WO2004028816A1 - 電子部品位置合わせ方法及びその装置 - Google Patents

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WO2004028816A1
WO2004028816A1 PCT/JP2003/012520 JP0312520W WO2004028816A1 WO 2004028816 A1 WO2004028816 A1 WO 2004028816A1 JP 0312520 W JP0312520 W JP 0312520W WO 2004028816 A1 WO2004028816 A1 WO 2004028816A1
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Atsushi Nakamura
Norio Kawatani
Masahisa Hosoi
Kazumasa Osoniwa
Hiroshi Tokunaga
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Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for positioning an electronic component in which two electronic components are aligned using a mark means for alignment formed on the two electronic components.
  • FIGS. Conventionally, a bonding apparatus that aligns and assembles a chip member on a plate-like or sheet-like substrate and assembles it, as shown in FIGS.
  • a head moving means 5 which is provided movably up and down along the provided guide part 3 and drives a pressurizing head 4; and a predetermined load is fixed to the head moving means 5 and applied to the pressurizing head 4.
  • a recognition device 8 8
  • the stage 7 can be moved in the X-axis direction and the Y-axis direction and can be rotated in the 0-direction by an X-axis drive source 12 and a Y-axis drive source 13 and a zero-rotation drive source (not shown).
  • the head moving means 5 can be moved in the Z-axis direction by the Z-axis drive source 14.
  • the mark recognition device 8 has two cameras 8b and 8c arranged side by side in a horizontal position with the optical axes of the photographing lenses coincident in the camera unit 8a. Then, between the cameras 8b and 8c, the double-sided reflecting mirror 8d, whose both sides are parallel reflecting surfaces, is tilted by 45 degrees.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-92432 (page 4, FIG. 2)
  • the head moving means 5 and the pressure head The substrate 9 is mounted on the mounting portion 11 of the stage 7 with the 4 raised to the uppermost position, and the chip member 10 is held on the lower surface of the pressure head 4.
  • the mark recognition device 8 advances in the direction of arrow A in FIG. 15 and is inserted between the substrate 9 and the chip member 10. As a result, the mark recognition device 8 can simultaneously recognize the alignment mark of the substrate 9 located below and the alignment mark of the chip member 10 located above.
  • the Z-axis drive source 14 is driven to lower the head movable means 5 so that the alignment mark of the chip member 10 can be clearly recognized by the mark recognition device 8. Stop.
  • the stage 7 is moved by driving the Y-axis drive source 13 and a rotary drive source (not shown) so that the alignment marks on both the substrate 9 and the chip member 10 are aligned.
  • the mark recognition device 8 is moved in the direction of arrow B in FIG. Then, the pressing means 6 operates to extend the pressing shaft 6a and push down the pressure head 4, so that the chip member 10 is brought into close contact with the substrate 9 and assembled and joined.
  • FIG. 17A and FIG. 17B in FIG. 17A, the alignment mark 9a of the substrate 9 and the alignment mark 10a of the chip member 10 are accurately aligned. Even in this case, after the alignment, in FIG. 17B, the moving distance for lowering the chip member 10 in the direction of arrow C until it comes into close contact with the substrate 9 is long.
  • a movement error occurs based on the accuracy of the mechanism for lowering the chip member 10, and as shown in FIG. 17B, a deviation ⁇ between the alignment marks 9 a and 10 a between the substrate 9 and the chip member 10. May occur. Therefore, the substrate 9 and the chip member 10 may not be accurately positioned.
  • the two cameras 8 b and 8 c had the inclination of the optical axis and the recognition error ⁇ of the two images due to the thickness of the double-sided reflection mirror 8 d, and the like. Therefore, the substrate 9 and the chip member 10 cannot be aligned with high accuracy in some cases. In order to correct all of these errors and perform high-precision alignment of, for example, 1 ⁇ m or less, a precise correction mechanism and complicated mechanism control are required, and the equipment may be expensive. . Disclosure of the invention
  • the present invention addresses such a problem, and measures the position of the two electronic components by positioning the mark means for positioning the two electronic components within the same field of view of the mark recognition device, thereby achieving high accuracy.
  • An object of the present invention is to provide an electronic component alignment method and an electronic component alignment device that enable accurate alignment.
  • an electronic component alignment method includes a first alignment method in which two alignment holes are formed at predetermined positions at predetermined intervals. Holding the electronic component on a cradle, and holding a second electronic component having two alignment marks formed at a predetermined position in accordance with the distance between the two alignment holes in a position adjustment mechanism; In a state where the alignment mark of the second electronic component has been introduced into the alignment hole of the first electronic component, the position is measured in the same field of view of the mark recognition device, and the position of the two is measured. Adjusting the position of the second electronic component with the position adjustment mechanism so that the alignment marks of the second electronic component have a predetermined positional relationship within the two alignment holes of the first electronic component. It aligns both parts.
  • the first electronic component having two alignment holes formed at predetermined positions and separated by a predetermined distance is held on the receiving table, and the first electronic component having a predetermined position is formed at a predetermined position with the distance between the two alignment holes.
  • a state in which the second electronic component having the two alignment marks formed in alignment with each other is held by the position adjustment mechanism, and the alignment mark of the second electronic component is introduced into the alignment hole of the first electronic component.
  • the positions of the two electronic components are measured within the same field of view of the mark recognition device so that the alignment marks of the second electronic component have a predetermined positional relationship in the two alignment holes of the first electronic component. Further, the position of the second electronic component can be adjusted by the position adjusting mechanism.
  • the mark recognition device is not positioned between the two electronic components to be aligned, and the amount of movement of the position adjustment of the second electronic component is small, and the two electronic components are within the same field of view of the mark recognition device. Since a mark image of the part is obtained and the positions of the two parts are measured and there is no error in image recognition, the two parts can be positioned with high accuracy.
  • first electronic component and the second electronic component are arranged such that the respective alignment holes and the alignment marks are positioned and held within the focal depth of the lens of the mark recognition device. Alignment hole for first electronic component It is possible to simultaneously focus on both the and the alignment mark of the second electronic component.
  • the position adjustment mechanism is capable of moving the second electronic component in the X direction, the Y direction, and the rotation in the horizontal plane, and further, the entire position adjustment mechanism is capable of moving in the Z direction in the vertical plane.
  • the mark recognition device described above has two cameras provided in accordance with the interval between the two alignment holes of the first electronic component, so that the position of the two alignment holes can be measured at once. In this way, the two electronic components can be positioned quickly.
  • the mark recognition device described above has a single camera that can move left and right in accordance with the distance between the two alignment holes of the first electronic component, thereby simplifying and reducing the size of the mark recognition device. It will be.
  • the mark recognition device is provided with the same two lenses arranged in accordance with the distance between the two alignment holes of the first electronic component, and on the same optical path length from the two lenses.
  • the provision of one camera eliminates the need for a left-right movement mechanism in one camera, making the mark recognition device simpler and smaller.
  • an electronic component positioning device includes a receiving base for holding a first electronic component having two alignment holes at predetermined positions separated by a predetermined distance, and is disposed to face the receiving base.
  • a position adjustment mechanism that holds a second electronic component having two alignment marks formed at a predetermined position so as to match the distance between the two alignment holes, and a position adjustment mechanism that is disposed at a rear side of the cradle;
  • the alignment mark of the second electronic component introduced into the alignment hole of the first electronic component the two electronic components are captured in the same field of view, and the position measurement of the two is performed.
  • an alignment mark of the second electronic component in the two alignment holes of the first electronic component in a predetermined positional relationship using the image measured by the mark recognition device. As described above, the position of the second electronic component is adjusted by the position adjustment mechanism, and the two components are aligned.
  • the mark recognizing device is not located between the two electronic components to be aligned, the amount of movement of the position adjustment of the second electronic component is small, and the position of the mark recognizing device is within the same field of view.
  • the mark images of the two electronic components are obtained and the positions of the two electronic components are measured. Since there is no image recognition error or the like, the two components can be positioned with high accuracy.
  • first electronic component and the second electronic component are arranged such that the respective alignment holes and the alignment marks are located and held within the focal depth of the lens of the mark recognition device.
  • both the alignment holes of the first electronic component and the alignment marks of the second electronic component can be simultaneously focused and focused.
  • the position adjustment mechanism is capable of moving the second electronic component in the X-direction, the Y-direction, and the rotation in the horizontal plane, and the entire position adjustment mechanism is capable of moving in the Z-direction in the vertical plane.
  • the mark recognition device includes two cameras in accordance with the distance between the two positioning holes of the first electronic component, so that the position of the two positioning holes can be measured at once.
  • the two electronic components can be quickly aligned.
  • the mark recognition device includes one camera that can move left and right according to the distance between the two alignment holes of the first electronic component, The mark recognition device can be simplified and miniaturized.
  • the mark recognition device is provided with the same two lenses arranged in accordance with the distance between the two alignment holes of the first electronic component, and on the same optical path length from the two lenses. Providing one camera eliminates the need for a left-right movement mechanism in one camera, making the mark recognition device even simpler and smaller.
  • a positioning method comprises: a first electronic component having a pair of positioning holes formed at predetermined positions at predetermined intervals, and a plurality of positioning components having different sizes. Arranging a polygonal alignment mark in which a marking portion is concentrically arranged and a second electronic component formed so as to match the alignment hole; and the alignment mark inside the alignment hole.
  • the first and second positions are captured so that the entire image of the alignment mark having a large alignment mark is captured inside the alignment hole by using the small alignment mark.
  • a plurality of positions of different sizes arranged concentrically in the alignment holes of the first electronic component and in the alignment marks of the second electronic component which are arranged opposite to each other.
  • the entire image of the small alignment mark is captured, and the small and large alignment marks are used to roughly adjust the alignment of the first and second electronic components.
  • the position adjustment amount for aligning the alignment mark with the center of the alignment hole is measured at the alignment mark portion or both large and small alignment mark portions, and the second electronic component is adjusted by the position correction amount.
  • the first and second electronic components are relatively adjusted to fine-tune and align the first and second electronic components. As a result, the preliminary positioning accuracy can be relaxed, and the first and second electronic components can be positioned with high accuracy.
  • the digital image captured by the mark recognition device has the same edge regardless of the orientation of the alignment marks, and the image recognition accuracy is improved.
  • the first electronic component is used as a nozzle member of a print head of an image forming apparatus
  • the second electronic component is used as a chip of the print head.
  • an alignment mark can be formed outside the circuit formation area. Therefore, an alignment mark can be formed with high precision using a semiconductor process.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an electronic component positioning method according to the present invention.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are plan views showing a state where alignment holes of the first electronic component and alignment marks of the second electronic component are formed.
  • Figure 3 shows the alignment mark of the second electronic component inserted into the alignment hole of the first electronic component, and is captured in the same field of view of the mark recognition device.
  • FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which the position measurement of both is performed.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an image of the position measurement of the mark means captured in the same field of view by the camera of the mark recognition device.
  • FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams showing a state in which the position of the second electronic component is adjusted using an image of the position measurement by the camera of the mark recognition device.
  • FIG. 6 is a side view showing an embodiment of an electronic component positioning device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a specific structure of the position adjusting mechanism.
  • FIG. 8 is an explanatory view of a main part showing, in an enlarged manner, a pedestal of the first electronic component, a mark recognition device and the like.
  • FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part showing another embodiment of the mark recognition device.
  • FIG. 10 is a plan view showing the shape of an alignment mark of a second electronic component according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a chip for explaining a position where an alignment mark is formed.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure for aligning the alignment mark with the alignment hole.
  • FIGS. 13A to 13C are explanatory diagrams showing images of the alignment holes and alignment marks recognized by the mark recognition device in the procedure of FIG.
  • FIG. 14 is a side view showing a conventional bonding apparatus.
  • FIG. 15 is a front view of FIG.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing a mark recognition device of a conventional bonding device.
  • FIGS. 17A and 17B are explanatory diagrams showing examples of occurrence of misalignment of alignment marks of a substrate and a chip member in a conventional bonding apparatus. It is. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an electronic component positioning method according to the present invention.
  • This method of aligning electronic components enables high-precision alignment by positioning the mark means for aligning two electronic components within the same field of view of the mark recognition device and measuring the positions of the two. As shown in Fig. 1, this is performed using a device having a receiving stand 21 for one electronic component, a position adjusting mechanism 22 for the other electronic component, and a mark recognition device 23. Is done.
  • Reference numeral 24 denotes a bonding tool for joining two electronic components.
  • the first electronic component 25 is held on the receiving table 21, and the second electronic component 26 is held on the position adjustment mechanism 22.
