(57)【要約】【課題】フェイスダウン実装における接合荷重への対応を図りつつ、フェイスアップ実装での実装精度を向上させた電子部品の実装装置を提供する。【解決手段】実施形態の実装装置１は、部品供給部１０と、実装領域を有する基板Ｗが載置される基板ステージ４１と、電子部品を保持して実装領域に実装する実装ヘッド５６、および実装ヘッド５６を移動可能に支持する支持フレーム５１とを備える実装部５０と、電子部品が載置される中間ステージ３１と、部品供給部１０から受け取った電子部品を中間ステージ３１上に載置する、または受け取った電子部品を上下反転させる移載ノズル２４と、中間ステージ３１上の電子部品の位置を認識する認識部３４とを具備する。認識部３４と中間ステージ３１上の電子部品の認識位置は、支持フレーム５１の下方に配置および設定されている。【選択図】図２
2020074483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を供給する部品供給部と、
前記電子部品が実装される複数の実装領域を有する基板が載置される基板ステージと、前記基板ステージを移動させる基板ステージ移動機構とを備える基板ステージ部と、
前記電子部品を保持して前記基板の前記実装領域に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを前記電子部品の第１の受け渡し位置と前記電子部品の実装位置との間で移動可能に支持する支持フレームを有する実装ヘッド移動機構とを備える実装部と、
前記電子部品が載置される中間ステージと、前記中間ステージを前記電子部品の第２の受け渡し位置と前記実装ヘッドへ前記電子部品を受け渡す前記第１の受け渡し位置と前記支持フレームの下方に設定された前記電子部品の認識位置との間で移動させる中間ステージ移動機構とを備える中間ステージ部と、
前記部品供給部から前記電子部品を受け取り、前記受け取った電子部品を前記第２の受け渡し位置に位置する前記中間ステージ上に載置する、または前記受け取った電子部品を上下反転させる移載ノズルと、前記移載ノズルを前記部品供給部からの前記電子部品の受け取り位置と前記中間ステージへ前記電子部品を受け渡す前記第２の受け渡し位置との間、または前記電子部品の受け取り位置と前記実装ヘッドへ前記電子部品を受け渡す前記第１の受け渡し位置との間で移動させる移載ノズル移動機構とを備える移載部と、
前記支持フレームの下方に配置され、前記認識位置に位置する前記中間ステージ上に載置された前記電子部品の位置を上方から認識する第１の認識部と、
前記実装位置に位置する前記実装ヘッドに保持された前記電子部品の位置を下方から認識する第２の認識部と、
前記基板ステージ上の前記基板の位置を認識する第３の認識部と、
前記第１の認識部または前記第２の認識部により認識した前記電子部品の位置データと、前記第３の認識部により認識した前記基板の位置データとに基づいて、前記基板ステージと前記実装ヘッドの移動を制御する制御部と
を具備する電子部品の実装装置。
【請求項２】
前記中間ステージは、前記実装ヘッドが前記上下反転させた移載ノズルから前記電子部品を受け取る際に、前記認識位置に退避する、請求項１に記載の実装装置。
【請求項３】
前記部品供給部は、前記電子部品の電極形成面を上方に向けた状態で配列された前記電子部品を有し、
前記移載ノズルは、前記電子部品の前記電極形成面を保持し、前記保持した電子部品を前記中間ステージ上に前記電極形成面を上方に向けた状態で載置する、または前記保持した電子部品を前記電極形成面が下方を向くように上下反転させる、請求項１または請求項２に記載の実装装置。
【請求項４】
前記実装ヘッドは、前記中間ステージ上に前記電極形成面を上方に向けた状態で載置された前記電子部品、または前記移載ノズルに前記電極形成面を下方に向けた状態で保持された前記電子部品を前記第１の受け渡し位置で受け取り、前記受け取った電子部品を前記実装位置で前記基板の前記実装領域に実装する、請求項３に記載の実装装置。
【請求項５】
さらに、前記部品供給部の第１の側方に配置された第１のユニット、前記部品供給部を介して前記第１の側方と対向する第２の側方に配置された第２のユニットとを備え、
前記第１および第２のユニットは、それぞれ、前記基板ステージ部、前記実装部、前記中間ステージ部、前記移載部、前記第１の認識部、前記第２の認識部、および前記第３の認識部を具備する、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子部品の実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップをリードフレームや配線基板、インターポーザ基板等の基板上に実装する方式としては、半導体チップの電極が形成された面（電極形成面）を上方に向けた状態で実装するフェイスアップ方式と、電極形成面を下方に向けた状態で実装するフェイスダウン方式とが知られている。フェイスアップ方式は、基板上の半導体チップの実装領域に、ペースト状やフィルム状の接着剤を介して半導体チップを加圧実装する方式であり、この方式に用いられる実装装置は一般的にダイボンディング装置と呼ばれている。一方、フェイスダウン方式は、基板上の半導体チップの実装領域内に形成された端子上に、半導体チップの電極を直接接合して実装する方式であり、この方式に用いられる実装装置は一般的にフリップチップボンディング装置と呼ばれている。
【０００３】
半導体チップは、ウエーハ状態で電極形成面とは反対側の面がウエーハシートに貼付された状態で個片化されるため、電極形成面がフェイスアップの状態で供給される。そこで、ダイボンディング装置では、ウエーハシートからピックアップヘッドを用いて半導体チップの電極形成面を吸着保持して半導体チップを取り出し、中間ステージ上に載置した後、中間ステージ上に載置された半導体チップを実装ヘッドで電極形成面を吸着保持して受け取り、基板の実装領域に実装するようにしている（例えば、特許文献１参照）。フリップチップボンディング装置では、ウエーハシート上からピックアップヘッドを用いて半導体チップの電極形成面を吸着保持して取り出した後、ピックアップヘッドを上下に反転させることで半導体チップの電極形成面を下向きにし、この状態で実装ヘッドにより半導体チップの裏面（電極形成面とは反対側の面）を吸着保持して受け取り、基板の実装領域に実装するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上述したように、半導体チップはフェイスアップ状態で供給されるため、フェイスアップ方式とフェイスダウン方式とでは、それぞれ異なる構成の専用の装置を用いて実装が行われている。ところで、それぞれの方式で専用の装置を設けることは、汎用性に欠けるものとなる。そこで、同一の装置でフェイスアップ方式の実装とフェイスダウン方式の実装が行なえるようにした実装装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。このような実装装置は、上下に反転可能なピックアップヘッドと、中間ステージと、実装ヘッドとを備えている。フェイスアップ方式の実装では、ウエーハシートからピックアップヘッドで吸着して取り出した半導体チップを、そのままの姿勢で中間ステージ上に載置し、中間ステージ上に載置された半導体チップを上方に配置されたカメラで位置認識した後、実装ヘッドで吸着して受け取り、認識結果に基づいて半導体チップを基板に実装する。フェイスダウン方式の実装では、ウエーハシートから半導体チップをピックアップヘッドで吸着して取り出した後、ピックアップヘッドを上下に反転させ、表裏反転された半導体チップを実装ヘッドで吸着して受け取り、実装ヘッドに吸着された半導体チップを下方に配置されたカメラで位置認識し、認識結果に基づいて半導体チップを基板に実装する。
