TWI639366B - 電子零件之安裝方法 - Google Patents

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櫻井大輔
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松下知識產權經營股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種電子零件之安裝方法及裝置,可以在一邊加熱安裝基板一邊安裝的情況下,以非常高的精度,在短時間內完成位置修正,而安裝至安裝基板上。
本發明具備:安裝頭,保持住電子零件並安裝至安裝基板之安裝位置上;台體,與安裝頭相對向,且可以分別吸附安裝基板及校準基板;驅動機構,使安裝頭或台體在與上下方向交叉的橫向方向上相對地移動;複數個相機,可以同時拍攝台體所吸附的校準基板的至少包含同一個安裝位置對應處之區域的圖像。具備圖像處理裝置,從複數個相機同時拍攝的複數個圖像之安裝位置對應處的資訊,計算出電子零件之安裝位置的修正量,且根據修正量將電子零件安裝至安裝基板的安裝位置上。

Description

電子零件之安裝方法
發明領域
本發明是有關於一種一邊修正電子零件之安裝位置一邊安裝電子零件的電子零件之安裝方法及安裝裝置。
發明背景
近年來,伴隨著以智慧型手機或平板終端為代表之電子機器的小型化及高性能化的進展,使用於這些終端上的以半導體元件為代表之電子零件的高密度化、電極端子的多插腳化、及窄間距化的趨勢已逐漸加速。因此,在將電子零件安裝到基板的安裝裝置中,所要求的是在基板上以高精度進行安裝。
一般而言,為了以高精度將電子零件安裝至基板上,電子零件之安裝裝置會具備基板辨識用的相機,藉由基板辨識用的相機拍攝基板來檢測基板的位置,並根據位置檢測結果來進行零件搭載時的對位。但是,基板辨識用相機的光學系統座標之位置,不一定是在控制資料上所顯示的位置。例如,由於使相機移動的滾珠螺桿等移動機構產生誤差,或者安裝區域內的各位置上因溫度差而產生熱膨脹量的差,因而產生位置偏移。因此,已知有一種具備了可進行所謂的校準之功能的裝置(例如,參照專利文獻1),可求出成為電子零件安裝的對象之安裝區域內的各位置上所特有的位置偏移量。 圖7A及圖7B是專利文獻1所提案的電子零件之安裝方法中的校準之說明圖。利用圖7A及圖7B來說明安裝位置的校準方法。 圖7A是具備校準功能的電子零件之安裝裝置的平面圖。專利文獻1的電子零件之安裝裝置中配置有零件供給部105及基板搬送部102,且基板搬送部102的上方配置有安裝頭103,以及與安裝頭103一體化且鄰接設置的相機104,安裝頭103與相機104構成一體且藉由X驅動軸106及Y驅動軸107,在校準基板101的上方移動。校準基板101上事先以格子狀且以一定間隔的間距在測量點Pi的位置上形成有辨識標記,且使其固定在基板搬送部102上的任意位置。 接著,使X驅動軸106及Y驅動軸107驅動,使相機104逐一移動到可辨識校準基板101的測量點Pi之位置,且逐一拍攝及辨識各測量點Pi的辨識標記。 圖7B是顯示測量點Pi的控制資料與相機104辨識之間的位置偏移量的說明圖。當相機104移動到測量點Pi的位置時,在控制資料上雖然是被控制成會移動到光學座標系統的原點O之位置,但根據相機104的辨識結果來看,測量點Pi是在座標(Δxi,Δyi)的位置。藉由將此位置偏移量(Δxi,Δyi)作為每個測量點Pi特有的位置誤差,並取得所有測量點的位置誤差,即可以得到校準基板101整體的校準資料。 根據專利文獻1所記載的方法,被視為可以根據基板整體的校準資料修正位置來安裝,藉此將電子零件以高精度安裝至基板上。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2002-9495號公報
