(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から電子部品を複数の単位移載ヘッドを備えた多連型の移載ヘッドにより取り出して複数の基板を載置可能な基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記部品供給部から前記移載ヘッドの複数の単位移載ヘッドによって複数の電子部品を取り出して前記基板位置決め部に移送する部品移送工程と、前記複数の基板のうちの第１の基板に前記移載ヘッドに保持された電子部品のうち第１の基板に割り付けられた第１の実装数の電子部品を実装する第１の部品実装工程と、前記複数の基板のうちの第２の基板に第１の部品実装工程の後になお前記移載ヘッドに未実装のまま保持された電子部品のうち第２の実装数の電子部品を実装する第２の部品実装工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップなどの電子部品を基板に実装する実装装置では、部品供給部から移載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品をピックアップし、基板上に搭載する実装動作が繰り返し行われる。この実装動作において、移載ヘッドが部品供給部と基板との間を往復する１実装ターンで複数の電子部品を移送・搭載できるよう、複数の単位移載ヘッドを備えた多連型の移載ヘッドが用いられるようになっている。
【０００３】
この場合、半導体ウェハから切り出された半導体チップや、トレイに収納された電子部品など、同一種類の部品が供給される部品供給形態では、１実装ターンで同一種類の複数の電子部品が取り出され、実装対象の基板に移送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に１枚の基板に実装される電子部品の数は単位移載ヘッドの数の整数倍とはなっていない。例えば、１０個の電子部品が搭載される基板に対して８基の単位移載ヘッドを有する移載ヘッドで電子部品を実装する場合を考えると、第１回目の実装ターンでは８基の単位移載ヘッドで電子部品を保持して基板に８個の電子部品を搭載し、第２回目の実装ターンでは２基の単位移載ヘッドで２個の電子部品を搭載する。すなわち、第２回目の実装ターンでは電子部品を保持しない単位移載ヘッドが６基も発生することになり、電子部品実装装置の能力をフルに発揮できない場合が生じてしまう。
【０００５】
そこで本発明は、各実装ターンにおいて電子部品を保持しないで移動する単位移載ヘッドの数を極力少なくして電子部品の実装効率を向上させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装方法は、部品供給部から電子部品を複数の単位移載ヘッドを備えた多連型の移載ヘッドにより取り出して複数の基板を載置可能な基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記部品供給部から前記移載ヘッドの複数の単位移載ヘッドによって複数の電子部品を取り出して前記基板位置決め部に移送する部品移送工程と、前記複数の基板のうちの第１の基板に前記移載ヘッドに保持された電子部品のうち第１の基板に割り付けられた第１の実装数の電子部品を実装する第１の部品実装工程と、前記複数の基板のうちの第２の基板に第１の部品実装工程の後になお前記移載ヘッドに未実装のまま保持された電子部品のうち第２の実装数の電子部品を実装する第２の部品実装工程とを含む。
【０００７】
