(57)【要約】  本発明は、供給パレット（７、８）および供給パレットを供給位置（Ａ）に搬送するパレット搬送機構（３２）を有する部品供給装置（３）と、供給パレットの上方から部品（ダイＤ）を採取して基板（Ｋ）に装着する装着ノズル（４４）をもつ実装ヘッド（４２）およびヘッド駆動機構（４１）を有する部品移載装置（４）と、を備えた部品実装機（１）であって、部品供給装置は、供給位置の下側に配設されて上方を向き、供給パレットを透かして部品を撮像することにより、当該部品の位置を認識して装着ノズルによる採取を可能にする部品撮像カメラ（３４）、および、部品撮像カメラを水平二方向に駆動するカメラ駆動機構（３５）をさらに有する。これによれば、従来技術において部品撮像カメラと実装ヘッドとの干渉を回避するために必要であった待機時間や迂回移動が発生せず、基板生産効率の低下が抑制される。
2016181437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品を水平面内に並べて供給する供給パレット、および前記供給パレットを収納マガジンから引き出して供給位置に搬送するパレット搬送機構を有する部品供給装置と、
前記供給位置に搬送された供給パレットの上方から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する装着ノズルをもつ実装ヘッド、および前記実装ヘッドを水平二方向に駆動するヘッド駆動機構を有する部品移載装置と、を備えた部品実装機であって、
前記部品供給装置は、
前記供給位置の下側に配設されて上方を向き、前記供給位置に搬送された供給パレットを透かして前記部品を撮像することにより、当該部品の位置を認識して前記装着ノズルによる採取を可能にする部品撮像カメラ、および、
前記部品撮像カメラを水平二方向に駆動するカメラ駆動機構をさらに有する部品実装機。
【請求項２】
前記部品は、半導体ウエハがダイシングされて生産されたダイであり、前記供給パレットは、上面に複数の前記ダイを貼着して保持するとともに光学的透過性をもつダイシングシートを伸縮可能に張設したウエハパレットであり、
前記部品供給装置は、突き上げピンを上方に駆動して前記供給位置に搬送されたウエハパレットの前記ダイシングシートを伸長させつつ前記ダイを突き上げる突き上げ機構、および前記突き上げ機構を水平二方向に駆動する水平駆動機構をさらに有し、
前記部品撮像カメラは、前記ダイシングシートを透かして前記ダイを撮像するとともに、前記カメラ駆動機構を兼ねた前記水平駆動機構によって駆動される請求項１に記載の部品実装機。
【請求項３】
前記供給パレットは、前記部品を載置する複数のキャビティを有するとともに光学的透過性をもつ供給トレイを含む請求項１に記載の部品実装機。
【請求項４】
前記供給位置の下方の位置であって、前記パレット搬送機構により前記供給パレットを搬送可能な下方撮像位置が設定されており、
前記部品撮像カメラは、上下反転して下方を向き、前記下方撮像位置に搬送された供給パレットの上方から前記部品を撮像し、あるいは、
前記部品撮像カメラとは別の第２部品撮像カメラが、前記下方撮像位置に搬送された供給パレットの上方から前記部品を撮像する請求項１〜３のいずれか一項に記載の部品実装機。
【請求項５】
請求項４に記載された部品実装機の部品供給方法であって、
前記パレット搬送機構により前記供給パレットを前記下方撮像位置に搬送する撮像準備ステップと、
前記部品撮像カメラまたは前記第２部品撮像カメラにより前記供給パレットの上方から前記部品の上面を撮像して部品画像データを取得する撮像ステップと、
前記部品画像データを画像処理し、前記部品の上面に印された使用可否マークに基づいて当該部品の使用の可否を判定する判定ステップと、
前記パレット搬送機構により前記供給パレットを前記下方撮像位置から前記供給位置に搬送する供給準備ステップと、
前記部品撮像カメラにより前記供給パレットを透かして前記判定ステップで使用可と判定された部品を撮像し、当該部品の位置を認識して前記装着ノズルによる採取を可能にする供給ステップと、を備えた部品実装機の部品供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給パレットを用いる部品供給装置を備えた部品実装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。このうち部品実装機は、基板搬送装置、部品供給装置、部品移載装置、および制御装置を備える。部品供給装置の一種に、部品を水平面内に並べて供給する供給パレットを用いる装置がある。パレット式部品供給装置では、ダイ(部品)を貼着したダイシングシートを張設するウエハパレットや、部品を載置した供給トレイを載せるトレイパレットなどを用いる。パレット式部品供給装置を備えた部品実装機に関する技術例が特許文献１に開示されている。【０００３】