發明概要 發明欲解決之課題 為了在安裝以後的步驟中也維持住電子零件的高精度安裝,必須藉由使用例如黏晶膜(Die Attach Film)、黏晶膠(Die Attach Paste)、異向性導電性接著劑、或非導電接著劑等熱固性材料,一邊加熱基板一邊安裝,以確保充分的接著強度。但是,在加熱基板的情況下,由於固定基板的吸附台內之溫度分布會不均勻,因此台體及台體附近的機構零件各自會發生不均勻的熱膨脹。又,像是因為吸附台的吸附溝之佈置,吸附溝附近的基板會收縮,而沒有吸附溝部分的基板會膨脹等,基板的變形量會變得不均勻。特別是,利用大型的基板而加熱至高溫的情況下,這些傾向會明顯可見。 因此,即使是在常溫下以專利文獻1的方法進行校準,加上在基板的熱膨脹係數乘上安裝時的溫度差所求得的熱膨脹量來進行位置修正,一邊加熱一邊安裝的情況下,當冷卻至常溫後,仍會有從預定的安裝位置偏移之位置偏移量變大的問題。又,若一邊加熱台體一邊以專利文獻1的方法進行校準,由於驅動相機或台體的滾珠螺桿之軸方向的間隙會因熱膨脹而不均勻,因此會有相機或台體的停止位置不安定,各測量點的位置誤差變大的問題。再者,為了提升測定的精度,必須減慢X驅動軸106及Y驅動軸107各自的動作速度,在各驅動軸的振動平息的狀態下測定,因此也會有基板整體的校準太花費時間,而難以適用在生產現場的問題。 再者,即使是在為了消除相機或台體的驅動所帶來之誤差,而使用校準基板101的圖像可以進入視野整體的1個高像素及高解析度的相機104,使相機104移動到可照出校準基板101的圖像整體之位置來拍攝圖像並從圖像計算出測量點的座標之情況下,要將校準基板101相對於相機104的光軸配置在完全的垂直方向也是有困難的。校準基板101會相對於相機104的光軸以任意角度傾斜,該傾斜會因台體的加熱而變更大。但是,以1個相機104分別在常溫時及加熱時拍攝校準基板101的圖像之情況下,無法區別各測量點Pi的位移是因為相機104的光軸與加熱過的校準基板101的傾斜而產生的,或是因為校準基板101本身的熱變形而產生的。因此,根據圖像中的各測量點Pi之位移而以常溫時與加熱時的差分來進行位置修正的情況下,會有各測量點Pi的位置誤差變得相當大的問題。 因此,由於如前述之各種因素,在一邊加熱基板一邊安裝電子零件的情況下,位置偏移誤差會變大,而無法以高精度安裝,且無法在短時間內進行校準。 本發明有鑑於前述課題,目的在於提供一種電子零件之安裝方法及安裝裝置,即使是在一邊加熱基板一邊安裝電子零件的情況下,仍可以大幅降低位置偏移誤差並以非常高的精度來安裝,且可以在短時間內進行校準。 用以解決課題之手段
為了達成前述目的,本發明之1個態樣的電子零件之安裝方法是利用校準基板來計算出電子零件之安裝位置的修正資料, 且在根據前述修正資料的前述安裝位置上,將前述電子零件安裝到被加熱至安裝溫度的安裝基板上, 並將安裝有前述電子零件的前述安裝基板加熱或冷卻到保證溫度的安裝方法, 前述安裝位置的修正資料是藉由以下步驟而取得: 將前述校準基板吸附在台體,; 藉由複數個相機同時拍攝前述校準基板的至少包含同一個安裝位置對應處之區域的圖像, 然後根據前述區域中的前述安裝位置對應處之資訊,從前述複數個相機同時拍攝的複數個圖像計算出前述安裝位置的修正量。 再者,本發明之其他態樣的電子零件之安裝裝置具備: 安裝頭,具備保持住電子零件並安裝至安裝基板之安裝位置上的功能; 台體,設置成與前述安裝頭相對向,且可以分別吸附前述安裝基板及校準基板; 驅動機構,使前述安裝頭或前述台體在與上下方向交叉的橫向方向上相對地移動;及 複數個相機,解析度、倍率及焦距都相同,且相對於前述台體配置在相同高度上,而可以同時拍攝前述台體所吸附的前述校準基板的至少包含同一個安裝位置對應處之區域之的圖像, 且該電子零件之安裝裝置具備圖像處理裝置,從前述複數個相機同時拍攝的複數個圖像之前述安裝位置對應處的資訊,計算出與前述安裝位置對應處對應的前述電子零件之前述安裝位置的修正量, 根據計算出的前述安裝位置的修正量,將以前述安裝頭保持住的前述電子零件安裝至前述台體所吸附的前述安裝基板之前述安裝位置上。 發明效果
根據本發明的前述態樣,即使是在一邊加熱基板一邊安裝的情況下,也不須每次都辨識安裝基板的辨識標記,可以大幅降低位置偏移誤差並以非常高的精度來安裝,且可以在短時間內進行位置修正。
