TW202103549A - 安裝裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠在縮短時效作業的同時高精度地使溫度穩定化的安裝裝置。作為在將電子零件(100)安裝至帶(300)的安裝的正式操作之前的時效操作,接合頭(2)與接合平台(3)移動至偏離帶(300)的帶外部位置(92)。然後,接合頭(2)與接合平台(3)在帶外部位置(92)相對地接觸或靠近,同時利用頭側加熱器(21)及平台側加熱器(31)等加熱至溫度穩定。
Description
本發明是有關於一種將電子零件安裝至並列設置有電子零件的安裝區域的帶狀電路基板的安裝裝置。
安裝裝置也稱為固晶機(die bonder)或倒裝晶片接合機(flip chip bonder),在覆晶薄膜(Chip On Film,COF)帶或帶式自動接合(Tape Automated Bonding,TAB)帶等帶狀電路基板(以下,稱為“帶”)的安裝區域載置電子零件,一邊夾持安裝區域與電子零件一邊進行加壓及加熱。由此,安裝裝置將電子零件電性且機械性地連接於帶的安裝區域。
所述安裝裝置包括:接合平台(bonding stage),與帶的下表面面接觸;以及接合頭(bonding head),保持電子零件並將其載置於帶。接合頭與接合平台經預先加熱,並將接合頭所保持的電子零件按壓至帶,由此對電子零件與帶傳熱,從而將電子零件的電極與帶的安裝區域的配線電路圖案接合。
帶藉由加熱而伸長。因此,預估到因加熱導致的帶的伸長而將電子零件的安裝區域(安裝區域的電路)統一形成地小。即,要求接合頭與接合平台對各安裝區域傳遞相同熱量,要求接合頭與接合平台的溫度穩定。
但是,從安裝裝置的運轉開始至經過一定程度的時間為止,接合頭與接合平台的溫度不穩定。即,在運轉開始初期的階段,熱從接合頭移動至接合平台,接合頭的溫度下降。當經過一定程度時間時,接合平台與接合頭之間的熱梯度變緩,從接合頭向接合平台的熱移動也變少,溫度趨向穩定。
如此,在依序安裝多個電子零件時,初期安裝中的接合頭與接合平台的溫度和經過一定程度時間後的安裝中的接合頭與接合平台的溫度不同。因此,從運轉開始起至初期安裝時,帶未呈現所希望的伸長方式,安裝精度下降。
此處,提出在安裝裝置開始運轉前,將接合頭預先加熱至平衡溫度的時效(aging)操作(例如,參照專利文獻1)。專利文獻1中,時效操作是安裝的偽裝操作。在時效操作中,在不存在半導體晶片的狀態下,以與安裝操作相同的方式,使接合頭靠近及遠離加熱器導軌上的引線框架等基材。由此,在時效操作中產生到接合頭的熱移動,並且接合頭的溫度在正式操作之前穩定。因此,從初期安裝開始,接合頭的溫度穩定,從而抑制初期安裝的電子零件的安裝精度的下降。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開2008-270359號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1中,以將電子零件配置於引線框架等基材為前提。假設將此種專利文獻1的技術應用於在所述COF帶等帶上安裝電子零件的安裝裝置時,由於時效操作,帶的相同部位長時間持續受熱,另外,相同部位反復多次與接合頭接觸,從而薄且柔軟的帶或形成在帶上的配線電路圖案有可能受損傷。
因此,考慮不配置帶來執行時效操作。但是,在時效操作結束後,無法快速地轉移到安裝的正式操作,而必須將配置帶的作業介入其間。如此,在轉移到安裝的正式操作時,接合頭與接合平台的溫度自穩定的溫度變化,而存在時效操作實際無效的可能性。
本發明要解決的問題是提供一種能夠在防止帶損傷的同時、在使溫度穩定的狀態下執行安裝的正式操作的安裝裝置。
[解決課題之手段]
為了達成所述目的,本發明的安裝裝置是將電子零件安裝在並列設置於帶狀電路基板的安裝區域的安裝裝置,此安裝裝置的特徵在於包括:帶行進單元,具有架設所述帶狀電路基板的輸送路,且在進行所述安裝的正式操作中,按照沿著所述輸送路的輸送路線使所述帶狀電路基板行進;接合平台,能夠配置在所述帶狀電路基板的所述輸送路線上,且從下表面支撐所述帶狀電路基板;接合頭,將所述電子零件按壓到由所述接合平台支撐的所述帶狀電路基板的所述安裝區域並進行加熱;以及加熱器,對所述接合頭進行加熱或除此之外還對所述接合平台進行加熱,關於所述接合頭與所述接合平台,作為所述正式操作之前的時效操作,移動至從所述帶狀電路基板的所述輸送路線上偏離的帶外部位置,且在所述帶外部位置維持接觸或靠近,或者重複接觸與分離或重複靠近與分離,同時利用所述加熱器進行加熱。
