(57)【要約】      （修正有）【課題】安価な構成により生産性の向上を図ることのできる技術を提供する。【解決手段】ヘッド上部光路変換手段８およびヘッド横部光路変換手段９を設けることで、１個のカメラで部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取って、ヘッド７とステージ１０との相対位置調整を高精度に行うことができるので、高価なカメラを２個設ける必要が無く、コストダウンが可能になる。また、１個のカメラのみで部品２０を基板２２に高精度に実装できるため、従来、必要であった２個のカメラどうしの相対位置関係を補正する処理が必要なく、当該補正処理のために部品２０を基板２２に実装する実装処理を中断する必要がないため、生産性の向上を図ることができる。【選択図】図３
2008085322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントマークを有する部品をヘッドに保持し、アライメントマークを有する基板をステージに保持し、前記両アライメントマークを利用して前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装装置において、
前記ヘッドの上方に設けられ光路を変換するヘッド上部光路変換手段と、
前記ヘッドの横に設けられ光路を変換するヘッド横部光路変換手段と、
前記部品の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記基板の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取る１個の撮影手段と、
前記撮影手段により読み取った前記両アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする実装装置。
【請求項２】
前記実装面には少なくとも１つの実装領域が設けられ、
前記実装領域には、前記部品が実装され、それぞれ少なくとも１個の前記アライメントマークを有する複数の実装位置が設けられ、
前記制御手段は、
一の前記実装領域が有する少なくとも２個の前記アライメントマークの位置情報により前記基板の初期位置計測処理を１回行なって初期位置情報を得ておき、
前記一の実装領域内の一の前記実装位置の１個の前記アライメントマークの位置情報と、当該実装位置に実装される前記部品の前記アライメントマークの位置情報と、前記初期位置情報とを照合して、前記部品の当該実装位置に対する相対位置調整を行なって前記部品の当該実装位置への実装処理を実行し、該実装処理の繰り返しにより、前記一の実装領域内に所定数の前記部品を実装することを特徴とする請求項１に記載の実装装置。
【請求項３】
前記撮影手段は、前記基板の複数の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り可能に配設され、
前記基板の一の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ステージを横方向に移動することで、当該アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、
前記制御手段は、
前記両光路変換手段を介して読み取った当該アライメントマークの位置情報と、前記ステージの移動量とを利用して、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の実装装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記部品を前記実装面に実装する処理中に、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正することを特徴とする請求項３に記載の実装装置。
【請求項５】
前記ヘッドの下方に設けられ光路を変換するヘッド下部光路変換手段をさらに備え、
前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、
前記撮影手段は、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設され、
前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記制御手段は、前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の実装装置。
【請求項６】
アライメントマークを上面または下面の少なくとも一方に有する部品をヘッドに保持し、アライメントマークを少なくとも上面に有する基板をステージに保持し、前記両アライメントマークを利用して前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装装置において、
前記ヘッドの上方に設けられ光路を変換するヘッド上部光路変換手段と、
前記ヘッドの下方に設けられ光路を変換するヘッド下部光路変換手段と、
前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークをそれぞれ前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面のアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取る１個の撮影手段と、
前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする実装装置。
【請求項７】
アライメントマークを上面または下面の少なくとも一方に有する部品をヘッドに保持し、アライメントマークを上面または下面の少なくとも一方に有する基板をステージに保持し、前記両アライメントマークを利用して前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装装置において、
前記ヘッドの上方に設けられ光路を変換するヘッド上部光路変換手段と、
前記ヘッドの下方に設けられ光路を変換するヘッド下部光路変換手段と、
前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークをそれぞれ前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面の前記アライメントマークまたは前記基板の下面の前記アライメントマークをそれぞれ前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取る１個の撮影手段と、
前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする実装装置。
【請求項８】
前記撮影手段は、前記ヘッドに保持された位置補正用の基準チップが有する一のアライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段および前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記制御手段は、前記両光路変換手段を介して読み取った前記一のアライメントマークの位置情報を利用して、前記両光路変換手段の相対位置関係を補正することを特徴とする請求項６または７に記載の実装装置。
【請求項９】
前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、
前記撮影手段は、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設され、
前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記制御手段は、前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出することを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の実装装置。
【請求項１０】
ヘッドに保持された部品が有するアライメントマークと、ステージに保持された基板が有するアライメントマークとを利用して、前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装方法において、
前記ヘッドの上方に光路を変換するヘッド上部光路変換手段を設け、
前記ヘッドの横に光路を変換するヘッド横部光路変換手段を設け、
１個の撮影手段により、前記部品の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取るとともに、前記基板の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取り、
前記撮影手段で読み取った前記両アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行うことを特徴とする実装方法。
【請求項１１】
前記実装面には少なくとも１つの実装領域が設けられ、
前記実装領域内には、前記部品が実装され、それぞれ少なくとも１個の前記アライメントマークを有する複数の実装位置が設けられ、
一の前記実装領域が有する少なくとも２個の前記アライメントマークの位置情報により前記基板の初期位置計測処理を１回行なって初期位置情報を得、
その後、前記一の実装領域内の一の前記実装位置の１個の前記アライメントマークの位置情報と、当該実装位置に実装される前記部品の前記アライメントマークの位置情報と、前記初期位置情報とを照合して、前記部品の当該実装位置に対する相対位置調整を行なって前記部品の当該実装位置への実装処理を実行し、該実装処理の繰り返しにより、前記一の実装領域内に所定数の前記部品を実装することを特徴とする請求項１０に記載の実装方法。
【請求項１２】
前記撮影手段を、前記基板の複数の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り可能に配設し、
前記撮影手段により、前記基板の一の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ステージを横方向に移動することで、当該アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、
前記両光路変換手段を介して読み取った当該アライメントマークの位置情報と、前記ステージの移動量とを利用して、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正することを特徴とする請求項１０または１１に記載の実装方法。
【請求項１３】
前記部品を前記実装面に実装する処理中に、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正することを特徴とする請求項１２に記載の実装方法。
【請求項１４】
前記ヘッドの下方に光路を変換するヘッド下部光路変換手段をさらに設け、
前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、
前記撮影手段を、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設し、
前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出することを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれかに記載の実装方法。
【請求項１５】
ヘッドに保持された部品が上面または下面の少なくとも一方に有するアライメントマークと、ステージに保持された基板が少なくとも上面に有するアライメントマークとを利用して、前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装方法において、
前記ヘッドの上方に光路を変換するヘッド上部光路変換手段を設け、
前記ヘッドの下方に光路を変換するヘッド下部光路変換手段を設け、
１個の撮影手段により、前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面の前記アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行うことを特徴とする実装方法。
【請求項１６】
ヘッドに保持された部品が上面または下面の少なくとも一方に有するアライメントマークと、ステージに保持された基板が上面または下面の少なくとも一方に有するアライメントマークとを利用して、前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装方法において、
前記ヘッドの上方に光路を変換するヘッド上部光路変換手段を設け、
前記ヘッドの下方に光路を変換するヘッド下部光路変換手段を設け、
１個の撮影手段により、前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面の前記アライメントマークまたは前記基板の下面の前記アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行うことを特徴とする実装方法。
