JP2004055584A - Component mounting equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は部品移載装置の部品吸着手段を反転或いは旋回1軸で構成し、制御装置で制御することにより、部品供給手段からの部品の拾い上げ、受け渡しの一連の動作を行わせる部品実装方法及び部品実装装置を得ること。
【解決手段】本発明の一実施形態の部品実装装置1Aは、部品Sがフェイスアップで収容されているトレーTからフェイスダウンで受け取り、基板Pに実装するボンディング装置140の近傍まで水平状態で延在するX軸レール124上をスライドする部品移載装置130の部品反転装置133に組み込んだ部品吸着アーム1331が、トレーTの部品Sを吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、その部品Sを吸着する時は水平状態となり、その部品Sを吸着すると部品吸着アーム1331を反転させ、ボンディング装置140に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、ボンディング装置140に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御装置180を備えて構成されている。
【選択図】 図1An object of the present invention is to make a component picking-up means of a component transfer device a reversing or turning single axis, and control a control device to perform a series of operations of picking up and delivering components from component supply means. Obtaining a mounting method and a component mounting apparatus.
A component mounting apparatus (1A) according to an embodiment of the present invention receives a component (S) face-down from a tray (T) in which the component (S) is face-up, and extends in a horizontal state to a vicinity of a bonding apparatus (140) mounted on a substrate (P). The component suction arm 1331 incorporated in the component reversing device 133 of the component transfer device 130 that slides on the existing X-axis rail 124 approaches slightly upward from the horizontal state until immediately before suctioning the component S on the tray T. When the component S is sucked, the component S is in a horizontal state. When the component S is sucked, the component suction arm 1331 is turned over, and approaches the bonding device 140 in a slightly lower state until just before being delivered to the bonding device 140. And a control device 180 for controlling the apparatus to be in a horizontal state when it is transferred to the apparatus.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給装置の一部であるトレイに配列されている半導体チップなどのような微小な各種チップ状部品(以下、単に「部品」と記す)を画像処理して半導体ウェーハや電子回路基板などの基板(以下、単に「基板」と記す)の所定の搭載位置に位置合わせして載置し、固定するための部品実装方法及び部品実装装置、特にその部品移載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
先ず、本出願人が現在特許出願している先願の一態様の部品実装装置を採り上げ、その構成、動作を図を用いて説明する。
【0003】
図11は本出願人が現在特許出願している先願の一態様の部品実装装置を上方から見た上面図、図12は図11に示した部品実装装置の矢印A側から見た側面図、図13は図11に示した部品実装装置の矢印B側から見た側面図、そして図14は部品移載装置における部品吸着ノズルの動作原理図である。
【0004】
なお、実装する部品としては半導体チップSを採り上げて説明する。その半導体チップSは所定の配列で同一の集積回路が多数形成されている半導体ウェーハから分割されたパッケージ前のチップ状のもので、いわゆるICチップと呼ばれているものである。
【0005】
図において、符号1Cは全体として従来の部品実装装置を指す。図示のものは、通常、フリップチップボンダーと称されており、基板P上に接着材料を介して各種部品Sを決められたパターンで実装する装置であって、一般に、部品Sの位置合わせ機能、搭載機能、加熱、加圧機能を備えている。
【0006】
その部品実装装置1Cは、図11乃至図13に示したように、以下のものから構成されている。即ち、基台10、トレイ装置20、部品移載装置30、ボンディング装置40、作業ステージ装置50、カメラ装置60、制御装置70などとから構成されている。
【0007】
基台10は基準面となる水平な定盤11を備え、内部に制御装置70や各種機構が組み込まれている。しかし、制御装置70は基台10の外部に設けて構成されているものもある。
【0008】
トレイ装置20は、Y軸21方向に位置調整できるYテーブル22を備え、そのYテープ22上に所定の配列で部品Sを整列、収容したトレイ23を固定する機能を備えている。部品Sはその電極側が上向きにして収容されている。収容する部品Sの種類は1種類であってもよく、異なる複数種のものであってもよい。
【0009】
部品移載装置30は、駆動装置31部分と部品吸着ノズル32部分とから構成されている。駆動装置31は定盤11上に固定された定盤33上に構成されている。定盤33にはレール34(図11)が敷設されており、そのレール34上を、トレイ装置20及びボンディング装置40が存在するX軸方向に移動できるように駆動装置31が搭載されている。また、この駆動装置31には、更に、図14に簡略的に示したように、部品吸着ノズル32が矢印Zで示した上下方向に移動できる昇降機構と矢印θで示したように部品吸着ノズル32部分を反転させる反転機構(不図示)が組み込まれている。
【0010】
部品吸着ノズル32は反転アーム35と、その基端部が駆動装置31に連結され、先端部に部品Sを吸着するノズル37が取り付けられているスピンドル36とから構成されている(図12、図13)。
【0011】
部品吸着ノズル32は、反転アーム35が反転することにより、ノズル37でトレイ23から吸着して取り出した部品Sの表裏面を反転し、後記するボンディング装置40のボンディングヘッド部43のボンディングヘッド45に受け渡す機能を備えている。
【0012】
ボンディング装置40は、定盤11に垂直に取り付けられた支持板41とこれに支持されたZ軸テーブル42とボンディングヘッド部43などとから構成されていて、ボンディングヘッド部43はZ軸テーブル42上を昇降し、そのボンディングヘッド部43は回動軸44とこの下方に交換可能で固定されているボンディングヘッド45とから構成されている(図12)。
【0013】
ボンディングヘッド部43は、部品移載装置30により反転した部品Sを、上方位置に在る場合のボンディングヘッド45で吸引して受け取る機能と、そのボンディングヘッド45を下降させて、吸着、保持している部品Sを後記する作業ステージ装置50上の基板Pの所定の位置に接着剤などを介して載置し、加圧、過熱して固定、実装する機能を備えている。
【0014】
作業ステージ装置50は、X軸51、Y軸52方向に位置調整できるXYテーブル53を備え、そのXYテーブル53上に部品Sを実装しようとする基板Pを固定する機能を備えている。
【0015】
カメラ装置60は、ボンディングヘッド45とXYテーブル53上の基板Pとの間に出入りでき、部品Sの電極面を認識するカメラ61と、部品Sを実装しようとする基板Pの位置を認識し、それらの位置情報データを制御装置70にフィードバックしてカメラ61を回動させ、或いは作業ステージ装置50のXYテーブル53をX軸方向及び或いはY軸方向に移動、制御するために用いられる。
【0016】
制御装置70は、マイクロコンピュータを備えており、前記の機能の他、部品Sを実装するシーケンスに従ってトレイ装置20のXYテーブル23、部品移載装置30、ボンディング装置40、作業ステージ装置50、カメラ装置60など部品実装装置1Cの一部分或いは全体を制御する機能を備えている。
【0017】
前記のように構成されている部品実装装置1Cは、図14に示したように一般的な動作として、部品移載装置30がトレイ23の方に移動し、部品吸着ノズル32が降下して、その先端部に取り付けられているノズル37でトレイ23から所定の部品Sの電極面側を吸着し、その後、上昇させ、反転アーム35を反転機構で反転させ、その部品吸着ノズル32を回動、反転させ、部品Sの表裏面を反転させる。部品移載装置30は、その状態でボンディング装置40のボンディングヘッド部42の方に移動させ、ノズル37で真空吸引されている部品Sをボンディングヘッド部43のボンディングヘッド45の下方に持ち来す。この移動が完了すると、部品吸着ノズル32、従って、ノズル37が、矢印Zで示したように、ボンディングヘッド45の方へ上昇し、そのボンディングヘッド45の下面に、その真空吸引力で反転した状態の部品Sを真空吸引させ、一方、ノズル37の部品の真空吸引を止めて、その部品Sをボンディングヘッド45に受け渡す。