【０００５】
このような実装装置によれば、必要に応じてフェイスアップ方式の実装とフェイスダウン方式の実装とを使い分けることができるので、汎用性が向上する。しかしながら、近年の半導体チップの高機能化等によって、兼用機ならではの問題が生じている。フェイスダウン方式での接合は、例えば半導体チップの電極に形成された金や半田等のバンプを基板に形成された端子に加熱加圧して共晶接合させることにより行われる。共晶接合における加圧は、１つのバンプ当たりに対して０．数ニュートン［Ｎ］の荷重を付与する必要がある。従って、半導体チップに付与する荷重は、１つのバンプ当たりに必要な荷重×バンプ数分となる。近年の半導体チップでは、高密度化と高機能化に伴って、電極の数は数百にのぼり、半導体チップに付与する荷重は数百ニュートンという高荷重となっている。具体的には、１つのバンプ当たりに必要な荷重が０．５Ｎで、バンプ数が４００個であった場合、半導体チップに付与する荷重は２００Ｎ（約２０ｋｇ）となる。
【０００６】
上記したような高荷重に対応する実装装置は、高荷重に耐えうる頑丈な構成と大きな加圧機構を設けた実装ヘッドを備える必要がある。すなわち、実装ヘッドは、剛性を高くするために各構成部品が重厚なものとなり、さらに荷重を付与する加圧装置は、大きな加圧力を作用させるために駆動源が大型化し、やはり剛性を高くするために構成部品が重厚なものとなる。このため、実装ヘッドは、特にその高さ方向の寸法が、付与する荷重が数ニュートン程度の実装ヘッドに比べ、格段に大きなものとなってしまう。一方、フェイスアップ方式では、接着剤を介して半導体チップを実装するため、実装に必要な荷重は数十グラム〜数百グラム（０．数ニュートン〜数ニュートン）程度である。しかし、フェイスアップ方式とフェイスダウン方式を兼用する実装装置では、大きな荷重を必要としないフェイスアップ方式の実装のときでも大型の実装ヘッドを用いることになる。
【０００７】
フェイスアップ方式の実装では、ウエーハシートから取り出した半導体チップを中間ステージ上に載置し、中間ステージ上の半導体チップの位置を、その上方に配置したカメラを用いて認識する。ところが、大型で高さ方向の寸法が大きい実装ヘッドを用いた場合、この実装ヘッドとの干渉を避けるために、カメラは実装ヘッドの移動領域よりも高い位置に配置しなければならず、カメラの配置高さが高くなる。カメラと撮像対象である半導体チップとの距離が遠くなると、その分だけカメラと半導体チップとの間の空気層の厚みが厚くなる。空気層の厚みが厚くなると、空気の揺らぎにより、撮像画像にゆがみやブレが生じやすくなる。基板を載置するステージが加熱用のヒータを備えている場合、この影響がより顕著に表れる。このような空気の揺らぎの影響を受けた撮像画像を用いて認識された半導体チップの位置は、精度が悪いものとなり、その結果として実装精度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５０３０８４３号
【特許文献２】特許第４７１３５９６号
【特許文献３】特開２０１０−０１６２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、フェイスダウン方式における接合荷重への対応を図りつつ、フェイスアップ方式での実装精度を向上させることを可能にした、フェイスアップおよびフェイスダウン兼用の電子部品の実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の電子部品の実装装置は、電子部品を供給する部品供給部と、前記電子部品が実装される複数の実装領域を有する基板が載置される基板ステージと、前記基板ステージを移動させる基板ステージ移動機構とを備える基板ステージ部と、前記電子部品を保持して前記基板の前記実装領域に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを前記電子部品の第１の受け渡し位置と前記電子部品の実装位置との間で移動可能に支持する支持フレームを有する実装ヘッド移動機構とを備える実装部と、前記電子部品が載置される中間ステージと、前記中間ステージを前記電子部品の第２の受け渡し位置と前記実装ヘッドへ前記電子部品を受け渡す前記第１の受け渡し位置と前記支持フレームの下方に設定された前記電子部品の認識位置との間で移動させる中間ステージ移動機構とを備える中間ステージ部と、前記部品供給部から前記電子部品を受け取り、前記受け取った電子部品を前記第２の受け渡し位置に位置する前記中間ステージ上に載置する、または前記受け取った電子部品を上下反転させる移載ノズルと、前記移載ノズルを前記部品供給部からの前記電子部品の受け取り位置と前記中間ステージへ前記電子部品を受け渡す前記第２の受け渡し位置との間、または前記電子部品の受け取り位置と前記実装ヘッドへ前記電子部品を受け渡す前記第１の受け渡し位置との間で移動させる移載ノズル移動機構とを備える移載部と、前記支持フレームの下方に配置され、前記認識位置に位置する前記中間ステージ上に載置された前記電子部品の位置を上方から認識する第１の認識部と、前記実装位置に位置する前記実装ヘッドに保持された前記電子部品の位置を下方から認識する第２の認識部と、前記基板ステージ上の前記基板の位置を認識する第３の認識部と、前記第１の認識部または前記第２の認識部により認識した前記電子部品の位置データと、前記第３の認識部により認識した前記基板の位置データとに基づいて、前記基板ステージと前記実装ヘッドの移動を制御する制御部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の実装装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す実装装置の移載部を除く左側ユニットを示す部分正面図である。
【図３】図１に示す実装装置の移載部および中間ステージ部を除く左側ユニットを示す部分正面図である。
【図４】図１に示す実装装置の部品供給部と左側ユニットとを示す斜視図である。
【図５】実施形態の実装装置を示すブロック図である。
【図６】実施形態の実装装置に半導体チップを供給するウエーハリングを示す図であって、（Ａ）はウエーハリングの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図７】図１に示す実装装置を用いたフェイスアップ実装における半導体チップの移載工程を示す斜視図である。
