(57)【要約】【課題】チップ部品の基板への装着荷重を簡単に可変でき、また複数の吸着ノズルの装着荷重をも可変できるチップ部品装着装置の提供。【解決手段】チップ部品Ｂを基板Ｐ上に装着する際、回転駆動モータ５１を駆動させて、プーリ５２、５３及びタイミングベルト５４を介して、ベアリング５５内をナット５６を回転させ、ネジ軸５７を下降させる。すると、チップ部品Ｂの装着のため下降させる吸着ノズル１１に対応するボイスコイルモータ３１に所定の推力となるように調整された駆動電流を印加し、この推力によりネジ軸５７の下降に伴いスプライン軸３２が下降するので、押圧部３５がコイルスプリング２２の付勢力に抗して選択された吸着ノズル１１に対応する係止片２１を介してスプライン軸１３を下降させ、基板Ｐ上に吸着ノズル１１に保持されたチップ部品Ｂを所定の装着荷重を掛けて装着する。【選択図】図４
2008218807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記チップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、前記基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とするチップ部品装着装置。
【請求項２】
チップ部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢機構と、この付勢機構の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、前記基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とするチップ部品装着装置。
【請求項３】
チップ部品を部品供給装置より複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記各吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢機構と、この付勢機構の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、この装着荷重可変機構による装着荷重をどの吸着ノズルを介して掛けるかを切り替え選択する選択機構と、基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とするチップ部品装着装置。
【請求項４】
チップ部品を部品供給装置より複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記各吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢機構と、ボイスコイルモータにより前記付勢機構の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、この装着荷重可変機構による装着荷重をどの吸着ノズルを介して掛けるかを切り替え選択する選択機構と、基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とするチップ部品装着装置。
【請求項５】
装着ヘッドに複数の吸着ノズルを備え、チップ部品を部品供給装置より任意の吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記装着ヘッド本体側と前記各吸着ノズル上部の係止体との間に配設されて前記各吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢体と、ボイスコイルモータにより得られる推力を前記付勢体の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を前記係止体を介して掛けるための装着荷重可変機構と、この装着荷重可変機構による装着荷重をどの吸着ノズルを介して掛けるかを切り替え選択する選択機構と、前記基板へのチップ部品の装着の際には前記装着荷重可変機構の支承を解いて前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とするチップ部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のチップ部品装着装置は、例えば、特許文献１などに開示されているが、装着荷重を任意に可変したい場合には、吸着ノズル毎に行わなければならず、多数の吸着ノズルを持つチップ部品装着装置には適したものが無かった。
