는다.
슬라이드 기구(321)는, 실장 툴(31)을 전달 위치(P2)와 실장 위치(P3)의 사이에서 왕복 이동시킨다. 여기에서는, 슬라이드 기구(321)는, X축 방향과 평행하게 연장되고, 지지 프레임(321a)에 고정된 2개의 레일(321b)과, 레일(321b) 상을 주행하는 슬라이더(321c)를 갖는다. 슬라이더(321c)는, 도시는 하지 않지만, 회전 모터에 의해 구동되는 볼 나사, 리니어 모터 등에 의해 구동된다. 또한, 도시는 하지 않지만, 슬라이드 기구(321)는, 실장 툴(31)을 Y축 방향으로 슬라이드 이동시키는 슬라이드 기구를 갖고 있다. 이 슬라이드 기구도, Y축 방향의 레일과 레일을 주행하는 슬라이더에 의해 구성할 수 있다. 슬라이더는, 회전 모터에 의해 구동되는 볼 나사, 리니어 모터 등에 의해 구동된다.
승강 기구(322)는, 실장 툴(31)이 착탈 가능하게 마련된 암을 구동함으로써, 실장 툴(31)을 상하 방향으로 이동시킨다. 구체적으로는, 승강 기구(322)는, 서보 모터에 의해 구동되는 볼 나사 기구에 의해, 레일 상을 슬라이더가 이동하는 리니어 가이드를 사용할 수 있다. 즉, 서보 모터의 구동에 의해, 실장 툴(31)이 Z축 방향을 따라 승강한다. 또한, 승강 기구(322)에는, 실장 툴(31)에 대한 접촉을 검지하는 검지부(322a)가 마련되어 있다. 검지부(322a)로서는, 변형 게이지나 피에조 소자 등의 하중 센서를 사용할 수 있다.
기판 스테이지(60)는, 전자 부품(2)을 실장하기 위한 기판(W)을 지지하는 다이이다. 기판 스테이지(60)는, 스테이지 이동 기구(61)에 마련되어 있다. 스테이지 이동 기구(61)는, 기판 스테이지(60)를 XY 평면 상에서 슬라이드 이동시켜, 기판(W)에서의 전자 부품(2)의 실장 위치를 실장 위치(P3)에 위치 부여하는 이동 기구이다. 스테이지 이동 기구(61)는, 예를 들어 서보 모터에 의해 구동되는 볼 나사 기구에 의해, 레일 상을 슬라이더가 이동하는 리니어 가이드를 사용할 수 있다.
제어 장치(50)는, 공급 장치(10), 픽업 장치(20), 탑재 장치(30), 기판 스테이지(60)의 기동, 정지, 속도, 동작 타이밍 등을 제어한다. 즉, 제어 장치(50)는, 실장 장치(1)의 제어 장치이다. 제어 장치(50)는, 예를 들어 전용의 전자 회로 또는 소정의 프로그램으로 동작하는 컴퓨터 등에 의해 실현할 수 있다. 제어 장치(50)에는, 오퍼레이터가 제어에 필요한 지시나 정보를 입력하는 입력 장치, 장치의 상태를 확인하기 위한 출력 장치가 접속되어 있다. 입력 장치는, 스위치, 터치 패널, 키보드, 마우스 등을 사용할 수 있다. 출력 장치는, 액정, 유기 EL 등의 표시부를 사용할 수 있다.
도 4는, 제어 장치(50)의 기능 블록도이다. 제어 장치(50)는, 공급 장치(10)를 제어하는 공급 장치 제어부(51), 픽업 장치(20)를 제어하는 밀어올림 핀 제어부(52) 및 픽업 노즐 제어부(53), 탑재 장치(30)를 제어하는 실장 툴 제어부(54), 기판 스테이지(60)를 제어하는 기판 스테이지 제어부(56) 및 기억부(57)를 갖고 있다.
공급 장치 제어부(51)는, 공급 스테이지(12)의 이동을 제어한다. 즉, 시트(11)에 적재된 픽업 대상이 되는 전자 부품(2)의 이동을 제어한다. 밀어올림 핀 제어부(52)는, 밀어올림 핀(24)의 이동을 제어한다.
픽업 노즐 제어부(53)는, 픽업 노즐(21)의 이동, 즉 노즐 이동 기구(22) 및 방향 전환부(23)의 동작을 제어한다. 또한, 픽업 노즐 제어부(53)는, 노즐 구멍(21b)과 연통한 부압 발생 회로를 제어하여, 전자 부품(2)의 보유 지지 및 해방을 제어한다.
