(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品に第２の部品を実装する部品実装装置であって、
前記第１の部品を供給する第１の部品供給部と、前記第２の部品を供給する第２の部品供給部と、前記第１の部品が載置される実装ステージと、前記第２の部品を実装ヘッドによって保持して前記実装ステージに載置された前記第１の部品に実装する実装手段と、前記第１の部品を前記第１の部品供給部から取り出して前記実装ステージに載置する第１の部品受渡手段と、前記第２の部品を前記第２の部品供給部から取り出して前記実装ヘッドに保持させる第２の部品受渡手段と、
前記第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第１の部品および第２の部品を単一の搬送動作で搬送する受渡移動手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記第２の部品受渡手段は、前記第２の部品供給部から前記第２の部品を取り出す第２の部品保持ノズルと、前記第２の部品保持ノズルを上下反転させる反転機構とを備えたことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記第１の部品受渡手段は、前記第１の部品供給部から前記第１の部品を取り出す第１の部品保持ノズルを備え、前記第１の部品保持ノズルは前記反転機構によって上下反転することを特徴とする請求項２記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記実装ヘッドに装着される部品保持用のノズルを保持し、前記受渡移動手段によって前記第１の部品受渡手段、第２の部品受渡手段とともに移動するノズル保持手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
【請求項５】
第１の部品に第２の部品を実装する部品実装方法であって、
前記第１の部品を第１の部品受渡手段によって第１の部品供給部から取り出して実装ステージに載置する第１の部品受渡工程と、前記第２の部品を第２の部品受渡手段によって第２の部品供給部から取り出して実装ヘッドに保持させる第２の部品受渡工程と、前記実装ヘッドに保持された第２の部品を前記実装ステージに載置された第１の部品に実装する実装工程とを含み、
前記第１の部品受渡工程および第２の部品受渡工程において、前記第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第１の部品および第２の部品を単一の搬送動作で搬送することを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の上に更に部品を重ねて実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の製造分野においては、半導体チップを基板などのワークに実装する部品実装作業が行われる。この部品実装作業においては、半田バンプなどの接続用電極が形成された半導体チップを部品供給部から取り出して基板に移送搭載する移載動作と、搭載された半導体チップの接続用電極を基板の回路電極と接合する接合動作とが行われる。このような部品実装作業を行う装置として、従来より部品供給部から半導体チップを取り出して上下反転する部品反転機構と、部品反転機構から受け渡された半導体チップを基板に搭載する移載ヘッドとを備えた部品実装装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３１３２３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる実装基板の実装密度を更に高密度化することが求められている。このような高密度実装に対応するための実装形態として、複数の半導体チップを重ね合わせたいわゆるチップオンチップ構造の半導体装置が採用されるようになっている。このような半導体装置は、２つの半導体チップの回路形成面を相互に対向させて回路形成面に形成されたバンプを相互に接合することによって製造される。