【特許文献１】特開２００６−２８６７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明はチップ部品の基板への装着荷重を簡単に可変でき、また複数の吸着ノズルの装着荷重をも可変できるチップ部品装着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】
【０００４】
このため第１の発明は、チップ部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記チップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、前記基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とする。
【０００５】
第２の発明は、チップ部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢機構と、この付勢機構の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、前記基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
第３の発明は、チップ部品を部品供給装置より複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記各吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢機構と、この付勢機構の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、この装着荷重可変機構による装着荷重をどの吸着ノズルを介して掛けるかを切り替え選択する選択機構と、基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
第４の発明は、チップ部品を部品供給装置より複数の吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記各吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢機構と、ボイスコイルモータにより前記付勢機構の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を掛けるための装着荷重可変機構と、この装着荷重可変機構による装着荷重をどの吸着ノズルを介して掛けるかを切り替え選択する選択機構と、基板へのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
第５の発明は、装着ヘッドに複数の吸着ノズルを備え、チップ部品を部品供給装置より任意の吸着ノズルにより吸着して取出し、基板上に装着するチップ部品装着装置において、前記装着ヘッド本体側と前記各吸着ノズル上部の係止体との間に配設されて前記各吸着ノズルを吊り上げるように付勢する付勢体と、ボイスコイルモータにより得られる推力を前記付勢体の付勢力に抗してチップ部品の基板への装着荷重を前記係止体を介して掛けるための装着荷重可変機構と、この装着荷重可変機構による装着荷重をどの吸着ノズルを介して掛けるかを切り替え選択する選択機構と、前記基板へのチップ部品の装着の際には前記装着荷重可変機構の支承を解いて前記装着荷重可変機構による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、チップ部品の基板への装着荷重を簡単に可変でき、また複数の吸着ノズルの装着荷重をも可変できるチップ部品装着装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面に基づき、電子部品装着装置の実施形態を説明する。図１はダイなどのチップ部品を基板Ｐなどにボンディングするチップ部品装着装置（ダイボンダー）１の平面図で、このチップ部品装着装置１の機台（装置本体）２上の手前には部品供給装置としてのダイ供給テーブル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄが左右のステージＳ１、Ｓ２にそれぞれ前後に設けられている。この各ダイ供給テーブル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ上にはシートに貼付されたウエハがダイシングされて個々のチップ部品（ダイ）に分割された状態で固定するもので、このチップ部品は裏面より突き上げピン（図示せず）により突き上げられながら、取出されるものである。左右の各ステージＳ１、Ｓ２の各ダイ供給テーブル３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄのチップ部品は、例えば厚さ、材質、硬さなど種類が異なるが、同じものでもよい。
