TWI765549B - 電子零件的安裝裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種抑制所產生的塵埃,同時可精度良好地安裝的電子零件的安裝裝置。實施形態的安裝裝置1包括:安裝機構3,將電子零件C安裝於基板S;基板支撐機構2,支撐供安裝電子零件C的基板S;安裝頭31,設置於安裝機構3且具有透過部,所述透過部使得在保持電子零件C的狀態下能夠透過透過部來識別基板S的標記M;第一拍攝部4,在安裝頭31將電子零件C安裝於基板S的安裝位置OA,配置於較基板支撐機構2更靠下側,且在基板S自安裝位置OA退避的狀態下,對安裝頭31所保持的電子零件C的標記m進行拍攝;第二拍攝部5,在安裝位置OA配置於較安裝頭31更靠上側,且藉由透過部來拍攝基板S的標記M;以及定位機構,基於根據由第一拍攝部4、第二拍攝部5拍攝的標記m、標記M的圖像而求出的基板S與電子零件C的位置,進行基板S與電子零件C的定位。
Description
本發明有關於一種電子零件的安裝裝置。
作為電子零件的半導體晶片(chip)對於基板的安裝方法有前面朝上(face-up)、前面朝下(face-down)。將半導體晶片的形成有半導體層的面稱為前面(face)。使所述前面側為與基板相反的一側來進行安裝的方法是前面朝上。例如,在將半導體晶片裝於引線框架(lead frame)等,利用導線(wire)在電極與框架之間進行配線的情況下,成為藉由前面朝上進行的安裝。
使前面側朝向基板來進行安裝的方法是前面朝下。例如,在藉由在半導體層的表面設置凸塊電極並將凸塊電極按壓於基板的配線,從而進行固定與電連接的覆晶(flip chip)連接的情況下,成為藉由前面朝下進行的安裝。
在將半導體晶片等電子零件安裝於基板時,必須相對於基板精密地定位電子零件。為了應對此問題,例如,使可同時拍攝上下兩個方向的照相機進入至吸附保持電子零件的安裝工具與基板之間。基於由所述照相機拍攝的圖像,識別基板與電子零件在水平方向上的相對位置。然後,基於識別的相對位置,校正安裝工具的位置後,將電子零件安裝於基板。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-129913號公報
[發明所要解決的問題]
近年來,在藉由多層配置半導體晶片來提高集積度的三維(three dimensional,3D)封裝(package)及混合接合(hybrid bonding)中,需要將間距非常窄的電極彼此接合。因此,在對基板安裝電子零件時,要求更高的精度,例如亞微米級(submicron order)的精度。進而,在安裝時,由用於安裝的機構部分的動作引起的誤差、由動作產生的塵埃有可能導致接合不良,因此,較佳為機構部分進行動作的距離盡可能短。
然而,在使用可同時拍攝上下兩個方向的拍攝照相機的情況下,當識別基板與電子零件在水平方向上的相對位置時,需要使照相機進入至基板與電子零件之間,因此需要增大兩者之間的隔開距離。因此,在進行了兩者的相對位置識別後移動電子零件的距離變長。移動距離越長,產生向水平方向的位置偏移的風險越高,因此難以獲得高的安裝精度。另外,由於機構部分的移動距離變長,而有所產生的塵埃的量也變多的可能性。
本發明是為了解決如上所述的課題而提出,其目的在於提供一種抑制所產生的塵埃的量,同時可精度良好地安裝的電子零件的安裝裝置。
[解決問題的技術手段]