【0018】
部品移載装置30をX軸方向に移動させ、ボンディング装置40の領域外へ移動したことを確認した後、カメラ装置60のカメラ61がボンディングヘッド45と作業ステージ装置50に固定されている基板Pとの間に移動する。
【0019】
そのカメラ61はボンディングヘッド45に保持されている部品Sの電極パターンと基板P上の電極ランドパターンとを画像認識し、それらの位置が一致しているか否かの位置情報(ずれ情報)を制御装置70内に組み込まれているコンピュータで計算し、その結果をフィードバックデーターとして作業ステージ装置50に出力する。このデーターにより、その部品Sの電極が基板Pの所定の位置の電極パッド位置と合致するように、作業ステージ装置50のXYテーブル53が微細に移動制御され、位置決めされる。
【0020】
次に、部品Sを吸着しているボンディングヘッド45を下降し、その部品Sは基板Pの所定の位置に精密に位置決めされた状態で実装される。
【0021】
前記の部品実装装置1Cの動作は、一般的な動作として記したが、部品Sの種類においては様々なものがあり、その大きさ、形状も大小様々なものがあって、そのため部品移載装置30のノズル37は部品Sの種類、大きさ、形状に応じて切換えられる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のように構成されている従来の部品実装装置1Cにおける部品移載装置30は、部品反転θ軸、部品吸引・受け渡し用Z軸及び直進X軸の計3軸で構成されている。
【0023】
また、図示していないが、部品Sを吸着、実装する時の緩衝用のガイド1軸と予圧用スプリングで構成されているアームフローティング機構がZ軸内に内蔵されて構成されている。その結果、
1.駆動軸が増えて制御が煩雑になり、そして同時にコストアップになる
2.可動部が増加する分ガタも増え、部品受け渡し精度を悪化させることになる3.ダストを嫌う部品をハンドリングするために、部品吸着ノズル32をカバーで覆う必要が発生した場合、完全にカバーして、部品を吸引することが困難な
構造になる
などという課題がある。
【0024】
本発明はこのような課題を解決しようとするものであって、部品移載装置の部品吸着手段を反転或いは旋回1軸で構成し、制御装置で制御することにより、部品供給手段からの部品の拾い上げ、受け渡しの一連の動作を行わせることができる部品実装方法及び部品実装装置を得ることを目的とするものである。
【0025】
【課題を解決するための手段】
それ故、前記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明の部品実装方法では、基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、その部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記部品供給手段からフェイスアップ状態にある部品を吸着し、反転しながら前記部品実装手段に吸着した部品をフェイスダウンで受け渡す部品吸着手段を備えた部品実装装置において、前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着して反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御されて前記所定の部品を移載することを特徴とする。
【0026】
そして請求項2に記載の本発明の部品実装装置では、基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、その部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、前記部品供給手段から前記基板載置手段の近傍まで水平状態で延在するガイド手段、その基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記ガイド手段にガイドされ、前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、前記ガイド手段にガイドされた前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段とを備えて構成されている。
【0027】
その部品吸着手段は、回動軸と、その回動軸の先端部にオフセットして取り付けられている部品吸着アームと、前記部品吸着アームを回動させる回動モータとを備えていることを特徴とする。
【0028】
更に、前記部品吸着手段にはフローティング機構が組み込まれていることを特徴とする。
【0029】
また、請求項5に記載の部品実装装置は、基板に実装しようとする部品がフェイスアップで収容される部品供給手段、その部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、その基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると、前記部品吸着手段を旋回させると同時に反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段とを備えて構成されている。
【0030】
その部品吸着手段は、旋回アームと、その旋回アームの先端部に取り付けられた部品吸着手段と、前記旋回アームを旋回させる旋回モータと、前記部品吸着手段を回動させる回動モータとを備え、前記旋回モータが前記旋回アームから十分に下方の位置に配設されていることを特徴とする。
【0031】
更に、前記部品吸着手段にはフローティング機構が組み込まれていることを特徴とする。
【0032】
従って、本発明の部品実装方法及び部品実装装置によれば、部品吸着手段が部品供給手段及びこれに収容されている部品に接触することなく吸着により拾い上げ、そして吸着した部品を部品実装手段に接触することなく、その部品実装手段に受け渡すことができる。
【0033】
そして部品実装装置の部品吸着手段を反転1軸で構成し、制御装置によってコントロールすることにより、部品供給手段からの部品の吸着、拾い上げ、受け渡しの一連の動作を行わせることができる。
【0034】
更に、部品吸着手段にフローティング機構を組み込んだことにより、部品に損傷を与えることなく基板に実装することができる。
【0035】
そして更に、フローティング機構を反転用回動軸と同軸上に内蔵したことにより、ガタの少ない状態での部品吸着アームのフローティングが実現し、部品の受け渡しが高精度に行うことができる。部品の受け渡し精度が良いことは、その後プロセスの実装位置補正に向けた画像の処理を行う際に、収差などの影響を受けない処理エリアのセンター付近での処理が可能になるため、ひいては部品実装精度向上につながる。
【0036】
更にまた、ガタが少ないことは、イメージャー等の接触禁止エリアを持つ部品を位置精度よく拾い上げることが可能となり、コレット接触による傷、チッビングを防ぐことができる。
【0037】
そして更にまた、反転アームの反転方向を直進動作の移載軸の方向と一致させることにより、反転アーム長の2倍分、移載距離を短縮でき、移載時間の短縮を図ることができる。移載軸の旋回角度を90°にした場合でも、反転アーム長分だけ旋回半径を小さくでき、動作点での剛性アップを図ることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態の部品実装装置を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に記す実施の形態は、本発明の好適な具体例であることから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではないことを予め断っておく。
【0039】
図1は本発明の第1実施形態の部品実装装置の一部構成の側面図、図2は図1に示した部品実装装置における部品移載装置部分の上面図、図3は図2に示した部品移載装置における部品反転装置を示していて、同図Aはその側面図、同図Bは同図AのB−B線上における一部断面側面図、図4は図3に示した部品反転装置に組み込まれている矢印Cから見たフローティング機構の拡大断面図、図5は図1に示した部品実装装置の動作説明図、図6は本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の上面図、図7は図6に示した部品移載装置のB−B線上における一部断面側面図、図8は図7に示した矢印Cから見た正面図、図9は旋回アーム部に組み込まれているアームフローティング機構の断面側面図、そして図10は本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の動作説明図である。
【0040】
先ず、図1乃至図5を用いて本発明の第1実施形態の部品実装装置を説明する。そして先ず、図1乃至図4を用いて第1実施形態の部品実装装置を説明する。
【0041】
図1において、符号1Aは本発明の第1実施形態の部品実装装置を指す。この部品実装装置1Aは、いわゆる超音波フリップチップボンダーとして構成されており、そして図2に示したように、後記の部品反転装置133が直進式のものであって、部品反転装置133とX軸(移載用)モータ135は、通常良く使われるガイドされたボールネジをモータで駆動する方式である。
【0042】
そして本部品実装装置1Aは、従来技術の部品実装装置1Cと同様に、基台110、トレイ装置120、部品移載装置130、ボンディング装置140、作業ステージ装置150、第1カメラ装置160、第2カメラ装置170、制御装置180などとから構成されている。
【0043】
基台110は基準面となる水平な定盤111を備え、内部に制御装置180や各種機構が組み込まれている。しかし、制御装置180は基台110の外部に設けて構成してもよい。
【0044】