本発明によれば、複数の基板のうちの第１の基板に移載ヘッドの複数の単位移載ヘッドに保持された電子部品のうち当該基板に割り付けられた所定実装数の電子部品を実装し、移載ヘッドのいずれかの単位移載ヘッドになお未実装のまま保持された電子部品があれば、第２の基板にこれらの電子部品を実装することにより、各実装ターンにおいて電子部品を保持しないで移動する単位移載ヘッドの数を極力少なくして電子部品の実装効率を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の単位移載ヘッドの断面図、図４、図５、図６、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して電子部品実装装置の全体構造について説明する。図１において基台１上には、部品供給部２が配設されている。部品供給部２は保持テーブル３を備えており、保持テーブル３には電子部品である半導体チップ５（以下、単に「チップ５」と略記。）が多数個片状態で貼着されたウェハシート４を保持している。図２に示すように、保持テーブル３の下方にはエジェクタ機構６が配設されている。エジェクタ機構６は可動テーブル６ａを備えており、可動テーブル６ａには半導体チップ突き上げ用のエジェクタピンを昇降させるピン昇降機構７が装着されている。可動テーブル６ａを駆動することにより、ピン昇降機構７はウェハシート４の下方でＸＹ方向に移動する。
【００１０】
部品供給部２の側方には、基板搬入コンベア８Ａ、基板振り分け部９、基板位置決め部１０、基板取り出し部１２および基板搬出コンベア８ＢがＸ方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア８Ａは、チップ５が実装される基板１１を上流側から受け取って搬入する。基板振り分け部９は、搬送コンベア９ａをスライド機構９ｂによってＹ方向にスライド可能に配設した構成となっており、基板搬入コンベア８Ａから受け取った基板１１を以下に説明する基板位置決め部の２つの実装ステージに選択的に振り分ける。
【００１１】
基板位置決め部１０は、２つの実装ステージ１０Ａ，１０Ｂを備えており、基板振り分け部９によって振り分けられた基板１１を実装位置に位置決めする。基板取り出し部１２は、基板振り分け部９と同様に搬送コンベア１２ａをスライド機構１２ｂによってＹ方向にスライド可能に配設した構成となっており、２つの実装ステージ１０Ａ，１０Ｂから実装済みの基板１１を選択的に受け取り、基板搬出コンベア８Ｂに渡す。基板搬出コンベア８Ｂは、渡された実装済みの基板１１を下流側に搬出する。
【００１２】
基台１の上面の両端部には、第１のＹ軸テーブル１４Ａ，第２のＹ軸テーブル１４Ｂが基板搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向に配設されている。第１のＹ軸テーブル１４Ａ，第２のＹ軸テーブル１４Ｂには、第１のＸ軸テーブル１５Ａ，第２のＸ軸テーブル１５Ｂが架設されている。第１のＸ軸テーブル１５Ａには、後述する単位移載ヘッドを複数備えた多連型の移載ヘッド１６が装着されている。移載ヘッド１６には、基板認識カメラ１７が隣接して一体的に配設されている。
【００１３】
第１のＹ軸テーブル１４Ａ及び第１のＸ軸テーブル１５Ａを駆動することにより、移載ヘッド１６および基板認識カメラ１７は一体的に移動する。第１のＹ軸テーブル１４Ａ及び第１のＸ軸テーブル１５Ａは、移載ヘッド１６を移動させる移載ヘッド移動機構となっている。また移載ヘッド１６の上部には、後述する単位移載ヘッドに供給される空圧の圧力制御を行う電空レギュレータ１９が配置されている。電空レギュレータ１９は、制御部１９ａに制御されることにより後述するように空圧供給部から供給される空圧の圧力を調整する。
【００１４】
第２のＸ軸テーブル１５Ｂには、部品認識カメラ１８が装着されている。第２のＹ軸テーブル１４Ｂ及び第２のＸ軸テーブル１５Ｂを駆動することにより、部品認識カメラ１８はＸＹ方向に水平移動する。部品供給部２の上方に位置した部品認識カメラ１８によって下方を撮像することにより、ウェハシート４に貼着されたチップ５が撮像される。そしてこの撮像により得られた画像データを認識部（図示省略）によって認識処理することにより、任意のチップ５の位置を認識することができる。
【００１５】
そしてこの位置認識結果に基づいて、移載ヘッド１６を取り出し対象のチップ５に位置合わせし、単位移載ヘッドによってチップ５をピックアップする。このピックアップ時には、エジェクタ機構６の可動テーブル６ａを駆動してピン昇降機構７を同様に当該チップ５に位置合わせし、ピン昇降機構７によってエジェクタピンを上昇させてチップ５を下方から突き上げる。これにより、チップ５はウェハシート４から剥離される。
