TWI752603B - 電子零件的安裝裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電子零件的安裝裝置,其可將電子零件無偏移且效率良好地安裝到整個安裝區域。安裝裝置(1)包括:平臺移動機構(22),使平臺(21)移動,以便對支撐於平臺(21)的基板(W)的位置進行識別的第一識別部及第二識別部能夠識別共同的標記;識別誤差修正資料算出部(54),基於第一識別部及第二識別部所識別的共同的標記的位置,算出用於對第一識別部與第二識別部之間的識別誤差進行修正的識別誤差修正資料;以及修正部(55),基於識別誤差修正資料,對電子零件(t)相對於由第一安裝頭(43A)或第二安裝頭(43B)進行安裝的安裝位置(ap)的定位位置進行修正。
Description
本發明是有關於一種電子零件的安裝裝置。
自以前起便已知被稱為晶片級封裝(Wafer Level Package:WLP)的製造製程。WLP為如下技術:不使用插入式(interposer)基板(中繼用基板),而是在晶片狀態下形成用於設置輸入/輸出(Input/Output,I/O)端子的再佈線層。由於WLP不需要插入式基板,因此可實現半導體封裝的薄型化或可減低製造成本。
在WLP中,已知有扇入型晶片級封裝(fan in-WLP:FI-WLP)、或扇出型晶片級封裝(fan out-WLP:FO-WLP))。FI-WLP是以不超出半導體芯片的形成有電極墊的面上的區域的方式在半導體芯片上形成再佈線層。FO-WLP是超出半導體芯片的區域地形成再佈線層。
FO-WLP也能夠應用於一個封裝內搭載有隨機存取記憶體(Random Access Memory,RAM)、快閃記憶體、中央處理器(Central Processing Unit,CPU)等半導體芯片或二極體、電容器等多種電子零件的多芯片封裝(Multi Chip Package:MCP),因此受到關注。
在FO-WLP的製造製程中,首先,在基板上以隔開間隔的狀態將多個半導體芯片安裝為行列狀,其後,利用樹脂將半導體芯片間的間隙密封,從而使多個半導體芯片一體化。藉此,形成如通過半導體製造製程而形成的晶片那樣經成形的偽晶片。在所述偽晶片上形成用於設置I/O端子的再佈線層。將多個半導體芯片加以樹脂密封而一體化後,將基板剝落去除。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開2019-29563號公報
[發明所要解決的問題]
在以上那樣的WLP中,搭載於同一封裝的各個電子零件的安裝位置的偏移會對所述封裝的電特性相互造成影響。因此,對各電子零件的安裝要求高的位置精度。此處,在使用插入式基板而進行的半導體封裝的製造製程中,在插入式基板上的各安裝位置設置有位置識別用的對準標記。因此,通過應用如下方式、即、對每一安裝位置的對準標記(以下,稱為局部標記)進行識別而將電子零件定位於安裝位置並加以安裝的方式,從而實現高位置精度下的安裝。如此,將如下方式、即在將電子零件分別安裝到基板上的安裝位置時,每當安裝電子零件時均進行電子零件的安裝區域的位置檢測的方式稱為局部識別方式。
但是,在WLP中,安裝電子零件的基板僅是由矽或金屬、玻璃等形成的板。因此,在基板上的電子零件的安裝位置,不存在電路圖案等可作為局部標記使用的部分。另外,如上所述,也存在基板自偽晶片剝落而被去除的情況。因此,若設置在基板的每一安裝位置形成局部標記的設備及步驟,則會導致設備費用、設備的設置空間、步驟數量等的增加。進而,在每當安裝電子零件時均進行識別局部標記的動作的情況下,安裝一個電子零件所需的時間也增加。
為了應對所述情況,在WLP中,應用如下方式:通過對表示基板的外形位置或基板整體的位置的對準標記(以下,稱為全域標記)進行識別,來識別基板的整體位置,並依賴於所述基板的整體位置來將電子零件安裝到基板上的安裝區域。如此,將如下方式、即在將電子零件分別安裝到基板的多個安裝位置時,通過一次基板的位置檢測,便對所述基板上的多個安裝位置進行電子零件的安裝的方式稱為全域識別方式。
進而,近年來,WLP中所使用的基板大型化。在對此種基板進行安裝時,為了提高生產效率,而以如下方式進行安裝:設置一對安裝部,各安裝部分別負責將一個基板上一分為二而成的部分區域,從而並行地安裝電子零件。所述情況下,由各安裝部進行安裝的安裝位置能夠通過針對各部分區域的每一區域進行修正,而進行準確的定位。
但是,由一對安裝部進行安裝的安裝位置有時相互產生偏移。若考慮到在以後的步驟中對安裝於一個基板的電子零件一併實施加工,則此種偏移並不優選。例如,通過感光材料的塗布、感光材料的曝光、顯影、蝕刻、離子注入、抗蝕劑剝離等而進行再佈線步驟。因此,若電子零件的安裝位置有偏移,則產生曝光時的罩幕的位置會偏移等不良情況。即,基板上的所有的電子零件需要在縱橫各方向上以所決定的間隔準確地配置。
為了修正此種偏移,利用一對安裝部將各電子零件安裝到基板的部分區域後,取出所述基板並轉移到外部測定器,在外部測定器,測定由一對安裝部安裝的電子零件的位置偏移,並基於所述位置偏移進行修正。然而,準備外部測定器耗費成本,且耗費使基板移動到外部測定器的工夫,因此生產效率並不良好。
本發明是為了解決所述那樣的課題而提出的發明,旨在提供一種電子零件的安裝裝置,其可將電子零件無偏移且效率良好地安裝到整個安裝區域。
[解決問題的技術手段]
為了達成所述目的,本發明的電子零件的安裝裝置包括:平臺,對在包含多個電子零件的安裝位置的安裝區域安裝所述電子零件的基板進行支撐;第一安裝部,具有將所述電子零件安裝到所述安裝位置的第一安裝頭、以及使所述第一安裝頭移動的第一安裝頭移動機構;第二安裝部,具有將所述電子零件安裝到所述安裝位置的第二安裝頭、以及使所述第二安裝頭移動的第二安裝頭移動機構;第一識別部,以能夠與所述第一安裝頭一起移動的方式設置,並對支撐於所述平臺的所述基板的位置進行識別;第二識別部,以能夠與所述第二安裝頭一起移動的方式設置,並對支撐於所述平臺的所述基板的位置進行識別;平臺移動機構,使所述平臺移動,以便所述第一識別部及所述第二識別部能夠識別所述平臺上的共同的標記;識別誤差修正資料算出部,基於所述第一識別部及所述第二識別部所識別的共同的標記的位置,算出用於對所述第一識別部與所述第二識別部之間的識別誤差進行修正的識別誤差修正資料;以及修正部,基於所述識別誤差修正資料,對電子零件相對於由所述第一安裝頭或所述第二安裝頭進行安裝的所述安裝位置的定位位置進行修正。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種電子零件的安裝裝置,其可將電子零件無偏移且效率良好地安裝到整個安裝區域。
以下,參照圖式,對實施形態的電子零件的安裝裝置進行說明。圖1是表示安裝有電子零件t的基板W的平面圖。圖2是表示安裝裝置1的外觀的平面圖,圖3是安裝裝置1的正面圖,圖4是右側面圖。圖5是表示載置於平臺的校正基板71與對所述校正基板71進行拍攝的基板識別照相機43f的說明圖。圖6是表示由第二識別部重複取得平臺的移動誤差修正資料的狀態的說明圖。圖7是表示安裝裝置1的控制裝置50的框圖。圖8的(A)~圖8的(C)是表示安裝於基板W的電子零件t的偏移的說明圖。
[電子零件]
如圖1所示,利用本實施形態的安裝裝置1而安裝到基板W的對象為電子零件t。電子零件t的一例為半導體芯片。其中,電子零件t並不限於一種半導體芯片,可為多種半導體芯片、以及半導體芯片與二極體或電容器等。本實施形態的安裝裝置1為可將包含半導體芯片、二極體、電容器等的多種電子零件t安裝到基板W上來製造MCP的裝置。作為MCP的結構例,可列舉:包括多種半導體芯片的例子;包括一種半導體芯片與二極體或電容器等的例子;以及包括多種半導體芯片與二極體或電容器等的例子。
[基板]
如圖1所示,本實施形態的基板W例如為FO-PLP(扇出型面板級封裝(fan out-Panel Level Package))的製造時所應用的、依據偽晶片的偽面板的形成中所使用的矩形基板。作為基板W,可使用玻璃基板、有機基板(玻璃-環氧(FR-4)基板等)、矽基板、不鏽鋼等的金屬基板等,但並不限定於這些。所謂偽面板,與FO-WLP的製造時所應用的偽晶片同樣地,為將經單片化的多個半導體芯片等電子零件平面地配置,並對所配置的電子零件間進行樹脂密封而成形為一片板狀的狀態。作為基板W,優選為利用所述FO-PLP製程製造MCP時所使用的基板、即在各安裝區域安裝多個半導體芯片或電容器等電子零件t的基板。當然,基板W也可為FO-WLP的製造時所應用的偽晶片的形成中所使用的基板。