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献例に示す部品実装装置は、サイズが大きく取り扱いが容易な基板上に半導体チップを移送搭載する用途を対象として機能が構成されているため、サイズがほぼ等しい２つの半導体チップを相互に接合する作業には必ずしも適していなかった。このため、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる部品搭載装置および部品実装方法が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる部品実装装置および部品実装方法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】
本発明の部品搭載装置は、第１の部品に第２の部品を実装する部品実装装置であって、前記第１の部品を供給する第１の部品供給部と、前記第２の部品を供給する第２の部品供給部と、前記第１の部品が載置される実装ステージと、前記第２の部品を実装ヘッドによって保持して前記実装ステージに載置された前記第１の部品に実装する実装手段と、前記第１の部品を前記第１の部品供給部から取り出して前記実装ステージに載置する第１の部品受渡手段と、前記第２の部品を前記第２の部品供給部から取り出して前記実装ヘッドに保持させる第２の部品受渡手段と、前記第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第１の部品および第２の部品を単一の搬送動作で搬送する受渡移動手段とを備えた。
【０００７】
本発明の部品接合方法は、第１の部品に第２の部品を実装する部品実装方法であって、前記第１の部品を第１の部品受渡手段によって第１の部品供給部から取り出して実装ステージに載置する第１の部品受渡工程と、前記第２の部品を第２の部品受渡手段によって第２の部品供給部から取り出して実装ヘッドに保持させる第２の部品受渡工程と、前記実装ヘッドに保持された第２の部品を前記実装ステージに載置された第１の部品に実装する実装工程とを含み、前記第１の部品受渡工程および第２の部品受渡工程において、前記第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を前記実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、前記第１の部品および第２の部品を単一の搬送動作で搬送する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の部品を第１の部品受渡手段によって第１の部品供給部から取り出して実装ステージに受け渡す第１の部品受渡工程および第２の部品を第２の部品受渡手段によって第２の部品供給部から取り出して実装ヘッドに保持させる第２の部品受渡工程において、第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を実装ステージおよび実装ヘッドに対して単一の動作で同時に相対的に移動させて、第１の部品および第２の部品を単一の搬送動作で搬送することにより、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の部品実装装置の斜視図、図２は本発明の実施の形態１の部品実装装置の正面図、図３，図４は本発明の実施の形態１の部品実装方法を示す工程説明図である。
【００１０】
まず図１，図２を参照して、部品実装装置１の構造を説明する。部品実装装置１は、略同サイズの半導体チップを直接重ねて実装したチップオンチップ構造の実装体（半導体装置）を形成する用途に使用されるものである。図１において、部品実装装置１は、部品収納部２および部品位置決め部３をＸ方向（部品搬送方向）に直列に配設し、その上方に部品移送部４および部品実装部５をＸ方向に配置した構成となっている。部品位置決め部３の右側方には、実装後の部品を搬出する部品搬出部６が配置されている。
【００１１】
各部の構成を説明する。部品収納部２は、Ｘ軸テーブル１１Ｘ、Ｙ軸テーブル１１Ｙを積層した位置決めテーブル１１上に、部品収納テーブル１２を装着した構成となっている。部品収納テーブル１２の上面には、第１の部品トレイ１３Ａ、第２の部品トレイ１３Ｂが保持されており、第１の部品トレイ１３Ａ、第２の部品トレイ１３Ｂには、それぞれ第１の部品である下チップ１４および第２の部品である上チップ１５が、格子状の規則配列で収納されている。
【００１２】
