(57)【要約】【課題】ロス時間の発生を抑えて実装タクトの向上を図ることができるようにした部品実装装置を提供することを目的とする。【解決手段】ダイシングされて複数の部品３に分割されたウェハ２を保持するウェハ保持部１２、基板４の保持領域である基板保持領域ＡＲ、基板保持領域ＡＲの上方の左右２つの領域それぞれを移動範囲として移動する左右の実装ヘッド１５、ウェハ２より部品３をピックアップしてウェハ保持部１２の左右両方向に振り分ける左右のピックアップヘッド１４、左右のピックアップヘッド１４によって左右両方向に振り分けられた部品３が載置され、その部品３が載置された状態でそれぞれ基板保持領域側に移動する左右の載置ステージ１６を備える。左右の実装ヘッド１５はそれぞれ、基板保持領域ＡＲ側に移動した左右の載置ステージ１６から部品３を吸着し、対応する左右の領域内で移動して基板保持領域ＡＲ内に保持された基板４に装着する。【選択図】図１
2014017313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイシングされて複数の半導体チップに分割されたウェハを保持するウェハ保持部と、
基板の保持領域である基板保持領域と、
前記ウェハ保持部から前記基板保持領域へ向く方向を前後方向とした場合に前記基板保持領域の上方の左右２つの領域それぞれを移動範囲として移動する左右の実装ヘッドと、
前記ウェハ保持部に保持された前記ウェハより半導体チップをピックアップして前記ウェハ保持部の左右両方向に振り分ける左右のピックアップヘッドと、
前記左右のピックアップヘッドによって前記ウェハ保持部の左右両方向に振り分けられた半導体チップが載置され、その半導体チップが載置された状態でそれぞれ前記基板保持領域側に移動する左右の載置ステージとを備え、
前記左右の実装ヘッドは前記基板保持領域側に移動した前記左右の載置ステージから半導体チップを吸着し、その実装ヘッドに対応する左右の領域内で移動して前記基板保持領域内に保持された基板に装着することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記左右のピックアップヘッドそれぞれによりピックアップされて前記基板保持領域の左右両方向に振り分けられた半導体チップが対応する前記載置ステージに載置される前に前記各ピックアップヘッドから半導体チップを受け取り、その受け取った半導体チップを上下反転させて対応する前記載置ステージに載置させる左右の反転部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイシングされて複数の半導体チップに分割されたウェハから半導体チップをピックアップして基板に装着する部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイシングされて複数の半導体チップに分割されたウェハから半導体チップをピックアップして基板に装着する部品実装装置のひとつとして、ウェハを保持するウェハ保持部から基板が保持される基板保持領域へ向く方向を前後方向とした場合に基板保持領域の上方の左右２つの領域それぞれを移動範囲として移動する左右の実装ヘッドを備え、これらの実装ヘッドによって、半導体チップのピックアップから基板への装着までの工程を同時並行的に行うことができるようにしたものが知られている。このような構成の部品実装装置では、左右の実装ヘッドがそれぞれウェハから半導体チップをピックアップすることができるように、ウェハ保持部は左右２つの領域を行き来するようになっており、左右の実装ヘッドはそれぞれウェハ保持部と基板保持領域の間を前後方向に移動して半導体チップのピックアップと装着を繰り返し行うようになっている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７２４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の部品実装装置では、左右の実装ヘッドがそれぞれ大きな移動ストロークでウェハ保持部と基板保持領域の間を移動するのは時間のロスが大きく、その分実装タクトが低下するという問題点があった。また、ウェハ保持部の左右２つの領域の間の行き来は頻繁であるうえ、ウェハ保持部の移動中には半導体チップのピックアップを行うことができないことからその面でもロス時間が発生して実装タクトが低下していた。更には、半導体チップがフリップチップタイプのものである場合には、実装ヘッドでピックアップした部品を反転機構において反転させてから再度実装ヘッドでピックアップするようにしているが、半導体チップの反転前後でその半導体チップをピックアップするヘッドは同一の実装ヘッドであるため、半導体チップを反転させている間は実装ヘッドが待ち状態となってロス時間が発生し、その分実装タクトが低下するという問題点もあった。
【０００５】