本實施形態的基板W的其中一面為安裝多個電子零件t的安裝面ws。在所述安裝面ws設定安裝區域MA。安裝區域MA包含多個各個電子零件t的安裝位置ap(圖1中以虛線圓表示)。另外,安裝區域MA包含第一區域MA1、第二區域MA2(均為圖1中以點劃線表示的區域)。因此,第一區域MA1及第二區域MA2分別為安裝區域MA的一部分。
本實施形態的第一區域MA1及第二區域MA2為通過將安裝區域MA加以平分而相鄰的區域。安裝區域MA、第一區域MA1及第二區域MA2為矩形,在圖1所示的例子中,第一區域MA1及第二區域MA2分別為圖的左右短而上下長的長方形的區域。各個電子零件t被安裝到在第一區域MA1及第二區域MA2內以多行與多列的矩陣狀設定的安裝位置ap。在本實施形態的第一區域MA1及第二區域MA2中,安裝位置ap進行排列的行方向為沿著短邊的方向,列方向為沿著長邊的方向。第一區域MA1、第二區域MA2在彼此的長邊部分相鄰。
再者,安裝區域MA、安裝位置ap、第一區域MA1、第二區域MA2是虛擬地設定於基板W的安裝面ws上,表示安裝區域MA、安裝位置ap、第一區域MA1、第二區域MA2的標記等並未形成於安裝面ws上。安裝面ws可包括表示基板W的整體位置的全域識別用的對準標記,但不包括表示各個安裝位置ap的局部識別用的標記等。在以下的說明中,標記廣泛包含點標記、對準標記、電路圖案、電子零件t的外形等成為用於對位置進行識別的基準的對象。
[安裝裝置]
(概要)
參照圖2~圖7,對本實施形態的安裝裝置1的結構進行說明。安裝裝置1為將電子零件t安裝到基板W的裝置。在以下的說明中,在安裝裝置1上與基板W的電子零件t的安裝面ws平行的面中,將第一區域MA1、第二區域MA2進行排列的方向設為X方向,將與X方向正交的方向設為Y方向。另外,將與安裝面ws正交的方向設為Z方向。在本實施形態中,將安裝面ws中的第一區域MA1、第二區域MA2左右進行排列的一邊側設為正面,自正面觀看時,將X方向設為左右方向,將Y方向設為前後方向,將Z方向設為上下方向。
如圖2所示,安裝裝置1具有:零件供給部10、平臺部20、移載部30、安裝部40、控制裝置50。零件供給部10為供給電子零件t的裝置。平臺部20為包括載置基板W的平臺21的裝置。移載部30為自零件供給部10取出電子零件t的裝置。安裝部40為接收移載部30所取出的電子零件t並將電子零件t安裝到載置於平臺21的基板W的裝置。零件供給部10、平臺部20、移載部30、安裝部40設置於基座部1a上,所述基座部1a為設置於設置面的基台。控制裝置50為對零件供給部10、平臺部20、移載部30、安裝部40的動作進行控制的裝置。以下,說明各部的詳細情況。
(零件供給部)
零件供給部10配置於基座部1a上的前部、且自正面觀看時的X方向的中央。零件供給部10包括晶片環11、環支持器12、未圖示的上推機構。晶片環11為對保持電子零件t的晶片片材S進行保持的構件。電子零件t為半導體晶片T經單片化而成的半導體芯片。
在環支持器12以裝卸自如的方式設置有晶片環11。另外,環支持器12以如下方式設置:利用未圖示的XY移動機構而能夠使晶片環11在XY方向上移動。上推機構為在利用移載部30取出電子零件t時,自保持於晶片環11的晶片片材S的下側上推電子零件t的機構。上推機構固定設置於由移載部30取出電子零件t的部位(postion)。
再者,雖未圖示,但零件供給部10包括更換裝置。更換裝置將保持有電子零件t的新的晶片環11自收納有晶片環11的收納部供給至環支持器12,並將電子零件t的取出結束後的晶片環11收納於收納部。
(平臺部)
在自正面觀看時,平臺部20在基座部1a上的零件供給部10的後方配置於基座部1a的X方向的中央。平臺部20具有平臺21、平臺移動機構22。平臺21為支撐基板W的台。本實施形態的平臺21載置基板W的與安裝面ws為相反側的面。平臺移動機構22為使平臺21在XY方向上移動的機構。再者,雖未圖示,但平臺移動機構22具有水平旋轉方向的θ移動機構。另外,平臺移動機構22具有線性編碼器(linear encoder)。線性編碼器的標尺(scale)優選為使用熱膨脹係數小的玻璃製標尺以應對熱。
在平臺21進行移動所需的坐標系的Y方向上的移動範圍內、且沿著X方向的一直線上,設定有為了安裝電子零件t而將後述的安裝頭43(第一安裝頭43A、第二安裝頭43B)定位的安裝線BL(參照圖1)。所述安裝線BL可設為平臺21的Y方向中心。平臺移動機構22被控制為使平臺21移動,以便將載置於平臺21上的基板W的安裝位置ap的各行依次定位於安裝線BL。
平臺移動機構22具有可使載置於平臺21的最大的基板W在X方向上在比基板W的X方向上的尺寸的二分之一稍大的(1/2X+α)範圍內移動的移動衝程。另外,平臺移動機構22具有可使載置於平臺21的最大的基板W在Y方向上在比基板W的Y方向上的尺寸稍大的(Y+α)範圍內移動的移動衝程。平臺21構成為能夠利用未圖示的抽吸吸附機構來吸附保持所載置的基板W。再者,通過X方向上的移動範圍中的+α,平臺21能夠以平臺21的X方向的中央部分重複的方式移動。關於所述重複的移動,可平臺21的其中一半(自正面觀看時為左半部)與另一半(自正面觀看時為右半部)彼此重複,也可按照具有僅其中任一者可重複的衝程的方式使衝程的中心偏離。關於所述平臺21的X方向上的移動範圍中的+α的大小(重複的量),將在以後敘述。
(移載部)
移載部30具有移載裝置30A、移載裝置30B、中間平臺31、晶片環保持裝置32。移載裝置30A、移載裝置30B在基座部1a上的前部隔著零件供給部10而在X方向上排列配置。移載裝置30A、移載裝置30B除了左右反轉的情況以外,具有相同結構。以下,對左側的移載裝置30A的結構進行說明,省略右側的移載裝置30B的結構的說明。
如圖2~圖4所示,移載裝置30A具有Y方向移動裝置33、移載頭37、晶片識別照相機38。Y方向移動裝置33為將Y方向移動塊34支撐為在Y方向上移動自如的裝置。Y方向移動裝置33在基座部1a的前部左側沿著Y方向自基座部1a的前端部向中央附近延伸設置。在Y方向移動塊34的上端側的背面設置有支撐體35。支撐體35為矩形板狀,且自Y方向移動塊34向沿著X方向的右方向延伸設置。在所述支撐體35的背面側,設置有X方向移動體36。X方向移動體36由未圖示的X方向移動裝置支撐為能夠沿著X方向移動。
移載頭37支撐於X方向移動體36的零件供給部10側的端部。移載頭37具有吸附嘴(移載嘴)37a、吸附嘴(移載嘴)37b、Z方向移動裝置37c、Z方向移動裝置37d、反轉機構37e、反轉機構37f。吸附嘴(移載嘴)37a、吸附嘴(移載嘴)37b與未圖示的氣壓回路連接,且被設置為能夠利用負壓來保持電子零件t。兩個吸附嘴(移載嘴)37a、吸附嘴(移載嘴)37b在X方向上進行排列。
Z方向移動裝置37c、Z方向移動裝置37d為使吸附嘴37a、吸附嘴37b各別地在Z方向上移動的裝置。反轉機構37e、反轉機構37f為使吸附嘴37a、吸附嘴37b各別地上下反轉的裝置。藉此,吸附嘴37a、吸附嘴37b可在吸附保持電子零件t的吸附面朝下的狀態與吸附面朝上的狀態之間選擇性地對姿勢進行切換。再者,吸附嘴37a組裝於反轉機構37e,反轉機構37e組裝於Z方向移動裝置37c。另外,吸附嘴37b組裝於反轉機構37f,反轉機構37f組裝於Z方向移動裝置37d。即,移載頭37具有兩個可上下反轉的吸附嘴。
晶片識別照相機38為朝向保持於零件供給部10的晶片環11的晶片片材S而對晶片片材S上的電子零件t的位置進行識別的裝置。晶片識別照相機38在X方向移動體36的零件供給部10側的端部設置於與支撐有移載頭37的面為相反側的面。再者,在自正面觀看安裝裝置1時,左側的移載裝置30A的移載頭37為第一移載頭,右側的移載裝置30B的移載頭37為第二移載頭。
中間平臺31為暫時載置由左右的移載頭37的吸附嘴37a、吸附嘴37b取出的電子零件t的裝置。中間平臺31設置於基座部1a上的零件供給部10與平臺部20之間。中間平臺31包括載置部31a~載置部31d。載置部31a~載置部31d分別與移載裝置30A的移載頭37的兩個吸附嘴37a、吸附嘴37b、移載裝置30B的移載頭37的兩個吸附嘴37a、吸附嘴37b對應。