位置決めテーブル１１を駆動することにより、部品収納テーブル１２上の第１の部品トレイ１３Ａ、第２の部品トレイ１３ＢはＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、下チップ１４、上チップ１５は、部品移送部４に対して位置合わせされ、位置合わせされた下チップ１４、上チップ１５は、部品移送部４によって取り出されてそれぞれ部品位置決め部３，部品実装部５に対して供給される。したがって、第１の部品トレイ１３Ａは第１の部品を供給する第１の部品供給部となっており、第２の部品トレイ１３Ｂは第２の部品を供給する第２の部品供給部となっている。
【００１３】
下チップ１４、上チップ１５はほぼ同サイズの矩形部品であり、図２に示すように、下チップ１４の回路形成面には接続用電極１４ａが、また上チップ１５の回路形成面には半田バンプ１５ａが設けられている。下チップ１４、上チップ１５はいずれも回路形成面を上向きにしたいわゆるフェイスアップ姿勢で第１の部品トレイ１３Ａ、第２の部品トレイ１３Ｂに収納されている。部品実装装置１は第１の部品トレイ１３Ａ、第２の部品トレイ１３Ｂから取り出された下チップ１４上と上チップ１５とを重ねて実装する部品実装作業を行う。この部品実装作業は、下チップ１４上に上チップ１５を搭載し、半田バンプ１５
ａを接続用電極１４ａに半田接合することにより行われる。
【００１４】
部品位置決め部３は、Ｘ軸テーブル１６Ｘ、Ｙ軸テーブル１６Ｙを積層した位置決めテーブル１６に、移動ブロック１７を装着した構成となっている。移動ブロック１７の上面には下チップ１４が載置される実装ステージ１８が設けられている。実装ステージ１８には吸引孔１８ａが設けられており、実装ステージ１８上に下チップ１４を載置した状態で吸引孔１８ａから真空吸引することにより、下チップ１４は実装ステージ１８に吸着保持される。
【００１５】
位置決めテーブル１６を駆動することにより、実装ステージ１８はＸ方向、Ｙ方向に水平移動し、これにより実装ステージ１８に保持された下チップ１４を部品実装部５に対して位置合わせする。また以下に説明する部品移送部４によって部品収納部２から取り出された下チップ１４を実装ステージ１８に載置する際には、Ｘ軸テーブル１６Ｘによって実装ステージ１８をＸ方向左側に移動させ、図２に示す部品受渡位置［Ｐ１］に位置させる。
【００１６】
部品移送部４は、Ｘ方向に配設された移動テーブル２０によって、部品移送ヘッド２１をＸ方向に往復動させる構成となっている。部品移送ヘッド２１には、下チップ１４、上チップ１５をそれぞれ保持して取り出すための第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂが、１８０度の等配配置で設けられている。第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂは、部品移送ヘッド２１に内蔵された昇降機構によってそれぞれ個別に昇降自在となっている。
【００１７】
また部品移送ヘッド２１は、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂを上下反転させるための反転機構を内蔵しており、Ｙ方向に設けられた回転軸２１ａ廻りに１８０度の回転が可能となっている。これにより、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂの一方を下向き姿勢にし、他方を上向き姿勢にした状態で動作させることができる。
【００１８】
すなわち部品移送ヘッド２１は下向き姿勢の第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂによって部品収納部２から下チップ１４、上チップ１５を取り出すことができるとともに、下向き姿勢の第２の部品保持ノズル２２Ｂによって上チップ１５を保持した部品移送ヘッド２１を１８０度回転させることにより、第２の部品保持ノズル２２Ｂを上向き姿勢にして上チップ１５を上下反転することができるようになっている。
【００１９】
第１の部品トレイ１３Ａから下チップ１４を取り出して実装ステージ１８に移載する際には、下チップ１４を保持した部品移送ヘッド２１を、図２に示す部品受渡位置［Ｐ１］まで移動させ、ここで第１の部品保持ノズル２２Ａを昇降させて、保持した下チップ１４を予め部品受渡位置［Ｐ１］まで移動した実装ステージ１８に載置する。