特許文献１の実装機は、ウエハ部品を保持してＹ軸方向に移動可能なウエハ保持テーブル（供給パレット）と、ウエハ部品を下方から突き上げる機構を有してＸ軸方向に移動可能な突上げ装置と、突き上げられたウエハ部品を吸着する機構を有してＸ軸方向に移動可能な取出し装置と、取出し装置からウエハ部品を受け取って基板に実装するヘッドユニット（実装ヘッド）と、を備える。また、ウエハ保持テーブルに保持されたウエハ部品を撮像する機構を有してＸ軸方向に移動可能な撮像装置（部品撮像カメラ）を備える旨が開示されている。【０００４】
さらに、特許文献１の実施形態には、ウエハ保持テーブルの下側を移動する突上げ装置と、ウエハ保持テーブルの上側を移動する取出し装置および撮像装置と、取出し装置よりもさらに上方を移動するヘッドユニットとを備える態様が開示されている。この態様では、各装置が３つの異なる高さ位置で水平移動するので、装置間の干渉が発生しない。これによれば、装置がＸ軸方向に大きくなってしまうことを抑制できる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の技術例では、ヘッドユニット（実装ヘッド）の装着ノズルおよび取出し装置の取出しノズルが別体とされて別々に駆動されるので、構成が複雑化してコストがアップする。このため、ヘッドユニットの装着ノズルによりウエハ保持テーブル（供給パレット）からウエハ部品を直接的に採取するようにして、取出し装置を省略した構成が実用化されている。取出し装置を省略した構成では、ウエハ保持テーブルの上側の概ね同じ高さにヘッドユニットの駆動機構と、撮像装置（部品撮像カメラ）の駆動機構とを配置することになる。【０００７】
ここで、ヘッドユニット（実装ヘッド）は、ウエハ保持テーブルから位置決めされた基板までの広い可動範囲を有し、撮像装置（部品撮像カメラ）は、ウエハ保持テーブルの付近に限定された狭い可動範囲を有する。それでも、ウエハ保持テーブルの付近では両者の干渉を回避する必要が生じる。このため、相手側装置が退出するまでの待機時間や、相手側装置への干渉を避ける迂回移動が発生して、基板生産効率が低下する。さらに、干渉回避の制御技術を確立することは、開発段階での課題となり、性能検証が必要になっていた。【０００８】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、部品撮像カメラを供給パレットの下側に配設して装着ノズルをもつ実装ヘッドとの干渉が発生しない構成とし、基板生産効率の低下を抑制した部品実装機、および部品実装機の部品供給方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の部品実装機は、複数の部品を水平面内に並べて供給する供給パレット、および前記供給パレットを収納マガジンから引き出して供給位置に搬送するパレット搬送機構を有する部品供給装置と、前記供給位置に搬送された供給パレットの上方から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する装着ノズルをもつ実装ヘッド、および前記実装ヘッドを水平二方向に駆動するヘッド駆動機構を有する部品移載装置と、を備えた部品実装機であって、前記部品供給装置は、前記供給位置の下側に配設されて上方を向き、前記供給位置に搬送された供給パレットを透かして前記部品を撮像することにより、当該部品の位置を認識して前記装着ノズルによる採取を可能にする部品撮像カメラ、および、前記部品撮像カメラを水平二方向に駆動するカメラ駆動機構をさらに有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の部品実装機において、部品供給装置の部品撮像カメラは、供給位置に搬送された供給パレットの下側に配設されて上方を向き、供給パレットを透かして部品を撮像する。このため、部品撮像カメラは、供給パレットの上方から部品を採取する装着ノズルをもつ実装ヘッドに干渉しない、したがって、従来技術において部品撮像カメラと実装ヘッドとの干渉を回避するために必要であった待機時間や迂回移動が発生せず、基板生産効率の低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の部品実装機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の部品実装機の制御の構成を示すブロック図である。
【図３】部品供給装置および部品移載装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図４】部品供給装置の部品供給動作を示す動作フローの図である。
【図５】従来技術の部品実装機の部品供給装置および部品移載装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図６】第１実施形態に使用できるトレイパレットを例示した斜視図である。
【図７】第２実施形態の部品実装機の部品供給装置および部品移載装置の構成を模式的に説明する側面図である。
【図８】第２実施形態の部品供給装置の部品供給動作を示す動作フローの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（１．第１実施形態の部品実装機１の全体構成）