所述安裝裝置可包括清潔器,所述清潔器在從所述帶狀電路基板的所述輸送路線上偏離的清潔位置,對所述接合頭與所述接合平台進行清掃,且所述帶外部位置設定成所述清潔位置。
所述安裝裝置可包括控制部,所述控制部包括:接合頭控制部,控制所述接合頭的移動;接合平台控制部,控制所述接合平台的移動;以及加熱控制部,控制所述加熱器,所述控制部控制所述接合頭控制部及所述接合平台控制部,使所述接合頭及所述接合平台從進行所述正式操作的安裝位置移動至所述帶外部位置,且在所述帶外部位置使所述接合頭與所述接合平台以接觸或靠近的方式移動,且所述控制部控制所述加熱控制部,使所述加熱器驅動來控制所述時效操作。
在所述輸送路上完成所述帶狀電路基板的架設之後,所述控制部可執行所述時效操作。
所述安裝裝置可包括:零件供給部,使預定安裝的所述電子零件待機;以及拾取頭,自所述零件供給部接收下一個安裝的所述電子零件,並傳遞至所述接合頭,且所述拾取頭可在所述正式操作時,在所述帶外部位置將所述電子零件移交至所述接合頭。
所述加熱器可配備於所述接合頭、所述接合平台或兩者。
所述加熱器可在所述時效操作期間,載置於所述接合平台上。
所述接合頭與所述接合平台在所述正式操作中,以在第一時間的期間,成為將所述電子零件按壓至所述安裝區域的靠近狀態,在第二時間的期間,成為比所述靠近狀態分離的分離狀態的方式重複靠近與分離,且所述接合頭在所述時效操作中,可重複進行:在與所述第一時間相同時間的期間,接觸或靠近所述接合平台,在所述第二時間的期間,相對於所述接合平台而分離。
在所述時效操作中,所述接合頭與所述接合平台靠近時的兩者的距離可以是相當於所述電子零件與所述帶狀電路基板的厚度的距離。
[發明的效果]
根據本發明,能夠在防止帶狀電路基板的損傷的同時,在使溫度穩定的狀態下執行安裝的正式操作。
(第一實施方式)
(整體構成)
參照附圖對本發明的安裝裝置的實施方式進行詳細說明。圖1是表示安裝裝置1的構成的上表面圖。圖2是表示安裝裝置1的構成的側面圖,為了便於說明,省略後述的裝載機42及卸載機43。圖3是表示安裝裝置1所具備的控制部8的構成的框圖。安裝裝置1也稱為固晶機或倒裝晶片接合機,將電子零件100按壓至帶狀電路基板300(以下,稱為“帶300”)的安裝區域301,並且對安裝區域301與電子零件100進行加熱。由此,安裝裝置1將電子零件100電性及機械性地連接於帶300的安裝區域301。
安裝方式例如是覆晶薄膜(Chip On Film,COF)方式。帶300是由聚醯亞胺等構成的膜,安裝區域301沿著帶的長邊方向(帶方向)以固定間隔並列設置。在安裝區域301形成有配線電路圖案。預估到帶300由於安裝時的加熱而伸長,安裝區域301的配線電路圖案統一形成地小,以在伸長後成為所需的大小。
電子零件100利用凸塊電極而直接連接於安裝區域301的配線電路圖案。此電子零件100是電子電路中使用的零件,包含微機電系統(Micro-Electro-Mechanical-System,MEMS)、半導體元件、電阻及電容器等的晶片,半導體元件中包含電晶體(transistor)、二晶體(diode)、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)及閘流體(thyristor)等離散(discrete)半導體、以及積體電路(integrated circuit,IC)或大規模集成(large scale integration,LSI)等積體電路。
此種安裝裝置1包括:作為帶行進單元的輸送路41、裝載機42及卸載機43。輸送路41、裝載機42及卸載機43以帶300通過安裝位置91的方式架設並引導帶300。另外,輸送路41、裝載機42及卸載機43以使各安裝區域301在安裝位置91停止的方式,使帶300間歇地行進。安裝位置91是預定進行安裝處理的部位,且是將電子零件100與帶300電性及機械性地連接的預定的固定位置。
另外,安裝裝置1包括作為零件供給單元的零件供給部5與拾取頭6。零件供給部5使電子零件100並排待機。拾取頭6從零件供給部5接收電子零件100,並將其移送到帶外部位置92。帶外部位置92是偏離輸送路41的位置,且是偏離帶300的輸送路線的位置。
安裝裝置1還包括作為安裝單元的接合頭2與接合平台3。接合平台3構成為可配置於安裝位置91,且支撐安裝區域301停止在安裝位置91的帶300的下表面。接合頭2在帶外部位置92從拾取頭6接收電子零件100,並且將電子零件100移送到安裝位置91。而且,接合頭2在安裝位置91,將電子零件100按壓在被接合平台3支撐的帶300的安裝區域301,並進行加熱。