【００２０】
部品実装部５は、Ｘ方向に配設された移動テーブル２５によって、実装ヘッド２７をＸ方向に往復動させる構成となっている。実装ヘッド２７はヘッド昇降機構２６によって昇降し、上チップ１５をフェイスダウン姿勢で保持する部品実装ノズル２８を備えている。第２の部品トレイ１３Ｂから上チップ１５を取り出した部品移送ヘッド２１を、図２に示す部品受渡位置［Ｐ１］まで移動させて、部品移送ヘッド２１を回転させるとともに、実装ヘッド２７を部品受渡位置［Ｐ１］まで移動させることにより、第２の部品保持ノズル２２Ｂに保持された上チップ１５を実装ヘッド２７に受け渡すことができる。このとき、第２の部品トレイ１３Ｂにおいては半田バンプ１５ａを上向きにしたフェイスアップ姿勢であった上チップ１５は、部品移送ヘッド２１によって上下反転されることにより、半田バンプ１５ａを下向きにしたフェイスダウン姿勢で実装ヘッド２７に受け渡される。
【００２１】
上記構成において、部品移送ヘッド２１に備えられた第１の部品保持ノズル２２Ａは、下チップ１４を第１の部品トレイ１３Ａから取り出して実装ステージ１８に載置する第１の部品受渡手段となっている。また部品移送ヘッド２１に備えられた第２の部品保持ノズル２２Ｂおよび第２の部品保持ノズル２２Ｂを上下反転させるための反転機構は、上チップ１５を第２の部品トレイ１３Ｂから取り出し、上下反転して実装ヘッド２７に受け渡す第２の部品受渡手段となっている。
【００２２】
すなわち第２の部品受渡手段は、第２の部品保持ノズル２２Ｂと、第２の部品保持ノズル２２Ｂを上下反転させる反転機構を備えた構成となっており、本実施の形態においてはこの反転機構によって第１の部品保持ノズル２２Ａをともに上下反転するように構成されている。そして部品移送部４の移動テーブル２０および部品移送ヘッド２１に内蔵された昇降機構は、第１の部品受渡手段である第１の部品保持ノズル２２Ａおよび第２の部品受渡手段である第２の部品保持ノズル２２Ｂを実装ステージ１８および実装ヘッド２７に対して相対的に移動させる受渡移動手段となっている。
【００２３】
上チップ１５を受け取った後の実装ヘッド２７は部品実装位置［Ｐ２］に移動し、ここで昇降動作を行うことにより、上チップ１５を部品実装位置［Ｐ２］に移動した実装ステージ１８上の下チップ１４に搭載する。実装ヘッド２７は接合手段として加熱手段を内蔵しており、部品実装ノズル２８を介して上チップ１５を加熱することができるようになっている。実装ヘッド２７によって保持した上チップ１５を、実装ステージ１８に載置された下チップ１４に対して下降させて半田バンプ１５ａを接続用電極１４ａに接触させる実装動作において、実装ヘッド２７によって上チップ１５を加熱することにより、半田バンプ１５ａが溶融して接続用電極１４ａに半田接合され、これにより上チップ１５は下チップ１４に実装される。部品実装部５は、上チップ１５を実装ヘッド２７によって保持して、実装ステージ１８に載置された下チップ１４に実装する実装手段となっている。
【００２４】
なお、第１の部品である下チップ１４に第２の部品である上チップ１５を接合する接合手段として、実装ヘッド２７に内蔵した加熱手段を例示したが、接合手段はこれに限られるものではない。実装ヘッド２７に設けた振動印加手段によって振動を印加して接合してもよいし、ヒータによる加熱と振動印加を併用してもよい。また、ヒータなどの接合手段を実装ステージ１８側に設けてもよい。
【００２５】
チップ位置決め部３の斜め上方には、認識ユニット３０が配設されている。認識ユニット３０は、上方の撮像視野と下方の撮像視野を単一撮像動作で撮像可能な２視野光学系を備えており、移動機構（図示省略）によってＹ方向に進退自在となっている。実装ステージ１８に下チップ１４が載置され、且つ上チップ１５を吸着保持した実装ヘッド２７が実装ステージ１８の直上に位置した状態で、認識ユニット３０を実装ステージ１８と実装ヘッド２７との間に進出させることにより、下チップ１４と上チップ１５を同一の撮像動作によって撮像して認識することができる。認識ユニット３０は、実装ステージ１８上の下チップ１４および実装ヘッド２７によって保持された上チップ１５を光学的に認識する認識手段となっている。
【００２６】