本發明的電子零件的安裝裝置包括:安裝機構,將電子零件安裝於基板;基板支撐機構,支撐供安裝所述電子零件的所述基板;安裝頭,設置於所述安裝機構,且具有透過部,所述透過部使得在保持所述電子零件的狀態下能夠透過透過部來識別所述基板的標記;第一拍攝部,在所述安裝頭將所述電子零件安裝於所述基板的安裝位置,配置於較所述基板支撐機構更靠下側,且在所述基板自所述安裝位置退避的狀態下,對所述安裝頭所保持的所述電子零件的標記進行拍攝;第二拍攝部,在所述安裝位置配置於較所述安裝頭更靠上側,且藉由所述透過部來拍攝所述基板的標記;以及定位機構,基於根據由所述第一拍攝部、所述第二拍攝部拍攝的標記的圖像而求出的所述基板與所述電子零件的位置,進行所述基板與所述電子零件的定位。
[發明的效果]
本發明可提供一種抑制所產生的塵埃的量,同時可精度良好地安裝的電子零件的安裝裝置。
以下,參照圖式來說明本發明的實施形態。如圖1及圖2所示,本實施形態是將電子零件C安裝於基板S的安裝裝置1。圖1是表示安裝裝置1的概略結構的正面圖。圖2是表示電子零件C及基板S的平面圖。此外,圖式是示意性的圖,各部的規格(size)(以下也稱為尺寸)、形狀、各部相互間的規格的比率等有時與現實不同。
[電子零件]
首先,作為本實施形態的安裝對象的電子零件C例如可列舉積體電路(integrated circuit,IC)或大規模積體電路(large-scale integrated circuit,LSI)等半導體元件。
如圖2所示,本實施形態使用長方體形狀的半導體晶片作為電子零件C。各半導體晶片是藉由將半導體晶片(wafer)切斷成小塊狀的切割(dicing)而單片化的裸晶片(bare chip)。裸晶片在露出的半導體上設有凸塊(bump)或無凸塊(bumpless)的電極,藉由與基板S上的襯墊(pad)接合的覆晶連接來安裝。
在電子零件C設有用於定位的多個標記m。本實施形態中,兩個標記m在矩形形狀的電子零件C的成為對角的一對角部各設有一個。標記m設置在電子零件C的形成有電極的面,即前面。本實施形態是用於進行將前面側朝向基板S安裝的前面朝下安裝的裝置的一例。
[基板]
在本實施形態中,如圖2所示,供安裝如上所述的電子零件C的基板S是形成有印刷配線等的樹脂制等的板狀構件、或者形成有電路圖案的矽基板等。在基板S設有供安裝基板S的區域即安裝區域B,在安裝區域B的外側設有用於定位的多個標記M。本實施形態中,兩個標記M設置在安裝區域B的外側的位置、且與電子零件C的標記m對應的位置。即,在設定為與矩形形狀的電子零件C形狀相同、規格相同的安裝區域B的成為對角的一對角部的外側各設有一個。
[安裝裝置]
本實施形態的安裝裝置1是能夠實現高精度、例如±0.2 μm以下的安裝精度的安裝的安裝裝置1,如圖1及圖3的(A)、(B)所示,包括:基板支撐機構2、安裝機構3、第一拍攝部4、第二拍攝部5、控制裝置6。圖3的(A)是安裝裝置1的平面圖,圖3的(B)是表示透過了後述的安裝頭31的標記M的平面圖。
此外,在以下的說明中,將安裝機構3為了將電子零件C安裝於基板S而移動的方向設為Z軸,將與其正交的平面中相互正交的兩軸設為X軸及Y軸。本實施形態中,Z軸為鉛直,將追隨重力的方向稱為下方,將抵抗重力的方向稱為上方,將Z軸上的位置稱為高度。另外,X軸及Y軸在水平面上,自圖1的正面側觀察,X軸為左右方向,Y軸為進深方向。但是,本發明並不限定於所述設置方向。不管設置方向如何,以基板S或基板支撐機構2為基準,將供安裝電子零件C的一側稱為上側,將其相反側稱為下側。
基板支撐機構2是支撐供安裝電子零件C的基板S的機構,是所謂的基板載台(stage)。安裝機構3是將電子零件C安裝於基板S的機構。安裝機構3具有安裝頭31。安裝頭31具有透過部,所述透過部使得在保持電子零件C的狀態下,能夠透過透過部來識別與電子零件C相向的基板S的標記M。