晶片環保持裝置32為針對零件供給部10的環支持器12進行晶片環11的供給及收納的裝置。如圖2所示,晶片環保持裝置32設置於移載裝置30A的支撐體35的零件供給部10側的端部的、與設置有X方向移動體36的面為相反側的面、即前表面。晶片環保持裝置32具有支撐臂32a、卡盤部32b。支撐臂32a通過氣缸等未圖示的X方向移動裝置而在X方向上進退自如地設置。卡盤部32b為握持晶片環11的構件,設置於支撐臂32a的圖示右方向的前端。另外,晶片環保持裝置32可通過設置有支撐體35的Y方向移動裝置33而向Y方向移動。此種晶片環保持裝置32作為所述更換裝置的一部分發揮功能。即,由卡盤部32b握持晶片環11,並利用支撐臂32a與Y方向移動裝置33,針對未圖示的收納部與環支持器12進行晶片環11的供給及收納。
此種移載部30自零件供給部10依次取出電子零件t,並朝向安裝部40移動。移載部30在將電子零件t以面朝上(face-up)安裝的方式、即、將電子零件t的電極面設為上的方式安裝到基板W時,經由中間平臺31將自零件供給部10取出的電子零件t交接到安裝部40。另外,移載部30在將電子零件t以面朝下(face-down)安裝的方式、即、將電子零件t的電極面設為下的方式安裝到基板時,在使吸附嘴37a、吸附嘴37b上下反轉而使電子零件t表背反轉的狀態下,將自零件供給部10取出的電子零件t交接到安裝部40。
(安裝部)
安裝部40具有第一安裝部40A、第二安裝部40B。第一安裝部40A、第二安裝部40B除了左右反轉的情況以外,具有相同結構。第一安裝部40A、第二安裝部40B在基座部1a上的後方以隔著平臺部20的方式在X方向上排列配置。以下,僅對左側的第一安裝部40A的結構進行說明,省略右側的第二安裝部40B的結構的說明。
第一安裝部40A具有支撐框架41、頭支撐體42、安裝頭43、攝像單元44。支撐框架41在側視時為門形,且在基座部1a上的平臺部20的左方沿著Y方向設置(參照圖4)。頭支撐體42在支撐框架41的右側的側面經由Y方向移動裝置41a而在Y方向上移動自如地設置。頭支撐體42沿著X方向延伸至基座部1a的中央附近。
安裝頭43為將電子零件安裝到安裝位置ap的裝置。以下,將第一安裝部40A的安裝頭43設為第一安裝頭43A,將第二安裝部40B的安裝頭43設為第二安裝頭43B,並且在對兩者不進行區分的情況下,僅設為安裝頭43。安裝頭43在頭支撐體42的前表面經由X方向移動裝置42a而在X方向上移動自如地設置。安裝頭43具有安裝工具43a、安裝工具43b、Z方向移動裝置43c、Z方向移動裝置43d、攝像單元44。安裝工具43a、安裝工具43b為保持電子零件t並將電子零件t安裝到基板W的一對工具。安裝工具43a、安裝工具43b為吸附嘴,且與未圖示的氣壓回路連接,並被設置為能夠利用負壓來保持電子零件t。安裝工具43a、安裝工具43b以與移載頭37的吸附嘴37a、吸附嘴37b相同的配置間隔設置。
安裝工具43a、安裝工具43b在與吸附保持電子零件t的部分為相反側的端部設置有未圖示的窗。窗由透明的構件構成。再者,所述構件只要為能夠透過光的構件即可,並不限定於透明。藉此,可經由窗對吸附保持於安裝工具43a、安裝工具43b的電子零件t進行觀察。安裝工具43a、安裝工具43b包括未圖示的轉動裝置,可使所吸附保持的電子零件t在XY平面內轉動。
進而,在安裝工具43a、安裝工具43b中位於基座部1a的中央側、即內側的安裝工具43b,裝配有作為識別部的基板識別照相機43f。基板識別照相機43f以能夠與安裝頭43一起移動的方式設置,且對基板W的位置進行識別。更具體而言,基板識別照相機43f對載置於平臺21的基板W的對準標記(全域標記)進行拍攝。除了具備對圖像進行拍攝的功能以外,所述基板識別照相機43f還具備對所拍攝的圖像進行處理來識別對準標記等識別對象物的位置的功能。因此,基板識別照相機43f作為用於對基板W的位置進行識別的識別部發揮功能。另外,基板識別照相機43f對後述的校正基板71的點標記72進行拍攝。進而,基板識別照相機43f能夠基於所識別的基板W的位置對安裝電子零件t的安裝位置ap進行識別。以下,將第一安裝部40A的基板識別照相機43f設為第一識別部,將第二安裝部40B的基板識別照相機43f設為第二識別部。在對兩者不進行區分的情況下,僅設為識別部。
Z方向移動裝置43c、Z方向移動裝置43d為使兩個安裝工具43a、安裝工具43b各別地在Z方向上移動的裝置。由Y方向移動裝置41a、X方向移動裝置42a及Z方向移動裝置43c、Z方向移動裝置43d構成安裝頭移動機構。將使第一安裝部40A的第一安裝頭43A移動的機構設為第一安裝頭移動機構,將使第二安裝部40B的第二安裝頭43B移動的機構設為第二安裝頭移動機構,在對兩者不進行區分的情況下,僅設為安裝頭移動機構。
攝像單元44為用於對保持於安裝工具43a、安裝工具43b的電子零件t進行拍攝的單元。攝像單元44在中間平臺31的四個載置部31a~載置部31d的上方,與四個載置部31a~載置部31d對應地具有四個芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d。
芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d可對載置於載置部31a~載置部31d的電子零件t進行拍攝,並且可經由安裝工具43a、安裝工具43b的窗對移動到芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d的下方的保持於安裝工具43a、安裝工具43b的電子零件t進行拍攝。另外,芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d具有對所拍攝的圖像進行處理而對電子零件t等拍攝對象物的位置進行識別的功能。
芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d通過一對XY移動裝置44e、XY移動裝置44f而被支撐為能夠以兩個為一組在XY方向上移動。成組的兩個芯片識別照相機(44a與44b及44c與44d)以與安裝工具43a、安裝工具43b及吸附嘴37a、吸附嘴37b相同的配置間隔設置。一對XY移動裝置44e、XY移動裝置44f支撐於照相機支撐框架44g。照相機支撐框架44g在自正面觀看時呈門形,並且在基座部1a上的零件供給部10與平臺部20之間,在X方向上延伸設置。照相機支撐框架44g在安裝部40的左右的支撐框架41的上表面的前側端部,架設於左右的支撐框架41。芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d支撐於照相機支撐框架44g的梁部分的下側。
此種安裝部40接收由移載部30自零件供給部10取出的電子零件t,並將所接收的電子零件t安裝到載置於平臺21的基板W上。在本實施形態中,第一安裝頭43A的安裝工具43a、安裝工具43b將電子零件t安裝到第一區域MA1,第二安裝頭43B的安裝工具43a、安裝工具43b將電子零件t安裝到第二區域MA2。利用第一安裝頭43A進行的電子零件t的安裝與利用第二安裝頭43B進行的電子零件t的安裝是並行地進行。
如圖2所示,在平臺21位於基座部1a上的X方向中央且將基板W支撐於平臺21的中央的狀態下,安裝時的第一安裝頭43A相對於平臺21而配置於其中一側(圖中為左側),第二安裝頭43B相對於平臺21而配置於另一側(圖中為右側)。所述第一安裝頭43A與第二安裝頭43B的能夠移動的範圍是以基座部1a的X方向的中央位置為邊界而一分為二。藉此,第一安裝頭43A與其基板識別照相機43f無法越過基座部1a的中央位置而移動到第二安裝頭43B的移動區域,第二安裝頭43B與其基板識別照相機43f無法越過基座部1a的中央位置而移動到第一安裝頭43A的移動區域。再者,圖5中示出平臺21與基板識別照相機43f。在圖5中,示出將後述的校正基板71載置於平臺21的狀態。平臺21被定位於其X方向上的移動衝程的中央。另外,圖5示出第一安裝頭43A與第二安裝頭43B位於各移動範圍的左端的狀態。因此,在圖5中,以各基板識別照相機43f位於各移動範圍的左端的方式進行描繪。在本實施形態中,此種第一安裝頭43A、第二安裝頭43B的移動範圍受到物理性機構的限制。其中,也可通過程序的控制來限制移動範圍。