  • the first electronic component 25 is, for example, a substrate such as a printed circuit board or a glass substrate, or a nozzle member used for a print head of an image forming apparatus such as an ink jet printer.
  • two positioning holes 27a and 27b are formed at predetermined positions of the sheet-like member at a predetermined distance p.
  • the second electronic component 26 is, for example, an individual bare chip cut out from a semiconductor wafer, or an IC used for a print head of an image forming apparatus such as an ink jet printer (hereinafter simply referred to as an IC). 2B), as shown in FIG. 2B, two alignment marks are provided at predetermined positions on the chip at a predetermined interval q that matches the interval p between the two alignment holes 27a and 27b. 28 a and 28 b are formed.
  • the alignment holes 27a and 27b are 5 mm in diameter. It is a circular hole of about 0 to 60 m.
  • Reference numeral 29 denotes a first electronic component 25, for example, a nozzle having a diameter of about 17 ⁇ m formed in a nozzle member, and the nozzle 29 has a diameter of, for example, about 42 ⁇ m. It is made of pitch.
  • the alignment marks 28 a and 28 b are circular marks having a diameter of about 20 ⁇ m.
  • Reference numeral 30 denotes an approximately 2 O / im square heater formed as a second electronic component 26, for example, on a print head chip. As with 29, it is formed with a pitch of about 42 ⁇ m.
  • the first electronic component 25 of the sheet-like member is adhered to, for example, a frame or the like, and is sucked and held by an air suction hole (not shown) provided in the receiving table 21. ing.
  • an air suction hole not shown
  • two alignment holes 27 a of the first electronic component 25 are provided.
  • 27b, two see-through holes 31a, 3lb are formed.
  • the see-through holes 31a and 31b are, for example, circular holes having a diameter of about 400 m so that the alignment holes 27a and 27 can be seen sufficiently. Further, a heating means (not shown) such as a heater is built in the pedestal 21, so that the portion of the first electronic component 25 in contact with the pedestal 21 can be heated. ing.
  • the second electronic component 26 is held by the position adjusting mechanism 22 via the bonding tool 24.
  • air is sucked and held by air suction holes (not shown) provided in the bonding tool 24.
  • the bonding tool 24 moves up and down in the Z direction together with the position adjustment mechanism 22 to form a chip delivery gear r on the lower surface side of the bonding tool 24.
  • the above bonding tool 24 includes a heater and the like.
  • the heating means (not shown) is built in so that the second electronic component 26 contacting the bonding tool 24 can be heated.
  • a dry film resist 32 serving as an adhesive is formed on the lower surface of the second electronic component 26 held by the bonding tool 24.
  • a dry film resist 32 serving as an adhesive is formed in the dry film register 32.
  • two see-through holes 33a and 33b are provided at positions corresponding to the two alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26. Is formed.
  • the position adjustment mechanism 22 that holds the second electronic component 26 via the bonding tool 24 moves the second electronic component 26 in the horizontal plane in the X and Y directions.
  • the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are joined together so that the first electronic component 25 and the second electronic component 26 can be joined together. Has become.
  • an alignment gap s (for example, 70 ° C.) for aligning the two electronic components is provided between the upper surface of the pedestal 21 and the lower surface of the second electronic component 26. ⁇ 130 tm).
  • the alignment marks 28 a and 28 of the second electronic component 26 are placed in the alignment holes 27 a and 27 b ⁇ of the first electronic component 25.
  • the position of the mark recognition device 23 is measured within the same field of view.
  • the mark recognition device 23 includes two cameras 23 a corresponding to the distance between the two alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25. , 2 3 b. That is, the cameras 23 a and 23 b are provided corresponding to the positions of the two see-through holes 31 a and 31 b formed in the pedestal 21, respectively. These cameras 23a and 23b are composed of a lens of a predetermined magnification (for example, about 9 times) with coaxial incident light and a video camera or a pixel of a predetermined pixel density (for example, about 1/4 inch and about 400,000 pixels). CC Consists of a D camera.
  • the lenses of the force lenses 23a and 23b have a depth of focus of a predetermined distance, and the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are respectively
  • the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b are held within the above-mentioned depth of focus. From this, the position of the first electronic component 25 is adjusted with the cameras 23 a and 23 b being adjusted to the heights indicated by arrows D and E and approaching the first electronic component 25.
  • the holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26 can be photographed simultaneously.
  • image processing is performed by an image processing device or the like (not shown), and the center positions of the alignment holes 27a and 27b in the two images 34a and 34b are determined.
  • the center positions of the alignment marks 28a and 28b are recognized, the center distance Ra between one alignment hole 27a and the alignment mark 28a is calculated, and the other alignment hole is calculated.
  • the center distance Rb between 27b and the alignment mark 28b is calculated.
  • the position measurement in FIG. 4 shows a state in which the center positions of the alignment holes 27a and 27 and the center positions of the alignment marks 28a and 28b are shifted.
  • the second electronic component 2 is inserted into the two alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25.
  • the position of the second electronic component 26 is adjusted by the position adjustment mechanism 22 so that the 6 alignment marks 28 a and 28 b have a predetermined positional relationship.
  • the position adjusting mechanism 22 shown in FIG. 1 is operated, and the second electronic component 26 held by the position adjusting mechanism 22 via the bonding tool 24 is connected to the center distances Ra and Rb.
  • the predetermined interval P between the two alignment holes 27a and 27b of the first electronic component 25 and the predetermined interval q between the alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26 are the same in FIGS. 2A and 2B, but in reality, dimensional errors occur due to processing errors or temperature conditions, and the centers of the two may not be able to be matched. In such a case, the two alignment marks 28 a and 28 b are symmetrical on the center line 35 connecting the two alignment holes 27 a and 27 b in FIG. Thus, the position of the second electronic component 26 may be adjusted.
  • FIG. 5A shows a case where p> q due to the dimensional error.
  • the center shift amount c between the alignment hole 27 a on the center line 35 and the alignment mark 28 a on the center line 35 and the right camera 23 Move the second electronic component 26 in the Y direction and rotate it 0 times so that the center deviation d between the alignment hole 27 b on the image 34 b and the alignment mark 28 b becomes the same.
  • the two parts may be moved in the X direction and adjusted so that the two alignment marks 28 a and 28 b are symmetrically positioned to align both parts.
  • Fig. 5B shows the case where p ⁇ q due to the above dimensional error.
  • the image of the left camera 23 on the center line 35 is taken by the left camera 23a, the center misalignment e between the alignment hole 27a on the alignment mark 27a and the alignment mark 28a, and the right force lens 23
  • the second electronic component 26 is moved in the Y direction and rotated by ⁇ so that the center shift amount f between the alignment hole 27 b on the image 34 b and the alignment mark 28 b is equal to
  • the two parts may be moved by moving in the X direction and adjusted so that the two alignment marks 28a and 28b are symmetrical.
  • the mark recognition is performed in a state where the alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26 are introduced into the alignment holes 27a and 27b of the first electronic component 25.
  • the two electronic components 2 are measured in the two alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25 by measuring the positions of the two electronic components 23 in the same field of view.
  • the mark recognizing device 23 is not located between the two electronic components 25, 26 to be aligned, and the amount of movement of the position adjustment of the second electronic component 26 is small.
  • the images of the two electronic components 25 and 26 were obtained within the same field of view of the device 23, and the positions of the two components were measured. Can be positioned with high precision.
  • two alignment marks 28a and 28b are symmetrical on the center line 35 connecting the two alignment holes 27a and 27b.
  • the present invention is not limited to the method of adjusting the position to be the position, and the two components may be aligned by adjusting the position to another predetermined positional relationship.
  • This electronic component positioning device achieves high-precision positioning by positioning the mark means for positioning the two electronic components in the same field of view of the mark recognition device and measuring the positions of the two.
  • FIG. 6 it is provided with a receiving stand 21, a position adjusting mechanism 22, a mark recognizing device 23, and a stand 40.
  • Reference numeral 25 denotes a first electronic component
  • reference numeral 26 denotes a second electronic component.
  • the gantry 40 is a base that mounts and supports the main part of the electronic component positioning device of the present invention, and includes a horizontal pedestal member 40a and a vertical support member 40b.
  • a vertical guide member 41 is formed on one side surface of the vertical support member 40b.
  • the guide member 41 has two movable blocks 42a and 42b. It is provided movably.
  • An overhang arm 43 is attached to the upper moving block 42a so as to protrude in the horizontal direction.
  • a clamp crimping mechanism 44 for joining two electronic components is attached to the lower moving block 42b.
  • two vertical support frames 45, 45 are erected on both sides of the mark recognition device 23 on the horizontal base member 40a.
  • a horizontal support frame 46 is stretched at the upper end of 45, and a receiving stand 21 is supported on the upper surface of the horizontal support frame 46 with a heat insulating material 47 interposed therebetween.
  • the pedestal 21 holds the first electronic component 25 and has the same configuration as shown in FIG. Therefore, the horizontal support frame 46 and the heat insulating material 47 are provided with through-holes 48 a, 4 b corresponding to the positions of the two see-through holes 31 a, 31 b formed in the receiving table 21, respectively. 8b is drilled.
  • the first electronic component 25 held by the receiving table 21 is, for example, a substrate such as a printed circuit board or a glass substrate, or is used for a print head of an image forming apparatus such as an ink jet printer. Nozzle member etc. As shown in FIG. 2A, two positioning holes 27a and 27b are formed at predetermined positions of the sheet-shaped member at a predetermined distance p.
  • a position adjustment mechanism 22 is supported on the lower surface of the overhang arm 43 provided vertically movable via a movable block 42 a on one side surface of the vertical support member 40 b as shown in FIG. Have been.
  • the position adjusting mechanism 22 holds the second electronic component 26, and is arranged to face the receiving table 21.
  • the second electronic component 26 is, for example, an individual bare chip cut out from a semiconductor wafer or an IC used for a print head of an image forming apparatus such as an ink jet printer. As shown in the figure, two alignment marks 28a, 28a at a predetermined distance q matched with the distance p between the two alignment holes 27a, 27b of the first electronic component 25 at predetermined positions of the chip. 28 b is formed.
  • the position adjusting mechanism 22 is configured to move the second electronic component 26 in the horizontal direction in the X direction, in the Y direction, and zero rotation, and as shown in FIG. 1 of the plate 4 9 i, the second plate 4 9 2, with a third plate 4 9 3 is fixed, a first slider 5 0 you move in the X direction between them, Y a second slider 5 0 2 moving in the direction, theta and a third slider 5 0 3 is inserted to rotate in the direction, is a mechanism for rotating X direction mobile ⁇ Pi Y-direction moving and theta as a whole I have.
  • the position adjusting mechanism 22 is supported on the lower surface side of a projecting arm 43 provided to be vertically movable via a moving block 42a on one side surface of the vertical support member 40b, The whole is movable in the Z direction in a vertical plane, and the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are joined.
  • a parallel adjustment mechanism 51 and a bonding tool 24 are provided, and air is sucked by an air suction hole (not shown) provided in the bonding tool 24 to hold the second electronic component 26. It is like that.
  • a mark recognition device 23 is disposed behind the cradle 21.
  • the mark recognition device 23 is provided with a positioning hole 2 for the first electronic component 25.
  • the force lenses 23 a and 23 b are provided corresponding to the positions of the two see-through holes 31 a and 31 b formed in the receiving base 21, respectively.
  • These cameras 23a and 23b consist of a lens with a predetermined magnification (for example, about 9 times) with coaxial incident light and a video camera or a CCD camera with a predetermined pixel density (for example, about 400,000 pixels).
  • the lenses of the power lenses 23a and 23 have a focal depth of a predetermined distance, and the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are respectively
  • the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b are held within the above-mentioned depth of focus. With this force, the cameras 23a and 23b are adjusted in height as shown by arrows D and E, and are brought close to the first electronic component 25.
  • the 5 alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26 can be photographed simultaneously.
  • a predetermined gap is formed between the end surfaces of the two cameras 23a and 23b and the horizontal support frame 46, and a horizontal gap is formed in the gap.
  • Air duct 53 is installed.
  • the air duct 53 sucks the air around the cameras 23a and 23b in order to suppress the fluctuation of the captured image caused by the convection of the air due to the heat around the cameras 23a and 23b. It is.
  • the suction of the air by the air duct 53 can simultaneously cool the cameras 23a and 23b. Note that, depending on the environmental conditions around the cameras 23a and 23b, a cool air may be blown from the air duct 53.