第一拍攝部4在安裝頭31將電子零件C安裝於基板S的安裝位置OA,配置於較基板支撐機構2更靠下側,且在藉由基板支撐機構2而使基板S自安裝位置OA退避的狀態下,自與電子零件C相向的位置、即下方對安裝頭31所保持的電子零件C的標記m進行拍攝。安裝位置OA是在基板S上安裝電子零件C的位置,圖中,由穿過要安裝的電子零件C的區域內的XY坐標上的點(例如中心點)的、沿著Z軸的方向的一點劃線表示。如後所述,安裝位置OA與第一拍攝部4、第二拍攝部5的照相機的光軸一致。第二拍攝部5在安裝位置OA配置於較安裝頭31更靠上側,藉由安裝頭31的透過部拍攝基板S的標記M(以下,將此稱為“越過安裝頭31拍攝”)。控制裝置6控制安裝裝置1的動作。
此外,基板支撐機構2、安裝機構3分別具有定位機構。定位機構基於根據第一拍攝部4、第二拍攝部5拍攝的標記M、標記m的圖像而求出的基板S與電子零件C的位置,進行基板S與電子零件C的定位。如上所述的安裝裝置1的各部搭載於設置在設置面的支撐台11。支撐台11的頂面為水平面。以下,對各部進行詳述。
(基板支撐機構)
如圖1及圖3的(A)所示,基板支撐機構2配置於支撐台11,具有載台21、驅動機構22。載台21是載置基板S的板狀的構件。驅動機構22例如是具有X軸方向的一對導軌22a、Y軸方向的一對導軌22b,且以未圖示的電動機作為驅動源,利用帶或滾珠螺桿(ball screw)使載台21在水平面內移動的雙軸移動機構。一對導軌22a、一對導軌22b分別隔著安裝位置OA對稱配置。所述驅動機構22作為對基板S進行定位的定位機構發揮功能。此外,雖省略了圖示,但驅動機構22具備使載台21在水平面內旋轉移動的θ驅動機構。
驅動機構22包括沿著導軌22b在Y軸方向上移動的移動板23。在所述移動板23形成有貫通孔23a,以便第一拍攝部4能夠拍攝電子零件C。
此外,雖未圖示,但在基板支撐機構2的載台21的X軸方向上的移動端的其中一端(具體而言,圖示右側的移動端),設有將基板S供給/存放至載台21的裝載機/卸載機。因此,基板支撐機構2在使載台21移動至所述移動端的狀態下,自裝載機接受基板S的供給,或將基板S交予卸載機。
(安裝機構)
安裝機構3具有安裝頭31、驅動機構32。安裝頭31大致為長方體形狀,具有作為透過部的中空部31a及保持部31b。中空部31a是以Z軸方向為軸而形成的圓柱形狀的貫通孔。保持部31b是能夠透過用於拍攝的光的板狀構件,以堵住中空部31a的朝向基板S側的開口的方式裝設。例如,將透明的玻璃板用作保持部31b。保持部31b是所謂的安裝工具,保持電子零件C。
如圖3的(B)所示,在保持部31b的中央設有用於吸附保持電子零件C的吸附區域D。雖未圖示,但在吸附區域D形成有吸附孔。在保持部31b的內部形成有用於使吸附孔與負壓源連通的流路,藉由在吸附孔中產生負壓,從而設置成能夠吸附保持電子零件C。保持部31b的吸附區域D的周圍成為即使在吸附了電子零件C的情況下也能夠透過並拍攝基板S的標記M的透過區域T。即,安裝頭31具有透明的部分,以便能夠由第二拍攝部5拍攝基板S的標記M。此外,將保持部31b保持電子零件C的保持面(吸附面)稱為下端面。
驅動機構32包括移動體33、移動體34、移動體35,是驅動安裝頭31的機構。移動體33設置成能夠沿著在支撐台11設置的Y軸方向的導軌33a移動。移動體34設置成能夠沿著在移動體33的頂面設置的X軸方向的導軌34a移動。移動體35設置成能夠沿著在移動體34的正面設置的Z軸方向的導軌35a移動。移動體35在俯視時形成為大致凹形狀。這些移動體33、移動體34、移動體35由以電動機為驅動源的滾珠螺桿、線性電動機或氣缸等驅動。
