JP4372605B2 - 電子部品搭載装置および電子部品搭載方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板との接合面に接着層を有する電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置および電子部品搭載方法に関するものである。

半導体装置の製造工程において、半導体ウェハから切り出された個片の半導体素子は、接着剤を介してリードフレームなどの基板に実装される。半導体素子の基板への搭載工程は、従来は基板上に予め塗布された接着剤上に半導体素子を搭載する方法が採用されていたが、近年半導体素子の薄型化に伴って従来工法をそのまま適用することが困難になってきている。

すなわち半導体素子を基板に良好な状態で接着するには、基板と半導体素子の間に薄膜状の接着剤を均一に介在させることが求められるが、撓みやすくて剛性が小さい薄型の半導体素子を接着剤上に搭載する場合には、予め塗布された接着剤を半導体素子自体の剛性によって押し広げることが難しい。また薄型の半導体素子を接着剤上に押しつけると、接着剤は半導体素子の上面に這い上がりやすく、搭載ツールを汚損して正常な部品保持動作を妨げる不具合を生じやすい。

このため近年、半導体素子を個片に分割する前の半導体ウェハ状態において、予め半導体ウェハに半硬化状態の接着用樹脂をフィルム状にしたダイアタッチフィルムを貼着して半導体素子自体に接着層を形成する方法が採用されるようになっている（例えば特許文献１参照）。これにより、半導体素子を樹脂層によって補強して撓みやすい薄型の半導体素子の取り扱いを容易にするとともに、基板への搭載時の接着剤の這い上がりなどの不具合を排除することができる。

また半導体素子を接着層を介して基板に固着するに際しては、電子部品を基板に対して押しつける押圧と接着層を硬化させるための加熱とが必要とされる。このため、半導体素子を基板に実装する用途に用いられる電子部品搭載装置には、電子部品を押圧し加熱する熱圧着機構を備えたものが用いられる（例えば特許文献２，３参照）。
特開２００１−１８５５６３号公報 特開平１１−１３５５６３号公報 特開平１１−１２１５０８号公報

しかしながら、上述の公知文献例に示す半導体素子の搭載においては、いずれも熱圧着過程において熱圧着ツールによって半導体素子を基板に対して押圧した状態を所定時間保持する必要があった。この保持時間は接着用樹脂をある程度硬化させる必要があることから通常は秒オーダーの時間を必要とし、大幅な時間短縮は困難であった。そしてこのことが搭載作業における時間短縮を困難にし、実装工程の生産性向上を阻害する要因となっていた。

そこで本発明は、電子部品搭載作業を効率化し実装工程の生産性向上を実現することができる電子部品搭載装置および電子部品搭載方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品搭載装置は、基板との接合面に接着層を有する電子部品を加熱しながら基板に搭載する電子部品搭載装置であって、前記電子部品を供給する電子部品供給部と、前記基板を保持する基板保持部と、前記電子部品を個別に保持する複数の保持ツールおよびこれらの保持ツールに保持された複数の電子部品を加熱する電子部品加熱手段とを備えた搭載ヘッドを有し、前記搭載ヘッドを前記電子部品供給部から前記基板保持部へ移動させ、複数の保持ツールを用いて複数の電子部品を基板に搭載する搭載機構と、前記搭載機構を制御する制御部とを備え、前記電子部品加熱手段は、前記保持ツールが前記電子部
品供給部において電子部品を保持した時点から当該保持ツールによる前記基板に搭載された電子部品の保持を解除する時点まで当該電子部品を加熱するものであり、前記制御部は、前記保持ツールが電子部品を保持するために電子部品に接触した時点から基板への搭載動作を開始する直前までの第１の加熱時間が、前記搭載動作を開始した時点から当該保持ツールが基板に搭載された電子部品から離れる時点までの第２の加熱時間よりも長くなるように前記搭載機構を制御し、かつ電子部品を前記複数の保持ツールによってピックアップするピックアップ動作を順次行い、また前記搭載ヘッドを前記基板保持部の上方へ移動させ、前記ピックアップ動作を順次行なったときの順番と同じ順番で前記保持ツールを昇降させて前記複数の保持ツールについて電子部品を前記基板に順次搭載する動作を行うようにした。