【００１１】
そして、該装着装置１の中間部には、左右に延びた基板搬送装置４が設けられている。また、上流側には接着剤塗布ユニット５及び接着剤転写ユニット６が設けられている。そして、前記各ステージＳ１、Ｓ２において、各基板Ｐは位置決めされチップ部品が装着されるが、ステージＳ１で装着された基板はステージＳ２に搬送され、このステージＳ２においても装着される。
【００１２】
８Ａ、８ＢはＸ方向に長い一対のビームであり、各Ｙ軸駆動モータの駆動により左右一対のガイドに沿ってＹ方向に移動可能であり、このビーム８Ａ、８Ｂに沿って装着ヘッド９Ａ、９Ｂが各Ｘ軸駆動モータの駆動によりＸ方向に移動可能である。１０Ａ、１０Ｂは部品認識カメラで、各装着ヘッド９Ａ、９Ｂに設けられた縦２列の一方の列の吸着ノズル１１に吸着保持されたチップ部品は移動しながら、撮像される（フライ・ビュー方式）。
【００１３】
前記装着ヘッド９Ａ、９Ｂはそれぞれ左右の２列に２本の計４本の吸着ノズル１１が設けられて同様な構造であり、図２及び図３に基づき、一方の装着ヘッド９Ａについて説明する。吸着ノズル１１の上部にはブッシュ１２により上下可能であると共にベアリング１４内を回動するブッシュ１２と共に回動するスプライン軸１３が設けられる。２０は前記スプライン軸１３に接続されるロータリジョイント２０で、前記スプライン軸１３が回動しても絡まないように構成される。
【００１４】
そして、図３に示すように、前記ブッシュ１２上部に固定されてこの各ブッシュ１２と共に回動する各プーリ１５とノズル回転駆動モータ１６の出力軸に設けられたプーリ１７との間にはタイミングベルト１８が張架されている。従って、前記ノズル回転駆動モータ１６が駆動すると、各プーリ１５、プーリ１７及びタイミングベルト１８を介して、各ブッシュ１２、各スプライン軸１３及び各吸着ノズル１１が回転することとなる。即ち、ノズル回転駆動モータ１６が駆動すると、左右の列の各１本の計２本の吸着ノズル１１が回転することとなる。
【００１５】
また、ヘッド本体９Ｈ側である前記プーリ１５とスプライン軸１３上部に固定された係止片２１との間においてスプライン軸１３の回りにコイルスプリング２２が巻装張架され、係止片２１とプーリ１５とが離反するように付勢しており、吸着ノズル１１を吊り上げ付勢している。
【００１６】
３０は荷重可変機構で、以下詳述する。３１は駆動電流の大きさを調整することにより推力の大きさを調整可能なボイスコイルモータで、上下動すると共に回動可能なボイスコイルモータ３１の出力軸をスプライン軸３２とする。そして、このスプライン軸３２はブッシュ３３により上下可能であると共にベアリング３４内を回動するブッシュ３３と共に回動する。また、スプライン軸３２の下端には各吸着ノズル１１に対応した前記係止片２１に上方から押圧する押圧部３５と被支承部３６とを備えた切替体３７が固定されている。
【００１７】
即ち、前記ブッシュ３３上部に固定されてこのブッシュ３３と共に回動するプーリ３８と装着荷重をどの吸着ノズル１１を介して掛けるかを切り替え選択する回転駆動モータ３９の出力軸に設けられたプーリ４０との間にはタイミングベルト４１が張架されており、前記回転駆動モータ３９が駆動すると、プーリ４０、３８及びタイミングベルト４１を介して、ブッシュ３３及びスプライン軸３２が回転し、前記切替体３７を回動させ、使用する吸着ノズル１１に対応する前記係止片２１に上方から係止して押圧可能とする。
【００１８】
また、５０は前記基板Ｐへのチップ部品の装着の際に前記装着荷重可変機構３０による装着荷重が掛かるようにすべく吸着ノズル１１を昇降させる昇降機構で、基板Ｐへのチップ部品Ｂの装着の際には前記荷重可変機構３０による装着荷重が掛かるようにする荷重印加許容機構でもあり、前記被支承部３６に当接する支承部５８を備えたネジ軸５７はナット５６の回転により昇降し、前記ナット５６上部に固定されてこのナット５６と共に回動するプーリ５３と回転駆動モータ５１の出力軸に設けられたプーリ５２との間にはタイミングベルト５４が張架されている。
【００１９】
従って、回転駆動モータ５１が駆動すると、プーリ５２、５３及びタイミングベルト５４を介して、ベアリング５５内をナット５６が回転することにより、ネジ軸５７が回転せずに昇降する構成である。なお、このネジ軸５７は、図示しない回転止め機構を備えている。
【００２０】
以上の構成により、動作について説明するが、図３に示すように、使用する吸着ノズル１１は装着ヘッド９Ａに設けられた縦２列の左方の列の吸着ノズル１１のうち、手前（図３における下部）の吸着ノズル１１を使用するように、切替体３７が切り替わっているものとして、以下説明する。
【００２１】