本発明の第１実施形態の部品実装機１について、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、第１実施形態の部品実装機１の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、第１実施形態の部品実装機１の制御の構成を示すブロック図である。部品実装機１は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、部品カメラ５、および制御装置６などで構成されている。図１の中のＸ軸方向は基板Ｋを搬入出する方向であり、Ｙ軸方向は水平面内でＸ軸方向に直交する方向である。
【００１３】
基板搬送装置２は、機台１１の上面をＸ軸方向に横断して配設されている。基板搬送装置２は、Ｘ軸方向に平行に並設された一対のガイドレール、およびガイドレールにそれぞれ案内され基板Ｋを載置して搬送する一対のコンベアベルトなどにより構成されている。また、基板搬送装置２は、搬入した基板Ｋを押し上げて位置決めするバックアップ装置を有している。
【００１４】
部品供給装置３は、部品実装機１の長手方向の後部（図１の左前側）に設けられている。部品供給装置３は、複数の部品を水平面内に並べて供給する供給パレットを用いて、部品移載装置４に部品を供給する。部品供給装置３は、供給パレットの一種であるウエハパレット７、収納マガジン３１、パレット搬送機構３２、突き上げ機構３３、部品撮像カメラ３４、水平駆動機構３５、および制御部３９などで構成されている。
【００１５】
収納マガジン３１は、概ね縦長の直方体形状のハウジング３１１を用いて形成されている。ハウジング３１１の上部にパレット搬入部３１２が設けられ、ハウジング３１１の下部にパレット排出部３１３が設けられている。ハウジング３１１の概ね中間高さの前側に、パレット搬送口３１４(図３に示す)が開口している。ハウジング３１１の内部に、パレットストッカ３１５が収容されている。パレットストッカ３１５は、複数段の収納棚を有する概ね箱状の部材である。各収納棚は、ウエハパレット７を前側に引き出し可能に収納する。パレットストッカ３１５は、図略の昇降機構に駆動されてハウジング３１１内を昇降する。
【００１６】
ウエハパレット７は、パレット搬入部３１２から搬入され、上昇したパレットストッカ３１５の上面に保持される。その後、ウエハパレット７は、後述するパレット搬送機構３２によって一旦ハウジング３１１から引き出され、次いでパレットストッカ３１５の収納棚に収納される。使用済みのウエハパレット７は、下降するパレットストッカ３１５の下面に保持されて、パレット排出部３１３に移送され、排出される。
【００１７】
パレット搬送機構３２は、収納マガジン３１の前側に設けられている。パレット搬送機構３２は、直方体形状の機台３２１、一対のガイドレール３２２、３２３、およびボールねじ送り機構３２４などで構成されている。一対のガイドレール３２２、３２３は、機台３２１の上面の前後方向に延在し、相互に離隔して平行配置されている。ガイドレール３２２、３２３は、後部が収納マガジン３１のパレット搬送口３１４に臨み、前部に供給位置Ａが設定されている。
【００１８】
ボールねじ送り機構３２４は、ボールねじ３２５、サーボモータ３２６、および係合部材３２７などで構成されている。ボールねじ３２５は、一方のガイドレール３２２に近接して平行に配置され、前後方向に延在している。サーボモータ３２６は、ボールねじ３２５の一端に結合されており、正転および逆転の切り替えが可能になっている。係合部材３２７は、ボールねじ３２５に螺合するナット部、およびウエハパレット７を着脱可能に係止するパレット係止部をもつ。
【００１９】
係合部材３２７がウエハパレット７を係止した状態でサーボモータ３２６が正転してボールねじ３２５を回転駆動すると、係合部材３２７は螺進してウエハパレット７を搬送する。これにより、ウエハパレット７は、パレットストッカ３１５からパレット搬送口３１４を通って前方に引き出され、ガイドレール３２２、３２３上を供給位置Ａまで搬送される。サーボモータ３２６が逆転してボールねじ３２５を逆回転駆動すると、係合部材３２７は、螺退してウエハパレット７を逆方向に搬送する。これにより、ウエハパレット７は、供給位置Ａからパレット搬送口３１４を通ってパレットストッカ３１５まで戻される。
【００２０】
突き上げ機構３３、部品撮像カメラ３４、および水平駆動機構３５は、機台３２１の内部に配設されており、図１に見えない。突き上げ機構３３、部品撮像カメラ３４、および水平駆動機構３５については、後で図３を参考にして説明する。
【００２１】
ウエハパレット７は、半導体ウエハがダイシングされて生産されたダイＤ（部品）を供給する。ウエハパレット７は、パレット枠７１およびエキスパンド台７２からなる。パレット枠７１は、矩形の板材であり、中央に大きな円形の穴を有する。パレット枠７１の一辺には、パレット搬送機構３２の係合部材３２７に係止される係止部が設けられている。
【００２２】