如上所述,第一識別部、第二識別部的移動範圍由將基座部1a上一分為二的區域限制。因此,即便使其中一識別部移動,也無法識別存在於另一識別部的區域的標記。因此,僅通過識別部的移動,無法識別相同標記(共同的標記)。然而,在本實施形態中,平臺移動機構22可使平臺21移動,以便第一識別部及第二識別部能夠識別共同的標記。即,如上所述,平臺21能夠以平臺21的X方向的中央部分重複的方式移動。通過平臺21進行移動,例如可使作為共同的標記的、校正基板71的與第一識別部的移動範圍對應的第一區域MA1中的點標記72移動到作為第二識別部的第二安裝部40B的基板識別照相機43f可進行拍攝的位置。即,第一安裝部40A的基板識別照相機43f與第二安裝部40B的基板識別照相機43f可對相同的點標記72(共同的標記)進行拍攝。如上所述,平臺移動機構22具有可使載置於平臺21的最大的基板W在X方向上在比基板W的X方向上的尺寸的二分之一稍大的(1/2X+α)範圍內移動的移動衝程。而且,所述+α的大小可根據校正基板71的第一區域MA1(參照圖1)的點標記72的列(沿著Y方向的列)中、存在作為共同的標記而使用的點標記72的列數來決定。例如,於在第一區域MA1的靠近第二區域MA2而存在的兩列內有作為共同的標記而使用的點標記72的情況下,可基於包圍所述兩列的區域的X方向上的長度來決定+α。(參照圖6)根據如此決定的+α的範圍,平臺移動機構22可使平臺21移動,以便第一識別部及第二識別部能夠識別共同的標記。
更具體而言,如圖6中以虛線所示的區域那樣,平臺21進行移動,以便第二安裝部40B的基板識別照相機43f能夠對校正基板71的第一區域MA1的靠近第二區域MA2的點標記72的列(沿著Y方向的列)進行拍攝。在圖6中,與圖5同樣地,雙方的基板識別照相機43f位於各移動區域的左端。其中,在圖6中,示出平臺21移動到第二區域MA2側,從而第二安裝部40B的基板識別照相機43f可對虛線所示的第一區域MA1內的點標記72進行拍攝的狀態。例如,如圖6的由虛線包圍的區域所示那樣,能夠對第一區域MA1的點標記72中接近第二區域MA2的兩列內的點標記72進行拍攝。再者,也可通過平臺移動機構22進行移動,而第一安裝部40A的基板識別照相機43f可對第二區域MA2中的點標記72進行拍攝。所述情況下,例如,只要能夠對第二區域MA2的點標記72中接近第一區域MA1的兩列內進行拍攝即可。再者,並不限定於兩列,也可多於兩列,只要可對至少一列進行拍攝即可。
(控制裝置)
參照圖7的框圖對控制裝置50的結構進行說明。控制裝置50為基於記憶部56中所記憶的控制資訊來對零件供給部10、平臺部20、移載部30、安裝部40的動作進行控制的裝置。控制裝置50例如可由專用的電子電路或者以規定的程序運行的計算機等構成。即,關於零件供給部10、平臺部20、移載部30、安裝部40的控制,其控制內容被編程,且由可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)或CPU等處理裝置來執行。
控制裝置50具有機構控制部51、圖像處理部52、移動誤差修正資料算出部53、識別誤差修正資料算出部54、修正部55、記憶部56、輸入輸出控制部57。機構控制部51對零件供給部10、平臺部20、移載部30、安裝部40的動作進行控制。圖像處理部52將來自晶片識別照相機38、基板識別照相機43f、芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d的圖像資料轉換成適合於顯示器的顯示的形式。
移動誤差修正資料算出部53算出用於對因平臺21的移動而產生的移動誤差進行修正的移動誤差修正資料。移動誤差為因引導平臺21的移動的導軌的精度、向金屬框架的組裝精度等而產生的誤差。
識別誤差修正資料算出部54基於第一識別部及第二識別部所識別的共同的標記的位置,算出用於對第一識別部與第二識別部之間的識別誤差進行修正的識別誤差修正資料。產生此種識別誤差的原因在於:第一安裝部40A的第一識別部的坐標系與第二安裝部40B的識別部的坐標系之間有偏移。
若有此種偏移,則例如如圖8的(C)所示,在圖8的(A)所示的安裝到第一區域MA1的電子零件t的位置、與圖8的(B)所示的安裝到第二區域MA2的電子零件t的位置之間產生偏移d。在圖8的(C)中,僅示出Y方向上的偏移d,但也會產生X方向上的偏移。對此種識別誤差進行修正的資料為識別誤差修正資料。
另外,如上所述,為了使第一識別部或第二識別部識別共同的標記,而平臺21進行移動。所述情況下,有時也產生平臺21的移動誤差。本實施形態的移動誤差修正資料算出部53還算出移動誤差修正資料,所述移動誤差修正資料對用於識別共同的標記的平臺21的跨越第一區域MA1與第二區域MA2而重複的移動中的移動誤差進行修正。
移動誤差修正資料的算出可使用具有點標記72的校正基板71、或安裝完電子零件t的基板W(可為製品用也可為試驗用)來進行。具體而言,將校正基板71放置於平臺21上。在使左右的基板識別照相機43f停止於規定位置的狀態下,在欲要取得移動誤差修正資料的範圍內使平臺21(校正基板71)按照點標記72的配置進行間距移動。而且,在所述範圍內,求出通過基板識別照相機43f的拍攝而識別的各點標記72的位置與基準位置(例如,拍攝視野的中心)的位置偏移,基於這些,算出移動誤差修正資料。代替校正基板71的點標記72而使用針對基板W結束安裝的電子零件t的情況也同樣如此。
進而,移動誤差修正資料不僅可包含平臺21的移動誤差,而且也可包含基板識別照相機43f、安裝頭43A、安裝頭43B的移動誤差。即,也可在移動誤差修正資料算出部53算出移動誤差修正資料時,不僅對平臺21而且也對安裝頭43A、安裝頭43B取得移動誤差修正資料,並修正移動時的移動誤差。安裝頭43A、安裝頭43B的移動誤差修正資料與平臺21的移動誤差修正資料同樣地,可使用具有點標記72的校正基板71、或安裝完電子零件t的基板W來取得。再者,由於基板識別照相機43f是搭載於安裝頭43,因此基板識別照相機43f的移動誤差修正資料也被視為與安裝頭43的移動誤差修正資料相同。
具體而言,如上所述,將校正基板71放置於平臺21上。設為使平臺21固定(停止)於原點位置的狀態,在欲要取得移動誤差修正資料的範圍內使安裝頭43A、安裝頭43B(基板識別照相機43f)按照點標記72的配置進行間距移動。而且,在所述範圍內,求出通過基板識別照相機43f的拍攝而識別的各點標記72的位置與基準位置(例如,拍攝視野的中心)的位置偏移,基於這些,算出移動誤差修正資料。藉此,可實現更準確的安裝。代替校正基板71的點標記72而使用對基板W結束安裝的電子零件t的情況也可同樣如此。
修正部55基於移動位置誤差資料、識別誤差修正資料,對電子零件t相對於由安裝頭43進行安裝的安裝位置ap的定位位置進行修正。即,修正部55基於移動位置誤差資料、識別誤差修正資料,通過第一安裝部40A、第二安裝部40B對用於將電子零件t定位到安裝位置ap的第一安裝頭43A、第二安裝頭43B的坐標上的移動量進行修正。所述情況是指對坐標上的作為定位目標的目標位置進行修正。
記憶部56記憶安裝裝置1的控制所需的各種資訊。在記憶部56所記憶的資訊中,除了包含用於對基板W安裝電子零件t的各部的運行程序以外,還包含移動位置誤差資料、識別誤差修正資料、各安裝位置ap的坐標、安裝區域MA的坐標、定位位置的坐標、來自晶片識別照相機38、基板識別照相機43f、芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d的圖像資料、所識別的標記的位置坐標等。
進而,在控制裝置50連接有輸入裝置61、輸出裝置62。輸入裝置61為操作者經由控制裝置50來操作安裝裝置1所需的觸控螢幕、控制杆(joystick)、開關、鍵盤、鼠標等輸入部件。
輸出裝置62為將用於確認裝置狀態的資訊設為操作者能夠識別的狀態的顯示器、燈、儀錶、揚聲器、蜂鳴器等輸出部件。例如,可將利用晶片識別照相機38、基板識別照相機43f、芯片識別照相機44a~芯片識別照相機44d拍攝的圖像顯示於顯示器,而由操作者進行確認。
[安裝裝置的動作]
其次,除了參照所述圖1至圖8的(A)~圖8的(C)以外,還參照圖9及圖10來對安裝裝置1的動作進行說明。
[概要]
在對基板W的各安裝區域安裝電子零件t等電子零件時,在僅應用全域識別方式的情況下,不進行基於局部標記的各個安裝位置ap的位置識別。因此,電子零件t相對於各安裝位置ap的定位精度依賴於基板W的全域標記等的識別精度與平臺21的平臺移動機構22的機械加工精度等。
但是,在所期望的範圍內以±數μm以下的精度對引導平臺21的移動的導軌等進行精加工在金屬加工方面而言實質上是不可能的。而且,將具有所期望的長度的導軌以±數μm以下的直進性與彎曲度組裝到金屬框架等更是不可能的。因此,移動誤差修正資料算出部53測定平臺21的移動位置誤差,算出對平臺21的移動誤差進行修正的移動誤差修正資料,並將其記憶於記憶部56。