本発明の電子部品搭載方法は、基板との接合面に接着層を有する電子部品を加熱しながら基板に搭載する電子部品搭載方法であって、電子部品供給部によって供給された前記電子部品を複数の保持ツールによってピックアップするピックアップ動作を搭載ヘッドの複数の保持ツールについて順次行う電子部品保持工程と、前記電子部品保持工程の後、前記搭載ヘッドを前記基板を保持した基板保持部の上方へ移動させる搭載ヘッド移動工程と、前記搭載ヘッド移動工程の後、前記保持ツールを昇降させて電子部品を基板に搭載する搭載動作を複数の保持ツールについて順次行う電子部品搭載工程と、保持ツールが前記電子部品供給部において電子部品に接触して保持した時点から前記基板保持部に保持された基板に搭載された電子部品から当該保持ツールが離れて保持を解除した時点まで当該電子部品を加熱する電子部品加熱工程とを含み、前記電子部品加熱工程のうち、前記保持ツールが電子部品を保持するために電子部品に接触した時点から基板への搭載動作を開始する直前までの第１の加熱時間を、前記搭載動作を開始した時点から当該保持ツールが基板に搭載された電子部品から離れる時点までの第２の加熱時間よりも長くし、かつ電子部品を前記複数の保持ツールによってピックアップするピックアップ動作を順次行い、また前記搭載ヘッドを前記基板保持部の上方へ移動させ、前記ピックアップ動作を順次行なったときの順番と同じ順番で前記保持ツールを昇降させて前記複数の保持ツールについて電子部品を前記基板に順次搭載する動作を行うようにした。

本発明によれば、電子部品を複数の保持ツールによって保持して基板に順次搭載する電子部品搭載工程と、保持ツールによって電子部品を加熱する電子部品加熱工程とを同時並行的に行い、電子部品加熱工程のうち、保持ツールが電子部品を保持するために電子部品に接触した時点から基板への搭載動作を開始する直前までの第１の加熱時間を、搭載動作を開始した時点から当該保持ツールが基板に搭載された電子部品から離れる時点までの第２の加熱時間よりも長くすることにより、電子部品を基板に対して押圧した状態での加熱時間を極小にすることができ、電子部品搭載作業を効率化し実装工程の生産性向上を実現することができる。

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搭載装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による搭載動作のタイムチャート、図６、図７，図８、図９は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による搭載動作の動作説明図である。

まず図１、図２、図３を参照して電子部品搭載装置の全体構造について説明する。図２は図１におけるＡ−Ａ矢視を、また図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視をそれぞれ示している。図１において、基台１上には電子部品供給部２が配設されている。図２，図３に示すように、電子部品供給部２は治具ホルダ３を備えており、治具ホルダ３は、粘着シート５が装着された治具４を着脱自在に保持する。粘着シート５には、電子部品６が個片に分離さ
れた状態で貼着されており、治具ホルダ３に治具４が保持された状態では、電子部品供給部２は平面配列で粘着シート５に貼付けられた状態の電子部品６を供給する。

図２に示すように、治具ホルダ３に保持された粘着シート５の下方には、エジェクタ８がエジェクタＸＹテーブル７によって水平移動可能に配設されている。エジェクタ８はチップ突き上げ用のエジェクタピン（図示省略）を昇降させるピン昇降機構を備えており、後述する搭載ヘッドによって粘着シート５から電子部品６をピックアップする際には、エジェクタピンによって粘着シート５の下方から電子部品６を突き上げることにより、電子部品６は粘着シート５から剥離される。エジェクタ８は、電子部品６を粘着シート５から剥離する粘着シート剥離機構となっている。

ここで電子部品６は、拡大図に示すように、半導体チップ６ａの基板との接合面に接着層６ｂを形成した構成となっている。接着層６ｂは半硬化状態の樹脂であり、半導体チップ６ａが個片に分割される前の半導体ウェハ状態において、半硬化状態の樹脂をシート状にしたダイアタッチシートを貼着することにより形成されている。電子部品６を基板に搭載する際には、接着層６ｂを基板に押しつけて加熱することにより接着される。したがって、本実施の形態に示す電子部品搭載装置においては、基板との接合面に接着層６ｂを有する電子部品６を、加熱しながら基板に搭載する。