用以實施發明之形態 以下,針對本發明的實施形態,一邊參照圖式一邊進行說明。 (實施形態) 圖1是顯示本發明之實施形態中的電子零件之安裝裝置的構成之概要構成圖。圖1所示之本發明的電子零件之安裝裝置至少具備安裝頭3、台體2、驅動機構8、相機4及圖像處理裝置5。再者,在圖1中,安裝裝置具備電子零件7的供給部31。 在此安裝裝置中,是利用校準基板1來計算出電子零件7之安裝位置的修正資料,且在根據修正資料的安裝位置上,將電子零件7安裝到被加熱至安裝溫度T2 的安裝基板32上,並將安裝有電子零件7的安裝基板32加熱或冷卻到保證溫度T1 。 安裝頭3具備從電子零件7的供給部31保持住(例如吸附)電子零件7,並在加熱及加壓之後安裝至安裝基板32(參照圖6A)的功能。作為一例,安裝頭3可以在X方向及Z方向上移動,台體2可以在X方向及Y方向上移動。 台體2是被設置為可以與安裝頭3相對向,且可以分別載置及吸附校準基板1及安裝基板32。 在此,校準基板1的表面上事先設置有圖案,具有圖案的校準基板1是被載置吸附在台體2上。台體2上設置有以真空吸附,或機械式固定或靜電吸附之任一種方法進行的基板固定功能。圖案例如是藉由鍍敷、濺鍍、氣相沉積、墨水或噴霧所形成,可以使用規則的圖案或不規則的圖案。 驅動機構8會使安裝頭3相對於台體2的平面表面分別在沿著表面的方向及與表面正交的垂直方向上獨立移動。作為一例,驅動機構8雖然是令安裝頭3可以在X方向及Z方向上移動,但並不以此為限,也可以是令安裝頭3可以在Y方向及Z方向上移動,或著是令安裝頭3可以在X方向及Y方向及Z方向上移動亦可。又,驅動機構8也可以是構成為使台體2在沿著表面的方向上移動,換言之,在與上下方向交叉的橫向方向上移動,來取代驅動安裝頭3。 相機4是作為由第1相機4a與第2相機4b所構成的一對圖像拍攝裝置而發揮功能。第1相機4a與第2相機4b同時拍攝台體2所吸附的校準基板1的至少包含同一個安裝位置對應處之區域的圖像。安裝裝置的第1相機4a及第2相機4b分別配置在可以同時拍攝校準基板1整體的位置上,相對於校準基板1在校準基板1的上方為彼此相同的高度,且相對於台體表面呈不同的角度。在此,第1相機4a與第2相機4b是使用同一倍率及同一焦距的透鏡且使用同一解析度之例如CCD或CMOS等拍攝元件。藉由一對相機4分別同時地一次性拍攝校準基板1之圖案的圖像,即至少包含同一個安裝位置對應處之區域的圖像。 圖像處理裝置5具有從相機4所拍攝的圖像之資訊換算為安裝位置對應處的位置座標的功能。 圖像處理裝置5對由一對相機4同時拍攝的2張圖像作圖像處理,且將校準基板1上的任意點(例如,安裝位置對應處)Gi換算為X、Y、Z座標,並在最後取得安裝位置的修正量。在此,由於是對校準基板1上的任意點Gi以2個第1相機4a與第2相機4b同時拍攝,因此可以從以下角度及距離來計算出任意點Gi的位置座標,該角度是從第1相機4a及第2相機4b(的拍攝元件)朝向任意點(例如,安裝位置對應處)Gi的直線與台體表面之間所形成的角度,該距離是第1相機4a及第2相機4b的距離(在與台體表面平行的面上的距離)。在此,任意點Gi的i是1以上的整數,且為校準基板1的任意點之總數以下的整數。 藉由此方法,根據第1相機4a與第2相機4b對校準基板1拍攝的圖像資訊,即可利用圖像處理裝置5以高精度來計算出位置座標。又,若拍攝的時間點不是同時,而是2個第1及第2相機4a、4b在時間上有偏差,則會因為校準基板1的振動或搖晃或溫度變化等,造成計算出的位置之偏差變大。相對於此,藉由以2個第1及第2相機4a、4b同時拍攝,即可以消除前述偏差,且以高精度來計算出位置。 根據本實施形態,可以相對於校準基板1而傾斜設置第1及第2相機4a、4b,在安裝裝置有限的空間中配置2個第1及第2相機4a、4b的自由度會增加,且也會有安裝裝置的設計變容易之效果。 