TW201737789A - 晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種晶片零件貼裝機，包括：支吊架、安裝頭、攝影機、第一與第二驅動馬達、第一與第二驅動器以及判斷部。支吊架沿平行配置的第一、第二導軌進行往復運動；在支吊架上的安裝頭將零件吸附或者安裝；攝影機通過拍攝零件而辨識零件；第一驅動馬達被第一驅動器所驅動，使支吊架沿第一導軌移動；第二驅動馬達被第二驅動器所驅動，使支吊架沿第二導軌移動並且；當第一、第二驅動馬達中的一個停止驅動時，判斷部判斷支吊架的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值。一種晶片零件貼裝機的誤差最小化方法亦被提供。

Description

晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法

本發明涉及一種晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，尤其涉及一種可使由歪斜（skew）變形引起的安裝程度誤差最小化的晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法。

倒裝晶片貼裝機（flip chip mounter）作為半導體工藝設備，安裝程度成為設備性能的主要事項，近來要求8μm至5μm級別的安裝程度。

為此，支吊架（gantry）機構物的變形最小化較為重要，以往在組裝支吊架機構時使垂直度（perpendicularity）得到保持。然而，在將電源施加於驅動馬達的瞬間，發生兩側馬達的力的不平衡，從而出現機構物以預定角度扭歪的現象，這被稱為歪斜（skew）。

對於倒裝晶片貼裝機而言，由於貼附在支吊架的頭中設置有辨識用攝影機，因此如果發生歪斜變形，則攝影機的位置也會一起變化，於是存在對安裝程度造成直接影響的問題。

[現有技術文獻] [專利文獻] （專利文獻01）韓國公開專利公報第10-2005-0041932號（2005.05.04）

對此，本發明所要解決的技術問題在於提供一種可使由歪斜（skew）變形引起的安裝程度誤差最小化的晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法。

本發明的技術問題並不侷限於如上所述的技術問題，本領域技術人員想必可通過如下所述的記載而明確理解未提及的其他技術問題。

為了解決如上所述的技術問題，根據本發明之一實施例的晶片零件貼裝機，包括：支吊架、安裝頭、攝影機、第一與第二驅動馬達、第一與第二驅動器以及判斷部。支吊架沿平行配置的第一導軌和第二導軌而進行往復運動；安裝頭在支吊架上沿相對於支吊架的移動方向垂直的方向移動，並將零件吸附或者安裝；攝影機通過拍攝零件而辨識零件；第一驅動馬達用於使支吊架沿第一導軌移動；第二驅動馬達用於使支吊架沿第二導軌移動；第一驅動器通過施加電流而驅動第一驅動馬達；第二驅動器通過施加電流而驅動第二驅動馬達，其中第一驅動器控制部和第二驅動器控制部分別控制第一驅動器和第二驅動器；當第一驅動馬達和第二驅動馬達中的一個停止驅動時，判斷部判斷支吊架的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值。

並且，為了解決如上所述的技術問題，根據本發明之一實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，包括如下步驟：支吊架沿平行配置的第一導軌和第二導軌移動；當包含於支吊架的安裝頭到達零件的吸附或安裝位置時，儲存部儲存支吊架穩定化起始時間；判斷部判斷支吊架的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值；當判斷部判斷出支吊架的位置誤差值等於或小於已設定誤差值時，儲存部還儲存支吊架穩定化完畢時間。

其他實施例的具體事項包含於詳細的說明及附圖中。

本發明的實施例至少具有如下的技術效果。

即，根據本發明的實施例的晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法可實現沿著導軌進行往復運動的支吊架因相對於行進方向而不平衡所致的歪斜而發生的安裝誤差的最小化。

本發明的技術效果並不侷限於以上舉例的內容，更加多樣的技術效果包含於本說明書內。

參考以下結合附圖而詳細闡述的實施例就會明確理解本發明的優點、特徵及用於達到目的之方法。然而，本發明並不侷限於以下披露的實施例，其可以由互不相同的多樣的形態實現，提供本實施例僅用於使本發明的公開得以完整，並旨在將本發明的範圍完整地告知本發明所屬的技術領域中具備基本知識的人員，本發明僅由申請專利範圍記載的範圍定義。