실장 툴 제어부(54)는, 실장 툴(31)의 이동, 즉 툴 이동 기구(32)의 동작을 제어한다. 또한, 실장 툴 제어부(54)는, 실장 툴(31)의 통기 구멍(313)과 연통한 공기압 회로를 제어하여, 각 열의 개구(312)의 부압 및 정압을 전환하여, 전자 부품(2)의 보유 지지 및 해방을 제어한다. 또한, 실장 툴 제어부(54)는, 검지부(322a)에 의한 접촉 검지에 따라, 통기 구멍(313)의 부압과 정압의 전환을 제어한다. 기판 스테이지 제어부(56)는, 기판 스테이지(60)의 이동, 즉 스테이지 이동 기구(61)의 동작을 제어한다.
기억부(57)는, 기록 매체인 각종 메모리(HDD: Hard Disk Drive나 SSD: Solid State Drive 등), 기록 매체와 외부의 인터페이스를 포함하는 기억 장치이다. 기억부(57)에는, 실장 장치(1)의 동작에 필요한 데이터, 프로그램이 미리 기억되고, 또한, 실장 장치(1)의 동작에 필요한 데이터를 기억한다. 이 필요한 데이터란, 예를 들어 공급 위치(P1), 전달 위치(P2), 실장 위치(P3)의 위치 좌표, 각 이동 기구의 위치 좌표이다. 상술한 각 이동 기구는, 이들 좌표에 기초하여 각 구성의 이동 제어를 행한다. 또한, 기억부(57)에는, 실장 툴(31)의 통기 구멍(313)의 열의 어느 것을 부압에서 정압으로 전환할지의 타이밍이 기억되어 있다.
[동작]
이상과 같은 실장 장치(1)의 동작을 설명한다. 먼저, 픽업 장치(20)는, 공급 장치(10)로부터 전자 부품(2)을 픽업하여, 당해 전자 부품(2)을 탑재 장치(30)에 전달한다. 즉, 픽업 장치(20)에 의해, 픽업 노즐(21)을 밀어올림 핀(24)이 위치하는 공급 위치(P1)에 이동시켜, 픽업 노즐(21)의 노즐 구멍(21b)과 밀어올림 핀(24)을 대향시킨다.
한편, 공급 장치(10)는, 공급 스테이지(12)를 이동시켜, 공급 위치(P1)에 픽업 대상의 전자 부품(2)을 위치시킨다. 이 후, 픽업 노즐(21)을 하강시켜서 흡착면을 공급 위치(P1)의 전자 부품(2)에 맞닿게 해서 전자 부품(2)을 흡착한다. 이어서, 전자 부품(2)을 보유 지지한 채 픽업 노즐(21)을 상승시키면서, 전자 부품(2)을 밀어올림 핀(24)으로 밀어올림으로써, 전자 부품(2)을 시트(11)로부터 박리하면서 픽업한다.
픽업 장치(20)는, 방향 전환부(23)에 의해 픽업 노즐(21)을 반전시킨다. 즉, 픽업 노즐(21)의 배향을 상하 방향으로 180° 회전시켜, 픽업 노즐(21)의 흡착면을 상방으로 향하게 한다. 또한, 반전 동작은 공급 위치(P1)로부터 전달 위치(P2)까지의 동안의 어느 지점에서 행하여져도 된다.
픽업 장치(20)는, 노즐 이동 기구(22)에 의해, 전달 위치(P2)에 픽업한 전자 부품(2)을 이동시킨다. 탑재 장치(30)의 실장 툴(31)은, 툴 이동 기구(32)에 의해, 전달 위치(P2)에 이동해서 대기하고, 전자 부품(2)을 사이에 두고 픽업 노즐(21)의 노즐 구멍(21b)과, 실장 툴(31)의 보유 지지면(311)이 대향한다.
그리고, 전달 위치(P2)에 위치한 픽업 노즐(21)을 향해서 실장 툴(31)을 하강시켜, 실장 툴(31)의 통기 구멍(313)에 부압을 작용시켜서 전자 부품(2)을 보유 지지한 후, 픽업 노즐(21)이 부압을 해제함으로써, 픽업 노즐(21)로부터 실장 툴(31)에 전자 부품(2)을 전달한다. 이에 의해, 전자 부품(2)이 보유 지지면(311)의 융기에 따르도록 만곡해서 흡착 보유 지지된다.