【請求項１７】
前記ヘッドに保持された位置補正用の基準チップが有する一のアライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段および前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記両光路変換手段を介して読み取った前記一のアライメントマークの位置情報を利用して、前記両光路変換手段の相対位置関係を補正することを特徴とする請求項１５または１６に記載の実装方法。
【請求項１８】
前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、
前記撮影手段を、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設し、
前記撮影手段により、前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、
前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出することを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれかに記載の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品および基板が有するアライメントマークを利用することで、部品を基板に高精度に実装する実装装置および実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、部品を基板に実装する際に、部品用カメラで部品が有するアライメントマークを読み取り、基板用カメラで基板が有するアライメントマークを読み取ることで、部品と基板との間の相対位置調整を行い、当該部品を基板の実装面に高精度に実装する技術が知られている。すなわち、この実装装置では、予め互いの相対位置関係が補正された部品用カメラと基板用カメラを用いて、部品および基板のアライメントマークを読み取り、当該両アライメントマークの位置情報を利用して部品と基板との相対位置調整を行なうことで、部品を基板に高精度に実装している。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２７６５３７号公報（［００１４］、［００２４］、［００４１］、図１，２，４，６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した特許文献１に記載の実装装置では、部品のアライメントマークと基板のアライメントマークをそれぞれ専用の撮影手段（カメラ）を用いて読み取って、部品と基板との相対位置調整を行っている。すなわち、２個の撮影手段を用いて部品と基板との相対位置調整を行っているため、撮影手段が高価であることから、実装装置のコストの上昇を招くという問題があった。
【０００５】
また、部品と基板のアライメントマークを読み取る際に、撮影手段を部品と基板との間に移動させなければならなかった。そのため、撮影手段が部品と基板の間に移動することができるように、部品と基板との隙間を大きくする必要があり、実装装置のコンパクト化の妨げとなっていた。また、部品と基板との隙間が大きいため、部品と基板との相対位置調整後、部品を基板に実装する際に部品の移動距離が長くなり、当該実装処理に時間がかかり生産性の向上の妨げとなっていた。
【０００６】
また、部品と基板との相対位置調整を高精度に行なうには、常に２個の撮影手段を要し、両者の相対位置関係が補正（キャリブレーション）されている必要があった。そのため、実装処理の位置精度が劣化するのを防止するために、例えば、部品を基板へ実装する実装処理が所定回数実行されるごとに、両撮影手段どうしの相対位置関係を補正していた。したがって、実装処理の途中で、実装処理を中断して当該撮影手段どうしの相対位置関係を補正しなければならないので、生産性の向上の妨げとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、安価な構成により生産性の向上を図ることのできる技術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】
【０００８】
上記した課題を解決するため、本発明にかかる実装装置は、アライメントマークを有する部品をヘッドに保持し、アライメントマークを有する基板をステージに保持し、前記両アライメントマークを利用して前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装装置において、前記ヘッドの上方に設けられ光路を変換するヘッド上部光路変換手段と、前記ヘッドの横に設けられ光路を変換するヘッド横部光路変換手段と、前記部品の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記基板の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取る１個の撮影手段と、前記撮影手段により読み取った前記両アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行う制御手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
また、本発明にかかる実装方法は、ヘッドに保持された部品が有するアライメントマークと、ステージに保持された基板が有するアライメントマークとを利用して、前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装方法において、前記ヘッドの上方に光路を変換するヘッド上部光路変換手段を設け、前記ヘッドの横に光路を変換するヘッド横部光路変換手段を設け、１個の撮影手段により、前記部品の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取るとともに、前記基板の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取り、前記撮影手段で読み取った前記両アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行うことを特徴としている（請求項１０）。
【００１０】
このように構成された発明では、１個の撮影手段で、部品のアライメントマークをヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、基板のアライメントマークをヘッド横部光路変換手段を介して読み取っている。そして、撮影手段により読み取った両アライメントマークの位置情報を制御手段により照合して、ヘッドとステージとの相対位置調整を行うことで、部品を基板の実装面に高精度に実装している。したがって、ヘッド上部光路変換手段およびヘッド横部光路変換手段を設けることで、１個の撮影手段で部品および基板のアライメントマークを読み取って、ヘッドとステージとの相対位置調整を高精度に行うことができ、高価な撮影手段を２個設ける必要が無く、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
また、１個の撮影手段のみで部品を基板に高精度に実装できるため、従来、必要であった２個の撮影手段どうしの相対位置関係を補正する処理が必要なく、当該補正処理のために部品を基板に実装する実装処理を中断する必要がないため、生産性の向上を図ることができる。また、１個の撮影手段で部品と基板のアライメントマークを読み取っているため、従来、問題となっていた２個の撮影手段どうしの相対位置関係が変化することによる実装処理における位置精度の劣化が生じることがない。したがって、部品を基板に実装する際の位置精度の向上を図ることができる。
【００１２】
また、両光路変換手段で部品と基板のアライメントマークを読み取るため、部品と基板との間に撮影手段を移動させる必要がなく、部品と基板との隙間を狭くすることができる。したがって、部品を基板に実装する際の、部品と基板間の移動距離を短くすることができるため、実装処理時間を短縮することができ、生産効率の向上を図ることができる。また、部品と基板との隙間を狭くすることができるため、実装装置のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
また、このような構成とすれば、ヘッドに部品を供給しつつ、撮影手段によりステージに保持された基板のアライメントマークをヘッド横部光路変換手段を介して読み取ることができる。すなわち、ヘッドへの部品の供給作業が終了するまでに、基板のアライメントマークを読み取って、その後、部品のヘッドへの供給作業が終了した後に、ステージを移動して基板をヘッドの下方に移動しつつ、当該部品のアライメントマークをヘッド上部光路変換手段を介して読み取ることができる。したがって、ヘッドに部品が供給される間に、基板のアライメントマークを読み取ることができるため、ヘッドとステージとの相対位置調整を実行するのに必要な部品および基板のアライメントマークの読み取り処理の時間を短縮することができ、部品を基板へ実装する実装処理において、より一層の生産性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、前記実装面には少なくとも１つの実装領域が設けられ、前記実装領域には、前記部品が実装され、それぞれ少なくとも１個の前記アライメントマークを有する複数の実装位置が設けられ、前記制御手段は、一の前記実装領域が有する少なくとも２個の前記アライメントマークの位置情報により前記基板の初期位置計測処理を１回行なって初期位置情報を得ておき、前記一の実装領域内の一の前記実装位置の１個の前記アライメントマークの位置情報と、当該実装位置に実装される前記部品の前記アライメントマークの位置情報と、前記初期位置情報とを照合して、前記部品の当該実装位置に対する相対位置調整を行なって前記部品の当該実装位置への実装処理を実行し、該実装処理の繰り返しにより、前記一の実装領域内に所定数の前記部品を実装する構成でもよい（請求項２）。
【００１５】
また、前記実装面には少なくとも１つの実装領域が設けられ、前記実装領域内には、前記部品が実装され、それぞれ少なくとも１個の前記アライメントマークを有する複数の実装位置が設けられ、一の前記実装領域が有する少なくとも２個の前記アライメントマークの位置情報により前記基板の初期位置計測処理を１回行なって初期位置情報を得、その後、前記一の実装領域内の一の前記実装位置の１個の前記アライメントマークの位置情報と、当該実装位置に実装される前記部品の前記アライメントマークの位置情報と、前記初期位置情報とを照合して、前記部品の当該実装位置に対する相対位置調整を行なって前記部品の当該実装位置への実装処理を実行し、該実装処理の繰り返しにより、前記一の実装領域内に所定数の前記部品を実装する構成でもよい（請求項１１）。
【００１６】
このような構成とすれば、基板の実装面に設けられた実装領域に所定数の部品を実装する際に、最初に、実装領域が有する２個のアライメントマークを読み取った位置情報により基板の初期位置計測処理を１回行うことで、基板の初期位置情報、すなわち、実装面に平行なＸ−Ｙ方向および実装面に直交する軸を回転軸とするθ方向の位置情報を得ている。その後、実装領域内の一の実装位置の１個のアライメントマークの位置情報から当該実装位置のＸ−Ｙ方向の位置情報を得ることで、当該実装位置の位置情報と、実装位置に実装される部品のアライメントマークの位置情報と、基板の初期位置情報（特にθ方向の位置情報）とを照合して、部品の当該実装位置に対する相対位置調整を行なって部品を当該実装位置へ実装する実装処理を実行し、部品を当該実装位置に高精度に実装している。そして、この実装処理を繰り返すことにより、実装領域内に所定数の部品を実装している。
【００１７】
このように、一の実装領域へ所定数の部品を実装する前に、まず、２個のアライメントマークの位置情報より基板のθ方向を含めた初期位置情報を得た後は、各々の実装位置の１個のアライメントマークの位置情報から実装位置のＸ−Ｙ方向の位置情報を得るのみで、部品を各々の実装位置へ高精度に実装できる。したがって、部品を各々の実装位置へ実装するたびに２個のアライメントマークを読み取る必要がないため、実装処理の速度を向上させることができ、より一層の生産効率の向上を図ることができる。なお、最初に基板の初期位置情報を得る際に利用するアライメントマークとしては、一の実装領域に設けられた初期位置計測処理専用のアライメントマークを用いてもよいし、各々の実装位置が有するアライメントマークを２個用いてもよい。また、初期位置計測処理を行う際に用いる２個のアライメントマーク間の距離は遠い方が望ましい。このような構成とすれば、２個のアライメントマークを結ぶ線分が長くなるため、計測精度が向上し、より高精度に基板の初期位置情報を得ることができる。
【００１８】