本發明之實施形態中的安裝方法中所使用的安裝位置之修正資料是一種將校準基板1吸附在台體2上, 藉由複數個相機4a、4b同時拍攝校準基板1的至少包含同一個安裝位置對應處Gi 之區域43的圖像, 然後根據區域43中的安裝位置對應處Gi 之資訊,從複數個相機4a、4b同時拍攝的複數個圖像計算出安裝位置的修正量者。以下,詳細地說明。 圖2是顯示本發明之實施形態中的安裝位置的修正量的計算方法的說明圖。針對以安裝溫度T2 一邊修正安裝位置一邊將電子零件7安裝至安裝基板32,使得在比安裝溫度T2 還低的保證溫度T1 下,電子零件7間的距離能成為一定間隔的方法進行說明。以下,針對在保證溫度T1 下之電子零件7間的間隔在X方向及Y方向上分別為Px及Py的情況進行描述。 首先,在保證溫度T1 下藉由第1相機4a及第2相機4b同時拍攝校準基板1整體的圖像後,在圖像處理裝置5中,將第1相機4a所拍攝的校準基板1之圖像,在X方向及Y方向上分別以Px及Py的間隔分割為格子狀。 接著,在圖像處理裝置5中,從第2相機4b所同時拍攝的圖像藉由例如圖案匹配等處理,來檢測在第1相機4a中的格子42之所有頂點中與頂點附近的區域之圖像同等的圖像(例如,如針對圖3A等而後述之內容,圖案彼此類似的區域之圖像)。然後,在第2相機4b所拍攝的圖像中,計算出相當於將第1相機4a所拍攝的圖像在X方向及Y方向上分別以Px及Py的間隔分割後之格子42的頂點的座標。在格子的所有頂點中,根據以第1相機4a及第2相機4b所計算出的座標,以圖像處理裝置5來計算出絕對座標。在此,將以格子的頂點A1 、B1 、C1 、D1 所圍成的四角形A1 B1 C1 D1 之重心位置設為點Gi1 。在此,作為一例,各重心位置是與安裝基板32的安裝位置對應的安裝位置對應處。 接著,在安裝溫度T2 下,也和保證溫度T1 同樣地,以第1相機4a及第2相機4b同時各拍攝1張校準基板1整體的圖像後,以圖像處理裝置5進行圖像處理,並以圖像處理裝置5將格子的頂點轉換為絕對座標。在圖像處理裝置5中,藉由亮度分布分析等圖像處理方法,捕捉到保證溫度T1 下的四角形A1 B1 C1 D1 在安裝溫度T2 下變形至四角形A2 B2 C2 D2 後,計算出四角形A2 B2 C2 D2 的重心位置Gi2 。在圖像處理裝置5中,安裝溫度T2 下的重心位置Gi2 與保證溫度T1 下的重心位置Gi1 之差,會成為安裝位置對應處的修正量,換言之,即是安裝基板32上的安裝位置的修正量。 如此,可以利用圖像處理裝置5來計算出位置修正量。 因此,在安裝溫度T2 下將半導體元件等電子零件7以在X方向及Y方向上分別以Px及Py的間隔排列為格子狀的方式安裝至圓形或矩形等的安裝基板32上的情況下,將對格子狀的四角形之重心位置加上了上述位置修正量後的位置作為安裝位置來安裝即可。安裝後,使安裝基板32從安裝溫度T2 回到保證溫度T1 的情況下,電子零件7的中心間之距離會在X方向及Y方向上分別以Px及Py成為等間隔。 根據此安裝方法,會在所有安裝位置上計算出安裝溫度T2 下的校準基板1之變形量,因此可以等間隔地將電子零件7安裝至安裝基板32上。 更具體地針對適用在校準基板1的例子,來說明此圖2的修正量之計算。圖3A是顯示本發明之實施形態中的校準基板1之圖案例子之平面圖。校準基板1上的四角形A1 B1 C1 D1 之1個頂點A1 附近,作為不規則圖案的一例形成有斑點圖樣的圖案40。 首先,在保證溫度T1 下,藉由第1相機4a及第2相機4b同時拍攝,如圖3B及圖3C所示地各自觀察到頂點A1 附近的圖像。在此圖3B中,以圖像處理裝置5計算出圖3B的實線框41所圍成的區域43之圖案的重心位置來作為A1a 。在此,此框41所圍成的區域43是指包含作為安裝位置對應處的例子之重心位置A1a 的區域。 接著,在圖3C中,藉由圖案匹配等以圖像處理裝置5檢測與圖3B的實線框41所圍成的區域43之斑點圖樣的圖案同等的斑點圖樣的圖案,且以圖像處理裝置5計算出其重心位置來作為A1b 。這些圖案在安裝溫度T2 下,當校準基板1本身因加熱或吸附固定而變形時,其表面的圖案也會隨著校準基板1本身的變形而變形。 接著,在安裝溫度T2 下,藉由第1相機4a及第2相機4b同時拍攝,如圖3D及圖3E所示地各自觀察到頂點A1 附近的圖像。