JP2018190958A - 部品を基板上に搭載する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品を基板上に高い配置精度で搭載する装置及び方法を提供する。【解決手段】装置は、部品グリッパ１１を備えているボンドヘッド３と、キャリヤ７を移動させる第１の駆動システム６と、ボンドヘッド３を名目作業位置とスタンバイ位置との間で、前後に移動させるように、キャリヤ７に取り付けられている第２の駆動システム８と、部品グリッパ１１を回転させるようにボンドヘッド３に取り付けられている駆動部１４、または基板２を軸線を中心に回転させる回転駆動部１５と、キャリヤ７に取り付けられている基板カメラ１０と、部品カメラ９と、を有する。第２の駆動システム８は、ボンドヘッド３の高精度修正移動を実施するようにも構成されているか、基板２の高精度修正移動を実施するように第３のシステム１６が設けられているかのいずれかである。少なくとも１個の基準マークがボンドヘッド３または部品グリッパ１１に取り付けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、部品を基板上に、典型的には電子または光学部品、特に半導体チップ及びフリップチップを基板上に搭載する装置及び方法に関する。当該分野において、搭載は、ボンディングプロセスまたは組み立てプロセスとも呼ばれる。

この種類の装置は、特に半導体産業で使用される。そのような装置の例は、半導体チップ、フリップチップ、超小型機械部品、超小型光学部品、及び電気光学部品等の形態の部品を、リードフレーム、印刷回路基板、セラミック等の基板上に置いてボンディングする、ダイボンダーまたはピックアンドプレースマシンである。部品を、ボンドヘッドによって取り外し位置で取り上げ、特に吸引し、基板位置まで移動し、基板上の精密に定められている位置に配置する。ボンドヘッドは、少なくとも３個の空間方向のボンドヘッドの動きを可能にするピックアンドプレースシステムの一部である。基板上で部品を正確に位置決めできるようにするために、ボンドヘッドによって把持されている部品のボンドヘッドの位置決め軸に対する正確な位置及び基板場所の正確な位置の両方を求めなければならない。

市場で入手可能な搭載装置は、最高で、３σの標準偏差で２から３マイクロメータの位置決め精度を達成する。

本発明の目的は、最高技術水準よりも高い配置精度を達成する装置及び方法を開発することである。

本発明の装置は、部品グリッパを備えているボンドヘッドと、キャリヤを、比較的長い距離を、移動させる第１の駆動システムと、ボンドヘッドを、名目作業位置とスタンバイ位置との間で、前後に移動させるように、キャリヤに取り付けられている第２の駆動システムと、部品グリッパを回転させようにボンドヘッドに取り付けられている駆動部または基板表面に垂直に延びている軸線を中心に基板を回転させる回転駆動部と、キャリヤに取り付けられている少なくとも１個の基板カメラと、少なくとも１個の部品カメラとを有している。ボンドヘッドまたは部品グリッパは、それぞれ、ボンドヘッドに対する部品の位置または基板位置に対するボンドヘッドの位置を求めるように、少なくとも１個の部品カメラと少なくとも１個の基板カメラの両方によって使用される少なくとも１個の基準マークを含んでいる。基板には、少なくとも１個の基板マークが含まれており、部品には、少なくとも１個の部品マークまたは部品マークの役割を果たすのに適している構造が含まれている。

第１の駆動システムは、ボンドヘッドを、比較的長い距離を、比較的低い位置決め精度で移動させる役割がある。第２の駆動システムは、ボンドヘッドを、名目作業位置とスタンバイ位置との間で、前後に移動させる役割がある。名目作業位置で、ボンドヘッドは、基板に取り付けられている１個または２個以上の基板マークを覆っており、そのため、ボンドヘッドが１個または２個以上の基板マークを覆わず、１個または２個以上の基板カメラが１個または２個以上の基板マークの画像を撮影できるスタンバイ位置にボンドヘッドを一時的に移動させる。第２の駆動システムは、ボンドヘッドを比較的短い距離、非常に高い位置決め精度で移動させる、つまりボンドヘッドの高精度修正移動を実施する役割もあることが好ましい。その代わりに、第３の駆動システムを、基板の高精度修正移動を実施するように設けることができる。

本明細書に援用され、本明細書の一部を構成している添付の図面は、本発明の１個または２個以上の実施形態を図示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理及び実装を説明する役割がある。図面は、一定の縮尺で描かれてはいない。

図１は、本発明の部品を基板上に搭載する装置の第１の実施形態を模式的に示している。 図２は、本発明の部品を基板上に搭載する装置の第２の実施形態を模式的に示している。 図３は、本発明の組み立てプロセス中に撮影されたスナップショットを示している。 図４は、本発明の組み立てプロセス中に撮影されたスナップショットを示している。 図５は、本発明の組み立てプロセス中に撮影されたスナップショットを示している。

図１は、本発明の部品１を基板２上に搭載する装置の第１の実施形態を模式的に示している。基板２は、少なくとも１個の基板マーク２３（図３）を含んでいる。部品１は、特にフリップチップであるが、他の半導体チップでもある。部品１は、マイクロメートルの範囲または、マイクロメートル未満の範囲の精度で搭載される電子、光学、電気光学、またはその他の任意の部品であってもよい。