【図８】図１に示す実装装置を用いたフェイスアップ実装における半導体チップの移載工程を示す平面図である。
【図９】図１に示す実装装置を用いたフェイスアップ実装における半導体チップの認識工程を示す平面図である。
【図１０】図１に示す実装装置を用いたフェイスアップ実装における半導体チップの受け渡し程を示す平面図である。
【図１１】図１に示す実装装置を用いたフェイスアップ実装における半導体チップの実装工程を示す平面図である。
【図１２】図１に示す実装装置を用いたフェイスダウン実装における半導体チップの受け渡し工程を示す斜視図である。
【図１３】図１に示す実装装置を用いたフェイスダウン実装における半導体チップの受け渡し工程を示す平面図である。
【図１４】図１に示す実装装置を用いたフェイスダウン実装における半導体チップの受け渡し工程を示す平面図である。
【図１５】図１に示す実装装置を用いたフェイスダウン実装における半導体チップの認識および実装工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態の電子部品の実装装置について、図面を参照して説明する。図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各部の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。説明中における上下の方向を示す用語は、特に明記が無い場合には後述する基板の電子部品の実装面を上とした場合の相対的な方向を示し、左右の方向を示す用語は、特に明記が無い場合には図１の平面図の装置左右方向を基準とした方向を示す。
【００１３】
［実装装置の構成］
図１は実施形態による電子部品の実装装置の構成を示す平面図、図２は図１に示す実装装置の移載部を除く左側ユニットを示す部分正面図、図３は図１に示す実装装置の移載部および中間ステージ部を除く左側ユニットを示す部分正面図、図４は図１に示す実装装置の部品供給部と左側ユニットとを示す斜視図である。図２、図３、および図４は、実装装置１の部品供給部１０の左右に配置された左側ユニットＡと右側ユニットＢのうち、右側ユニットＢの図示を省略している。図２および図３において、左側ユニットＡの中間ステージ部３０Ａや基板ステージ部４０等を図示するために、実装部５０Ａの支持フレームを一部切断した状態で示している。図５は実施形態による実装装置の構成を示すブロック図である。図６は電子部品としての半導体チップを供給するウエーハリングを示す図である。これらの図において、実装装置１に対して左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、上下方向をＺ方向とする。
【００１４】
図１ないし図６に示す実装装置１は、半導体チップｔをその電極形成面を上方に向けた状態（フェイスアップ状態）で基板Ｗに実装するフェイスアップ方式と、半導体チップｔをその電極形成面を下方に向けた状態（フェイスダウン状態）で基板Ｗに実装するフェイスダウン方式とを兼用することを可能にした実装装置である。実装装置１は、半導体チップｔ等の電子部品を供給する部品供給部１０と、部品供給部１０の一方の側方（左側）に配置された左側ユニット（第１のユニット）Ａと、部品供給部１０の他方の側方（右側）に配置された右側ユニット（第２のユニット）Ｂを備えている。左側ユニットＡおよび右側ユニットＢは、部品供給部１０を介して左右反転された状態で配置されていることを除いて、基本的に同一構成および同一機能を有している。以下では、各ユニットＡ、Ｂの構成に関して、各図を参照して左側ユニットＡの構成部を主として説明する。
【００１５】
左側ユニットＡおよび右側ユニットＢは、それぞれ、部品供給部１０から半導体チップｔを取り出す移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）と、移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）が取り出した半導体チップｔが移載される中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）と、基板Ｗが配置される基板ステージ部４０（４０Ａ、４０Ｂ）と、中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）に移載された半導体チップｔ、または移載部２０により取り出された半導体チップｔを受け取って基板Ｗ上に実装する実装部５０（５０Ａ、５０Ｂ）と、各部の動作を制御する制御部６０とを備えている。
【００１６】
部品供給部１０は、半導体チップｔ毎に個片化された半導体ウエーハＴが貼着された樹脂シートＳを保持するウエーハリング１１（図６）と、ウエーハリング１１を着脱自在に保持し、不図示のＸＹ移動装置によりＸＹ方向に移動可能とされたウエーハリングホルダ１２と、移載部２０により半導体チップｔを取り出すときに、取り出される半導体チップｔをウエーハリング１１の下側から突き上げる突き上げ機構（不図示）とを備えている。突き上げ機構は、移載部２０による半導体チップｔの取り出しポジションＰ１に固定的に設けられている。ウエーハリング１１上の各半導体チップｔは、取り出しポジションＰ１に順次位置付けられるようになっている。
【００１７】
部品供給部１０は、さらに不図示のウエーハリング１１の交換装置を備えている。交換装置は、実装装置１の前面側に設けられた収納部（ウエーハリング１１を収容する溝部を上下方向に複数備えたもの、マガジンとも言う。）と、ウエーハリング搬送部とを備えている。交換装置は、ウエーハリングホルダ１２上に未使用のウエーハリング１１を供給し、半導体チップｔの取り出しが完了したウエーハリング１１を収納部に収納し、新たなウエーハリング１１をウエーハリングホルダ１２に供給する。基板Ｗに実装される電子部品は、１種類の半導体チップｔに限られるものではなく、複数種類の半導体チップ、さらには半導体チップとダイオードやコンデンサ等であってもよい。
【００１８】
移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）は、部品供給部１０から半導体チップｔを取り出し、フェイスアップ方式の実装の場合に取り出した半導体チップｔを中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）に移載させる機能と、フェイスダウン方式の実装の場合に取り出した半導体チップｔを上下反転させて実装部５０（５０Ａ、５０Ｂ）に受け渡す機能とを有している。フェイスアップ方式およびフェイスダウン方式の実装については、後に詳述する。
【００１９】
左側ユニットＡの移載部２０Ａは、Ｚ方向への昇降装置２１と、昇降装置２１にＸ方向に移動可能に支持されたアーム体２２と、アーム体２２の先端側に設けられた反転機構２３と、反転機構２３に設けられた吸着ノズル（移載ノズル）２４とを備えている。吸着ノズル２４は、部品供給部１０における半導体チップｔの取り出しポジションＰ１と中間ステージ部３０Ａへの半導体チップｔの受け渡しポジションＰ２との間、または半導体チップｔの取り出しポジションＰ１と実装部５０Ａへの半導体チップｔの受け渡しポジションＰ３との間を移動可能に構成されている。