在此,在圖3B及圖3C中以實線框41所圍成的區域43之圖案,分別移動到圖3D及圖3E的實線框41所圍成的區域43。重心位置分別從A1a 、A1b 變為A2a 、A2b 。雖然看起來好像是2個第1及第2相機4a、4b分別往不同的方向位移,但由於是以圖像處理裝置5從重心位置A1a 、A1b 、A2a 、A2b 的座標、第1相機4a及第2相機4b間的距離、以及從第1相機4a及第2相機4b朝向校準基板1而與台體2的表面之間所分別形成的角度,來計算頂點A1 ,A2 的絕對座標,且以圖像處理裝置5導出該差分來作為頂點A1 的位移量(ΔX,ΔY),因此可以利用圖像處理裝置5以高精度來計算出位移量(位置座標的修正量)。與頂點A1 同樣地,藉由以圖像處理裝置5來分析校準基板1上的格子之所有頂點,即可以利用圖像處理裝置5來導出各頂點的座標之位移量(位置座標的修正量)。此外,雖然是針對以圖像處理裝置5採用數位圖像相關法的情況進行了說明,但並不限於此方法。以圖像處理裝置5採用一般的圖像分析法亦可。 圖4是顯示本發明之實施形態中的安裝位置的修正量的計算方法之流程的步驟流程圖。圖5是顯示本發明之實施形態中的安裝位置的修正量的計算方法之時間圖。圖6A是顯示實施形態中的電子零件之安裝裝置的構成之概要構成圖。根據圖1、圖4、圖5及圖6A,說明安裝修正量的計算方法。 首先,在步驟S1中,利用搬送夾具(未圖示)將收納於基板收納單元(未圖示) 的校準基板1從基板收納單元中取出並載置到台體2上。在此,不進行台體2對校準基板1的真空吸附。校準基板1例如是以矽、玻璃、不銹鋼或銅所構成。校準基板1的外形尺寸例如是200mm×200mm~600mm×600mm,且校準基板1的表面上形成有例如斑點狀的圖案。 接著,在步驟S2中,在校準基板1的溫度成為保證溫度T1 的時間t11下,利用第1相機4a及第2相機4b同時拍攝校準基板1整體的圖像C11A 、C11B 。在此,保證溫度T1 例如是25℃。 之後,在步驟S3中,將台體2至少加熱到安裝溫度T2 後,開啟(ON)連結於台體2之多個吸附溝2a的真空吸附裝置10,使台體2吸附校準基板1,而將校準基板1固定在台體2上。 接著,在步驟S4中,在校準基板溫度成為安裝溫度T2 的時間t21下,利用第1相機4a及第2相機4b同時拍攝校準基板1整體的圖像C21A 、C21B 。將步驟S2及步驟S4中分別拍攝的圖像之資料載入到圖像處理裝置5。藉由第1相機4a及第2相機4b同時拍攝的各圖像中,只要至少包含含有同一個安裝位置對應處之區域的圖像即可。 之後,在步驟S5中,從台體2取下校準基板1並收納至基板收納單元。 之後,重複與步驟S3及步驟S4相同的步驟之情況下,在步驟S8中與步驟S1同樣地,利用搬送夾具將收納於基板收納單元的校準基板1從基板收納單元中取出並搭載到台體2上後,進行步驟S3~步驟S5。例如,進行步驟S3及步驟S4兩次時,在時間t22、t23中,利用第1相機4a及第2相機4b分別同時拍攝校準基板1整體的圖像C22A 、C22B 、圖像C23A 、C23B 後,將這些圖像載入到圖像處理裝置5。在此,安裝溫度T2 例如是150℃。 接著,在步驟S6中,利用圖像處理裝置5,將圖像C11A 及C11B 、圖像C21A 及C21Bl 、圖像C22A 及C22B 、圖像C23A 及C23B 轉換為格子42的頂點座標後,根據上述重心位置的計算方法,以圖像處理裝置5導出保證溫度T1 且時間t11下的安裝位置對應處之位置座標(X1Gi ,Y1Gi ),以及安裝溫度T2 且時間t21、t22、t23下的安裝位置對應處之位置座標(X2Gi1 ,Y2Gi1 )、(X2Gi2 ,Y2Gi2 )、(X2Gi3 ,Y2Gi3 )。再者,在圖像處理裝置5中,將安裝位置對應處之位置座標(X2Gi1 ,Y2Gi1 )、(X2Gi2 ,Y2Gi2 )、(X2Gi3 ,Y2Gi3 )平均化,以作為安裝溫度T2 下的安裝位置對應處之位置座標(X2Gi ,Y2Gi )。 