(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームをその長手方向と直交する方向に移動させると共にこのビームに沿って実装ヘッドを移動させることにより、前記ビームの移動方向に沿って複数個設けられて部品保持冶具に複数個保持された部品を供給する部品供給部と被実装部材を搬送する搬送機構との間を往復移動させて、前記実装ヘッドのノズルが前記部品供給部から部品を取り出して搬送機構上の被実装部材上に実装する部品実装装置であって、前記部品供給部に対応して前記ビームの移動方向に沿って設けられて前記部品保持冶具を多段に収納する複数のマガジンと、前記マガジンと前記部品供給部との間で前記部品保持冶具を保持する保持部材を往復移動させて前記部品供給部の前記部品保持冶具と前記マガジン内の前記部品保持冶具とを交換する交換機構とを備え、前記交換機構は前記ビームに設けられ前記ビームに沿って移動することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記実装ヘッドを前記ビームの側面に移動可能に設けると共に、前記交換機構を前記ビームの下面に設け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、実装ヘッドが設けられたビームをその長手方向と直交する方向に移動させることにより、部品保持冶具に複数個保持された部品を供給する部品供給部と被実装部材を搬送する搬送機構との間を往復移動させて、前記実装ヘッドのノズルが前記部品供給部から部品を取り出して搬送機構上の被実装部材上に実装する部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の部品実装装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、ベアチップなどの部品を吸着保持するボンディングノズルを複数有する実装ヘッドを備え、Ｘ軸方向移動、Ｙ軸方向移動及びθ回転する載置台上のウェハから実装ヘッドのボンディングノズルが部品をピックアップし、部品を搬送シュートによって搬送されてきた被実装部材である実装基板或いはリードフレーム上に実装する。
【特許文献１】特開２００４−３６３６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば部品供給部に部品切れが生じたり、異なる種類の部品を供給するために、部品が保持された部品保持具を交換したい場合が生じる。この場合、その交換機構を設ける必要があるが、その大型化して複雑な構造となる。
【０００４】
そこで本発明は、部品が保持された部品保持具を交換する交換機構を設けても、装置の大型化を招かない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】
このため第１の発明は、ビームをその長手方向と直交する方向に移動させると共にこのビームに沿って実装ヘッドを移動させることにより、前記ビームの移動方向に沿って複数個設けられて部品保持冶具に複数個保持された部品を供給する部品供給部と被実装部材を搬送する搬送機構との間を往復移動させて、前記実装ヘッドのノズルが前記部品供給部から部品を取り出して搬送機構上の被実装部材上に実装する部品実装装置であって、前記部品供給部に対応して前記ビームの移動方向に沿って設けられて前記部品保持冶具を多段に収納する複数のマガジンと、前記マガジンと前記部品供給部との間で前記部品保持冶具を保持する保持部材を往復移動させて前記部品供給部の前記部品保持冶具と前記マガジン内の前記部品保持冶具とを交換する交換機構とを備え、前記交換機構は前記ビームに設けられ前記ビームに沿って移動することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記実装ヘッドを前記ビームの側面に移動可能に設けると共に、前記交換機構を前記ビームの下面に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