【００２０】
反転機構２３は、Ｙ方向に延びる回転軸がアーム体２２を貫通して設けられた回転駆動部２５と、回転駆動部２５の回転軸に連結された反転アーム２６とを備える。反転アーム２６は、その先端が装置右方向を向く水平状態と、左方向を向く水平状態との間で、上側に円弧を描く軌跡で１８０度反転（上下反転）可能に構成されている。吸着ノズル２４は、反転アーム２６が右方向を向く水平状態において、半導体チップｔを真空吸着する吸着面が下を向くように反転アーム２６に取り付けられている。右側ユニットＢの移載部４０Ｂも、各部の配置が左右反転している以外は同じ構成を有している。
【００２１】
ここで、両移載部２０Ａ、２０Ｂの吸着ノズル２４が同時に取り出しポジションＰ１に位置すると、吸着ノズル２４同士（反転アーム２６同士）がぶつかってしまう。そこで、吸着ノズル２４は、中間ステージ部３０の半導体チップｔの受け取りポジションＰ２に位置する状態を待機状態とし、この待機状態から交互に取り出しポジションＰ１に移動するように制御される。図１は左側ユニットＡの吸着ノズル２４が半導体チップｔの取り出しポジションＰ１に位置し、右側ユニットＢの吸着ノズル２４が中間ステージ部３０の半導体チップｔの受け取りポジションＰ２に位置する状態を示している。
【００２２】
中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、半導体チップｔをフェイスアップ状態で基板Ｗに実装する際に、移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）により部品供給部１０から取り出した半導体チップｔが一旦載置されるプリサイサステージと呼ばれる中間ステージ３１を備えている。左側ユニットＡの中間ステージ部３０Ａは、Ｘ方向に沿って設けられた架台３２と、架台３２上にＸ方向に移動可能に設けられた可動体３３と、可動体３３上に設けられた中間ステージ３１とを備えている。中間ステージ３１は、不図示の吸引吸着機構によって、載置された半導体チップｔを吸着保持することが可能とされている。中間ステージ部３０Ａは中間ステージ３１をＹ方向に移動させるＹ方向移動装置を備えていてもよい。
【００２３】
中間ステージ３１は、移載部２０Ａから半導体チップｔを受け取る受け取りポジションＰ２と、その上に載置された半導体チップｔの位置を認識する認識ポジションＰ４と、その上に載置された半導体チップｔを実装部５０Ａに受け渡す受け渡しポジジョンＰ３との間を移動可能に構成されている。半導体チップｔの認識ポジションＰ４は、実装部５０Ａの後述する支持フレームの下方に設定されている。さらに、半導体チップｔの認識ポジションＰ４の上方には、中間ステージ３１上に載置された半導体チップｔの位置を認識するプリサイサカメラと呼ばれる第１のカメラ３４が設けられている。第１のカメラ３４は、実装部５０Ａの支持フレームの下方に配置されており、中間ステージ３１上の半導体チップｔを上方から認識する。右側ユニットＢの中間ステージ部３０Ｂも、各部の配置が左右反転している以外は同じ構成を有している。
【００２４】
基板ステージ部４０（４０Ａ、４０Ｂ）は、半導体チップｔがフェイスアップ方式またはフェイスダウン方式で実装される基板Ｗを支持する。左側ユニットＡの基板ステージ部４０Ａは、複数の実装領域を有する基板Ｗが載置される基板ステージ４１と、基板ステージ４１をＸＹ方向に移動させる不図示のＸＹ移動機構とを備える。ＸＹ移動機構は、基板ステージ４１上に載置された基板Ｗの各実装領域が実装ポジションＰ５に順に位置づけられるように、基板ステージ４１を移動させる。基板ステージ４１は、不図示の吸引吸着機構によって、載置された基板Ｗを吸着保持することが可能に構成されている。基板ステージ４１の上方には、基板Ｗの撮像と実装部５０Ａに保持された半導体チップｔの撮像とを実施する上下認識用の第２のカメラ４２が配置されている。
【００２５】
基板ステージ４１上に載置される基板Ｗとしては、半導体チップｔの実装方式に応じた基板が用いられる。例えば、フェイスアップ方式の実装を行う場合、実装領域とその周りに設けられた端子を含む配線網とを有する配線基板やインターポーザ基板等の回路基板が用いられる。フェイスダウン方式の実装を行う場合、実装領域とその内側に設けられた端子を含む配線網とを有する配線基板やインターポーザ基板等の回路基板が用いられる。また、基板Ｗは、ウエーハレベルパッケージ（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ：ＷＬＰ）の製造時に適用される疑似ウエーハの形成に用いられる基板、例えばガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板のような金属基板等の支持基板であってもよい。これらの支持基板は、実装領域が設定されているものの、配線網を有していない。
【００２６】
第２のカメラ４２は、Ｘ方向に移動可能とするＸ方向移動装置４３と、Ｙ方向に移動可能とするＹ方向移動装置４４とを有しており、実装部５０Ａによる半導体チップｔの実装時には、実装部５０Ａの後述する支持フレームの下方に退避可能に構成されている。第２のカメラ４２による基板Ｗの位置認識は、例えば実装領域毎に設けられたアライメントマークを認識する方式（以下、ローカル認識方式と呼ぶ）により実施される。また、ＷＬＰの製造時に用いられる基板Ｗの場合には、基板の外形位置や基板全体の位置を示すアライメントマークを認識することで基板の全体位置を認識する方式（以下、グローバル認識方式と呼ぶ）により実施してもよい。基板Ｗの認識方式は、使用する基板Ｗにしたがってローカル認識方式およびグローバル認識方式の少なくとも一方が適用されるが、いずれにおいても基板の位置を認識することに変わりはない。
【００２７】
さらに、基板ステージ部４０Ａは図示を省略した基板搬送部を備えている。基板搬送部は、搬入コンベア、搬出コンベア、搬入コンベアまたは搬出コンベアと基板ステージ４１との間で基板Ｗを受け渡す機構等を有している。基板搬送部は、半導体チップｔ等の電子部品が実装される基板Ｗを基板ステージ４１上に搬入すると共に、半導体チップｔ等の電子部品の実装が終了した基板Ｗを基板ステージ４１上から装置外部に搬出する機能を有している。右側ユニットＢの基板ステージ部４０Ｂも、各部の配置が左右反転している以外は同じ構成を有している。
【００２８】
実装部５０（５０Ａ、５０Ｂ）は、半導体チップｔをフェイスアップ方式またはフェイスダウン方式に基づいて基板Ｗ上に実装する。左側ユニットＡの実装部５０Ａは、側面視で門型をなす支持フレーム５１と、支持フレーム５１上にＹ方向に沿って移動可能に支持されたＹ方向移動ブロック５２と、Ｙ方向移動ブロック５２上に設けられたＸ方向移動装置５３と、Ｘ方向移動装置５３上に設けられたＸＹ可動体５４と、ＸＹ可動体５４に設けられたＺ方向移動装置５５と、Ｚ方向移動装置５５にＺ方向に移動可能に設けられた実装ヘッド５６とを備えている。実装ヘッド５６の下端には、下面に半導体チップｔの保持面を備えた実装ツール５７が設けられている。