搭載装置は、ボンドヘッド３、部品１を供給する送りユニット４、基板２を送り供給する装置５、キャリヤ７用の第１の駆動システム６、及びボンドヘッド３用の第２の駆動システム８を有している。第２の駆動システム８は、キャリヤ７に取り付けられている。装置は、少なくとも１個の部品カメラ９と、少なくとも１個の基板カメラ１０とをさらに有している。１個または２個以上の基板カメラ１０は、キャリヤ７に取り付けられている。ボンドヘッド３は、軸線１２を中心に回転可能な部品グリッパ１１を有している。以下では、ボンドヘッド３に保持されている部品を部品１ａと呼ぶ。部品グリッパ１１は、たとえば、部品１を吸引する真空動作吸引要素である。

送りユニット４は、例えば、ウェーファテーブルであって、複数の半導体チップ及びフリップデバイスを供給し、ウェーファテーブルから次々に半導体チップを取り外し、ボンドヘッド３まで搬送するためにフリップチップとして供給する。送りユニット４も、ボンドヘッド３への搬送のために、フリップチップまたは他の部品を次々に供給する送りユニットとすることができる。

ボンドヘッド３または部品グリッパ１１は、部品１ａの設定位置からの、ボンドヘッド３の部品グリッパ１１に保持されている部品１ａの変位及び部品１ａの回転の両方が検出できて、修正できるように、少なくとも１個の基準マーク１３（図３）を含んでおり、少なくとも２個の基準マーク１３を含んでいるのが有利である。１個または２個以上の基準マーク１３は、それぞれ、ボンドヘッド３が１個の部品カメラ９の１個の視野または２個以上の部品カメラ９の２個以上の視野内にあるときに、１個の部品カメラ９によって供給された１個の画像または２個以上の部品カメラ９によって供給された２個以上の画像内に表示されるように、またはボンドヘッド３が１個の基板カメラ１０の１個の視野内または２個以上の基板カメラ１０の２個以上の視野内にそれぞれあるときに、１個の基板カメラ１０によって供給された１個の画像または２個以上の基板カメラ１０によって供給された２個以上の画像内に表示されるように、ボンドヘッド３または部品グリッパ１１に搭載されている。１個または２個以上の基準マーク１３は、例えば、部品グリッパ１１内の１個または２個以上の孔の中の十字として形成されており、ガラスの小さい板上にクロームの構造物の形態で形成されていることが好ましい。１個または２個以上の基準マーク１３は、上方からだけでなく、下方からも見えるように、したがって全てのカメラ９及び１０から見えるように、ガラスは透明である。熱膨脹係数が非常に低いガラスが選ばれることが好ましい。ガラス板の厚さは、ボンドヘッド３の基板２の上方の特定の高さで、１個または２個以上の基準マーク１３及び１個または２個以上の基板マーク２３の両方が１個または２個以上の基板カメラ１０によって撮影された画像内で十分な鮮明さで撮影されるように、つまり１個または２個以上の基準マーク１３及び１個または２個以上の基板マーク２３の両方が１個または２個以上の基板カメラ１０の被写界深度内にあるように、選択されるのが有利である。

第１の駆動システム６は、ボンドヘッド３を、比較的長い距離を、つまり、ボンドヘッドが搭載される部品１を送りユニット４から取り出す部品取り外し位置からボンドヘッド３が部品１ａを基板２の基板場所上に配置する基板２まで搬送する役割がある。第１の駆動システム６の位置決め精度の要件は、比較的控えめで、＋／−１０μｍの位置決め精度で通常は十分である。第１の駆動システム６は、例えば、２個または３個以上の機械的に非常に安定している運動の軸線を備えており、そのうちの２個の運動の軸線によって、キャリヤ７を互いに直交するように延びている２個の水平の方向に移動できるようにする、いわゆる「ガントリ」として設計されている。

部品１を送りユニット４から取り外し、部品１ａを基板２の基板場所上に配置するボンドヘッド３の上下の移動は、例えば以下のような異なる方法で実施することができる。
第１の駆動システム６は、キャリヤ７の上下の移動のための第３の非常に安定している運動の軸線を有している。
第２の駆動システム８は、ボンドヘッド３の上下の移動のための追加の高精度駆動部を有している。
ボンドヘッド３は、部品グリッパ１１の上下の移動のための高精度駆動部を有しており、それは空気または玉軸受によって支持されていることが有利である。
装置は、ただ１個、２個、または全部で３個の上下の移動のための前述の運動の軸線／駆動部を有していてもよい。

第２の駆動システム８は、一方で、より詳細に以下で説明するスタンバイ位置にボンドヘッド３を移動する役割があり、他方で、ボンドヘッド３の２個の異なる水平方向の高精度修正移動を可能にする役割がある。第２の駆動システム８は、ｕ方向として示されている第１の方向に沿ってボンドヘッド３を移動させる第１の駆動部及びｖ方向として示されている第２の方向に沿ってボンドヘッド３を移動させる第２の駆動部を有している。方向ｕ及びｖは、水平方向に延びており、互いに直交するように延びていることが好ましい。ボンドヘッド３は、部品グリッパ１１を軸線１２を中心に回転させる駆動部１４を任意に有している。基板２を送り供給する装置５は、代わりに、基板２をその表面に直交するように延びている軸線を中心に回転させ、どのような角度誤差もこのようにしてなくすようにするために、回転駆動部１５を有していてもよい。