  • This electronic component positioning apparatus basically operates in the same manner as the procedure of the electronic component positioning method described with reference to FIGS. 1 to 5B.
  • the first electronic component 25 is held on the receiving table 21 and the second electronic component 26 is held on the position adjustment mechanism 22.
  • the axes of the two alignment holes 27a and 27b of the first electronic component 25 and the two alignment marks 2 of the second electronic component 26 are formed.
  • the axes of 8a and 28b are substantially coincident with each other, and the alignment mark 28 of the second electronic component 26 is located in the alignment holes 27a and 27b of the first electronic component 25.
  • the alignment marks 28 a and 28 b of the second electronic component 26 are introduced into the alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25.
  • the position of the mark recognition device 23 is measured within the same field of view.
  • the lenses of the cameras 23a and 23b have a depth of focus of a predetermined distance, and the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are respectively
  • the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b are held within the above-mentioned depth of focus.
  • one of the alignment holes 27 of the first electronic component 25 is located in the field of view of the left camera 23a.
  • An image in which one of the alignment marks 28 a of the second electronic component 26 has been introduced into a is obtained, and the image 34 b of the right camera 23 b is obtained within the field of view of the right camera 23 b.
  • An image is obtained in which the other alignment mark 28 b of the second electronic component 26 has been introduced into the other alignment hole 27 b of the first electronic component 25.
  • image processing is performed by an image processing device or the like (not shown), and the center positions of the alignment holes 27a and 27b in the two images 34a and 34b are determined. , The center positions of the alignment marks 28a and 28b are recognized, the center distance Ra between one alignment hole 27a and the alignment mark 28a is calculated, and the other alignment is performed. The center distance Rb between the hole 27b and the alignment mark 28b is calculated.
  • the position measurement in FIG. 4 shows a state where the center positions of the alignment holes 27a and 27b and the center positions of the alignment marks 28a and 28b are shifted.
  • the alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26 are predetermined within the two alignment holes 27a and 27b of the first electronic component 25.
  • the position of the second electronic component 26 is adjusted by the position adjusting mechanism 22 so as to satisfy the following positional relationship.
  • the position adjusting mechanism 22 shown in FIGS. Similarly to the method described above in the example, the second electronic component 26 held by the position adjusting mechanism 22 via the bonding tool 24 is appropriately moved in the X direction according to the center-to-center distance Ra Rb. Move in the Y direction and make 0 rotation to ideally align the center of one alignment hole 27a with the alignment mark 28a and align the other alignment hole 27b with the alignment hole 27b. Align the parts with the center of mark 28 b and.
  • the mark recognition device 23 includes two cameras 23a and 23b as shown in FIGS. 1, 3 and 8, but the present invention
  • the distance between the two alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25 is not limited to this!
  • the camera may be equipped with a single camera that can move left and right in accordance with).
  • the mark recognizing device 23 includes two identical holes arranged at intervals between two alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25. Lenses 54a, 54b and the above two lenses 54a, 5
  • one camera 55 provided on the same optical path length may be provided.
  • the two lenses 54a and 54b serve as objective lenses for photographing the two alignment holes 27a and 27b and the two alignment marks 28a and 28b (not shown). With the same depth of focus.
  • another lens 56 serving as an imaging lens is provided Immediately before the camera 55.
  • the two lenses 54a, 54b and the other lens 56 are forked with a common base. It is mounted inside a shaped lens barrel 57.
  • the first half mirror 58 a and the total reflection mirror 59 and the second half mirror are arranged on the optical axis from the first lens 54 a to the camera 55.
  • 5 8b is arranged on the optical axis from the second lens 5 4b to the camera 55.
  • a first illumination lamp 60a is provided at the bottom of the lens barrel 57a on the first lens 54a side of the bifurcated lens barrel 57, and a second lens 5a is provided.
  • a second illumination light 60b is provided at the bottom of the lens barrel 57b on the 4b side, and by illuminating the respective illumination lights 60a and 60b, the two alignments are performed.
  • the holes 27a and 27b and two alignment marks 28a and 28b (not shown) are illuminated.
  • the first or second illumination lamps 60a and 60b are switched and turned on, and only the first lens 54a side is turned on.
  • the first or second illumination lamps 60a and 60b are switched and turned on, and only the first lens 54a side is turned on.
  • the position measurement of both the 27b and the other alignment mark 28b can be performed within the same field of view.
  • the first and second illumination lamps 60a and 60b are simultaneously turned on, and the left and right images taken through the first lens 54a side and the second lens 54b side are overlapped.
  • the position of the two alignment holes 27a and 27b and the two alignment marks 28a and 28b is measured. Just do it.
  • the first and second illumination lamps 60a and 60b are simultaneously turned on, and the fields of view of the first lens 54a and the second lens 54b are respectively masked in half.
  • the left and right images are captured, and the left and right images are separated and processed using an image in which the captured left and right images overlap.
  • the position of the alignment holes 27a and 27 and the two alignment marks 28a and 28 may be measured.
  • the two alignment holes 27 a and 27 b of the first electronic component 25 and the alignment marks 28 a and 28 b of the second electronic component 26 are described.
  • the plane shape is circular in FIGS. 2B and 4, but any other shape may be used as long as its position can be measured and the center can be easily obtained.
  • the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are not limited to the substrate and the chip, but may be other appropriate electronic components.
  • FIG. 10 is a plan view showing the shape of an alignment mark according to another embodiment. Note that the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the alignment marks 28a and 28b are concentrically arranged in two large and small circles with an outer diameter of about 30 ⁇ m and an inner diameter of about 15 ⁇ m.
  • a small circle S is formed by etching the center of a large circle L formed of a thin film of aluminum.
  • a great circle L indicates a large alignment mark portion among polygonal alignment marks in which a plurality of alignment mark portions having different sizes are concentrically arranged, and a small circle S indicates the above alignment mark.
  • the small alignment indicator is shown.
  • the alignment marks 28 a and 28 b are, as shown in FIG. 11, specifically, a metal oxide semiconductor (MOS) transistor 72 on a silicon substrate 71.
  • a power supply wiring pattern 76 and a ground wiring pattern 7 are formed on the surface layer of a chip formed by sequentially laminating a first-layer wiring pattern 74 and a heater 30 via an interlayer insulating film 75. 7, and the wiring pattern for connecting the MOS type dry purer transistor 73 to the heater 30 It is formed by etching a thin aluminum film outside the channel forming region.
  • MOS metal oxide semiconductor
  • the alignment marks 28a and 28b are double circles of the large circle L and the small circle S for the following reasons.
  • the resolution of image processing has a positive correlation with the perimeter of the recognized image. Therefore, the great circle L having a longer perimeter has the advantage that the positioning accuracy is higher.
  • the alignment marks 28a and 28b become large in the preliminary positioning stage in which the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are respectively mounted at predetermined positions. The probability that the entire image of the circle L is caught inside the alignment holes 27a and 27b is low, and the accuracy required for preliminary positioning is severe.
  • a small circle S with a short perimeter has low image processing resolution and low positioning accuracy, but the small circular shape makes the whole image of the small circle S in the preliminary positioning stage a positioning hole.
  • 27b has the advantage of high probability of being trapped inside. Therefore, a double circle was created by taking advantage of the great circle L and the small circle S.
  • the alignment holes 27a and 27b are ⁇ 60 / ⁇ , and the alignment mark is formed by a single circle of ⁇ 20 ⁇ m
  • the accuracy required for the above is within 20 ⁇ within the distance between the centers of the alignment holes 27 a and 27 b and the alignment mark.
  • the image processing accuracy at this time is considered to be proportional to the square root of the perimeter of each mark means, and the image processing accuracy ratio in the above case is expected to be 13.7: 7.9.
  • the pre-positioning accuracy is as follows.
  • the distance between the centers of the small circles S of 8a and 28b and the alignment holes 27a and 27b is within ⁇ 22.5 m, which is smaller than when the above-mentioned alignment mark is formed by a single circle. Relaxed.
  • the image processing accuracy is determined by the ratio of the square root of the perimeter of the great circle L of the alignment marks 28a and 28b to the alignment holes 27a and 27b. 13.7: 11.9, and the alignment accuracy of the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b is greatly improved.
  • the alignment marks 28a and 28b are formed in a double circle. Images can be captured with high probability.
  • the small circle S is used to roughly adjust the entire image of the great circle L so that it is captured inside the alignment holes 27a and 27b. As a result, the entire image of the great circle L is captured.
  • the alignment marks 28a and 28 are aligned with the alignment holes 27a and 27b by making fine adjustments using the large circle L or the large and small circles L and S. Can be performed with high accuracy.
  • the alignment holes 27a and 27b of the first electronic component 25 and the alignment marks 28a and 28b of the second electronic component 26 are formed. When both images are recognized, the positioning of the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b is performed according to the processing procedure shown in FIG.
  • step S1 the images of the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b are captured by the mark recognition device 23. Then, in step S2, a small circle S of the alignment marks 28a and 28b is searched inside the alignment holes 27a and 27b. Here, the mounting accuracy of the second electronic component 26 to the bonding tool 24 is poor. The alignment marks 28 a and 28 b are missing inside the alignment holes 27 a and 27 b due to the lack of alignment marks 28 a and 28 b. If the entire image of the small circle S is not recognized, a processing error (step S3) occurs and the alignment step ends. Then, the position adjusting mechanism 22 shown in FIG. 1 rises, and as shown in FIG.
  • a chip transfer gap r is formed on the lower surface side of the bonding tool 24 to be replaced with a new second electronic component 26.
  • the search for the small circle S is not an automatic search as described above, but may be performed manually while visually observing the image of the small circle S inside the alignment holes 27a and 27b. Les ,.
  • step S4 the process proceeds to step S4, and the positioning is performed based on the image of the small circle S.
  • the position correction amount of the small circle S with respect to the center positions of the holes 27a and 27b is measured.
  • step S5 the great circle L of the alignment marks 28a and 28b is searched.
  • Step S 6 the alignment step ends.
  • step S5 when the entire image of the great circle L of the alignment marks 28a and 28b is recognized, the process proceeds to step S7, and the recognition is performed. It is determined whether or not the alignment marks 28a and 28b form a double circle.
  • the determination of the double circle is made based on whether or not the centers of the great circle L and the small circle S are substantially coincident to form a concentric circle.
  • step S7 If it is determined in step S7 that the circles are not double circles, that is, as described above, the center positions of the large circle L and the small circle S are shifted due to the formation error of the alignment marks 28a and 28b. Then, a processing error (step S8) occurs, the alignment step ends, and a new second electronic component 26 is replaced in the same manner as described above.
  • step S7 if it is determined in step S7 that the image-recognized alignment marks 28a and 28b are double circles, the process proceeds to step S9 and the alignment holes 27a and 2b are set.
  • the distance between the centers of 7b and the alignment marks 28a and 28b is measured to determine the position correction amount.
  • the position correction amount is a value measured based on the great circle L of the alignment marks 28a and 28b, or an average value of the respective correction amounts based on the great circle L and the small circle S.
  • the large circle L and small circle S are proportionally divided and weighted according to their proportions.
  • the second electronic component 26 When the position correction amount is measured, the second electronic component 26 is moved or rotated 0 times in the X and Y directions by driving the position adjustment mechanism 22, and the alignment marks 28 a, 28 b Is drawn in the direction of arrow B toward the center O of the alignment holes 27a and 27b (see Fig. 13B).
  • the first and second electronic components 25 and 26 are finely adjusted so that the center positions of the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b coincide. (See Figure 13C). Note that due to the formation error of each mark means and the difference in thermal expansion between the two electronic components, etc. If the distance p between the alignment holes 27a and 27b shown in Fig. 2B and the distance q between the alignment marks 28a and 28b do not match, the alignment holes 27a and 27 Alignment marks b and alignment marks 28a and 28b are positioned symmetrically on the center line connecting holes 27a and 27b.
  • step S10 the alignment holes 27a, 27b and the alignment mark 28 are set. It is determined whether or not the center displacement of a and 28b is within the specified value. Here, if the amount of displacement between the two is within the specified value, the alignment ends (step S11). If the amount of displacement between the two is not within the specified value, steps S1 to S10 are repeated to perform positioning.
  • the position adjusting mechanism 22 shown in FIG. 1 is slowly lowered, and the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are assembled. Then, the heating unit provided in the receiving table 21 and the bonding tool 24 is heated, and the first electronic component 2 is passed through the dry film register 32 provided on the joint surface of the second electronic component 26. 5 and the second electronic component 26 are joined.