帶外部位置92的主要用途是利用接合頭2與拾取頭6進行電子零件100的移交。如後所述,此帶外部位置92兼用作使接合頭2與接合平台3的溫度穩定的預處理操作中的溫度穩定化位置。
安裝裝置1還包括在帶外部位置92對接合頭2與接合平台3進行清掃的清潔器7。即,帶外部位置92也兼用作利用清潔器7清掃接合頭2與接合平台3的清潔位置。另外,如圖3所示,安裝裝置1包括控制這些各硬體元件的控制部8。
(帶行進單元)
輸送路41具有引導帶300的一對導軌411。帶300在由這兩條導軌411引導的同時,間歇性地行進。帶300的每一間距的行進距離與相鄰的安裝區域301的中心間距離一致。送出帶300的裝載機42與捲繞帶300的卸載機43設置在輸送路41的兩端側,帶300通過輸送路41並架設於裝載機42與卸載機43。
(安裝單元)
接合頭2設置成能夠移動至安裝位置91與帶外部位置92。接合頭2在帶外部位置92保持電子零件100,移動至安裝位置91後下降,將電子零件100按壓至正下方的帶300的同時進行加熱。接合平台3在安裝位置91上升而進入至輸送路41的間隙412,與被接合頭2從上方加壓的帶300的下表面面接觸,在從下方支撐電子零件100與帶300的同時進行加熱。另外,接合平台3也設置成能夠移動到帶外部位置92。
所述接合頭2具有平坦的下表面。平坦的下表面是電子零件100的保持面,在保持面上形成有用於抽吸電子零件100的抽吸孔。接合平台3具有平坦的上表面。平坦的上表面是與帶300的下表面面接觸的支撐面。
另外,如圖3所示,接合頭2中埋設有頭側加熱器21,接合平台3中埋設有平台側加熱器31。頭側加熱器21及平台側加熱器31例如為脈衝加熱器等。頭側加熱器21加熱接合頭2,平台側加熱器31加熱接合平台3。與由聚醯亞胺等形成的帶300面接觸的接合平台3的溫度限制比接合頭2嚴格,接合頭2比接合平台3溫度高。
再者,接合頭2與接合平台3優選使用低熱膨脹係數的材料。作為低熱膨脹係數的材料,可列舉不銹鋼(Steel Use Stainless,SUS)304、SUS430及陶瓷等。接合頭2與接合平台3由低熱膨脹係數的材料形成,能夠抑制由接合頭2與接合平台3的熱膨脹引起的電子零件100與安裝區域301的偏移。
此種接合頭2安裝於升降機構22以及平行移動機構23,所述升降機構22用以在安裝位置91下降,所述平行移動機構23用以移動至安裝位置91與帶外部位置92。另外,接合平台3安裝於升降機構32及平行移動機構33,所述升降機構用以在安裝位置91上升,所述平行移動機構33用以移動至安裝位置91與帶外部位置92。
升降機構22、平行移動機構23、升降機構32及平行移動機構33例如是由馬達驅動的滾珠螺桿機構。升降機構22及升降機構32的移動方向為上下方向(Z方向),平行移動機構23及平行移動機構33的移動方向為高度固定且通過安裝位置91與帶外部位置92的Y方向。即,安裝位置91與帶外部位置92設定在沿著Y方向的直線上。
安裝裝置1還包括上下兩視場照相機11、供安裝接合頭2的位置修正機構24。上下兩視場照相機11可插入地移動至輸送路41上且為安裝位置91的正上方,對位於安裝位置91的電子零件100與安裝區域301的位置進行拍攝。位置修正機構24例如是由馬達驅動的滾珠螺桿機構,使接合頭2在沿著輸送路41的方向(X方向)上移動,修正沿著輸送路41的延伸方向的位置偏移。沿著與輸送路41正交的方向(Y方向)的位置偏移由平行移動機構23修正。
(零件供給單元)
零件供給部5保持在二維方向上排列有電子零件100的晶片片材200。電子零件100以形成有凸塊電極的電極形成面朝向上方的面朝上狀態被貼合。而且,零件供給部5使電子零件100逐一位於拾取位置93。拾取位置93是拾取頭6從零件供給部5拾取電子零件100的部位。
零件供給部5為了使電子零件100高精度地位於拾取位置93而包括照相機51,所述照相機51識別預定拾取的電子零件100與拾取位置93之間的位置關係。拾取頭6在前端具有保持電子零件100的平坦的保持面,在保持面上形成有產生負壓的吸附孔。另外,拾取頭6安裝於升降機構61、平行移動機構62及反轉機構63。
升降機構61在拾取位置93使拾取頭6朝向零件供給部5靠近或分離。平行移動機構62在拾取位置93與帶外部位置92之間移送拾取頭6。這些升降機構61及平行移動機構62例如與升降機構22、平行移動機構23、升降機構32及平行移動機構33相同,是滾珠螺桿機構。反轉機構63使保持著電子零件100的拾取頭6上下相反地反轉。此反轉機構63例如是用高度固定地延伸的旋轉軸對拾取頭6進行軸支撐的旋轉馬達,並且使旋轉軸旋轉180°。