安裝頭31設置於在Z軸方向上移動的移動體35的下部。因此,移動體35進行用於將保持安裝頭31的保持部31b所保持的電子零件C安裝於基板S的動作。另外,設有安裝頭31的移動體35藉由移動體33、移動體34的移動而在X軸方向、Y軸方向上移動。因此,驅動機構32作為對安裝頭31所保持的電子零件C進行定位的定位機構發揮功能。此外,雖省略了圖示,但驅動機構32具備使安裝頭31在水平面內旋轉移動的θ驅動機構。
此外,在本實施形態中,就防止移動誤差的觀點而言,較佳為將驅動機構32在X軸方向、Y軸方向及Z軸方向上的移動量設定得極短。例如,將移動體33、移動體34在X軸方向、Y軸方向上移動量分別設定為幾mm~十幾mm。另外,移動體35在Z軸方向上的移動量也設定為幾mm~十幾mm左右。即,安裝頭31在相對於載台21所載置的基板S的上表面,保持部31b的下端面為數mm、例如1 mm~2 mm的相向間隔(上下方向的隔開距離)的高度位置,進行電子零件C的接收、接收到的電子零件C的標記m的拍攝。因此,關於移動體35在Z軸方向上的移動量,只要可確保至少可自所述高度位置將保持於保持部31b的電子零件C以規定的加壓力加壓並安裝於基板S的移動量即可。
此外,雖未圖示,但在安裝裝置1設有晶片載台或托盤載台等電子零件C的供給部、以及自所述供給部分別接收電子零件C並將電子零件C移送至安裝機構3的安裝頭31的移送機構。
(第一拍攝部)
第一拍攝部4具有照相機、透鏡、鏡筒、光源等,設置在設於支撐台11的收容孔11a中。第一拍攝部4以能夠拍攝安裝頭31所保持的電子零件C的標記m的方向配置照相機的光軸。具體而言,以光軸成為垂直方向的方式配置。第一拍攝部4設置成,在安裝頭31所保持的電子零件C的標記m能夠最大限度移動的範圍內,標記m不會偏離拍攝視野。交接給安裝頭31的電子零件C的保持位置有偏差。即,電子零件C的位置相對於安裝位置OA有偏差。因此,電子零件C的標記m的位置也有偏差。所述偏差的最大範圍是電子零件C的標記m能夠最大限度移動的範圍。第一拍攝部4考慮了為了確保必要的安裝精度而可以足夠的倍率、及光源所產生的照明的照度或位置識別所需的亮度進行拍攝。進而,還考慮所述標記m能夠最大限度移動的範圍,而具有由這些條件決定的拍攝視野(視野範圍)。而且,第一拍攝部4將其拍攝視野的中心設置在與安裝位置OA一致的位置作為初始位置。所述位置在第一拍攝部4設置成固定的情況、設置成可動的情況下均不會改變。另外,為了不妨礙安裝頭31及載台21的移動動作,第一拍攝部4獨立於它們設置。
本實施形態中,第一拍攝部4相對於電子零件C的安裝位置OA不動。即,在本實施形態中,第一拍攝部4在基板支撐機構2的下側的位置即支撐台11的收容孔11a內,以使照相機的光軸與安裝位置OA一致的狀態向上配置。第一拍攝部4以即使電子零件C為了定位而最大限度移動,兩個標記m也不會偏離拍攝視野的大小及位置關係固定於支撐台11。第一拍攝部4的拍攝視野是考慮在使光軸(拍攝視野的中心)與安裝位置OA一致並固定的狀態下,為了定位而電子零件C的兩個標記m能夠最大限度移動的範圍來設定。
(第二拍攝部)
第二拍攝部5具有照相機、透鏡、鏡筒、光源等,在支撐台11的上方、更具體而言在安裝頭31的上方的位置由未圖示的框架等支撐並設置於支撐台11。第二拍攝部5以透過安裝頭31的保持部31b,能夠拍攝基板S的安裝區域B周圍的標記M的方向配置照相機的光軸。具體而言,以光軸成為垂直方向的方式配置。第二拍攝部5設置成,透過保持部31b,在基板S的標記M能夠最大限度移動的範圍內,標記M不會偏離拍攝視野。載置於載台21上的基板S的支撐位置有偏差。即,基板S的位置相對於安裝位置OA有偏差。因此,基板S的標記M的位置也有偏差。所述偏差的最大範圍是基板S的標記M能夠最大限度移動的範圍。第二拍攝部5考慮了為了確保必要的安裝精度而可以足夠的倍率、及光源所產生的照明的照度或位置識別中所需的亮度進行拍攝。進而,還考慮到所述標記M能夠最大限度移動的範圍,而具有由這些條件決定的拍攝視野(視野範圍)。而且,第二拍攝部5將其拍攝視野的中心設置在與安裝位置OA一致的位置作為初始位置。所述位置在第二拍攝部5設置成固定的情況、設置成可動的情況下均不會改變。另外,為了不妨礙安裝頭31及載台21的移動動作,第二拍攝部5獨立於它們設置。