そこで本発明は、ロス時間の発生を抑えて実装タクトの向上を図ることができるようにした部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の部品実装装置は、ダイシングされて複数の半導体チップに分割されたウェハを保持するウェハ保持部と、基板の保持領域である基板保持領域と、前記ウェハ保持部から前記基板保持領域へ向く方向を前後方向とした場合に前記基板保持領域の上方の左右２つの領域それぞれを移動範囲として移動する左右の実装ヘッドと、前記ウェハ保持部に保持された前記ウェハより半導体チップをピックアップして前記ウェハ保持部の左右両方向に振り分ける左右のピックアップヘッドと、前記左右のピックアップヘッドによって前記ウェハ保持部の左右両方向に振り分けられた半導体チップが載置され、その半導体チップが載置された状態でそれぞれ前記基板保持領域側に移動する左右の載置ステージとを備え、前記左右の実装ヘッドは前記基板保持領域側に移動した前記左右の載置ステージから半導体チップを吸着し、その実装ヘッドに対応する左右の領域内で移動して前記基板保持領域内に保持された基板に装着する。
【０００７】
請求項２に記載の部品実装装置は、請求項１に記載の部品実装装置であって、前記左右のピックアップヘッドそれぞれによりピックアップされて前記基板保持領域の左右両方向に振り分けられた半導体チップが対応する前記載置ステージに載置される前に前記各ピックアップヘッドから半導体チップを受け取り、その受け取った半導体チップを上下反転させて対応する前記載置ステージに載置させる左右の反転部を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、左右のピックアップヘッドがウェハよりピックアップした半導体チップをウェハ保持部の左右両方向に振り分けて左右の載置ステージに載置し、左右の載置ステージはそれぞれ基板保持領域側に移動して半導体チップを対応する実装ヘッドに受け渡すようになっているので、実装ヘッドがウェハ保持部と基板保持領域の間を大きな移動ストロークで移動することはなく、その分、ロス時間の発生を抑えて実装タクトの向上を図ることができる。また、左右の実装ヘッドに対応する半導体チップの左右の振り分けは左右のピックアップヘッドが行い、ウェハ保持部が左右２つの領域の行き来を繰り返す必要はないので、ウェハからの半導体チップのピックアップを行うことができないロス時間を抑えることができ、その面からも実装タクトの向上を図ることができる。
【０００９】
また、左右の反転部を備えることにより、半導体チップの反転前後でその半導体チップをピックアップするヘッドが異なることとなるので、半導体チップを反転させている間に実装ヘッドが待ち状態となることはなく、その分ロス時間を抑えて実装タクトの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態における部品実装装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分拡大側面図
【図４】本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分拡大側面図
【図５】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える部品反転部の側面図
【図６】本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるピックアップヘッドの動作説明図
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるピックアップヘッドの動作説明図
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるピックアップヘッドの動作説明図
【図１０】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える実装ヘッドによる基板への部品の装着動作の手順を説明する図
【図１１】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える実装ヘッドによる基板への部品の装着動作の手順を説明する図
【図１２】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える実装ヘッドによる基板への部品の装着動作の手順を説明する図
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する基板の搬入、位置決め及び搬出の動作の手順を説明する図
【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する基板の搬入、位置決め及び搬出の動作の手順を説明する図
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する基板の搬入、位置決め及び搬出の動作の手順を説明する図
【図１６】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する基板の搬入、位置決め及び搬出の動作の手順を説明する図
【図１７】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が実行する基板の搬入、位置決め及び搬出の動作の手順を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１〜図４に示す部品実装装置１は、ウェハ２から供給される半導体チップ（以下部品３と称する）を基板４に装着する動作を繰り返し実行するものであり、基台１１と、基台１１をオペレータＯＰから見た前後方向（Ｙ軸方向とする）の前方に設けられたウェハ保持部１２、基台１１の前後方向の後方領域に設けられた３つの移動式のコンベア１３、ウェハ保持部１２の上方領域をオペレータＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）に移動自在に設けられた左右のピックアップヘッド１４、基台１１の後方領域において上記３つのコンベア１３が形成する基板４の保持領域（以下、基板保持領域ＡＲと称する）の上方領域を移動する左右の実装ヘッド１５及びＹ軸方向に移動自在に設けられた左右の載置ステージ１６を備えている。