本說明書中使用的術語僅用於說明實施例，並非旨在限定本發明。在本說明書中，單數型包括複數型，除非語句中另有特別表明。說明書中使用的術語“包括（comprises）”和/或“包含有（comprising）”以除所提及的構成要素、步驟、操作和/或元件之外的一個以上的其他構成要素、步驟、操作和/或元件的存在性或可附加性的含義使用。另外，“和/或”包括所提及的各個項目以及一種以上的所有組合。

而且，以下將會參考作為本發明的理想化的示例圖的剖視圖和/或概略圖而對本說明書中記載的實施例進行說明。因此，示例圖的形態可根據製造技術和/或允許誤差等而變形。所以，本發明的實施例並不侷限於圖示的特定形態，而是也包括根據製造工藝而派生的形態。並且，在圖示於本發明的各個附圖中，可能考慮到說明的方便性而將各個構成要素不同程度地放大或縮小示出。貫穿整個說明書，相同的附圖標記指代相同的構成要素。

以下，根據本發明的實施例，通過參考用於說明晶片零件貼裝機及晶片零件貼裝機的誤差最小化方法的附圖而對本發明進行說明。

圖1表示根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機。

如圖1所示，根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機可包括：支吊架110，可沿平行配置的導軌進行往復運動；安裝頭120，在支吊架110上可沿相對於支吊架110的移動方向垂直（直角）的方向移動；攝影機121，貼附於安裝頭120，可執行用於辨識所述零件的拍攝。

支吊架110可形成為具有沿X方向的長度的杆（bar）狀，以使安裝頭120能夠沿Y方向移動，安裝頭120用於在基座（未圖示）上將多樣的電子零件逐個分別供應到其零件吸附及安裝位置。

所述基座上可包括作為用於將多樣的電子零件逐個分別供應到其零件的吸附及安裝位置的零件供應裝置的支吊架110和安裝頭120。

支吊架110在下側可沿至少2個導軌100而朝Y軸方向移動。在此，支吊架110的下側包括未圖示的驅動輪等零件，這樣的零件在結合於導軌100的狀態下旋轉，從而使支吊架110的往復運動得以實現。

並且，可分別配置有用於驅動所述驅動輪的第一驅動馬達101和第二驅動馬達102。支吊架110借助於各個驅動馬達101、102而沿著導軌100朝向Y軸方向移動，據此使結合於支吊架110的安裝頭120移動到零件吸附或安裝位置。

可按如下方式，安裝頭120能夠朝向作為沿著支吊架110的長度方向的方向，（即，X軸方向）進行往復移動。當安裝頭120借助於各個驅動馬達101、102而到達Y軸方向的吸附或安裝位置時，驅動馬達101、102的旋轉將停止，且安裝頭120沿著X軸方向移動，從而最終會到達吸附或安裝位置。

安裝頭120可包括至少一個的吸嘴（未圖示）以用於將零件進行吸附或者安裝。而且，安裝頭120還可以包括用於在設定的位置對零件執行圖像辨識的攝影機121。

攝影機121在從零件吸附到零件安裝為止的支吊架110移動過程中接收吸附支撐於各個吸嘴（未圖示）的所有電子零件的圖像並對其進行辨識。

還可以包括控制部200，以實現朝向安裝頭120的吸附或安裝位置的移動。控制部200可分別控制用於驅動第一驅動馬達101的第一驅動器131及用於驅動第二驅動馬達102的第二驅動器132。

控制部200控制第一驅動器131，從第一驅動器131電性連接的第一動力線131a可連接於第一驅動馬達101，而且控制部200控制第二驅動器132，其中，從第二驅動器132電性連接的第二動力線132a可連接於第二驅動馬達102。

於是，第一驅動器131和第二驅動器132在從控制部200接收到位置控制的情況下，將會經由第一動力線131a和第二動力線132a而將電流施加到第一驅動馬達101和第二驅動馬達102。

圖2表示圖1的晶片零件貼裝機的歪斜發生狀態。

如圖2所示，當控制兩個驅動馬達101、102而使支吊架110移動時，發生沿著Y軸移動的各個驅動馬達101、102的位置錯偏的情況。可以將這樣的支吊架110以構成相對於X軸並不平行的斜（skew）軸的狀態錯偏的現象定義為歪斜（skew）。