トレイ装置120は、下方から定盤111に据え付けられたθモータ121で回動するθテーブル122、その上に組み立てられたX軸モータ123で駆動される水平なX軸レール124、更にその側面に組み立てられたY軸モータ125で駆動されるY軸レール126、X軸レール124に取り付けられているサドル127、このサドル127に垂直に固定された支柱128、そしてこの支柱128に水平に取り付けられているステージ129などから構成され、そのステージ129はX軸方向、Y軸方向に可動できる他に回動できるように構成されている。
【0045】
実装しようとする複数個の部品Sが所定の配列で収納されているトレイTは、ステージ129上に水平に載置され、固定される。
【0046】
部品移載装置130は、図2にも示したように、基台110に垂直に取り付けられている複数の支柱(不図示)で水平に支持されたX軸レール131、このX軸レール131上をスライドするL字型のスライダー132、このスライダー132の下方に取り付けられ、本発明の特徴である部品反転装置133、X軸レール131を覆うカバー134などから構成されている。部品反転装置133の構成、構造については、図3及び図4を用いて後記する。
【0047】
ボンディング装置140は超音波を接合手段とするボンディングヘッド141、リニアガイド142などから構成されており、このリニアガイド142は基台110に垂直に不図示の支持部材で支持されており、ボンディングヘッド141はこのリニアガイド142にガイドされてZ軸方向に昇降する。また、ボンディングヘッド141の下面には吸着ノズル(不図示)が設けられていて、部品反転装置133からの部品Sを吸着により受け取り、保持する。更にまた、ボンディングヘッド141には不図示の超音波発振電源を内蔵し、基板P上の電極ランドへの接合はその超音波発振電源により発振した高周波で振動するホーン143によって超音波エネルギーを接合エネルギーに変換し、その接合エネルギーで行われる。
【0048】
作業ステージ装置150は、下方から定盤111に据え付けられたθモータ151で回動するθテーブル152、その上に組み立てられたX軸モータ153で駆動される水平なX軸レール(不図示)にガイドされるX軸テーブル154、更にその上面に組み立てられたY軸モータ155で駆動されるY軸レール156、Y軸レール156に水平に組み立てられたY軸テーブル157、そのY軸テーブル157上に固定されたステージ158などから構成され、そのステージ158はX軸方向、Y軸方向に可動できる他に回動できるように構成されている。
【0049】
このステージ158の水平面には、複数個の部品Sが所定の配列で実装される基板Pが載置、固定される。基板Pには実装しようとする部品Sの電極に対応した配列で電極ランド(不図示)などが形成されているものである。
【0050】
第2カメラ装置170は、図示していない水平方向に動作するX軸、Y軸から構成されており、カメラ171はX軸モータ173の駆動によりX軸レール172にガイドされて、ボンディングヘッド141と部品Sを実装しようとする基板Pとの間に出入りし、両者間に入った場合に、ボンディングヘッド141に吸着されている部品Sの電極と基板P上のその実装位置の電極ランドとを画像認識し、それらの位置が一致しているか否かの位置情報(ずれ情報)を制御装置180内に組み込まれているコンピュータで計算し、その結果をフィードバックデーターとして作業ステージ装置150に出力する。このデーターにより、その部品Sの電極が基板Pの所定の位置の電極ランド位置と合致するように、作業ステージ装置150のθテーブル152、X軸テーブル154及びY軸テーブル157が微細に移動制御され、位置決めされる。
【0051】
次に、図2乃至図4をも加味して、部品反転装置133を説明する。この部品反転装置133は、スライダー132に支持されてX軸レール131上をトレイ装置120の方へ、そしてボンディング装置140の方へと矢印Xで示したX軸線上を移動する。この移動はX軸モータ135で行われる。なお、符号136aはスライダー132用の原点センサを、符号136bはスライダー132用の(+)側リミットセンサを、そして136cは同(−)側リミットセンサを指すが、本発明の要点では無いので、それらの説明を省略する。
【0052】
部品反転装置133は、図2、図3及び図4に拡大して示したように、反転軸1331の外周部の接線方向に基端部が取り付けられている部品吸着アーム1332、スライダー132に固定され、エンコーダを内蔵し、減速機1333で回転数が減速される反転用モータ1334、この反転用モータ1334のスピンドル1335にビス1336により固定され、スピンドル1335と一体的に回動する回動軸1337、この回動軸1337と反転軸1331との間に、軸方向に所定の間隔を開けてはめ込まれている2個の回転ベアリング1338、前記回動軸1337の外周部に取り付けられているストッパーピン1339、前記反転軸1331の下方に配設されたストッパーピン1339が当接するストッパーブロック1340、反転軸1331と回動軸1337とに掛け渡された引っ張りコイルバネ1342、反転軸1331側のバネ用フック1341、前記ストッパーブロック1340の下方に配設されているリミットセンサ1343などから構成されている。
【0053】
部品吸着アーム1332の先端部には部品吸着ノズルNが交換可能に取り付けられており、更に、部品吸着アーム1332の中心部に孔開け加工により部品吸着経路1344が形成されて(図3A)、回動軸1345の中心部に形成されている部品吸着経路の開口1346に装着、接続されている。その回動軸1345の部品吸着経路は配管を内蔵した回動可能な継ぎ手1347を介して外部のエアー管1348に接続される。
【0054】
前記の部品反転装置133の構成において、2個の回転ベアリング1338、引っ張りコイルバネ1342、ストッパーピン1339及びストッパーブロック1340はアームフローティング機構を構成する部材である。
【0055】
次に、図5を用いて、本発明の第1実施形態の部品実装装置1Aの動作を説明する。
【0056】
先ず、半導体チップのような部品Sはフェイスアップで、つまり電極を上向きにしてトレイTに収納され、XYθの動作軸を内蔵したトレイ装置120のステージ129に載置、固定される。この場合、部品Sは第1カメラ装置160によってラフに位置補正されて供給される。
【0057】
次に、部品移載装置130の部品反転装置133は、ステージ129上に固定されたトレイTのフェイスアップされた部品Sを吸着し、反転、旋回させて、超音波を接合手段とするボンディング装置140のボンディングヘッド141にフェイスダウン、つまり電極側を下側にして受け渡す。
【0058】
ボンディングヘッド141にフェイスダウンで受け渡された部品Sは、XYθの動作軸を内蔵する作業ステージ装置150上にある基板Pの所定の位置に、上下の視野を持つ第2カメラ装置170によって精度よく位置補正されて実装される。なお位置補正は作業ステージ装置150のXYθ軸で行い、部品実装はボンディング装置140に内蔵されたZ軸で行う。
【0059】
更に部品Sの基板Pへの接合、実装は、ボンディング装置140に内蔵された、図示しない超音波発振電源により駆動されて発生する高周波で振動するホーン143によって超音波エネルギーを接合エネルギーに変換して行われる。
【0060】
図5に、本部品実装装置1Aの実際の運転時に、部品反転装置133における部品吸着アーム1332の先端部に取り付けられている部品吸着ノズルNの取り得る4つの姿勢を示した。それぞれの状態をA、B、C、Dとする。部品吸着ノズルNの角度がAの状態を0°とすると、Bの状態の角度は約2°、Cの状態の角度は182°で反転し、Dの状態の角度は約180°となり、それぞれAの状態が部品供給ステージ14上のトレイTからフェイスアップで部品Sを拾い上げる姿勢、Bの状態が本発明の一大特徴であって、部品吸着ノズルNが部品供給ステージ129の機構やトレイTとの干渉を避ける姿勢を示し、部品供給ステージ14に近づく、または遠ざかる姿勢であり、Cの状態も本発明の一大特徴であって、ボンディングヘッド141との干渉を避ける姿勢を示し、ボンディングヘッド141に近づく、または遠ざかる姿勢であり、そしてDの状態がフェイスダウンで部品Sをボンディングヘッド141に受け渡す姿勢である。
【0061】
Bの状態の角度2°、Cの状態の角度182°は、部品吸着ノズルNが部品Sを吸着した状態で他の機構との干渉を避ける最低限の角度であってもかまわない。これらの角度が小さければ小さいほど、部品Sの移載時間を短縮することができるからである。
【0062】
また、本発明においては、前記のようなフローティング機構を内蔵していることから、何らかの過度の回動力が反転軸1331に掛かったとしても、回動軸1337と同軸な引っ張りコイルバネ1342の弾力が緩衝部材とより、部品受け渡し時においては、トレイTと部品吸着ノズルNとの挟み込みによる部品に対する衝撃を防止でき、従って、部品Sがスクラッチ、チッビングなどの損傷を受けることがなく、また、部品吸着ノズルNとボンディングヘッド141との挟み込みによる部品に対する衝撃も防止でき、従って同様に、部品Sがスクラッチ、チッビングなどの損傷を受けることを防いでいる。
【0063】
なお、ストッパーピン1339とストッパーブロック1340との間隔は引っ張りコイルバネ1342の伸びを規制する機構である。
【0064】
更に、前記フローティング機構は反転軸1331と回動軸1337とを回転ベアリング1338を介して同軸に構成されていることから、ガタの少ない状態で反転軸1331のフローティングが実現でき、高精度な部品Sの受け渡しが可能となる。部品受け渡し精度が高いことは、その後のプロセスの実装位置補正に向けた画像処理を行う際に、収差などの影響を受けない処理エリアのセンター付近での処理が可能となり、ひいては部品実装精度の向上につながるものである。
【0065】
また、前記のガタが少ないことは、イメージャーなどの接触禁止エリアを持つ部品を位置精度よくピックアップすることが可能となり、コレット接触による傷、チッビングを防ぐこともできる。
【0066】
以上記したように、本発明における部品反転装置133は、制御装置80に内蔵されているコンピュータに前記一連の動作をティーチングしておくことによって、反転軸1331の一軸で、部品吸着アーム1332をコントロールすることができ、部品SのトレイTからの拾い上げ、ボンディングヘッド141への受け渡しの一連の動作を実現することができる。