また、前記撮影手段は、前記基板の複数の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り可能に配設され、前記基板の一の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ステージを横方向に移動することで、当該アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記制御手段は、前記両光路変換手段を介して読み取った当該アライメントマークの位置情報と、前記ステージの移動量とを利用して、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正する構成でもよい（請求項３）。
【００１９】
また、前記撮影手段を、前記基板の複数の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り可能に配設し、前記撮影手段により、前記基板の一の前記アライメントマークを前記ヘッド横部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ステージを横方向に移動することで、当該アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記両光路変換手段を介して読み取った当該アライメントマークの位置情報と、前記ステージの移動量とを利用して、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正する構成でもよい（請求項１２）。
【００２０】
このような構成とすれば、基板の一のアライメントマークをヘッド横部光路変換手段を介して読み取った後に、ステージを横方向に移動することで、当該アライメントマークをヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、両光路変換手段を介して読み取った当該アライメントマークの位置情報と、ステージの移動量とを利用して、両光路変換手段とステージとの相対位置関係を補正しているため、両光路変換手段とステージとの相対位置調整の精度を向上させることができる。したがって、部品を基板に実装する際の位置精度を向上させることができる。なお、部品を基板に実装する実装処理を所定回数行なうたびに、両光路変換手段とステージとの相対位置関係を補正するのが望ましい。このような構成とすれば、実装処理の繰り返しにより、ヘッドやステージ間の相対位置関係に装置の熱膨張などを原因とする誤差が生じたとしても、実装処理を所定回数行うたびに相対位置関係を補正することで、部品を基板に高精度に実装することができる。
【００２１】
また、前記制御手段は、前記部品を前記実装面に実装する処理中に、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正する構成でもよい（請求項４）。
【００２２】
また、前記部品を前記実装面に実装する処理中に、前記両光路変換手段と前記ステージとの相対位置関係を補正する構成でもよい（請求項１３）。
【００２３】
このような構成とすれば、部品を実装面に実装する実装処理中に、基板上の一のアライメントマークを読み取ることで、両光路変換手段とステージとの相対位置関係を補正することができる。したがって、実装処理を中断せずに当該補正処理を実行することがきるため、実装位置精度の向上とともに、生産効率の向上を図ることができる。
【００２４】
また、前記ヘッドの下方に設けられ光路を変換するヘッド下部光路変換手段をさらに備え、前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、前記撮影手段は、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設され、前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記制御手段は、前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出する構成でもよい（請求項５）。
【００２５】
また、前記ヘッドの下方に光路を変換するヘッド下部光路変換手段をさらに設け、前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、前記撮影手段を、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設し、前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出する構成でもよい（請求項１４）。
【００２６】
このような構成とすれば、ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップのアライメントマークをヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、ヘッドを所定角度だけ回転させて、再度、当該アライメントマークをヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、ヘッドの回転量とを利用して、ヘッドの回転中心軸を導出している。すなわち、アライメントマークのヘッド回転前のＸ−Ｙ方向の座標情報と回転後のＸ−Ｙ方向の座標情報と、ヘッドのθ方向の回転角度からヘッドの中心軸を導出している。したがって、ヘッドの回転軸を導出することで、ヘッドとステージとの回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。また、部品を基板に実装する実装処理の繰り返しにより、ヘッドやステージ間の相対位置関係に装置の熱膨張などを原因とする誤差が生じたとしても、ヘッドの回転軸を導出することで、ヘッドとステージとの回転方向についての相対位置調整を高精度に実行できる。なお、基準チップとしては、透光性の部材にアライメントマークを設けたチップ、非透光性の部材に透孔を設けたチップ、非透光性の部材の上面および下面に互いの相対位置関係が正確に把握されているアライメントマークを有するチップまたはアライメントマークを有する部品等を利用することができる。また、以下に説明する構成についても同様の基準チップを用いることができる。
【００２７】
また、本発明にかかる実装装置は、アライメントマークを上面または下面の少なくとも一方に有する部品をヘッドに保持し、アライメントマークを少なくとも上面に有する基板をステージに保持し、前記両アライメントマークを利用して前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装装置において、前記ヘッドの上方に設けられ光路を変換するヘッド上部光路変換手段と、前記ヘッドの下方に設けられ光路を変換するヘッド下部光路変換手段と、前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークをそれぞれ前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面のアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取る１個の撮影手段と、前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行う制御手段とを備えたことを特徴としている（請求項６）。
【００２８】
また、本発明にかかる実装方法は、ヘッドに保持された部品が上面または下面の少なくとも一方に有するアライメントマークと、ステージに保持された基板が少なくとも上面に有するアライメントマークとを利用して、前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装方法において、前記ヘッドの上方に光路を変換するヘッド上部光路変換手段を設け、前記ヘッドの下方に光路を変換するヘッド下部光路変換手段を設け、１個の撮影手段により、前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面の前記アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行うことを特徴としている（請求項１５）。
【００２９】
また、本発明にかかる実装装置は、アライメントマークを上面または下面の少なくとも一方に有する部品をヘッドに保持し、アライメントマークを上面または下面の少なくとも一方に有する基板をステージに保持し、前記両アライメントマークを利用して前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装装置において、前記ヘッドの上方に設けられ光路を変換するヘッド上部光路変換手段と、前記ヘッドの下方に設けられ光路を変換するヘッド下部光路変換手段と、前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークをそれぞれ前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面の前記アライメントマークまたは前記基板の下面の前記アライメントマークをそれぞれ前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取る１個の撮影手段と、前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行う制御手段とを備えたことを特徴としている（請求項７）。
【００３０】
また、本発明にかかる実装方法は、ヘッドに保持された部品が上面または下面の少なくとも一方に有するアライメントマークと、ステージに保持された基板が上面または下面の少なくとも一方に有するアライメントマークとを利用して、前記部品と前記基板との相対位置調整を行なった後に前記部品を前記基板の実装面に実装する実装方法において、
前記ヘッドの上方に光路を変換するヘッド上部光路変換手段を設け、前記ヘッドの下方に光路を変換するヘッド下部光路変換手段を設け、１個の撮影手段により、前記部品の上面の前記アライメントマークまたは前記基板の上面の前記アライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、前記部品の下面の前記アライメントマークまたは前記基板の下面の前記アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記撮影手段により読み取った前記部品および前記基板の前記アライメントマークの位置情報を照合して、前記ヘッドと前記ステージとの相対位置調整を行うことを特徴としている（請求項１６）。
【００３１】
このように構成された発明では、１個の撮影手段で、部品および基板の下面のアライメントマークをヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、部品および基板の上面のアライメントマークをヘッド上部光路変換手段を介して読みとっている。そして、制御手段により、撮影手段で読み取った部品と基板の両アライメントマークの位置情報を照合して、ヘッドとステージとの相対位置調整を行うことで、部品を基板の実装面に高精度に実装している。したがって、ヘッド上部光路変換手段およびヘッド下部光路変換手段を設けることで、１個の撮影手段で部品および基板のアライメントマークを読み取って、ヘッドとステージとの相対位置調整を行うことができるので、高価な撮影手段を２個設ける必要が無く、コストダウンが図れる。また、１個の撮影手段のみで部品を基板に高精度に実装できるため、従来、必要であった２個の撮影手段どうしの相対位置関係を補正する処理が必要なく、当該補正処理のために実装処理を中断する必要がないため、生産性の向上を図ることができる。
【００３２】
また、従来の実装装置および実装方法では、部品の上面および下面のいずれかの面、基板の上面および下面のいずれかの面にアライメントマークが設けられた、すなわち特定の面にアライメントマークを有する部品および基板のみにしか対応することができないという問題があった。しかしながら、上記したように構成された発明では、部品および基板の上面または下面のいずれにアライメントマークが設けられている場合であっても、ヘッド上部光路変換手段およびヘッド下部光路変換手段を介して当該アライメントマークを読み取ることで、部品の位置情報と、基板の位置情報とを照合して、ヘッドとステージとの相対位置調整を行なうことができる。したがって、部品および基板が上面または下面のいずれにアライメントマークを有している場合であっても、部品および基板のアライメントマークを、両光路変換手段のいずれかで読み取ることで、ヘッドとステージとの相対位置調整を行なって、部品を基板に高精度に実装することができる。
【００３３】
また、前記撮影手段は、前記ヘッドに保持された位置補正用の基準チップが有する一のアライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段および前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記制御手段は、前記両光路変換手段を介して読み取った前記一のアライメントマークの位置情報を利用して、前記両光路変換手段の相対位置関係を補正する構成でもよい（請求項８）。