本實施形態中,第二拍攝部5在安裝頭31的正上方的位置,以如上所述使照相機的光軸(拍攝視野的中心)與安裝位置OA一致的狀態向下配置。與第一拍攝部4同樣,第二拍攝部5相對於電子零件C的安裝位置OA不動。即,考慮對基板S的安裝區域B標注的兩個標記M為了定位而能夠最大限度移動的範圍來設定第二拍攝部5的拍攝視野。因此,安裝頭31的透過部的大小對照第二拍攝部5的拍攝視野來設定。
此處,對本實施形態的第一拍攝部4、第二拍攝部5的配置進行說明。如上所述,為了不妨礙安裝頭31及載台21的移動動作,第一拍攝部4、第二拍攝部5分別獨立於它們配置。即,第一拍攝部4、第二拍攝部5分別獨立地設置於支撐台11。因此,在進行標記m、標記M的拍攝時或者在定位時,第一拍攝部4、第二拍攝部5不會與安裝頭31及載台21一起一體地移動。
例如,第一拍攝部4、第二拍攝部5分別獨立地固定配置於支撐台11。或者,第一拍攝部4、第二拍攝部5具備X軸、Y軸方向(水平方向)的驅動裝置及Z軸方向(上下方向)的驅動裝置,配置成能夠在水平方向及上下方向移動(可動)。所述移動是為了作為裝置的運轉準備作業而進行拍攝部4、拍攝部5(第一拍攝部4、第二拍攝部5)的水平方向位置的調整及上下方向位置的調整,或者如後所述,在對多個標記m、標記M進行拍攝時在標記間移動而進行。
如上所述,第一拍攝部4、第二拍攝部5分別與安裝頭31、載台21相互獨立且可動地設置。因此,以上所述的相對於安裝位置OA不動,是指在進行標記m、標記M的拍攝時或者在定位時,第一拍攝部4、第二拍攝部5不與安裝頭31及載台21一起一體地移動。例如,獨立於安裝頭31及載台21,拍攝部4、拍攝部5可動地設置,作為裝置的運轉準備作業而進行拍攝部4、拍攝部5的水平方向位置的調整及上下方向位置的調整也包含在相對於安裝位置OA不動中。或者,第一拍攝部4、第二拍攝部5為了拍攝多個標記m、標記M而在標記之間移動也包含在相對於安裝位置OA不動中。
另外,本實施形態的安裝裝置1較佳為獲得0.2 μm以下的安裝精度。為此,第一拍攝部4及第二拍攝部5需要具有能夠進行與其精度相稱的高倍率、高精細拍攝的性能。
一般而言,已知為了拍攝高精細的圖像,需要在靠近作為拍攝對象的電子零件C或基板S的位置配置拍攝部。因此,關於第一拍攝部4及第二拍攝部5,也較佳為盡可能配置於電子零件C或基板S附近,即,縮短拍攝距離。
然而,在本實施形態的安裝裝置1中,為了儘量縮短安裝時的電子零件C的下降移動量,在將電子零件C定位在與基板S的上表面高度貼近的位置的狀態下,進行電子零件C的標記m的拍攝或基板S的標記M的拍攝。因此,在第一拍攝部4與電子零件C之間存在載台21與驅動機構22的移動板23,在第二拍攝部5與基板S之間存在安裝頭31。於是,需要避免與移動板23及安裝頭31的干涉,因此縮短第一拍攝部4與電子零件C的距離、縮短第二拍攝部5與基板S的距離有限度。
因此,本申請發明人研究了能夠拍攝可實現所述安裝精度的圖像的拍攝距離(所謂的工作距離)的最大值。結果,推導出為大致100 mm左右。根據所述結果,本實施形態中,將第一拍攝部4不動地配置於距電子零件C的拍攝距離為100 mm以內的高度位置,將第二拍攝部5不動地配置於距基板S的拍攝距離為100 mm以內的高度位置。