先ず、接着剤塗布ユニット５か接着剤転写ユニット６により、各基板Ｐに接着剤が塗布された状態で、基板搬送装置４により搬送されて左のステージＳ１において位置決めされる。そして、ビーム８Ａ及び装着ヘッド９Ａを移動させて、前記一番手前の吸着ノズル１１が装着すべきチップ部品Ｂを奥方のダイ供給テーブル３Ａから吸着して取出す。
【００２２】
この場合、回転駆動モータ５１を駆動させて、プーリ５２、５３及びタイミングベルト５４を介して、ナット５６を回転させ、ネジ軸５７を下降させる。同時に、チップ部品の吸着のため吸着ノズル１１を下降すべくボイスコイルモータ３１を駆動させ、所定の推力により前記ネジ軸５７の下降に伴いスプライン軸３２を下降させ、押圧部３５がコイルスプリング２２の付勢力に抗して係止片２１を介してスプライン軸１３を下降させ、奥方のダイ供給テーブル３Ａよりチップ部品Ｂを吸着して取出す。
【００２３】
そして、この吸着後は、ボイスコイルモータ３１の駆動を継続すると共に回転駆動モータ５１を逆転させて、プーリ５２、５３及びタイミングベルト５４を介して、ベアリング５５内でナット５６を回転させ、ネジ軸５７を上昇させる。すると、前記ネジ軸５７の上昇に伴い、コイルスプリング２２の付勢力と相俟ってスプライン軸３２が上昇するので、スプライン軸１３及び手前の吸着ノズル１１を上昇させる（図２参照）。この上昇限位置で、ボイスコイルモータ３１を非通電としてもよい。
【００２４】
そして、次に回転駆動モータ３９を駆動させて、プーリ４０、３８及びタイミングベルト４１を介して、ブッシュ３３及びスプライン軸３２を回転させ、切替体３７を回動させ、次に使用する奥方の吸着ノズル１１に対応する係止片２１に上方から係止して押圧可能とする。
【００２５】
従って、ビーム８Ａ及び装着ヘッド９Ａを移動させて、奥方の吸着ノズル１１が装着すべきチップ部品Ｂを奥方のダイ供給テーブル３Ａから吸着して取出す。この場合、前述したように、回転駆動モータ５１を駆動させて、ナット５６を回転させてネジ軸５７を下降させ、同時にチップ部品の吸着のため吸着ノズル１１を下降すべくボイスコイルモータ３１を駆動させ、所定の推力により前記ネジ軸５７の下降に伴いスプライン軸３２を下降させ、押圧部３５がコイルスプリング２２の付勢力に抗して係止片２１を介してスプライン軸１３を下降させ、チップ部品Ｂを吸着して取出す。
【００２６】
そして、この吸着後は、ボイスコイルモータ３１の駆動を継続すると共に回転駆動モータ５１を逆転させて、ナット５６を回転させてネジ軸５７を上昇させ、コイルスプリング２２の付勢力と相俟ってスプライン軸３２が上昇するので、スプライン軸１３及び奥方の吸着ノズル１１を上昇させる（図２参照）。この上昇限位置で、ボイスコイルモータ３１を非通電としてもよい。
【００２７】
この取出した後は、各ビーム８Ａ及び装着ヘッド９Ａを移動させて、部品認識カメラ１０Ａ上を通過しながら、両吸着ノズル１１に吸着保持された各チップ部品Ｂを撮像するが、この撮像の前に予め基板Ｐへチップ部品Ｂを装着するときの装着角度となるように、各吸着ノズル１１を各ノズル回転駆動モータ１６により回転させておく。そして、この撮像した画像を認識処理装置（図示せず）が認識処理し、その結果に基づき、装着データの装着座標に部品認識結果を加味して位置ずれを補正しつつ、ビーム８ＡをＹ方向に、装着ヘッド９ＡをＸ方向に移動させると共に吸着ノズル１１をノズル回転駆動モータ１６により回転させてそれぞれチップ部品Ｂを各基板Ｐ上に装着する。
【００２８】
この場合、この撮像の前に予め装着角度となるように、各吸着ノズル１１を各ノズル回転駆動モータ１６により回転させておいたので、その補正量は僅かなものであり、吸着ノズル１１の偏芯の影響を極力受けないようにできる。また、図３に示すように、各ノズル回転駆動モータ１６により左右の列の各１本の計２本ずつ、吸着ノズル１１を回転させることとなるが、右の列の各吸着ノズル１１はチップ部品Ｂを吸着保持していないので、回転しても影響は無い。
【００２９】
この装着の際、前述したように、切替体３７は奥方の吸着ノズル１１に対応する係止片２１に上方から係止して押圧可能となっているので、奥方の吸着ノズル１１に吸着保持されたチップ部品Ｂを初めに装着させる。即ち、回転駆動モータ５１を駆動させて、プーリ５２、５３及びタイミングベルト５４を介して、ナット５６を回転させてネジ軸５７を下降させ、ボイスコイルモータ３１にこの奥方の吸着ノズル１１に対応する所定の推力となるように調整された駆動電流を印加して所定の推力により前記ネジ軸５７の下降に伴いスプライン軸３２が下降するので、押圧部３５がコイルスプリング２２の付勢力に抗して選択された吸着ノズル１１に対応する係止片２１を介してスプライン軸１３を下降させ、基板Ｐ上に吸着ノズル１１に吸着保持されたチップ部品Ｂを所定の装着荷重を掛けて装着する。