【0067】
前記第1実施形態の部品実装装置1Aにおいては、部品移載装置130のX軸モータ135や駆動機構はダスト発生源の一つであって、これらがトレイ装置120の上方に取り付けられていることからトレイTに収容されている部品がそのダストで汚染される機会が増大する。特にイメージャ等の接触禁止エリアを持つ部品の前記接触禁止エリアにダストが付着すると、これが不良品になる。従って、この部品へのダストの付着は、どの部品を基板Pに実装するにしても、極力抑えることが好ましい。
【0068】
図6乃至図10に示した本発明の第2実施形態の部品実装装置1Bは、この部品へのダストの付着を極力抑えるように構成した装置の一例である。
【0069】
以下、図6乃至図10を用いて、本発明の第2実施形態の部品実装装置1Bを説明する。なお、部品実装装置としての全体の構成は、これらの図面には示しておれず、部品移載装置230のみを示したものであるが、第1実施形態の部品実装装置1Aの架台110上の定盤111の表面に取り付けられているトレイ装置120、ボンディング装置140、作業ステージ装置150、第1カメラ装置160、第2カメラ装置170、そして架台110内に収容されている制御装置180に相当する装置を備えていることには変わりなく、従って、便宜上、符号1Bを付して、第1実施形態の部品実装装置1Aと区別する。
【0070】
先ず、部品実装装置1Bの部品移載装置230構成を説明する。この部品移載装置230は、トレイTに収容されている部品SやトレイTからピックアップされた部品Sにダストができるだけ付着しないように、そしてまた、作業ステージ装置150上の基板Pにもダストが付着しないようにクリーン化を図っていて、図6乃至図8に示したように、旋回モータ部231により旋回アーム部232が水平状態でトレイTと基板Pとの間の所定の角範囲にわたって旋回、反転できるように構成されているものである。そして、この部品移載装置230は旋回モータ部231と旋回アーム部232とが分離されており、旋回モータ部231はトレイ装置120のXYθ軸テーブル部分、作業ステージ装置150のXYθテーブル部分などとほぼ同一レベルの下方位置に、旋回軸2313を介して旋回アーム部232の下方に、そしてトレイTや基板Pの遙か下方に配設されて構成されている。
【0071】
旋回モータ部231の旋回モータ2311はエンコーダと回転数を減速する減速機を内蔵し、フレーム2312に支持されており、旋回モータ2311の旋回軸2313はフレーム2312の上面に垂直に固定されているスリーブ2314内に回動自在に納められていて、その上端は旋回アーム部232の回動モータ233用のブラケット234に固定され、その旋回アーム部232を水平状態で旋回できるように支持している。
【0072】
旋回アーム部232は、前記回動モータ233、この回動モータ233が一側面で固定される前記ブラケット234、このブラケット234の他方の側面に固定されているスリーブ235、このスリーブ235内で一端が回動自在に支持された回動軸236、その他方の先端部に連結されている部品吸着部237とから構成されている。
【0073】
回動モータ233の回動軸2331の中心部には中空経路2332が形成され、その回動軸236はブラケット234の中央部よりスリーブ235に寄った部分で中空経路2361が形成されている回動軸236と連結されている。この回動軸236の一端は、スリーブ235の内部の両端で回転ベアリング2351により回動自在に支持されている。
【0074】
ブラケット234寄りのスリーブ235の両側にはそれぞれ貫通孔2352(図6、図7)が開けられており、これらの貫通孔2352にそれぞれ排出管2353(図6)が接続されていて、回転ベアリング2351及び後記する部品吸着部237内に形成されているフローティング機構から発生した場合のダストを吸引、排出できる構造になっていて、クリーン化が図られている。
【0075】
また、回動モータ233の外端部には、その中空経路2332に通じる吸引管が接続されている。この吸引管の他端は真空源(不図示)に接続されいて、吸引することにより中空経路2332、中空経路2361を通じてノズルNで所定の部品Sを吸着できるように構成されている。この吸引時、回動モータ233の軸受けなどから発生するダストも吸引管2333から外部に排出され、クリーン化が図られている。
【0076】
なお、記すまでもなく、回動モータ233の回動軸2331及びその中空経路2332と回動軸236及びその中空経路2361と図9を用いて後記する部品吸着部237内の回動軸2381及びその中空経路2384とは一直線状にネジなどで一体的に連結された構造で構成されている。符号2334は回動モータ233用の電源コードである。
【0077】
次に、図7に示した前記部品吸着部237を拡大図示した図9をも加味して前記部品吸着部237の構成、構造を説明する。
【0078】
この部品吸着部237は、部品吸着ノズル238と、これを回動自在に軸支するノズル軸受け部239とから構成されている。
【0079】
部品吸着ノズル238は、回動軸2381とその先端部に形成された円盤状のノズル装着反転部2382からなる一体構造のものであり、ノズル装着反転部2382の1ヶ所にノズル装着部2383が形成されている。回動軸2381の中心部に、その軸方向に、一端が回動軸236の中空経路2361に接続されている中空経路2384が形成されており、他端がノズル装着反転部2382の中心中央部まで延在していて、その先端部の一ヶ所から半径方向に、前記ノズル装着部2383に通じる中空経路2385に導出されている。ノズル装着部2383には、吸着しようとする部品Sに適したノズルN(図10)が交換可能に取り付けられている。
【0080】
回動軸2381は所定の間隔を開けてノズル軸受け部239内に配設されている2個の回転ベアリング2391で軸支されている。
【0081】
そして、第1実施形態の部品実装装置1Aにおけるアームフローティング機構に相当するアームフローティング機構も本第2実施形態の部品実装装置1Bにも設けられている。それは、図9に示したように、2個の回転ベアリング2391と、回動軸2381の一端面に形成されている回動側フック241と、ノズル軸受け部239の同一側端面に形成されている固定側フック242と、これら回動側フック241と固定側フック242とに掛け渡した引っ張りコイルバネ243と、この引っ張りコイルバネ243側と対向する側のノズル軸受け部239の内周面に所定の幅で形成されている凹状ストッパー2392(図9A)と、回動軸2381に外周部に形成されており、前記凹状ストッパー2392内に挿入され、所定の移動量で移動するストッパーピン2386(図9A)とから構成されている。
【0082】
このアームフローティング機構も第1実施形態の部品実装装置1Aにおけるアームフローティング機構と同様の機能を果たすものであって、その機能は回動軸2381に圧入したストッパーピン2386を引っ張りコイルバネ243でノズル軸受け部239の凹状ストッパー2392の内壁に押し当てることによって、回動軸2381とノズル軸受け部239の無負荷時の相対位置を保つよう組み立てられており、部品吸着ノズル238の作用点に負荷がかかると、引っ張りコイルバネ243がたわみ、アームフローティング機能が作動する。フローティングの圧力は引っ張りコイルバネ243の選定によって自由に設定できる。
【0083】
次に、第2実施形態の部品実装装置1Bの動作を、図10を参照しながら説明する。
【0084】
図10に示したように、旋回モータ部231が作動すると、回動軸2313を中心にして旋回アーム部232が矢印Rで示したように一水平面内で反時計方向に、そして時計方向に旋回する。ノズルNが図示の状態にあって、トレイTが存在する位置まで矢印Rで示したように反時計方向に旋回し、トレイTからフェイスアップの状態で収容されている1個の部品Sを吸着し、次に、ノズルNが反転して基板Pが存在する位置まで矢印Rで示したように時計方向に旋回して、超音波を接合手段とするボンディング装置140のボンディングヘッド141にフェイスダウン受け渡す。以下、基板Pへの部品Sの実装は第1実施形態の部品実装装置1Aと同様であるので省略するも、ノズルNが部品Sを吸着する角度、ノズルNがトレイTに接近するまでの角度、或いはトレイTから遠ざかり、ボンディングヘッド141に接近するまでのノズルNの角度、そして部品SをノズルNからボンディングヘッド141に受け渡す際の角度は、回動モータ233が作動して図5に示したA、B、C、Dの状態を取ることは同一であるので、詳細な説明を省略する。
【0085】
以上記したように、本実施形態の部品実装装置1Bも、制御装置80に内蔵されているコンピュータに前記一連の動作をティーチングしておくことによって、旋回モータ部231で旋回アーム部232をコントロールし、更に、回動モータ233で部品吸着ノズル238の反転をコントロールすることができ、部品SのトレイTからの拾い上げ、ボンディングヘッド141への受け渡しの一連の動作を実現することができる。
【0086】
以上の説明から明らかなように、回動軸1軸で、制御部によってコントロールすることにより部品Sの拾い上げ、受け渡しの一連の動作を実現することができる。
【0087】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の部品実装装置は、
1.軸数が少ない分だけ制御が簡単になり、装置も安価に製作できる
2.動作時のガタが少なくなり、部品吸着部(ピックアップノズル)の精度が向上し、イメージヤーなどの接触不可エリアを有する部品のハンドリング時のダ
スト、チッピングを防止することができる
3.動作時のガタが少なくなり、部品受け渡し精度が向上することにより、その後のプロセスのカメラによる位置補正の画像処理の際に、収差の少ない画角の
中心での処理が可能となり、部品の接合位置精度の向上が図れる
4.旋回アーム部の旋回方向を部品移載方向と一致させることにより、旋回半径の2倍の距離を移動距離から差し引くことが可能となり、結果的に移動距離を短縮することができ、旋回と移動を同時に行うことから部品受け渡し動作の時
間を短縮できる
5.本発明の旋回式反転軸に回動式移動軸を組み合わせることにより、ダスト発生個所がそれぞれの回動摺動部のみとなり、ダストの吸引が容易で、装置のク