  • the alignment marks 28 a and 28 are formed as large and small double circles, so that the first electronic component 25 and the second electronic component 26 are different from each other.
  • the entire image of the small circle S of the alignment marks 28a and 28b can be easily captured inside the alignment holes 27a and 27b, and the preliminary positioning accuracy can be reduced. Therefore, the position correction amount is measured using the small circle S captured inside the alignment holes 27a and 27b, and the alignment marks 28a and 28b are aligned with the alignment holes 27a and 2b. 7b, the entire image of the great circle L of the alignment marks 28a and 28b is aligned with the alignment holes 27a and 27b. 27 b can be easily pulled inside.
  • the first and second electronic components 25, 26 are measured by measuring the correction amount and finely adjusting the alignment marks 28a, 28b with respect to the alignment holes 27a, 27b. Positioning can be performed with high accuracy.
  • the alignment marks 28a and 28b are formed as double circles, even if dust is mistaken for a small circle S, a large circle L cannot be found around the small circle S. Can correct the misidentification, and can improve the recognition accuracy of the alignment mark.
  • alignment marks 28a and 28b are not limited to the double circles described above, and three or more circles may be arranged concentrically. Further, the alignment holes 27a and 27b and the alignment marks 28a and 28b are not limited to a circular shape, but may be a square shape or a triangular shape. However, these mark means are more preferably circular in that the edge noise of the digital image captured by the mark recognition device 23 is the same regardless of the orientation. Industrial applicability
  • the present invention can be used for a bonding apparatus that aligns and assembles a chip member with a plate-like or sheet-like substrate.

Abstract

二つの電子部品の位置合わせ用のマーク手段をマーク認識装置の同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行うことによって、高精度な位置合わせを可能とする。　所定位置に所定間隔だけ離して二つの位置合わせ穴があけられた第１の電子部品を受け台に保持すると共に、所定位置に上記二つの位置合わせ穴の間隔に合致させて二つのアライメントマークが形成された第２の電子部品を位置調整機構に保持し、上記第１の電子部品の位置合わせ穴内に第２の電子部品のアライメントマークを導入した状態でマーク認識装置の同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行い、上記第１の電子部品の二つの位置合わせ穴内において第２の電子部品のアライメントマークが所定の位置関係となるように上記位置調整機構で第２の電子部品の位置を調整するものである。

Description

電子部品位置合わせ方法及ぴその装置
技術分野
明
本発明は、 二つの電子部品に形成された位置合わせ用のマーク手段を 利用して両部品を位置合わせする電田子部品位置合わせ方法及ぴその装置
1
に関するものである。 書
背景技術
従来、 板状またはシート状の基板に対してチップ部材を位置合わせし て組立てるボンディング装置は、 図 1 4及ぴ図 1 5に示すように、 架台 1に立設された支持部材 2の側面に設けられたガイ ド部 3に沿って上下 動可能に設けられ加圧ヘッ ド 4を駆動するヘッド可動手段 5 と、 該へッ ド可動手段 5に固定され加圧へッ ド 4に所定の荷重を付与する押圧手段 6 と、架台 1上に上記加圧へッ ド 4に対向して配設されたステージ 7と、 加圧へッ ド 4とステージ 7の間に挿入可能に設置されたマーク認識装置 8とを備えて構成されていた。
なお、 上記ステージ 7は X軸駆動源 1 2、 Y軸駆動源 1 3及ぴ図示省 略の 0回転駆動源により、 X軸方向、 Y軸方向に移動可能、 及び 0方向 に回転可能とされ、 へッド可動手段 5は Z軸駆動源 1 4によって Z軸方 向に移動可能となっていた。 また、 マーク認識装置 8は、 図 1 6に示す ように、 カメラユニッ ト 8 aの中に 2台のカメラ 8 b， 8 cを撮影レン ズの光軸が一致した状態で水平位置に並べて配置し、 上記カメラ 8 b， 8 c間に両面が平行な反射面とされた両面反射ミラー 8 dを 4 5度傾け て配置して構成されていた （例えば、 特許文献 1 (特開 2 0 0 0— 9 4 2 3 2号公報 （第 4頁、 図 2 ) ) 参照） 。
このように構成された従来のボンディング装置により、 板状またはシ 一ト状の基板 9に対してチップ部材 1 0を位置合わせして組立てるには、 先ず、 ヘッ ド可動手段 5及び加圧ヘッ ド 4が最上部に上昇した状態にお いて、 ステージ 7の載置部 1 1に基板 9を載置し、 加圧へッ ド 4の下面 にチップ部材 1 0が保持される。
次に、 マーク認識装置 8が図 1 5において矢印 A方向に進んで基板 9 とチップ部材 1 0との間に挿入される。 これにより、 上記マーク認識装 置 8で、 下方に位置する基板 9のァライメントマークと上方に位置する チップ部材 1 0のァライメントマークとを同時に認識できる状態になる。 次に、 上述の状態で Z軸駆動源 1 4を駆動してへッ ド可動手段 5を下 降させ、 チップ部材 1 0のァライメントマークがマーク認識装置 8によ つて明瞭に認識できる位置で停止させる。 このようにして、 マーク認識 装置 8により基板 9及びチップ部材 1 0の双方のァライメントマークが 認識されると、図 1 4及び図 1 5に示す制御手段 1 5が X軸駆動源 1 2、 Y軸駆動源 1 3及び図示省略の Θ回転駆動源を駆動してステージ 7を移 動し、 基板 9及びチップ部材 1 0の双方のァライメントマークが一致す るようにさせる。
このように、 基板 9及びチップ部材 1 0の双方のァライメントマーク がー致して該基板 9及びチップ部材 1 0の位置合わせが完了すると、 マ ーク認識装置 8は図 1 5において矢印 B方向に退避し、 押圧手段 6が動 作して押圧軸 6 aを延ばして加圧へッド 4を押し下げ、 チップ部材 1 0 を基板 9上に密着させて組立て接合していた。
しかし、 このような従来のボンディング装置においては、 基板 9 とチ ップ部材 1 0との位置合わせは、 該両者間に挿入したマーク認識装置 8 により行われるため、 基板 9とチップ部材 1 0との間にはマーク認識装 置 8を揷入するのに十分な距離が必要となる。
その結果、 図 1 7 Aと図 1 7 Bに示すように、 図 1 7 Aにおいて、 基 板 9のァライメントマーク 9 a とチップ部材 1 0のァライメントマーク 1 0 a とを正確に位置合わせした場合であっても、その位置合わせ後に、 図 1 7 Bにおいて、 基板 9と密接するまでチップ部材 1 0を矢印 C方向 に下降させる移動距離が長くなるものであった。
このため、 チップ部材 1 0を下降させる機構精度に基づく移動誤差が 生じて、 図 1 7 Bに示すように、 基板 9とチップ部材 1 0とのァライメ ントマーク 9 a， 1 0 a間にずれ δが発生する場合があった。 したがつ て、 上記基板 9とチップ部材 1 0とを、 高精度に位置合わせできないこ とがあった。
また、 図 1 6において、 2台のカメラ 8 b， 8 cの光軸の傾きや、 両 面反射ミラー 8 dの厚みによる 2画像の認識誤差 Δ等が存在するもので あった。 したがって、 上記基板 9とチップ部材 1 0とを、 高精度に位置 合わせできないことがあった。 これらの誤差を全て補正して、 例えば 1 β m以下の高精度な位置合わせを行うためには、 精密な補正機構や複雑 な機構制御が必要となり、 装置が高価なものとなる虞があった。 発明の開示
そこで、 本発明は、 このような問題点に対処し、 二つの電子部品の位 置合わせ用のマーク手段をマーク認識装置の同一視野内にとらえて該両 者の位置計測を行うことによって、 高精度な位置合わせを可能とする電 子部品位置合わせ方法及びその装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による電子部品位置合わせ方法は、 所定位置に所定間隔だけ離して二つの位置合わせ穴があけられた第 1の 電子部品を受け台に保持すると共に、 所定位置に上記二つの位置合わせ 穴の間隔に合致させて二つのァライメントマークが形成されだ第 2の電 子部品を位置調整機構に保持するステップと、 上記第 1の電子部品の位 置合わせ穴内に第 2の電子部品のァライメントマークを導入した状態で マーク認識装置の同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行ぅステツ プと、 上記第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴内において第 2の電子 部品のァライメントマークが所定の位置関係となるように上記位置調整 機構で第 2の電子部品の位置を調整するステップとを行い、 上記両部品 を位置合わせするものである。
このような構成により、 所定位置に所定間隔だけ離して二つの位置合 わせ穴があけられた第 1の電子部品を受け台に保持すると共に、 所定位 置に上記二つの位置合わせ穴の間隔に合致させて二つのァラィメントマ ークが形成された第 2の電子部品を位置調整機構に保持し、 上記第 1の 電子部品の位置合わせ穴内に第 2の電子部品のァライメントマークを導 入した状態でマーク認識装置の同一視野内にとらえて該両者の位置計測 を行い、 上記第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴内において第 2の電 子部品のァライメントマークが所定の位置関係となるように上記位置調 整機構で第 2の電子部品の位置を調整することができる。
これにより、 位置合わせ対象の二つの電子部品の間にマーク認識装置 が位置せず、 第 2の電子部品の位置調整の移動量が小さいことと、 マー ク認識装置の同一視野内で二つの電子部品のマーク画像を得て該両者の 位置計測を行い、 画像の認識誤差等が無いことから、 上記両部品を高精 度に位置合わせすることができる。
また、 上記第 1の電子部品と第 2の電子部品とは、 それぞれの位置合 わせ穴とァライメントマークとが上記マーク認識装置のレンズの焦点深 度内に位置して保持されることにより、 第 1の電子部品の位置合わせ穴 と第 2の電子部品のァライメントマークとの両方に焦点を合わせて同時 に撮影することができる。
さらに、 上記位置調整機構は第 2の電子部品を水平面内で X方向移動 及び Y方向移動並びに Θ回転可能としており、 更に上記位置調整機構の 全体が垂直面内で Z方向に移動可能とされていることにより、 上記第 1 の電子部品と第 2の電子部品とを位置合わせすると共に、 両者を接合す ることができる。
さらにまた、 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合 わせ穴の間隔に合わせて 2台のカメラが備えられていることにより、 上 記二つの位置合わせ穴について一度に位置計測をして、 二つの電子部品 の位置合わせ迅速に行うことができる。
また、 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて左右移動可能な 1台のカメラが備えられていることに より、 マーク認識装置が簡単、 小型化したものとなる。
さらに、 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ 穴の間隔に合わせて配置された同一の 2個のレンズと、 上記 2個のレン ズから同一の光路長上に設けられた 1台のカメラとが備えられているこ とにより、 1台のカメラにおいて左右移動の機構が不要となり、 マーク 認識装置が更に簡単、 小型化したものとなる。
また、 本発明による電子部品位置合わせ装置は、 所定位置に所定間隔 だけ離して二つの位置合わせ穴があけられた第 1の電子部品を保持する 受け台と、 この受け台に対向して配置され、 所定位置に上記二つの位置 合わせ穴の間隔に合致させて二つのァライメントマークが形成された第 2の電子部品を保持する位置調整機構と、 上記受け台の後方側に配置さ れ、 上記第 1の電子部品の位置合わせ穴内に第 2の電子部品のァライメ ントマークを導入した状態で同一視野内にとらえて該両者の位置計測を 行うマーク認識装置とを備え、 上記マーク認識装置で位置計測した画像 を利用し、 上記第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴内において第 2の 電子部品のァライメントマークが所定の位置関係となるように上記位置 調整機構で第 2の電子部品の位置を調整して、 上記両部品を位置合わせ するものである。
このような構成により、 位置合わせ対象の二つの電子部品の間にマー ク認識装置が位置せず、 第 2の電子部品の位置調整の移動量が小さいこ とと、 マーク認識装置の同一視野内で二つの電子部品のマーク画像を得 て該両者の位置計測を行い、 画像の認識誤差等が無いことから、 上記両 部品を高精度に位置合わせすることができる。
また、 上記第 1の電子部品と第 2の電子部品とは、 それぞれの位置合 わせ穴とァラィメントマークとが上記マーク認識装置のレンズの焦点深 度内に位置して保持されることにより、 第 1の電子部品の位置合わせ穴 と第 2の電子部品のァライメントマークとの両方に焦点を合わせて同時 に撮影することができる。