由此,拾取頭6在拾取位置93從零件供給部5拾取電子零件100,並移動到帶外部位置92,將電子零件100傳遞到待機的接合頭2。此時,接合頭2的保持面朝向下方,因此拾取頭6在拾取位置93拾取電子零件100起至將電子零件100傳遞至接合頭2的期間,進行上下反轉。
(清潔器)
清潔器7例如在上下兩面具有磨石,安裝於平行移動機構71。平行移動機構71藉由使清潔器7在沿著輸送路41的方向(X方向)上移動而從退避位置移動至帶外部位置92。例如,平行移動機構71是由馬達驅動的滾珠螺桿機構。在帶外部位置92,清潔器7位於接合頭2與接合平台3之間。藉由接合頭2的下降以及接合平台3的上升,使接合頭2和接合平台3與存在於清潔器7的上下面的磨石接觸。而且,如果使一方相對地擺動,則能夠對接合頭2與接合平台3進行清掃。
(控制部)
控制部8是所謂的電腦,所述電腦包括也被稱為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)或微處理器(Micro Processor Unit,MPU)的運算控制裝置、也被稱為隨機存取記憶體(random access memory,RAM)的主記憶裝置、硬碟驅動器(hard disk drive,HDD)或固態硬碟(solid state disk,SSD)等外部記憶裝置、及與安裝裝置1的各硬體構成之間收發控制信號的介面。此控制部8將記憶於外部記憶裝置的程式以及資料在主記憶裝置中展開,利用運算控制裝置執行程式,並通過介面輸出與執行結果相應的驅動信號,由此控制安裝裝置1。
所述控制器8根據程式的處理,包括:主要由運算控制部與介面構成的接合頭控制部82、接合平台控制部83、帶行進控制部84、拾取控制部85、清潔器控制部87、加熱控制部88以及計時部89。如果更詳細地說明接合頭控制部82與接合平台控制部83,則接合頭控制部82包括升降控制部822與平行移動控制部823,接合平台控制部83包括升降控制部832與平行移動控制部833。
計時部89輸出定時信號。接合頭控制器82根據正式操作、預處理操作或清潔操作,基於定時信號計量定時,同時輸出使接合頭2以規定距離升降並以規定距離平行移動的驅動信號。接合平台控制部83根據預處理操作或清潔操作,基於定時信號計量定時,同時輸出使接合平台3以規定距離升降並以規定距離平行移動的驅動信號。加熱控制部88在正式操作及預處理操作時,輸出頭側加熱器21與平台側加熱器31的接通斷開的驅動信號。
帶行進控制部84在正式操作時基於定時信號計量定時,同時輸出裝載機42及卸載機43的送出及捲繞的驅動信號。拾取控制部85在正常操作時基於定時信號計量定時,同時輸出使拾取頭6以規定距離升降並以規定距離平行移動,且以規定的反轉角度反轉,沿著零件供給部5的二維方向移動的驅動信號。清潔器控制部87在清潔操作時,基於定時信號輸出使清潔器7以規定距離平行移動的驅動信號。
(操作)
(正式操作)
參照圖4~圖7對由所述控制部8控制下的安裝裝置1的正式操作進行說明。正式操作是將電子零件100安裝在帶300的安裝區域301的操作。將帶300架設成通過輸送路41,並且接合頭2與接合平台3的溫度藉由後述的時效操作穩定化之後執行正式操作。
首先,如圖4所示,零件供給部5使預定拾取的電子零件100對準拾取位置93。拾取頭6在拾取位置93下降,吸附並保持電子零件100,並且以遠離零件供給部5的方式再次上升。然後,拾取頭6朝向帶外部位置92。在向帶外部位置92移動中或者移動後,拾取頭6反轉180°。
接合頭2朝向帶外部位置92平行移動,並且在帶外部位置92下降。然後,接合頭2從拾取頭6吸附保持並接收電子零件100。此時,拾取頭6因真空破壞或大氣開放而使電子零件100分離。
如圖5所示,已接收到電子零件100的接合頭2朝向安裝位置91並且在安裝位置91下降。接合平台3在安裝位置91從下方支撐輸送路41上的帶300。裝載機42及卸載機43使帶300的行進停止,並且使安裝區域301位於安裝位置91。
接合頭2將電子零件100按壓在帶300上的安裝區域301,並進行加熱。藉由所述按壓及加壓,電子零件100與安裝區域301電性及機械性連接。