リーン化を行うことができる
など、数々の優れた効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の部品実装装置の一部構成の上面図である。
【図2】図1に示した部品実装装置における部品移載装置部分の上面図である。
【図3】図2に示した部品移載装置における部品反転装置を示していて、同図Aはその正面図、同図Bは同図AのB−B線上における一部断面側面図である。
【図4】図3に示した部品反転装置に組み込まれている矢印Cから見たフローティング機構の拡大断面図である。
【図5】図1に示した部品実装装置の動作説明図である。
【図6】本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の上面図である。
【図7】図6に示した部品移載装置のB−B線上における一部断面側面図である。
【図8】図7に示した矢印Cから見た正面図である。
【図9】旋回アーム部に組み込まれているアームフローティング機構の断面側面図である。
【図10】本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置の動作説明図である。
【図11】本出願人が現在特許出願している先願の一態様のの部品実装装置を上方から見た上面図である。
【図12】図11に示した部品実装装置の矢印A側から見た側面図である。
【図13】図11に示した部品実装装置の矢印B側から見た側面図である。
【図14】部品移載装置における部品吸着ノズルの動作原理図である。
【符号の説明】
1A…本発明の第1実施形態の部品実装装置、110…基台、120…トレイ装置、129…ステージ、130…部品移載装置、131…X軸レール、133…部品反転装置、135…X軸モータ、1331…反転軸、1332…部品吸着アーム、1334…反転用モータ、1335…スピンドル、1337…回動軸、1338…回転ベアリング、1342,243…引っ張りコイルバネ、1343…リミットセンサ、140…ボンディング装置、141…ボンディングヘッド、150…作業ステージ装置、158…ステージ、160…第1カメラ装置、170…第2カメラ装置、230…本発明の第2実施形態の部品実装装置における部品移載装置、231…旋回モータ部、2311…旋回モータ、2312…フレーム、2313…回動軸、2314…スリーブ、232…旋回アーム部、233…回動モータ、2332,2361,2384…中空経路、234…ブラケット、235…スリーブ、236…回動軸、237…部品吸着部、238…部品吸着ノズル、2381…回動軸、2382…ノズル装着反転部、239…ノズル軸受け部、2391…回転ベアリング、N…ノズル、P…基板、S…部品、T…トレイ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention performs image processing on various small chip-shaped components (hereinafter, simply referred to as “components”) such as semiconductor chips arranged on a tray which is a part of a component supply device, and performs semiconductor processing on the semiconductor wafers and electronic circuits. The present invention relates to a component mounting method and a component mounting apparatus for positioning and mounting a substrate such as a substrate (hereinafter simply referred to as a “substrate”) at a predetermined mounting position, and particularly to a component transfer apparatus. .
[0002]
[Prior art]
First, a component mounting apparatus according to one aspect of the prior application to which the present applicant has applied for a patent is taken, and its configuration and operation will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 11 is a top view of the component mounting apparatus of one aspect of the prior application to which the present applicant has applied for a patent, as viewed from above, and FIG. 12 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. FIG. 13 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 11 as viewed from the arrow B side, and FIG. 14 is a view showing the operation principle of the component suction nozzle in the component transfer apparatus.
[0004]
Note that the semiconductor chip S will be described as a component to be mounted. The semiconductor chip S is a chip-shaped chip before being divided from a semiconductor wafer on which a large number of identical integrated circuits are formed in a predetermined arrangement, and is a so-called IC chip.
[0005]
In the drawing,
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
When the reversing
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
In the
[0018]
After moving the
[0019]
The
[0020]
Next, the
[0021]
Although the operation of the
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0023]
Although not shown, an arm floating mechanism composed of a single guide for shock absorption and mounting of a preload spring for sucking and mounting the component S is built in the Z axis. as a result,
1. More drive shafts make control more complicated and at the same time increase costs
2. 2. The play increases as the number of movable parts increases, which deteriorates the accuracy of part delivery. When it is necessary to cover the
Become structure
There is such a problem.
[0024]
The present invention is intended to solve such a problem, and the component suction means of the component transfer device is configured with a single axis of reversing or turning and controlled by a control device, so that components from the component supply means can be transferred. It is an object of the present invention to obtain a component mounting method and a component mounting apparatus capable of performing a series of operations of picking up and delivering.