、部品が保持された部品保持具を交換する交換機構を設けても、装置の大型化を招かない部品実装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】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、作業ヘッドにより、被作業部材上に所定作業を行う作業装置として、接着剤等の塗布ヘッドを備えた第１の作業ステージと、それぞれが実装ヘッドを備えた複数の第２の作業ステージとを備えた部品実装装置の実施形態について説明する。この部品実装装置は、各種電子部品を被実装部材であるプリント基板或いはリードフレームなどに実装する。
【００１０】
図１は部品実装装置の概略平面図であり、部品実装装置本体１には、各部品が実装される被実装部材である基板ａ、ｂ及びｃを独立してＸ軸方向に搬送する３つの搬送手段である第１、第２及び第３搬送機構（搬送手段）２、３及び４が設けられている。
【００１１】
そして、第１、第２及び第３の搬送機構（搬送手段）２、３及び４は、それぞれ接着剤の塗布部である第１の作業ステージ（Ａ）、部品実装部である複数の第２の作業ステージ（Ｂ）、（Ｃ）を備えている。
【００１２】
また、５は多数の部品が集合した部品群であるダイシングされた左右の前後の半導体ウェハ（以下、「ウェハ」といい、このウェハから取出されるダイなどの部品を以下「部品」という。）であり、このウェハ５は部品実装装置の左右それぞれに前後方向に配置されている。６は左右の前後のウェハ５が貼付されたシートが取付けられたウェハリング７（部品保持冶具である）を支持する前後のウェハテーブルである。
【００１３】
また、部品実装装置本体１の前側（図１の下側）中間位置には、それぞれが後述する第１ビーム２０及び第２ビーム２２の移動方向に沿って設けられた右の前後のウェハテーブル６と左の前後ウェハテーブル６との間に作業スペースＳが形成できるように、部品実装装置本体１内の中央が切除されて凹部１０が形成される。即ち、作業者は部品実装装置本体１内にまで形成された作業スペースＳ内に入り込んで、各種メンテナンスを行うことができる。
【００１４】
そして、１１は第１ガイドであり、この第１ガイド１１は長手方向が基板ａ、ｂ及びｃの搬送方向と直角に交差する方向に延びて部品実装装置本体１に支持されている。この第１ガイド１１には、塗布（作業）ヘッド１２がリニアモータ１３によってスライド自在に支持されている。この塗布ヘッド１３には、例えば粘性が高い接着剤を吐出する塗布ノズル１４と、基板認識カメラ１５とが設けられている。この認識カメラ１５は第１、第２及び第３の搬送機構（搬送手段）２、３及び４により搬送される基板ａ、ｂ及びｃに設けられている図示しないマークを撮像する。
【００１５】
また、１８及び１９は第２及び第３ガイドであり、この第２、第３ガイド１８、１９は長手方向が基板ａ、ｂ及びｃの搬送方向と直角に交差する方向に延びて部品実装装置本体１に支持されている。そして、第２ガイド１８には第１ビーム２０がその長手方向と直交する方向にリニアモータ２１の運転によりリニアガイド１７Ａ、１７Ａを介してスライド自在に渡され、第３ガイド１９には第２ビーム２２がその長手方向と直交する方向にリニアモータ２３の運転によりリニアガイド（図示せず）を介してスライド自在に渡されている。
【００１６】
そして、第１ビーム２０の後側面には、吸着ノズル２４を備えた第１実装ヘッド（搭載ヘッド）２５がリニアモータ２６によりこの第１ビーム２０に沿ってＸ軸方向（基板ａ、ｂ及びｃの搬送方向と同方向）にスライド自在に設けられている。そして、第２ビーム２２の後側面には、吸着ノズル２７を備えた第２実装ヘッド（搭載ヘッド）２８がリニアモータ４９によりこの第２ビーム２２に沿ってＸ軸方向（基板ａ、ｂ及びｃの搬送方向と同方向）にスライド自在に設けられている。
【００１７】