如圖6所示,一個電子零件100的安裝完成後,接合頭2離開電子零件100並上升,朝向帶外部位置92以接收下一個電子零件100。拾取頭6在將電子零件100傳遞給接合頭2之後,朝向拾取位置93以拾取下一電子零件100。零件供給部5在二維方向上移動以使下一電子零件100位於拾取位置93。裝載機42與卸載機43藉由送出及捲繞帶300,使帶300行進,並使安裝有電子零件100的安裝區域301的相鄰位置的空安裝區域301在安裝位置91停止。
圖7是表示接合頭2的操作定時的時序圖。如圖7所示,接合頭2重複相對於接合平台3而成為靠近狀態與分離狀態的操作。在靠近狀態下,為了在安裝位置91將電子零件100按壓於帶300並進行加熱,接合頭2靠近接合平台3。分離狀態是指在電子零件100安裝完成之後,遠離接合平台3,並且在帶外部位置92接收下一電子零件100,使電子零件100接觸安裝區域301,而再次成為靠近狀態之前的狀態。
在各靠近狀態下耗費相同的時間S1。在各分離狀態下耗費相同的時間S2。即,接合頭2在正式操作中,重複相同的靠近-分離模式。此靠近-分離模式以接合頭2靠近接合平台3的定時、靠近的時間S1、相對於接合平台3分離的定時、及分離的時間S2為要素,在靠近的情況下,分離中的移動內容不包含在所述靠近-遠離模式的要素中。
(清潔操作)
當基於上述正式操作重複安裝電子零件100時,污垢等附著在接合頭2或接合平台3上,因此,每隔預先設定的時間或每隔預先設定的安裝次數執行清潔操作。在清潔操作中,如圖12所示,接合頭2、接合平台3及清潔器7移動至帶外部位置92。接合頭2下降與清潔器7的上表面的磨石接觸而擺動。接合平台3上升與清潔器7的下表面的磨石接觸而擺動。當清潔完成時,清潔器7退避到偏離帶外部位置92的待避位置。
(預處理操作)
參照圖8至圖11中的(a)~(d)對由控制部8控制下的安裝裝置1的預處理操作進行說明。預處理操作在正式操作之前進行,包括帶架設操作及時效操作。在帶架設操作中,使裝載機42送出帶300,將帶300設置在輸送路41內,並使帶300捲繞於卸載機43。帶架設操作在時效操作前、或與時效操作並行直至時效操作完成而結束。
在正式操作之前的時效操作中,頭側加熱器21與平台側加熱器31接通,並在與正式操作相同的操作條件(例如,與正式操作相同的每單位時間的熱量,即與正式操作相同的設定溫度)下,對接合頭2與接合平台3進行加熱。頭側加熱器21與平台側加熱器31在預處理操作結束,並轉移到正式操作之前持續接通,產生與正式操作相同的每單位時間的熱量,對接合頭2與接合平台3持續加熱。
時效操作中,在加熱中,如圖8所示,使接合頭2與接合平台3一起位於帶外部位置92,並彼此分離。而且,首先使接合平台3上升至與支撐帶300的高度相同的高度,然後,如圖9所示,使接合頭2下降。由此,使接合頭2的保持面接觸或靠近接合平台3的支撐面。靠近時的接合頭2與接合平台3的距離優選為相當於電子零件100與帶300的厚度的距離、或者成為與存在電子零件100和帶300時的熱傳導量相同的距離。
時效操作中,例如重複20次~30次以上的規定次數的圖8所示的分離狀態與圖9所示的接觸或靠近狀態(以下,將接觸或靠近狀態簡稱為接觸狀態)。作為重複次數,例示了20次~30次以上,實現穩定的溫度所需的重複次數可根據經驗、根據實驗、根據計算、或根據類比來導出。時效操作中的分離狀態持續與圖7所示的正式操作中的分離狀態相同的時間S2。接觸狀態持續與圖7所示的正式操作中的靠近狀態相同的時間S1。即,如圖10中的(b)所示,在時效操作中,接合頭2與接合平台3在帶外部位置92,在不存在帶300及電子零件100的狀態下,以與正式操作相同的靠近-分離模式操作。再者,圖10中的(a)表示正式操作中的靠近-分離模式。
圖11中的(a)是表示時效操作中的接合頭2的分離狀態及接觸狀態的定時的時序圖,圖11中的(b)是示意性地表示時效操作中的接合頭2的溫度變化的圖表,圖11中的(c)是示意性地表示時效操作中的接合平台3的溫度變化的圖表。
如圖11中的(a)~(c)所示,在時效操作的初期,接合頭2與接合平台3的溫度差大。接合頭2比接合平台3的溫度高。因此,在接合頭2與接合平台3接觸或靠近的時間S1的期間,接合頭2的溫度大幅下降,接合平台3的溫度大幅上升。
另一方面,接合頭2與室溫的差大,接合平台3與室溫的差小。因此,在接合頭2與接合平台3分離的時間S2的期間,接合頭2的溫度上升幅度小,接合平台3的溫度下降幅度小。因此,圖11中的(a)~(c)中,接合頭2的溫度持續下降,接合平台3的溫度持續上升直到第4次重複分離狀態與接觸狀態為止。