【００３４】
また、前記ヘッドに保持された位置補正用の基準チップが有する一のアライメントマークを前記ヘッド上部光路変換手段および前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記両光路変換手段を介して読み取った前記一のアライメントマークの位置情報を利用して、前記両光路変換手段の相対位置関係を補正する構成でもよい（請求項１７）。
【００３５】
このような構成とすれば、ヘッドに保持された位置補正用の基準チップが有する一のアライメントマークをヘッド上部光路変換手段およびヘッド下部光路変換手段を介して読み取ることで得た当該一のアライメントマークの位置情報を利用して、両光路変換手段の相対位置関係を補正している。したがって、両光路変換手段の相対位置調整の精度を向上させることができ、部品を基板に実装する際の位置精度を向上させることができる。なお、部品を基板に実装する実装処理を所定回数行なうたびに、両光路変換手段の相対位置関係を補正するのが望ましい。このような構成とすれば、実装処理の繰り返しにより、両光路変換手段の相対位置関係に装置の熱膨張などを原因とする誤差が生じたとしても、実装処理を所定回数行うたびに相対位置関係を補正することで、部品を基板に高精度に実装することができる。
【００３６】
また、前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、前記撮影手段は、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設され、前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記制御手段は、前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出する構成でもよい（請求項９）。
【００３７】
また、前記ヘッドは、前記上下方向の軸を中心軸として回転自在に配設され、前記撮影手段を、前記ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップが有するアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り可能に配設し、前記撮影手段により、前記基準チップのアライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、前記ヘッドを回転させて、再度、当該アライメントマークを前記ヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、前記ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、前記ヘッドの回転量とを利用して、前記中心軸を導出する構成でもよい（請求項１８）。
【００３８】
このような構成とすれば、ヘッドに保持された中心軸導出用の基準チップの複数のアライメントマークのうち、少なくとも２個のアライメントマークをヘッド下部光路変換手段を介して読み取った後に、ヘッドを所定角度だけ回転させて、再度、当該アライメントマークをヘッド下部光路変換手段を介して読み取り、ヘッドの回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマークの位置情報と、ヘッドの回転量とを利用して、ヘッドの回転中心軸を導出している。すなわち、２個のアライメントマークのヘッド回転前のＸ−Ｙ方向の座標情報と回転後のＸ−Ｙ方向の座標情報と、ヘッドのθ方向の回転角度からヘッドの中心軸を導出している。したがって、ヘッドの回転軸を導出することで、ヘッドとステージとの回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。また、部品を基板に実装する実装処理の繰り返しにより、ヘッドやステージ間の相対位置関係に装置の熱膨張などを原因とする誤差が生じたとしても、ヘッドの回転軸を導出することで、ヘッドとステージとの回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。
【発明の効果】
【００３９】
請求項１、１０に記載の発明によれば、ヘッド上部光路変換手段およびヘッド横部光路変換手段を設けることで、１個の撮影手段で部品および基板のアライメントマークを読み取って、ヘッドとステージとの相対位置調整を高精度に行うことができるので、高価な撮影手段を２個設ける必要が無く、コストダウンが可能になる。また、１個の撮影手段のみで部品を基板に高精度に実装できるため、従来、必要であった２個の撮影手段どうしの相対位置関係を補正する処理が必要なく、当該補正処理のために部品を基板に実装する実装処理を中断する必要がないため、生産性の向上を図ることができる。
【００４０】
請求項２、１１に記載の発明によれば、一の実装領域へ所定数の部品を実装する前に、まず、２個のアライメントマークの位置情報より基板のθ方向を含めた初期位置情報を得た後は、各々の実装位置の１個のアライメントマークの位置情報から実装位置のＸ−Ｙ方向の位置情報を得るのみで、部品を各々の実装位置へ高精度に実装できるため、部品を各々の実装位置へ実装するたびに２個のアライメントマークを読み取る必要がなく、実装処理の速度を向上させることができ、より一層の生産効率の向上を図ることができる。
【００４１】
請求項３、１２に記載の発明によれば、基板の一のアライメントマークをヘッド横部光路変換手段を介して読み取った後に、ステージを横方向に移動することで、当該アライメントマークをヘッド上部光路変換手段を介して読み取り、両光路変換手段を介して読み取った当該アライメントマークの位置情報と、ステージの移動量とを利用して、両光路変換手段とステージとの相対位置関係を補正しているため、ヘッドとステージとの相対位置調整の精度を向上させることができ、部品を基板に実装する際の位置精度を向上させることができる。
【００４２】
請求項４，１３に記載の発明によれば、部品を実装面に実装する実装処理中に、基板上の一のアライメントマークを読み取ることで、両光路変換手段とステージとの相対位置関係を補正することができ、実装処理を中断せずに当該補正処理を実行することがきるため、実装位置精度の向上とともに、生産効率の向上を図ることができる。
【００４３】
請求項５、１４に記載の発明によれば、中心軸導出用の基準チップが有する２個のアライメントマークのヘッド回転前の座標と回転後の座標と、ヘッドの回転角度からヘッドの中心軸を導出することで、ヘッドとステージとの回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。
【００４４】
請求項６、７、１５、１６に記載の発明によれば、ヘッド上部光路変換手段およびヘッド下部光路変換手段を設けることで、１個の撮影手段で部品および基板のアライメントマークを読み取って、ヘッドとステージとの相対位置調整を高精度に行うことができるので、高価な撮影手段を２個設ける必要が無く、コストダウンが可能になる。また、１個の撮影手段のみで部品を基板に高精度に実装できるため、従来、必要であった２個の撮影手段どうしの相対位置関係を補正する処理が必要なく、当該補正処理のために部品を基板に実装する実装処理を中断する必要がないため、生産性の向上を図ることができる。
【００４５】
請求項８、１７に記載の発明によれば、ヘッドに保持された位置補正用の基準チップが有する一のアライメントマークをヘッド上部光路変換手段およびヘッド下部光路変換手段を介して読み取ることで得た当該一のアライメントマークの位置情報を利用して、両光路変換手段の相対位置関係を補正するため、両光路変換手段の相対位置調整の精度を向上させることができ、部品を基板に実装する際の位置精度を向上させることができる。
【００４６】
請求項９、１８に記載の発明によれば、中心軸導出用の基準チップが有する２個のアライメントマークのヘッド回転前の座標と回転後の座標と、ヘッドの回転角度からヘッドの中心軸を導出することで、ヘッドとステージとの回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
＜第１実施形態＞
この発明の第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１はこの発明にかかる実装装置の第１実施形態を示す図、図２は図１に示す実装装置のステージの平面図、図３は図１に示す実装装置の動作説明図、図４は図１に示す実装装置のヘッドの中心軸の導出方法の説明図である。図１に示す接合装置１では、ヘッド７が保持する一方の被接合物であり、アライメントマーク２０ａを有する部品２０と、ヘッド７に対向して配置されたステージ１０が保持する他方の被接合物であるアライメントマーク２２ａを有する基板２２とを、アライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報を利用して相対位置調整を行なった後に、加圧制御が可能な加圧装置５０によって部品２０を基板２２の実装面に設けられた実装位置２２ａ２に実装している。
【００４８】
図１に示すように、実装装置１は、ヘッド７と、ステージ１０と、ヘッド７の上方に設けられ光路を変換するミラーやプリズム等で構成されるヘッド上部光路変換手段８と、ヘッド７の横に固定配置され光路を変換するミラーやプリズム等で構成されるヘッド横部光路変換手段９と、ヘッド７の下方に設けられ光路を変換するミラーやプリズム等で構成されるヘッド下部光路変換手段１１と、各光路変換手段８，９，１１を介してアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取り可能に構成された１個のカメラ２（本発明の「撮影手段」に相当）と、カメラ２で読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報を照合してヘッド７とステージ１０との相対位置調整を行なう制御器３（本発明の「制御手段」に相当）とを備えている。なお、図１の（ａ）は実装装置１の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）の左側面図である。
【００４９】
また、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、制御器３の制御信号により、ステージ１０は図中矢印Ｘ−Ｙ方向（水平面）に移動可能に構成されている。また、同様に、ヘッド７は矢印Ｚ方向（上下方向）に移動可能であって、矢印θ方向（回転方向）に回転可能に構成されている。また、同図（ａ）、（ｃ）に示すように、カメラ２は図中矢印ＣＹ，ＣＸ方向（垂直面）に移動可能であって、矢印Ｆ方向（焦点方向）に移動可能に構成されており、制御器３の制御信号により各光路変換手段８，９，１１に対向する位置に移動して、当該光路変換手段８，９，１１を介してアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取り可能に構成されている。そして、制御器３は、ステージ１０およびカメラ２を適宜移動制御して、カメラ２で読み取って得たアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報を照合し、該照合結果に基づいてヘッド７とステージ１０とを移動させて、部品２０と基板２２との相対位置調整を行なうことができるように構成されている。
【００５０】
なお、本実施形態では、ヘッド上部光路変換手段８およびヘッド横部光路変換手段９が下方からの光路を変換する方向と、ヘッド下部光路変換手段１１が上方からの光路を変換する方向は同一方向、すなわち、カメラ２が配設された方向に光路を変換するように構成されている。これは、以下で説明する実施形態でも同様である。
【００５１】
次に、図２を参照して、ステージ１０について説明する。図２に示すように、ステージ１０には光路をカメラ２に向けて変換するヘッド下部光路変換手段１１が配設されている。また、ステージ１０上面の図中右側には基板２２に実装する部品２０を載置可能にチップトレイ１２が設けられている。また、ステージ１０上面の図中左側にはステージ１０に吸着されることで基板２２が載置されている。また、基板の実装面には少なくとも１つの実装領域２２ａ１が設けられ、実装領域２２ａ１には、部品２０が実装され、それぞれ少なくとも１個のアライメントマーク２２ａを有する複数の実装位置２２ａ２が設けられている。
【００５２】
次に、図３を参照して、部品２０を基板２２に実装する実装処理について説明する。なお、図３は実装装置１の正面図であって、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ異なる状態を示している。また、図３では、制御器３およびカメラ２の図示を省略している。この実施形態では、制御器３は、基板２２の実装面に設けられた一の実装領域２２ａ１に所定数の部品２０を実装する際に、最初に、実装領域２２ａ１が有する２個のアライメントマーク２２ａを読み取った位置情報により基板２２の初期位置計測処理を１回行うことで、基板２２の初期位置情報、すなわち、実装面に平行なＸ−Ｙ方向および実装面に直交する軸を回転軸とするθ方向の位置情報を得ている。