前記第１実装ヘッド２５には右の前後のウェハテーブル６から部品を取り出す複数の吸着ノズル２４が設けられ、この第１実装ヘッド２５の端部に各ウェハテーブル６上の個々の部品を撮像する認識カメラ２９が設けられ、また前記第２実装ヘッド２８には左の前後のウェハテーブル６から部品を取り出す複数の吸着ノズル２７が設けられ、この第２実装ヘッド２８の端部に各ウェハテーブル６上の個々の部品を撮像する認識カメラ３０が設けられている。
【００１８】
３２及び３３は各ウェハテーブル６に対応して右方及び左方に設けられる４つのウェハ供給装置で、ウェハリング７（部品保持冶具である）を複数段出し入れ可能に収納するマガジン３４と、ウェハテーブル６上のウェハリング７とマガジン３４内のウェハリング７とを後述する交換機構３５により交換するために、鉛直方向に移動可能とするエレベータ機構３６とを備えている。
【００１９】
前記エレベータ機構３６は、前記マガジン３４を載置支持する載置板３７と、この載置板３７の下面に設けられ、図示しないガイドによって案内される複数のガイド棒３８と、駆動モータ（図示せず）の運転によりベアリング３９が回動して上下するネジ軸４０とから構成される。
【００２０】
次に、前記交換機構３５は、前記第１ビーム２０と第２ビーム２２の下面にそれぞれこの第１、第２ビーム２０、２２に沿って設けられて、各ウェハテーブル６上のウェハリング７と対応するマガジン３４内のウェハリング７とを交換するためのものである。即ち、駆動モータ４１によりネジ軸４２が回動してナット４３がＸ方向に移動することにより、このナット４３に固定された支持部材４４に固定されたチャック部材（保持部材）４５が各ウェハテーブル６と対応するマガジン３４との間を往復する。このため、前記往復移動に伴って、一対の爪４６を備えたチャック部材４５がウェハリング７を保持したり、その保持を解除したりすることにより、各ウェハテーブル６上のウェハリング７と対応するマガジン３４内のウェハリング７との交換が可能となる。
【００２１】
以上のように、前記交換機構３５を前記第１ビーム２０と第２ビーム２２の下面にそれぞれ設けたので、わざわざ交換機構３５を取付けるための構造物が不要であり、しかも交換機構３５を各ビームの下面に設けたので前記第１ビーム２０と第２ビーム２２の下方の空間を有効に利用できる。
【００２２】
次に、以下、上述した部品実装装置の運転について説明する。基板ａが第１搬送機構（搬送手段）２によりＸ方向に移動し、また塗布ヘッド１２がリニアモータ１３の運転によりＹ軸方向に移動することにより、塗布ヘッド１２の下方に位置した基板ａに、塗布ノズル１４から接着剤を吐出して塗布する。
【００２３】
この塗布工程において、最初に、制御装置からの信号に基づいて第１搬送機構（搬送手段）２が作動して基板ａがＸ軸方向に移動する。また、リニアモータ１３の運転により塗布ヘッド１２が基板ａの上方に移動し、この基板ａの位置決めマーク上方に位置した基板認識カメラ１５が位置決めマークを撮像する。そして、撮像結果に基づいて認識処理装置が認識処理し、制御装置が基板ａの位置を認識する。その後、基板ａが第１搬送機構（搬送手段）２により図１の左方向に移動すると共に塗布ヘッド１２がリニアモータ１３の運転により図１の上下方向に移動することにより、塗布ヘッド１２が基板ａの上方に位置し、予め設定されている塗布位置と認識された基板ａの位置とに基づいて、基板ａを■方向に次第に
移動すると共に、塗布ヘッド１２がＹ軸方向に移動して下降し、塗布ノズル１４が接着剤を吐出し、基板ａ上に塗布する。以後、基板ａ上の各塗布位置に塗布ノズル１４が位置するように、第１搬送機構（搬送手段）２及びリニアモータ１３が運転され、基板ａが■軸方向に次第に移動すると共に、塗布ヘッド１５がＹ軸
方向に移動し、塗布ノズル１４が昇降して接着剤を基板ａの上面に順次塗布する。
【００２４】
また、前記基板ａへの塗布工程中に、第２搬送機構３上の基板ｂは作業ステージ（Ｂ）において、第１実装ヘッド２５の吸着ノズル２４により部品が装着される。即ち、第１ビーム２０がリニアモータ２１の運転によりＹ軸方向に移動すると共に、第１実装ヘッド２５がリニアモータ２６の運転により第１ビーム２０に沿ってＸ軸方向に移動する。そして、第１実装ヘッド２５のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動により、先ず認識カメラ２９が右の前後のいずれかのウェハ５のピックアップする部品の上方に位置し、ピックアップする部品を撮像して、その撮像及び認識結果に基づいて、制御装置がその部品の位置を認識する。