図３に示すように、基台１の上面の電子部品供給部２からＹ方向へ離れた位置には、電子部品６が搭載される基板１３を保持する基板保持部１０が配置されている。基板保持部１０の上流側、下流側にはそれぞれ基板搬入コンベア１１、基板搬出コンベア１２がＸ方向に直列に配列されている。上流側から基板搬入コンベア１１に搬入された基板１３は基板保持部１０に渡され、ここで電子部品が搭載された実装後の基板１３は、基板搬出コンベア１２によって下流側に搬出される。

図２に示すように、基板保持部１０は基板加熱用のヒータを内蔵した基板ホルダ１０ａを備えており、基板保持部１０に搬入され基板保持部１０に保持された基板１３は、ヒータによって下面側から加熱される。すなわち、基板保持部１０は、基板加熱用のヒータを備えた構成となっており、これにより電子部品搭載時には予め加熱された基板１３によって接着層６ｂの熱硬化を促進させることができる。

図１において、基台１の上面の両端部には、第１のＹ軸ベース２０Ａ，第２のＹ軸ベース２０Ｂが基板搬送方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に長手方向を向けて配設されている。第１のＹ軸ベース２０Ａ，第２のＹ軸ベース２０Ｂの上面には、長手方向（Ｙ方向）に略全長にわたってＹ方向ガイド２１が配設されており、１対のＹ方向ガイド２１を平行に且つ電子部品供給部２及び基板保持部１０を挟むように配設した形態となっている。

これらの１対のＹ方向ガイド２１には、第１ビーム部材３１，センタービーム部材３０および第２ビーム部材３２の３つのビーム部材が、それぞれ両端部をＹ方向ガイド２１によって支持されてＹ方向にスライド自在に架設されている。センタービーム部材３０の右側の側端部にはナット部材２３ｂが突設されており、ナット部材２３ｂに螺合した送りねじ２３ａは、第１のＹ軸ベース２０Ａ上に水平方向で配設されたＹ軸モータ２２によって回転駆動される。Ｙ軸モータ２２を駆動することにより、センタービーム部材３０はＹ方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。

また、第１ビーム部材３１，第２ビーム部材３２の左側の側端部にはそれぞれナット部材２５ｂ、２７ｂが突設されており、ナット部材２５ｂ、２７ｂに螺合した送りねじ２５ａ、２７ａは、それぞれ第２のＹ軸ベース２０Ｂ上に水平方向で配設されたＹ軸モータ２４，２６によって回転駆動される。Ｙ軸モータ２４，２６を駆動することにより、第１ビ
ーム部材３１，第２ビーム部材３２はＹ方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。

センタービーム部材３０には搭載ヘッド３３が装着されており、搭載ヘッド３３に結合されたナット部材４１ｂに螺合した送りねじ４１ａは、Ｘ軸モータ４０によって回転駆動される。Ｘ軸モータ４０を駆動することにより、搭載ヘッド３３はセンタービーム部材３０の側面にＸ方向に設けられたＸ方向ガイド４２（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。

搭載ヘッド３３は、１個の電子部品６を吸着して保持する吸着ノズル３３ａを複数（ここでは４×２列＝８）備えている。図２に示すように、各吸着ノズル３３ａは、電子部品加熱用の個別の加熱ヒータ４９を各ノズル毎に備えており、保持された電子部品６は吸着ノズル３３ａとの接触面を介して伝達される熱によって加熱される。吸着ノズル３３ａは、電子部品６を個別に保持する保持ツールとなっており、搭載ヘッド３３は、電子部品６を個別に保持する複数の保持ツールおよびこれらの保持ツールに保持された複数の電子部品６を加熱する電子部品加熱手段を備えた構成となっている。

そして加熱ヒータ４９は、後述するように、搭載ヘッド３３によって電子部品の移送搭載動作を行っている間常に作動状態にあり、吸着ノズル３３ａに電子部品６が接触している間は電子部品６の加熱が継続して行われるようになっている。すなわち、電子部品加熱手段は、吸着ノズル３３ａが電子部品供給部２において電子部品６を保持した時点から、当該吸着ノズル３３ａが基板１３に搭載された電子部品６から離れる時点まで、当該電子部品６を加熱するようになっている。