另外,在本實施形態中,利用第一識別部與第二識別部,識別共同的標記的坐標,並求出兩者所識別的坐標的差分,測定識別誤差,算出對識別誤差進行修正的識別誤差修正資料,並由記憶部56記憶所述資料。進而,在本實施形態中,為了使第一識別部或第二識別部對共同的標記進行識別,而平臺21進行移動。對所述平臺21的移動中的移動誤差進行修正的移動誤差修正資料也由記憶部56記憶。
[校準]
將以上那樣的移動誤差修正資料的算出與記憶、識別誤差修正資料的算出與記憶稱為校準。首先,對電子零件t的安裝前進行的校準的動作進行說明。如圖5、圖6、圖9所示,所述校準使用校正基板71。校正基板71例如為在玻璃製的基板上以數mm間隔的矩陣(行列)狀設置有位置識別用的點標記72的基板(省略一部分點標記72的圖示)。校正基板71的大小並無限定,優選為具有與安裝裝置1可應用的大小最大的基板W為相同程度的大小,且設置有點標記72的範圍為與基板W上的包含安裝區域MA的範圍為相同的大小。再者,點標記72為用於掌握平臺21的移動誤差的標記,並不與安裝位置ap對應。安裝位置ap的配置主要取決於電子零件t的大小,但點標記72優選為以可確保要求精度的最大間隔來配置。點標記72的間隔越短,越可精度良好地掌握移動誤差,另一方面,在規定的距離之間進行識別的次數越變多,因此識別所需的時間越變長。另外,點標記72是由金屬薄膜等形成,可使用蝕刻、或濺鍍等成膜技術來形成。將此種校正基板71放置於平臺21上。校正基板71的放置方法並無特別限定,例如,僅通過平臺21的X方向上的移動,而以沿著X方向的同一列狀的處於平臺21的可動範圍內的所有的點標記72經過基板識別照相機43f的拍攝視野V的中心的方式,調整平臺21上的校正基板71的位置。
(移動誤差修正資料的算出)
其次,第一識別部、第二識別部對利用所述方法而放置於平臺21上的校正基板71的各點標記72的位置進行識別,並且移動誤差修正資料算出部53算出平臺21的移動誤差修正資料。即,第一識別部的基板識別照相機43f、第二識別部的基板識別照相機43f對點標記72的位置進行識別。然後,移動誤差修正資料算出部53算出點標記72的移動誤差及基於此的移動誤差修正資料。此時,將點標記72視為安裝位置ap,將設置有點標記72的範圍假定為安裝區域MA。將安裝區域MA一分為二,假定所述的第一區域MA1、第二區域MA2。以後,關於校正基板71,也簡稱為安裝區域MA、第一區域MA1、第二區域MA2。
點標記72的識別是通過如下方式來進行:在使第一識別部的基板識別照相機43f、第二識別部的基板識別照相機43f分別停止於規定的位置的狀態下,使校正基板71移動。關於校正基板71上的點標記72的拍攝,例如,如圖9所示,自位於校正基板71的後部(位於基座部1a的後部側的一側)左端的點標記72起朝向X方向右側以點標記72的配置間隔即間距單位開始移動,並朝向前部(位於基座部1a的前部側的一側)依次折返,與此同時進行拍攝。
此時,第一識別部的基板識別照相機43f對校正基板71上的點標記72中設置於第一區域MA1的點標記72進行拍攝。另外,第二識別部的基板識別照相機43f對校正基板71上的點標記72中設置於第二區域MA2的點標記72進行拍攝。
具體而言,例如,如圖9所示,在使平臺21位於平臺移動機構22的XY方向的移動衝程的中央(將此位置稱為原點位置)的狀態下,將第一識別部的基板識別照相機43f定位於校正基板71上與第一區域MA1對應地存在的點標記群組的中央71A。另外,將第二識別部的基板識別照相機43f定位於校正基板71上與第二區域MA2對應地存在的點標記群組的中央71B。即,在將校正基板71的安裝區域MA中心定位於平臺21的原點位置的狀態下,將各基板識別照相機43f定位於校正基板71的第一區域MA1及第二區域MA2的各中央位置。因此,兩個基板識別照相機43f在Y方向上被定位於相同位置,並且在X方向上以與第一區域MA1和第二區域MA2的間隔(間距)相當的間隔被定位。在自所述狀態起使雙方的基板識別照相機43f的XY位置停止的狀態下,操作者一邊觀看顯示器一邊操作平臺移動機構22,使校正基板71移動,以便與第一區域MA1對應的點標記群組的左上的點標記72位於第一識別部的基板識別照相機43f的拍攝視野V的中心。藉此,與第一區域MA1對應的點標記群組的左上的點標記72位於第一識別部的基板識別照相機43f的拍攝視野V內。此時,變為如下關係:與第二區域MA2對應的點標記群組的左上的點標記72位於第二識別部的基板識別照相機43f的拍攝視野V內。在與第一區域MA1、第二區域MA2對應的各點標記群組中,左上的點標記72成為第一個點標記72。
將第一個點標記72以成為基板識別照相機43f的拍攝視野V的中心的方式進行定位後,開始由雙方的基板識別照相機43f進行的點標記72的檢測動作。自此開始,進行由控制裝置50進行的自動控制。檢測動作是通過操作者按下(觸控)顯示於觸控螢幕的檢測動作的開始按鈕而開始。若開始點標記72的檢測動作,則首先對第一個點標記72進行拍攝。使用公知的圖像識別技術對所拍攝的第一個點標記72的圖像進行處理,檢測點標記72相對於基板識別照相機43f的拍攝視野V的中心的位置偏移。將所檢測到的位置偏移作為與平臺21的移動位置(XY坐標)成對的資訊記憶於記憶部56。如此,點標記72的位置識別包括基於圖像的識別、位置的掌握、位置偏移的檢測。
第一個點標記72的位置識別結束後,平臺21依照所述移動順序進行移動,以便將下一個(第二個)點標記72定位於照相機的視野內。在圖9的例子中,由於第二個點標記72位於第一個點標記72的右邊,因此使平臺21向X方向左側移動1間距。
平臺21的移動是基於設置於平臺21的XY移動機構(平臺移動機構22)的線性編碼器的讀取值來進行。平臺21的移動結束後,與第一個點標記72同樣地,檢測第二個點標記72的位置偏移,並作為與此時的平臺21的XY坐標成對的資訊記憶於記憶部56。利用雙方的基板識別照相機43f對設為各自的對象的區域的點標記72進行此種動作,算出與校正基板71上的所有的點標記72各自的位置對應的點標記72的移動誤差修正資料,並由記憶部56記憶。算出所述校正基板71上的所有的點標記72的移動誤差修正資料後,利用平臺移動機構22使校正基板71以平臺21的X方向衝程中的+α的量移動,並利用第二識別部的基板識別照相機43f對存在於所述+α的區域的點標記72進行識別,進而算出並記憶+α的區域的移動誤差修正資料。藉此,關於平臺21的移動可重複的部分,平臺21的移動擴張的部分也取得移動誤差修正資料。
(識別誤差修正資料的算出)
進而,識別誤差修正資料算出部54通過進行算出而取得識別誤差修正資料。所述識別誤差修正資料是通過如下方式而算出:利用第一識別部與第二識別部識別共同的標記,求出兩者的坐標的差分。
例如,如圖9中以虛線所示那樣,將第一區域MA1的點標記72中位於接近第二區域MA2的兩列內的至少一個點標記72設為共同的標記。在本實施形態中,將位於兩列內的所選擇的一個點標記72設為共同的標記。
更具體而言,如圖9所示,在將第一識別部的基板識別照相機43f定位於點標記群組的中央71A、且將第二識別部的基板識別照相機43f定位於點標記群組的中央71B的狀態下,利用平臺移動機構22使平臺21移動,使第一區域MA1的點標記72中作為共同的標記而使用的點標記72以定位於第二識別部的基板識別照相機43f的視野中心的方式移動,藉此進行識別。即,擴張利用第二識別部的基板識別照相機43f而進行識別的點標記72的區域,與圖6所示的內容同樣地,重複識別已由第一識別部的基板識別照相機43f識別的點標記72。然後,對於共同的點標記72,求出第一識別部所識別的坐標(X1
,Y1
)與第二識別部所識別的坐標(X2
,Y2
)的差分,算出對所述誤差進行修正的識別誤差修正資料。在本實施形態中,將所求出的差分設為識別誤差修正資料。
在使平臺21移動以識別如此重複的點標記72時,參照先前求出的移動誤差修正資料進行平臺21的移動位置的修正。如此,第二識別部所識別的坐標(X2
,Y2
)與識別誤差修正資料、移動誤差修正資料一起由記憶部56記憶。
關於所述移動誤差修正資料與識別誤差修正資料的算出,基本上是在驅動安裝裝置1時實施,只要基於所述測定結果來控制平臺21的移動即可。其中,有時在平臺21組入輔助電子零件t的安裝的加熱器等。此種情況下,裝置各部的溫度上升,而有機械精度因熱膨脹而降低的擔憂。另外,隨著利用安裝裝置1進行的電子零件t的安裝步驟的進行,有時也因使安裝頭43移動的移動裝置的馬達等的發熱,而裝置各部的機械精度降低。在考慮到此種溫度上升所致的移動誤差的情況下,所述算出並不限於僅裝置驅動時的1次,可定期實施。