１個の部品カメラ９または数個の部品カメラ９は、１個または２個以上の基準マーク１３の位置に対する部品１ａの位置を検出する役割がある。１個の基板カメラ１０または２個以上の基板カメラ１０は、１個または２個以上の基準マーク１３の位置に対して、部品１ａが配置される基板場所の位置を検出する役割がある。各部品カメラ９及び各基板カメラ１０は、画像センサ１７及び光学系１８（図３）を有している。１個または２個以上の基板カメラ１０の光学系１８は、たとえば、２個の偏向ミラー１９を有している。

１個または２個以上の部品カメラ９は、例えば、装置上に静止して配置されており、ボンドヘッド３を、部品取り外し位置から基板位置への途中に、その１個または２個以上の部品カメラ９の上方を移動させ、１個または２個以上の画像を撮影するために停止させるのが好ましいが、必須ではない。１個または２個以上の部品カメラ９を、代わりにキャリヤ７に取り付けることができる。たとえば、１個または２個以上の部品カメラ９またはボンドヘッド３のいずれかが、キャリヤ７に伸縮可能な旋回機構によって取り付けられる。それから、１個または２個以上の部品カメラ９またはボンドヘッド３を、移動中に部品カメラ９あたり１個または２個以上の画像を撮影できるように、部品取り外し位置から基板位置へ移動させながら撮像位置にそれぞれ後退させる。送りユニット４からの部品１の取り外し、１個または２個以上の基板カメラ１０を使用した画像の記録、及び部品１ａの配置のために、１個または２個以上の部品カメラ９は、スタンバイ位置に延ばされ、ボンドヘッド３は、その作業位置に延ばされる。

第２の駆動システム８の運動の範囲は、比較的小さく、第１の駆動システム６の運動の範囲に比較して非常に小さくさえある。第２の駆動システム８は、ボンドヘッド３を、一方で、名目作業位置から基板マーク２３がボンドヘッド３によって覆われていないスタンバイ位置まで移動できなければならず、他方でボンドヘッド３の２個の異なる水平方向への高精度修正移動を可能にしなければならない。この目的のためには、第２の駆動システム８の運動の範囲は１個の水平方向に比較的長く、他方の水平方向に非常に短かければ、十分である。１方向の運動の範囲は、典型的には数十ミリメートル、たとえば２０ｍｍまたは３０ｍｍまたはそれ以上であって、他方の運動の範囲は、典型的には、（たった）数マイクロメートルである。

ボンドヘッド３の名目作業位置は、ボンドヘッド３が組み立てプロセスの最後のステップで占める最終位置とは僅かに異なるだけの位置である。名目作業位置の精度要件は、比較的低いが、それは、名目作業位置からのどのようなずれも組み立てプロセスにおいて以降で自動的に補償されるからである。

装置は、部品１ａの下側が、基板表面の上方の典型的には僅か５０〜２００μｍの非常に低い高さに位置するまでキャリヤ７及び／またはボンドヘッド３、及び／または部品グリッパ１１を下降させ、それから初めて、１個または２個以上の基板カメラ１０を使用して１個または２個以上の基板マーク２３の画像を撮影するように構成されている。そのようにすることで、基板場所上のその設定位置に対する部品１ａの実際の位置を求めた後であって、高精度修正移動を実施した後での移動は、キャリヤ７及び／またはボンドヘッド３及び／または部品グリッパ１１を下降させる移動だけになり、また、この距離が下降移動中のｕ方向及びｖ方向のあらゆる変位がマイクロメートル未満の範囲の短さになるように達成される。

キャリヤ７が基板２の領域内のその位置に到達した瞬間から、１個または２個以上の基板カメラ１０の基板２に対する位置はもはや変化しない。この瞬間以降、ボンドヘッド３の位置だけが、つまり第２の駆動システム８によって変化する。そのため、１個または２個以上の基準マーク１３の位置は、部品１ａが基板２上に配置されるまで監視することができ、部品１ａの最後の下降段階中に発生するかもしれないその設定位置からのどのような新たなずれも修正することができる。そのため、マイクロメートル未満の範囲の前例のない精度で部品を搭載することができる。