再者,在步驟S7中,從安裝溫度T2 下的安裝位置對應處之位置座標(X2Gi ,Y2Gi )減去保證溫度T1 下的安裝位置對應處之位置座標(X1Gi ,Y1Gi ),並以圖像處理裝置5計算出每個安裝位置對應處的位置修正量(Δxi,Δyi)。 以上是藉由圖像處理裝置5的位置修正量之導出方法。 再者,在前述實施形態中,雖然顯示了在保證溫度T1 下1次,在安裝溫度T2 下3次的事例,但並不限於此。在安裝溫度T2 下1次的情況下,也可以在短時間內導出位置修正量。 又,藉由重複校準基板1的吸附、取下,以及增加載入圖像的次數,會有位置修正精度更加提升的效果。又,雖然描述了利用基板收納單元而以搬送夾具吸附校準基板1的方法,但校準基板1並不限於此。即使手動將校準基板1從台體2上取下以及載置吸附到台體2上,也可以得到相同的效果。 不只是在加熱安裝基板32的情況下,安裝基板32會彎曲,在安裝步驟中將安裝基板32吸附到台體2時,由於吸附位置會有偏差,因此每次載置及吸附時安裝基板32的變形都會有偏差。藉由重複校準基板1的吸附、取下,以及複數次載入圖像,就可以計算出已考慮到安裝位置對應處的位置偏差之平均值,而會有位置修正精度更加提升的效果。 又,保證溫度T1 或安裝溫度T2 的溫度為高溫的情況下,校準基板附近的空氣會因為輻射熱而被加熱且產生空氣的溫度偏差,以相機4載入圖像時,空氣會如熱浪般地晃動而令圖像歪曲。在這種情況下,載入複數次圖像並平均化即可。根據這樣地構成,即使校準基板1處在高溫,仍可以確保很高的位置修正精度。 接著,利用前述位置修正量的導出方法,來說明將電子零件安裝至安裝基板32的方法。安裝時,藉由安裝在對安裝溫度T2 下的各安裝位置的設計座標(xi ,yi )加上了以上述方法利用圖像處理裝置5求得的位置修正量(Δxi ,Δyi )後的座標(xi +Δxi ,yi +Δyi )的位置,在回到保證溫度T1 時,各安裝位置的座標就會成為(xi ,yi )。 作為一例,根據具體的實施例來說明。針對在外形尺寸為直徑300mm、厚度為0.7mm、線膨脹係數為8ppm/℃(亦即,μm/℃/m)且由玻璃構成的圓形安裝基板32上,安裝電子零件7之半導體元件的情況進行說明。半導體元件為10mm×10mm且厚度為0.3mm,設計上的半導體元件間之安裝間距間隔為15mm。利用像素數各為500萬像素的第1相機4a及第2相機4b,在30℃下台體2的吸附為停止(OFF)之狀態以及在150℃下台體2的吸附為啟動(ON)之狀態下,各自同時拍攝校準基板1上的圖案之變化。藉由圖像處理裝置5的圖像分析,可知30℃與150℃最大會產生130~160μm的位置偏移。藉由圖像處理以圖像處理裝置5求出15mm間距的安裝位置中之位置修正量,且在加上了位置修正量後的位置之安裝位置上,以圖6A的安裝裝置對藉由加熱或冷卻維持在150℃的安裝基板32進行安裝。 之後,從台體2上取下安裝基板32,在30℃下利用測定顯微鏡來測定對於電子零件之安裝位置設計值的位置偏移量。其結果是,確認到相對於安裝位置的200個點,安裝位置偏移量在x、y方向中都落在±3μm以內。又,圖像是以2個第1及第2相機4a、4b在30℃下同時拍攝1張,且在150℃下同時拍攝3張,而每1張可以在10ms以內的短時間內拍攝完成。 在以上實施形態中,雖然說明了相機4是以2個相機4a、4b所構成的情況,但並不限於此。使用3個以上的相機4也可以。例如,圖6B是顯示本發明之實施形態的變形例中的電子零件之安裝裝置的構成之概要構成圖。與圖1的安裝裝置不同的點在於,相機4是由第1相機~第3相機4a、4b、4c這3個相機所構成。障礙物6例如是由柱或隔牆等所構成。作為校準基板1上的安裝位置對應處的1個例子的點Gia是以第1相機4a及第2相機4b同時拍攝。作為校準基板1上的安裝位置對應處的其他例子的點Gib雖然被障礙物6遮蔽而無法從第1相機4a來拍攝,但可以從第2相機4b及第3相機4c的位置同時拍攝。藉由以第3相機4c來彌補無法以第1相機4a與第2相機4b拍攝的區域,即可以計算出校準基板1整體的安裝位置的修正量,而可以在校準基板1整體中以高精度來安裝。