【００２５】
この認識結果に基づいて、リニアモータ２１及び２６が運転し、吸着ノズル２４の下方にウェハ５のピックアップされる部品が位置し、第１実装ヘッド２５の吸着ノズル２４が昇降して電子部品を吸着保持して取り出す。以後、リニアモータ２１及び２６が運転し、第１実装ヘッド２５が水平方向に移動し、第１実装ヘッド２５が第１部品認識カメラ３１Ａの上方を通過し、基板ｂの上方へ移動する。
【００２６】
そして、第１実装ヘッド２５が第１部品認識カメラ３１Ａの上方を通過するときに第１部品認識カメラ３１Ａにより撮像された部品の撮像結果、即ち吸着ノズル２４に吸着された部品の位置及び姿勢に基づいて制御装置が動作し、リニアモータ２１及び２６が運転し、第１実装ヘッド２５がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し、吸着ノズル２４が実装位置の上方に位置して下降し基板ｂの上に部品が実装される。以後、第１実装ヘッド２５がウェハ５の上方と基板ｂの上方との間を往復移動し、順次基板ｂ上に部品が実装される。すなわち、作業ステージ（Ａ）で基板ａへの接着剤塗布工程と、作業ステージ（Ｂ）での基板ｂへの部品実装工程とが並行して行われる。
【００２７】
また、基板ａへの塗布工程中に、第３搬送機構４上の基板ｃは作業ステージ（Ｃ）において、第２実装ヘッド２８の吸着ノズル２７により部品が装着される。即ち、第２ビーム２２がリニアモータ２３の運転によりＹ軸方向に移動すると共に、第２実装ヘッド２８がリニアモータ４９の運転により第２ビーム２２に沿ってＸ軸方向に移動する。そして、第２実装ヘッド２８のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動により、先ず認識カメラ３０が左の前後のいずれかのウェハ５のピックアップする部品の上方に位置し、ピックアップする部品を撮像して、その撮像及び認識結果に基づいて、制御装置がその部品の位置を認識する。
【００２８】
この認識結果に基づいて、リニアモータ２３及び４９が運転し、吸着ノズル２７の下方にウェハ５のピックアップされる部品が位置し、第２実装ヘッド２８の吸着ノズル２７が昇降して電子部品を吸着保持して取り出す。以後、リニアモータ２３及び４９が運転し、第２実装ヘッド２８が水平方向に移動し、第２実装ヘッド２８が第２部品認識カメラ３１Ｂの上方を通過し、基板ｃの上方へ移動する。
【００２９】
そして、第２実装ヘッド２８が第２部品認識カメラ３１Ｂの上方を通過するときに第２部品認識カメラ３１Ｂにより撮像された部品の撮像結果、即ち吸着ノズル２７に吸着された部品の位置及び姿勢に基づいて制御装置が動作し、リニアモータ２３及び４９が運転し、第２実装ヘッド２８がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動し、吸着ノズル２７が実装位置の上方に位置して下降し基板ｃの上に部品が実装される。以後、第２実装ヘッド２８がウェハ５の上方と基板ｃの上方との間を往復移動し、順次基板ｃ上に部品が実装される。
【００３０】
即ち、作業ステージ（Ａ）で基板ａへの接着剤塗布工程と、作業ステージ（Ｂ）での基板ｂへの部品実装工程と、作業ステージ（Ｃ）での基板ｃへの部品実装工程とが並行して行われる。
【００３１】
その後、作業ステージ（Ａ）での塗布工程が終了すると、基板ａは第１搬送機構２により作業ステージ（Ｂ）に移動し、また作業ステージ（Ｂ）及び（Ｃ）での実装工程が終了すると、基板ｂは第２搬送機構３により作業ステージ（Ｃ）に及び基板ｃは第３搬送機構４により作業ステージ（Ｄ）に移動する。作業ステージ（Ｄ）に位置した基板ｃは、作業者により第３搬送機構４より取り出される。