【００２９】
Ｙ方向移動ブロック５２は、Ｙ方向ガイド部材５２ａを介して支持フレーム５１上に取り付けられており、リニアモータ（不図示）によってＹ方向に移動可能とされている。Ｘ方向移動装置５３は、ＸＹ可動体５４をＸ方向に移動自在に支持するＸ方向ガイド部材５３ａと、リニアモータ（不図示）とを備え、ＸＹ可動体５４をＸ方向に移動可能としている。ＸＹ可動体５４は、Ｘ方向ガイド部材５３ａに支持された水平板５４ａと、水平板５４ａの右側先端に垂直方向に沿って設けられた垂直板５４ｂとを有しており、上述した各構成によりＸＹ方向に移動可能とされている。図４ではＸ方向移動装置５３の図示を省略している。
【００３０】
Ｚ方向移動装置５５は、垂直板５４ｂの右側側面に設けられている。Ｚ方向移動装置５５は、垂直板５４ｂの右側側面に設けられたＺ方向ガイド部材５５ａと、Ｚ方向ガイド部材５５ａにＺ方向に移動自在に支持されたＺ可動体５８と、モータにより駆動されるボールねじ機構（不図示）とを備えている。実装ヘッド５６は、Ｚ可動体５８に取り付けられており、上記した各構成部によりＸＹＺ方向に移動可能とされている。さらに、実装ヘッド５６は不図示の回転方向（θ方向）の補正機構を備えている。
【００３１】
ＸＹ可動体５４の垂直板５４ｂの上端側には、実装ツール５７に保持された半導体チップｔを基板Ｗに実装する際に、半導体チップｔにボンディング荷重を加える加圧機構５９が設けられている。前述したように、半導体チップｔに加える荷重は、実装方式や半導体チップｔの構成等により異なる。例えば、フェイスアップ方式の実装では、接着剤を介して半導体チップｔを基板Ｗに実装するため、必要な荷重は数十ｇ〜数百ｇ（０．数Ｎ〜数Ｎ）程度である。一方、フェイスダウン方式の実装では、１つのバンプ電極に加える荷重が小さい場合においても、バンプ電極数の増加に伴って半導体チップｔに加える荷重が増加する。前述したように、１つのバンプ電極当たりに必要な荷重が０．５Ｎで、バンプ電極数が４００個であった場合、半導体チップｔに付与する荷重は２００Ｎ（約２０ｋｇ）となる。実施形態の実装装置１は兼用装置であるため、フェイスダウン方式の実装を考慮して、実装部５０Ａは半導体チップｔに２５０〜３００Ｎ程度まで荷重を加えることが可能な加圧機構５９を備えることが好ましい。また、このような高荷重の加圧機構５９を使用するにあたって、実装部５０Ａの構成部品の少なくとも一部には高剛性で重厚な部材が用いられ、また実装部５０Ａの高さ方向の寸法も大きくなることが避けられない。
【００３２】
フェイスアップ方式の実装の場合、実装部５０Ａは移載部２０Ａにより部品供給部１０から取り出され、中間ステージ３１に載置された半導体チップｔを受け取り、受け取った半導体チップｔを基板ステージ４１上に載置された基板Ｗに実装する。フェイスダウン方式の実装の場合、実装部５０Ａは移載部２０Ａにより部品供給部１０から取り出された半導体チップｔを、上下反転させた吸着ノズル２４から受け取り、受け取った半導体チップｔを基板ステージ４１上に載置された基板Ｗに実装する。フェイスアップ方式およびフェイスダウン方式の実装における各部の動作は、後に詳述する。
【００３３】
実装ツール５７が基板ステージ２１上の基板Ｗに半導体チップｔを実装する位置である実装ポジションＰ５は、例えば定位置に設定される。このため、基板ステージ２１は、基板Ｗ上の各実装領域を順次実装ポジションＰ５に位置付けるように移動制御される。実装部５０Ａの実装ヘッド５６は、中間ステージ部３０Ａの中間ステージ３１または移載部２０Ａの上下反転した吸着ノズル２４から半導体チップｔを受け取る位置（中間ステージ３１の受け渡しポジションＰ３）から実装ポジションＰ５まで移動制御される。このように、実装動作時における実装ヘッド５６の移動は、基本的にはＹＺ方向となり、Ｘ方向への移動は実装ポジションＰ５の位置補正や位置変更等のために利用される。右側ユニットＢの実装部５０Ｂも、各部の配置が左右反転している以外は同じ構成を有している。
【００３４】
実装部５０Ａの門型の支持フレーム５１の下面には、前述したように第１のカメラ３４と第２のカメラ４２が設けられている。第１のカメラ３４は、中間ステージ３１の半導体チップｔの認識ポジションＰ４と対応するように配置されており、認識ポジションＰ４に位置する中間ステージ３１上の半導体チップｔを上方から認識する。第２のカメラ４２は上下認識カメラであり、実装ヘッド５６の実装ポジションＰ５と対応するように配置することが可能とされており、実装ポジションＰ５に位置する実装ツール５７に保持された半導体チップｔを下方から認識すると共に、実装ポジションＰ５に位置する基板Ｗの実装領域を上方から認識する。第２のカメラ４２は、支持フレーム５１の下面に設けられたＸ方向移動装置４３およびＹ方向移動装置４４によりＸＹ方向に移動可能とされている
【００３５】
実施形態の実装装置１は、図５に示すように、制御部６０を備えている。制御部６０は、記憶部６１に記憶された情報に基づいて、部品供給部１０、移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）と、中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）、基板ステージ部４０（４０Ａ、４０Ｂ）、実装部５０（５０Ａ、５０Ｂ）の動作を制御し、半導体チップｔを含む電子部品を基板Ｗの各実装領域に順に実装する。
【００３６】
［フェイスアップ方式による実装動作］
次に、実装装置１を用いた半導体チップｔ等の電子部品の実装工程について説明する。まず、半導体チップｔをフェイスアップ方式で基板Ｗに実装する場合について、図１および図７〜１１を参照して説明する。図７ないし図１１は右側ユニットＢの図示を省略している。以下では、左側ユニットＡにおける半導体チップｔの基板Ｗへのフェイスアップ実装について主として説明する。
【００３７】
（１）半導体チップｔの移載工程
図１に示すように、ウエーハリングホルダ１２にはウエーハリング１１が搬入されており、ウエーハリング１１はウエーハリングホルダ１２上に固定されている。また、基板ステージ４１には基板Ｗが搬入されており、基板Ｗは基板ステージ４１に固定されている。このような状態において、ウエーハリングホルダ１２に固定されたウエーハリング１１は、最初に取り出される半導体チップｔが取り出しポジションＰ１に位置付けられるように移動される。ウエーハリング１１上の半導体チップｔを取り出す順序は、記憶部６１に予め記憶されているので、この順序にしたがって制御部６０がウエーハリングホルダ１２の移動を制御する。従って、最初の半導体チップｔが取り出された後は、記憶部６１に記憶されている順序に基づいてウエーハリングホルダ１２のピッチ移動が行われる。一般的には、図６に矢印で示すように、１行毎に移動方向を切り替える軌跡で移動される。
【００３８】