搭載ヘッド３３にはノズル昇降機構およびノズル水平回転機構が内蔵されており、各吸着ノズル３３ａは、個別に昇降およびノズル軸廻りの水平回転が可能となっている（図４参照）。また搭載ヘッド３３は、各吸着ノズル３３ａにそれぞれ電子部品６を吸着して複数の電子部品６を保持した状態で移動可能となっており、Ｙ軸モータ２２およびＸ軸モータ４０を駆動することにより、搭載ヘッド３３はＸ方向、Ｙ方向に水平移動し、吸着ノズル３３ａによって電子部品供給部２の電子部品６を吸着して保持し、保持した電子部品６を基板１３の電子部品搭載位置に搭載する。

１対のＹ方向ガイド２１，センタービーム部材３０，センタービーム部材３０をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２２，送りねじ２３ａおよびナット部材２３ｂ）と、搭載ヘッド３３をＸ方向ガイド４２に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４０，送りねじ４１ａおよびナット部材４１ｂ）とは、搭載ヘッド３３を電子部品供給部２と基板保持部１０との間で移動させる搭載ヘッド移動機構を構成する。そして搭載ヘッド移動機構と搭載ヘッド３３は、搭載ヘッド３３を電子部品供給部２から基板保持部１０へ移動させ、複数の保持ツール３３ａを用いて複数の電子部品６を基板１０に搭載する搭載機構となっている。

第１ビーム部材３１には、基板観察カメラ３４が装着されており、基板観察カメラ３４を保持するブラケット３４ａにはナット部材４４ｂが結合されている。ナット部材４４ｂに螺合した送りねじ４４ａは、Ｘ軸モータ４３によって回転駆動され、Ｘ軸モータ４３を駆動することにより、基板観察カメラ３４は第１ビーム部材３１の側面に設けられたＸ方向ガイド４５（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。Ｙ軸モータ２４およびＸ軸モータ４３を駆動することにより、基板観察カメラ３４はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、基板観察カメラ３４は基板保持部１０に保持された基板１３を撮像するための基板保持部１０の上方での移動と、基板保持部１０上からの退避のための移動とを行うことができる。

１対のＹ方向ガイド２１，第１ビーム部材３１，第１ビーム部材３１をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２４，送りねじ２５ａおよびナット部材２５ｂ）と、基板観察カメラ３４をＸ方向ガイド４５に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４３，送りねじ４４ａおよびナット部材４４ｂ）とは、基板観察カメラ３４を移動させる基板観察カメラ移動機構を構成する。

第２ビーム部材３２には、ウェハ観察カメラ３５が装着されており、ウェハ観察カメラ３５を保持するブラケット３５ａには、ナット部材４７ｂが結合されている。ナット部材４７ｂに螺合した送りねじ４７ａは、Ｘ軸モータ４６によって回転駆動され、Ｘ軸モータ４６を駆動することにより、ウェハ観察カメラ３５は第２ビーム部材３２の側面に設けられたＸ方向ガイド４８（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。Ｙ軸モータ２６およびＸ軸モータ４６を駆動することにより、ウェハ観察カメラ３５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、ウェハ観察カメラ３５は電子部品供給部２に保持された電子部品６の撮像のための電子部品供給部２の上方での移動と、電子部品供給部２上からの退避のための移動とを行うことができる。

１対のＹ方向ガイド２１，第２ビーム部材３２，第２ビーム部材３２をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２６，送りねじ２７ａおよびナット部材２７ｂ）と、ウェハ観察カメラ３５をＸ方向ガイド４８に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４６，送りねじ４７ａおよびナット部材４７ｂ）とは、ウェハ観察カメラ３５を移動させるウェハ観察カメラ移動機構を構成する。