이 후, 실장 툴(31)은, 실장 위치(P3)로 이동하여, 전자 부품(2)을 기판(W)에 실장한다. 이 실장 동작을, 도 5의 흐름도, 도 6의 동작 설명도를 참조하여 설명한다. 먼저, 실장 툴(31)이 실장 위치(P3)에 이동하여, 도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 실장 툴(31)에 보유 지지된 전자 부품(2)이 기판(W)에 대향한다(스텝 S01). 그리고, 실장 툴(31)이 하강하여, 전자 부품(2)을 기판(W)에 접근시킨다(스텝 S02).
실장 툴(31)의 검지부(322a)가 전자 부품(2)과 기판(W)의 접촉을 검지하면(스텝 S03의 "예"), 실장 툴(31)이 하강을 정지한다(스텝 S04). 그리고, 통기 구멍(313)의 일부로부터 순차, 부압을 정지함과 함께 정압으로 함으로써, 전자 부품(2)을 이탈시켜서 기판(W)에 실장한다. 즉, 도 3에 도시한 열 [1], 열 [2], 열 [3]의 순으로 정압으로 전환하여, 개구(312)로부터 블로우를 행한다(스텝 S05 내지 S07).
이때, 도 6의 (B), (C), (D)에 도시하는 바와 같이, 통기 구멍(313)의 복수의 열 중, 보유 지지면(311)의 가장 융기한 봉우리 부분에 대응하는 전자 부품(2)의 부분이 최초로 기판(W)에 접하고, 이 봉우리 부분의 열로부터 인접하는 열로 순차 부압(도면 중 백색 화살표)에서 정압(도면 중 흑색 화살표)으로 전환된다. 이에 의해, 만곡된 전자 부품(2)이, 봉우리 부분으로부터 외측을 향해서 점차 기판(W)의 평탄면을 따르도록 이탈해 나가므로, 기포가 외측으로 배제되면서 기판(W)에 실장된다. 실장 후에는 도 6의 (E)에 도시하는 바와 같이, 실장 툴(31)이 상승하여, 전자 부품(2)을 남기고 기판(W)으로부터 퇴피한다(스텝 S08).
[효과]
(1) 본 실시 형태는, 전자 부품(2)을 기판(W)에 실장하는 실장 툴(31)이며, 전자 부품(2)이 만곡해서 접하도록 융기한 보유 지지면(311)과, 보유 지지면(311)에 마련된 복수의 개구(312)와, 복수의 개구(312) 각각에 연통해서 마련된 복수의 통기 구멍(313)을 갖고, 복수의 통기 구멍(313)은, 내부의 압력을 부압으로 함으로써 보유 지지면(311)에 전자 부품(2)을 보유 지지하고, 보유 지지면(311)의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 통기 구멍(313)으로부터, 인접하는 통기 구멍(313)을 순차 정압으로 함으로써, 보유 지지면(311)으로부터 전자 부품(2)을 이탈시킨다.
또한, 본 실시 형태의 실장 장치(1)는, 실장 툴(31)을 갖고, 실장 툴(31)을, 전달 위치와 실장 위치의 사이에서 왕복 이동시키고, 전달 위치 및 실장 위치에서 승강시키는 툴 이동 기구(32)와, 실장 툴(31)에 대한 접촉압을 검지하는 검지부(322a)와, 검지부(322a)에 의해 접촉을 검지한 경우에, 실장 툴(31)의 통기 구멍(313)에 대한 부압 및 정압을 전환하는 전환부를 갖는다.
이 때문에, 부압에 의해 보유 지지면(311)에 전자 부품(2)이 만곡해서 보유 지지된 상태에서, 통기 구멍을 순차 정압으로 함으로써, 전자 부품(2)이 기판(W)을 따르도록 평탄해지는 과정에서 기포가 배출되면서 실장된다. 이에 의해, 전자 부품(2)과 기판(W)의 사이에 기포가 잔류하는 것이 억제되어, 실장 불량이 저감된다. 전자 부품(2) 자체의 만곡이 복원되는 것을 이용해서 실장되므로, 압박력이 치우치지 않고 균일하게 작용하여, 기포를 균일하게 압출할 수 있음과 함께, 전자 부품(2)의 파손도 저감할 수 있다.