【００１２】
ウェハ保持部１２は基台１１の前方領域においてＹ軸方向に移動自在に設けられており、ダイシングされて複数の部品３に分割されたウェハ２を水平姿勢に保持する。このウェハ保持部１２の下方には、上下方向（Ｚ軸方向とする）に延びた突き上げピン２１を上方に移動させることでウェハ２内の部品３を上方に突き上げて取り出す部品取り出し部２２がＸ軸方向に移動自在に備えられている。
【００１３】
基台１１の更に前方にはウェハストッカ２３が設けられており、ウェハストッカ２３からダイシングが施されたウェハ２が一枚ずつ取り出されてウェハ保持部１２に供給され、ウェハ保持部１２において保持される。ウェハ保持部１２のＹ軸方向移動と部品取り出し部２２のＸ軸方向移動の組み合わせによって突き上げピン２１をウェハ２内の所望の部品３の下方に位置させたうえで突き上げピン２１を上方に突出させることで、ウェハ２から部品３をひとつ取り出すことができる。
【００１４】
３つのコンベア１３はそれぞれ基台１１の左右方向に基板４の搬送と位置決めをすることができ、基板保持領域ＡＲを左前区画ＡＲ１、右前区画ＡＲ２、左後区画ＡＲ３、右後区画ＡＲ４から成る前後左右の４つの区画に区分した場合に、左前区画ＡＲ１と左後区画ＡＲ３の間を移動自在な第１コンベア１３ａと、右前区画ＡＲ２と右後区画ＡＲ４間を移動自在な第２コンベア１３ｂと、左後区画ＡＲ３と右後区画ＡＲ４の間を移動自在な第３コンベア１３ｃから成る。
【００１５】
上記前後左右の４つの区画のうち、前方の左右の２つ（左前区画ＡＲ１及び右前区画ＡＲ２）は部品３が装着されていない状態の基板４（部品未装着の基板４）が位置して部品３の装着がなされる区画（部品装着区画）であり、後方の左右の２つ（左後区画ＡＲ３及び右後区画ＡＲ４）は部品未装着状態の基板４或いは部品３の装着がなされた後の基板４（部品装着済みの基板４）が一時的に位置する区画（搬入搬出区画）である。
【００１６】
上記３つのコンベア１３は、それぞれに基板４の搬送動作を行わせるほか、それぞれの移動範囲内での移動動作を組み合わせることによって、外部からの基板４の搬入→部品装着区画内への位置決め→外部への基板４の搬出から成る一連の基板４の搬送動作を行うことができる（詳細な動作手順は後述）。
【００１７】
左右のピックアップヘッド１４は、ウェハ保持部１２の可動範囲内の上方領域をＸ軸方向に延びて設けられた第１のＸ軸フレーム３１上をＸ軸方向に移動自在に設けられている。図２及び図３に示すように、２つのピックアップヘッド１４はそれぞれ下方に延びた２つのピックアップノズル１４ａと撮像視野を下方に向けたウェハカメラ３２を備えており、互いに独立してＸ軸方向に移動される。
【００１８】
左右のピックアップヘッド１４はそれぞれ、ウェハ保持部１２に保持したウェハ２から取り出した部品３を真空吸着によりピックアップしてその部品３をウェハ保持部１２の左右両方向に振り分ける。詳細には、第１のＸ軸フレーム３１上の左側に位置するピックアップヘッド１４（以下、左側のピックアップヘッド１４と称する）はウェハ２からピックアップした部品３をウェハ保持部１２の左側に移動させ、第１のＸ軸フレーム３１上の右側に位置するピックアップヘッド１４（以下、右側のピックアップヘッド１４と称する）はウェハ２からピックアップした部品３をウェハ保持部１２の右側に移動させる。
【００１９】
図１において、基台１１上のウェハ保持部１２と基板保持領域ＡＲの間の領域及び基板保持領域ＡＲの後方の領域の２つの領域にはそれぞれ第２のＸ軸フレーム４１がＸ軸方向に延びて設けられており、これら２つの第２のＸ軸フレーム４１にはＹ軸方向に延びた左右のＹ軸フレーム４２それぞれの両端がＸ軸方向に移動自在に取り付けられている。
【００２０】
左右の実装ヘッド１５は左右のＹ軸フレーム４２上をそれぞれＹ軸方向に移動自在に設けられている。図２及び図４に示すように、左右の実装ヘッド１５はそれぞれ下方に延びた４つの実装ノズル１５ａと撮像視野を下方に向けた基板カメラ４３を備えており、第２のＸ軸フレーム４１に対するＹ軸フレーム４２のＸ軸方向への移動動作とＹ軸フレーム４２に対する実装ヘッド１５のＹ軸方向への移動動作の組み合わせによって、左右の実装ヘッド１５はそれぞれ基板保持領域ＡＲの上方領域のうち左右いずれかの領域を水平面内で移動される。
【００２１】
本実施の形態では、左側に位置するＹ軸フレーム４２に取り付けられた実装ヘッド１５（以下、左側の実装ヘッド１５と称する）は、基板保持領域ＡＲを構成する左前区画ＡＲ１及び左後区画ＡＲ３の上方領域を含む「左側領域」を移動範囲として移動し、右側に位置するＹ軸フレーム４２に取り付けられた実装ヘッド１５（以下、右側の実装ヘッド１５と称する）は、基板保持領域ＡＲを構成する右前区画ＡＲ２及び右後区画ＡＲ４の上方領域を含む「右側領域」を移動範囲として移動する。すなわち左右の実装ヘッド１５は、ウェハ保持部１２から基板保持領域ＡＲへ向く方向を前後方向とした場合に、基板保持領域ＡＲの上方の左右２つの領域（上記「左側領域」と「右側領域」）それぞれを移動範囲として移動するようになっている。