特別是,比起圖1的安裝裝置之情況,會有可以適用在更大的安裝基板32之效果。 如上所述,根據本發明之實施形態,在一邊加熱安裝基板32一邊安裝電子零件7的情況下,即使不在安裝基板32設置辨識標記,仍可以大幅降低位置偏移誤差而呈現非常高的精度,且可以在短時間內完成位置修正(校準),而能以高精度來安裝至安裝基板32上。 再者,本發明並不限定於前述實施形態,可以藉其他各種的態樣來實施。例如,作為不規則圖案,例如不限於斑點,也可以是任意的形狀、圖樣或圖案等不規則圖案。任意的不規則圖案之情況下,會有不管是從哪一處都可以計算出安裝位置對應處的優點。又,也可以是任意的形狀、圖樣或圖案等規則圖案,來取代不規則圖案。 再者,可以藉由將前述各種實施形態或變形例之中的任意之實施形態或變形例適當組合,以做到發揮各自具有之效果。又,實施形態彼此之組合或實施例彼此之組合或實施形態與實施例之組合皆是可能的,並且不同之實施形態或實施例中的特徵彼此之組合也是可能的。 産業上之可利用性
本發明之前述態樣的電子零件之安裝方法及安裝裝置,具有可以一邊加熱基板一邊以非常高的精度來安裝電子零件,且可以在短時間內進行校準的效果,在高速大容量記憶體、應用處理器、CPU或高頻通訊模組等半導體元件之安裝方法及安裝裝置中特別有用。
1、101‧‧‧校準基板
2‧‧‧台體
2a‧‧‧吸附溝
3、103‧‧‧安裝頭
4、104‧‧‧相機
4a‧‧‧第1相機
4b‧‧‧第2相機
4c‧‧‧第3相機
5‧‧‧圖像處理裝置
6‧‧‧障礙物
7‧‧‧電子零件
8‧‧‧驅動機構
10‧‧‧真空吸附裝置
31‧‧‧供給部
32‧‧‧安裝基板
40‧‧‧圖案
41‧‧‧框
42‧‧‧格子
43‧‧‧區域
102‧‧‧基板搬送部
105‧‧‧零件供給部
106‧‧‧X驅動軸
107‧‧‧Y驅動軸
A1 、B1 、C1 、D1 、A2 、B2 、C2 、D2 ‧‧‧頂點
Gi 、Gia 、Gib ‧‧‧點
Gi1 、Gi2 、A1a 、A1b 、A2a 、A2b ‧‧‧重心位置
O‧‧‧原點
Pi‧‧‧測量點
Px、Py‧‧‧間隔
S1~S8‧‧‧步驟
T1 ‧‧‧保證溫度
T2 ‧‧‧安裝溫度
t11、t21、t22、t23‧‧‧時間
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1是顯示本發明之實施形態中的電子零件之安裝裝置的構成之概要構成圖。 圖2是顯示本發明之實施形態中的安裝位置的修正量的計算方法的説明圖。 圖3A是顯示本發明之實施形態中的校準基板之圖案例子之平面圖。 圖3B是顯示圖3A中在保證溫度T1 下藉由第1相機觀察的校準基板之圖案的放大平面圖。 圖3C是顯示圖3A中在保證溫度T1 下藉由第2相機觀察的校準基板之圖案的放大平面圖。 圖3D是顯示圖3A中在安裝溫度T2 下藉由第1相機觀察的校準基板之圖案的放大平面圖。 圖3E是顯示圖3A中在安裝溫度T2 下藉由第2相機觀察的校準基板之圖案的放大平面圖。 圖4是顯示本發明之實施形態中的安裝位置的修正量的計算方法之流程的步驟流程圖。 圖5是顯示本發明之實施形態中的安裝位置的修正量的計算方法的時間圖。 圖6A是顯示本發明之實施形態中的電子零件之安裝裝置的構成之概要構成圖。 圖6B是顯示本發明之實施形態的變形例中的電子零件之安裝裝置的構成之概要構成圖。 圖7A是以往的電子零件之安裝方法中的校準之說明圖。 圖7B是圖7A之校準的更詳細之說明圖。

Claims (2)

  1. 一種電子零件之安裝方法,是利用校準基板來計算出電子零件之安裝位置的修正資料,且在根據前述修正資料的前述安裝位置上,將前述電子零件安裝到被加熱至安裝溫度的安裝基板上,並將安裝有前述電子零件的前述安裝基板加熱或冷卻到保證溫度的安裝方法,前述安裝位置的修正資料是藉由以下步驟而取得:將前述校準基板吸附在台體上,藉由複數個相機同時拍攝前述校準基板的至少包含同一個安裝位置對應處之區域的圖像,根據前述區域中的前述安裝位置對應處之資訊,從前述複數個相機同時拍攝的複數個圖像計算出前述安裝位置的修正量。