エキスパンド台７２は、円環状の部材であり、パレット枠７１の穴の周りの上面に取り付けられる。エキスパンド台７２は、上面に複数のダイＤを貼着して保持するダイシングシートＳの周囲を保持する。ダイシングシートＳは、エキスパンド台７２に保持されて伸縮可能になっている。ダイシングシートＳは、光学的透過性をもつ透明または半透明の材質で形成されている。したがって、下方からダイシングシートＳを透かしてダイＤの位置を認識できる。ダイシングシートＳ上の複数のダイＤの中に、不良品（バッドダイ）が入っている場合がある。ダイシングシートＳ上における不良品のダイＤの配置は、電子データで表されたウエハマップの形態で制御装置６から制御部３９に通知される。
【００２３】
部品移載装置４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸＹ移動ロボットタイプの装置である。部品移載装置４は、基板搬送装置２の上方（図２の右奥側）から部品供給装置３の供給位置Ａの上方にかけて配設されている。部品移載装置４は、ヘッド駆動機構４１および実装ヘッド４２などで構成されている。ヘッド駆動機構４１は、実装ヘッド４２を水平面内のＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。ヘッド駆動機構４１は、公知の各種技術を適宜採用して構成できる。
【００２４】
実装ヘッド４２は、ノズルホルダ４３および基板認識カメラ４６を有する。ノズルホルダ４３は、下側に装着ノズル４４をもつ。装着ノズル４４は、供給位置Ａに搬送されたウエハパレット７に上方から接近し、負圧を利用してダイＤを吸着採取する。さらに、装着ノズル４４は、位置決めされた基板Ｋまで駆動され、ダイＤを基板Ｋの所定の装着座標位置に装着する。基板認識カメラ４６は、基板Ｋに付設されたフィデューシャルマークを撮像して、基板Ｋの正確な位置を認識する。
【００２５】
部品カメラ５は、機台１１の上面の基板搬送装置２と部品供給装置３との間に、上向きに設けられている。部品カメラ５は、実装ヘッド４２が部品供給装置３から基板Ｋに移動する途中で、装着ノズル４４の下端に採取されているダイＤの状態を撮像して検出する。部品カメラ５がダイＤの吸着位置の誤差や回転角のずれなどを検出すると、制御装置６は、必要に応じて部品装着動作を微調整する。
【００２６】
制御装置６は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作するコンピュータ装置である。図２に示されるように、制御装置６は、基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、および部品カメラ５と通信接続されている。制御装置６は、これらの装置２〜５と適宜情報を交換しつつ指令を発して、部品実装機１の動作の全般を制御する。具体的に、制御装置６は、基板搬送装置２による基板Ｋの搬入出、部品供給装置３からの部品供給、部品移載装置４の部品採取動作および部品装着動作、および部品カメラ５の撮像動作などを指令して制御する。
【００２７】
（２．部品供給装置３の機台３２１内部の構成）
次に、部品供給装置３の機台３２１内部の構成について説明する。図３は、部品供給装置３および部品移載装置４の構成を模式的に説明する側面図である。図３において、パレット搬送機構３２は、太線の矢印で簡略に示されている（図５、図７においても同様）。図示されるように、突き上げ機構３３、部品撮像カメラ３４、および水平駆動機構３５は、ウエハパレット７を引き出す供給位置Ａの下側の機台３２１内部に配設されている。
【００２８】
突き上げ機構３３は、突き上げピン３３１を上方に駆動して、供給位置Ａのウエハパレット７のダイシングシートＳを伸長させつつダイＤを突き上げる。これにより、ダイＤは、底面の大部分がダイシングシートＳから離れて貼着力が減少し、装着ノズル４４による採取が可能になる。
【００２９】
部品撮像カメラ３４は、供給位置Ａの下側に配設されて上方を向き、光学的透過性をもつダイシングシートＳを透かしてダイＤの底面を撮像する。これにより、ダイＤの正確な位置が認識され、突き上げピン３３１の突き上げ位置および装着ノズル４４の部品採取位置が正しく制御される。なお、ダイシングシートＳ上のダイＤの撮像は、実装ヘッド４２の基板認識カメラ４６でも実施可能であるが、基板生産効率を向上するために２個のカメラ３４、４６を併用する
【００３０】
突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４は、ともに共通ヘッド３６に取り付けられている。共通ヘッド３６は、水平駆動機構３５によって水平二方向に駆動される。つまり、水平駆動機構３５は、突き上げ機構３３を水平二方向に駆動する機構と、部品撮像カメラ３４を水平二方向に駆動するカメラ駆動機構とを兼ねている。水平駆動機構３５は、公知のＸＹ移動ロボットの技術を応用して構成できる。
【００３１】
実装ヘッド４２の可動範囲Ｒ１は、供給位置Ａのウエハパレット７よりも上方で、かつ供給位置Ａから位置決めされた基板Ｋまでと広い。一方、突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４の可動範囲Ｒ２は、ウエハパレット７よりも下方で、かつ供給位置Ａの付近に限定されて狭い。突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４は、水平駆動機構３５によって一体的に駆動される。このため、部品撮像カメラ３４が或るダイＤを撮像したとき、部品撮像カメラ３４に入れ替わって突き上げ機構３３が当該のダイＤの下側まで駆動され、その後にダイＤの突き上げが可能となる。