但是,由於接合頭2的溫度持續下降、接合平台3的溫度持續上升,因此在時效操作的後期,接合頭2與接合平台3的溫度差與初期相比變小。因此,在接合頭2與接合平台3接觸或靠近的時間S1的期間,接合頭2的溫度下降與初期相比幅度小,接合平台3的溫度上升與初期相比幅度小。
另一方面,接合頭2的溫度持續下降,因此接合頭2與室溫的差變小。另外,接合平台3的溫度持續上升,因此接合平台3與室溫的差變大。因此,在接合頭2與接合平台3分離的時間S2的期間,由頭側加熱器21加熱的接合頭2的溫度上升與初期相比變大,接合平台3的溫度下降與初期相比變大。
最終,時間S1時的接合頭2的溫度下降與時間S2時的接合頭2的溫度上升均衡。再者,圖11中的(a)~(c)示意性地示出在第五次之後,接合頭2的溫度上限T1、溫度下限T2、溫度下降率、及溫度上升率分別維持大致固定的值,移動平均值穩定不變的狀態。另外,時間S1時的接合平台3的溫度上升與時間S2時的接合平台3的溫度下降均衡,圖11中的(a)~(c)示意性地示出在第五次之後,接合平台3的溫度上限T3、溫度下限T4、溫度下降率、及溫度上升率分別維持大致固定的值,移動平均值穩定不變的狀態。即,接合頭2與接合平台3的溫度在第五次以後,各次均為相同的溫度變化模式及溫度變化量從而穩定。
當以上的預處理操作結束時,已架設帶300,且在帶300,最初用來安裝電子零件100的安裝區域301定位在安裝位置91,因此可快速地轉移到正式操作。因此,在接合頭2與接合平台3的溫度保持穩定的狀態下,從最初的安裝至最後的安裝,以相同的溫度上限T1及溫度上限T3(再者,T1≠T3)、相同的溫度下限T2及溫度下限T4(再者,T2≠T4)、相同的溫度下降率及相同的溫度上升率,對帶300施加固定平均值的熱。如此,從最初的安裝至最後的安裝,使由熱引起的安裝區域301的延伸方式均勻化,而能夠以相同的精度將全部的電子零件100安裝在全部的安裝區域301。
另外,在所述預處理操作的期間、不進行用戶設定接合頭2與接合平台3的各穩定的溫度的反復試驗。在預處理操作中,只要在帶外部位置92,在與正式操作相同的定時重複接合頭2與接合平台3的接觸或靠近與分離即可。
(作用效果)
如上所述,將電子零件100安裝至安裝區域301的安裝裝置1可具備輸送路41、接合頭2、及接合平台3。輸送路41供在帶方向上並列設置有安裝區域301的帶300行進。接合平台3可藉由輸送路41配置於帶300的輸送路線,並自下表面支撐帶300。接合頭2保持電子零件100並將其按壓至由接合平台3支撐的帶300的安裝區域301,並進行加熱。接合頭2與接合平台3中,具備頭側加熱器21與平台側加熱器31。
而且,關於接合頭2與接合平台3,作為在將電子零件100安裝至帶300的安裝的正式操作之前的時效操作,移動至偏離帶300的帶外部位置92,並在帶外部位置92重複接觸或靠近、及分離,同時被加熱。
由此,可在將帶300架設於輸送路41的狀態下,或者在架設的同時,實施時效操作。更具體來說,可在時效操作開始時或直至時效操作完成為止,在帶300中,使最初安裝電子零件100的安裝區域301位於安裝位置91。如此,藉由在時效操作後將架設帶300的作業介入其間,可抑制接合頭2與接合平台3的溫度從穩定的溫度變化,從而安裝精度進一步提升。
而且,由於時效操作是移動至帶外部位置92來實施,所述帶外部位置92是偏離安裝位置91處的帶300的輸送路41的位置,因此,可防止輸送路41上架設的帶300被時效操作中的接合頭3的熱(輻射熱)加熱。由此,能夠防止帶300發生意外的熱膨脹或因加熱而受到損傷。因此,不僅能夠期待安裝精度的進一步提高,還能夠提高安裝品質。
再者,當在將帶300架設於輸送路41的狀態下執行時效操作時,可回應帶300的最初的安裝區域301到安裝位置91的定位完成而使時效操作自動開始。例如,根據來自帶行進控制部84的信號,控制部8從帶行進控制部84接收到表示帶300的最初的安裝區域301在安裝位置91已停止的信號。然後,以所述信號接收為契機,接合頭控制部82以及接合平台控制部83輸出驅動信號,以使接合頭2和接合平台3的移動成為時效操作。由此,能夠僅藉由執行帶架設操作來自動執行並完成時效操作。
另外,進行時效操作的帶外部位置92設為利用清潔器7清掃接合頭2與接合平台3的位置。因此,能夠將位於帶外部位置92的移動機構用於時效操作。但是,只要是偏離帶300的位置,無論是共同的場所還是不同的場所,時效操作、清潔操作、電子零件100的傳遞操作都不妨礙接合頭2與接合平台3的溫度穩定化。