部品位置決め部３の右側方に配置された部品搬出部６は、搬送コンベア３１によってＸ方向に移動自在な部品収納トレイ３２と、上チップ１５を吸着保持可能な部品保持ノズル３４が装着された部品搬出ヘッド３３を備えている。部品搬出ヘッド３３は、搬送ヘッド移動機構（図示省略）によってＸ方向の往復動および昇降動作が可能となっている。これにより部品搬出ヘッド３３は、部品実装位置［Ｐ２］に位置する実装ステージ１８と搬送コンベア３１の左端部に位置した部品収納トレイ３２との間で部品移載動作を行う。すなわち実装ステージ１８において下チップ１４に上チップ１５を実装して形成された実装体
１９を部品搬出ヘッド３３によって保持して部品収納トレイ３２に搬出する。したがって部品搬出ヘッド３３は、下チップ１４に実装された上チップ１５を下チップ１４とともに実装ステージ１８から搬出する部品搬出手段となっている。
【００２７】
次に、図３、図４を参照して、部品実装装置１による部品実装動作について説明する。まず図３（ａ）に示すように、第２の部品保持ノズル２２Ｂを下向きにした部品移送ヘッド２１を、部品収納部２の第２の部品トレイ１３Ｂの上方へ移動させる。そして実装対象となる上チップ１５に第２の部品保持ノズル２２Ｂを位置合わせして下降させ、上チップ１５を回路形成面側から吸着保持する。次いで部品移送ヘッド２１を１８０度回転させて、第１の部品保持ノズル２２Ａを下向きにした部品移送ヘッド２１を第１の部品トレイ１３Ａの上方に移動させ、図３（ｂ）に示すように、第１の部品保持ノズル２２Ａによって下チップ１４を吸着保持する。
【００２８】
この後、部品移送ヘッド２１によって下チップ１４、上チップ１５を部品位置決め部３、部品実装部５に受け渡す動作が実行される。すなわち、図３（ｃ）に示すように、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂにそれぞれ下チップ１４、上チップ１５を保持した部品移送ヘッド２１を、部品位置決め部３の部品受渡位置［Ｐ１］へ移動させ、予め部品受渡位置［Ｐ１］へ移動した実装ステージ１８に、第１の部品保持ノズル２２Ａに保持された下チップ１４を接続用電極１４ａを上向きにしたフェイスアップ姿勢で載置する。次いで、実装ヘッド２７を部品受渡位置［Ｐ１］へ移動させ、図３（ｄ）に示すように、第２の部品保持ノズル２２Ｂに保持された上チップ１５を、実装ヘッド２７の部品実装ノズル２８に半田バンプ１５ａを下向きにしたフェイスダウン姿勢で保持させる。
【００２９】
図３（ａ）〜図３（ｄ）に示す動作は、下チップ１４を前述の第１の部品受け渡し手段によって第１の部品トレイ１３Ａから取り出して実装ステージ１８に載置する第１の部品受渡工程と、上チップ１５を前述の第２の部品受渡手段によって第２の部品トレイ１３Ｂから取り出して実装ヘッド２７に保持させる第２の部品受渡工程を示している。そして第１の部品受渡工程および第２の部品受渡工程においては、第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を、部品移送ヘッド２１の移動によって実装ステージ１８および実装ヘッド２７に対して同時に相対的に移動させて、下チップ１４，上チップ１５を単一の搬送動作で搬送する動作形態となっている。これにより、下チップ１４、上チップ１５を部品収納部２から取り出して受け渡す際の部品搬送動作を効率化することができる。
【００３０】
そしてこの後、上チップ１５を保持した実装ヘッド２７が部品実装位置［Ｐ２］に移動したならば、図４（ａ）に示すように、認識ユニット３０を実装ステージ１８と実装ヘッド２７との間に進出させ、認識ユニット３０に備えられた２視野光学系によって下チップ１４と上チップ１５とを同一撮像動作で撮像する。撮像結果は認識手段（図示省略）によって認識処理され、下チップ１４の接続用電極１４ａと上チップ１５の半田バンプ１５ａが認識される。そしてこの認識結果に基づいて、接続用電極１４ａと半田バンプ１５ａの位置ずれが検出される。この撮像動作と並行して、部品移送ヘッド２１は部品収納部２に戻り、第２の部品トレイ１３Ｂの上方へ移動して次の実装対象の上チップ１５に位置合わせされる。
【００３１】
この後認識ユニット３０が実装ヘッド２７の下方から退避したならば、図４（ｂ）に示すように、実装ヘッド２７を下降させて、上チップ１５を下チップ１４に搭載する。このとき、前述の認識工程によって得られた接続用電極１４ａと半田バンプ１５ａの位置ずれを加味して位置決めテーブル１６を制御することにより、半田バンプ１５ａは接続用電極１４ａに正しく位置合わせされる。そしてこの搭載動作と並行して、部品収納部２においては第２の部品保持ノズル２２Ｂによって次に実装対象となる上チップ１５を保持する動