【００２２】
なお、ここでは左前区画ＡＲ１及び左後区画ＡＲ３の上方領域を含む領域を「左側領域」、右前区画ＡＲ２及び右後区画ＡＲ４の上方領域を含む領域を「右側領域」としているが、実装ヘッド１５の移動範囲としての「左側」及び「右側」という表現は相対的なものであり、状況によっては左側の実装ヘッド１５が上記「右側領域」に移動して作業を行うこともあり得るし（このとき右側の実装ヘッド１５は左側の実装ヘッド１５よりも更に右側に位置する）、右側の実装ヘッド１５が上記「左側領域」に移動して作業を行うこともあり得る（このとき左側の実装ヘッド１５は右側の実装ヘッド１５よりも更に左側に位置する）。
【００２３】
左右の載置ステージ１６はそれぞれ、基台１１上をＹ軸方向に延びた左右の載置ステージ移動ガイド５１上を移動自在に設けられている。本実施の形態では、載置ステージ移動ガイド５１は左右それぞれに２基ずつ計４基設けられており、したがって載置ステージ１６も左右２つずつ計４つ設けられている。
【００２４】
各載置ステージ移動ガイド５１はそれぞれ前端部をウェハ保持部１２の側方の位置に位置させており、後端部を基板保持領域ＡＲの左前区画ＡＲ１又は右前区画ＡＲ２の前方の位置に位置させている。そして、左右の載置ステージ１６はそれぞれ、載置ステージ移動ガイド５１に沿って、ピックアップヘッド１４の移動領域内である「前方位置」と実装ヘッド１５の移動領域内である「後方位置」との間をＹ軸方向に移動するようになっている。載置ステージ１６が「前方位置」に位置した状態を図２に示す。
【００２５】
前方位置に位置した左側の載置ステージ１６には左側のピックアップヘッド１４がピックアップした部品３が載置され、前方位置に位置した右側の載置ステージ１６には右側のピックアップヘッド１４がピックアップした部品３が載置される。
【００２６】
図２及び図３において、左右の載置ステージ移動ガイド５１それぞれの上方位置には、Ｘ軸方向に延びたヒンジ６１を支点にして上回りで１８０度回転可能な板状の部材から成る反転部６２が設けられている。各反転部６２はヒンジ６１の前方において水平姿勢となる張り出し位置（図５（ａ））と、ヒンジ６１の後方において水平姿勢となる格納位置とのいずれか一方の位置（図５（ｂ））をとることができ、張り出し位置に位置した状態では上記載置ステージ１６の「前方位置」の直上に位置し（図５（ａ））、格納位置に位置した状態では上記載置ステージ１６の「前方位置」よりも後方の位置の直上に位置する（図５（ｂ））。
【００２７】
図５（ａ），（ｂ）において、張り出し位置に位置した状態で反転部６２の上面となる位置には部品３を吸着可能な部品吸着部６２ａが設けられている。このため、ピックアップヘッド１４がピックアップノズル１４ａにおいて吸着した部品３を、載置ステージ１６ではなく張り出し位置に位置した反転部６２の上面に載置した後、反転部６２が部品吸着部６２ａにおいて部品３を吸着した状態でヒンジ６１回りに１８０度回転して格納位置に反転し、予めその格納位置の下方（この位置を「部品受け取り位置」と称する。図５（ａ）参照）に位置させておいた載置ステージ１６上に部品３を受け渡す（反転部６２を下方移動させて部品３を載置ステージ１６に接触させた後、上記部品吸着部６２ａによる部品３の吸着を解除する）ことにより、ピックアップヘッド１４がピックアップした部品３を上下反転した状態で載置ステージ１６上に載置することができる。
【００２８】
左側のピックアップヘッド１４によって部品３が載置された左側の載置ステージ１６は部品３が載置された状態で後方位置まで移動し、右側のピックアップヘッド１４によって部品３が載置された右側の載置ステージ１６は部品３が載置された状態で後方位置まで移動する。このため左右の実装ヘッド１５はそれぞれ左右の載置ステージ１６から部品３を吸着し、その吸着した部品３を基板保持領域ＡＲの左前区画ＡＲ１又は右前区画ＡＲ２に位置させた基板４に装着することができる。詳細には、左側の実装ヘッド１５は左側の載置ステージ１６から部品３を吸着して基板保持領域ＡＲ内の左側の部品装着区画（左前区画ＡＲ１）に位置決めした基板４に部品３を装着し、右側の実装ヘッド１５は右側の載置ステージ１６から部品３を吸着して基板保持領域ＡＲの右側の部品装着区画（右前区画ＡＲ２）に位置決めした基板４に部品３を装着する。
【００２９】
図１において、基板保持領域ＡＲを構成する左前区画ＡＲ１及び右前区画ＡＲ２それぞれの前方の位置には左右のペースト供給部７１が設けられており、部品３の下面と基板４の上面との間にフラックス等のペースト（図示せず）を介在させる必要がある場合には、実装ヘッド１５により部品３を吸着した後、ペースト供給部７１が形成するペーストの薄膜に部品３を上方から接触させて、部品３の下面にペーストを付着させる。
【００３０】
左右の実装ヘッド１５はそれぞれ、基板カメラ４３によって基板４上に設けられた図示しない基板マークを認識し、これによって基板４の位置ずれ（部品装着区画内に位置決めされた基板４の正規の位置からの位置ずれ）が算出される。
【００３１】