在所述安裝裝置1中,可具備頭側加熱器21與平台側加熱器31兩者,但只要能穩定化為所需的溫度,則可具備任一者。但是,如果在接合頭2中設置頭側加熱器21,則可將不與帶300接觸的接合頭2的溫度設定地更高,從而可縮短電子零件100與帶300的安裝區域301的接合時間。但是,為了在接近所需溫度的範圍穩定化,或迅速地穩定化,理想的是也設置平台側加熱器31。
另外,為了完全模擬正式操作,可在接合平台3上重疊載置虛設(dummy)的電子零件100與虛設的帶300的缺片,夾著這些虛設件的同時進行時效操作。還能夠再現經由電子零件100與帶300的傳熱形態,並且能夠高精度地使在主要操作中穩定的溫度與時效中穩定的溫度一致。即,進一步抑制了正式操作中的初期安裝時的溫度變化。
(第二實施方式)
第一實施方式中,作為時效操作,在模擬安裝的正式操作的操作定時,接合頭2交替地重複規定次數的接觸或靠近接合平台3、及相對於接合平台3的分離。但是,作為接合頭2與接合平台3的加熱方法,並不限於此。
例如,如圖13所示,安裝裝置1包括加熱器12,所述加熱器12僅在時效操作時設置,在安裝的正式操作中被去除。加熱器12在時效操作時由作業人員載置於接合平台3上。接合頭2在帶外部位置92向接合平台3移動。而且,與接合平台3上的加熱器12靠近或接觸維持規定時間。換句話說,接合頭2靠近或接觸載置有加熱器12的接合平台3。靠近或接觸的規定時間是達到穩定的溫度的時間,藉由經驗、實驗、計算或模擬而導出。
當經過規定時間時,加熱器12可被作業人員去除,也可被接合頭2吸附並保持,而移動到與安裝位置91、帶外部位置92不同的場所。在利用接合頭2去除加熱器12的方式的情況下,能夠自動轉移到安裝的正式操作。
除了加熱器12之外,還可以接通頭側加熱器21與平台側加熱器31,向接合頭2與接合平台3提供更多的熱,縮短時效操作所需的時間。加熱器12可不配置在接合平台3上,而是將頭側加熱器21與平台側加熱器31接通,使接合頭2和接合平台3持續接觸或分離規定時間,進行僅利用頭側加熱器21與平台側加熱器31進行加熱的時效操作。
再者,作為經驗性或實驗性導出規定時間的方法,可列舉以下的方法。即,將熱電偶等溫度計載置於接合平台3,或者安裝於接合頭2,使接合頭2與接合平台3接觸或靠近。觀察溫度計所顯示的溫度變化,計量至溫度穩定為止所需要的時間,將測定結果設為規定時間即可。同樣地,作為時效操作如模擬安裝的正式操作那樣,在接合頭2和接合平台3重複靠近狀態和分離狀態的情況下,作為經驗性或實驗性導出所述重複次數的方法,也只要計數直到溫度計檢測到溫度穩定為止的重複次數即可。
(其他實施方式)
以上,說明了本發明的實施方式及各部分的變形例,但所述實施方式或各部分的變形例是作為一個例子而提示,並不意圖限定發明的範圍。所述新穎的實施方式能夠以其他各種方式來實施,在不脫離發明的主旨的範圍內能夠進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形包含在發明的範圍及主旨中,同時包含在權利要求書所記載的發明中。
1:安裝裝置
11:上下兩視場照相機
12:加熱器
2:接合頭
21:頭側加熱器
22:升降機構
23:平行移動機構
24:位置修正機構
3:接合平台
31:平台側加熱器
32:升降機構
33:平行移動機構
41:輸送路
411:導軌
412:間隙
42:裝載機
43:卸載機
5:零件供給部
51:照相機
6:拾取頭
61:升降機構
62:平行移動機構
63:反轉機構
7:清潔器
71:平行移動機構
8:控制部
82:接合頭控制部
822:升降控制部
823:平行移動控制部
83:接合平台控制部
832:升降控制部
833:平行移動控制部
84:帶行進控制部
85:拾取控制部
87:清潔器控制部
88:加熱控制部
89:計時部
91:安裝位置
92:帶外部位置
93:拾取位置
100:電子零件
200:晶片片材
300:帶狀電路基板(帶)
301:安裝區域
S1:靠近的時間/接觸或靠近的時間
S2:分離的時間
T1:接合頭2的溫度上限
T2:接合頭2的溫度下限
T3:接合平台3的溫度上限
T4:接合平台3的溫度下限
圖1是表示第一實施方式的安裝裝置的構成的平面圖。
圖2是表示第一實施方式的安裝裝置的構成的側面圖。
圖3是表示加熱器的位置及控制部的構成的示意圖。
圖4是表示第一實施方式的安裝裝置的正式操作的第一過程的示意圖。
圖5是表示第一實施方式的安裝裝置的正式操作的第二過程的示意圖。
圖6是表示第一實施方式的安裝裝置的正式操作的第三過程的示意圖。
圖7是表示根據第一實施方式的接合頭的升降定時的時序圖。