此外,為了確保剛性等,位於第二拍攝部5與基板S之間的安裝頭31是高度尺寸(Z軸方向尺寸)比較大的構件。因此,認為在通常的結構中會產生干涉。因此,本申請發明人努力研究的結果是,在維持對安裝頭31所要求的功能及剛性的同時,成功地將高度尺寸最小化。具體而言,將安裝頭31的高度尺寸(自保持部31b的下端至中空部31a的上側開口的尺寸)構成為70 mm左右。由此,能夠相對於基板S將第二拍攝部5配置於100 mm以下的高度位置。
(控制裝置)
控制裝置6基於由第一拍攝部4及第二拍攝部5拍攝的標記m、標記M來控制定位機構,以便將基板S與電子零件C定位。各拍攝部4、拍攝部5分別具有的坐標被調整為與安裝裝置1的坐標一致。具體而言,控制裝置6具有的坐標是安裝裝置1的設計上的XY坐標,其原點可設為安裝位置OA。各拍攝部4、拍攝部5具有的坐標例如設定為拍攝中心為XY坐標的原點,作為機械上或能夠運算的資訊與安裝位置OA一致。因此,在所述情況下,安裝裝置1中XY坐標上的基準位置是安裝位置OA,各拍攝部4、拍攝部5的拍攝中心也成為相同的基準位置。
此外,藉由調整而一致的各拍攝部4、拍攝部5的坐標與安裝裝置1的坐標實際上包含裝置各部的組裝上的誤差。另外,控制裝置6預先存儲有與標記m、標記M的形狀相關的資訊、表示電子零件C與標記m的位置關係的設計上的資訊、表示基板S的安裝區域B與標記M的位置關係的設計上的資訊。各拍攝部4、拍攝部5具有圖像識別部。圖像識別部藉由公知的圖像識別處理,自拍攝的圖像中識別預先存儲在控制裝置6中的標記m、標記M,並算出作為安裝裝置1的基準的坐標上的位置。即,第一拍攝部4的圖像識別部在已調整的坐標上,根據識別出的標記M,算出安裝頭31所保持的電子零件C的位置資訊(X,Y,θ)。第二拍攝部5的圖像識別部對標記M也同樣地算出載置於載台21上的基板S的安裝區域B的位置資訊(X,Y,θ)。此種位置資訊的算出是基於如上所述控制裝置6預先存儲的表示電子零件C與標記m的位置關係的資訊、表示安裝區域B與標記M的位置關係的資訊來進行。
控制裝置6求出以所述方式算出的電子零件C的位置資訊及安裝區域B的位置資訊、與基準位置(各拍攝部4、拍攝部5的坐標原點)及XY軸方向之間的偏移量,控制定位機構(驅動機構22及驅動機構32),以使得電子零件C或基板S以偏移被校正而電子零件C與安裝區域B一致的方向及移動量進行移動。
[動作]
參照圖4的(A)~(C)的說明圖、圖5的流程圖來說明如上所述的本實施形態的動作。此外,在初始狀態下,基板S是自裝載機交予基板支撐機構2的載台21,自與安裝頭31相向的位置、即安裝位置OA退避。
首先,安裝機構3中安裝頭31的保持部31b的中心位於第二拍攝部5的正下方。即,保持部31b的中心定位在安裝位置OA上。在此狀態下,移送機構自供給部(均未圖示)接收電子零件C,並移送至安裝頭31(步驟S101)。安裝頭31的保持部31b如圖4的(A)所示,自移送機構接收電子零件C,藉由負壓來進行吸附保持(步驟S102)。此外,由移送機構進行的對保持部31b交接電子零件C是在安裝位置OA進行,因此在交接時,載台21為了避免與移送機構的干涉而保持退避的狀態。
第一拍攝部4對安裝頭31所保持的電子零件C的標記m進行拍攝(步驟S103)。此時,載台21自安裝位置OA退避,設於移動板23的貫通孔23a定位在第一拍攝部4的正上方。第一拍攝部4藉由所述貫通孔23a拍攝標記m。第一拍攝部4的圖像識別部自第一拍攝部4拍攝的圖像中識別標記m,算出電子零件C的位置資訊。控制裝置6求出電子零件C的位置資訊與基準位置及XY軸方向之間的偏移量,藉由使驅動機構32運行來定位電子零件C,以消除偏移(步驟S104)。