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, in the component mounting method according to the present invention, the component to be mounted on the board is supplied in a face-up manner, and the component is supplied from the component supply means. Means for mounting a substrate mounted on a predetermined position, a component for receiving a component from the component supply means face down, and mounting the component at a predetermined position on the substrate supported by the substrate mounting means A component mounting apparatus comprising: component mounting means for picking up a component in a face-up state from the component supply means and transferring the component picked up by the component mounting means face-down while reversing the component mounting face. Until immediately before sucking a component housed in a face-up state in the component supply means, it approaches slightly upward from the horizontal state and sucks the component. When in the horizontal state, the component is sucked and turned upside down, approaches slightly lower than the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means, and is in the horizontal state when delivered to the component mounting means. And transfers the predetermined part under the control of the control unit.
[0026]
In the component mounting apparatus according to the second aspect of the present invention, a component supply unit in which a component to be mounted on the substrate is accommodated in a face-up manner, and a substrate on which a component from the component supply unit is mounted at a predetermined position. A supporting means for mounting the substrate, a guide means extending in a horizontal state from the component supplying means to the vicinity of the substrate mounting means, and a component which is located above the substrate mounting means and faces down from the component supplying means. And a component mounting means for mounting at a predetermined position on a substrate supported by the substrate mounting means, guided by the guide means, and sucking a component housed in a face-up state in the component supply means. When the component is sucked, the component sucking means is turned over, and the component sucking means transferred to the component mounting means and the component sucking means guided by the guide means comprise the component. Until immediately before sucking the components housed in the face-up state to the feeding means, the parts approach in a slightly upward state from the horizontal state, and when sucking the parts, the horizontal state is reached. Upside down, approaching in a slightly downward state from the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means, and control means for controlling to be in a horizontal state when delivering to the component mounting means. I have.
[0027]
The component suction means includes a rotation shaft, a component suction arm offset and attached to a tip of the rotation shaft, and a rotation motor for rotating the component suction arm. And
[0028]
Furthermore, a floating mechanism is incorporated in the component suction means.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a component mounting apparatus configured to support a component supply unit in which a component to be mounted on a substrate is accommodated face up, and a substrate on which a component from the component supply unit is mounted at a predetermined position. Board mounting means, component mounting which is located above the board mounting means, receives the component from the component supply means face down, and mounts the board at a predetermined position on the substrate supported by the board mounting means Means for picking up a component housed in a face-up state in the component supply means, and for picking up the component, rotating the component suction means and simultaneously inverting the component suction means, and transferring the component suction means to the component mounting means; Until immediately before the component sucking unit sucks the component housed in the component supply unit in a face-up state, it approaches slightly upward from the horizontal state and sucks the component. When the component is picked up, the component is sucked upside down, the component sucking means is turned over, and approaches slightly lower than the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means. And control means for controlling to be in a state.
[0030]
The component suction means includes a turning arm, a component suction means attached to a tip end of the turning arm, a turning motor for turning the turning arm, and a turning motor for turning the component suction means, The swing motor is provided at a position sufficiently below the swing arm.
[0031]
Furthermore, a floating mechanism is incorporated in the component suction means.