半導体チップｔが取り出しポジションＰ１に位置付けられると、移載部２０Ａの移動機構を駆動させて、待機状態の吸着ノズル２４を取り出しポジションＰ１に移動させる。次いで、昇降装置２１を駆動させてアーム体２２と共に吸着ノズル２４を下降させ、吸着ノズル２４の吸着面を半導体チップｔの上面（電極形成面）に当接させる。吸着ノズル２４が半導体チップｔに当接したら、吸着ノズル２４に半導体チップｔを吸着保持させる。吸着ノズル２４に吸着力を作用させるタイミングは、吸着ノズル２４が半導体チップｔに当接する前でも、当接と同時でも、当接した後でも、適宜のタイミングに設定すればよい。
【００３９】
吸着ノズル２４が半導体チップｔを吸着保持したら、図７に示すように、吸着ノズル２４を元の高さまで上昇させる。このとき、吸着ノズル２４の上昇に合わせて不図示の突き上げ機構を動作させ、樹脂シートＳからの半導体チップｔの剥離を補助する。図７および図８に示すように、半導体チップｔを吸着保持した吸着ノズル２４が元の高さまで上昇したら左方向に移動させる。中間ステージ３１は受け取りポジションＰ２に位置している。この状態で、半導体チップｔを吸着保持した吸着ノズル２４を、中間ステージ３１の受け渡しポジションＰ２に移動させる。受け渡しポジションＰ２で吸着ノズル２４を下降させ、半導体チップｔを吸着ノズル２４から中間ステージ３１に受け渡す。中間ステージ３１は、受け取った半導体チップＴを吸着保持する。
【００４０】
（２）半導体チップｔの認識工程
吸着ノズル２４から半導体チップｔを受け取った中間ステージ３１を、図９に示すように、第１のカメラ３４による認識位置である認識ポジションＰ４に移動させる。認識ポジションＰ４において、半導体チップｔのアライメントマークを第１のカメラ３４で撮像する。この撮像画像からアライメントマークの位置を検出し、検出した位置に基づいて中間ステージ３１上の半導体チップｔの位置ずれを求める。すなわち、中間ステージ３１から実装ヘッド５６に受け渡される状態の半導体チップｔの位置認識が行われる。
【００４１】
前述したように、第１のカメラ３４は実装部５０Ａの支持フレーム５１の下面に設置されており、それに合わせて認識ポジションＰ４は支持フレーム５１の下方に設定されている。このため、第１のカメラ３４で中間ステージ３１上の半導体チップｔの位置認識のための撮像を行う際に、第１のカメラ３４と中間ステージ３１上の半導体チップｔとの間の距離を短くすることができる。さらに、第１のカメラ３４および中間ステージ３１の認識ポジションＰ４を支持フレーム５１の下方に設定することによって、支持フレーム５１により特に上方からの空気が遮られると共に、比較的熱容量が大きい構造物である支持フレーム５１で覆われるため、空気の揺らぎが抑制される。これらによって、中間ステージ３１上の半導体チップｔの位置認識精度を向上させることが可能になる。
【００４２】
（３）半導体チップｔの受け渡し工程
半導体チップｔの位置認識が終了した中間ステージ３１を、図１０に示すように、実装ヘッド５６への受け渡しポジションＰ３に移動させる。実装ヘッド５６は、予め受け渡しポジションＰ３に移動している。次いで、実装部５０ＡのＺ方向移動装置５５を駆動させて実装ヘッド５６を下降させ、実装ツール５７の吸着面を中間ステージ３１上の半導体チップｔの電極形成面に当接させる。実装ツール５７が半導体チップｔに当接したら、実装ツール５７に半導体チップｔを吸着保持させると共に、中間ステージ３１による反と導体チップｔの吸着を解除する。
【００４３】
（４）半導体チップｔの実装工程
基板Ｗは、当該実装領域が実装ポジションＰ５に位置付けられるように移動されており、さらに実装領域の位置は第２のカメラ４２の下方向認識カメラで撮像されている。撮像画像から実装領域のアライメントマークの位置を検出し、検出した位置に基づいて実装領域の位置ずれが求められる。第２のカメラ４２は、実装ヘッド５６による半導体チップｔの実装に先立って、支持フレーム５１の下方に退避する。この状態で、図１１に示すように、中間ステージ３１から半導体チップｔを受け取った実装ヘッド５６を、基板Ｗの当該実装領域が位置付けられている実装ポジションＰ５に移動させる。
【００４４】
実装ポジションＰ５で実装ヘッド５６を下降させ、基板Ｗ上の実装領域に半導体チップｔを実装する。このとき、第１のカメラ３４による半導体チップｔの位置検出の結果、実装ツール５７に対して半導体チップｔが位置ずれを生じていた場合には、検出した位置ずれを補正するように実装ヘッド５６の移動を補正して、実装ツール５７を実装ポジションに位置付ける。また、基板Ｗの実装領域の位置は、第２のカメラ４２による実装領域の位置検出結果に基づいて位置ずれが補正されている。第１のカメラ３４および第２のカメラ４２による位置認識結果において、実装領域や半導体チップｔの傾きθが検出された場合には、この傾きθも実装ヘッド５６で補正する。この後、実装ツール５７を下降させて半導体チップｔを基板Ｗの所定の実装領域に加圧して実装する。
【００４５】
基板Ｗに対する半導体チップｔの接合は、基板Ｗの表面、または半導体チップｔの下面に予め貼付されているダイアタッチフィルム（Ｄｉｅ  Ａｔｔａｃｈ  Ｆｉｌｍ：ＤＡＦ）等の粘着力を利用して行う。半導体チップｔの接合は、基板ステージ４１にヒータを設けておき、加熱された基板Ｗに対して半導体チップｔを加圧して実施してもよい。ヒータは実装ツール５７に内蔵させてもよい。半導体チップｔを予め設定された時間だけ加圧したら、半導体チップｔの吸着を解除して、実装ツール５７を元の高さまで上昇させる。実装が完了した実装ヘッド５６は、受け渡しポジションＰ３へ向けて移動する。また、基板Ｗは次の実装領域が実装ポジションに位置付けられるように移動される。
【００４６】
上述した実装部５０Ａによる半導体チップｔの実装工程の動作と並行して、ウエーハリングホルダ１２に保持されたウエーハリング１１上の半導体チップｔのピッチ送り（次に取り出される半導体チップを取り出しポジションＰ１に位置付ける動作）と、右側ユニットＢの移載部２０Ｂの吸着ノズル２４による半導体チップｔの取り出しおよび中間ステージ３１への移載（工程（１）と同様の動作）と、第１のカメラ３４による半導体チップｔの認識（工程（２）と同様の動作）と、実装ヘッド５６への半導体チップｔの受け渡し（工程（３）と同様の動作）とを実行する。
【００４７】
実装が完了した実装部５０Ａの実装ヘッド５６を受け渡しポジションＰ３に向けて移動させるのと同時並行して、受け渡しポジションＰ３で半導体チップｔを受け取った右側ユニットＢの実装部５０Ｂの実装ツール５７を実装ポジションＰ５に移動させる。実装ポジションＰ５に位置付けられた実装部５０Ｂの実装ツール５７は、実装部５０Ａと同様な動作（工程（４）と同様の動作）を行うことによって、半導体チップｔを基板Ｗの所定の実装領域に加圧して実装する。実装が完了した実装部５０Ｂの実装ツール５７は、受け渡しポジションＰ３へ向けて移動する。
【００４８】
上述した実装部５０Ａの実装ツール５７による半導体チップｔの受け取り動作および実装動作と、実装部５０Ｂの実装ツール５７による半導体チップｔの受け取り動作および実装動作とを、ウエーハリング１１の半導体チップｔが無くなるまで交互に繰り返し行う。すなわち、左右の移載部２０Ａ、２０Ｂの吸着ノズル２４は、半導体チップｔの取り出しを交互に行い、左右の実装部５０Ａ、５０Ｂの実装ツール５７は、半導体チップｔの受け取りと実装を順に行う。このようにして、ウエーハリング１１の半導体チップｔが無くなるまで、２つの実装部５０Ａ、５０Ｂで半導体チップｔの実装が順に行われる。