(2) 복수의 개구(312)는 복수의 열로 배열되어 형성되어 있다. 이 때문에, 열마다 순차 부압을 정압으로 전환해 나감으로써, 전자 부품(2)의 일부에 과대한 힘이 가해지는 것을 방지하면서, 만곡을 평탄하게 복귀시켜 실장할 수 있다.
(3) 복수의 통기 구멍(313) 중, 보유 지지면(311)의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 통기 구멍(313)으로부터, 인접하는 통기 구멍(313)을 순차 정압으로 한다. 이 때문에, 처음에 전자 부품(2)이 기판(W)에 접촉한 부분으로부터, 점차 외연을 향해서 기판(W)에 접촉시켜서 기포를 배출할 수 있다. 또한, 각 열을 짧은 변 방향에 평행하게 함으로써, 직사각 형상의 전자 부품(2)이 변형하기 쉬운 긴 변 방향으로 만곡을 생기게 할 수 있다.
(4) 보유 지지면(311)은 산형이다. 이 때문에, 중앙의 봉우리 부분을 사이에 두고 양측의 외연을 향해서 점차 기판(W)이 평탄해짐으로써, 전자 부품(2)의 중앙부터 만곡이 평탄하게 복귀되면서 기판(W)에 접해 나가는 거리가 짧게 되기 때문에, 기포가 말려들 우려도 적다. 또한, 보유 지지면(311)의 긴 변에 산형을 형성하고, 봉우리 부분을 연결하는 능선을 짧은 변 방향으로 함으로써, 전자 부품(2)의 긴 변 방향으로 만곡을 생기게 하므로, 전자 부품(2)이 보유 지지면(311)을 따르기 쉽다. 또한, 봉우리 부분을 연결하는 능선을 보유 지지면(311)의 어느 것의 변 상에 마련할 수도 있다. 예를 들어, 일단부의 짧은 변 상에 능선을 마련했을 경우에, 일단부로부터 타단부를 향해서 순차 정압으로 함으로써, 전자 부품(2)이 일단부로부터 타단부를 향해서 기판(W)에 접해 나간다. 이 경우에도, 기포를 배제하면서, 전자 부품(2)의 파손을 저감할 수 있는 효과는 얻어진다. 전자 부품(2)에 만곡이 생기지 않는 만큼 더욱 파손의 우려가 저감된다. 예를 들어, 도 3의 (C)와 같이 개구(312)의 열이 마련되어 있을 경우, 일단부측의 열 [3]부터, 열 [2], 열 [1], 타단부측의 열 [2], 열 [3]의 순으로 부압에서 정압으로 전환한다.
[변형예]
본 실시 형태는, 이하와 같은 변형예도 적용 가능하다.
(1) 보유 지지면(311)은 곡면이어도 된다. 예를 들어, 도 7에 도시하는 바와 같이, 보유 지지면(311)이, 원통의 측면의 일부와 같이 융기한 형상이어도 된다. 또한, 여기에서 말하는 원통의 측면의 일부란, 단면이 원형, 타원형, 모서리가 둥근 직사각형, 트랙형의 통 형상체의 일부인 경우도 포함한다. 이에 의해, 전자 부품(2)의 만곡이 완만해져서, 전자 부품(2)에 대한 영향을 억제할 수 있다. 또한, 상기 양태에서는, 봉우리 부분을 연결하는 능선 부분에 개구(312)를 마련하고 있다. 그러나, 개구(312)는, 반드시 능선 상에 마련할 필요가 있는 것만은 아니고, 그 근방에 마련되어 있어도 된다. 각 개구(312)의 통기 구멍(313) 중, 능선에 가까운 곳부터 순차 부압에서 정압으로 함으로써, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 곡면의 경우에도, 능선 부분을 보유 지지면(311)의 어느 것의 변 상에 마련할 수도 있다.
(2) 실장 툴(31)이 픽업 노즐(21)로부터 전자 부품(2)을 수취할 때는, 보유 지지면(311)의 일부 통기 구멍(313)으로부터, 인접하는 통기 구멍(313)을 순차 부압으로 해도 된다. 즉, 실장 툴(31)이 전자 부품(2)을 수취할 때, 전자 부품(2)을 보유 지지면(311)을 따라서 만곡시키려고 해도, 일부가 들떠버리거나 치우쳐버리거나 하면, 전자 부품(2)의 위치 인식을 할 수 없게 되는 등의 문제가 생긴다. 또한, 전자 부품(2)의 들뜸이나 치우침이 생긴 채로 실장하려고 하면, 능선으로부터 외연을 따라 이격될 때, 타이밍의 어긋남이 생겨서 기포가 말려들 가능성이 있다.