圖3為表示根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的構造的模組圖。

如圖3所示，根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的控制部200包括第一驅動器控制部201、第二驅動器控制部202、儲存部203。

第一驅動器控制部201將控制信號傳遞給第一驅動器131。第一驅動器131根據所述控制信號而將電流經由第一動力線131a施加到第一驅動馬達101。

另外，第二驅動器控制部202將控制信號傳遞給第二驅動器132。第二驅動器132根據所述控制信號而將電流經由第二動力線132a施加到第二驅動馬達102。

第一驅動馬達101和第二驅動馬達102接收所述電流的施加，從而使驅動輪等零件旋轉，且所述零件在結合於導軌100的狀態下進行旋轉，從而實現支吊架110的往復運動。

儲存部203將支吊架穩定化時間進行儲存。當支吊架110的安裝頭120到達零件吸附或安裝位置時，第一驅動馬達101和第二驅動馬達102相互之間到達所述位置所需的時間的誤差可能在某種程度範圍內發生。例如，有可能第一驅動馬達101判斷為支吊架110的安裝頭120到達了零件吸附或安裝位置而停止驅動，然而第二驅動馬達102卻判斷為尚未到達而繼續驅動之後在經過微小的時間後才停止驅動。所謂的支吊架穩定化時間是指這種微小的時間誤差減小而使支吊架穩定化所花費的時間。首先，當支吊架110的安裝頭120到達零件吸附或安裝位置時，儲存部203將支吊架穩定化起始時間進行儲存。另外，如果沿X軸、Y軸及斜軸的位置誤差值（error value）小於已設定誤差值，則意味著支吊架110的穩定化完畢。儲存部203將此時的時間也進行儲存。於是，支吊架穩定化起始時間和完畢時間均可得到儲存。此外，通過計算支吊架穩定化起始時間與支吊架穩定化完畢時間之間的時間，可測定支吊架穩定化時間。

判斷部204判斷沿X軸、Y軸及斜軸的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值。如果所述位置誤差值等於或小於已設定誤差值，則就在那時儲存部203儲存支吊架穩定化完畢時間。而且，判斷部204判斷支吊架穩定化時間是否大於已設定穩定化時間。如果支吊架穩定化時間大於已設定穩定化時間，則攝影機121執行零件辨識，如果支吊架穩定化時間不大於已設定穩定化時間，則警告發生部（未圖示）發出警告。

以下，對可使由歪斜引起的安裝頭120的安裝誤差最小化的方法進行說明。

圖4為表示根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法的流程圖。

如圖4所示，根據本發明的一個實施例的利用晶片零件貼裝機裝置而執行的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，首先對用於使支吊架移動的控制進行初始化（S100）。

在步驟S100之後，對於到支吊架110的目標位置為止的所需時間進行計時（S110）。

在步驟S110之後，對各個驅動馬達101、102執行驅動控制以使支吊架110分別朝向沿X、Y軸的方向移動（S120）。其中，電流經由第一動力線131a和第二動力線132a而施加到各個驅動馬達101、102，其中，第一動力線131a和第二動力線132a分別連接於接收控制部200的控制信號的第一驅動器131和第二驅動器132。

在步驟S120之後，通過編碼器（encoder）確認安裝頭120是否到達零件吸附或安裝位置（S130）。其中，在各個驅動馬達中設置有編碼器，例如在第一驅動馬達101中設置有第一編碼器103以及第二驅動馬達102中設置有第二編碼器104，並可通過來自這種編碼器（例如第一編碼器103與第二編碼器104）的脈衝信號而掌握安裝頭120的位置。本實施例中編碼器的設置位置與數量僅作為範例說明，本發明對於編碼器的設置位置與數量並不加以限定。

如果不滿足步驟S130的條件，則可以反復執行S130步驟，而如果滿足步驟S130的條件，則執行控制以使支吊架110沿X軸和Y軸移動。

在步驟S130之後，將支吊架110的穩定化開啟的時間進行儲存（S140）。

然後，判斷支吊架110的沿X軸、Y軸及斜軸的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值（S141、S142、S143）。此時，已設定誤差值例如可設定為1μm，並判斷支吊架110的X軸、Y軸及斜軸位置誤差值是否均小於或等於1μm（S150）。