另外,在電子零件t的安裝後,也可將所安裝的基板W上的電子零件t中至少一個電子零件t用作共同的標記。如此,通過由第一識別部及第二識別部對共同的安裝完的電子零件t進行識別,可與所述同樣地進行識別誤差修正資料的取得。即,在第一識別部、第二識別部所識別的共同的標記中,不僅包含點標記72,而且還包含電子零件t。再者,電子零件t的位置識別於在所安裝的電子零件t的上表面存在對準標記或電路圖案等能夠判別的標記的情況下,能夠依賴所述標記來進行,在不存在此種標記的情況下,能夠依賴電子零件t的外形(其也包含於標記的一種中)來進行。另外,在使用安裝完的電子零件t作為共同的標記的情況下,在第一安裝部40A與第二安裝部40B之間,有可能產生因個體差異而引起的安裝偏移,也可對此種偏移進行修正。
[安裝位置的修正]
機構控制部51對平臺移動機構22進行控制,以便載置於平臺21的基板W上所虛擬設定的安裝位置ap按照沿著X方向的安裝位置ap的每一行而依次位於安裝線BL上。此時,說明修正部55對平臺21的移動位置進行修正的修正處理。
修正部55參照平臺21的移動誤差修正資料,對將本次安裝電子零件t的安裝位置ap的行定位於安裝線BL上時的平臺21的移動位置進行修正。再者,在安裝到第二區域MA2時,可參照平臺21的移動誤差修正資料、識別誤差修正資料,對將本次安裝電子零件t的安裝位置ap的行定位於安裝線BL上時的平臺21的移動位置進行修正。
[電子零件的安裝]
參照圖10的流程圖來說明在所述校準後進行的電子零件t向基板W的安裝。再者,圖10表示自搬入晶片環11起至晶片環11的電子零件t的安裝結束為止的步驟。
(1)晶片環的搬入(步驟S101)
首先,如圖2所示,自未圖示的收納部向環支持器12搬入保持有電子零件t的新的晶片環11,將晶片環11固定於環支持器12上。被定位於環支持器12上的晶片環11以利用零件供給部10所包括的未圖示的擴展機構將晶片片材S延展的狀態得到保持。
(2)基板的放置(步驟S102)
(基板的供給)
將由未圖示的搬送機器人保持的基板W供給至平臺21。未圖示的搬送機器人包括載置並保持基板W的搬送臂,並自安裝裝置1的左側起經過第一安裝部40A的支撐框架41的門下的空間將基板W搬入平臺21上。將基板W供給到平臺21上後,搬送臂自安裝裝置1上退避。基板W的供給步驟可與晶片環11的搬入並行地進行,也可各別地進行。
(基板的位置偏移修正)
檢測載置於平臺21上的基板W的全域標記,識別基板W的位置。例如,使用基板識別照相機43f對設置於基板W的4個角落中的3個角部的全域標記的位置進行拍攝並加以檢測。然後,基於所檢測到的3個全域標記的位置,求出基板W的XY方向上的位置偏移與θ方向(水平旋轉方向)上的位置偏移,並基於對所述位置偏移進行修正的修正資料,通過平臺21的平臺移動機構22修正位置偏移。再者,此處,在記憶部56記憶有全域標記與各安裝位置ap的相對的位置關係,控制裝置50可基於全域標記的位置來掌握基板W上的安裝位置ap。且說,其中一個基板識別照相機43f無法侵入到另一區域。平臺21在X方向上也是只能移動基板的一半+α。因此,基板的X方向兩端的全域標記由各區域的基板識別照相機43f識別。再者,如上所述,在對載置於平臺21的基板W的位置偏移進行修正時,全域標記的檢測位置是基於所述移動誤差修正資料、識別誤差修正資料而經修正。如此,一邊修正基板W的位置偏移,一邊將最初安裝的安裝位置ap的行定位於設定於平臺21的Y方向衝程的中心位置(原點位置)的安裝線BL上。此時,基板W的X方向的中心位置被定位於平臺21的X方向衝程的中心位置(原點位置)。
(3)電子零件的移載(步驟S103)
(電子零件的取出)
若將晶片環11保持於環支持器12,則晶片環11上最初取出的電子零件t被定位於取出部位。每當取出電子零件t時,環支持器12便依照預先記憶於記憶部56的順序,使晶片環11進行間距移動,依次將電子零件t定位於取出部位。
移載裝置30A的移載頭37的吸附嘴37a、吸附嘴37b分別移動到被定位於取出部位的電子零件t的正上方。Z方向移動裝置37c、Z方向移動裝置37d使吸附嘴37a、吸附嘴37b分別下降,並使吸附嘴37a、吸附嘴37b的吸附面分別與電子零件t的上表面(電極形成面)抵接。吸附嘴37a、吸附嘴37b與電子零件t抵接後,吸附嘴37a、吸附嘴37b分別吸附保持電子零件t。對於依次經定位的電子零件t,分別依次進行此種吸附嘴37a、吸附嘴37b的電子零件t的吸附保持。另外,此種電子零件t的取出是利用移載裝置30A與移載裝置30B來交替地進行。
移載頭37的吸附嘴37a、吸附嘴37b被定位於中間平臺31的載置部31a、載置部31b上。在所述狀態下,吸附嘴37a、吸附嘴37b下降,並將保持於吸附嘴37a、吸附嘴37b的電子零件t載置於載置部31a、載置部31b上。
(電子零件的交接)
若將電子零件t載置於中間平臺31的載置部31a、載置部31b上,則第一安裝部40A的第一安裝頭43A朝向中間平臺31移動,並將安裝工具43a、安裝工具43b定位於載置部31a、載置部31b的上方位置,使安裝工具43a、安裝工具43b下降而吸附保持電子零件t後,使安裝工具43a、安裝工具43b上升。藉此,安裝工具43a、安裝工具43b同時接收兩個電子零件t。此處,與電子零件t的交接並行而利用移載裝置30B,與移載裝置30A同樣地進行電子零件t的取出與中間平臺31的移載。
(4)電子零件的安裝(步驟S104、步驟S105)
(電子零件的位置檢測及移動)
若安裝工具43a、安裝工具43b接收電子零件t,則利用配置於載置部31a、載置部31b的上方的攝像單元44的芯片識別照相機44a、芯片識別照相機44b,對吸附保持於安裝工具43a、安裝工具43b的電子零件t進行拍攝。透過安裝工具43a、安裝工具43b的能夠透視的構件來進行所述拍攝。基於芯片識別照相機44a、芯片識別照相機44b的拍攝圖像,檢測吸附保持於安裝工具43a、安裝工具43b的電子零件t的位置。
再者,電子零件t的位置檢測也可在載置部31a、載置部31b上進行。所述情況下,在利用芯片識別照相機44a、芯片識別照相機44b進行電子零件t的拍攝後,安裝工具43a、安裝工具43b吸附保持電子零件t。若利用芯片識別照相機44a、芯片識別照相機44b進行的電子零件t的拍攝結束,則安裝工具43a、安裝工具43b朝向沿著X方向的被定位於安裝線BL上的基板W的安裝區域MA中的安裝位置ap的行的上方移動。
(電子零件的安裝)
第一安裝部40A的第一安裝頭43A進行移動,以便在安裝工具43a、安裝工具43b中,首先將保持於安裝工具43a的電子零件t定位於對保持於安裝工具43a的電子零件t進行安裝的安裝位置ap上。所述情況下,保持於左方的安裝工具43a的電子零件t為最初安裝到基板W的電子零件t,因此使安裝工具43a移動到被定位於安裝線BL上的安裝位置ap的行中位於最左側的安裝位置ap上,安裝工具43a下降並使電子零件t與基板W接觸後上升,使電子零件t自安裝工具43a脫離,藉此,對基板W安裝電子零件t。
安裝是通過對基板W接合電子零件t來進行。利用預先貼附於基板W的表面、或電子零件t的下表面的黏合片或晶粒黏結膜(Die Attach Film:DAF)等的黏合力來進行所述接合。電子零件t的接合也可通過如下方式來實施:在平臺21設置加熱器,相對於經加熱的基板W而對電子零件t進行加壓。
利用安裝工具43a進行的安裝結束後,第一安裝頭43A進行移動,以便將保持於安裝工具43b的電子零件t定位於下一個要進行安裝的安裝位置ap上。若保持於安裝工具43b的電子零件t被定位於安裝位置ap上,則通過與所述安裝工具43a相同的動作,對安裝位置ap安裝電子零件t。利用安裝工具43a、安裝工具43b進行的電子零件t的安裝結束後的第一安裝頭43A朝向中間平臺31移動。
此處,與利用第一安裝部40A進行的電子零件t的安裝步驟並行,利用移載裝置30A進行電子零件t的移載,因此在第一安裝頭43A移動到中間平臺31的載置部31a、載置部31b上時,成為下一個要安裝的電子零件t被載置於載置部31a、載置部31b的狀態。因此,已移動到中間平臺31上的第一安裝頭43A立即自載置部31a、載置部31b上接收電子零件t,並再次執行所述安裝。以後,反覆進行所述動作,直至對第一區域MA1的安裝位置ap結束電子零件t的安裝為止。
即便在利用第一安裝頭43A的安裝工具43a、安裝工具43b進行電子零件t的安裝的中途,在利用移載裝置30B結束了電子零件t對於中間平臺31的載置部31c、載置部31d的移載的階段,利用第二安裝部40B的第二安裝頭43B進行的電子零件t的安裝也開始。所述動作與在第一安裝部40A的例子中所說明的所述步驟相同。利用第二安裝部40B,反覆進行所述動作,直至對第二區域MA2的安裝位置ap結束電子零件t的安裝為止。