【００５３】
その後、実装領域２２ａ１内の一の実装位置２２ａ２の１個のアライメントマーク２２ａの位置情報から当該実装位置２２ａ２のＸ−Ｙ方向の位置情報を得ることで、当該実装位置２２ａ２の位置情報と、実装位置２２ａ２に実装される部品２０のアライメントマーク２０ａの位置情報と、基板２２の初期位置情報とを照合して、部品２０の当該実装位置２２ａ２に対する相対位置調整を行なって部品２０を当該実装位置２２ａ２へ実装する実装処理を実行し、部品２０を当該実装位置２２ａ２に高精度に実装している。そして、この実装処理を繰り返すことにより、一の実装領域２２ａ１内に所定数の部品２０を実装している。
【００５４】
また、部品２０を基板２２の実装面に実装する実装処理中、実装処理が所定の回数実行されるごとに、基板２２の一のアライメントマーク２２ａをヘッド横部光路変換手段９を介して読み取った後に、ステージ１０を横方向（Ｘ方向）に移動することで、当該アライメントマーク２２ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取り、両光路変換手段８，９を介して読み取った当該アライメントマーク２２ａの位置情報と、ステージ１０の移動量とを利用して、両光路変換手段８，９とステージ１０との相対位置関係を補正している。
【００５５】
続いて、上記した補正処理を行なった後に、部品２０を基板２２に高精度に実装する実装処理について図１および図２も参照して具体的に説明する。図３（ａ）に示すように、制御器３から制御信号によりチップトレイ１２がヘッド７の下に位置するようにステージ１０を移動した後、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、部品２０をヘッド７で吸着保持する。次に（ｂ）に示すように、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させ、カメラ２をヘッド上部光路変換手段８に対向する位置に移動させてヘッド７に吸着保持された部品２０が有するアライメントマーク２０ａを読み取る。
【００５６】
そして、図３（ｃ）に示すようにステージ１０を矢印ＭＲの方向に移動させ、カメラ２をヘッド横部光路変換手段９に対向する位置に移動させることで、ヘッドに吸着保持された部品２０を実装する基板２２の実装位置２２ａ２が有するアライメントマーク２２ａを読み取る。次に（ｄ）に示すように、読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報に基づいて、ヘッド７を矢印θ方向に回転し、ステージ１０を矢印ＡＬ方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動して相対位置調整（アライメント）を実行し、部品２０と実装位置２２ａ２との相対位置調整を行なう。
【００５７】
続いて、図３（ｅ）に示すように、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、加圧装置５０により部品２０を実装位置２２ａ２に実装する。この実施形態では、熱硬化型接着剤を用いて、ステージ１０に内蔵されたヒータ（図示省略）により基板を加熱した状態で部品を実装し、部品２０を基板２２に接着して仮固定している。最後に（ｆ）に示すように、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させることで、１回の実装処理が終了する。このような実装処理を繰り返し実装することで、所定数の部品２０を基板２２の実装面に実装することができる。そして、所定数の部品２０の基板２２への実装処理が終了した後、リフロー装置等の加熱手段で過熱することで部品２０を基板２２の実装面に本固定している。
【００５８】
なお、ステージ１０に内蔵されたヒータにより基板を過熱する場合、熱硬化型接着剤が本硬化する程度に加熱すると、部品２０が未実装の実装位置２２ａ２の熱硬化型接着剤も硬化する。これを防止するため、赤外光をヘッド上部光路変換手段８を介して部品２０に照射することで部品側から加熱することもできる。このような構成とすれば、他の実装位置２２ａ２の熱硬化型接着剤を硬化させることなく、部品２０を基板２２上に本固定することができる。
【００５９】
なお、この実施形態では、部品２０と基板２２との接合に熱硬化型接着剤を利用したが、部品２０と基板２２との接合方法については、これに限られず、光硬化接着剤や周知の方法を用いて接合することができる。光硬化型接着材を利用する場合は、赤外光の代わりにヘッド上部光路変換手段８を介して紫外光等を入射することで光硬化型接着剤を硬化させて部品２０を基板２２に固定することができる。また、部品２０をアライメントマーク２０ａの向きが下向きになるいわゆるフェイスダウン供給する場合には、部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド下部光路変換手段１１を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【００６０】
次に、図４を参照して、ヘッド７の回転中心軸を導出する方法について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は種々の基準チップ２０ｂ〜２０ｅを示し、（ｅ）は回転軸を導出する方法を示している。同図（ａ）は位置補正用の基準チップ２０ｂであって、透光性の部材にアライメントマーク２０ｂ１が設けられたもので、基準チップ２０ｂの上面および下面のいずれからもアライメントマーク２０ｂ１を読み取ることができる。また、（ｂ）は位置補正用の基準チップ２０ｃであって、非透光性の部材にアライメントマークとして透孔２０ｃ１が設けられたもので、基準チップ２０ｃの上面および下面のいずれからも透孔２０ｃ１を読み取ることができる。また、（ｃ）は位置補正用の基準チップ２０であって、非透光性の部材の上面および下面に互いの相対位置関係が正確に把握されたアライメントマーク２０ｄ１が設けられたものである。また、（ｄ）回転軸導出用の基準チップ２０ｅであって、下面にアライメントマーク２０ｅ１が設けられたものである。なお、基準チップとしては上記したものに限られず、アライメントマーク２０ａを有する部品２０を用いてもよい。
【００６１】
図４（ｅ）に示すように、図示省略したカメラ２をヘッド下部光学路変換手段に対向する位置に移動させた後、まず、ヘッド７に保持された中心軸導出用の部品２０（基準チップ）の複数のアライメントマーク２０ａのうち、少なくとも１個のアライメントマーク２０ａをヘッド下部光路変換手段を介して読み取る。そして、ヘッド７を所定角度だけ回転させて、再度、当該アライメントマーク２０ａをヘッド下部光路変換手段１１を介して読み取り、ヘッド７の回転前と回転後に読み取ったそれぞれの当該アライメントマーク２０ａの位置情報と、ヘッド７の回転量とを利用して、ヘッドの回転中心軸を導出している。
【００６２】
すなわち、当該アライメントマーク２０ａのヘッド７の回転前のＸ−Ｙ方向の座標情報と回転後のＸ−Ｙ方向の座標情報と、ヘッド７のθ方向の回転角度からヘッド７の中心軸を導出している。したがって、ヘッド７の回転軸を導出することで、ヘッド７とステージ１０との回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。なお、基準チップとしては、上記した種々の基準チップ２０ｂ〜２０ｅ（特に基準チップ２０ｅが適する）を利用することができる。また、以下に説明する実施形態についても同様の基準チップ２０ｂ〜２０ｅを用いることができる。
【００６３】
また、この実施形態では、図４（ａ）〜（ｃ）に示す位置補正用の基準チップ２０ｂ〜２０ｄのいずれかを用いることで、ヘッド７に保持された位置補正用の基準チップ２０ｂ〜２０ｄが有する一のアライメントマーク２０ｂ１〜２０ｄ１をヘッド上部光路変換手段８およびヘッド下部光路変換手段１１を介して読み取り、両光路変換手段８，１１を介して読み取った前記一のアライメントマーク２０ｂ１〜２０ｄ１の位置情報を利用して、両光路変換手段８，１１の相対位置関係を補正している。
【００６４】
すなわち、ヘッド７に保持された位置補正用の基準チップ２０ｂ〜２０ｄが有する一のアライメントマーク２０ｂ１〜２０ｄ１をヘッド上部光路変換手段８およびヘッド下部光路変換手段１１を介して読み取ることで得た当該一のアライメントマーク２０ｂ１〜２０ｄ１の位置情報を利用して、両光路変換手段８，１１の相対位置関係を補正することで、両光路変換手段８，１１の相対位置調整の精度を向上させている。
【００６５】
そして、制御器３は、上述したように求めたヘッド７の回転軸および両光路変換手段８，１１の相対位置関係より、ヘッド下部光路変換手段１１を介して部品２０の下面画像から導出した回転軸の位置が、ヘッド上部光路変換手段８を介して部品２０の上面を読み取る際に、当該上面画像のどの位置に対応するのかを算出している。すなわち、ヘッド下部光路変換手段１１を介した部品２０の下面映像の位置情報から得たヘッド７の中心軸が、ヘッド上部光路変換手段８を介して部品２０の上面を撮影した上面画像のどの位置に対応するのかを算出している。したがって、より高精度に部品２０と基板２２との相対位置調整を実行することができる。
【００６６】
以上のように、この実施形態では、ヘッド上部光路変換手段８およびヘッド横部光路変換手段９を設けることで、１個のカメラ２で部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取って、ヘッド７とステージ１０との相対位置調整を高精度に行うことができるので、高価なカメラ２を２個設ける必要が無く、コストダウンが可能になる。また、１個のカメラ２のみで部品２０を基板２２に高精度に実装できるため、従来、必要であった２個のカメラ２どうしの相対位置関係を補正する処理が必要なく、当該補正処理のために部品２０を基板２２に実装する実装処理を中断する必要がないため、生産性の向上を図ることができる。
【００６７】
また、１個のカメラ２で部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取っているため、従来の実装装置のように、２個のカメラの相対位置関係に誤差が生じることによる位置精度の劣化が生じないため、部品２０と基板２２との相対位置調整精度の向上を図ることができる。
【００６８】
また、一の実装領域２２ａ１へ所定数の部品２０を実装する前に、まず、２個のアライメントマーク２２ａの位置情報より基板２２のθ方向を含めた初期位置情報を得た後は、各々の実装位置２２ａ２の１個のアライメントマーク２２ａの位置情報から実装位置２２ａ２のＸ−Ｙ方向の位置情報を得るのみで、部品２０を各々の実装位置２２ａ２へ高精度に実装できるため、部品２０を各々の実装位置２２ａ２へ実装するたびに２個のアライメントマーク２２ａを読み取る必要がなく、実装処理の速度を向上させることができ、より一層の生産効率の向上を図ることができる。
【００６９】
また、基板２２の一のアライメントマーク２２ａをヘッド横部光路変換手段９を介して読み取った後に、ステージ１０を矢印Ｘ方向に移動することで、当該アライメントマーク２２ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取り、両光路変換手段８，９を介して読み取った当該アライメントマーク２２ａの位置情報と、ステージ１０の移動量とを利用して、両光路変換手段８，９とステージ１０との相対位置関係を補正しているため、ヘッド８とステージ１０との相対位置調整の精度を向上させることができ、部品２０を基板２２に実装する際の位置精度を向上させることができる。
【００７０】
また、部品２０を基板２２の実装面に実装する実装処理中に、基板２２上の一のアライメントマーク２２ａを読み取ることで、両光路変換手段８，９とステージ１０との相対位置関係を補正することができ、実装処理を中断せずに当該補正処理を実行することがきるため、実装位置精度の向上とともに、生産効率の向上を図ることができる。
【００７１】
また、中心軸導出用の基準チップ２０ｅ（部品２０）が有する２個のアライメントマーク２０ｅ１（アライメントマーク２０ａ）のヘッド７回転前のＸ−Ｙ方向の座標と回転後のＸ−Ｙ方向の座標と、ヘッド７のθ方向の回転角度からヘッド７の中心軸を導出することで、ヘッド７とステージ１０との回転方向についての相対位置調整を高精度に実行することができる。
【００７２】
また、ヘッド７に保持された位置補正用の基準チップ２０ｂ〜２０ｄが有する一のアライメントマーク２０ｂ１〜２０ｄ１をヘッド上部光路変換手段８およびヘッド下部光路変換手段１１を介して読み取ることで得た当該一のアライメントマーク２０ｂ１〜２０ｄ１の位置情報を利用して、両光路変換手段８，１１の相対位置関係を補正するため、両光路変換手段８，１１の相対位置調整の精度を向上させることができ、部品２０を基板２２に実装する際の位置精度を向上させることができる。
【００７３】