圖8是表示第一實施方式的安裝裝置的時效操作的第一過程的示意圖。
圖9是表示第一實施方式的安裝裝置的時效操作的第二過程的示意圖。
圖10中的(a)及(b)是根據第一實施方式,比較在正式操作與時效操作中,接合頭與接合平台之間的接觸以及分離的定時的圖表。
圖11中的(a)~(c)涉及第一實施方式,圖11中的(a)是表示時效操作中的接合頭與接合平台的接觸及分離的定時的時序圖,圖11中的(b)是表示接合頭的溫度變化的圖表,並且圖11中的(c)是表示接合平台的溫度變化的圖表。
圖12是表示第一實施方式的安裝裝置的清潔操作的示意圖。
圖13是表示第二實施方式的安裝裝置的構成的側面圖。
1:安裝裝置
11:上下兩視場照相機
2:接合頭
22:升降機構
23:平行移動機構
24:位置修正機構
3:接合平台
32:升降機構
33:平行移動機構
41:輸送路
5:零件供給部
51:照相機
6:拾取頭
61:升降機構
62:平行移動機構
91:安裝位置
92:帶外部位置
93:拾取位置
100:電子零件
200:晶片片材
300:帶狀電路基板(帶)
Claims (9)
- 一種安裝裝置,將電子零件安裝在並列設置於帶狀電路基板的安裝區域,其包括: 帶行進單元,具有架設所述帶狀電路基板的輸送路,且在進行所述安裝的正式操作中按照沿著所述輸送路的輸送路線使所述帶狀電路基板行進; 接合平台,能夠配置在所述帶狀電路基板的所述輸送路線上,且從下表面支撐所述帶狀電路基板; 接合頭,將所述電子零件按壓在所述接合平台所支撐的所述帶狀電路基板的所述安裝區域並進行加熱;以及 加熱器,對所述接合頭進行加熱,或者除此之外還對所述接合平台進行加熱, 關於所述接合頭與所述接合平台, 作為所述正式操作之前的時效操作,移動至從所述帶狀電路基板的所述輸送路線上偏離的帶外部位置,且 在所述帶外部位置維持接觸或靠近,或者重複接觸與分離或重複靠近與分離,同時利用所述加熱器進行加熱。
- 如請求項1所述的安裝裝置,還包括: 清潔器,所述清潔器在從所述帶狀電路基板的所述輸送路線上偏離的清潔位置,對所述接合頭與所述接合平台進行清掃, 所述帶外部位置設定成所述清潔位置。
- 如請求項1或請求項2所述的安裝裝置,還包括: 控制部,所述控制部具備: 接合頭控制部,控制所述接合頭的移動; 接合平台控制部,控制所述接合平台的移動;以及 加熱控制部,控制所述加熱器,且 關於所述控制部, 控制所述接合頭控制部及所述接合平台控制部,使所述接合頭及所述接合平台從進行所述正式操作的安裝位置移動至所述帶外部位置,且在所述帶外部位置使所述接合頭與所述接合平台以接觸或靠近的方式移動,且 控制所述加熱控制部,使所述加熱器驅動來控制所述時效操作。
- 如請求項3所述的安裝裝置,其中 在所述輸送路上完成所述帶狀電路基板的架設之後,所述控制部執行所述時效操作。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的安裝裝置,還包括: 零件供給部,使預定安裝的所述電子零件待機,以及 拾取頭,從所述零件供給部接收下一個安裝的所述電子零件,並傳遞至所述接合頭,且 所述拾取頭在所述正式操作時,在所述帶外部位置將所述電子零件移交至所述接合頭。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的安裝裝置,其中 所述加熱器配備於所述接合頭及所述接合平台的任一者或兩者。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的安裝裝置,其中 所述加熱器在所述時效操作期間,載置在所述接合平台上。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的安裝裝置,其中 所述接合頭與所述接合平台在所述正式操作中,以在第一時間的期間成為將所述電子零件按壓至所述安裝區域的靠近狀態、在第二時間的期間成為比所述靠近狀態分離的分離狀態的方式重複靠近與分離,且 所述接合頭在所述時效操作中,重複進行:在與所述第一時間相同時間的期間,接觸或靠近所述接合平台,且在所述第二時間的期間,相對於所述接合平台而分離。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的安裝裝置,其中 在所述時效操作中,所述接合頭與所述接合平台靠近時的兩者的距離為相當於所述電子零件與所述帶狀電路基板的厚度的距離。
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