作が行われる。
【００３２】
そして実装ヘッド２７によって上チップ１５を加熱し、半田バンプ１５ａを溶融させて接続用電極１４ａに半田接合することにより、実装ヘッド２７  に保持された上チップ１５を実装ステージ１８に載置された下チップ１４に実装する（実装工程）。これにより、下チップ１４に上チップ１５を実装した実装体１９が形成される。この時、実装ヘッド２７の高さ位置を制御して上チップ１５と下チップ１４との間隔を適正に保つことにより、半田バンプ１５ａが溶融した溶融半田が流動することによる不具合を防止するようにしている。
【００３３】
半田接合が完了した後に、実装ステージ１８による下チップ１４の吸着保持を解除して実装ヘッド２７を上昇させたならば、実装体１９の搬出が行われる。すなわち図４（ｃ）に示すように、部品搬出ヘッド３３を部品実装位置［Ｐ２］まで移動させて実装ステージ１８に対して下降させ、部品保持ノズル３４によって実装体１９の上チップ１５を保持する。この動作と並行して、部品収納部２においては、図３（ｂ）に示す動作と同様に、第１の部品トレイ１３Ａの下チップ１４を第１の部品保持ノズル２２Ａによって保持する部品保持動作が行われる。
【００３４】
そして部品搬出ヘッド３３に部品搬出動作を行わせて、部品保持ノズル３４によって保持した上チップ１５を、下チップ１４とともに実装ステージ１８から搬出して部品収納トレイ３２に収納する。次いで、実装体１９が搬出されて空状態となった実装ステージ１８は、図４（ｄ）に示すように、部品受渡位置［Ｐ１］まで移動し、ここで図３（ｃ）に示す動作と同様に、第１の部品保持ノズル２２Ａに保持された下チップ１４を実装ステージ１８に載置する第１の部品受渡工程が実行され、以下同様の動作工程が反復実行される。
【００３５】
上記説明したように、本発明の部品実装装置においては、下チップ１４に上チップ１５を実装する部品実装において、下チップ１４を第１の部品受渡手段によって第１の部品トレイ１３Ａから取り出して実装ステージ１８に受け渡す第１の部品受渡工程および上チップ１５を第２の部品受渡手段によって第２の部品トレイ１３Ｂから取り出して実装ヘッド２７に保持させる第２の部品受渡工程において、第１の部品受渡手段および第２の部品受渡手段を実装ステージ１８および実装ヘッド２７に対して同時に相対的に移動させるようにしている。これにより、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装動作を効率よく行うことができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２の部品実装装置の斜視図、図６は本発明の実施の形態２の部品実装装置の正面図、図７，図８は本発明の実施の形態２の部品実装方法を示す工程説明図である。
【００３７】
図５，図６に示す部品実装装置１Ａは、実施の形態１に示す部品実装装置１において、部品搬出部６を除いた構成となっている。部品収納部２、部品位置決め部３、部品移送部４および部品実装部５の構成は、部品実装装置１と同様である。本実施の形態２では、実装ステージ１８にて下チップ１４に上チップ１５を実装して形成された実装体１９を、部品移送部４の部品移送ヘッド２１によって保持して部品収納部２に収納することにより実装ステージ１８から搬出する構成を採用している。すなわち本実施の形態２においては、上チップ１５と下チップ１４を部品収納部２から取り出して部品位置決め部３に受け渡す部品受渡手段が、下チップ１４に実装された上チップ１５を実装ステージ１８から搬出する部品搬出手段を兼ねた構成となっている。
【００３８】
次に、図７、図８を参照して、部品実装装置１Ａによる部品実装動作について説明する
。図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）は、実施の形態１における図３（ａ）〜（ｄ）、図４（ａ）と同様の動作内容である。図８（ｂ）に示すように、実装ヘッド２７  に保持された上チップ１５を実装ステージ１８に載置された下チップ１４に実装する実装工程では、本実施の形態２においては部品移送ヘッド２１は部品収納部２において次の実装対象の部品を保持する動作を行うことなく待機する。