【００３２】
部品供給装置３の制御部３９は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作するコンピュータ装置である。制御部３９は、制御装置６と通信接続されており、制御装置６からの指令にしたがって適切に部品供給動作を制御する。具体的に、制御部３９は、収納マガジン３１へのウエハパレット７の搬入および排出や、パレット搬送機構３２によるウエハパレット７の往復搬送を制御する。制御部３９は、さらに水平駆動機構３５による突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４の移動、突き上げ機構３３の突き上げ動作、ならびに部品撮像カメラ３４の撮像動作を制御する。また、制御部３９は、前述したウエハマップを参照して、不良品のダイＤを供給しないように制御する。
【００３３】
（３．部品実装機１における部品供給動作および作用）
次に、部品実装機１における部品供給装置３の部品供給動作について説明する。図４は、部品供給装置３の部品供給動作を示す動作フローの図である。この動作フローは、主に制御部３９からの指令および制御によって実行される。部品供給動作を開始する以前に、既に所定のウエハパレット７が収納マガジン３１に搬入され、パレットストッカ３１５に収納されているものとする。図４の動作フローのステップＳ１で、パレット搬送機構３２は、制御部３９からの指令に基づき、ウエハパレット７を供給位置Ａまで搬送する。
【００３４】
ステップＳ２で、制御部３９は、ウエハパレット７上の１つの特定のダイＤを指定して、水平駆動機構３５を制御する。水平駆動機構３５は、部品撮像カメラ３４を特定のダイＤの概ね真下へ移動させる。ステップＳ３で、部品撮像カメラ３４は、ダイシングシートＳを透かして特定のダイＤの底面を撮像して、部品画像データを取得する。さらに、部品撮像カメラ３４は、部品画像データを画像処理して、特定のダイＤの正確な位置を認識する。得られた特定のダイＤの位置情報は、制御部３９に伝送され、さらに制御装置６にも伝送される。なお、制御部３９が部品画像データを受け取り、画像処理によるダイＤの位置認識を行うようにしてもよい。
【００３５】
ステップＳ４で、制御部３９は、特定のダイＤの位置情報を指定して、水平駆動機構３５を制御する。水平駆動機構３５は、突き上げ機構３３を移動させて、突き上げピン３３１を特定のダイＤの真下に配置する。ステップＳ５で、突き上げ機構３３は、制御部３９からの指令に基づき、突き上げピン３３１を上方に駆動して、ダイシングシートＳを伸長させつつ特定のダイＤを突き上げる。これにより、特定のダイＤは、採取が可能な状態となる。
【００３６】
ステップＳ６で、実装ヘッド４２がウエハパレット７の上方へ駆動され、装着ノズル４４が下降して特定のダイＤを採取する。このとき、ヘッド駆動機構４１は、制御装置６から特定のダイＤの位置情報を受け取るので、装着ノズル４４を突き上げピン３３１の真上の位置に正確に駆動できる。次に、実装ヘッド４２は基板Ｋの上方へ駆動され、装着ノズル４４は特定のダイＤを基板Ｋに装着する。
【００３７】
この後、制御部３９は、次以降のダイＤを順次指定してステップＳ２〜Ｓ６の制御を繰り返す。また、１種類の基板Ｋに対して２個以上のウエハパレット７からダイＤを供給する場合には、ウエハパレット７の供給位置Ａへの搬入出が適宜行われる。そして、制御部３９は、ウエハパレット７を供給位置Ａまで搬送する都度、ステップＳ１〜Ｓ６の制御を繰り返す。
【００３８】
次に、第１実施形態の部品実装機１の作用について、従来技術と対比して説明する。図５は、従来技術の部品実装機の部品供給装置３Ｕおよび部品移載装置４の構成を模式的に説明する側面図である。図示されるように、従来技術の部品移載装置４は、第１実施形態と同様の構成である。従来技術の部品供給装置３Ｕは、第１実施形態と異なり、部品撮像カメラ３４Ｖがウエハパレット７の上方を移動する。
【００３９】
従来技術の部品供給装置３Ｕについて説明する。突き上げ機構３３Ｕは、供給位置Ａの下側に配設され、突き上げ用ヘッド３６Ｕに取り付けられている。突き上げ用ヘッド３６Ｕは、突き上げ用水平駆動機構３５Ｕによって水平二方向に駆動される。一方、部品撮像カメラ３４Ｖは、供給位置Ａの上側に配設され、カメラ用ヘッド３６Ｖに取り付けられている。カメラ用ヘッド３６Ｖは、カメラ用水平駆動機構３５Ｖにより、突き上げ機構３３Ｕとは別々に水平二方向に駆動される。部品撮像カメラ３４Ｖは、下方を向いて、ダイシングシートＳ上のダイＤの上面を撮像する。
【００４０】
従来技術において、部品撮像カメラ３４Ｖおよび実装ヘッド４２は、ともに供給位置Ａの上方から、ウエハパレット７にアクセスする。このため、相互の干渉を回避する制御が行われ、相手側装置が退出するまでの待機時間や、相手側装置への干渉を避ける迂回移動が発生する。これにより、基板１枚当たりの生産時間が長引いて、生産効率が低下する。