接著,如圖4的(B)所示,基板支撐機構2使載台21移動,以使得基板S的安裝區域B(此時供安裝電子零件C的安裝區域B)到達與安裝頭31所保持的電子零件C相向的位置,即,安裝區域B的中心到達安裝位置OA(步驟S105)。而且,如圖3的(B)所示,第二拍攝部5越過安裝頭31,對電子零件C周圍的透過區域T中可見的基板S的標記M進行拍攝(步驟S106)。第二拍攝部5的圖像識別部自第二拍攝部5拍攝的圖像中識別標記M,算出安裝區域B的位置資訊。
此外,步驟S106中第二拍攝部5對基板S的標記M的拍攝可在使保持電子零件C的安裝頭31仍處於接收電子零件C的高度位置的狀態下進行拍攝,也可在移動至更貼近基板S的預先確定的高度位置後進行拍攝。在更貼近的高度位置進行拍攝的情況下,可使拍攝後用於安裝的下降移動量更少,因此可進一步抑制移動誤差。
控制裝置6求出安裝區域B的位置資訊與基準位置及XY軸方向之間的偏移量,藉由使驅動機構22運行來定位基板S,以消除偏移(步驟S107)。進而,如圖4的(C)所示,藉由驅動機構32,將安裝頭31朝向基板S驅動,將安裝頭31所保持的電子零件C安裝於基板S(步驟S108)。
如此,藉由反復進行電子零件C的交接、電子零件C及基板S的定位、安裝的動作,從而在基板S的各安裝區域B依次安裝電子零件C。安裝有規定數量的電子零件C的基板S由基板支撐機構2搬送,並存放於卸載機中。
[作用效果]
本實施形態的安裝裝置1包括:安裝機構3,將電子零件C安裝於基板S;基板支撐機構2,支撐供安裝電子零件C的基板S;以及安裝頭31,設置於安裝機構3且具有透過部,所述透過部使得在保持電子零件C的狀態下能夠透過透過部來識別基板S的標記M。
另外,安裝裝置1包括:第一拍攝部4,在安裝頭31將電子零件C安裝於基板S的安裝位置OA,配置於較基板支撐機構2更靠下側,且在基板S自安裝位置OA退避的狀態下,對安裝頭31所保持的電子零件C的標記m進行拍攝;第二拍攝部5,在安裝位置OA配置於較安裝頭31更靠上側,且藉由透過部來拍攝基板S的標記M;以及定位機構,基於根據由第一拍攝部4、第二拍攝部5拍攝的標記m、標記M的圖像而求出的基板S與電子零件C的位置,進行基板S與電子零件C的定位。
根據此種實施形態,在使基板S自安裝位置OA退避的狀態下,利用在安裝位置OA配置於較基板支撐機構2更靠下側的第一拍攝部4對安裝頭31所保持的電子零件C進行拍攝,利用在安裝位置OA配置於較安裝頭31更靠上側的第二拍攝部5,藉由安裝頭31的透過部對基板支撐機構2所支撐的基板S進行拍攝,因此,能夠在儘量接近電子零件C與基板S的狀態下,進行電子零件C的標記m與基板S的標記M的拍攝。
因此,可儘量縮短拍攝標記m、標記M時的電子零件C(安裝頭31)及基板S(基板支撐機構2)的移動量、及拍攝標記m、標記M後的電子零件C(安裝頭31)與基板S(基板支撐機構2)的相對移動量。因此,可抑制因使安裝頭31或基板支撐機構2移動長距離而導致的誤差的擴大。另外,機構的移動距離越長,揚塵越多,但本實施形態中,由於可抑制移動距離,因此可防止因塵埃而使清潔度降低、產生接合不良。特別是,在基板S定位於安裝位置OA上的狀態下,可儘量縮短位於基板S上的安裝頭31或第二拍攝部5的移動量,因此可抑制塵埃落到並附著於基板S上。此外,在安裝頭31移動而在與供給部之間交接電子零件C的情況下,其下會有塵埃落入。但是,本實施形態中,安裝頭31為了接收而不移動。而且,當安裝頭31在與移送機構之間交接電子零件C時,基板S退避。因此,塵埃不會落到並附著於基板S上。