各載置ステージ１６の移動経路（載置ステージ移動ガイド５１）の上方にはプリセンタリングカメラ７２が固定して設けられており、載置ステージ１６上に載置されている部品３を実装ノズル１５ａによって吸着する際には、このプリセンタリングカメラ７２によって（左側の載置ステージ１６に載置された部品３は左側のプリセンタリングカメラ７２によって、右側の載置ステージ１６に載置された部品３は右側のプリセンタリングカメラ７２によって）、各載置ステージ１６に対する部品３の位置を認識し、実装ノズル１５ａが部品３の中心位置を吸着できるようにする。
【００３２】
また、基台１１上の基板保持領域ＡＲ内の４つの区画のうち前方の左右２つの部品装着区画それぞれの前方には左右の部品カメラ７３が固定して設けられており、実装ヘッド１５によって吸着した部品３を基板４に装着する前には、その部品３が部品カメラ７３の上方を通過（左側の実装ヘッド１５によって吸着した部品３は左側の部品カメラ７３の上方を通過、右側の実装ヘッド１５によって吸着した部品３は右側の部品カメラ７３の上方を通過）するようにして部品カメラ７３によって実装ノズル１５ａに対する部品３の位置ずれを把握するようにする。そして、左右の実装ヘッド１５は、実装ノズル１５ａによって吸着した部品３を、基板保持領域ＡＲの部品装着区画（左前区画ＡＲ１又は右前区画ＡＲ２）に位置決めした基板４に装着する。
【００３３】
図６において、３つのコンベア１３（第１コンベア１３ａ、第２コンベア１３ｂ及び第３コンベア１３ｃ）による外部からの基板４の搬入→部品区画内位置への位置決め→外部への基板４の搬出の一連の動作はこの部品実装装置１が備える制御装置８０によってなされる。
【００３４】
また、ウェハストッカ２３によるウェハ保持部１２へのウェハ２の供給動作、ウェハ保持部１２のＹ軸方向への移動動作とウェハ２の保持動作、部品取り出し部２２のＸ軸方向への移動動作と部品３の突き上げ動作の各制御も図示しないアクチュエータを介して制御装置８０によってなされる（図６）。また、左右のピックアップヘッド１４のＸ軸方向への移動動作と部品３の移載動作（ウェハ２からの部品３の吸着動作と載置ステージ１６への載置動作）、左右の反転部６２による部品３の反転動作（部品吸着部６２ａによる部品３の吸着を含む）、左右の載置ステージ１６の載置ステージ移動ガイド５１に沿ったＹ軸方向への移動動作も図示しないアクチュエータを介して制御装置８０によってなされる（図６）。
【００３５】
また、基板カメラ４３による基板マークの撮像及び画像認識処理動作、プリセンタリングカメラ７２による載置ステージ１６に載置された部品３の撮像及び画像認識処理動作、左右の部品カメラ７３による部品３の撮像及び画像認識処理動作の各制御は制御装置８０によってなされ（図６）、左右の実装ヘッド１５の水平面内での移動動作と部品３の移載動作（載置ステージ１６からの部品３の吸着動作と基板４の装着動作）の各制御も図示しないアクチュエータを介して制御装置８０によってなされる（図６）。
【００３６】
このような構成の部品実装装置１において、基板４に部品３を装着するには、制御装置８０は先ず、基板保持領域ＡＲ内の３つのコンベア１３の作動制御を行って外部から搬入した基板４を左右の部品装着区画内に位置決めする。そして、ウェハストッカ２３を作動させてダイシング済みのウェハ２をウェハ保持部１２に保持させ、ウェハ保持部１２をＹ軸方向に移動させるとともに部品取り出し部２２をＸ軸方向に移動させて突き上げピン２１をこれから取り出そうとする部品３の直下に位置させる。そして突き上げピン２１を上方に突出させてウェハ２から部品３を取り出す。この部品３の取り出しは連続的に行われ、これと同期して左右のピックアップヘッド１４が交互に（部品１個ずつ又は複数個ずつ）部品３をピックアップ（吸着）する。
【００３７】
ここで制御装置８０は、各ピックアップヘッド１４による部品３のピックアップを、ピックアップノズル１４ａがウェハ２の上方に位置するようにピックアップヘッド１４を移動させた後（図７（ａ））、ピックアップノズル１４ａを下降させ（図７（ｂ）。図中に示す矢印Ａ）、ピックアップノズル１４ａを部品３に接触させて部品３を吸着した後（図７（ｂ））、ピックアップノズル１４ａを上昇させることによって行う（図７（ｃ）。図中に示す矢印Ｂ）。
【００３８】
制御装置８０は、上記のように左右のピックアップヘッド１４によってピックアップしたら、そのピックアップした部品３をウェハ保持部１２の左右に振り分ける。このとき左側のピックアップヘッド１４によってピックアップした部品３はウェハ保持部１２の左側に移動させ、右側のピックアップヘッド１４によってピックアップした部品３はウェハ保持部１２の右側に移動させるようにする。
【００３９】
制御装置８０は、上記のようにしてピックアップヘッド１４によって部品３をピックアップしてウェハ保持部１２の左右に振り分けたら、その左右の振り分けた部品３を左右の載置ステージ１６に載置する。詳細には、左側のピックアップヘッド１４によってピックアップした部品３は左側の２つの載置ステージ１６に載置し、右側のピックアップヘッド１４によってピックアップした部品３は右側の２つの載置ステージ１６に載置する。本実施の形態では、左右の実装ヘッド１５がそれぞれ実装ノズル１５ａを４本ずつ備えていることに対応して、載置ステージ１６には部品３を最大４個載置することができる。
【００４０】