図３に示すように、電子部品供給部２と基板保持部１０との間の搭載ヘッド移動機構による搭載ヘッド３３の移動範囲内には、電子部品観察カメラ１５が配設されている。電子部品観察カメラ１５は、図５に示すようにＹ方向に配列されたライン型受光部１５ｂを備えたライン型カメラである。上面に配設された照明部１５ａを点灯した状態で、電子部品供給部２において電子部品６をピックアップした搭載ヘッド３３が電子部品観察カメラ１５の上方をＸ方向に移動することにより、電子部品観察カメラ１５は搭載ヘッド３３の吸着吸着ノズル３３ａに保持された電子部品６を下方から観察して電子部品６の画像を撮り込む。

次に図４を参照して、電子部品搭載装置の制御系の構成について説明する。図４において、制御部５０は、エジェクタ機構８０（エジェクタ８、ＸＹテーブル７，ピン昇降機構）、搭載ヘッド３３のノズル昇降機構を駆動するノズル昇降用モータ３３ｂ、ノズル水平回転機構の駆動用モータ３３ｃ、搭載ヘッド移動機構５１のＸ軸モータ４０，Ｙ軸モータ２２および基板観察カメラ移動機構５２，ウェハ観察カメラ移動機構５３を制御する。したがって、制御部５０は、搭載ヘッド３３および搭載ヘッド移動機構５１よりなる搭載機構を制御する。

電子部品認識処理部５４は、電子部品観察カメラ１５の観察結果（画像）を認識処理することにより、搭載ヘッド３３に保持された状態における電子部品６の位置を検出する。すなわち電子部品観察カメラ１５および電子部品認識処理部５４は、保持ツールに保持された複数の電子部品６を撮像してこれらの電子部品６の位置を認識する電子部品認識部となっている。基板認識処理部５５は、基板観察カメラ３４の観察結果（画像）を認識処理することにより、基板保持部１０における基板１３の位置を検出する。ウェハ認識処理部５６は、ウェハ観察カメラ３５の観察結果（画像）を認識処理することにより、電子部品供給部２における電子部品６の位置を検出する。

電子部品認識処理部５４、基板認識処理部５５、ウェハ認識処理部５６による認識結果は制御部５０に送られ、前述の部品移送搭載動作においては、これらの認識結果に基づい
て制御部５０による動作制御が行われる。すなわち電子部品供給部２から電子部品６を取り出す際には、ウェハ認識処理部５６による電子部品６の位置検出結果に基づいて搭載ヘッド３３および搭載ヘッド移動機構５１より成る搭載機構を制御する。そして基板１３へ電子部品６を搭載する際には、電子部品認識処理部５４による電子部品６の位置検出結果および基板認識処理部５５による基板１３の位置検出結果に基づいて、搭載機構を制御する。

ここで制御部５０は、搭載機構によって実行される各動作を予め設定された時間配分に従って実行する機能を有しており、後述するように、図７の動作説明図に示す第１の加熱時間Ｔ１が、第２の加熱時間Ｔ２よりも長くなるように、そしてこの第１の加熱時間内に電子部品観察カメラ１５による複数の電子部品６の撮像を行うように、搭載機構および電子部品観察カメラ１５を制御する。

この電子部品搭載装置は上記のように構成されており、次に搭載ヘッド３３による電子部品６の移送搭載動作について各図を参照して説明する。ここで図５は、この電子部品６の移送搭載動作における全体動作と搭載ヘッド３３の個々の吸着ノズル３３ａによって実行される動作のタイムチャートを示しており、図６は以下に説明する電子部品保持工程、搭載ヘッド移動工程、電子部品搭載工程における搭載ヘッド３３の動作状態を示している。また図７は、個々の搭載ノズル３３ａによる電子部品のピックアップ動作および搭載動作の詳細を示している。

図５に示すように移送搭載動作は、電子部品供給部２によって供給された電子部品６を複数の吸着ノズル３３ａ（第１ノズル〜第８ノズル）によってピックアップするピックアップ動作Ｐを、搭載ヘッドの複数の吸着ノズル３３ａについて順次行う電子部品保持工程Ａと、電子部品保持工程Ａの後、搭載ヘッド３３を基板１３を保持した基板保持部１０の上方へ移動させる搭載ヘッド移動工程Ｂと、搭載ヘッド移動工程Ｂの後、吸着ノズル３３ａを昇降させて電子部品６を基板１３に搭載する搭載動作Ｍをピックアップ動作を順次行なったときの順番と同じ順番で複数の吸着ノズル３３ａ（第１ノズル〜第８ノズル）について順次行う電子部品搭載工程Ｃより構成される。