図２は、本発明の装置の第２の実施形態を示しており、第１の実施形態とほとんど同じであるが、第２の駆動システム８は、ボンドヘッド３を、高精度修正移動させるためではなく、名目作業位置とスタンバイ位置との間で前後に移動するように構成されており、基板２を送り供給する装置５は少なくとも２個の異なる水平方向で基板２の高精度修正移動を可能にする第３の駆動システム１６を有しているという重要な違いがある。そのため、第２の駆動システム８は、ボンドヘッド３を基板２の表面に平行に延びている単一の方向に移動できるだけである。しかし、第２の駆動システム８は、ボンドヘッド３を昇降させる、つまりボンドヘッド３を基板２の表面に直交するように延びている方向に移動させるようにも任意で構成されていてもよい。しかし、基板２の表面に平行に延びている平面内での高精度修正移動は、本実施形態においては第３の駆動システム１６によって実施される。第３の駆動システム１６は、同様にｕ方向として示されている第１の方向に沿って基板２を移動させる第１の駆動部及び同様にｖ方向として示されている第２の方向に沿って基板２を移動させる第２の駆動部を有している。方向ｕ及びｖは、水平方向に延びており、互いに直交するように延びていることが好ましい。第３の駆動システム１６は、どのような角度誤差もなくすように、基板２の表面に垂直な軸を中心とした基板２の回転を可能にする回転駆動部１５も任意で有していてもよい。

この装置を使用して、部品１ａを下降させる最後の段階中に、依然として必要な可能性があって実施される基板２のさらなる修正移動が正しく達成されたかを確認しなくても、同様な高精度位置決めを達成することができる。

部品１の搭載を、これから詳細に説明する。本発明の搭載方法は以下のステップＡからＯを有している。
Ａ）部品グリッパ１１によって、部品１を送りユニット４から取り上げる。
Ｂ）第１の駆動システム６によって、１個または２個以上の基準マーク１３及び部品１ａが１個の部品カメラ９の１個の視野または２個以上の部品カメラ９の２個以上の視野に入るように、キャリヤ７を１個または２個以上の部品カメラ９まで移動する。

１個または２個以上の部品カメラ９が静止して配置されている搭載装置においては、第１の駆動システム６がキャリヤ７を１個または２個以上の部品カメラ９まで移動することによって、ステップＢが実行される。１個または２個以上の部品カメラ９がキャリヤ７に取り付けられている搭載装置においては、１個または２個以上の部品カメラ９及びボンドヘッド３を相対的に画像撮影位置に移動させることによってステップＢが実施される。
Ｃ）１個または２個以上の部品カメラ９によって、１個または２個以上の画像を撮影する。

部品１は、部品マーク２２（図３）または部品マークとして使用可能な他の構造を含んでいる。部品マーク２２は、１個または２個以上の基準マーク１３に対する部品１ａの位置を必要な精度で検出する役割がある。

１個または２個以上の部品カメラ９がキャリヤ７に取り付けられている搭載装置において、ステップＣの後に、ボンドヘッド３がその通常作業位置にあって、必要な場合は、１個または２個以上の部品カメラ９がスタンバイ位置にあるように、１個または２個以上の部品カメラ９及びボンドヘッド３を互いに相対的に移動させるステップが実施される。
Ｄ）前のステップで撮影された１個または２個以上の画像に基づいて、１個または２個以上の基準マーク１３に対する設定位置からの部品１ａの実際の位置のずれを記述している第１の修正ベクトルを求める。

第１の修正ベクトルは、３個の要素Δｘ_１、Δｙ_１、及びΔφ_１を有しており、Δｘ_１は、部品１ａの基準点のｘ_１方向として示される第１の方向の変位を示しており、Δｙ_１は、部品１ａの基準点のｙ_１方向として示される第２の方向の変位を示しており、Δφ_１は、部品１ａの１個または２個以上の基準マーク１３に対する基準点の周りの回転を示している。要素Δｘ_１及びΔｙ_１は、１個または２個以上の部品カメラ９の画素座標として与えられ、要素Δφ_１は角度である。部品１ａの実際の位置が既にその設定値に対応している場合は、第１の修正ベクトルは零ベクトルである。
Ｅ）第１の修正ベクトルから第１の修正移動を計算する。

第１の修正移動は、３個の修正値Δｕ_１、Δｖ_１、及びΔθ_１を有している。修正値Δｕ_１およびΔｖ_１は、要素Δｘ_１、Δｙ_１、及びΔθ_１から計算される。修正値Δθ_１は、角度誤差Δφ_１から計算される。修正値Δｕ_１、Δｖ_１、及びΔθ_１は全て、対応する駆動部の機械座標で与えられる。１個または２個以上の基準マーク１３に対する部品１ａのその設定位置からの実際の位置の検出されたずれをなくすために、修正値Δｕ_１及びΔｖ_１は、ｕ方向として示されている方向及びｖ方向として示されている方向に、（図１に示している装置において）第２駆動システム８がボンドヘッド３を移動しなければならない距離、または、（図２に示している装置において）第３の駆動システム１６が基板２を移動しなければならない距離を示しており、修正値Δθ_１は、ボンドヘッド３に搭載されている駆動部１４が部品グリッパ１１を回転しなければならない角度、または回転駆動部１５が基板２を回転しなければならない角度を示している。
Ｆ）第１の駆動システム６によって、キャリヤ７を基板２の基板場所の上方の位置に移動する。
Ｇ）キャリヤ７を、部品グリッパ１１によって保持されている部品１ａの下側が基板場所の上方で所定の距離Ｄになる基板２の上方の高さまで下降させ、距離Ｄは、１個または２個以上の基準マーク１３及び１個の１個または２個以上の基板マーク２３の両方が、１個または２個以上の基板カメラ１０の被写界深度にあるような寸法である。