なお、このとき部品３がフリップチップタイプのものである場合には、前述のように、反転部６２のヒンジ６１回りの回転動作と載置ステージ１６の後方移動動作を連動させて部品３を上下反転させたうえで、載置ステージ１６に載置させる。
【００４１】
制御装置８０は、載置ステージ１６に部品３を載置する際、部品３がウェハ２から取り出した状態のまま（非反転状態で）基板４に装着するタイプのもの（フリップチップタイプでないもの）である場合には、先ず、反転部６２をヒンジ６１の後方の格納位置に位置させるとともに、載置ステージ１６を前方位置に位置させ、この状態で部品３をピックアップした状態のピックアップノズル１４ａを載置ステージ１６の上方に位置させる（図８（ａ））。そして、ピックアップノズル１４ａを下降させて部品３を載置ステージ１６に接触させ（図８（ｂ）。図中に示す矢印Ｃ）、部品３の吸着を解除した後、ピックアップノズル１４ａを上昇させる（図８（ｃ）中に示す矢印Ｄ）。これにより前方位置に位置した載置ステージ１６に部品３が非反転状態で載置された状態となる（図８（ｃ））。
【００４２】
一方、部品３がフリップチップタイプのものである場合には、制御装置８０は先ず、反転部６２をヒンジ６１の前方の張り出し位置に位置させるとともに、載置ステージ１６を前方位置よりも後方の部品受け取り位置に位置させる（図９（ａ））。そして、ピックアップノズル１４ａを下降させて部品３を反転部６２に接触させ（図９（ｂ）。図中に示す矢印Ｅ）、部品吸着部６２ａにより部品３を吸着させ、ピックアップノズル１４ａによる部品３の吸着を解除した後、ピックアップノズル１４ａを上昇させる（図９（ｃ）。図中に示す矢印Ｆ）。これにより反転部６２に部品３が非反転状態で載置された状態となるので、制御装置８０はこの状態で反転部６２をヒンジ６１回りに１８０度回転させて格納位置に位置させる（図９（ｄ）中に示す矢印Ｇ）。これにより部品３は上下反転した状態となるので（図９（ｄ））、反転部６２を下方移動させた後に部品吸着部６２ａによる部品３の吸着を解除すれば、部品受け取り位置に位置した載置ステージ１６に部品３が反転状態で載置された状態となる。
【００４３】
なお、上述の図８及び図９では、Ｘ軸方向に並んだ２つのピックアップヘッド１４によって載置ステージ１６上に２個（Ｘ軸方向）×１列（Ｙ軸方向）の部品３の列が形成される状況を示しているが、部品３の受け取り時に載置ステージ１６をＹ軸方向にピッチ送りすることにより、載置ステージ１６上に２個（Ｘ軸方向）×２列（Ｙ軸方向）の部品３の列（部品数計４個）を形成することも可能である。
【００４４】
このように本実施の形態における部品実装装置１では、左右の反転部６２を備えているので、部品３の反転前後でその部品３をピックアップするヘッドが異なる（ピックアップヘッド１４から実装ヘッド１５に変わる）ものとなっている。部品３の反転前後でその部品３をピックアップするヘッドが異ならない場合、例えば従来のように、ウェハ２から部品３をピックアップして基板４に装着するまでの一連の動作を全て実装ヘッド１５が行う構成である場合には、部品３を反転させている間、実装ヘッド１５は待ち状態とならざるを得ないが、本実施の形態におけるものでは、そのような待ち時間がなくなる。
【００４５】
制御装置８０は、上記のようにして部品３を載置ステージ１６に載置させたら、その部品３を載置した状態の載置ステージ１６を載置ステージ移動ガイド５１に沿って、載置ステージ１６を前方位置から後方位置までＹ軸方向に移動させる。この間、各載置ステージ１６に対応して設けられたプリセンタリングカメラ７２によって載置ステージ１６に対する各部品３の位置を認識する（図１０（ａ））。
【００４６】
制御装置８０は、載置ステージ１６を後方位置に位置させたら、実装ヘッド１５を水平面内で移動させて載置ステージ１６上の部品３（最大４個）を実装ヘッド１５が備える実装ノズル１５ａによって受け取る。
【００４７】
制御装置８０は、載置ステージ１６からの部品３の受け取りは、実装ノズル１５ａが載置ステージ１６の上方に位置するように実装ヘッド１５を移動させた後（図１０（ａ）→（図１０（ｂ））、実装ノズル１５ａを下降させ（図１１（ａ）。図中に示す矢印Ｈ）、実装ノズル１５ａを載置ステージ１６上の部品３に接触させて部品３を吸着した後、実装ノズル１５ａを上昇させることによって行う（図１１（ｂ）。図中に示す矢印Ｊ）。
【００４８】
ここで、前述したように、左側に位置する実装ヘッド１５は左側の２つの載置ステージ１６から部品３を吸着して受け取り、右側に位置する実装ヘッド１５は右側の２つの載置ステージ１６から部品３を吸着して受け取る。
【００４９】
制御装置８０は、実装ヘッド１５によって部品３を吸着した後、必要に応じ、部品３を吸着した実装ノズル１５ａをペースト供給部７１の上方で下降及び上昇させることによって（図１２（ａ）中に示す矢印Ｋ）、部品３の下面にフラックス等のペーストを付着させた後（図１２（ａ））、部品３が部品カメラ７３の上方を通るようにして、実装ノズル１５ａに対する部品３の位置ずれを把握する。ここでは、左側に位置する実装ヘッド１５が吸着した部品３は左側のペースト供給部７１によってペーストの付着がなされた後、左側の部品カメラ７３によって認識され、右側に位置する実装ヘッド１５が吸着した部品３は右側のペースト供給部７１によってペーストの付着がなされた後、右側の部品カメラ７３によって認識される。なお、部品３へのペーストの付着作業は、部品カメラ７３による部品３の認識後に行うようにしてもよい。