また、 上記位置調整機構は第 2の電子部品を水平面内で X方向移動及 ぴ Y方向移動並びに Θ回転可能としており、 更に上記位置調整機構の全 体が垂直面内で Z方向に移動可能とされていることにより、 上記第 1の 電子部品と第 2の電子部品とを位置合わせすると共に、 両者を接合する ことができる。
また、 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて 2台のカメラを備えていることにより、 上記二つの位 置合わせ穴について一度に位置計測をして、 二つの電子部品の位置合わ せ迅速に行うことができる。
また、 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて左右移動可能な 1台のカメラを備えていることにより、 マーク認識装置を簡単、 小型化することができる。
また、 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて配置された同一の 2個のレンズと、 上記 2個のレンズ から同一の光路長上に設けられた 1台のカメラとを備えていることによ り、 1台のカメラにおいて左右移動の機構が不要となり、 マーク認識装 置が更に簡単、 小型化したものとなる。
また、 上記目的を達成するために、 本発明による位置合わせ方法は、 一対の位置合わせ穴を所定位置に所定間隔だけ離して形成した第 1の電 子部品と、 大きさの異なる複数の位置合わせ標示部を同心状に配置した 多角形状のァライメントマークを前記位置合わせ穴に合致して形成した 第 2の電子部品とを相対して配置するステップと、 前記位置合わせ穴内 部に前記ァライメントマークの小さい位置合わせ標示部の全体像を捕ら え、 該小さい位置合わせ標示部を用いて前記ァライメントマークの大き い位置合わせ標示部の全体像が前記位置合わせ穴内部に捕らえられるよ うに第 1及び第 2の電子部品を粗調整するステップと、 前記大きい位置 合わせ標示部または大小双方の位置合わせ標示部により、 前記位置合わ せ穴の中心に対しァライメントマークを位置合わせするための位置補正 量を計測するステップと、 該位置補正量分だけ前記第 2の電子部品を相 対的に移動して前記第 1及び第 2の電子部品を微調整して位置合わせを するステップと、 を実行するものである。
このような方法により、 第 1の電子部品の位置合わせ穴で、 その内部 に、 相対して配置した第 2の電子部品のァライメントマークにて、 同心 状に配置した大きさの異なる複数の位置合わせ標示部のうち、 小さい位 置合わせ標示部の全体像を捕らえ、 該小さい位置合わせ標示部で第 1及 ぴ第 2の電子部品の位置合わせの粗調整をし、 ァライメントマークの大 きい位置合わせ標示部の全体像が位置合わせ穴内部に捕られると、 大き い位置合わせ標示部または大小双方の位置合わせ標示部で位置合わせ穴 の中心に対しァライメントマークを位置合わせするための位置補正量を 計測し、 その位置捕正量分だけ第 2の電子部品を相対的に移動して第 1 及び第 2の電子部品を微調整して位置合わせをする。 これにより、 予備 位置決め精度を緩和することができ、 また第 1及び第 2の電子部品の位 置合わせを高精度に行うことができる。
また、 ァライメントマークを円形状で同心状に形成しているので、 ァ ライメントマークの向きに関係なくマーク認識装置で撮影されるデジタ ル画像のエツジノィズは同じになり、 画像認識精度が向上する。
また、 第 1の電子部品を画像形成装置のプリントヘッドのノズル部材 とし、第 2の電子部品を上記プリントへッ ドのチップとすることにより、 ノズル部材に形成した位置合わせ穴に対して、 チップに形成したァライ メントマークを位置合わせし、 上記プリントへッ ドを高精度に組立てる ことができる。
また、 基板上に回路を形成してチップが作製される際に、 回路形成領 域外にァライメントマークを形成することができる。 したがって、 半導 体プロセスを用いてァライメントマークを高精度に形成することができ る。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明による電子部品位置合わせ方法の実施の形態を示す模 式図である。
図 2 Aと図 2 Bは、 第 1の電子部品の位置合わせ穴と第 2の電子部品 のァライメントマークの形成状態を示す平面図である。
図 3は、 第 1の電子部品の位置合わせ穴内に第 2の電子部品のァライ メントマークを導入した状態でマーク認識装置の同一視野内にとらえて 該両者の位置計測を行う状態を示す断面説明図である。
図 4は、 上記マーク認識装置のカメラにより同一視野内にとらえたマ ーク手段の位置計測の映像を示す説明図である。
図 5 Aと図 5 Bは、 上記マーク認識装置のカメラによる位置計測の映 像を用いて第 2の電子部品を位置調整する状態を示す説明図である。 図 6は、 本発明による電子部品位置合わせ装置の実施の形態を示す側 面図である。
図 7は、 位置調整機構の具体的な構造を示す斜視図である。
図 8は、 第 1の電子部品の受け台及びマーク認識装置等を拡大して示 す要部説明図である。
図 9は、マーク認識装置の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。 図 1 0は、 他の実施形態による第 2の電子部品のァライメントマーク の形状を示す平面図である。
図 1 1は、 ァライメントマークの形成位置を説明するためのチップの 概略断面図である。
図 1 2は、 位置合わせ穴にァラィメントマークを位置合わせする手順 を説明するフローチャートである。
図 1 3 Aから図 1 3 Cは、 図 1 1の手順において、 マーク認識装置で 認識される位置合わせ穴及ぴァライメントマークの画像を示す説明図で ある。
図 1 4は、 従来のボンディング装置を示す側面図である。
図 1 5は、 図 1 4の正面図である。
図 1 6は、 従来のボンディング装置のマーク認識装置を示す説明図で ある。
図 1 7 Aと図 1 7 Bは、 従来のボンディング装置における基板及びチ ップ部材のァライメントマークの位置合わせずれの発生例を示す説明図 である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。 図 1は本発明による電子部品位置合わせ方法の実施の形態を示す模式 図である。 この電子部品位置合わせ方法は、 二つの電子部品の位置合わ せ用のマーク手段をマーク認識装置の同一視野内にとらえて該両者の位 置計測を行うことによって、 高精度な位置合わせを可能とするもので、 図 1に示すように、 一方の電子部品の受け台 2 1 と、 他方の電子部品の 位置調整機構 2 2と、 マーク認識装置 2 3とを備えた装置を使用して実 施される。 なお、 符号 2 4は、 二つの電子部品を接合するためのボンデ イングツールを示している。
図 1において、 まず最初のステップでは、 第 1の電子部品 2 5を受け 台 2 1に保持すると共に、 第 2の電子部品 2 6を位置調整機構 2 2に保 持する。 ここで、 上記第 1の電子部品 2 5は、 例えば、 プリント基板や ガラス基板等の基板であり、 又はィンクジヱッ トプリンタ等の画像形成 装置のプリントへッ ドに用いられるノズル部材などであり、 図 2 Aに示 すように、 シート状の部材の所定位置に所定間隔 pだけ離して二つの位 置合わせ穴 2 7 a , 2 7 bがあけられている。
また、 上記第 2の電子部品 2 6は、 例えば、 半導体ウェハから切り出 した個々のベアチップであり、 又はィンクジヱッ トプリンタ等の画像形 成装置のプリントヘッ ドに用いられる I Cなどであり （以下、 単に 「チ ップ」 という） 、 図 2 Bに示すように、 チップの所定位置に上記二つの 位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 bの間隔 pに合致させた所定間隔 qで二つの ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが形成されている。
なお、 図 2 Aにおいて、 上記位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bは、 直径 5 0〜 6 0 m程度の円形穴とされている。 また、 符号 2 9は、 第 1の電 子部品 2 5としての例えばノズル部材に穿設された直径約 1 7 μ m程度 のノズルを示しており、 このノズル 2 9は例えば 4 2 μ m程度のピツチ で形成されている。 また、 図 2 Bにおいて、 上記ァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bは、 直径 2 0 μ m程度の円形マークとされている。 また、 符号 3 0は、 第 2の電子部品 2 6 としての例えばプリントへッ ド用のチ ップに形成された約 2 O /i m四方のヒータを示しており、 このヒータ 3 0は上記ノズル 2 9と同様に 4 2 μ m程度のピツチで形成されている。 上記シート状部材の第 1の電子部品 2 5は、 例えばフレーム等に接着 されており、 受け台 2 1に設けられたエア吸着孔 （図示省略） によりェ ァ吸着されて保持されるようになっている。 この場合、 図 3に示すよう に、 上記受け台 2 1にて第 1 の電子部品 2 5を載置保持する箇所には、 該第 1 の電子部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 bに対応させ て二つの透視孔 3 1 a， 3 l bが形成されている。
この透視孔 3 1 a , 3 1 bは、 上記位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 が十 分に見えるように、 例えば直径 4 0 0 m程度の円形穴とされている。 また、 上記受け台 2 1には、 ヒータ等の加熱手段 （図示省略） が内蔵さ れており、 該受け台 2 1に接触する第 1 の電子部品 2 5 の部分を加熱で きるようになっている。
上記第 2の電子部品 2 6は、 ボンディングツール 2 4を介して位置調 整機構 2 2に保持される。 この場合、 図 3において、 ボンディングツー ル 2 4に設けられたエア吸着孔 （図示省略） によりエア吸着されて保持 されるようになつている。
そして、 上記ボンディングツール 2 4は位置調整機構 2 2と共に Z方 向に上下して、 該ボンディングツール 2 4の下面側にチップ受渡しギヤ ップ rを形成する。 なお、 上記ボンディングツール 2 4には、 ヒータ等 の加熱手段 （図示省略） が内蔵されており、 該ボンディングツール 2 4 に接触する第 2の電子部品 2 6を加熱できるようになっている。
また、 上記ボンディングツール 2 4に保持された第 2の電子部品 2 6 の下面側には、 接着剤の役割を果たすドライフィルムレジス ト 3 2が成 膜されている。 そして、 この ドライフィルムレジス ト 3 2にて第 2の電 子部品 2 6の二つのァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bに対応する箇所 には、 二つの透視孔 3 3 a， 3 3 bが形成されている。
上記ボンディングツール 2 4を介して第 2の電子部品 2 6を保持する 位置調整機構 2 2は、 図 1に示すように、 第 2の電子部品 2 6を水平面 内で X方向移動及び Y方向移動並びに Θ回転させるようになつており、 更にその全体が垂直面内で Z方向に移動可能とされており、 上記第 1の 電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 とを接合できるようになっている。
この場合、 図 3に示すように、 受け台 2 1の上面と第 2の電子部品 2 6の下面との間には、 二つの電子部品を位置合わせするときのァライメ ントギャップ s (例えば 7 0〜 1 3 0 t m程度） が設定される。
このような状態で、 次のステップでは、 上記第 1の電子部品 2 5の位 置合わせ穴 2 7 a , 2 7 b內に第 2の電子部品 2 6のァライメントマ一 ク 2 8 a， 2 8 bを導入した状態でマーク認識装置 2 3の同一視野内に とらえて該両者の位置計測を行う。
ここで、 上記マーク認識装置 2 3は、 図 3に示すように、 第 1の電子 部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 bの間隔に合わせて 2台の カメラ 2 3 a , 2 3 bが備えられている。すなわち、上記カメラ 2 3 a， 2 3 bは、 受け台 2 1に形成された二つの透視孔 3 1 a， 3 1 bの位置 にそれぞれ対応させて設けられている。 これらのカメラ 2 3 a， 2 3 b は、 同軸落射付きの所定倍率 （例えば約 9倍） のレンズと、 ビデオカメ ラ又は所定の画素密度 （例えば 1 / 4インチで 4 0万画素程度） の C C Dカメラから成る。
そして、 上記力メラ 2 3 a， 2 3 bのレンズは、 所定距離の焦点深度 を有しており、 上記第 1の電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 とは、 そ れぞれの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b とァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bとが上記の焦点深度内に位置して保持されるようになつている。 このことから、 上記カメラ 2 3 a， 2 3 bを、 矢印 D， Eのように高 さ調節して第 1の電子部品 2 5に近づけた状態で、 第 1の電子部品 2 5 の位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bと第 2の電子部品 2 6のァライメントマ ーク 2 8 a， 2 8 b とを同時に撮影することができる。
この状態では、 図 4に示すように、 例えば左力メラ 2 3 aによる映像 3 4 a として、 該左カメラ 2 3 aの視野内に上記第 1の電子部品 2 5の 一方の位置合わせ穴 2 7 a内に第 2の電子部品 2 6の一方のァライメン トマーク 2 8 aを導入した状態の画像が得られ、 右カメラ 2 3 bによる 映像 3 4 bとして、 該右カメラ 2 3 bの視野内に上記第 1の電子部品 2 5の他方の位置合わせ穴 2 7 b内に第 2の電子部品 2 6の他方のァライ メントマーク 2 8 bを導入した状態の画像が得られる。
このような撮影画像が得られたところで、 図示外の画像処理装置等で 画像処理を施し、 二つの映像 3 4 a， 3 4 b内で位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心位置と、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの中心位置と を認識し、 一方の位置合わせ穴 2 7 a とァライメントマーク 2 8 a との 中心間距離 Raを算出すると共に、他方の位置合わせ穴 2 7 b とァライメ ントマーク 2 8 b との中心間距離 Rbを算出する。図 4における位置計測 では、 上記位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 の中心位置と、 ァライメントマ ーク 2 8 a， 2 8 bの中心位置とがずれている状態を示している。