距離Ｄは、典型的には約５０〜２００マイクロメータであるが、これらの値には限定されない。しかし、距離Ｄは、部品１ａを以降で基板場所まで下降させたときに、有意な位置誤差につながる部品１ａの方向ｕ及びｖの変位が通常発生しないくらいに短い。
Ｈ）第２の駆動システム８によって、ボンドヘッド３をスタンバイ位置まで移動させる。

ステップＦ、Ｇ、及びＨは、順番に、または同時に、つまり平行に、実施することができる。キャリヤ７及び、したがって、キャリヤ７に取り付けられている１個または２個以上の基板カメラ１０も、以降の残りのステップ中には移動させることはない。

ステップＡからＧの間に、ボンドヘッド３は、通常、名目作業位置にある。１個または２個以上の基板カメラ１０からは基板マーク２３は見えないが、それは、ボンドヘッド３がそれらを覆っているからである。スタンバイ位置の位置は、ボンドヘッド３が１個または２個以上の基板マーク２３を覆わないように選択される。
Ｉ）１個または２個以上の基板カメラ１０によって、第１の画像を撮影し、１個の基板カメラ１０の１個の視野、または２個以上の基板カメラ１０の２個以上の視野の各々には基板２上に配置されている少なくとも１個の基板マーク２３が含まれている。
Ｊ）第２の駆動システム８によって、ボンドヘッド３を１個の基板カメラ１０の１個の視野または２個以上の基板カメラ１０の２個以上の視野の各々に少なくとも１個の基準マーク１３が含まれる名目作業位置に移動させる。
Ｋ）１個または２個以上の基板カメラ１０によって、第２の画像を撮影する。
Ｌ）１個または２個以上の基板カメラ１０によって撮影された１個の第１及び第２の画像または２個以上の第１及び第２の画像のそれぞれを使用して、１個または２個以上の基準マーク１３に対するその設定位置からの基板場所の実際の位置のずれを記述している第２の修正ベクトルを求める。

第２の修正ベクトルは、３個の要素Δｘ_２、Δｙ_２、及びΔφ_２を有しており、Δｘ_２は、１個または２個以上の基準マーク１３のｘ_２方向として示される第１の方向の変位を示しており、Δｙ_２は、１個または２個以上の基準マーク１３のｙ_２方向として示される第２の方向の変位を示しており、Δφ_２は、１個または２個以上の基準マーク１３の基板場所に対する回転を示している。要素Δｘ_２及びΔｙ_２は、１個または２個以上の基板カメラ１０の画素座標で与えられ、要素Δφ_２は角度である。
Ｍ）第２の修正ベクトルから第２の修正移動を計算する。

第１の修正移動は、３個の修正値Δｕ_２、Δｖ_２、及びΔθ_２を有している。修正値Δｕ_２およびΔｖ_２は、要素Δｘ_２、Δｙ_２、及びΔφ_２から計算される。修正値Δθ_２は、角度誤差Δφ_２から計算される。修正値Δｕ_２、Δｖ_２、及びΔθ_２は全て、対応する駆動部の機械座標で与えられる。修正値Δｕ_２及びΔｖ_２は、ｕ方向として示されている方向及びｖ方向として示されている方向に、（図１に示している装置において）第２駆動システム８がボンドヘッド３を移動しなければならない距離または、（図２に示している装置において）第３の駆動システム１６が基板２を移動しなければならない距離を示しており、修正値Δθ_２は、基板２の１個または２個以上の基板マーク２３に対するボンドヘッド３の１個または２個以上の基準マーク１３のそれら設定位置からの検出されたずれをなくすために、ボンドヘッド３に搭載されている駆動部１４が部品グリッパ１１を回転しなければならない角度、または回転駆動部１５が基板２を回転しなければならない角度を示している。
Ｎ）第１及び第２の修正移動を実施する。

修正値Δｕ_１、Δｖ_１、Δｕ_２、及びΔｖ_２による変位は、図１による装置のための第２の駆動システム８及び図２による装置の第３の駆動システム１６によって実行される。修正値Δθ_１及びΔθ_２による回転は、駆動部１４または回転駆動部１５によって実施される。
Ｏ）キャリヤ７及び／またはボンドヘッド３及び／または部品グリッパ１１を下降させ、部品１ａを基板場所に配置する。

搭載プロセスが、図１の装置を使用して実行される場合、その方法は、ステップＮの後に１回または数回実行されるステップＰからＴも任意に有していてもよい。
Ｐ）１個または２個以上の基板カメラ１０を使用して画像を撮影する。
Ｑ）１個の基板カメラ１０からの１個の画像または２個以上の基板カメラ１０からの２個以上の画像を使用して１個または２個以上の基準マーク１３の実際の１個または２個以上の位置を求める。
Ｒ）第１の修正ベクトルによって、１個の基準マーク１３または２個以上の基準マーク１３の修正された実際の１個または２個以上の位置を計算する。