圖5為表示根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法得到執行的結果的曲線圖。

如果利用根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化裝置而執行晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，則如圖5所示，可最小化由歪斜引發的安裝誤差。以下，具體說明S150步驟。

在支吊架110移動之後，沿X軸、Y軸及斜軸的位置誤差值隨著時間而變化。在圖5中，只對斜（Skew）軸將其結果用曲線圖進行了圖示，然而針對X軸及Y軸，其結果也類似於圖5。控制部200通過編碼器，例如第一編碼器103或是第二編碼器104，握安裝頭120的位置，據此確認支吊架110是否到達零件吸附或安裝位置。如果支吊架110到達了零件吸附或安裝位置，則第一驅動馬達101和第二驅動馬達102中支吊架110率先到達之處的驅動馬達101、102將會停止驅動。另外，在經過微小的時間之後，剩下驅動馬達101、102的驅動也將會停止。控制部200判斷在所述微小的時間之間沿著斜軸的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值。

如果步驟S150的三種條件均得到滿足，即，判斷不僅斜軸，是否連沿著X軸及Y軸的位置誤差值也等於或小於已設定誤差值。如果位置誤差值等於或小於已設定誤差值，則將支吊架110的穩定化完畢時間進行儲存（S160）。

然後，判斷支吊架110的穩定化時間是否大於已設定穩定化時間（S170）。在此，已設定穩定化時間可基於多次的實驗而設定為平均值。

如果不滿足步驟S170的條件，則發出警告（S172）。在此，如果滿足步驟S170的條件，則攝影機121執行辨識動作，或者安裝頭120開始安裝。

即，按照根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，在將支吊架穩定化時間與已設定值進行比較之後執行攝影機辨識或安裝頭的零件安裝，因此可以減少安裝頭及支吊架的執行時間，並實現生產效率的極大化。

以上，通過參考所附的圖而對本發明的實施例進行了說明，然而本發明所屬的技術領域中具備基本知識的人員可在不改變本發明的技術思想或必要特徵的前提下以其他具體形態加以實施，這一點想必可以理解。因此，以上記載的實施例在所有方面均為示例性的，不應理解為限定性記載。比起上述詳細的說明，本發明的範圍由申請專利範圍記載的範圍來表現，且應當解釋為從申請專利範圍記載的含義、範圍及其等同概念中匯出的所有變更或變形的形態都包含於本發明的範圍。

100‧‧‧導軌
101‧‧‧第一驅動馬達
102‧‧‧第二驅動馬達
103‧‧‧第一編碼器
104‧‧‧第二編碼器
110‧‧‧支吊架
120‧‧‧安裝頭
121‧‧‧攝影機
131‧‧‧第一驅動器
132‧‧‧第二驅動器
131a‧‧‧第一動力線
132a‧‧‧第二動力線
200‧‧‧控制部
201‧‧‧第一驅動器控制部
202‧‧‧第二驅動器控制部
203‧‧‧儲存部
204‧‧‧判斷部

圖1為表示根據本發明的實施例的晶片零件貼裝機的圖。 圖2為表示圖1的晶片零件貼裝機的歪斜發生狀態的圖。 圖3為表示根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的構造的模組圖。 圖4為表示根據本發明的實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法的流程圖。 圖5為表示根據本發明的一個實施例的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法得到執行的結果的曲線圖。

100‧‧‧導軌

101‧‧‧第一驅動馬達

102‧‧‧第二驅動馬達

103‧‧‧第一編碼器

104‧‧‧第二編碼器

110‧‧‧支吊架

120‧‧‧安裝頭

121‧‧‧攝影機

131‧‧‧第一驅動器

132‧‧‧第二驅動器

131a‧‧‧第一動力線

132a‧‧‧第二動力線

200‧‧‧控制部

Claims (15)