【００３９】
図８（ｂ）にて半田接合が完了すると、図８（ｃ）に示すように、まず実装ヘッド２７を上昇させ、次いで下チップ１４に上チップ１５を実装して形成された実装体１９を保持した状態の実装ステージ１８を、部品受渡位置［Ｐ１］まで移動させる。そして部品移送ヘッド２１を部品収納部２から部品受渡位置［Ｐ１］まで移動させ、第２の部品保持ノズル２２Ｂによって実装体１９を保持する。そして図８（ｄ）に示すように、部品移送ヘッド２１を部品収納部２に移動させ、第２の部品保持ノズル２２Ｂによって保持した実装体１９を、第１の部品トレイ１３Ａに収納する。
【００４０】
（実施の形態３）
図９（ａ）は本発明の実施の形態３の部品実装装置における部品移送ヘッドの構造説明図、図９（ｂ）は本発明の実施の形態３の部品実装装置における部品移送ヘッドの動作説明図である。本実施の形態３は、部品移送部４に備えられた部品移送ヘッド２１に、部品実装部５の実装ヘッド２７に装着される部品実装ノズル２８を自動的に着脱して交換するノズルチェンジ機能を持たせたものである。
【００４１】
図９（ａ）において、部品移送ヘッド２１には実施の形態１，２と同様に、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂが設けられており、回転軸２１ａ廻りに部品移送ヘッド２１を回転させることにより、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂの向きを変更することができるようになっている。部品移送ヘッド２１の一方側の側面には、実装ヘッド２７に装着される部品実装ノズル２８を吸着して保持するためのノズル保持手段としてのノズル保持部４０が、部品移送ヘッド２１に対して進退自在に設けられている。
【００４２】
ノズル保持部４０は、部品実装ノズル２８の外形に対応した形状のブロック部材に、部品実装ノズル２８において部品と当接する凸形状の当接部２８ａの嵌入を許容するための凹部４０ａを設けた形状となっており、部品実装ノズル２８の下面（実装ヘッド２７への装着面の反対面）を外縁の枠部に当接させた状態で、枠部に設けられた吸引孔４１から真空吸引することにより、部品実装ノズル２８はノズル保持部４０によって保持される。
【００４３】
部品実装ノズル２８は対象となるチップ部品の種類に応じて実装ヘッド２７に交換自在に装着され、複数種類の部品を対象として部品実装動作を反復して実行する過程においては、部品の品種切換の都度部品実装ノズル２８の着脱を行う必要がある。本実施の形態３においては、図９（ｂ）に示すように、異なる品種の部品に対応した複数の部品実装ノズル２８をノズルトレイ４２内に収納して、部品収納部２の部品収納テーブル１２上に配置しておき、部品移送ヘッド２１によって部品実装ノズル２８の実装ヘッド２７への着脱を行うようにしている。
【００４４】
部品実装ノズル２８は、当接部２８ａを上面に向けて配列されており、部品実装ノズル２８を実装ヘッド２７に装着する際には、ノズル保持部４０を所望の部品実装ノズル２８の上方に移動させてノズル保持部４０によって部品実装ノズル２８を保持させる。次いで部品実装ノズル２８を保持した部品移送ヘッド２１を部品受渡位置［Ｐ１］まで移動させるとともに、部品移送ヘッド２１を１８０度回転させてノズル保持部４０に保持された部品実装ノズル２８を上下反転し、部品実装ノズル２８の実装ヘッド２７への装着面を上向きにする。
【００４５】
そしてこの装着面に対して実装ヘッド２７を昇降させることにより、部品実装ノズル２８は実装ヘッド２７に自動的に装着される。なお、図９（ｂ）に示す動作を逆順に実行することにより、実装ヘッド２７に既装着の部品実装ノズル２８を取り外して、部品収納部２のノズルトレイ４２内に収納することができる。すなわち、本実施の形態３においては、実装ヘッド１８に装着される部品保持用の部品実装ノズル２８を保持し、前述の受渡移動手段によって第１の部品受渡手段、第２の部品受渡手段とともに移動するノズル保持手段としてのノズル保持部４０を備えた形態となっている。
【００４６】
（実施の形態４）