第一安裝部40A與第二安裝部40B將基板W上的區域在左右(X方向)上加以平分,並分管各區域來進行電子零件t的安裝。因此,第一安裝部40A的第一安裝頭43A與第二安裝部40B的第二安裝頭43B不僅可交替地進行所述步驟,而且也可並行地進行所述步驟。安裝線BL上的一行(MA1、MA2整個橫向寬度)的安裝結束後,使平臺21移動而換行,將接下來進行安裝的安裝位置ap的行定位於安裝線BL上,反覆進行安裝。反覆進行以上那樣的安裝動作,直至對基板W上的所有的安裝位置ap結束電子零件t的安裝為止(步驟S105的否(NO))。
(5)基板的更換(搬出、搬入)(步驟S105、步驟S106)
對基板W上的所有的安裝位置ap結束電子零件t的安裝後(步驟S105的是(YES)),移載部30及安裝部40暫時停止,進行結束電子零件t的安裝的基板W的自平臺21的搬出、與新的基板W的向平臺21上的搬入(步驟S106)。自平臺21的基板W的搬出是利用與所述未圖示的搬送機器人相同或者不同的搬送機器人來進行。
(6)晶片環的更換(步驟S107、步驟S108)
如上所述,通過反覆進行電子零件t對於基板W的安裝,而在晶片環11上的電子零件t變沒有的情況下(步驟S107的是(YES)),將晶片環11更換為新的晶片環11(步驟S108)。
[作用效果]
(1)本實施形態的電子零件t的安裝裝置1包括:平臺21,對在包含多個電子零件t的安裝位置ap的安裝區域MA安裝電子零件t的基板W進行支撐;第一安裝部40A,具有將電子零件t安裝到安裝位置ap的第一安裝頭43A、以及使第一安裝頭43A移動的第一安裝頭移動機構;第二安裝部40B,具有將電子零件t安裝到安裝位置ap的第二安裝頭43B、以及使第二安裝頭43B移動的第二安裝頭移動機構;第一識別部,以能夠與第一安裝頭43A一起移動的方式設置,並對支撐於平臺21的基板W的位置進行識別;以及第二識別部,以能夠與第二安裝頭43B一起移動的方式設置,並對支撐於平臺21的基板W的位置進行識別。
進而,安裝裝置1包括:平臺移動機構22,使平臺21移動,以便第一識別部及第二識別部能夠識別平臺21上的共同的標記;識別誤差修正資料算出部54,基於第一識別部及第二識別部所識別的共同的標記的位置,算出用於對第一識別部與第二識別部之間的識別誤差進行修正的識別誤差修正資料;以及修正部55,基於識別誤差修正資料,對電子零件t相對於由第一安裝頭43A或第二安裝頭43B進行安裝的安裝位置ap的定位位置進行修正。
如此,基於通過第一識別部及第二識別部對共同的標記進行識別而求出的識別誤差修正資料,修正電子零件t相對於安裝位置ap的定位位置。因此,消除由第一安裝部40A進行安裝的安裝位置ap與由第二安裝部40B進行安裝的安裝位置ap的偏移,可將電子零件t無偏移且準確地安裝到整個基板W。另外,不耗費將基板W轉移到外部測定器來測定位置偏移並進行修正的工夫,因此可效率良好地進行準確的安裝。
藉此,基板W上的所有的電子零件t在縱橫各方向上以所決定的間隔準確地配置,因此在封裝製造步驟中,可防止曝光時的罩幕的位置會偏移等不良情況。
(2)第一安裝頭43A將電子零件t安裝到第一區域MA1的安裝位置ap,所述第一區域MA1為將安裝區域MA一分為二而成的其中一區域;第二安裝頭43B將電子零件t安裝到第二區域MA2的安裝位置ap,所述第二區域MA2為將安裝區域MA一分為二而成的另一區域。
在對將共同的安裝區域MA一分為二而成的第一區域MA1、第二區域MA2,利用分別不同的第一安裝頭43A、第二安裝頭43B進行安裝的情況下,容易產生安裝位置ap的偏移,但在本實施形態中,可修正此種偏移。因此,例如,即便在對大型的基板W的廣的安裝區域MA進行安裝的情況下,也可利用多個安裝部效率良好地安裝電子零件t,且可無偏移且準確地安裝電子零件t。
(3)第一安裝頭43A相對於平臺21而配置於其中一側,第二安裝頭43B相對於平臺21而配置於另一側,第一安裝頭43A與第二安裝頭43B以各自能夠移動的範圍分別位於其中一側與另一側而一分為二的方式設置,基板W以第一區域MA1位於其中一側、第二區域MA2位於另一側的方式支撐於平臺21。
如此,即便與第一安裝頭43A一起移動的第一識別部、與第二安裝頭43B一起移動的第二識別部的移動範圍受到限定,也可通過平臺21進行移動,使第一識別部及第二識別部中的任一者能夠識別的範圍擴張,從而識別共同的標記。
使第一安裝頭43A、第二安裝頭43B的可動範圍擴張會導致裝置的大型化,但在本實施形態中,由於使平臺21側移動,因此可抑制大型化。再者,在本實施形態中,平臺移動機構22具有可使載置於平臺21的最大的基板W重複移動、例如在X方向上在比基板W的X方向上的尺寸的二分之一稍大的(1/2X+α)範圍內移動的移動衝程。因此,抑制安裝裝置1的占地面積(footprint),同時具有重複部分並相應地修正兩個識別部的識別誤差,因此可提高安裝精度。
(4)包括移動誤差修正資料算出部53,其算出對因平臺21的移動而產生的移動誤差進行修正的移動誤差修正資料;修正部55基於識別誤差修正資料與移動誤差修正資料,對電子零件t相對於安裝位置ap的定位位置進行修正。
因此,為了識別共同的標記,而對因平臺21的移動而產生的誤差、以及電子零件t相對於安裝位置ap的定位位置進行修正,因此能夠進行更準確的安裝。
[其他實施形態]
對本發明的實施形態及各部的變形例進行了說明,但所述實施形態或各部的變形例是作為一例而提出的,並不意圖限定發明的範圍。所述這些新穎的實施形態能夠由其他各種形態實施,在不脫離發明的主旨的範圍內,可進行各種省略、置換、變更。這些實施形態或其變形包含於發明的範圍或主旨內,並且包含於申請專利範圍中所記載的發明中。
在所述實施形態中,對平臺21的移動誤差進行修正的移動誤差修正資料可在平臺21的能夠移動的範圍的整個區域中取得,只要在至少將基板W上的各安裝區域定位於安裝位置時在平臺21進行移動的範圍內取得即可。進而,移動誤差修正資料可使用平臺21的移動誤差的實測值其本身,也可為抵消移動位置誤差的修正值等對實測值進行加工而得的值。總之,只要為用於對平臺21的移動位置誤差進行修正的資料即可。另外,識別誤差修正資料也可使用第一識別部及第二識別部的識別誤差的實測值其本身,也可為抵消識別誤差的修正值等對實測值進行加工而得的值。
修正部55基於移動位置誤差資料、識別誤差修正資料來對電子零件t相對於安裝位置ap的定位位置進行修正也包括通過對安裝位置ap的坐標進行修正而將修正後的位置設為定位位置。另外,為了識別共同的標記,也可通過對作為識別誤差修正資料而求出的差分加上基於移動誤差修正資料的修正值來進行修正,而非在使平臺21移動時修正移動誤差。
在所述實施形態中,取得識別誤差修正資料時使用的共同的標記是設為兩列中的一個點標記72。其中,並不限定於此,也可將共同的標記設為多個。所述情況下,也可將多個標記的群組的差分的平均值設為識別誤差修正資料。
在對作為共同的標記的電子零件t的位置進行識別的情況下,可將作為第一識別部的基板識別照相機43f及作為第二識別部的基板識別照相機43f分別定位於校正基板71上的第一區域MA1的點標記群組的中央71A及第二區域MA2的點標記群組的中央71B、即安裝部位,並且與所述基於點標記72的識別誤差修正資料的取得同樣地進行。再者,安裝部位為安裝線BL上的預先設定的固定位置。更具體而言,安裝部位例如相對於以正規的位置關係載置於被定位於原點位置的平臺21上的基板W,而被設定於圖9的符號71A、71B所示的位置。
於在安裝線BL上對作為共同的標記的點標記72或電子零件t的位置進行識別的情況下,第一識別部與第二識別部也可配置於比點標記群組的中央71A、點標記群組的中央71B更靠平臺21的原點位置的位置,而非點標記群組的中央71A、點標記群組的中央71B。通過如此設置,可使第一識別部與第二識別部的相隔距離短於基板W的X方向上的尺寸的二分之一,因此可極力減小平臺21的X方向衝程中的+α的大小。
在所述實施形態的安裝裝置1中,主要說明了將電子零件t以電極形成面朝上的狀態安裝到基板W上的面朝上安裝的例子,但並不限於此,也能夠應用於將電子零件t以電極形成面朝下的狀態安裝到基板W上的面朝下安裝。
在利用安裝裝置1實施面朝下安裝的情況下,並不將由移載部30的吸附嘴37a、吸附嘴37b取出的電子零件t載置於中間平臺31,而是利用反轉機構37e、反轉機構37f使吸附嘴37a、吸附嘴37b上下反轉。在所述狀態下,使吸附嘴37a、吸附嘴37b移動到中間平臺31上,自吸附嘴37a、吸附嘴37b將電子零件t交接到安裝部40的安裝工具43a、安裝工具43b。