ボンドヘッド３及び部品グリッパ１１に対してステップＥで計算され、ステップＮで実行された第１の修正移動は、１個または２個以上の基準マーク１３の位置も変位させる。１個または２個以上の基準マーク１３の変位は、ステップＲおいて差し引かれるが、それは、第１の修正移動は、基板位置に対する向きには関係しないからである。
Ｓ）１個または２個以上の基板マーク２３に対する１個または２個以上の設定位置からの基準マーク１３の修正されている実際の１個または２個以上位置のずれを記述しているさらなる修正ベクトルを求める。
Ｔ）さらなる修正ベクトルから、ボンドヘッド３及び部品グリッパ１１のさらなる修正移動を計算する。

ボンドヘッド３及び部品グリッパ１１のさらなる修正移動は、第２の駆動システム８の機械座標で与えられる要素Δｕ_ｗ、Δｖ_ｗ、及び駆動部１４または回転駆動部１５の機械座標の角度変化である要素Δθ_ｗを有している。
Ｕ）第２の駆動システム８によって、ボンドヘッド３のさらなる修正移動を実施し、駆動部１４または回転駆動部１５によって、部品グリッパ１１のさらなる修正移動を実施する。
以上のステップを、さらなる修正ベクトルの各要素が部品に割り当てられている限界値未満になるまで繰り返す。

任意のステップＰからＵは、修正移動Ｎを実行した後で、ボンドヘッド３が要求された精度内で実際に位置に到達しているかどうかを確認し、そうでない場合、そうなるまで、さらなる修正ステップを反復実行する役割がある。検出されたずれは、各部品に対して、要求精度以内でなければならない。

特に図１の装置の場合に、本発明の方法のステップＯを、１個または２個以上の基準マーク１３及び、したがって部品１ａの位置のどのような変化も避けるように、キャリヤ７、ボンドヘッド３、または部品グリッパ１１を第２の駆動システム８及び駆動部１４または回転駆動部１５によって下降させ安定させた状態で、１個または２個以上の基準マーク１３の位置が１個または２個以上の基板カメラ１０によって連続して検出される監視によって補うことができる。そのため、ステップＯは、以下のステップＯ１に置き換えることができる。
Ｏ１）キャリヤ７及び／またはボンドヘッド３及び／または部品グリッパ１１を下降させ、部品１ａを基板場所に配置し、１個または２個以上の基準マーク１３の位置は、下降中に１個または２個以上の部品カメラ１０によって連続して検出され、第２の駆動システム８及び任意で駆動部１４または回転駆動部１５によって安定化される。

必要に応じて駆動部１４または回転駆動部１５と共に１個または２個以上の基板カメラ１０（画像評価も含まれる）及び第２の駆動システム８は、閉ループの運動の軸線を構成している。

図３から５は、本発明の搭載プロセス中に撮影されたスナップショットを示している。図示は、１個の部品カメラ９及び２個の基板カメラ１０を有している搭載装置を使用して実施されており、２個の基板カメラ１０は、前述のようにキャリヤ７に取り付けられている。

図３は、ステップＢの後の搭載装置の断面を示している。図４は、ボンドヘッド３がスタンバイ位置にあって、２個の基板カメラ３が第１の画像を撮影しているときの、ステップＩ中の搭載装置の断面を示している。図５は、ボンドヘッド３が２個の基板カメラ１０の視野の各々が少なくとも１個の基準マーク１３を含んでいる位置にあるときの、ステップＫの少し後の搭載装置の断面を示している。基板２に対する基板カメラ１０の位置は、ボンドヘッド３の図４に示している状態から図５に示している状態までの移動の間に変化していない。図３及び５は、基準マーク１３から基板カメラ１０の画像センサ１７への光線経路２０も示しているのに対して、図４は、基板マーク２３から基板カメラ１０の画像センサ１７への光線経路２１を示している。

基板マーク２３の基板２上への配置は、本発明の搭載装置の使用者に任されている。単独の基板カメラ１０を備えている搭載装置には、ボンドヘッド３または部品グリッパ１１上の１個または２個以上の基準マーク１３及び基板２上の１個または２個以上の基板マーク２３の異なる構成が必要である。部品１は、通常、長方形であるので、１個または２個以上の部品マーク２２、１個または２個以上の基準マーク１３、及び１個または２個以上の基板マーク２３は、２個の対角線上で対向している長方形の角または長方形の２個の隣接している角にしばしば配置されるが、それは、最も高い精度が達成できるからである。

図３及び４に示している実施形態において、ボンドヘッド３は、その名目作業位置からスタンバイ位置に、描画平面上に位置している方向に移動する。しかし、描画平面に垂直な方向に移動することもある。

本発明の実施形態及び用途を図示し説明したが、本明細書の発明の概念から逸脱することなく説明した以上のさらなる修正が可能なことが本開示の便益を得る当業者には明らかである。そのため、本発明は、添付の特許請求の範囲及び等価物の精神以外においては限定されない。

部品１の搭載を、これから詳細に説明する。本発明の搭載方法は以下のステップＡからＯを有している。ステップは、部分的に異なる順番に実行することができる。
Ａ）部品グリッパ１１によって、部品１を送りユニット４から取り上げる。
Ｂ）第１の駆動システム６によって、１個または２個以上の基準マーク１３及び部品１ａが１個の部品カメラ９の１個の視野または２個以上の部品カメラ９の２個以上の視野に入るように、キャリヤ７を１個または２個以上の部品カメラ９まで移動する。