電子部品保持工程Ａにおいては、図６（ａ）に示すように、複数の吸着ノズル３３ａを粘着シート５に貼着された電子部品６の順次位置合わせし、各吸着ノズル３３ａに個別にピックアップ動作Ｐを行わせることにより、各吸着ノズル３３ａにそれぞれ電子部品６を保持させる。この時のピックアップ動作Ｐについて、図７を参照して説明する。まず吸着ノズル３３ａをピックアップ対象の電子部品６上に移動させ、吸着ノズル３３ａを下降させて電子部品６の上面に当接させる。

この時、加熱ヒータ４９は既に作動しており、吸着ノズル３３ａが電子部品６に当接した時点から、電子部品６の加熱が開始される。この後、吸着ノズル３３ａが低速で上昇を開始しさらに高速で上昇することにより、当該吸着ノズル３３ａについてのピックアップ動作Ｐが終了する。１つの吸着ノズル３３ａによるピックアップ動作Ｐの後には、次の吸着ノズル３３ａを隣接する電子部品６に位置合わせするための水平移動並びにΘ位置補正のためのノズル回転動作を含むノズル動作Ｑと前述と同様のピックアップ動作Ｐが実行される。そしてピックアップ動作Ｐとノズル動作Ｑとが、後続の各吸着ノズル３３ａについて順次実行される。

また搭載ヘッド移動工程Ｂにおいては、図６（ｂ）に示すように、全ての吸着ノズル３３ａに電子部品６を保持した搭載ヘッド３３が、部品供給部２から基板保持部１０へ水平移動する。この時、加熱ヒータ４９によって吸着ノズル３３ａを介して電子部品６の加熱が継続して行われる。搭載ヘッド移動過程Ｂにおいては、各吸着吸着ノズル３３ａに電子部品６を保持した搭載ヘッド３３は、電子部品観察カメラ１５の左側方まで移動する（図
５に示す移動行程Ｄ１）。

そしてここでＸ方向に方向転換した後、電子部品観察カメラ１５の上方を、ライン型受光部１５ｂを横切る方向に直線的に移動する（図５に示す移動行程Ｄ２）。これにより、吸着ノズル３３ａに保持された電子部品６の画像が電子部品観察カメラ１５によって観察される。そしてこの後、搭載ヘッド３３は基板保持部１０へ向かって水平移動する（図５に示す移動行程Ｄ３）。

そして電子部品搭載工程Ｃにおいては、図６（ｃ）に示すように、複数の吸着ノズル３３ａを基板１３の部品搭載位置に順次位置合わせし、各吸着ノズル３３ａに個別に搭載動作Ｍを行わせることにより、各吸着ノズル３３ａにそれぞれ保持した電子部品６を基板１３に順次搭載する。この時、基板１３は基板ホルダ１０Ａに内蔵された基板加熱ヒータによって予め加熱されており、電子部品６の接着層６ｂの熱硬化をさらに促進することができるようになっている。すなわち、電子部品搭載工程においては、予め加熱された基板１３に対して電子部品６を搭載する。

この時の搭載動作Ｍについて、図７を参照して説明する。まず電子部品６を保持した吸着ノズル３３ａを搭載対象の部品搭載位置上に移動させ、吸着ノズル３３ａを下降させて途中で低速下降に切り換えた後、保持した電子部品６を基板１３に着地させる。そして吸着ノズル３３ａを電子部品６の上面から離して上昇させることにより、当該吸着ノズル３３ａについての搭載動作Ｍが終了する。１つの吸着ノズル３３ａによる搭載動作Ｍの後には、次の吸着ノズル３３ａを隣接する電子部品６に位置合わせするための水平移動並びにΘ位置補正のためのノズル回転動作を含むノズル動作Ｎと、前述と同様の搭載動作Ｍが実行される。そして搭載動作Ｍとノズル動作Ｎとが、後続の各吸着ノズル３３ａについて順次実行される。