【００４１】
さらに、干渉回避の制御技術を確立することは、開発段階での課題となり、性能検証が必要になっていた。例えば、部品撮像カメラ３４Ｖおよび実装ヘッド４２が移動を開始する好適なタイミングは、それぞれの現在位置および目標位置に依存して変化し、加えて、移動時の速度や加速度、移動経路なども干渉回避に関係する。これらの要因を組み合わせた全パターンの動作を確認して、優れた干渉回避方法を確立する性能検証には、膨大な検証時間および手間がかかっていた。
【００４２】
これに対し、第１実施形態では、実装ヘッド４２の可動範囲Ｒ１はウエハパレット７の上方とされ、突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４の可動範囲Ｒ２はウエハパレット７の下方とされている。したがって、突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４が実装ヘッド４２に干渉するおそれは無い。また、干渉回避の制御技術を確立するためにこれまで実施されていた性能検証は不要となる。
【００４３】
なお、第１実施形態において、ウエハパレット７に代えてトレイパレット８を使用してもよく、ウエハパレット７およびトレイパレット８を併用してもよい。図６は、第１実施形態の部品実装機１に使用できるトレイパレット８を例示した斜視図である。トレイパレット８は、ウエハパレット７と同様に、収納マガジン３１に収納され、パレット搬送機構３２により供給位置Ａまで搬送される。
【００４４】
トレイパレット８は、供給トレイ８３を含んで形成されている。供給トレイ８３は、光学的透過性をもつ透明または半透明の樹脂を用いて矩形の皿状に形成されている。供給トレイ８３は、上面の外周に広幅の外枠８４が突設され、さらに狭幅の仕切り枠８５が格子状に突設されて、複数のキャビティ８６が形成されている。図６の例では、５４個のキャビティ８６が形成され、そのうちの２２箇所に部品Ｐ(便宜的にハッチングを付して示す)が載置されている。トレイパレット８は、外形が矩形であって、中央に供給トレイ８３よりも少し小さめの矩形穴を有する額縁状の板材である。トレイパレット８の一辺に、パレット搬送機構３２の係合部材３２７に係止される係止部８１が設けられている。
【００４５】
トレイパレット８は、供給トレイ８３の長手方向に延びる両辺の２箇所、合計４箇所を押え金具８２で押えて、矩形穴の上側に固定保持する。したがって、部品撮像カメラ３４は、下方からトレイパレット８の矩形穴を通し、供給トレイ８３を透かして部品Ｐを撮像できる。なお、トレイパレット８を使用するとき、実装ヘッド４２は、部品Ｐを挟んで採取する挟持チャックを装着ノズル４４と交換して使用することもできる。
【００４６】
（４．第１実施形態の部品実装機１の態様および効果）
第１実施形態の部品実装機１は、複数の部品を水平面内に並べて供給する供給パレット（ウエハパレット７、トレイパレット８）、および供給パレットを収納マガジン３１から引き出して供給位置Ａに搬送するパレット搬送機構３２を有する部品供給装置３と、供給位置Ａに搬送された供給パレットの上方から部品（ダイＤ、部品Ｐ）を採取して位置決めされた基板Ｋに装着する装着ノズル４４をもつ実装ヘッド４２、および実装ヘッド４２を水平二方向に駆動するヘッド駆動機構４１を有する部品移載装置４と、を備えた部品実装機１であって、部品供給装置３は、供給位置Ａの下側に配設されて上方を向き、供給位置Ａに搬送された供給パレットを透かして部品を撮像することにより、当該部品の位置を認識して装着ノズル４４による採取を可能にする部品撮像カメラ３４、および、部品撮像カメラ３４を水平二方向に駆動するカメラ駆動機構（水平移動機構３５）をさらに有する。
【００４７】
第１実施形態において、部品供給装置３の部品撮像カメラ３４は、供給位置Ａに搬送された供給パレットの下側に配設されて上方を向き、供給パレットを透かして部品を撮像する。このため、部品撮像カメラ３４は、供給パレットの上方から部品を採取する装着ノズル４４をもつ実装ヘッド４２に干渉しない、したがって、従来技術において部品撮像カメラ３４Ｖと実装ヘッド４４との干渉を回避するために必要であった待機時間や迂回移動が発生せず、基板生産効率の低下が抑制される。また、干渉回避の制御技術を確立するためにこれまで開発段階で実施されていた性能検証は不要になる。
【００４８】
さらに、部品は、半導体ウエハがダイシングされて生産されたダイＤであり、供給パレットは、上面に複数のダイを貼着して保持するとともに光学的透過性をもつダイシングシートＳを伸縮可能に張設したウエハパレット７であり、部品供給装置３は、突き上げピン３３１を上方に駆動して供給位置Ａに搬送されたウエハパレット７のダイシングシートＳを伸長させつつダイＤを突き上げる突き上げ機構３３、および突き上げ機構３３を水平二方向に駆動する水平駆動機構３５をさらに有し、部品撮像カメラ３４は、ダイシングシートＳを透かしてダイＤを撮像するとともに、カメラ駆動機構を兼ねた水平駆動機構３５によって駆動される。