【００４９】
［フェイスダウン方式による実装動作］
次に、半導体チップｔをフェイスダウン方式で基板Ｗに実装する場合について、図１および図１２〜１５を参照して説明する。図１２ないし図１５は右側ユニットＢの図示を省略している。以下では、左側ユニットＡにおける半導体チップｔの基板Ｗへのフェイスダウン実装について主として説明する。フェイスダウン方式の実装を行うにあたって、中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）の中間ステージ３１は、図１２に示すように、支持フレーム５１の下方に設定された認識ポジションＰ４に退避している。
【００５０】
（１）半導体チップｔの受け渡し工程
上述したフェイスアップ方式と同様に、ウエーハリング１１はウエーハリングホルダ１２上に固定されており、基板Ｗは基板ステージ４１に固定されている。さらに、フェイスアップ方式と同様に、ウエーハリング１１は最初に取り出される半導体チップｔが取り出しポジションＰ１に位置付けられるように移動されている。半導体チップｔが取り出しポジションＰ１に位置付けられると、移載部２０Ａの移動機構を駆動させて、待機状態の吸着ノズル２４を取り出しポジションＰ１に移動させる。次いで、昇降装置２１を駆動させてアーム体２２と共に吸着ノズル２４を下降させ、フェイスアップ方式と同様に、吸着ノズル２４で半導体チップｔの上面（電極形成面）を吸着して取り出す。
【００５１】
吸着ノズル２４が半導体チップｔを吸着保持したら、吸着ノズル２４を元の高さまで上昇させる。図１２に示すように、半導体チップｔを吸着保持した吸着ノズル２４が元の高さまで上昇する間に、反転アーム２６を上下反転させて吸着ノズル２４を上方に向ける。この状態において、半導体チップｔは下面（電極形成面と反対側の面）が上を向いた状態となる。次いで、図１２および図１３に示すように、吸着ノズル２４を実装ヘッド５６への受け渡しポジションＰ３に移動させる。実装ヘッド５６は、図１４に示すように、予め受け渡しポジションＰ３に移動している。次いで、移載部２０Ａの昇降装置２１を駆動させて吸着ノズル２４を上昇させ、実装ツール５７の吸着面を吸着ノズル２４に保持された半導体チップｔの下面に当接させる。実装ツール５７が半導体チップｔに当接したら、実装ツール５７に半導体チップｔを吸着保持させる。
【００５２】
（２）半導体チップｔおよび基板Ｗの認識工程
吸着ノズル２４から半導体チップｔを受け取った実装ヘッド５６を実装ポジションＰ５に移動させる。図１５に示すように、実装ポジションＰ５に位置付けられた実装ツール５７と基板Ｗの実装領域との間に第２のカメラ４２を侵入させる。第２のカメラ４２は、予め実装ポジションに待機させておいてもよい。第２のカメラ４２で実装ツール５７に保持された半導体チップｔと実装領域を同時に撮像する。これらの撮像画像から半導体チップｔと実装領域との相対位置を認識する。この相対位置に基づいて、半導体チップｔを実装領域に位置合わせするように、実装ヘッド５６および基板Ｗの少なくとも一方を移動させる。撮像が終了した第２のカメラ４２は、支持フレーム５１の下方に退避させる。
【００５３】
（３）半導体チップｔの実装工程
実装ポジションＰ５で実装ヘッド５６を下降させ、基板Ｗ上の実装領域に半導体チップｔを実装する。半導体チップｔは電極形成面が実装領域と対向するように下降される。基板Ｗに対する半導体チップｔの接合は、半導体チップｔの電極形成面に形成された金や半田等のバンプを基板に形成された端子に加熱加圧して共晶接合させることにより行われる。半導体チップｔの加熱は、例えば基板ステージ４１および実装ツール５７の少なくとも一方に内蔵されたヒータにより実施される。
【００５４】
バンプの共晶接合における加圧は、１つのバンプ当たりに必要な荷重とバンプ数との積により設定される。実施形態の実装装置１は、バンプを用いた接合を考慮して、上記したような荷重を加えることが可能な高荷重の加圧機構５９を備えている。このため、例えば電極数が数百にのぼるような半導体チップｔも良好にフェイスダウン実装することができる。半導体チップｔを予め設定された時間だけ加圧したら、半導体チップｔの吸着を解除して、実装ツール５７を元の高さまで上昇させる。実装が完了した実装ヘッド５６は、受け渡しポジションＰ３へ向けて移動する。また、基板Ｗは次の実装領域が実装ポジションに位置付けられるように移動される。
【００５５】
上述した実装部５０Ａによる半導体チップｔの実装工程の動作と並行して、ウエーハリングホルダ１２に保持されたウエーハリング１１上の半導体チップｔのピッチ送り（次に取り出される半導体チップを取り出しポジションＰ１に位置付ける動作）と、右側ユニットＢの移載部２０Ｂの吸着ノズル２４による半導体チップｔの取り出しおよび実装ヘッド５６への半導体チップｔの受け渡し工程（工程（１）と同様の動作）とを実行する。
【００５６】
実装が完了した実装部５０Ａの実装ヘッド５６を受け渡しポジションＰ３に向けて移動させるのと同時並行して、受け渡しポジションＰ３で半導体チップｔを受け取った右側ユニットＢの実装部５０Ｂの実装ツール５７を実装ポジションＰ５に移動させる。実装ポジションＰ５に位置付けられた実装部５０Ｂの実装ツール５７は、実装部５０Ａと同様な動作（工程（２）および工程（３）と同様の動作）を行うことによって、半導体チップｔを基板Ｗの所定の実装領域に加圧して実装する。実装が完了した実装部５０Ｂの実装ツール５７は、受け渡しポジションへ向けて移動する。
【００５７】
上述した実装部５０Ａの実装ツール５７による半導体チップｔの受け取り動作および実装動作と、実装部５０Ｂの実装ツール５７による半導体チップｔの受け取り動作および実装動作とを、ウエーハリング１１の半導体チップｔが無くなるまで順に繰り返し行う。すなわち、左右の移載部２０Ａ、２０Ｂの吸着ノズル２４は、半導体チップｔの取り出しを交互に行い、左右の実装部５０Ａ、５０Ｂの実装ツール５７は、半導体チップｔの受け取りと実装を順に行う。このようにして、ウエーハリング１１の半導体チップｔが無くなるまで、２つの実装部５０Ａ、５０Ｂで半導体チップｔの実装が順に行われる。
【００５８】
実施形態の実装装置１においては、電極数が多い半導体チップｔのフェイスダウン実装に適用し得るように、実装部５０（５０Ａ、５０Ｂ）が高荷重の加圧機構５９を備えている。このような加圧機構５９は、前述したように構成部品の少なくとも一部に高剛性で重厚な部材が用いられ、また実装部５０の高さ方向の寸法も大きくなることが避けられない。従来の実装装置においては、そのような加圧機構を備える実装部を適用した場合、フェイスアップ実装時に半導体チップの位置認識を行うカメラを、実装ヘッドの移動を妨げないような上方に設置している。その場合、位置認識を行うカメラと半導体チップとの距離が長くなることが避けられない。
【００５９】