【００１６】
このとき移載ヘッド１６の複数の単位移載ヘッドによって複数のチップ５をピックアップすることにより、移載ヘッド１６が基板１１と部品供給部２との間を１往復する１実装ターンにおいて、複数のチップ５を取り出して、基板位置決め部１０の基板１１へ移送搭載することができるようになっている。
【００１７】
基板位置決め部１０と部品供給部２との間にはラインカメラ１３が配設されており、部品供給部２から取り出したチップ５を保持した移載ヘッド１６がラインカメラ１３の上方でＸ方向に移動してスキャン動作を行うことにより、移載ヘッド１６に保持されたチップ５が撮像される。そしてこの撮像により得られた画像データを認識部（図示省略）によって認識処理することにより、これらのチップ５の位置が認識される。基板１１の上方に移動した移載ヘッド１６が、基板１１に対して昇降してチップ５を搭載する実装動作を行う際には、この位置認識結果に基づいて搭載位置が補正される。
【００１８】
次に図３を参照して、移載ヘッド１６に装着された単位移載ヘッド２０の構造について説明する。図３において、水平な共通のベース部１６ａには、複数の単位移載ヘッド２０が並列に配置されている。ここでは、隣接した２つの単位移載ヘッド２０のみを示している。ベース部１６ａの下面には、軸保持部２２が固着されており、軸保持部２２の内部にはスライド軸受け２５が垂直方向に装着されている。
【００１９】
スライド軸受け２５に上下方向にスライド自在に嵌合した昇降軸２６には、ナット部材２４が結合されている。ナット部材２４には、ベース部１６ａの上面に垂直に配設されたモータ２１によって回転駆動される送りねじ２３が螺合している。モータ２１を回転駆動することにより、昇降軸２６は昇降する。
【００２０】
昇降軸２６の下端部には、連結ブロック２７を介してノズル保持部３０が結合されている。ノズル保持部３０にはスライド軸受け３１が装着されており、スライド軸受け３１には垂直なノズル軸３２が上下方向にスライド自在に嵌合している。ノズル軸３２の頭部３２ａの上面には、ノズル保持部３０の上部に装着されたダイヤルラム弁２９が当接している。
【００２１】
ダイヤフラム弁２９の気室２９ａは、連結ブロック２７に設けられた内孔２７ａを介して継ぎ手２８に連通しており、継ぎ手２８は電空レギュレータ１９を介して空圧供給部３７に接続されている。空圧供給部３７によって気室２９ａ内に空圧を供給することにより、ダイヤフラム弁２９は頭部３２ａに対して供給された空圧に応じた下向きの荷重を作用させる。
【００２２】
このとき、図３に示す右側の単位移載ヘッド２０のように、ノズル軸３２の下端部がチップ５の上面に当接した状態において、頭部３２ａの下面とスライド軸受け３１の上面との間にわずかな隙間Ｃが生じるようにノズル保持部３０を下降させることにより、ダイヤフラム弁２９が発生した下向きの荷重はノズル軸３２にそのまま伝達され、チップ５を基板１１に対して押圧する。
【００２３】
ノズル軸３２の下部は吸着ノズル３２ｂとなっており、吸着ノズル３２ｂの内部には吸着孔３２ｃが形成されている。吸着孔３２ｃは継ぎ手３３および真空バルブ３４を介して真空ポンプ３５に接続されており、吸着ノズル３２ｂの下端部をチップ５に当接させて真空ポンプ３５によって吸着孔３２ｃから真空吸引することにより、吸着ノズル３２ｂはチップ５を吸着保持する。真空バルブ３４は、真空吸引回路を断接することにより、吸着ノズル３２ｂによる真空吸着・吸着解除の切り替えを行う。
【００２４】
上記構成において、モータ２１，送りねじ２３およびナット部材２４は、吸着ノズル３２ｂが設けられたノズル軸３２を保持するノズル保持部３０を昇降させる昇降手段となっている。またノズル保持部３０に設けられたダイヤフラム弁２９は、吸着ノズル３２ｂに対して空圧による下向きの荷重を作用させることにより、チップ５の搭載時に吸着ノズル３２ｂを介してチップ５を基板１１に対して押圧する押圧手段となっている。
【００２５】