【００４９】
これによれば、半導体ウエハから生産されたダイＤを供給する形態において、基板生産効率の低下が抑制されるという効果が顕著になる。加えて、水平駆動機構３５は、突き上げ機構３３を水平二方向に駆動する機構と、カメラ駆動機構とを兼ねるので、部品供給装置３の構成の簡素化およびコストの低減が実現される。
【００５０】
さらに、供給パレットの一種であるトレイパレット８は、部品Ｐを載置する複数のキャビティ８６を有するとともに光学的透過性をもつ供給トレイ８３を含む。これによれば、供給トレイ８３から部品Ｐを供給する形態においても、基板生産効率の低下が抑制されるという効果が生じる。
【００５１】
（５．第２実施形態の部品実装機の構成）
次に、第２実施形態の部品実装機の構成について説明する。図７は、第２実施形態の部品実装機の部品供給装置３Ａおよび部品移載装置４の構成を模式的に説明する側面図である。図示されるように、第２実施形態の部品移載装置４は、第１実施形態と同様の構成である。第２実施形態の部品供給装置３Ａは、ダイＤの使用可否の判定方法が第１実施形態と異なり、ウエハマップに代わる撮像動作によって不良品のダイＤを認識する。
【００５２】
第２実施形態の部品供給装置３Ａについて、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態では、供給位置Ａの下側の突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４よりもさらに下方に、下方撮像位置Ｂが設定されている。下方撮像位置Ｂにウエハパレット７を搬送できるように、パレット搬送機構３２の下側に下方パレット搬送機構３７が並行して配設されている。下方パレット搬送機構３７は、パレット搬送機構３２と同一の構成であり、図７に太線の矢印で簡略に示されている。下方パレット搬送機構３７の後部に臨んで、ハウジング３１１の下方寄りに下方パレット搬送口３１７が開口している。
【００５３】
また、突き上げ機構３３および部品撮像カメラ３４が取り付けられた共通ヘッド３６Ａは、上下の反転が可能となっている。すなわち、共通ヘッド３６Ａは、制御部３９からの反転指令にしたがって、図３に示された正転姿勢から図７に示された反転姿勢へと上下反転する。また、共通ヘッド３６Ａは、制御部３９からの正転指令にしたがって、反転姿勢から正転姿勢に戻る。共通ヘッド３６Ａの反転姿勢において、部品撮像カメラ３４は、下方を向き、下方撮像位置Ｂに搬送されたウエハパレット７のダイＤの上面を撮像できる。
【００５４】
不良品のダイＤの認識は、ダイＤの上面に印された使用可否マークに基づいて行われる。使用可否マークの一例として、不良品のダイＤの上面に使用不可を表す×マークを印し、良品のダイＤの上面には何も印さないことにする。なお、×マーク以外の使用可否マークを用いてもよいが、印す位置はダイＤの上面とする。
【００５５】
（６．第２実施形態おける部品供給動作および実施形態の部品実装機の部品供給方法）
次に、第２実施形態の部品実装機における部品供給装置３Ａの部品供給動作について説明する。図８は、第２実施形態の部品供給装置３Ａの部品供給動作を示す動作フローの図である。この動作フローは、主に制御部３９からの指令および制御によって実行される。部品供給装置３Ａの部品供給動作は、本発明の実施形態の部品実装機の部品供給方法に相当する。部品供給動作を開始する以前に、既に所定のウエハパレット７が収納マガジン３１に搬入され、パレットストッカ３１５に収納されているものとする。
【００５６】
図８の動作フローのステップＳ１１で、下方パレット搬送機構３７は、制御部３９からの指令に基づき、ウエハパレット７を下方撮像位置Ｂに搬送する(図７に実線で示す)。ステップＳ１２で、制御部３９は、共通ヘッド３６Ａの上下を反転させ、部品撮像カメラ３４を下向きにする。ステップＳ１３で、制御部３９は、ウエハパレット７上の１番目のダイＤを指定して、水平駆動機構３５を制御する。水平駆動機構３５は、部品撮像カメラ３４を１番目のダイＤの概ね真上へ移動させる。
【００５７】
ステップＳ１４で、部品撮像カメラ３４は、制御部３９からの指令に基づき、ウエハパレット８の上方から１番目のダイＤの上面を撮像して、部品画像データを取得する。さらに、ステップＳ１５で、部品撮像カメラ３４または制御部３９は、部品画像データを画像処理して、１番目のダイＤの上面に×マーク（使用可否マーク）が印されているか否かを判別する。制御部３９は、×マークが印されていなければ１番目のダイＤを使用可と判定し、×マークが印されていれば１番目のダイＤを使用不可と判定する。
【００５８】
ステップＳ１６で、制御部３９はダイシングシートＳ上の全部のダイＤの判定が終了したか否かを判断する。初回のステップＳ１６で、１番目のダイＤ以外は判定が終了していないので、制御部３９は、動作フローの実行をステップＳ１３に戻す。２回目のステップＳ１３で、制御部３９は、１番目のダイＤの隣の２番目のダイＤを指定して、水平駆動機構３５を制御する。以下、ステップＳ１３〜ステップＳ１６がダイＤの個数だけ繰り返して実行される。
【００５９】