このような点に対して、実施形態の実装装置１ではフェイスアップ実装時に半導体チップｔの位置認識を行う第１のカメラ３４を実装部５０の支持フレーム５１の下方に設けると共に、それに合わせて中間ステージ３１の認識位置を支持フレーム５１の下方に設定しているため、前述したように第１のカメラ３４による半導体チップｔの位置認識精度を高めることができる。また、フェイスアップ実装時に用いられる中間ステージ３１を、フェイスダウン実装には支持フレーム５１の下方に退避させることができるため、中間ステージ３１がフェイスダウン実装における実装ヘッド５６の移動を妨げることもない。従って、フェイスアップ実装時における半導体チップｔの実装精度とフェイスダウン実装時における半導体チップｔの接合性能等を共に向上させた、フェイスアップ方式およびフェイスダウン方式に兼用すること可能な実装装置１を提供することができる。
【００６０】
さらに、実施形態の実装装置１は、１つの部品供給部１０に対して、基本的に同一構成を備える左右一対のユニットＡ、Ｂ、すなわち移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）、中間ステージ部３０（３０Ａ、３０Ｂ）、ステージ部４０（４０Ａ、４０Ｂ）、および実装部５０（５０Ａ、５０Ｂ）をそれぞれ有する左右のユニットＡ、Ｂを配置し、これらユニットＡ、Ｂの移載部２０（２０Ａ、２０Ｂ）で半導体チップｔ等の電子部品を部品供給部１０から交互に取り出すように構成しているため、半導体チップｔの実装時間（実装装置１としての１個の半導体チップｔの実装に要するタクトタイム）を短縮することができる。従って、フェイスアップ実装時における半導体チップｔの実装精度とフェイスダウン実装時における半導体チップｔの接合性能等を共に向上させると共に、半導体チップｔの実装時間を短縮した実装装置１を提供することができる。
【００６１】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１…実装装置、１０…部品供給部、１１…ウエーハリング、１２…ウエーハリングホルダ、２０，２０Ａ，２０Ｂ…移載部、２３…反転機構、２４…吸着ノズル、２６…反転アーム、３０，３０Ａ，３０Ｂ…中間ステージ部、３１…中間ステージ、３４…第１のカメラ、４０，４０Ａ，４０Ｂ…基板ステージ部、４１…基板ステージ、４２…第２のカメラ、５０，５０Ａ，５０Ｂ…実装部、５１…支持フレーム、５２…Ｙ方向移動ブロック、５３…Ｘ方向移動装置、５４…ＸＹ可動体、５５…Ｚ方向移動装置、５６…実装ヘッド、５７…実装ツール、６０…制御部、Ｗ…基板、ｔ…半導体チップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月7日(2020.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から供給された電子部品を、基板に対し、供給された姿勢を維持した非反転状態と供給された姿勢を上下に反転させた反転状態とで実装可能な実装装置であって、
前記部品供給部から前記電子部品を取り出し、前記取り出した電子部品を反転可能な移載ノズルと、前記移載ノズルを移動させる移載ノズル移動機構とを備える移載部と、
前記移載ノズルによって取り出され非反転状態の前記電子部品が載置される中間ステージと、前記中間ステージを移動させる中間ステージ移動機構とを備える中間ステージ部と、
前記電子部品を非反転上で実装する場合に、前記中間ステージに載置された前記電子部品を受け取り、前記電子部品を反転状態で実装する場合に、前記移載ノズルから反転状態とされた前記電子部品を受け取って前記基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動可能に支持する支持フレームを有する実装ヘッド移動機構とを備える実装部と、
前記中間ステージ上に載置された前記電子部品の位置を上方から認識する第１の認識部と、
前記基板に前記電子部品を実装する実装位置に位置した前記実装ヘッドに保持された前記電子部品の位置を下方から認識する第２の認識部と、
前記基板ステージ上の前記基板の位置を認識する第３の認識部と、
を具備し、
前記第１の認識部による前記電子部品の認識位置は、前記実装部の支持フレームの下方の位置に設定されてなり、
前記第１の認識部は、前記支持フレームの下方に配置され、
前記中間ステージ移動機構は、前記中間ステージを前記認識位置に移動可能に構成される
電子部品の実装装置。
【請求項２】
前記中間ステージは、前記実装ヘッドが前記移載ノズルから前記電子部品を受け取る際に、前記認識位置に退避する、請求項１に記載の実装装置。
【請求項３】
前記部品供給部は、前記電子部品の電極形成面を上方に向けた状態で配列された前記電子部品を有し、
前記移載ノズルは、前記電子部品の前記電極形成面を保持し、前記保持した電子部品を前記中間ステージ上に前記電極形成面を上方に向けた状態で載置する機能と、前記保持した電子部品を前記電極形成面が下方を向くように上下反転させる機能とを有する、請求項１または請求項２に記載の実装装置。
【請求項４】
さらに、前記部品供給部の第１の側方に配置された第１のユニット、前記部品供給部を介して前記第１の側方と対向する第２の側方に配置された第２のユニットとを備え、
前記第１および第２のユニットは、それぞれ、前記基板ステージ部、前記実装部、前記中間ステージ部、前記移載部、前記第１の認識部、前記第２の認識部、および前記第３の認識部を具備する、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の実装装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
実施形態の電子部品の実装装置は、部品供給部から供給された電子部品を、基板に対し、供給された姿勢を維持した非反転状態と供給された姿勢を上下に反転させた反転状態とで実装可能な実装装置であって、
前記部品供給部から前記電子部品を取り出し、前記取り出した電子部品を反転可能な移載ノズルと、前記移載ノズルを移動させる移載ノズル移動機構とを備える移載部と、
前記移載ノズルによって取り出され非反転状態の前記電子部品が載置される中間ステージと、前記中間ステージを移動させる中間ステージ移動機構とを備える中間ステージ部と、
前記電子部品を非反転上で実装する場合に、前記中間ステージに載置された前記電子部品を受け取り、前記電子部品を反転状態で実装する場合に、前記移載ノズルから反転状態とされた前記電子部品を受け取って前記基板に実装する実装ヘッドと、前記実装ヘッドを移動可能に支持する支持フレームを有する実装ヘッド移動機構とを備える実装部と、
前記中間ステージ上に載置された前記電子部品の位置を上方から認識する第１の認識部と、
前記基板に前記電子部品を実装する実装位置に位置した前記実装ヘッドに保持された前記電子部品の位置を下方から認識する第２の認識部と、
前記基板ステージ上の前記基板の位置を認識する第３の認識部と、
を具備し、
前記第１の認識部による前記電子部品の認識位置は、前記実装部の支持フレームの下方の位置に設定されてなり、
前記第１の認識部は、前記支持フレームの下方に配置され、
前記中間ステージ移動機構は、前記中間ステージを前記認識位置に移動可能に構成される。