そして、複数の単位移載ヘッド２０の各押圧手段には、共通の空圧供給部３７によって空圧が供給される。ここで、制御部１９ａにより制御される電空レギュレータ１９によって空圧供給部３７から各単位移載ヘッド２０に対して供給される空圧の圧力を調整することにより、チップ５を基板１１へ搭載する際の実装荷重を変えることができるようになっている。制御部１９ａおよび電空レギュレータ１９は、空圧供給部３７によって押圧手段に供給される空圧を制御する空圧制御部となっている。
【００２６】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装方法について図４〜図７を参照して説明する。図４において、部品供給部２の保持テーブル３に保持されたウェハシート４には、チップ５が貼着されている。この電子部品実装においては、チップ５を４基の単位移載ヘッド２０を備えた移載ヘッド１６によって基板位置決め部１０の２つの実装ステージ１０Ａ，１０Ｂに位置決めされた基板１１に実装する。
【００２７】
ここで基板１１には、同一種類のチップ５が６個実装されるが、移載ヘッド１６の１実装ターンにおいては、最大４個までしかチップ５を保持することができないため、１つの基板１１について移載ヘッド１６による２実装ターンによって所定数の実装を完了するようになっている。しかも、１枚の基板１１に実装されるチップ５の数が単位移載ヘッド２０の数の整数倍とはなっておらず、１枚の基板１１についてみれば第２回目の実装ターンによって所定数の実装が完了した後においても、移載ヘッド１６には未実装のチップ５が存在し、端数が生じるようになっている。
【００２８】
まず図４（ａ）に示すように、部品認識カメラ１８を部品供給部２の上方に移動させ、当該実装ターンにおいて取り出し対象となる４個のチップ５を撮像し位置認識を行う。この後、図４（ｂ）に示すように、第１回目の実装ターンが開始される。すなわち、移載ヘッド１６を部品供給部２の上方に移動させ、４つの単位移載ヘッド２０によって４個のチップ５を順次ピックアップする。
【００２９】
次いで図５（ａ）に示すように、各単位移載ヘッド２０にチップ５を保持した移載ヘッド１６は、ラインカメラ１３の上方を移動するスキャン動作を行う。これにより、各単位移載ヘッド２０に保持されたチップ５の位置が認識される。この後移載ヘッド１６は、図５（ｂ）に示すように基板位置決め部１０の上方に移動し、ここで実装ステージ１０Ｂに位置決めされた基板１１に対して４個のチップ５を順次搭載する。
【００３０】
この移載ヘッド１６による搭載動作と並行して、部品供給部２では部品認識カメラ１８により次回実装ターンにおいて取り出し対象となる４個のチップ５を撮像し位置認識を行う。この後、第２回目の実装ターンが開始される。すなわち移載ヘッド１６を部品供給部２の上方に移動させ、４つの単位移載ヘッド２０によって４個のチップ５を順次ピックアップする。次いで図６（ａ）に示すように、各単位移載ヘッド２０にチップ５を保持した移載ヘッド１６は、ラインカメラ１３の上方を移動し各単位移載ヘッド２０に保持されたチップ５の位置が認識される。
【００３１】
この後移載ヘッド１６は、図６（ｂ）に示すように基板位置決め部１０の上方に移動し、まず実装ステージ１０Ｂに位置決めされた基板１１に対して２個のチップ５を搭載する。これにより、この基板１１への実装作業が完了する。そして今回の実装ターンにて部品供給部２から取り出した４個のチップ５のうち、未実装のまま移載ヘッド１６の２つの単位移載ヘッド２０に保持されたチップ５を実装ステージ１０Ａに位置決めされた基板１１に実装する。
【００３２】
次に、図７（ａ）に示すように実装ステージ１０Ｂから実装済みの基板１１が搬出され、実装ステージ１０Ｂには新たな基板１１が搬入される。この基板搬出動作と並行して、第３回目の実装ターンが開始され、部品供給部２では移載ヘッド１６によるチップ５の取り出しが行われる。そして、各単位移載ヘッド２０にチップ５を保持した移載ヘッド１６は、ラインカメラ１３の上方を移動し、各単位移載ヘッド２０に保持されたチップ５の位置が認識される。
【００３３】