[0032]
Therefore, according to the component mounting method and the component mounting apparatus of the present invention, the component suction unit picks up the component supply unit and the components contained therein by suction without contacting the component supply unit, and contacts the component mounted unit with the component mounting unit. Without having to do so.
[0033]
The component pick-up means of the component mounting apparatus is constituted by a single reversing axis and controlled by the control device, whereby a series of operations of picking up, picking up, and delivering components from the component supply means can be performed.
[0034]
Further, by incorporating the floating mechanism in the component suction means, the component can be mounted on the board without damaging the component.
[0035]
Furthermore, by incorporating the floating mechanism coaxially with the reversing rotation shaft, the component suction arm can be floated with less play, and the components can be delivered with high precision. Good component delivery accuracy means that when processing an image to correct the mounting position of the process later, processing near the center of the processing area, which is not affected by aberrations, becomes possible, and therefore component mounting This leads to improved accuracy.
[0036]
Furthermore, since there is little backlash, it is possible to pick up parts having a contact-prohibited area such as an imager with high positional accuracy, and it is possible to prevent scratches and chipping due to collet contact.
[0037]
Furthermore, by making the reversing direction of the reversing arm coincide with the direction of the transfer axis of the straight-moving operation, the transfer distance can be reduced by twice the reversing arm length, and the transfer time can be reduced. Even when the turning angle of the transfer shaft is 90 °, the turning radius can be reduced by the length of the reversing arm, and the rigidity at the operating point can be increased.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a component mounting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Unless stated to limit, it is previously refused that the present invention is not limited to these forms.
[0039]
FIG. 1 is a side view of a partial configuration of a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of a component transfer device portion in the component mounting apparatus shown in FIG. 1, and FIG. A shows a side view of the component reversing device in the component transfer apparatus, FIG. B shows a side view of a part of the same taken along the line BB of FIG. A, and FIG. 4 shows the component shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged sectional view of the floating mechanism as viewed from the arrow C incorporated in the reversing device, FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the component mounting device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a component mounting device of a second embodiment of the present invention. 9 is a top view of the component transfer device, FIG. 7 is a partial cross-sectional side view taken along line BB of the component transfer device shown in FIG. 6, FIG. 8 is a front view seen from the arrow C shown in FIG. FIG. 10 is a sectional side view of an arm floating mechanism incorporated in a swing arm unit, and FIG. It is a diagram for describing operation of the component transfer device in the component mounting apparatus of the second embodiment.
[0040]
First, a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the component mounting apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0041]
In FIG. 1, reference numeral 1A indicates a component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention. The component mounting apparatus 1A is configured as a so-called ultrasonic flip chip bonder, and as shown in FIG. 2, a
[0042]
The component mounting apparatus 1A includes a base 110, a tray device 120, a component transfer device 130, a
[0043]
The base 110 includes a
[0044]
The tray device 120 includes a θ table 122 rotated from below by a
[0045]
A tray T in which a plurality of components S to be mounted are stored in a predetermined arrangement is placed horizontally on a
[0046]
As shown in FIG. 2, the component transfer device 130 includes an
[0047]
The
[0048]
The work stage device 150 includes a θ table 152 rotated from below by a
[0049]
A board P on which a plurality of components S are mounted in a predetermined arrangement is placed and fixed on a horizontal surface of the
[0050]
The
[0051]
Next, the
[0052]
The
[0053]
A component suction nozzle N is replaceably attached to the tip of the
[0054]
In the configuration of the
[0055]
Next, the operation of the component mounting apparatus 1A according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0056]
First, a component S such as a semiconductor chip is stored in the tray T face-up, that is, with the electrodes facing upward, and is mounted and fixed on the
[0057]
Next, the
[0058]
The component S delivered face down to the
[0059]
Further, the bonding and mounting of the component S to the substrate P are performed by converting ultrasonic energy into bonding energy by a
[0060]
FIG. 5 shows four possible positions of the component suction nozzle N attached to the tip of the
[0061]
The angle 2 ° in the state B and the angle 182 ° in the state C may be the minimum angles that avoid interference with other mechanisms when the component suction nozzle N suctions the component S. This is because the smaller these angles are, the shorter the transfer time of the component S can be.
[0062]
Further, in the present invention, since the above-mentioned floating mechanism is built in, even if some excessive turning power is applied to the reversing
[0063]
The distance between the
[0064]
Further, since the floating mechanism is configured so that the reversing
[0065]
In addition, since there is little backlash, it is possible to pick up a component having a contact-prohibited area such as an imager with high positional accuracy, and it is possible to prevent scratches and chipping due to collet contact.
[0066]
As described above, the
[0067]
In the component mounting apparatus 1A of the first embodiment, the
[0068]
The component mounting apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 to 10 is an example of an apparatus configured to minimize the adhesion of dust to this component.
[0069]
Hereinafter, a component mounting apparatus 1B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the entire configuration of the component mounting apparatus is not shown in these drawings, and only the
[0070]
First, the configuration of the
[0071]
The turning
[0072]
The
[0073]
A
[0074]
Through holes 2352 (FIGS. 6 and 7) are formed on both sides of the
[0075]
Further, a suction pipe communicating with the
[0076]
Needless to say, the
[0077]
Next, the configuration and structure of the
[0078]
The
[0079]
The
[0080]
The rotating shaft 2381 is supported by two
[0081]
An arm floating mechanism corresponding to the arm floating mechanism in the component mounting apparatus 1A of the first embodiment is also provided in the component mounting apparatus 1B of the second embodiment. As shown in FIG. 9, it is formed on two
[0082]
This arm floating mechanism also performs the same function as the arm floating mechanism in the component mounting apparatus 1A of the first embodiment. The function is that the stopper pin 2386 press-fitted into the rotating shaft 2381 is pulled by the
[0083]
Next, the operation of the component mounting apparatus 1B according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0084]
As shown in FIG. 10, when the turning
[0085]
As described above, the component mounting apparatus 1B of the present embodiment also controls the
[0086]
As is clear from the above description, a series of operations of picking up and delivering the component S can be realized by controlling the control unit with one rotation axis.
[0087]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the component mounting apparatus of the present invention
1. Since the number of axes is small, control becomes simple, and equipment can be manufactured at low cost.
2. The play during operation is reduced, the accuracy of the component suction section (pickup nozzle) is improved, and the handling of parts with non-contact areas such as
Can prevent strike and chipping
3. The backlash during operation is reduced, and the accuracy of component delivery is improved.
Processing at the center becomes possible, improving the joining position accuracy of parts
4. By matching the turning direction of the turning arm with the component transfer direction, it becomes possible to subtract twice the turning radius from the moving distance. As a result, the moving distance can be shortened, and the turning and moving can be performed. At the time of parts delivery operation because they are performed simultaneously
Can save time
5. By combining the rotary reversing shaft of the present invention with the rotary moving shaft, dust is generated only at the respective rotary sliding portions, dust can be easily sucked, and the device can be closed.