  2. 如請求項1之電子零件之安裝方法,其中吸附前述校準基板後,以前述複數個相機同時拍攝前述圖像,將前述校準基板的吸附解除然後又再次吸附後,以前述複數個相機同時拍攝前述圖像,接著根據以前述複數個相機進行前述複數次拍攝的圖像來計算出前述安裝位置的修正量。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH715039A2 (de) * 2018-05-28 2019-11-29 Besi Switzerland Ag Verfahren zur Kalibrierung einer Bauelemente-Montagevorrichtung.
JP7112274B2 (ja) * 2018-07-25 2022-08-03 芝浦メカトロニクス株式会社 実装装置、及び実装装置に用いられる校正基板
DE102019113095A1 (de) * 2019-05-17 2020-11-19 Asm Assembly Systems Gmbh & Co. Kg Aufnahmevorrichtung
CN112702485B (zh) * 2020-12-23 2022-04-29 江苏壹佰壹科技信息有限公司 一种防超速的车辆内视频监控装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3744251B2 (ja) * 1999-04-02 2006-02-08 松下電器産業株式会社 電子部品実装方法
JP4963766B2 (ja) * 1999-11-08 2012-06-27 パナソニック株式会社 電子部品実装装置及びその方法
JP4408515B2 (ja) * 2000-02-09 2010-02-03 パナソニック株式会社 電子部品実装装置のキャリブレーション方法及びキャリブレーション装置
US7239399B2 (en) * 2001-11-13 2007-07-03 Cyberoptics Corporation Pick and place machine with component placement inspection
JP4322092B2 (ja) * 2002-11-13 2009-08-26 富士機械製造株式会社 電子部品実装装置における校正方法および装置
JP2005159110A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装方法及び装置
JP5385010B2 (ja) * 2009-05-29 2014-01-08 Juki株式会社 電子部品実装装置
JP5690535B2 (ja) * 2010-09-24 2015-03-25 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ ダイボンダ及び半導体製造方法
JP5510342B2 (ja) * 2011-01-14 2014-06-04 パナソニック株式会社 電子部品実装方法
JP6131045B2 (ja) * 2012-12-28 2017-05-17 Juki株式会社 電子部品実装装置及び電子部品実装方法
WO2014155583A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 株式会社日立製作所 部品実装装置および部品実装方法
JP6199798B2 (ja) * 2014-04-30 2017-09-20 ヤマハ発動機株式会社 電子部品装着装置
KR101871207B1 (ko) * 2014-09-26 2018-06-27 야마하하쓰도키 가부시키가이샤 부품 실장 장치, 표면 실장기, 및 흡착 높이 위치의 검출 방법

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