【００３０】
即ち、吸着ノズル１１の下降により、チップ部品Ｂが基板Ｐに当接し、更にネジ軸５７が下降すると、コイルスプリング２２の付勢力に抗して装着荷重可変機構３０によりチップ部品Ｂの基板Ｐへの所定の装着荷重が掛けられる。この吸着ノズル１１の下降動作は昇降機構５０により制御され、チップ部品Ｂが基板Ｐに当たる直前には当接の衝撃が少なくなるように減速される。
【００３１】
なお、この装着荷重は、前記ボイスコイルモータ３１による荷重（推力）からコイルスプリング２２の付勢力を引いた値であり、例えばチップ部品Ｂの種類に応じて変更できる。この制御は、マイクロコンピュータのＣＰＵがそのＲＡＭに格納された装着荷重に係るデータに従がい、行うことができる。
【００３２】
次に、ボイスコイルモータ３１の駆動を継続すると共に回転駆動モータ５１を逆転させて、ネジ軸５７を上昇させてコイルスプリング２２の付勢力と相俟ってスプライン軸３２を上昇させ、スプライン軸１３及び奥方の吸着ノズル１１を上昇させる。この上昇限位置で、ボイスコイルモータ３１を非通電としてもよい。
【００３３】
そして、装着荷重を手前の吸着ノズル１１を介して掛けるかに切り替え選択すべく、回転駆動モータ３９を駆動させ、ブッシュ３３及びスプライン軸３２を回転させて切替体３７を回動させ、使用する手前の吸着ノズル１１に対応する係止片２１に上方から係止して押圧可能とする。そして、前述したように、回転駆動モータ５１を駆動させて、ネジ軸５７を下降させ、ボイスコイルモータ３１にこの奥方の吸着ノズル１１に対応する所定の推力となるように調整された駆動電流を印加して所定の推力により前記ネジ軸５７の下降に伴いスプライン軸３２が下降するので、押圧部３５がコイルスプリング２２の付勢力に抗して選択された吸着ノズル１１に対応する係止片２１を介してスプライン軸１３を下降させ、基板Ｐ上に吸着ノズル１１に吸着保持されたチップ部品Ｂを所定の装着荷重を掛けて装着する。
【００３４】
次に、装着ヘッド９Ａに設けられた縦２列の右方の列の吸着ノズル１１を使用して、手前のダイ供給テーブル３Ｂよりチップ部品Ｂを吸着して取出し、基板Ｐ上に装着するが、チップ部品Ｂの吸着及び装着に際しては、装着荷重を手前又は奥方のいずれの吸着ノズル１１を介して掛けるかに切り替え選択すべく、回転駆動モータ３９を駆動させ、切替体３７を回動させ、使用する吸着ノズル１１に対応する係止片２１に上方から係止して押圧可能とする。また、装着荷重については、装着荷重可変機構３０のボイスコイルモータ３１の駆動電流を制御することにより行う。
【００３５】
そして、この左のステージＳ１で基板Ｐ上にチップ部品Ｂを装着した後は、ステージＳ２に当該基板Ｐを搬送し、前述したようにチップ部品Ｂを装着し、全てのチップ部品Ｂの装着後に下流側装置に搬送する。
【００３６】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】チップ部品装着装置の平面図である。
【図２】チップ部品を取出した状態のチップ部品装着装置の一部破断せる正面図である。
【図３】チップ部品装着装置の要部の概略平面図である。
【図４】チップ部品を基板上に装着した状態のチップ部品装着装置の一部破断せる正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                  チップ部品装着装置
３                  ダイ供給テーブル
８Ａ、８Ｂ          ビーム
９Ａ、９Ｂ          装着ヘッド
１１                吸着ノズル
１３                スプライン軸
２１                係止片
２２                コイルスリング
３０                荷重可変機構
３１                ボイルコイルモータ
３２                スプライン軸
３３                ブッシュ
３５                押圧部
３６                被支承部
３７                切替体
３９                回転駆動モータ
５０                昇降機構
５１                回転駆動モータ
５７                ネジ軸
５８                支承部
Ｐ                  プリント基板
【図１】
2008218807.tif 000003
【図２】
2008218807.tif 000004
【図３】
2008218807.tif 000005
【図４】
2008218807.tif 000006