この状態で、 次のステップでは、 図 4において、 上記第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内において第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bが所定の位置関係となるように 前記位置調整機構 2 2で第 2の電子部品 2 6の位置を調整する。
すなわち、 図 1に示す位置調整機構 2 2を動作させ、 この位置調整機 構 2 2にボンディングツール 2 4を介して保持された第 2の電子部品 2 6を、上記の中心間距離 Ra， Rbに応じて適宜 X方向移動、 Y方向移動、 Θ回転させて、 理想的には一方の位置合わせ穴 2 7 a とァライメントマ ーク 2 8 a との中心を一致させると共に、 他方の位置合わせ穴 2 7 b と ァライメントマーク 2 8 b との中心を一致させて、 両部品を位置合わせ する。
上記第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの所定 間隔 Pと、 第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの 所定間隔 qとは、 図 2 A及び図 2 Bにおいて同一となるようにされてい るが、 現実には加工誤差又は温度条件等により寸法誤差が生じており、 それぞれの中心を一致させることができない場合がある。 そのような場 合は、 図 4において二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bを結ぶ中心線 3 5上で二つのァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bが左右対称の位置とな るように、 第 2の電子部品 2 6を位置調整すればよい。
例えば、 図 5 Aは、 上記寸法誤差により p > qとなっている場合を示 している。 この場合は、 上記中心線 3 5上における左カメラ 2 3 aによ る映像 3 4 a上の位置合わせ穴 2 7 a とァライメントマーク 2 8 a との 中心ずれ量 c と、 右カメラ 2 3 bによる映像 3 4 b上の位置合わせ穴 2 7 b とァライメントマーク 2 8 b との中心ずれ量 dとが等しくなるよう に、 第 2の電子部品 2 6を Y方向移動及ぴ 0回転させると共に、 X方向 移動させて、 二つのァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが左右対称の位 置となるように位置調整して両部品を位置合わせすればよい。
一方、 図 5 Bは、 上記寸法誤差により p < qとなっている場合を示し ている。 この場合は、 上記中心線 3 5上における左カメラ 2 3 aによる 映像 3 4 a上の位置合わせ穴 2 7 a とァライメントマーク 2 8 a との中 心ずれ量 e と、 右力メラ 2 3 bによる映像 3 4 b上の位置合わせ穴 2 7 b とァライメントマーク 2 8 bとの中心ずれ量 f とが等しくなるように 第 2の電子部品 2 6を Y方向移動及び Θ回転させると共に、 X方向移動 させて、 二つのァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが左右対称の位置と なるように位置調整して両部品を位置合わせすればよい。
このように、 第 1の電子部品 2 5の位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内に 第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを導入した状 態でマーク認識装置 2 3の同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行 い、 上記第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内に おいて第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bが所定 の位置関係となるように位置調整機構 2 2で第 2の電子部品 2 6の位置 を調整することにより、 二つの電子部品 2 5， 2 6を位置合わせするこ とができる。
これにより、 位置合わせ対象の二つの電子部品 2 5， 2 6の間にマー ク認識装置 2 3が位置せず、 第 2の電子部品 2 6の位置調整の移動量が 小さいことと、マーク認識装置 2 3の同一視野内で二つの電子部品 2 5， 2 6の画像を得て該両者の位置計測を行い、 画像の認識誤差等が無いこ とから、 上記両部品を例えば 1 μ m以下の高精度に位置合わせすること ができる。
なお、 図 5 A, 図 5 Bに示すように、 二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bを結ぶ中心線 3 5上で二つのァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが 左右対称の位置となるように位置調整するものに限られず、 他の所定の 位置関係に位置調整して両部品を位置合わせしてもよい。
次に、 上述の電子部品位置合わせ方法の関連発明としての電子部品位 置合わせ装置について、 図 6〜図 8を参照して説明する。 この電子部品 位置合わせ装置は、 二つの電子部品の位置合わせ用のマーク手段をマー ク認識装置の同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行うことによつ て、 高精度な位置合わせを可能とするもので、 図 6に示すように、 受け 台 2 1 と、 位置調整機構 2 2と、 マーク認識装置 2 3と、 架台 4 0とを 備えて成る。 なお、 符号 2 5は第 1の電子部品を示し、 符号 2 6は第 2 の電子部品を示している。
まず、 架台 4 0は、 本発明の電子部品位置合わせ装置の主要部を取付 け支持するベースとなるもので、 水平台部材 4 0 a と、 垂直支持部材 4 O bとから成る。 上記垂直支持部材 4 0 bの一側面には、 上下方向のガ イ ド部材 4 1が形成されており、 このガイ ド部材 4 1には、 二つの移動 プロック 4 2 a， 4 2 bが上下移動可能に設けられている。 そして、 上 部の移動ブロック 4 2 aには、 張出しアーム 4 3が水平方向に突出して 取り付けられている。 また、 下部の移動ブロック 4 2 bには、 二つの電 子部品を接合するためのクランプ圧着機構 4 4が取り付けられている。 上記水平台部材 4 0 aには、 図 8に示すように、 マーク認識装置 2 3 の両側方に 2本の縦支持架 4 5， 4 5が立設され、 これらの縦支持架 4 5， 4 5の上端に横支持架 4 6が張設されており、 この横支持架 4 6の 上面に断熱材 4 7を介在させて受け台 2 1が支持されている。 この受け 台 2 1は、 第 1の電子部品 2 5を保持するもので、 図 3に示すと同様に 構成されている。 したがって、 上記横支持架 4 6及び断熱材 4 7には、 上記受け台 2 1に形成された二つの透視孔 3 1 a， 3 1 bの位置に合わ せてそれぞれ貫通孔 4 8 a， 4 8 bが穿設されている。
なお、 上記受け台 2 1に保持される第 1の電子部品 2 5は、 例えば、 プリント基板やガラス基板等の基板であり、 又はインクジェッ トプリン タ等の画像形成装置のプリントへッ ドに用いられるノズル部材などであ り、 図 2 Aに示すように、 シート状の部材の所定位置に所定間隔 pだけ 離して二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bがあけられている。
上記垂直支持部材 4 0 bの一側面に移動プロック 4 2 aを介して上下 移動可能に設けられた張出しアーム 4 3の下面側には、 図 6に示すよう に、 位置調整機構 2 2が支持されている。 この位置調整機構 2 2は、 第 2の電子部品 2 6を保持するもので、 上記受け台 2 1に対向して配置さ れている。
なお、 第 2の電子部品 2 6は、 例えば、 半導体ウェハから切り出した 個々のベアチップであり、 又はィンクジヱッ トプリンタ等の画像形成装 置のプリントへッ ドに用いられる I Cなどであり、図 2 Bに示すように、 チップの所定位置に上記第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの間隔 pに合致させた所定間隔 qで二つのァライメントマ一 ク 2 8 a， 2 8 bが形成されている。
上記位置調整機構 2 2は、 第 2の電子部品 2 6を水平面内で X方向移 動及ぴ Y方向移動並びに 0回転させるようになつており、 図 7に示すよ うに、 1枚おきに第 1のプレート 4 9 iと、 第 2のプレート 4 9 2と、 第 3のプレート 4 9 3とが固定されると共に、それらの間に X方向に移動す る第 1のスライダ 5 0 と、 Y方向に移動する第 2のスライダ 5 0 2と、 Θ方向に回転する第 3のスライダ 5 0 3とが挿入されて、全体として X方 向移動及ぴ Y方向移動並びに Θ回転させる機構とされている。
また、 上記位置調整機構 2 2は、 垂直支持部材 4 0 bの一側面に移動 ブロック 4 2 aを介して上下移動可能に設けられた張出しアーム 4 3の 下面側に支持されていることから、 その全体が垂直面内で Z方向に移動 可能とされており、 上記第 1の電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 とを 接合するようになっている。
この場合、 図 6に示すように、 上記位置調整機構 2 2の下面側にツー ル平行調整機構 5 1及ぴボンディングツール 2 4が設けられ、 このボン デイングツール 2 4に設けられたエア吸着孔 （図示省略） によりエア吸 着されて第 2の電子部品 2 6が保持されるようになつている。
前記受け台 2 1の後方側には、マーク認識装置 2 3が配置されている。 このマーク認識装置 2 3は、 上記第 1の電子部品 2 5の位置合わせ穴 2
7 a , 2 7 b内に第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a， 2
8 を導入した状態で同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行うも ので、 図 8に示すように、 上記受け台 2 1の下方側にて、 第 1の電子部 品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの間隔に合わせて 2台の力 メラ 2 3 a， 2 3 bが水平台部材 4 0 a上に設置されている。
すなわち、 上記力メラ 2 3 a， 2 3 bは、 受け台 2 1に形成された二 つの透視孔 3 1 a， 3 1 bの位置にそれぞれ対応させて設けられている。 これらのカメラ 2 3 a， 2 3 bは、 同軸落射付きの所定倍率 （例えば約 9倍） のレンズと、 ビデオカメラ又は所定の画素密度 （例えば 4 0万画 素程度） の C C Dカメラから成る。
そして、 上記力メラ 2 3 a , 2 3 のレンズは、 所定距離の焦点深度 を有しており、 上記第 1の電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 とは、 そ れぞれの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b とァライメントマーク 2 8 a , 2 8 b とが上記の焦点深度内に位置して保持されるようになっている。 こ のこと力、ら、 上記カメラ 2 3 a， 2 3 bを、 矢印 D， Eのように高さ調 節して第 1の電子部品 2 5に近づけた状態で、 第 1の電子部品 2 5の位 置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b と第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a , 2 8 b とを同時に撮影することができる。
なお、 図 8に示すように、 2台のカメラ 2 3 a， 2 3 bを水平台部材 4 0 a上に設置する部位には、 それぞれ X方向スライダ 5 2 と、 Y方向 スライダ 5 22と、 Z方向スライダ 5 23とを組合せた位置調整テーブル が設けられている。 そして、 この位置調整テーブルにより、 各々のカメ ラ 2 3 a， 2 3 bを X方向移動及ぴ Y方向移動並びに Z方向移動させて、 上記第 1の電子部品 2 5の位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bを視野内にとら えるように初期位置を設定するようになっている。一度、カメラ 2 3 a， 2 3 bの初期位置を設定したら、 後はその位置で固定してもよい。
また、 図 8において、 上記 2台のカメラ 2 3 a， 2 3 bの先端面と横 支持架 4 6 との間には、 所定の間隙が形成されており、 この間隙部に水 平方向のエアーダク ト 5 3が取り付けられている。 このエアーダク ト 5 3は、 カメラ 2 3 a， 2 3 b周辺の熱による空気の対流から引き起こさ れる撮影画像の揺らぎを抑えるために、 上記カメラ 2 3 a， 2 3 b周辺 のエアーを吸引するものである。 このエアーダク ト 5 3によるエアーの 吸引により、 同時にカメラ 2 3 a， 2 3 bの冷却もすることができる。 なお、 カメラ 2 3 a， 2 3 b周辺の環境条件によっては、 上記エアーダ ク ト 5 3から、 冷風を送風するようにしてもよい。
次に、 このように構成された電子部品位置合わせ装置の使用及び動作 について説明する。 この電子部品位置合わせ装置は、 基本的には図 1〜 図 5 Bで説明した電子部品位置合わせ方法の手順と同様に動作する。 まず、 図 1及び図 6において、 第 1の電子部品 2 5を受け台 2 1に保 持すると共に、'第 2の電子部品 2 6を位置調整機構 2 2に保持する。 こ のとき、 図 3に示すように、 上記第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わ せ穴 2 7 a， 2 7 bの軸線と、 第 2の電子部品 2 6の二つのァライメン トマーク 2 8 a， 2 8 bの軸線とが概ね一致しており、 第 1の電子部品 2 5の位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内に、 第 2の電子部品 2 6のァライ メントマーク 2 8 a， 2 8 bが見通せるように導入するのが望ましい。 次に、 上記第 1の電子部品 2 5の位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内に第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを導入した状態 でマーク認識装置 2 3の同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行う。 このとき、 上記カメラ 2 3 a， 2 3 bのレンズは、 所定距離の焦点深度 を有しており、 上記第 1の電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 とは、 そ れぞれの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b とァライメントマーク 2 8 a， 2 8 b とが上記の焦点深度内に位置して保持される。