另外,在所述實施形態中,為電子零件t以電極面為上而保持於晶片片材S的情況,但也可電子零件t以電極面為下而保持於晶片片材S。所述情況下,面朝上安裝與面朝下安裝的交接動作互換。即,在利用安裝裝置1實施面朝下安裝的情況下,將由移載部30的吸附嘴37a、吸附嘴37b取出的電子零件t載置於中間平臺31,在實施面朝上安裝的情況下,並不將電子零件t載置於中間平臺31,而是利用反轉機構37e、反轉機構37f使吸附嘴37a、吸附嘴37b上下反轉。在所述狀態下,使吸附嘴37a、吸附嘴37b移動到中間平臺31上,自吸附嘴37a、吸附嘴37b將電子零件t交接到安裝部40的安裝工具43a、安裝工具43b。
在所述實施形態中,說明了在安裝頭43設置有兩個安裝工具43a、安裝工具43b的例子,但並不限於此,安裝工具的數量可為一個,也可為三個以上。與此相應地,也設定中間平臺31的載置部31a~載置部31d的數量、移載頭37的吸附嘴37a、吸附嘴37b、Z方向移動裝置37c、Z方向移動裝置37d的數量、反轉機構37e、反轉機構37f的數量。其中,若安裝工具的數量變多,則近接間隔相應地變廣,因此優選為根據要安裝電子零件t的基板W的大小來進行設定。若考慮到中間平臺31或移載頭37,進而優選為一同考慮到電子零件t的大小來進行設定。
進而,在所述實施形態中,說明了基板W在封裝零件的製造步驟的過程中被去除,並且並未針對每一安裝位置ap設置位置檢測用的標記(局部標記),但並不限定於此。根據實施形態的安裝裝置以及安裝方法,例如即便對於每一安裝區域均有位置檢測用的標記、且作為封裝零件的一部分而使用的那樣的基板,當然也能夠在不依賴局部標記的情況下,精度良好且效率良好地安裝電子零件t。
再者,在所述實施形態中,平臺21固定,安裝頭43在兩個區域MA1、區域MA2的各區域上在安裝線BL上移動而進行安裝。而且,在對第二區域MA2進行安裝時,通過安裝頭43的修正來反映識別誤差。更具體而言,在將基板W的X方向中心位置定位於平臺21的X方向中心位置的狀態下,使安裝頭43沿著安裝線BL移動而進行電子零件t的安裝,但並不限於此。
例如,在對第一區域MA1進行電子零件t的安裝的情況、與對第二區域MA2進行電子零件t的安裝的情況下,也可使平臺21移動。所述情況下,平臺21與第一安裝頭43A、第二安裝頭43B協同移動而進行安裝。在對第二區域MA2進行電子零件t的安裝時,通過平臺21的移動,將基板W定位於修正了移動誤差、識別誤差的位置。再者,在所述形態中,電子零件t的取出是在一個部位進行,因此對第一區域MA1、第二區域MA2的安裝是交替進行的。即,以對第一區域MA1的安裝、平臺的移動、對第二區域MA2的安裝、平臺的移動、對第一區域MA1的安裝的方式運行。藉此,可發揮與所述形態相同的效果。
另外,可將進行第一安裝頭43A、第二安裝頭43B的安裝時的安裝部位固定,並對平臺21進行移動控制,以便將各安裝工具43a、安裝工具43b依次定位於安裝部位。關於所述移動控制,以基於記憶於記憶部56中的移動誤差修正資料、識別誤差修正資料而經修正的方式進行移動。所述情況下,由於在安裝時安裝頭43進行安裝的位置經固定,因此第一安裝頭43A、第二安裝頭43B的移動誤差僅為自電子零件t的交接起至安裝線為止的移動誤差。自交接起至安裝線為止的移動誤差為固定路徑(route),且安裝工具的移動誤差由於距離小而可忽視,因此可提高安裝精度。
另外,在沿著所述圖10而說明的電子零件t的安裝順序中,說明了在電子零件t對基板W的所有安裝區域MA的安裝結束、且晶片環的電子零件t變沒有之前更換基板W的情況,但在電子零件t對基板W的所有安裝區域MA的安裝結束之前,晶片環的電子零件t也有可能先變沒有。在所述情況下,若晶片環的電子零件t變沒有,則在進行晶片環11的更換後,繼續進行電子零件t的安裝。即,基板的更換(步驟S105、步驟S106)、與晶片環的更換(步驟S107、步驟S108)的流程可互換。
1:安裝裝置
1a:基座部
10:零件供給部
11:晶片環
12:環支持器
20:平臺部
21:平臺
22:平臺移動機構
30:移載部
30A、30B:移載裝置
31:中間平臺
31a~31d:載置部
32:晶片環保持裝置
32a:支撐臂
32b:卡盤部
33:Y方向移動裝置
34:Y方向移動塊
35:支撐體
36:X方向移動體
37:移載頭
37a、37b:吸附嘴(移載嘴)
37c、37d:Z方向移動裝置
37e、37f:反轉機構
38:晶片識別照相機
40:安裝部
40A:第一安裝部
40B:第二安裝部
41:支撐框架
41a:Y方向移動裝置
42:頭支撐體
42a:X方向移動裝置
43:安裝頭
43A:第一安裝頭
43B:第二安裝頭
43a、43b:安裝工具
43c、43d:Z方向移動裝置
43f:基板識別照相機
44:攝像單元
44a~44d:芯片識別照相機
44e、44f:XY移動裝置
44g:照相機支撐框架
50:控制裝置
51:機構控制部
52:圖像處理部
53:移動誤差修正資料算出部
54:識別誤差修正資料算出部
55:修正部
56:記憶部
57:輸入輸出控制部
61:輸入裝置
62:輸出裝置
71:校正基板
71A、71B:點標記群組的中央
72:點標記
ap:安裝位置
BL:安裝線
d:偏移
MA:安裝區域
MA1:第一區域
MA2:第二區域
S:晶片片材
S101~S108:步驟
T:半導體晶片
t:電子零件
V:拍攝視野
W:基板
ws:安裝面
X、Y、Z:方向
圖1是表示利用實施形態而安裝電子零件的基板的平面圖。
圖2是表示實施形態的安裝裝置的平面圖。
圖3是表示實施形態的安裝裝置的正面圖。
圖4是表示實施形態的安裝裝置的右側面圖。
圖5是表示載置於平臺的校正基板與對所述校正基板進行拍攝的基板識別照相機的說明圖。
圖6是表示由第二識別部重複取得平臺的移動誤差修正資料的狀態的說明圖。
圖7是表示實施形態的控制裝置的結構的框圖。
圖8的(A)~圖8的(C)是表示安裝於基板的電子零件的偏移的說明圖。
圖9是表示校準(calibration)中所使用的校正基板的平面圖。
圖10是表示利用實施形態的安裝裝置進行的電子零件的安裝步驟的流程圖。
21:平臺
43f:基板識別照相機
71:校正基板
72:點標記
MA:安裝區域
MA1:第一區域
MA2:第二區域
X、Y:方向
Claims (4)
- 一種電子零件的安裝裝置,其特徵在於,包括: 平臺,對基板進行支撐,所述基板在包含多個電子零件的安裝位置的安裝區域安裝所述電子零件; 第一安裝部,具有將所述電子零件安裝到所述安裝位置的第一安裝頭、以及使所述第一安裝頭移動的第一安裝頭移動機構; 第二安裝部,具有將所述電子零件安裝到所述安裝位置的第二安裝頭、以及使所述第二安裝頭移動的第二安裝頭移動機構; 第一識別部,以能夠與所述第一安裝頭一起移動的方式設置,並對支撐於所述平臺的所述基板的位置進行識別; 第二識別部,以能夠與所述第二安裝頭一起移動的方式設置,並對支撐於所述平臺的所述基板的位置進行識別; 平臺移動機構,使所述平臺移動,以便所述第一識別部及所述第二識別部能夠識別所述平臺上的共同的標記; 識別誤差修正資料算出部,基於所述第一識別部及所述第二識別部所識別的共同的標記的位置,算出用於對所述第一識別部與所述第二識別部之間的識別誤差進行修正的識別誤差修正資料;以及 修正部,基於所述識別誤差修正資料,對電子零件相對於由所述第一安裝頭或所述第二安裝頭進行安裝的所述安裝位置的定位位置進行修正。
- 如請求項1所述的電子零件的安裝裝置,其中, 所述第一安裝頭將所述電子零件安裝到第一區域的安裝位置,所述第一區域為將所述安裝區域一分為二而成的其中一區域; 所述第二安裝頭將所述電子零件安裝到第二區域的安裝位置,所述第二區域為將所述安裝區域一分為二而成的另一區域。
- 如請求項2所述的電子零件的安裝裝置,其中, 所述第一安裝頭相對於所述平臺而配置於其中一側, 所述第二安裝頭相對於所述平臺而配置於另一側, 所述第一安裝頭與所述第二安裝頭以各自能夠移動的範圍分別位於所述其中一側與所述另一側而一分為二的方式設置, 所述基板以所述第一區域位於所述其中一側、所述第二區域位於所述另一側的方式支撐於所述平臺。
- 如請求項2或請求項3所述的電子零件的安裝裝置,其中, 包括移動誤差修正資料算出部,算出對因所述平臺的移動而產生的移動誤差進行修正的移動誤差修正資料; 所述修正部基於所述識別誤差修正資料與所述移動誤差修正資料,對電子零件相對於所述安裝位置的定位位置進行修正。
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