上述の部品移送搭載動作の間、加熱ヒータ４９は作動状態にあり、図７に示すように、吸着ノズル３３ａが電子部品供給部２において電子部品６に接触して保持した時点から、基板保持部１０に保持された基板１３に搭載された電子部品６から当該吸着ノズル３３ａが離れて保持を解除した時点まで、当該電子部品６を加熱する電子部品加熱工程Ｅが、個々の吸着ノズル３３ａごとに実行される。

この電子部品加熱工程Ｅにおける加熱時間は、吸着ノズル３３ａが電子部品６を保持するために電子部品６に接触した時点から、基板１３への搭載動作Ｍを開始する直前までの第１の加熱時間Ｔ１と、搭載動作Ｍを開始した時点から吸着ノズル３３ａが基板１３に搭載された電子部品６から離れる時点までの第２の加熱時間Ｔ２に分けられる。そして本実施の形態に示す電子部品の移送搭載動作においては、第２の加熱時間Ｔ２よりも、第１の加熱時間Ｔ１の方が長くなるように、制御部５０により搭載機構を制御する。そして電子部品観察カメラ１５による電子部品の撮像および認識は、この第１の加熱時間Ｔ１内に行われる。

搭載機構の動作をこのような時間設定条件によって制御することにより、個々の吸着ノズル３３ａが搭載動作Ｍを開始する前に十分な加熱時間で電子部品６を加熱することができ、搭載動作Ｍにおいて吸着ノズル３３ａが下降状態のまま電子部品６を加熱するために停留する必要がない。ちなみに本発明を適用すると搭載動作Ｍに要する時間を０．２ｓｅｃ．以下にすることが可能である。したがって電子部品６を基板に押しつけた状態で電子部品６を加熱する従来方法と比較して、電子部品搭載作業における全体動作のタクトタイムが大幅に短縮される。これにより、電子部品搭載作業を効率化し、実装工程の生産性向上を実現することができる

さらに、図６（ｃ）に示す搭載動作において、吸着ノズル３３ａが下降状態のまま停留する時間が短いことから、吸着ノズル３３ａの軸部が隣接する吸着ノズル３３ａの加熱ヒータ４９の輻射熱によって加熱される時間が極めて短く、したがって吸着ノズル３３ａからの熱が搭載ヘッド３３の機構部に伝達されて搭載ヘッド３３が昇温して機構各部が熱伸縮することに起因する不具合を防止することができる。

なお上述の実施例においては、電子部品加熱工程を、吸着ノズル３３ａに個別に設けた加熱ヒータ４９によって行う例を示しているが、図９に示すような構成を採用してもよい。すなわち、この例では、搭載ヘッド３３の下面に複数の吸着ノズル３３ａを周囲から囲むように、非接触加熱手段である加熱ヒータ４９Ａを配置し、加熱ヒータ４９Ａからの輻射熱によって、非接触方式で複数の吸着ノズル３３ａを加熱するようにしてもよい。

本発明の電子部品搭載装置は、電子部品の搭載作業を効率化し実装工程の生産性向上を実現することができるという効果を有し、薄型の電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による搭載動作のタイムチャート 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による部品移送搭載動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による部品移送搭載動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による部品移送搭載動作の動作説明図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置による部品移送搭載動作の動作説明図

符号の説明

２ 電子部品供給部
３ 治具ホルダ
４ 治具
５ 粘着シート
６ チップ
１０ 基板保持部
１３ 基板
１５ 電子部品観察カメラ
３３ 搭載ヘッド
３４ 基板観察カメラ
３５ ウェハ観察カメラ

Claims (10)