この状態では、 図 4に示すように、 例えば左カメラ 2 3 aによる映像 3 4 a として、 該左カメラ 2 3 aの視野内に上記第 1の電子部品 2 5の 一方の位置合わせ穴 2 7 a内に第 2の電子部品 2 6の一方のァライメン トマーク 2 8 aを導入した状態の画像が得られ、 右カメラ 2 3 bによる 映像 3 4 b として、 該右カメラ 2 3 bの視野内に上記第 1の電子部品 2 5の他方の位置合わせ穴 2 7 b内に第 2の電子部品 2 6の他方のァライ メントマーク 2 8 bを導入した状態の画像が得られる。
このような撮影画像が得られたところで、 図示外の画像処理装置等で 画像処理を施し、 二つの映像 3 4 a， 3 4 b内で位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心位置と、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの中心位置と を認識し、 一方の位置合わせ穴 2 7 a とァライメントマーク 2 8 a との 中心間距離 R aを算出すると共に、他方の位置合わせ穴 2 7 bとァライメ ントマーク 2 8 bとの中心間距離 R bを算出する。
図 4における位置計測では、 上記位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心 位置と、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの中心位置とがずれている 状態を示している。
次に、 図 4において、 上記第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 b内において第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが所定の位置関係となるように前記位置調整機構 2 2で第 2の電子部品 2 6の位置を調整する。
すなわち、 図 6及び図 7に示す位置調整機構 2 2を動作させ、 図 1の 例で上述した方法と同様に、 この位置調整機構 2 2にボンディングツー ル 2 4を介して保持された第 2の電子部品 2 6を、上記の中心間距離 Ra Rbに応じて適宜 X方向移動、 Y方向移動、 0回転させて、 理想的には一 方の位置合わせ穴 2 7 a とァライメントマーク 2 8 a との中心を一致さ せると共に、 他方の位置合わせ穴 2 7 b とァライメントマーク 2 8 bと の中心を一致させて、 両部品を位置合わせする。
以下、 上述の調整方法と同じ手順であるため、 説明は省略する。
なお、 以上の説明においては、 前記マーク認識装置 2 3は、 図 1及び 図 3並びに図 8に示すように 2台のカメラ 2 3 a， 2 3 bを備えたもの としたが、 本発明はこれに限らず、 第 1 の電子部品 2 5の二つの位置合 わせ穴 2 7 a， 2 7 bの間隔！）に合わせて左右移動可能な 1台のカメラ を備えたものとしてもよい。
また、 前記マーク認識装置 2 3は、 図 9に示すように、 第 1の電子部 品 2 5の二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b の間隔に合わせて配置され た同一の 2個のレンズ 5 4 a， 5 4 b と、 上記 2個のレンズ 5 4 a， 5
4 bから同一の光路長上に設けられた 1台のカメラ 5 5とを備えたもの と してもよい。
上記 2個のレンズ 5 4 a， 5 4 bは、 二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及び二つのァライメ ン トマーク 2 8 a， 2 8 b (図示省略） を撮影 する対物レンズとなるもので、 同一距離の焦点深度を有する。 カメラ 5 5の直前には結像レンズとなる他のレンズ 5 6が設けられており、 上記 2個のレンズ 5 4 a， 5 4 b及び他のレンズ 5 6は、 根元が共通化され た二股形状のレンズ鏡筒 5 7の内部に取り付けられている。
そして、 第 1 のレンズ 5 4 aからカメラ 5 5に至る光軸上には、 第 1 のハーフミラー 5 8 a及ぴ全反射ミラー 5 9並びに第 2のハーフミラー
5 8 bが配置され、 第 2のレンズ 5 4 bからカメラ 5 5に至る光軸上に は、 第 3のハーフミラー 5 8 c及び第 2のハーフミラー 5 8 b (両方の レンズ 5 4 a， 5 4 bに共通） が配置されており、 第 1 のレンズ 5 4 a からカメラ 5 5に至る光路長と、 第 2のレンズ 5 4 bからカメラ 5 5に 至る光路長とは同一とされている。
なお、 上記二股形状のレンズ鏡筒 5 7のうち第 1のレンズ 5 4 a側の レンズ鏡筒 5 7 aの底部には第 1 の照明灯 6 0 aが設けられ、 第 2のレ ンズ 5 4 b側のレンズ鏡筒 5 7 bの底部には第 2の照明灯 6 0 bが設け られており、 それぞれの照明灯 6 0 a， 6 0 bを点灯することにより、 前記二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及び二つのァラィメントマーク 2 8 a , 2 8 b (図示省略） を照明するようになっている。
そして、 このように構成されたマーク認識装置 2 3を使用するには、 第 1又は第 2の照明灯 6 0 a， 6 0 bを切り換えて点灯し、 第 1 のレン ズ 5 4 a側だけで一方の位置合わせ穴 2 7 a及ぴ一方のァライメントマ ーク 2 8 aを同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行い、 又は第 2 のレンズ 5 4 b側だけで他方の位置合わせ穴 2 7 b及び他方のァライメ ン トマーク 2 8 bを同一視野内にとらえて該両者の位置計測を行えばよ レ、。
又は、 第 1及び第 2の照明灯 6 0 a， 6 0 bを同時に点灯し、 第 1の レンズ 5 4 a側及ぴ第 2のレンズ 5 4 b側を通して撮影した左右の映像 が重なっている画像を用いて、 左右の映像を分離して画像処理すること により、 二つの位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及ぴ二つのァライメ ントマ ーク 2 8 a， 2 8 bの位置計測を行えばよい。
或いは、 第 1及ぴ第 2の照明灯 6 0 a， 6 0 bを同時に点灯し、 第 1 のレンズ 5 4 a側及ぴ第 2のレンズ 5 4 b側の視野をそれぞれ半分ずつ マスクして左右の映像を撮影し、 その撮影した左右の映像が重なってい る画像を用いて、 左右の映像を分離して画像処理することにより、 二つ の位置合わせ穴 2 7 a ， 2 7 及び二つのァライメントマーク 2 8 a ， 2 8 の位置計測を行えばよい。
また、 以上の説明においては、 第 1の電子部品 2 5の二つの位置合わ せ穴 2 7 a , 2 7 b及ぴ第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bの平面形状は、 図 2 B及び図 4においては円形としたが、 そ の位置を計測し中心を出し易いものであれば、他の形状であってもよレ、。 さらに、 第 1の電子部品 2 5や第 2の電子部品 2 6は、 基板やチップに 限られず、 他の適宜の電子部品であってもよい。
図 1 0は、 他の実施形態によるァライメントマークの形状を示す平面 図である。 なお、 上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号 を付して説明を省略する。
上記ァライメントマーク 2 8 a ， 2 8 bは、 図 3に示すように外径の 直径が 3 0 μ m程度で内径の直径が 1 5 μ m程度の大小二つの円を同心 円状に配置して形成したものであり、 例えば、 アルミニウムの薄膜で形 成した大円 Lの中心部をエッチングして小円 Sを形成したものである。 ここで、 大円 Lは、 大きさの異なる複数の位置合わせ標示部を同心状に 配置した多角形状のァラィメントマークのうち大きい位置合わせ標示部 を示し、 小円 Sは、 上記ァライメントマークのうち小さい位置合わせ標 示部を示す。
上記ァライメントマーク 2 8 a ， 2 8 bは、 具体的には、 図 1 1に示 すよう ίこ、 シリ ン基板 7 1上 ίこ M O S (Metal Oxi de Semiconductor) 型トランジスタ 7 2， 7 3と、 1層目配線パターン 7 4と、 ヒータ 3 0 とを層間絶縁膜 7 5を介して順次積層して形成したチップの表層部に、 電源用配線パターン 7 6、 及ぴアース用配線パターン 7 7、 並びに M O S型ドライパートランジスタ 7 3をヒータ 3 0に接続する配線パターン 7 8の 2層目配線パターンを形成する際に、 同時にトランジスタ等の回 路形成領域外にアルミニウムの薄膜をエッチングして形成される。
上述のように、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを大円 Lと小円 S の 2重円としたのは、 次の理由によるものである。 一般に、 画像処理の 分解能は、 認識画像の周囲長に正の相関をもつ。 従って、 周囲長の長い 大円 Lの方が、 位置合わせ精度が高くなる長所を有する。 しかし、 円形 状が大きくなると、 第 1の電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 とをそれ ぞれ所定位置に搭載した予備位置決め段階で、 ァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bの大円 Lの全体像が位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内部に捕ら えられる確立が低くなり、 予備位置決めに要求される精度が厳しくなる という欠点を有する。 一方、 周囲長の短い小円 Sは、 画像処理の分解能 が低く位置合わせ精度は低くなるが、 円形状が小さいために予備位置決 め段階で小円 Sの全体像が位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの内部に捕らえ られる確立が高いという長所を有する。 そこで、 大円 Lと小円 Sそれぞ れの長所を取り入れて 2重円としたものである。
より具体的には、 例えば、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bを φ 6 0 / ΐη とし、 ァライメントマークが φ 2 0 μ mの一つの円で形成されていると すると、 上記予備位置決めに要求される精度は、 上記位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 b及びァライメントマークの中心間距離で土 2 0 μ πι以内とな る。 そして、 このときの画像処理精度は、 各マーク手段の周囲長の平方 根に比例するものと考えられ、 上述の場合の画像処理精度比は、 1 3. 7 : 7. 9と予想される。
一方、 本発明におけるァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを大円 が 3 0 m 小円 Sが φ ΐ δ /ζ πιの同心 2重円とすると、 予備位置決め 精度は、 上記ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの小円 Sと位置合わせ 穴 2 7 a , 2 7 bの中心間距離で ± 2 2. 5 m以内となり、 上述のァ ライメントマークを一つの円で形成した場合に比べて緩和される。また、 画像処理精度は、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの大円 Lと位置合 わせ穴 2 7 a， 2 7 b との周囲長の平方根の比で決まるため、 その画像 処理精度比は、 1 3. 7 : 1 1 . 9となり、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及ぴァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの位置合わせ精度が大きく改 善されることになる。
したがって、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを 2重円に形成する ことにより、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内部にァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bの小円 Sの全体像を高い確立で捕らえることができる。 ま た、 この小円 Sを用いて大円 Lの全体像が位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b 内部に捕らえられるように粗調整し、 その結果、 大円 Lの全体画像が捕 らえられた場合には、 この大円 Lまたは大小双方の円 L， Sを用いて微 調整をすることにより、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bに対するァライメ ントマーク 2 8 a， 2 8 の位置合わせを高精度に行うことができる。 こう して、 マーク認識装置 2 3において、 第 1の電子部品 2 5の位置 合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及ぴ第 2の電子部品 2 6のァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bの双方の画像が認識されると、 図 1 2に示す処理手順に 従い位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及ぴァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの位置合わせが行われる。
先ず、 ステップ S 1においては、 マーク認識装置 2 3により上記位置 合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及ぴァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの画像 が取り込まれる。 そして、 ステップ S 2で、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内部に、ァライメントマーク 2 8 a , 2 8 bの小円 Sがサーチされる。 ここで、 第 2の電子部品 2 6の上記ボンディングツール 2 4に対する取 り付け精度不良ゃァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの欠損等により位 置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内部に小円 Sの全体像が認識されない場合は、 処理エラー （ステップ S 3 ) となり位置合わせの段階は終了する。 そして、 図 1に示す位置調整機構 2 2は上昇し、 図 3に示すようにポ ンディングツール 2 4の下面側にチップ受渡しギヤップ rを形成して新 しい第 2の電子部品 2 6と交換される。 なお、 ステップ S 2において、 小円 Sのサーチは上述のような自動サーチではなく、 位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 b内部に小円 Sの画像を目視観察しながら手動で行ってもよレ、。