図１０（ａ）は本発明の実施の形態４の部品実装装置における部品移送ヘッドの構造説明図、図１０（ｂ）は本発明の実施の形態４の部品実装装置における部品移送ヘッドの動作説明図である。本実施の形態４は、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂを単一の部品移送ヘッド２１に設ける替わりに、第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂをそれぞれ個別の部品移送ヘッドに設けた例を示している。
【００４７】
図１０（ａ）に示すように、移動テーブル２０にＸ方向に移動自在に設けられた移動プレート４３には、第１の部品移送ヘッド２１Ａ、第２の部品移送ヘッド２１Ｂが装着されている。第１の部品移送ヘッド２１Ａ、第２の部品移送ヘッド２１Ｂにはそれぞれ第１の部品保持ノズル２２Ａ、第２の部品保持ノズル２２Ｂが昇降自在に設けられている。第１の部品移送ヘッド２１Ａは、実施の形態１，２の部品移送ヘッド２１と同様に、回転軸２１ａ廻りに１８０度回転自在となっており、第１の部品保持ノズル２２Ａは上向き、下向きのいずれの姿勢でも動作可能となっている。また第２の部品移送ヘッド２１Ｂは固定されており、第２の部品保持ノズル２２Ｂは下向き姿勢でのみ動作する。
【００４８】
部品収納部２から下チップ１４、上チップ１５を取り出す際には、図１０（ｂ）に示すように、第１の部品保持ノズル２２Ａを下向きにした状態で、第１の部品保持ノズル２２Ａによって１５を、また第２の部品保持ノズル２２Ｂによって下チップ１４をそれぞれ保持する。そして上チップ１５を実装ヘッド２７に受渡す際には、第１の部品保持ノズル２２Ａを上向き姿勢にして、上チップ１５を上下反転させ、この状態で実装ヘッド２７に受け渡す。この構成によっても、下チップ１４，上チップ１５を単一動作で同時に搬送することができる。
【００４９】
なお、部品保持ノズルの材質は、適宜選択可能である。例えば、第１の部品保持ノズル２２Ａの材質をラバーなどの弾性体とし、第２の部品保持ノズル２２Ｂの材質を、金属、セラミックなどの耐熱性材料としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の部品実装装置および部品実装方法は、チップオンチップ構造の半導体装置を製造するための部品実装を効率よく行うことができるという効果を有し、２つの半導体チップを重ねた構造の半導体装置の製造分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１の部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の部品実装装置の正面図
【図３】本発明の実施の形態１の部品実装方法を示す工程説明図
【図４】本発明の実施の形態１の部品実装方法を示す工程説明図
【図５】本発明の実施の形態２の部品実装装置の斜視図
【図６】本発明の実施の形態２の部品実装装置の正面図
【図７】本発明の実施の形態２の部品実装方法を示す工程説明図
【図８】本発明の実施の形態２の部品実装方法を示す工程説明図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３の部品実装装置における部品移送ヘッドの構造説明図（ｂ）本発明の実施の形態３の部品実装装置における部品移送ヘッドの動作説明図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態４の部品実装装置における部品移送ヘッドの構造説明図（ｂ）本発明の実施の形態４の部品実装装置における部品移送ヘッドの動作説明図
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ  部品実装装置
２  部品収納部
３  部品位置決め部
４  部品移送部
５  部品実装部
６  部品搬出部
１３Ａ  第１の部品トレイ
１３Ｂ  第２の部品トレイ
１４  下チップ
１５  上チップ
１８  実装ステージ
１９  実装体
２１  部品移送ヘッド
２１Ａ  第１の部品移送ヘッド
２１Ｂ  第２の部品移送ヘッド
２２Ａ  第１の部品保持ノズル
２２Ｂ  第２の部品保持ノズル
２７  実装ヘッド
３３  部品搬出ヘッド
【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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