1. 一種晶片零件貼裝機，包括： 支吊架，沿平行配置的第一導軌和第二導軌而進行往復運動； 安裝頭，在所述支吊架上沿相對於所述支吊架的移動方向垂直的方向移動，並將零件吸附或者安裝； 攝影機，通過拍攝所述零件而辨識所述零件； 第一驅動馬達，用於使所述支吊架沿所述第一導軌移動； 第二驅動馬達，用於使所述支吊架沿所述第二導軌移動； 第一驅動器，通過施加電流而驅動所述第一驅動馬達； 第二驅動器，通過施加電流而驅動所述第二驅動馬達，其中第一驅動器控制部和第二驅動器控制部分別控制所述第一驅動器和所述第二驅動器；以及 判斷部，當所述第一驅動馬達和所述第二驅動馬達中的一個停止驅動時，判斷所述支吊架的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值。
2. 如申請專利範圍第1項所述的晶片零件貼裝機，還包括： 儲存部，在所述支吊架沿所述第一導軌和所述第二導軌移動之後，當所述安裝頭到達所述零件的吸附或安裝位置時，所述儲存部儲存支吊架穩定化起始時間。
3. 如申請專利範圍第2項所述的晶片零件貼裝機，其中，當所述判斷部判斷出所述支吊架的位置誤差值等於或小於所述已設定誤差值時，所述儲存部還儲存支吊架穩定化完畢時間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的晶片零件貼裝機，其中所述判斷部用於判斷所述支吊架穩定化時間是否大於已設定穩定化時間，所述支吊架穩定化時間為儲存於所述儲存部的所述支吊架穩定化起始時間與所述支吊架穩定化完畢時間之間的時間。
5. 如申請專利範圍第4項所述的晶片零件貼裝機，其中，如果所述支吊架穩定化時間大於所述已設定穩定化時間，則所述攝影機執行所述零件的辨識。
6. 如申請專利範圍第4項所述的晶片零件貼裝機，還包括： 警告發生部，當所述支吊架穩定化時間不大於所述已設定穩定化時間時，發出警告。
7. 如申請專利範圍第1項所述的晶片零件貼裝機，還包括： 至少一編碼器，在所述支吊架沿所述第一導軌和所述第二導軌移動之後，確認所述安裝頭是否到達所述零件的吸附或安裝位置。
8. 如申請專利範圍第7項所述的晶片零件貼裝機，其中所述至少一編碼器是多個編碼器而分別設置於所述第一驅動馬達和所述第二驅動馬達，並通過脈衝信號掌握所述安裝頭的位置。
9. 如申請專利範圍第1項所述的晶片零件貼裝機，其中所述支吊架的位置誤差值包括： 所述支吊架的X軸位置誤差值； 所述支吊架的Y軸位置誤差值；以及 所述支吊架的斜軸位置誤差值。
10. 一種晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，包括如下步驟： 支吊架沿平行配置的第一導軌和第二導軌移動； 當包含於所述支吊架的安裝頭到達零件的吸附或安裝位置時，儲存部儲存支吊架穩定化起始時間； 判斷部判斷所述支吊架的位置誤差值是否等於或小於已設定誤差值；以及 當所述判斷部判斷出所述支吊架的位置誤差值等於或小於所述已設定誤差值時，所述儲存部還儲存支吊架穩定化完畢時間。
11. 如申請專利範圍第10項所述的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，其中在儲存所述支吊架穩定化完畢時間的步驟中，還包括如下步驟： 所述判斷部判斷所述支吊架穩定化時間是否大於已設定穩定化時間，所述支吊架穩定化時間為儲存於所述儲存部的所述支吊架穩定化起始時間與所述支吊架穩定化完畢時間之間的時間。
12. 如申請專利範圍第11項所述的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，其中還包括如下步驟： 當所述支吊架穩定化時間大於所述已設定穩定化時間時，所述攝影機執行所述零件的辨識。
13. 如申請專利範圍第11項所述的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，其中還包括如下步驟： 當所述支吊架穩定化時間不大於所述已設定穩定化時間時，警告發生部發出警告。
14. 如申請專利範圍第10項所述的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，其中在所述支吊架沿所述第一導軌和所述第二導軌移動的步驟中，還包括如下步驟： 編碼器確認所述安裝頭是否到達所述零件的吸附或安裝位置。
15. 如申請專利範圍第10項所述的晶片零件貼裝機的誤差最小化方法，其中所述支吊架的位置誤差值包括： 所述支吊架的X軸位置誤差值； 所述支吊架的Y軸位置誤差值；以及 所述支吊架的斜軸位置誤差值。