【００５０】
制御装置８０は、部品カメラ７３によって部品３を認識し、実装ノズル１５ａに対する部品３の位置ずれを把握したら、実装ヘッド１５を移動させて、実装ノズル１５ａにより吸着した部品３を基板４に装着する。具体的には、制御装置８０は、実装ノズル１５ａが基板４の上方に位置するように実装ヘッド１５を移動させた後（図１２（ｂ））、実装ノズル１５ａを下降させ（図１２（ｃ）。図中に示す矢印Ｌ）、実装ノズル１５ａを基板４上の目標装着位置に接触させて部品３の吸着を解除した後、実装ノズル１５ａを上昇させることによって行う。この基板４への部品３の装着時には、制御装置８０は、予め求めた基板４の位置ずれと実装ノズル１５ａに対する部品３の位置ずれが修正されるように、基板４に対する実装ノズル１５ａの位置補正を行う。
【００５１】
なお、この左右の実装ヘッド１５による基板４の部品３の装着では、前述したように、左側の実装ヘッド１５は基板保持領域ＡＲ内の左前区画ＡＲ１に位置決めした基板４に部品３を装着し、右側の実装ヘッド１５は基板保持領域ＡＲ内の右前区画ＡＲ２に位置決めした基板４に部品３を装着する。なお、このようなウェハ２からの部品３のピックアップから基板４への装着に至る一連の動作は、左右の領域において互いに独立して行われる。
【００５２】
このように本実施の形態における部品実装装置１では、左右の実装ヘッド１５はそれぞれ、基板保持領域ＡＲ側に移動した左右の載置ステージ１６から部品３を吸着し、その実装ヘッド１５に対応する左右の領域内で移動して基板保持領域ＡＲ内に保持された基板４に装着するようになっている。
【００５３】
制御装置８０は、左側の実装ヘッド１５による左前区画ＡＲ１に位置決めした基板４に対する部品３の装着又は右側の実装ヘッド１５による右前区画ＡＲ２に位置決めした基板４に対する部品３の装着が終了したら、第１コンベア１３ａ、第２コンベア１３ｂ及び第３コンベア１３ｃを選択的に移動させて、部品３の装着が終了した基板４を外部に搬出する。
【００５４】
ここで、図１３〜図１７を用いて３つのコンベア１３による基板４の搬入、位置決め及び搬出の手順の一例を説明する。制御装置８０は、図１３（ａ）に示すように、第１コンベア１３ａを左前区画ＡＲ１に、第２コンベア１３ｂを右前区画ＡＲ２に、第３コンベア１３ｃを左後区画ＡＲ３に位置させた状態から基板４の搬入をスタートする場合には、先ず、左後区画ＡＲ３の左方に設けられた基板供給部ＳＴ１より第３コンベア１３ｃに基板４を投入する（図１３（ａ）中に示す矢印Ｍ１）。そして、第２コンベア１３ｂを右前区画ＡＲ２から後方（右後区画ＡＲ４）に移動させたうえで（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｎ１）、第３コンベア１３ｃから第２コンベア１３ｂに基板４を移動させ（図１３（ｂ）。図中に示す矢印Ｍ２）、そのうえで第２コンベア１３ｂを前方へさせて（図１３（ｃ）中に示す矢印Ｎ２）、部品未装着の基板４を右前区画ＡＲ２に位置させる（図１３（ｃ））。これにより制御装置８０は、右側の実装ヘッド１５による右前区画ＡＲ２内の基板４に対する部品３の装着作業を開始することが可能となる。
【００５５】
制御装置８０は、上記のようにして右前区画ＡＲ２に部品未装着の基板４を位置させたら、第３コンベア１３ｃを左後区画ＡＲ３から右方（右後区画ＡＲ４）に移動させ（図１４（ａ）中に示す矢印Ｎ３）、更に第１コンベア１３ａを左前区画ＡＲ１から後方（左後区画ＡＲ３）へ移動させたうえで（図１４（ｂ）中に示す矢印Ｎ４）、基板供給部ＳＴ１より第１コンベア１３ａに基板４を投入し（図１４（ｂ）。図中に示す矢印Ｍ３）、第１コンベア１３ａを前方へ移動させて（図１４（ｃ）中に示す矢印Ｎ５）、部品未装着の基板４を左前区画ＡＲ１に位置させる（図１４（ｃ））。これにより制御装置８０は、左側の実装ヘッド１５による左前区画ＡＲ１内の基板４に対する部品３の装着作業を開始することが可能となる。
【００５６】
制御装置８０は、右側の実装ヘッド１５による右前区画ＡＲ２に位置決めした基板４に対する部品３の装着作業が終了したら（或いはその前に）、第３コンベア１３ｃを右後区画ＡＲ４から左方（左後区画ＡＲ３）に移動させ（図１５（ａ）中に示す矢印Ｎ６）、次いで第２コンベア１３ｂを右前区画ＡＲ２から後方（右後区画ＡＲ４）に移動させてから（図１５（ｂ）中に示す矢印Ｎ７）、第２コンベア１３ｂから右後区画ＡＲ４の右方に設けられた基板回収部ＳＴ２に基板４を搬出する（図１５（ｂ）中に示す矢印Ｍ４）。これにより右前区画ＡＲ２で部品装着作業が施された基板４が外部に搬出された状態となる。
【００５７】
制御装置８０は、上記のようにして、右前区画ＡＲ２内で部品装着作業を施した基板４を外部に搬出したら、基板供給部ＳＴ１より左後区画ＡＲ３に位置した第３コンベア１３ｃに部品未装着の基板４を投入する（図１５（ｃ）中に示す矢印Ｍ５）。そして、第３コンベア１３ｃから右後区画ＡＲ４に位置した第２コンベア１３ｂに基板４を移動させたうえで（図１５（ｃ）。図中に示す矢印Ｍ６）、第２コンベア１３ｂを右後区画ＡＲ４から前方（右前区画ＡＲ２）に移動させて（図１６（ａ）中に示す矢印Ｎ８）、部品未装着の基板４を新たに右前区画ＡＲ２に位置させる（図１６（ａ））。これにより制御装置８０は、右側の実装ヘッド１５による右前区画ＡＲ２内の基板４に対する部品３の装着作業を開始することが可能となる。