—方、 ステップ S 2で、 図 1 3 Aに示すように、 小円 Sの全体像が認 識された場合には、 ステップ S 4に進んで、 該小円 Sの画像に基づいて 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心位置に対する小円 Sの位置補正量が 計測される。
そして、 図 1に示す位置調整機構 2 2の駆動によって、 第 2の電子部 品 2 6が X方向、 Y方向に移動されまたは Θ回転され、 ァライメントマ ーク 2 8 a， 2 8 bの小円 Sが位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心 Oに 向けて、 矢印 A方向に引き込まれる （図 1 3 A参照） 。 これにより、 第 1及び第 2の電子部品 2 5， 2 6が粗調整される （図 1 3 B参照） 。 次に、 ステップ S 5においてァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの大 円 Lがサーチされる。ここで、大円 Lの全体像が認識できなかった場合、 例えば、 ステップ S 2で認識された小円 Sの画像がゴミを誤認したもの であった場合や、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの形成誤差で大円 Lと小円 Sの中心位置がずれているために、 ステップ S 4における小円 Sの引き込み操作にも係わらず大円 Lの一部が位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 の影に隠れて欠けており円と認識されなかった場合、 またはシステ ムノイズ等により大円 Lを円と認識できなかった場合には処理エラー
(ステップ S 6 ) となり、 位置合わせの段階は終了する。
そして、 図 1に示す位置調整機構 2 2は上昇し、 図 3に示すようにボン ディングツール 2 4の下面側にチップ受渡しギャップ rを形成して新し い第 2の電子部品 2 6 と交換される。 また、 ステップ S 5において、 図 1 3 Bに示すように、 ァライメント マーク 2 8 a， 2 8 bの大円 Lの全体像が認識された場合には、 ステツ プ S 7に進んで、 認識されたァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bは 2重 円を構成しているか否かが判断される。 ここで、 2重円の判断は、 大円 Lと小円 Sの中心が略一致し同心円を形成しているか否かを基準に行わ れる。 ステップ S 7で 2重円でないと判断された場合、 即ち、 上述した ように、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの形成誤差により大円 Lと 小円 Sの中心位置がずれている場合には処理エラー （ステップ S 8 ) と なり、 位置合わせの段階は終了し、 前述と同様にして新しい第 2の電子 部品 2 6 と交換される。
一方、 ステップ S 7で、 画像認識されたァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが 2重円であると判断された場合は、 ステップ S 9に進んで、 位 置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b とァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの中心 間距離を計測して位置捕正量が求められる。例えば、この位置補正量は、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの大円 Lに基づいて計測されたもの や、 または大円 L及び小円 Sに基づくそれぞれの補正量の平均値、 ある いは大円 L及ぴ小円 Sの大きさを按分しその割合に応じて重み付けして 得られた捕正量である。
位置補正量が計測されると、 上記位置調整機構 2 2の駆動によって、 第 2の電子部品 2 6が X方向、 Y方向に移動されまたは 0回転され、 了 ライメントマーク 2 8 a， 2 8 bが位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心 Oに向けて、 矢印 B方向に引き込まれる （図 1 3 B参照） 。
これにより、 第 1及び第 2の電子部品 2 5， 2 6が微調整され、 位置 合わせ穴 2 7 a， 2 7 bとァライメントマーク 2 8 a， 2 8 b との中心 位置が一致するように位置合わせがされる （図 1 3 C参照） 。 なお、 各 マーク手段の形成誤差や二つの電子部品の熱膨張の差等により、 図 2 A 及び図 2 Bに示す位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの間隔 p とァライメント マーク 2 8 a、 2 8 bの間隔 qとが一致していない場合は、 位置合わせ 穴 2 7 a， 2 7 bとァライメントマーク 2 8 a， 2 8 b とが位置合わせ 穴 2 7 a， 2 7 bを結ぶ中心線上で左右対称関係に位置決めされる。
こう して第 1及び第 2の電子部品 2 5， 2 6の位置合わせの微調整が 終了すると、 ステップ S 1 0に進んで、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b と ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの中心位置ずれ量が規定値内にある か否かが判定される。 ここで、 両者の位置ずれ量が規定値内にあれば位 置合わせは終了する （ステップ S 1 1 ) 。 また、 両者の位置ずれ量が規 定値内にない場合は、 ステップ S 1〜 S 1 0が繰り返されて位置合わせ が行われる。
上述の処理手順に従って位置合わせが終了すると、 図 1に示す位置調 整機構 2 2がゆっく り と下降し、 第 1の電子部品 2 5 と第 2の電子部品 2 6 とが組立てられる。 そして、 受け台 2 1及ぴボンディングツール 2 4に備えた加熱部が加熱され、 第 2の電子部品 2 6の接合面に設けられ たドライフィルムレジス ト 3 2を介して第 1の電子部品 2 5及び第 2の 電子部品 2 6が接合される。
このような電子部品位置合わせ方法によれば、 ァライメントマーク 2 8 a , 2 8 を大小の 2重円として形成しているので、 第 1の電子部品 2 5と第 2の電子部品 2 6 との予備位置決め段階において、 位置合わせ 穴 2 7 a， 2 7 b内部にァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bの小円 Sの 全体像を捕らえ易くなり、 予備位置決め精度を緩和することができる。 したがって、 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内部に捕らえられた上記小円 Sを用いて位置補正量を計測し、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを 位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bに対して粗調整することによって、 ァライ メントマーク 2 8 a， 2 8 bの大円 Lの全体像を位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b内部に容易に引き込むことができる。 これにより、 この大円 ま たは大小双方の円 L， Sを用いて位置合わせ穴 2 7 a， 2 7 bの中心に 対しァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを位置合わせするための位置補 正量を計測し、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを位置合わせ穴 2 7 a , 2 7 bに対して微調整することによって第 1及び第 2の電子部品 2 5， 2 6を高精度に位置合わせすることができる。
また、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bを 2重円に形成しているた め、 ゴミを小円 Sと誤認した場合でも、 小円 Sの外周に大円 Lが発見で きないときはその誤認を訂正することができ、 ァライメントマークの認 識精度を向上することができる。
なお、 ァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bは、 上述の 2重円に限られ ず、 三つ以上の円を同心円状に配置したものであってもよい。 また、 位 置合わせ穴 2 7 a， 2 7 b及びァライメントマーク 2 8 a， 2 8 bは、 円形状に限られず、 四角形状や三角形状等であってもかまわない。 ただ し、 これらマーク手段は、 その向きに関係なくマーク認識装置 2 3で撮 影されるデジタル画像のエッジノイズが同じとなる点で円形状がより好 ましい。 産業上の利用可能性
例えば、 板状またはシート状の基板に対してチップ部材を位置合わせ して組立てるボンディング装置に利用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 所定位置に所定間隔だけ離して二つの位置合わせ穴があけられた 第 1 の電子部品を受け台に保持すると共に、 所定位置に上記二つの位置 合わせ穴の間隔に合致させて二つのァライメントマークが形成された第 2の電子部品を位置調整機構に保持するステップと、
上記第 1の電子部品の位置合わせ穴内に第 2の電子部品のァライメン トマークを導入した状態でマーク認識装置の同一視野内にとらえて該両 者の位置計測を行うステップと、
上記第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴内において第 2の電子部品 のァライメントマークが所定の位置関係となるように上記位置調整機構 で第 2の電子部品の位置を調整するステップと、
を行い上記両部品を位置合わせすることを特徴とする電子部品位置 合わせ方法。
2 . 上記第 1 の電子部品と第 2の電子部品とは、 それぞれの位置合わ せ穴とァライメ ン トマークとが上記マーク認識装置のレンズの焦点深度 内に位置して保持されることを特徴とする請求項 1記載の電子部品位置 合わせ方法。
3 . 上記位置調整機構は、 第 2の電子部品を水平面内で X方向移動及 び Y方向移動並びに 0回転させることを特徴とする請求項 1記載の電子 部品位置合わせ方法。
4 . 上記位置調整機構の全体が垂直面内で Z方向に移動可能とされて おり、 上記第 1 の電子部品と第 2の電子部品とを接合することを特徴と する請求項 3記載の電子部品位置合わせ方法。
5 . 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴の 間隔に合わせて 2台のカメラが備えられていることを特徴とする請求項 1記載の電子部品位置合わせ方法。
6 . 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴の 間隔に合わせて左右移動可能な 1台のカメラが備えられていることを特 徴とする請求項 1記載の電子部品位置合わせ方法。
7 . 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴の 間隔に合わせて配置された同一の 2個のレンズと、 上記 2個のレンズか ら同一の光路長上に設けられた 1台のカメラとが備えられていることを 特徴とする請求項 1記載の電子部品位置合わせ方法。
8 . 所定位置に所定間隔だけ離して二つの位置合わせ穴があけられた 第 1 の電子部品を保持する受け台と、
この受け台に対向して配置され、 所定位置に上記二つの位置合わせ穴 の間隔に合致させて二つのァラィメントマークが形成された第 2の電子 部品を保持する位置調整機構と、
上記受け台の後方側に配置され、 上記第 1の電子部品の位置合わせ穴 内に第 2の電子部品のァライメントマークを導入した状態で同一視野内 にとらえて該両者の位置計測を行うマーク認識装置と、
を備え、 上記マーク認識装置で位置計測した画像を利用し、 上記第 1 の電子部品の二つの位置合わせ穴内において第 2の電子部品のァライメ ントマークが所定の位置関係となるように上記位置調整機構で第 2の電 子部品の位置を調整して、 上記両部品を位置合わせすることを特徴とす る電子部品位置合わせ装置。
9 . 上記第 1の電子部品と第 2の電子部品とは、 それぞれの位置合わ せ穴とァライメン トマークとが上記マーク認識装置のレンズの焦点深度 内に位置して保持されるものであることを特徴とする請求項 8記載の電 子部品位置合わせ装置。
1 0 . 上記位置調整機構は、 第 2の電子部品を水平面内で X方向移動 及び Y方向移動並びに 0回転させるものであることを特徴とする請求項 8記載の電子部品位置合わせ装置。
1 1 . 上記位置調整機構の全体が垂直面内で ζ方向に移動可能とされ ており、 上記第 1の電子部品と第 2の電子部品とを接合するものである ことを特徴とする請求項 1 0記載の電子部品位置合わせ装置。
1 2 . 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて 2台のカメラを備えていることを特徴とする請求項 8 記載の電子部品位置合わせ装置。
1 3 . 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて左右移動可能な 1台のカメラを備えていることを特徴 とする請求項 8記載の電子部品位置合わせ装置。
1 4 . 上記マーク認識装置は、 第 1の電子部品の二つの位置合わせ穴 の間隔に合わせて配置された同一の 2個のレンズと、 上記 2個のレンズ から同一の光路長上に設けられた 1台のカメラとを備えていることを特 徴とする請求項 8記載の電子部品位置合わせ装置。
1 5 . —対の位置合わせ穴を所定位置に所定間隔だけ離.して形成した 第 1の電子部品と、 大きさの異なる複数の位置合わせ標示部を同心状に 配置した円又は多角形状のァライメントマークを前記位置合わせ穴に合 致して形成した第 2の電子部品とを相対して配置するステップと、 前記位置合わせ穴内部に前記ァライメントマークの小さい位置合わせ 標示部の全体像を捕らえ、 該小さい位置合わせ標示部を用いて前記ァラ ィメントマークの大きい位置合わせ標示部の全体像が前記位置合わせ穴 内部に捕らえられるように第 1及び第 2の電子部品を粗調整するステツ プと、
前記大きい位置合わせ標示部または大小双方の位置合わせ標示部によ り、 前記位置合わせ穴の中心に対しァライメントマークを位置合わせす るための位置補正量を計測するステップと、
該位置補正量分だけ前記第 2の電子部品を相対的に移動して前記第 1 及び第 2の電子部品を微調整して位置合わせをするステップと、
を実行することを特徴とする電子部品位置合わせ方法。
1 6 . 前記ァライメントマークは、 大きさの異なる複数の円を同心円 状に配置して形成されたものであることを特徴とする請求項 1 5記載の 電子部品位置合わせ方法。
1 7 . 前記ァライメントマークは、 2重円であることを特徴とする請 求項 1 6記載の電子部品位置合わせ方法。
1 8 . 前記第 1の電子部品は、 画像形成装置のプリントヘッ ドのノズ ル部材であり、 前記第 2の電子部品は、 前記プリントヘッ ドのチップで あることを特徴とする請求項 1 5記載の電子部品位置合わせ方法。
1 9 . 前記チップは、 基板上に回路を形成して作製される際に、 該回 路形成領域外に前記ァライメントマークを形成したものであることを特 徴とする請求項 1 8記載の電子部品位置合わせ方法。
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