예를 들어, 복수의 통기 구멍(313) 중, 보유 지지면(311)의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 통기 구멍(313)으로부터, 인접하는 통기 구멍(313)을 순차 부압으로 하면 된다. 보다 구체적으로는, 도 8의 (A)에 도시하는 바와 같이, 실장 툴(31)의 보유 지지면(311)이 전자 부품(2)에 접근하여, 검지부(322a)가 접촉을 검지하면, 도 8의 (B) 내지 (D)에 도시하는 바와 같이, 개구(312)의 열 [1]부터, 열 [2], 열 [3](도 3의 (B) 참조)을 순차 부압으로 한다. 이에 의해, 보유 지지면(311)을 따르도록 전자 부품(2)을 점차 만곡시키면서, 실장 툴(31)이 픽업 노즐(21)로부터 전자 부품(2)을 수취할 수 있으므로, 들뜸이나 치우침이 억제되어, 위치 인식을 할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 들뜸이나 치우침이 저감되므로, 전자 부품(2)을 실장할 때, 이탈하는 타이밍의 어긋남이 생기기 어려워, 기포가 말려들 가능성을 저감할 수 있다.
[다른 실시 형태]
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 하기에 나타내는 다른 실시 형태도 포함한다. 또한, 본 발명은, 상기 실시 형태 및 하기 다른 실시 형태를 모두 또는 어느 것을 조합한 형태도 포함한다. 또한, 이들 실시 형태를 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략이나 치환, 변경을 행할 수 있고, 그 변형도 본 발명에 포함된다.
1: 실장 장치 2: 전자 부품
10: 공급 장치 11: 시트
12: 공급 스테이지 13: 스테이지 이동 기구
20: 픽업 장치 21: 픽업 노즐
21b: 노즐 구멍 22: 노즐 이동 기구
23: 방향 전환부 24: 밀어올림 핀
30: 탑재 장치 31: 실장 툴
32: 툴 이동 기구 50: 제어 장치
51: 공급 장치 제어부 52: 밀어올림 핀 제어부
53: 픽업 노즐 제어부 54: 실장 툴 제어부
56: 기판 스테이지 제어부 57: 기억부
60: 기판 스테이지 61: 스테이지 이동 기구
221: 슬라이드 기구 221a: 지지 프레임
221b: 레일 221c: 슬라이더
222: 승강 기구 241: 백업체
311: 보유 지지면 312: 개구
313: 통기 구멍 321: 슬라이드 기구
321a: 지지 프레임 321b: 레일
321c: 슬라이더 322: 승강 기구
322a: 검지부

Claims (6)

  1. 전자 부품을 기판에 실장하는 실장 툴이며,
    상기 전자 부품이 만곡해서 접하도록 융기한 보유 지지면과,
    상기 보유 지지면에 마련된 복수의 개구와,
    복수의 상기 개구 각각에 연통해서 마련된 복수의 통기 구멍
    을 갖고,
    복수의 상기 통기 구멍은, 내부의 압력을 부압으로 함으로써 상기 보유 지지면에 상기 전자 부품을 보유 지지하고, 상기 보유 지지면의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 상기 통기 구멍으로부터, 인접하는 상기 통기 구멍을 순차 정압으로 함으로써, 상기 보유 지지면으로부터 상기 전자 부품을 이탈시키는 것을 특징으로 하는 실장 툴.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 개구는 복수의 열로 배열되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 실장 툴.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보유 지지면은, 산형인 것을 특징으로 하는, 실장 툴.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보유 지지면은, 곡면인 것을 특징으로 하는, 실장 툴.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 실장 툴을 갖고,
    상기 실장 툴을, 전달 위치와 실장 위치의 사이에서 왕복 이동시키고, 전달 위치 및 실장 위치에서 승강시키는 툴 이동 기구와,
    상기 실장 툴에 대한 접촉을 검지하는 검지부와,
    상기 검지부에 의해 접촉을 검지한 경우에, 상기 실장 툴의 통기 구멍에 대한 부압 및 정압을 전환하는 전환부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 실장 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 통기 구멍 중, 상기 보유 지지면의 가장 융기한 봉우리 부분에 가까운 통기 구멍으로부터, 인접하는 통기 구멍을 순차 부압으로 하는 것을 특징으로 하는, 실장 장치.
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