また、ヘッド上部光路変換手段８とヘッド横部光路変換手段を同じ高さ（Ｚ方向の位置）に配設しているため、カメラ２を左右（Ｘ方向）方向に移動するのみで、カメラ２の位置を、ヘッド上部光路変換手段８に対向する位置と、ヘッド横部光路変換手段に対向する位置との間で切り換えることができ、アライメントマーク２０ａ，２２ａの読み取り処理に要する時間を短縮することができるので、より一層の生産効率の向上を図ることができる。なお、ヘッド上部光路変換手段８とヘッド横部光路変換手段とを異なる高さに配設してもよい。
【００７４】
＜第２実施形態＞
続いて、図５および図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。図５はこの発明にかかる実装装置の第２実施形態を示す図、図６は図５の実装装置の動作説明図である。この実施形態における実装装置１０１が、上記第１実施形態と大きく相違する点は、ヘッド７への部品２０の供給を部品供給装置１６０を用いて行なっている点である。なお、その他の構成および動作は上記第１実施形態と同様であるため、同一符号および相当符号を付してその構成および動作の説明を省略し、以下、上記第１実施形態と異なる点を中心に図１も参照して説明する。
【００７５】
図５に示すように、本実施形態では部品供給装置１６０を用いてチップトレイ１１２から部品２０をヘッド７に供給している。図５（ａ）は部品２０のアライメントマーク２０ａを上向きにヘッド７に供給する、いわゆるフェイスアップ供給を行なう部品供給装置１６０を示し、（ｂ）は部品２０のアライメントマーク２０ａを下向きにヘッド７に供給する、いわゆるフェイスダウン供給を行なう部品供給装置１６０を示している。なお、図示省略するが、部品供給装置１６０は制御器３により制御可能に構成されている。
【００７６】
次に、図５（ａ）を参照して部品供給装置１６０の構成および動作について説明する。同図（ａ）に示すように、部品供給装置１６０は部品搬送器具１６１，１６２を備えている。まず、部品搬送器具１６１によりチップトレイ１１２上の部品２０を吸着保持し、部品２０の向きを上下反転させた後に当該部品２０を部品搬送器具１６２に搬送する。
【００７７】
そして、部品搬送器具１６１が吸着保持している部品２０を部品搬送器具１６２が吸着保持し、部品２０の向きを再度、上下反転させた後に当該部品２０をヘッド７へ搬送する。最後に、部品搬送器具１６２に搬送された部品２０をヘッド７が吸着保持することで、部品２０のフェイスアップ供給処理が終了する。
【００７８】
次に、図５（ｂ）を参照して部品供給装置１６０の構成および動作について説明する。同図（ｂ）に示すように、部品供給装置１６０は部品搬送器具１６１を備えている。まず、部品搬送器具１６１によりチップトレイ１１２上の部品２０を吸着保持し、部品２０の向きを上下反転させた後に当該部品２０をヘッド７へ搬送する。そして、部品搬送器具１６１に搬送された部品２０をヘッド７が吸着保持することで、部品２０のフェイスダウン供給が終了する。
【００７９】
このように、部品供給装置１６０は、部品２０をヘッド７にフェイスアップ供給することもできるし、フェイスダウン供給することもできる。
【００８０】
なお、部品２０をチップトレイ１１２から取り出す方法は上述したように個別のチップをチップトレイ１１２上からピックアップする方法の他に、ダイシングされたウエハーのチップ（部品）を部品持上部材で下方から突き上げることでチップをピックアップしてもよく、どのような部品供給方法であってもよい。
【００８１】
続いて、上記した部品供給装置１６０を備えた実装装置１０１が部品２０を基板２２に実装する実装処理について図６を参照して具体的に説明する。図６（ａ）に示すように、制御器３から制御信号によりステージ１１０がヘッド横部光路変換手段９の下に位置するようにステージ１１０を移動した後、カメラ２をヘッド横部光路変換手段９に対向する位置に移動させてステージ１１０に保持された基板２２の一の実装位置２２ａ２のアライメントマーク２２ａを読み取る。これと同時に、部品供給装置１６０により、部品２０がヘッド７に供給される。
【００８２】
そして、図６（ｂ）に示すようにステージ１１０を矢印ＭＲの方向に移動させ、カメラ２をヘッド上部光路変換手段８に対向する位置に移動させることで、ヘッド７に吸着保持された部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取る。次に（ｃ）に示すように、読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報に基づいて、ヘッド７を矢印θ方向に回転し、ステージ１１０を矢印ＡＬ方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動して相対位置調整（アライメント）を実行し、部品２０と実装位置２２ａ２との相対位置調整を行なう。
【００８３】
続いて、図６（ｄ）に示すように、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、加圧装置５０により部品２０を実装位置２２ａ２に実装する。この実施形態では、熱硬化型接着剤を用いて、ステージ１１０に内蔵されたヒータ（図示省略）により基板を加熱した状態で部品を実装し、部品２０を基板２２に接着して仮固定している。最後に（ｅ）に示すように、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させることで、１回の実装処理が終了する。このような実装処理を繰り返し実装することで、所定数の部品２０を基板２２の実装面に実装することができる。
【００８４】
なお、部品供給装置１６０を用いて部品２０をフェイスダウン供給する場合には、部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド下部光路変換手段１１１を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【００８５】
以上のように、この実施形態では、上記第１実施形態の作用効果に加え、ヘッド７に部品２０を供給しつつ、カメラ２によりステージ１１０に保持された基板２２のアライメントマーク２２ａをヘッド横部光路変換手段９を介して読み取ることができる。すなわち、ヘッド７への部品２０の供給作業が終了するまでに、基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取って、その後、部品２０のヘッド７への供給作業が終了した後に当該部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取ることができる。したがって、ヘッド７に部品２０が供給される間に、基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取ることができるため、ヘッド７とステージ１１０との相対位置調整を実行するのに必要な部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａの読み取り処理の時間を短縮することができ、部品２０を基板２２へ実装する実装処理において、より一層の生産性の向上を図ることができる。一例として、従来、１個の部品２０を基板２２に実装するのに約２．５秒の時間が必要であったが、本実施形態では、１個の部品を基板に実装するのに必要な時間を約１．８秒に短縮することができた。
【００８６】
また、本実施形態において、部品供給装置１６０によって部品２０をヘッド７へ供給する間(約０．８秒)に基板２２のアライメントマーク２２ａを２個読み取ることはできないが、１個のアライメントマーク２２ａは読み取ることができる。したがって、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、まず、基板２２の２個のアライメントマーク２２ａを読み取ることで、基板２２の初期位置情報を得ておき、その後、基板２２の１個のアライメントマーク２２ａを読み取って部品２０を基板２２に高精度に実装することで、より一層の生産効率の向上を図ることができる。
【００８７】
また、本実施形態において、光路変換手段８，９を２個設けることで、従来、同時に実行できなかった、例えば、部品２０供給処理と基板２２のアライメントマーク２２ａ読み取り処理を同時に実行することが可能になり、生産効率のより一層の向上を図ることができる。
【００８８】
＜第３実施形態＞
続いて、図７および図８を参照して本発明の第３実施形態について説明する。図７はこの発明にかかる実装装置の第３実施形態を示す図、図８は図７の実装装置の動作説明図である。この実施形態における実装装置２０１が、上記第１実施形態と大きく相違する点は、図７および図８に示すように、ヘッド横部光路変換手段９が設けられておらず、ヘッド７への部品２０の供給がいわゆるアライメントマーク２０ａの向きを下向きにしたフェイスダウン供給で行なわれている点である。なお、その他の構成および動作は上記第１実施形態と同様であるため、同一符号および相当符号を付してその構成および動作の説明を省略し、以下、上記第１および第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８９】
図８（ａ）に示すように、制御器３から制御信号によりステージ１０がヘッド上部光路変換手段８の下に位置するようにステージ１０を移動した後、カメラ２をヘッド上部光路変換手段８に対向する位置に移動させてステージ１０に保持された基板２２の一の実装位置２２ａ２のアライメントマーク２２ａを読み取る。
【００９０】
そして、図８（ｂ）に示すように、制御器３からの制御信号によりステージ１０がヘッド上部光路変換手段８の下に位置するようにステージ１０を矢印ＭＬの方向に移動した後、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させてヘッド７により部品２０を吸着保持する。次に（ｃ）に示すように、ヘッド下部光路変換手段１１がヘッド７の下に位置するようにステージ１０を矢印ＭＲの方向に移動した後、カメラ２をヘッド下部光路変換手段１１に対向する位置に移動させることで、ヘッド７に吸着保持された部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取る。
【００９１】
続いて、図８（ｄ）に示すように、読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報に基づいて、ヘッド７を矢印θ方向に回転し、ステージ１０を矢印ＡＬ方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動して相対位置調整（アライメント）を実行し、部品２０と実装位置２２ａ２との相対位置調整を行なう。次に（ｅ）に示すように、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、加圧装置５０により部品２０を実装位置２２ａ２に実装する。この実施形態では、熱硬化型接着剤を用いて、ステージ１０に内蔵されたヒータ（図示省略）により基板を加熱した状態で部品を実装し、部品２０を基板２２に接着して仮固定している。
【００９２】
最後に（ｆ）に示すように、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させることで、１回の実装処理が終了する。このような実装処理を繰り返し実装することで、所定数の部品２０を基板２２の実装面に実装することができる。なお、部品２０をアライメントマーク２０ａの向きが上向きになるいわゆるフェイスアップ供給する場合には、部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【００９３】
以上のように、この実施形態では、上記第１実施形態の作用効果に加え、部品２０の上面または下面のいずれにアライメントマーク２０ａが設けられている場合であっても、ヘッド上部光路変換手段８およびヘッド下部光路変換手段１１を介して当該アライメントマーク２０ａを読み取ることで、部品２０の位置情報と、基板２２の位置情報とを照合して、ヘッド７とステージ１０との相対位置調整を行なうことができる。したがって、部品２０が上面または下面のいずれにアライメントマーク２０ａを有している場合であっても、部品２０のアライメントマーク２０ａを、両光路変換手段８，１１のいずれかで読み取ることで、ヘッド７とステージ１０との相対位置調整を行なって、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【００９４】
なお、上記第２実施形態における部品供給装置１６０を本実施形態で採用してもよいことは言うまでもない。
【００９５】
＜第４実施形態＞
続いて、図９および図１０を参照して本発明の第４実施形態について説明する。図９はこの発明にかかる実装装置の第４実施形態を示す図、図１０は図９の実装装置の動作説明図である。この実施形態における実装装置３０１が、上記第３実施形態と大きく相違する点は、図９および図１０に示すように、ヘッド下部光路変換手段３１１がステージ３１０の下方に設けられている点であり、ステージ３１０の下部からヘッド下部光路変換手段３１１を介して基板２２のアライメント２２ａが読み取り可能にステージ３１０が構成されている点である。なお、その他の構成および動作は上記第１および第３実施形態と同様であるため、同一符号および相当符号を付してその構成および動作の説明を省略し、以下、上記第１ないし第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９６】