「部品カメラ」という語は、機能的に理解されるべきであって、つまり光学偏光システムは、本願に参照により援用される特開２０１７−０６９５５４号公報に記述されているように、基板カメラと共に部品カメラを構成することができる。そのような場合、（単独の）カメラ及び第１の光学偏光システムが１つになって、部品が搭載される基板位置の画像の撮影を可能にする第１の画像検出システムを構成し、カメラ、第１の光学偏光システム、及び第２の光学偏光システムが１つになって、ボンドヘッドによって保持されている部品の下側の画像の撮影を可能にする第２の画像検出システムを構成する。第１の画像検出システムは、基板カメラに対応し、第２の画像検出システムは、部品カメラに対応する。第１の光学偏光システムも、特定の状況では省略してもよい。

Claims (9)

1. 部品（１；１ａ）を基板（２）上に搭載する装置であって、
   部品グリッパ（１１）を備えているボンドヘッド（３）と、
   ボンドヘッド（３）の位置または部品グリッパ（１１）の位置に配置されている少なくとも１個の基準マーク（１３）と、
   部品（１）を供給する送りユニット（４）と、
   基板（２）を供給する装置（５）と、
   キャリヤ（７）を移動させる第１の駆動システム（６）と、
   １個または数個の異なる方向にボンドヘッド（３）を移動させるキャリヤ（７）に取り付けられている第２の駆動システム（８）と、
   部品グリッパ（１１）を軸線（１２）を中心に回転させるようにボンドヘッド（３）に取り付けられている駆動部（１４）、または基板（２）を軸線を中心に回転させる回転駆動部（１５）と、
   少なくとも１個の基板カメラ（１０）と、
   少なくとも１個の部品カメラ（９）と、
   を有し、
   １個または２個以上の基板カメラ（１０）は、それぞれキャリヤ（７）に取り付けられており、
   キャリヤ（８）及び／またはボンドヘッド（３）及び／または部品グリッパ（１１）は、昇降可能であって、
   キャリヤ（７）は、第１の駆動システム（６）によって、送りユニット（４）まで移動可能であって、
   １個または２個以上の基準マーク（１３）及び部品グリッパ（１１）によって把持されている部品（１ａ）が１個の部品カメラ（９）の１個の視野内または２個以上の部品カメラ（９）の２個以上の視野内にあって、部品（１ａ）の１個または２個以上の基準マーク（１３）に対する実際の位置が検出可能なように、キャリヤ（７）は第１の駆動システム（６）によって１個または２個以上の部品カメラ（９）まで移動可能であるか、１個または２個以上の部品カメラ（９）がキャリヤ（７）に固定されており、ボンドヘッド（３）に対して旋回可能であって、
   キャリヤ（７）は、第１の駆動システム（６）によって、基板（２）の基板場所の上方で移動可能であって、ボンドヘッド（３）は第２の駆動システム（８）によって、スタンバイ位置で移動可能であって、１個の基板カメラ（１０）の１個の視野または２個以上の基板カメラ（１０）の２個以上の視野の各々には、基板（２）上に配置されている少なくとも１個の基板マーク（２３）が含まれており、ボンドヘッド（３）は、第２の駆動システム（８）によって、１個の基板カメラ（１０）の１個の視野に基準マーク（１３）が含まれているか、２個以上の基板カメラ（１０）の２個以上の視野の各々には少なくとも１個の基準マーク（１３）が含まれている名目作業位置において移動可能であって、
   キャリヤ（７）は、１個または２個以上の基準マーク（１３）及び少なくとも１個の基板マーク（２３）の両方が１個または２個以上の基板カメラ（１０）の被写界深度にあるようになるまで下降可能である、
   装置。
2. 第２の駆動システム（８）は、一方で、ボンドヘッド（３）を名目作業位置とスタンバイ位置との間で前後に移動させ、他方で、ボンドヘッド（３）を少なくとも２個の異なる方向での修正移動を可能にするように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. １個または２個以上の基板カメラ（１０）、第２の駆動システム（８）、及び駆動部（１４）または回転駆動部（１５）は、閉ループの運動の軸線を構成している、請求項１または２に記載の装置。
4. 第２の駆動システム（８）は、ボンドヘッド（３）を名目作業位置とスタンバイ位置との間で前後に移動させるように構成されており、基板（２）の少なくとも２個の異なる方向での修正移動を可能にする第３の駆動システム（１６）を有している、請求項１に記載の装置。
5. １個または２個以上の部品カメラ（９）は、キャリヤ（７）に締結され、ボンドヘッド（３）に対して移動可能である、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. キャリヤ（７）用の第１の駆動システム（６）と、部品グリッパ（１１）を備えているボンドヘッド（３）用の第２の駆動システム（８）と、少なくとも１個の部品カメラ（９）と、少なくとも１個の基板カメラ（１０）と、を有し、第２の駆動システム（８）及び１個または２個以上の基板カメラ（１０）はキャリヤ（７）に取り付けられており、ボンドヘッド（３）または部品グリッパ（１１）は、少なくとも１個の基準マーク（１３）を含んでいる搭載装置によって基板（２）上に部品（１；１ａ）を搭載する方法であって、