1. 基板との接合面に接着層を有する電子部品を加熱しながら基板に搭載する電子部品搭載装置であって、
   前記電子部品を供給する電子部品供給部と、前記基板を保持する基板保持部と、前記電子部品を個別に保持する複数の保持ツールおよびこれらの保持ツールに保持された複数の電子部品を加熱する電子部品加熱手段とを備えた搭載ヘッドを有し、前記搭載ヘッドを前記電子部品供給部から前記基板保持部へ移動させ、複数の保持ツールを用いて複数の電子部品を基板に搭載する搭載機構と、前記搭載機構を制御する制御部とを備え、
   前記電子部品加熱手段は、前記保持ツールが前記電子部品供給部において電子部品を保持した時点から当該保持ツールによる前記基板に搭載された電子部品の保持を解除する時点まで当該電子部品を加熱するものであり、
   前記制御部は、前記保持ツールが電子部品を保持するために電子部品に接触した時点から基板への搭載動作を開始する直前までの第１の加熱時間が、前記搭載動作を開始した時点から当該保持ツールが基板に搭載された電子部品から離れる時点までの第２の加熱時間よりも長くなるように前記搭載機構を制御し、かつ電子部品を前記複数の保持ツールによってピックアップするピックアップ動作を順次行い、また前記搭載ヘッドを前記基板保持部の上方へ移動させ、前記ピックアップ動作を順次行なったときの順番と同じ順番で前記保持ツールを昇降させて前記複数の保持ツールについて電子部品を前記基板に順次搭載する動作を行うようにしたことを特徴とする電子部品搭載装置。
2. 前記電子部品加熱手段は、前記保持ツールに個別に設けた加熱ヒータであることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
3. 前記電子部品加熱手段は、非接触方式で複数の保持ツールを加熱する非接触加熱手段であることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
4. 前記基板保持部に、基板を加熱する基板加熱ヒータを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
5. さらに、保持ツールに保持された複数の電子部品を撮像してこれらの電子部品の位置を
   認識する電子部品認識手段を前記電子部品供給部と前記基板保持部との間の前記搭載ヘッドの移動範囲内に備え、前記第１の加熱時間内に前記電子部品認識手段による複数の電子部品の撮像を行うことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
6. 基板との接合面に接着層を有する電子部品を加熱しながら基板に搭載する電子部品搭載方法であって、
   電子部品供給部によって供給された前記電子部品を複数の保持ツールによってピックアップするピックアップ動作を搭載ヘッドの複数の保持ツールについて順次行う電子部品保持工程と、前記電子部品保持工程の後、前記搭載ヘッドを前記基板を保持した基板保持部の上方へ移動させる搭載ヘッド移動工程と、前記搭載ヘッド移動工程の後、前記保持ツールを昇降させて電子部品を基板に搭載する搭載動作を複数の保持ツールについて順次行う電子部品搭載工程と、保持ツールが前記電子部品供給部において電子部品に接触して保持した時点から前記基板保持部に保持された基板に搭載された電子部品から当該保持ツールが離れて保持を解除した時点まで当該電子部品を加熱する電子部品加熱工程とを含み、
   前記電子部品加熱工程のうち、前記保持ツールが電子部品を保持するために電子部品に接触した時点から基板への搭載動作を開始する直前までの第１の加熱時間を、前記搭載動作を開始した時点から当該保持ツールが基板に搭載された電子部品から離れる時点までの第２の加熱時間よりも長くし、かつ電子部品を前記複数の保持ツールによってピックアップするピックアップ動作を順次行い、また前記搭載ヘッドを前記基板保持部の上方へ移動させ、前記ピックアップ動作を順次行なったときの順番と同じ順番で前記保持ツールを昇降させて前記複数の保持ツールについて電子部品を前記基板に順次搭載する動作を行うようにしたことを特徴とする電子部品搭載方法。
7. 前記電子部品加熱工程は、前記保持ツールに個別に設けた加熱ヒータによって行うことを特徴とする請求項６記載の電子部品搭載方法。
8. 前記電子部品加熱工程は、非接触方式で複数の保持ツールを加熱する非接触加熱手段であることを特徴とする請求項６記載の電子部品搭載方法。
9. 前記電子部品搭載工程において、加熱された基板に対して電子部品を搭載することを特徴とする請求項６記載の電子部品搭載方法。
10. さらに、前記電子部品供給部と前記基板保持部との間の前記搭載ヘッドの移動範囲内に備えられた電子部品認識手段により保持ツールに保持された複数の電子部品を撮像してこれらの電子部品の位置を認識する電子部品認識工程を含み、前記第１の加熱時間内に電子部品認識手段による複数の電子部品の撮像を行うことを特徴とする請求項６記載の電子部品搭載方法。

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