図１０（ａ）に示すように制御器３からの制御信号によりステージ３１０がヘッド上部光路変換手段８の下に位置するようにステージ３１０を移動した後、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させてヘッド７により部品２０を吸着保持する。次に（ｂ）に示すように、ヘッド下部光路変換手段１１の上方に基板２２が位置するようにステージ３１０を矢印ＭＲの方向に移動させた後、カメラ２をヘッド下部光路変換手段３１１に対向する位置に移動させてステージ３１０に保持された基板２２の一の実装位置２２ａ２のアライメントマーク２２ａを読み取る。その後、カメラ２をヘッド上部光路変換手段８に対向する位置に移動させることで、ヘッド７に吸着保持された部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取る。
【００９７】
続いて、図１０（ｃ）に示すように、読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報に基づいて、ヘッド７を矢印θ方向に回転し、ステージ３１０を矢印（Ｘ−Ｙ方向）方向に移動して相対位置調整（アライメント）を実行し、部品２０と実装位置２２ａ２との相対位置調整を行なう。次に（ｄ）に示すように、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、加圧装置５０により部品２０を実装位置２２ａ２に実装する。この実施形態では、熱硬化型接着剤を用いて、ステージ３１０に内蔵されたヒータ（図示省略）により基板を加熱した状態で部品を実装し、部品２０を基板２２に接着して仮固定している。
【００９８】
最後に（ｄ）に示すように、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させることで、１回の実装処理が終了する。このような実装処理を繰り返し実装することで、所定数の部品２０を基板２２の実装面に実装することができる。なお、部品２０をアライメントマーク２０ａの向きが下向きになるいわゆるフェイスダウン供給する場合には、部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド下部光路変換手段８を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。また、基板２２のアライメントマーク２２ａが上向きになるように基板２２がステージ３１０に載置された場合には、基板２２のアライメントマーク２２ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【００９９】
以上のように、この実施形態では、上記第１実施形態の作用効果に加え、部品２０および基板２２の上面または下面のいずれにアライメントマーク２０ａが設けられている場合であっても、ヘッド上部光路変換手段８およびヘッド下部光路変換手段３１１を介して当該アライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取ることで、部品２０の位置情報と、基板２２の位置情報とを照合して、ヘッド７とステージ１０との相対位置調整を行なうことができる。したがって、部品２０および基板２２が上面または下面のいずれにアライメントマーク２０ａ，２２ａを有している場合であっても、部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａを、両光路変換手段８，３１１のいずれかで読み取ることで、ヘッド７とステージ３１０との相対位置調整を行なって、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【０１００】
＜第５実施形態＞
続いて、図１１を参照して本発明の第５実施形態について説明する。図１１はこの発明にかかる実装装置の第５実施形態を示す図である。この実施形態における実装装置４０１が、上記第４実施形態と大きく相違する点は、上記第２実施形態と同様に、ヘッド７への部品２０の供給を部品供給装置１６０を用いて行なっている点である。なお、その他の構成および動作は上記第４実施形態と同様であるため、同一符号および相当符号を付してその構成および動作の説明を省略し、以下、上記第１ないし第４実施形態と異なる点を中心に図５も参照して説明する。
【０１０１】
図１１（ａ）に示すように、制御器３から制御信号により基板２２がヘッド下部光路変換手段４１１の上に位置するようにステージ４１０を移動した後、カメラ２をヘッド下部光路変換手段４１１に対向する位置に移動させてステージ４１０に保持された基板２２の一の実装位置２２ａ２のアライメントマーク２２ａを読み取る。これと同時に、部品供給装置１６０により、部品２０がヘッド７に供給される。
【０１０２】
そして、図１１（ｂ）に示すように、カメラ２をヘッド上部光路変換手段８に対向する位置に移動させることで、ヘッド７に吸着保持された部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取る。次に（ｃ）に示すように、読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報に基づいて、ヘッド７を矢印θ方向に回転し、ステージ４１０を矢印ＡＬ方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動して相対位置調整（アライメント）を実行し、部品２０と実装位置２２ａ２との相対位置調整を行なう。
【０１０３】
続いて、図６（ｄ）に示すように、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、加圧装置５０により部品２０を実装位置２２ａ２に実装する。この実施形態では、熱硬化型接着剤を用いて、ステージ４１０に内蔵されたヒータ（図示省略）により基板を加熱した状態で部品を実装し、部品２０を基板２２に接着して仮固定している。最後に（ｅ）に示すように、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させることで、１回の実装処理が終了する。このような実装処理を繰り返し実装することで、所定数の部品２０を基板２２の実装面に実装することができる。
【０１０４】
なお、部品供給装置１６０を用いて部品２０をフェイスダウン供給する場合には、部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド下部光路変換手段４１１を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【０１０５】
以上のように、この実施形態では、上記第４実施形態の作用効果に加え、ヘッド７に部品２０を供給しつつ、カメラ２によりステージ４１０に保持された基板２２のアライメントマーク２２ａをヘッド下部光路変換手段４１１を介して読み取ることができる。すなわち、ヘッド７への部品２０の供給作業が終了するまでに、基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取って、その後、部品２０のヘッド７への供給作業が終了した後に当該部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取ることができる。したがって、ヘッド７に部品２０が供給される間に、基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取ることができるため、ヘッド７とステージ４１０との相対位置調整を実行するのに必要な部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａの読み取り処理の時間を短縮することができ、部品２０を基板２２へ実装する実装処理において、より一層の生産性の向上を図ることができる。
【０１０６】
＜第６実施形態＞
続いて、図１２および図１３を参照して本発明の第６実施形態について説明する。図１２は本発明にかかる実装装置の第６実施形態を示す図、図１３は図１２の実装装置の動作説明図である。この実施形態における実装装置５０１が、上記した実施形態と大きく相違する点は、図１２および図１３に示すように、ヘッド下部光路変換手段５１１が部品供給装置１８０に設けられている点である。その他の構成および動作は上記した実施形態と同様であるため、同一符号および相当符号を付してその構成および動作の説明を省略し、以下、上記第１ないし第５実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１０７】
図１２に示すように、実装装置５０１では、ヘッド７が保持する一方の被接合物であり、アライメントマーク２０ａを有する部品２０と、ヘッド７に対向して配置されたステージ１０が保持する他方の被接合物であるアライメントマーク２２ａを有する基板２２とを、アライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報を利用して相対位置調整を行なった後に、加圧制御が可能な加圧装置５０によって部品２０を基板２２の実装面に設けられた実装位置２２ａ２に実装している。
【０１０８】
次に、実装装置５０１の構成について図１２を参照して説明する。図１２に示すように、実装装置５０１は、ヘッド７と、ステージ１０と、ヘッド７の上方に設けられ光路を変換するミラーやプリズム等で構成されるヘッド上部光路変換手段８と、ステージ１０上面に設けられたチップトレイ１２に載置された部品２０をヘッド７に供給する部品供給装置１８０とを備えている。そして、同図（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、部品供給装置１８０の先端側（吸着孔１８１が設けられている側）には光路を変換するミラーやプリズム等で構成されるヘッド下部光路変換手段５１１が設けられ、各光路変換手段８，５１１を介してアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取り可能に構成された１個のカメラ２と、カメラ２で読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報を照合してヘッド７とステージ１０との相対位置調整を行なう制御器３とを備えている。なお、図１２の（ａ）は実装装置５０１の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はの左側面図、（ｄ）は部品供給装置１８０の拡大図である。
【０１０９】
また、部品供給装置１８０には、図１２（ｄ）に示すように、チップトレイ１２に載置された部品２０を吸着可能に吸着孔１８１が設けられ、吸着孔１８１を形成する吸引穴１８２の他端側の吸引口１８３から真空ポンプ等（図示省略）により吸引することで、当該吸着孔１８１に部品２０を吸着することができるように構成されている。なお、本実施形態では吸着孔１８１を構成する吸引穴１８２がヘッド下部光路変換手段５１１を通るように当該吸引穴１８２が形成されている。しかしながら、吸着孔１８１をヘッド下部光路変換手段５１１よりも内側、すなわち、部品供給装置１８０の先端から離れた中央寄りの位置に設けることで、吸引穴１８２がヘッド下部光路変換手段５１１を通らないようにしてもよい。また、ヘッド下部光路変換手段５１１を構成するミラーやプリズム等を小型に構成し、吸引穴１８２を当該ヘッド下部光路変換手段の外側を通るように形成することで、吸引穴１８２がヘッド下部光路変換手段５１１を通らないようにしてもよい。なお、吸着孔１８１は部品供給装置１８０の外側面のいずれに設けてもよいことは言うまでもない。
【０１１０】
また、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、制御器３の制御信号により、ステージ１０は図中矢印Ｘ−Ｙ方向（水平面）に移動可能に構成されている。また、同様に、ヘッド７は矢印Ｚ方向（上下方向）に移動可能であって、矢印θ方向（回転方向）に回転可能に構成されている。また、同図（ａ）、（ｃ）に示すように、カメラ２は図中矢印ＣＹ，ＣＸ方向（垂直面）に移動可能であって、矢印Ｆ方向（焦点方向）に移動可能に構成されており、制御器３の制御信号により各光路変換手段８，５１１に対向する位置に移動して、当該光路変換手段８，５１１を介してアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取り可能に構成されている。そして、制御器３は、ステージ１０およびカメラ２を適宜移動制御して、カメラ２で読み取って得たアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報を照合し、該照合結果に基づいてヘッド７とステージ１０とを移動させて、部品２０と基板２２との相対位置調整を行なうことができるように構成されている。