   Ａ）部品グリッパ（１１）によって、部品（１）を送りユニット（４）から取り上げ、
   Ｂ）第１の駆動システム（６）によって、１個または２個以上の基準マーク（１３）及び部品(１ａ）が１個の部品カメラ（９）の１個の視野または２個以上の部品カメラ（９）の２個以上の視野に入るように、キャリヤ（７）を１個または２個以上の部品カメラ（９）まで移動し、
   Ｃ）１個または２個以上の部品カメラ（９）によって、１個または２個以上の画像を撮影し、
   Ｄ）前のステップで撮影された１個または２個以上の画像に基づいて、１個または２個以上の基準マーク（１３）に対する設定位置からの部品（１ａ）の実際の位置のずれを記述している第１の修正ベクトルを求め、
   Ｅ）第１の修正ベクトルから第１の修正移動を計算し、
   Ｆ）第１の駆動システム（６）によって、キャリヤ（７）を基板（２）の基板場所の上方の位置に移動させ、
   Ｇ）キャリヤ（７）を、部品グリッパ（１１）によって保持されている部品（１ａ）の下側が基板場所の上方で所定の距離Ｄになる基板（２）の上方の高さまで下降させ、距離Ｄは、１個または２個以上の基準マーク（１３）及び基板（２）上に配置されている少なくとも１個の基板マーク（２３）が、１個または２個以上の基板カメラ（１０）の被写界深度にあるような寸法であって、
   Ｈ）第２の駆動システム（８）によって、ボンドヘッド（３）をスタンバイ位置まで移動させ、
   Ｉ）１個または２個以上の基板カメラ（１０）によって、第１の画像を撮影し、１個の基板カメラ（１０）の１個の視野、または２個以上の基板カメラ（１０）の２個以上の視野の各々には少なくとも１個の基板マーク（２３）が含まれており、
   Ｊ）第２の駆動システム（８）によって、ボンドヘッド（３）を１個の基板カメラ（１０）の１個の視野または２個以上の基板カメラ（１０）の２個以上の視野の各々に少なくとも１個の基準マーク（１３）が含まれる名目作業位置に移動させ、
   Ｋ）１個または２個以上の基板カメラ（１０）によって、第２の画像を撮影し、
   Ｌ）１個または２個以上の基板カメラ（１０）によって撮影された１個の第１及び第２の画像または２個以上の第１及び第２の画像のそれぞれを使用して、１個または２個以上の基準マーク（１３）に対するその設定位置からの基板場所の実際の位置のずれを記述している第２の修正ベクトルを求め、
   Ｍ）第２の修正ベクトルから第２の修正移動を計算し、
   Ｎ）第１及び第２の修正移動を実施し、
   Ｏ）キャリヤ（７）及び／またはボンドヘッド（３）及び／または部品グリッパ（１１）を下降させ、部品（１ａ）を基板場所に配置する、
   ステップを有する方法。
7. Ｐ）１個または２個以上の基板カメラ（１０）を使用して画像を撮影し、
   Ｑ）１個の基板カメラ（１０）からの１個の画像または２個以上の基板カメラ（１０）からの２個以上の画像を使用して１個または２個以上の基準マーク（１３）の実際の１個または２個以上の位置を求め、
   Ｒ）第１の修正ベクトルによって、１個の基準マーク（１３）または２個以上の基準マーク（１３）の修正された実際の位置を計算し、
   Ｓ）１個または２個以上の基板マーク（２３）に対する設定位置からの１個または２個以上の基準マーク（１３）の修正されている実際の１個または２個以上の位置のずれを記述しているさらなる修正ベクトルを求め、
   Ｔ）さらなる修正ベクトルから、ボンドヘッド（３）及び部品グリッパ（１１）のさらなる修正移動を計算し、
   Ｕ）第２の駆動システム（８）によって、ボンドヘッド（３）のさらなる修正移動を実施し、部品グリッパ（１１）の軸線（１２）を中心とした回転用の駆動部（１４）であって、ボンドヘッド（３）に取り付けられている駆動部（１４）、または基板（２）の軸線を中心とした回転用の回転駆動部（１５）によって、部品グリッパ（１１）のさらなる修正移動を実施する、
   ステップが、さらなる修正ベクトルの各要素が部品に割り当てられている限界値未満になるまで、ステップＮの後に１回または数回実行される、請求項６に記載の方法。
8. ステップＯで、下降中に、１個または２個以上の基準マーク（１３）の位置は、１個または２個以上の基板カメラ（１０）によって、それぞれ連続的に検出され、第２の駆動システム（８）によって安定化される、請求項６に記載の方法。
9. ステップ０で、下降中に、１個または２個以上の基準マーク（１３）の位置は、１個の基板カメラ（１０）または２個以上のカメラ（１０）によって、それぞれ連続的に検出され、第２の駆動システム（８）及びボンドヘッド（３）に取り付けられている部品グリッパ（１１）を回転させる駆動部（１４）または基板（２）の軸線を中心に回転させる回転駆動部（１５）によって安定化される、請求項６に記載の方法。