ステップＳ１６で、全部のダイＤの判定が終了していると、制御部３９は、動作フローの実行をステップＳ１７に進める。ステップＳ１７で、制御部３９は、下方パレット搬送機構３７、パレットストッカ３１５の昇降機構、およびパレット搬送機構３２を制御して、ウエハパレット７を供給位置Ａに移動する(図７に破線で示す)。ウエハパレット７は、下方パレット搬送口３１７からパレットストッカ３１５に戻され、上昇して、パレット搬送口３１４から供給位置Ａまで搬送される。ステップＳ１８で、制御部３９は、共通ヘッド３６Ａを正転させて、部品撮像カメラ３４を上向きにする。ステップＳ１１〜ステップＳ１８の動作は、基板Ｋの生産を開始する以前の段取り作業の中で実施できる。
【００６０】
以降の基板Ｋの生産に伴う動作は、第１実施形態で説明した図３の動作フローのステップＳ２〜ステップＳ６に準じる。ただし、第２実施形態の部品供給装置３Ａは、ステップＳ１５で使用可と判定されたダイＤのみを供給する。
【００６１】
図８の動作フロー中のステップＳ１１は、実施形態の部品実装機の部品供給方法の撮像準備ステップに相当する。また、ステップＳ１２〜Ｓ１４は撮像ステップに相当し、ステップＳ１５は判定ステップに相当する。さらに、ステップＳ１７は供給準備ステップに相当し、ステップＳ１８およびステップＳ２〜Ｓ５は供給ステップに相当する。
【００６２】
第２実施形態の部品実装機において、供給位置Ａの下方の位置であって、下方パレット搬送機構３７によりトレイパレット７を搬送可能な下方撮像位置Ｂが設定されており、部品撮像カメラ３４は、上下反転して下方を向き、下方撮像位置Ｂに搬送されたトレイパレット７の上方からダイＤを撮像する。これによれば、ウエハマップが用いられずにダイＤの上面に使用可否マークが印される場合でも、撮像動作によって不良品のダイＤを判定でき、誤って供給してしまうおそれが無い。
【００６３】
また、実施形態の部品実装機の部品供給方法は、下方パレット搬送機構３７によりウエハパレット７を下方撮像位置Ｂに搬送する撮像準備ステップ（ステップＳ１１）と、部品撮像カメラ３４によりウエハパレット７の上方からダイＤの上面を撮像して部品画像データを取得する撮像ステップ（ステップＳ１２〜Ｓ１４）と、部品画像データを画像処理し、ダイＤの上面に印された使用可否マークに基づいて当該ダイＤの使用の可否を判定する判定ステップ（ステップＳ１５）と、下方パレット搬送機構３７およびパレット搬送機構３２によりウエハパレット７を下方撮像位置Ｂから供給位置Ａに搬送する供給準備ステップ（ステップＳ１７）と、部品撮像カメラ３４によりウエハパレット７を透かして判定ステップで使用可と判定されたダイＤを撮像し、当該ダイＤの位置を認識して装着ノズル４４による採取を可能にする供給ステップ（ステップＳ１８およびステップＳ２〜Ｓ５）と、を備えている。これによれば、ウエハマップが用いられずにダイＤの上面に使用可否マークが印される場合でも、撮像動作によって不良品のダイＤを判定でき、誤って供給してしまうおそれが無い。
【００６４】
（７．実施形態の応用および変形）
なお、第１実施形態において、部品撮像カメラ３４はダイシングシートＳ上の全部のダイＤの底面を順番に撮像してゆくが、これに限定されない。すなわち、部品撮像カメラ３４は限られた個数のダイＤの底面を撮像して位置を認識し、その他のダイＤの位置は制御部３９が演算によって求めるようにしてもよい。また、第２実施形態において、共通ヘッド３６Ａの全体が上下に反転するが、部品撮像カメラ３４のみが上下に反転してもよい。さらに、上下反転機構を設ける代わりに、下向きの第２部品撮像カメラを部品撮像カメラ３４の下側に追加して設けてもよい。本発明は、他にも様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１：部品実装機    ２：基板搬送装置
３、３Ａ：部品供給装置    ３１：収納マガジン
３２：パレット搬送機構    ３３、３３Ｕ：突き上げ機構
３４、３４Ｖ：部品撮像カメラ    ３５：水平駆動機構
３６、３６Ａ：共通ヘッド    ３７：下方パレット搬送機構
３９：制御部
４：部品移載装置    ４１：ヘッド駆動機構
４２：実装ヘッド    ４４：装着ノズル
５：部品カメラ    ６：制御装置
７：ウエハパレット    ８：トレイパレット
Ｋ：基板    Ａ：供給位置    Ｂ：下方撮像位置
Ｄ：ダイ（部品）    Ｓ：ダイシングシート    Ｐ：部品
【図１】
2016181437.tif 000003
【図２】
2016181437.tif 000004
【図３】
2016181437.tif 000005
【図４】
2016181437.tif 000006
【図５】
2016181437.tif 000007
【図６】
2016181437.tif 000008
【図７】
2016181437.tif 000009
【図８】
2016181437.tif 000010
【国際調査報告】
2016181437.tif 000011
2016181437.tif 000012
2016181437.tif 000013
2016181437.tif 000014