【０１１１】
また、図示省略するが、部品供給装置１８０は制御器３の制御信号により、矢印Ｘ−Ｙ方向（水平面）および矢印Ｚ方向（上下方向）に移動可能であって、吸着孔１８１の向きを上下反転自在に回転可能に構成されている。このような構成とすれば、図５を参照して説明した部品供給装置１６０と同様にチップトレイ１２から部品２０をヘッド７に供給することができる。なお、本実施形態ではステージ１０上面にチップトレイ１２を設け、当該チップトレイ１２に載置された部品２０をヘッド７に供給するように構成したが、図５に示すようにステージ１０から離れた位置にチップトレイ１１２を設け、当該チップトレイ１１２に載置された部品２０をヘッド７に供給するようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記した第１ないし第５実施形態と同様に、ステージ１０上面にはステージ１０に吸着されることで基板２２が載置されている。そして、基板２２の実装面には少なくとも１つの実装領域２２ａ１が設けられ、実装領域２２ａ１には、部品２０が実装され、それぞれ少なくとも１個のアライメントマーク２２ａを有する複数の実装位置２２ａ２が設けられている。
【０１１３】
次に、図１３を参照して、部品２０を基板２２に実装する実装処理について説明する。なお、図１３は実装装置５０１の正面図であって、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ異なる状態を示している。また、図１３では、制御器３およびカメラ２の図示を省略し、（ｄ）〜（ｆ）では部品供給装置１８０の図示を省略している。図１３（ａ）に示すように、制御器３から制御信号によりステージ１０がヘッド上部光路変換手段８の下に位置するようにステージ１０を移動した後、カメラ２をヘッド上部光路変換手段８に対向する位置に移動させてステージ１０に保持された基板２２の一の実装位置２２ａ２のアライメントマーク２２ａを読み取る。一方、部品供給装置１８０はチップトレイ１２に載置された部品２０の吸着保持する。
【０１１４】
そして、図１３（ｂ）に示すように、制御器３からの制御信号により部品供給装置１８０は部品２０を反転させてフェイスダウンの状態でヘッド７に供給する。次に（ｃ）に示すように、ヘッド下部光路変換手段５１１がヘッド７の下に位置するように部品供給装置１８０を移動した後、カメラ２をヘッド下部光路変換手段５１１に対向する位置に移動させることで、ヘッド７に吸着保持された部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取る。なお、図１３（ｃ）では説明が容易なように部品２０と部品供給装置１８０との間が離間するように記載しているが、部品２０をヘッド７に供給した後、部品供給装置１８０をほとんど移動させない状態で、カメラ２をヘッド下部光路変換手段５１１に対向する位置に移動させて部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取るようにしてもよい。
【０１１５】
続いて、図１３（ｄ）に示すように、読み取ったアライメントマーク２０ａ，２２ａの位置情報に基づいて、ヘッド７を矢印θ方向に回転し、ステージ１０を矢印ＡＬ方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動して相対位置調整（アライメント）を実行し、部品２０と実装位置２２ａ２との相対位置調整を行なう。次に（ｅ）に示すように、ヘッド７を矢印ＤＷの方向に下降させて、加圧装置５０により部品２０を実装位置２２ａ２に実装する。この実施形態では、熱硬化型接着剤を用いて、ステージ１０に内蔵されたヒータ（図示省略）により基板を加熱した状態で部品を実装し、部品２０を基板２２に接着して仮固定している。
【０１１６】
最後に（ｆ）に示すように、ヘッド７による部品２０に対する吸着を解除し、ヘッド７を矢印ＵＰの方向に上昇させることで、１回の実装処理が終了する。このような実装処理を繰り返し実行することで、所定数の部品２０を基板２２の実装面に実装することができる。なお、部品２０をアライメントマーク２０ａの向きが上向きになるいわゆるフェイスアップ供給する場合には、部品２０のアライメントマーク２０ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取ることで、部品２０を基板２２に高精度に実装することができる。
【０１１７】
なお、ヘッド７に部品２０を供給するときは、部品供給装置１８０の図１２中の矢印Ｙ方向への移動は規制して動かないようにし、部品供給装置１８０の同図中の矢印Ｘ方向へ移動するのが望ましい。このような構成とすれば、ヘッド下部光路変換手段５１１のヘッド７下での同図中の矢印Ｙ方向（カメラ2の焦点方向Ｆ）における停止位置に誤差が生じるのが防止される。そのため、ヘッド下部光路変換手段５１１によりカメラ２の方向へ光路変換された部品２０のアライメントマーク２０ａの、当該カメラ２の視野内における上下左右方向（同図中ＣＸ、ＣＹ方向）の位置に誤差が生じるのを防止できる。したがって、部品２０と基板２２との相対位置調整（アライメント）する時間の短縮を図ることができ、実装処理の高速化および高精度化を図ることができる。
【０１１８】
以上のように、この実施形態では、ヘッド７に部品２０を供給しつつ、カメラ２によりステージ１０に保持された基板２２のアライメントマーク２２ａをヘッド上部光路変換手段８を介して読み取ることができる。すなわち、ヘッド７への部品２０の供給作業が終了するまでに、基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取って、その後、部品２０のヘッド７への供給作業が終了した直後にステージを移動させることなく部品供給装置１８０内のヘッド下部光路変換手段５１１を介して当該部品２０のアライメントマーク２０ａを読み取ることができる。
【０１１９】
したがって、第６実施形態によれば、上記した第２実施形態よりさらに時間を短縮することができ、部品２０を基板２２へ実装する実装処理において、より一層の生産性の向上を図ることができる。
【０１２０】
また、ヘッド下部光路変換手段５１１を部品供給装置１８０に設けることで、部品２０および基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａの読み取り処理のためのステージ１０の移動量を最小限に抑えることができる。部品供給装置１８０はその構造上、ステージ１０よりも小さく、また軽量に構成されているため、部品供給装置１８０を高精度に移動制御するためのアクチュエータ（モータ等）は、ステージ１０を移動制御するためのアクチュエータよりも小型化することができる。また、部品供給装置１８０は小型・軽量に構成されていることから、ステージ１０を移動させる速度よりも部品供給装置１８０を高速に移動させることができ、さらにステージ１０に比べ、より一層、高精度に位置制御を行うことができる。したがって、部品２０を基板２２に実装する実装処理において、さらなる生産性の向上を図ることができる。
【０１２１】
＜その他＞
なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記した実施形態ではヘッド７とステージ１０，１１０，３１０，４１０との回転方向における相対位置調整はヘッド７を回転することで実行したが、ステージ１０，１１０，３１０，４１０を回転可能に構成し、ステージ１０，１１０，３１０，４１０を回転することで実行してもよい。もちろん、ヘッド７およびステージ１０，１１０，３１０，４１０の両方を回転可能に構成することで、ヘッド７およびステージ１０，１１０，３１０，４１０の両方を回転させることで、回転方向の位置調整を行なってもよい。
【０１２２】
また、ステージ１０，１１０，３１０，４１０のみ回転させて、相対位置調整を行うことで次のような効果を奏することもできる。すなわち、テージ１０，１１０，３１０，４１０を回転移動することによるθ方向の相対位置調整を行った後も、ヘッド上部光路変換手段８およびヘッド横部光路変換手段９により繰り返して部品２０または基板２２のアライメントマーク２０ａ，２２ａを読み取り、高精度に部品２０と基板２２との相対位置調整を行うことができる。したがって、このように繰返して部品２０および基板２２間の相対位置調整を行うことで、部品２０を基板２２へ高精度に実装することができる。
【０１２３】
また、部品２０および基板２２とは被接合物であり、ヘッド７に保持するものが部品２０、テーブル１０，１１０，３１０，４１０に保持するものが基板２２であって、電子部品、プリント基板、光素子、光学部品等、接合する際に相対位置調整を行なう必要な被接合物を本発明にかかる実装装置で実装（接合）することができる。
【０１２４】
また、上記した実施形態では、部品２０および基板２２をヘッド７およびステージ１０，１１０，３１０，４１０に保持する方法として、吸着保持方法を採用しているが、保持方法としてはこれに限定されず、外形クランプ、静電チャック等、様々な構成を採用することができる。
【０１２５】
また、部品２０を基板２２に実装する際に、部品２０と基板２２とを接合する接合方法については、上記したような光硬化型接着剤を利用したり、部品２０および基板２２が有する金属電極をプラズマ等で処理して、当該金属電極どうしを衝合することで部品２０を基板２２に実装することができる。
【０１２６】
また、部品２０および基板２２に設けられた配線パターンや金属電極などをアライメントマーク２０ａ，２２ａとして利用してもよく、アライメントマークは２０ａ，２２ａは、カメラ２で読み取ることで部品２０、基板２２および基準チップ２０ｂ〜２０ｅの位置情報を得ることができるものであればどのようなものであってもよい。
【０１２７】
また、上記第１および第２実施形態では、ヘッド下部光路変換手段１１，１１１を備えた実装装置について説明したが、これらのヘッド下部光路変換手段１１，１１１を備えない構成でもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態では、図示省略した昇降手段により加圧装置５０とヘッド７とを一緒に上下動しているが、加圧装置５０は固定配置し、加圧装置５０によりヘッド７を上下動する構成でもよい。
【０１２９】
また、上記した実施形態において、ヘッド上部光路変換手段８を介して基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取る際に、ヘッド７に部品２０を保持しながら基板２２のアライメントマーク２２ａを読み取ってもよい。この場合、部品２０を、カメラ２の撮影領域よりも小さく構成したり、部品２０を透光性の部材で構成するのが望ましい。
【０１３０】
また、上記した実施形態のそれぞれを任意に組み合わせることで実装装置を構成してももちろんよい。本発明にかかる実装装置を採用することで、例えば部品内蔵基板（エンベデッド基板）からなる基板と内蔵部品の設計仕様に基づいて、部品２０および基板２２の電極の向きを任意の方向に設定して部品２０を基板２２に実装可能であり、より複雑な構成の部品内蔵基板を高精度に作成することができる。部品内蔵基板においては部品実装後に基板との再配線を行うため、例えば、基板上マークに合わせて部品上マークを基準に実装する方法や基板下マークに合わせて部品下マークを実装する方法などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】この発明にかかる実装装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す実装装置のステージの平面図である。
【図３】図１に示す実装装置の動作説明図である。
【図４】図１に示す実装装置のヘッドの中心軸の導出方法の説明図である。
【図５】この発明にかかる実装装置の第２実施形態を示す図である。
【図６】図２に示す実装装置の動作説明図である。
【図７】この発明にかかる実装装置の第３実施形態を示す図である。
【図８】図７に示す実装装置の動作説明図である。
【図９】この発明にかかる実装装置の第４実施形態を示す図である。
【図１０】図９に示す実装装置の動作説明図である。
【図１１】この発明にかかる実装装置の第５実施形態を示す図である。
【図１２】この発明にかかる実装装置の第６実施形態を示す図である。
【図１３】図１２に示す実装装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１…実装装置
１０，１１０，３１０，４１０…ステージ
７…ヘッド
２…カメラ（撮影手段）
３…制御器（制御手段）
２０…部品
２２…基板
２０ａ，２２ａ…アライメントマーク
２２ａ１…実装領域
２２ａ２…実装位置
８…ヘッド上部光路変換手段
９…ヘッド横部光路変更手段
１１，１１１，３１１，４１１，５１１…ヘッド下部光路変換手段
【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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