Can be leaned
Many excellent effects can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of a partial configuration of a component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of a component transfer device in the component mounting device shown in FIG. 1;
3 shows a component reversing device in the component transfer device shown in FIG. 2; FIG. 3A is a front view thereof, and FIG. 3B is a partial cross-sectional side view taken along line BB of FIG. .
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the floating mechanism as viewed from an arrow C incorporated in the component reversing device shown in FIG. 3;
FIG. 5 is an operation explanatory view of the component mounting apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a top view of a component transfer device in a component mounting device according to a second embodiment of the present invention.
7 is a partial cross-sectional side view of the component transfer device shown in FIG. 6 taken along line BB.
FIG. 8 is a front view as viewed from an arrow C shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional side view of an arm floating mechanism incorporated in the turning arm unit.
FIG. 10 is an operation explanatory view of a component transfer device in the component mounting device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a top view of the component mounting apparatus of one embodiment of the prior application to which the present applicant has applied for a patent, as viewed from above.
FIG. 12 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 11, as viewed from an arrow A side.
FIG. 13 is a side view of the component mounting apparatus shown in FIG. 11 as viewed from an arrow B side.
FIG. 14 is an operation principle diagram of a component suction nozzle in the component transfer device.
[Explanation of symbols]
1A: Component mounting apparatus of the first embodiment of the present invention, 110: Base, 120: Tray device, 129: Stage, 130: Component transfer device, 131: X-axis rail, 133: Component reversing device, 135: X Shaft motor, 1331: reversing shaft, 1332: component suction arm, 1334: reversing motor, 1335: spindle, 1337: rotating shaft, 1338: rotating bearing, 1342, 243: tension coil spring, 1343: limit sensor, 140: bonding Device, 141: bonding head, 150: work stage device, 158: stage, 160: first camera device, 170: second camera device, 230: component transfer device in the component mounting device of the second embodiment of the present invention, 231, a turning motor unit, 2311, a turning motor, 2312, a frame, 2313, a rotating shaft 2314: Sleeve, 232: Revolving arm, 233: Rotating motor, 2332, 2361, 384: Hollow path, 234: Bracket, 235: Sleeve, 236: Rotating shaft, 237: Component suction unit, 238: Component suction nozzle .., 2381... Rotating shaft, 2382.
Claims (7)
前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着して反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御されて前記所定の部品を移載すること
を特徴とする部品実装方法。A component supply unit in which a component to be mounted on a substrate is stored face-up, a substrate mounting unit that supports a substrate on which a component from the component supply unit is mounted at a predetermined position, and a component from the component supply unit. A component mounting unit that receives the component in a face-up state from the component supply unit, receiving the component in a predetermined position on a substrate supported by the substrate mounting unit; In a component mounting apparatus equipped with a component suction means for transferring a component sucked face down face down,
The component suction unit approaches slightly upward from the horizontal state until just before sucking the component housed in the component supply unit in a face-up state, and when the component suction unit sucks the component, the horizontal state is reached. It sucks upside down, approaches slightly downward from the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means, and is controlled to be in a horizontal state when being delivered to the component mounting means, and the predetermined component is controlled. A component mounting method characterized by transferring.
該部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、
前記部品供給手段から前記基板載置手段の近傍まで水平状態で延在するガイド手段、
該基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、
前記ガイド手段にガイドされ、前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、
前記ガイド手段にガイドされた前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段と
を備えて構成されていることを特徴とする部品実装装置。A component supply unit in which components to be mounted on the board are stored face up,
Board mounting means for supporting a board on which a component from the component supply means is mounted at a predetermined position;
Guide means extending in a horizontal state from the component supply means to the vicinity of the substrate mounting means,
Component mounting means located above the substrate mounting means, receiving the component from the component supply means face down, and mounting the component at a predetermined position on a substrate supported by the substrate mounting means;
A component suction unit that is guided by the guide unit and sucks a component housed in the component supply unit in a face-up state, and when sucking the component, inverts the component suction unit and transfers the component suction unit to the component mounting unit;
Until immediately before the component suction means guided by the guide means suctions a component housed in a face-up state in the component supply means, it approaches slightly upward from the horizontal state, and when sucking the component, It becomes a horizontal state, when the component is sucked, the component sucking means is inverted, approaching slightly downward from the horizontal state until just before being delivered to the component mounting means, and in a horizontal state when being delivered to the component mounting means. And a control unit for controlling the mounting of the component mounting apparatus.
回動軸と、
該回動軸の先端部にオフセットして取り付けられている部品吸着アームと、
前記部品吸着アームを回動させる回動モータと
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の部品実装装置。The component suction means,
A pivot axis,
A component suction arm mounted offset to the tip of the rotating shaft;
The component mounting apparatus according to claim 2, further comprising: a rotation motor configured to rotate the component suction arm.
該部品供給手段からの部品を所定の位置に実装される基板を支持する基板載置手段、
該基板載置手段の上方に位置し、前記部品供給手段からの部品をフェイスダウンで受け取り、前記基板載置手段に支持されている基板上の所定の位置に実装する部品実装手段、
前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着し、前記部品を吸着すると、前記部品吸着手段を旋回させると同時に反転させ、前記部品実装手段に受け渡す部品吸着手段、
前記部品吸着手段が前記部品供給手段にフェイスアップ状態で収容されている部品を吸着する直前までは水平状態よりはやや上向き状態で接近し、前記部品を吸着する時は水平状態となり、前記部品を吸着すると前記部品吸着手段を反転させ、前記部品実装手段に受け渡す直前までは水平状態よりはやや下向き状態で接近し、前記部品実装手段に受け渡す時は水平状態となるように制御する制御手段と
を備えて構成されていることを特徴とする部品実装装置。A component supply unit in which components to be mounted on the board are stored face up,
Board mounting means for supporting a board on which a component from the component supply means is mounted at a predetermined position;
Component mounting means located above the substrate mounting means, receiving the component from the component supply means face down, and mounting the component at a predetermined position on a substrate supported by the substrate mounting means;
A component suction unit that sucks a component housed in a face-up state in the component supply unit and, when the component is sucked, turns the component suction unit and simultaneously reverses the component suction unit, and transfers the component suction unit to the component mounting unit;
The component suction unit approaches slightly upward from the horizontal state until just before sucking the component housed in the component supply unit in a face-up state, and when the component suction unit sucks the component, the horizontal state is reached. Control means for inverting the component suction means when sucked, approaching slightly downward from the horizontal state until just before transferring to the component mounting means, and controlling to be in a horizontal state when transferring to the component mounting means; A component mounting apparatus characterized by comprising:
旋回アームと、
該旋回アームの先端部に取り付けられた部品吸着手段と、
前記旋回アームを旋回させる旋回モータと、
前記部品吸着手段を回動させる回動モータと
を備え、
前記旋回モータが前記旋回アームから十分に下方の位置に配設されている
ことを特徴とする請求項5に記載の部品実装装置。The component suction means,
Swivel arm,
Component suction means attached to the tip of the turning arm;
A turning motor for turning the turning arm;
A rotation motor for rotating the component suction means,
The component mounting apparatus according to claim 5, wherein the turning motor is disposed at a position sufficiently below the turning arm.
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