この後移載ヘッド１６は、図７（ｂ）に示すように基板位置決め部１０の上方に移動し、実装ステージ１０Ａに位置決めされた基板１１に対して４個のチップ５を搭載する。これにより、この基板１１への実装作業が完了する。上記電子部品実装方法においては、３回の実装ターンによって２枚の基板１１への実装作業が完了するようになっている。これ以降、同様に２つの実装ステージ１０Ａ，１０Ｂに順次搬入される基板１１に対してのチップ５の実装動作が反復実行される。
【００３４】
上記電子部品実装方法のうち、図６（ａ）、（ｂ）に示す実装工程は、部品供給部２からチップ５を４基の単位移載ヘッド２０を備えた多連型の移載ヘッド１６により取り出して２つの基板１１を載置可能な基板位置決め部１０に位置決めされた基板１１に移送搭載するものである。
【００３５】
この実装作業においては、まず部品供給部２から移載ヘッド１６の４基の単位移載ヘッド２０によって４個のチップ５を取り出して基板位置決め部１０に移送する（部品移送工程）。そして２枚の基板１１のうちの実装ステージ１０Ｂに位置決めされた基板１１（第１の基板）に、移載ヘッド１６に保持された４個のチップ５のうち当該第１の基板に割り付けられた２個（第１の実装数）のチップ５を実装する（第１の部品実装工程）。
【００３６】
次いで、２枚の基板１１のうちの実装ステージ１０Ａに位置決めされた基板１１（第２の基板）に、第１の部品実装工程の後になお移載ヘッド１６に未実装のまま保持されたチップ５のうちの２個（第２の実装数）のチップ５を実装する（第２の部品実装工程）。ここでは、第２の部品実装工程において、未実装のまま保持されたチップ５の全数を実装する例を示している。
【００３７】
このような電子部品実装方法を採用することにより、１枚の基板に実装される電子部品の数が単位移載ヘッドの数の整数倍となっていない場合においても、各実装ターンにおいて電子部品を保持しないで移動する単位移載ヘッドの数を極力少なくし、効率の低下を防止することができる。すなわち、従来はいずれかの実装ターンにおいて未実装のまま端数となる電子部品が生じるような場合には、当該実装ターンにおいて端数分の単位移載ヘッドには電子部品を保持させないまま移載ヘッドが実装ターンを行っていた。
【００３８】
これに対し、上記実施の形態に示す電子部品実装方法においては、第１の基板への実装の後に移載ヘッドのいずれかの単位移載ヘッドになお未実装のまま保持された電子部品があれば、第２の基板にこれらの電子部品を実装するようにしていることから、各実装ターンにおいて電子部品を保持しないで移動する単位移載ヘッドの数を極力少なくすることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の基板のうちの第１の基板に移載ヘッドの複数の単位移載ヘッドに保持された電子部品のうち当該基板に割り付けられた所定実装数の電子部品を実装し、移載ヘッドのいずれかの単位移載ヘッドになお未実装のまま保持された電子部品があれば、第２の基板にこれらの電子部品を実装するようにしたので、各実装ターンにおいて電子部品を保持しないで移動する単位移載ヘッドの数を極力少なくして電子部品の実装効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の単位移載ヘッドの断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
２  部品供給部
５  チップ
１０  基板位置決め部
１０Ａ、１０Ｂ  実装ステージ
１１  基板
１６  移載ヘッド
１８  部品認識カメラ
１９  電空レギュレータ
２０  単位移載ヘッド
２１  モータ
２６  昇降軸
２９  ダイヤフラム弁
３０  ノズル保持部
３２  ノズル軸
３２ｂ  吸着ノズル
３５  真空ポンプ
３７  空圧供給部
【図１】
0003812429.tif 000002
【図２】
0003812429.tif 000003
【図３】
0003812429.tif 000004
【図４】
0003812429.tif 000005
【図５】
0003812429.tif 000006
【図６】
0003812429.tif 000007
【図７】
0003812429.tif 000008