【００３２】
次に、ウェハテーブル６上のウェハリング７と対応するマガジン３４内のウェハリング７との交換作業を行うべく、図示しない指示装置で指示した場合のウェハリング７の交換作業について説明する。
【００３３】
先ず、対応するエレベータ機構３６が駆動して、駆動モータの運転によりベアリング３９が回動してネジ軸４０が上下し、ウェハリング７を収納していない段が出し入れ高さ位置となるようにマガジン３４を移動させる。そして、交換機構３５の駆動モータ４１の運転によりネジ軸４２を回動させてナット４３をＸ方向に移動させることにより、このナット４３に固定された支持部材４４に固定されたチャック部材４５を各ウェハテーブル６に対応するマガジン３４にまで第２ガイド１８の開口１８Ａを介して移動させ、チャック部材４５に保持されたウェハテーブル６から外されたウェハリング７を一対の爪４６を開いて前記マガジン３４に収納させる。
【００３４】
次いで、駆動モータ４１を運転させてチャック部材４５を少し後退させた後、衝突の問題が無くなったマガジン３４をエレベータ機構３６の駆動により上下させて、新しいウェハリング７が出し入れ高さ位置となるように移動させる。そして、チャック部材４５を少し前進させて一対の爪４６を閉じることにより新しいウェハリング７を保持する。
【００３５】
そして、駆動モータ４１を運転させてチャック部材４５を後退させて、ウェハテーブル６上方にチャック部材４５に保持された新しいウェハリング７を位置させた後、一対の爪４６を開いて新しいウェハリング７をウェハテーブル６上に落下させる。
【００３６】
この後、作業者はこの新しいウェハリング７をウェハテーブル６に取り付け固定して、部品の取り出しに備える。
【００３７】
なお、前記ウェハテーブル６を第１ビーム２０又は第２ビーム２２の移動方向に沿って複数設けた場合にも、第１ビーム２０又は第２ビーム２２を移動させてウェハリング７の交換を行うことができ、複数のウェハテーブル６にも容易に対応することができる。
【００３８】
また、前後方向に複数設けたウェハテーブル６毎に、交換機構３５を設ける必要が無く、機構の簡略化が図れ、また装置の前後方向の寸法を極力小さくして省スペース化が図れる。
【００３９】
次に、部品実装装置の運転を停止して、作業者が当該部品実装装置の各構成要素のメンテナンスする場合について、説明する。例えば、基板を搬送する第１、第２及び第３搬送機構２、３、４をメンテナンスしたい場合には、作業者は部品実装装置の裏側に回らなくとも、部品実装装置本体１内にまで形成された作業スペースＳ内に入り込んで、行うことができる。また、作業スペースＳの左右の前後のウェハテーブル６や、第１及び第２ビーム２０、２２や、吸着ノズル２４、２７及び認識カメラ２９、３０が取付けられた第１及び第２実装ヘッド２５、２８や、交換機構３５やエレベータ機構３６などをメンテナンスしたい場合には、作業者は作業スペースＳ内に入り込んで行うことができる。
【００４０】
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】
【００４１】
【図１】部品実装装置の平面図である。
【図２】右の交換機構、マガジンなどの正面図である。
【図３】第１実装ヘッド及びビームなどの左側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１            部品実装装置本体
２、３、４    第１、第２及び第３搬送機構
６            ウェハテーブル
７            ウェハリング
１０          凹部
２０、２２    第１及び第２ビーム
２４、２７    吸着ノズル
２５、２８    第１及び第２実装ヘッド
３５          交換機構
３６          エレベータ機構
４５          チャック部材
【図１】
0004942611.tif 000002
【図２】
0004942611.tif 000003
【図３】
0004942611.tif 000004