【００５８】
制御装置８０は、上記のようにして部品未装着の基板４を新たに右前区画ＡＲ２に位置させたら、第３コンベア１３ｂを左後区画ＡＲ３から右方（右後区画ＡＲ４）へさせる（図１６（ｂ）中に示す矢印Ｎ９）。そして、第１コンベア１３ａを左前区画ＡＲ１から後方（左後区画ＡＲ３）に移動させた後（図１６（ｃ）中に示す矢印Ｎ１０）、第１コンベア１３ａから第３コンベア１３ｃ経由で基板４を基板回収部ＳＴ２に搬送する（図１７（ａ）中に示す矢印Ｍ７）。これにより左前区画ＡＲ１で部品装着作業が施された基板４が外部に搬出された状態となる（図１７（ａ））。
【００５９】
制御装置８０は、上記のようにして、左前区画ＡＲ１内で部品装着作業を施した基板４を外部に搬出したら、基板供給部ＳＴ１より左後区画ＡＲ３に位置した第１コンベア１３ａに部品未装着の基板４を投入し（図１７（ｂ）中に示す矢印Ｍ８）、第１コンベア１３ａを前方（左前区画ＡＲ１）に移動させて（図１７（ｃ）。図中に示す矢印Ｎ１１）、部品未装着の基板４を新たに左前区画ＡＲ１に位置させる（図１７（ｃ））。これにより制御装置８０は、左側の実装ヘッド１５による左前区画ＡＲ１内の基板４に対する部品３の装着作業を開始することが可能となる。
【００６０】
この図１７（ｃ）の状態は前述の図１４（ｃ）の状態と全く同じであるので、以後、同様の動作を繰り返すことで、基板４の搬入、位置決め及び搬出を連続的に行うことができる。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態における形態における部品実装装置１では、ダイシングされて複数の部品３（半導体チップ）に分割されたウェハ２を保持するウェハ保持部１２、基板４の保持領域である基板保持領域ＡＲ、ウェハ保持部１２から基板保持領域ＡＲへ向く方向を前後方向とした場合に基板保持領域ＡＲの上方の左右２つの領域それぞれを移動範囲として移動する左右の実装ヘッド１５、ウェハ保持部１２に保持されたウェハ２より部品３をピックアップしてウェハ保持部１２の左右両方向に振り分ける左右のピックアップヘッド１４、左右のピックアップヘッド１４によってウェハ保持部１２の左右両方向に振り分けられた部品３が載置され、その部品３が載置された状態でそれぞれ基板保持領域側に移動する左右の載置ステージ１６を備え、左右の実装ヘッド１５はそれぞれ、基板保持領域ＡＲ側に移動した左右の載置ステージ１６から部品３を吸着し、その実装ヘッド１５に対応する左右の領域内で移動して基板保持領域ＡＲ内に保持された基板４に装着するようになっている。
【００６２】
本実施の形態における部品実装装置１では、左右のピックアップヘッド１４がウェハ２よりピックアップした部品３（半導体チップ）をウェハ保持部１２の左右両方向に振り分けて左右の載置ステージ１６に載置し、左右の載置ステージ１６はそれぞれ基板保持領域ＡＲ側に移動して部品３を対応する実装ヘッド１５に受け渡すようになっているので、実装ヘッド１５がウェハ保持部１２と基板保持領域ＡＲの間を大きな移動ストロークで移動することはなく、その分、ロス時間の発生を抑えて実装タクトの向上を図ることができる。
【００６３】
また、左右の実装ヘッド１５に対応する部品３の左右の振り分けは左右のピックアップヘッド１４が行い、ウェハ保持部１２が左右の領域の行き来を繰り返す必要はないので、ウェハ２からの部品３のピックアップを行うことができないロス時間を抑えることができ、その面からも実装タクトの向上を図ることができる。
【００６４】
また、左右の反転部６２を備えることにより、部品３の反転前後でその部品３をピックアップするヘッドが異なることとなるので、部品３を反転させている間に実装ヘッド１５が待ち状態となることはなく、その分ロス時間を抑えて実装タクトの向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
ロス時間の発生を抑えて実装タクトの向上を図ることができるようにした部品実装装置を提供する。
【符号の説明】
【００６６】
１  部品実装装置
２  ウェハ
３  部品（半導体チップ）
４  基板
１２  ウェハ保持部
１４  ピックアップヘッド
１５  実装ヘッド
１６  載置ステージ
６２  反転部
ＡＲ  基板保持領域
【図１】
2014017313.tif 000003
【図２】
2014017313.tif 000004
【図３】
2014017313.tif 000005
【図４】
2014017313.tif 000006
【図５】
2014017313.tif 000007
【図６】
2014017313.tif 000008
【図７】
2014017313.tif 000009
【図８】
2014017313.tif 000010
【図９】
2014017313.tif 000011
【図１０】
2014017313.tif 000012
【図１１】
2014017313.tif 000013
【図１２】
2014017313.tif 000014
【図１３】
2014017313.tif 000015
【図１４】
2014017313.tif 000016
【図１５】
2014017313.tif 000017
【図１６】
2014017313.tif 000018
【図１７】
2014017313.tif 000019