另外,例如,在利用可同時拍攝上下方向的拍攝照相機同時識別安裝位置OA上的電子零件C與基板S的安裝區域B的位置的情況下,在拍攝時需要使照相機進入至電子零件C與基板S之間。因此,電子零件C與基板S不得不分開,以免與照相機發生干涉。因此,安裝時使電子零件C移動至基板S的距離變長。另外,在安裝時,需要使照相機退避至不與安裝頭31發生干涉的位置。根據本實施形態的安裝裝置1,不會使照相機進入至電子零件C與基板S之間,因此可儘量接近電子零件C及基板S進行拍攝。因此,在拍攝後的安裝中,可縮短電子零件C移動至基板S的距離。另外,也不會在拍攝前後使照相機在基板S上大幅移動。由此,可抑制伴隨這些移動的誤差及揚塵。
另外,如上所述,為了不妨礙安裝頭31及載台21的移動動作,第一拍攝部4、第二拍攝部5分別獨立於它們配置。因此,在對電子零件C及基板S的安裝區域B進行定位時,僅安裝頭31、或者僅載台21、或者兩者移動,但均獨立於拍攝部4、拍攝部5,因此與不獨立於拍攝部4、拍攝部5的情況相比,移動的部分可輕量化,還可減少移動誤差。
與此種本實施形態相比較,例如,在利用與安裝頭31一體地設置的拍攝部對基板S的標記進行拍攝的情況下,首先,將拍攝部定位在安裝位置OA上進行拍攝,基於拍攝結果來識別基板S的位置,將安裝頭31所保持的電子零件C定位安裝於以與另外識別的電子零件C的位置進行位置對準的方式定位的位置。在此情況下,在對基板S進行拍攝時及進行安裝時,相對於安裝位置OA,產生一體地設置的拍攝部與安裝頭31的移動,由此而產生誤差或揚塵變多的可能性。本實施形態的安裝裝置1中,安裝頭31、基板S的安裝區域B、第一拍攝部4、第二拍攝部5獨立地配置於安裝位置OA上,因此只需用於定位的微小移動即可,另外,不會在每次利用拍攝部4、拍攝部5進行拍攝時使電子零件C及基板S與照相機一起移動。由此,可高精度地安裝,還可抑制揚塵。
而且,為了實現高的要求精度,需要使用高倍率的照相機。並非像本實施形態這樣,將第二拍攝部5配置於安裝頭31的上部,越過安裝頭31來拍攝標記M,即,並非藉由透明的保持部31b來拍攝標記M,而是藉由利用以與安裝頭31鄰接的方式設置於安裝頭31的照相機進行拍攝來實現高的要求精度,實際上並不可能。首先,安裝頭31的外形不得不大於要安裝的電子零件C。而且,基板S的供標注標記M的區域只不過是較供安裝電子零件C的區域大幾毫米左右的範圍。因此,供標注標記M的區域位於比安裝頭31的外形靠近安裝頭31的中心的位置。因此,即使與安裝頭31鄰接地配置照相機的鏡筒,在將安裝頭31定位在安裝位置OA的狀態下,標記M也不會進入照相機的視野範圍,無法利用照相機拍攝標記M。因此,必須使安裝頭31偏離安裝位置OA,在標記M收入照相機的視野範圍內的位置進行拍攝。
一般而言,越是高倍率的物鏡,圖像越暗。圖像的亮度與數值孔徑(numerical aperture,NA)的平方成正比,與綜合倍率(M)的平方成反比。即,數值孔徑越大,圖像越亮,倍率越高,圖像越暗。因此,在需要高倍率的情況下,需要增大數值孔徑,從而產生使用直徑大的物鏡的需要。例如,要求高精度定位的高倍率照相機的包括物鏡的鏡筒通常需要口徑為10 mm以上。若獲得最佳圖像的部位設為透鏡的中心,則設置在與安裝頭31鄰接的位置處的照相機可見到遠離安裝頭31的端部5 mm以上的部位。於是,只能在遠離安裝頭31的地方進行拍攝。因此,無論是單一照相機還是使用多個照相機,在將安裝頭31的中心定位在安裝位置OA的狀態下,均無法拍攝基板S的標記M。因此,為了拍攝,需要將照相機定位在基板S的標記M上。
即,為了使基板S的標記M進入視野範圍進行拍攝,需要移動安裝頭31來將照相機定位在標記M的正上方,在所述移動時會產生誤差。例如,在識別電子零件C的標記M而獲得用於定位的位置資訊,之後識別基板S的標記M的情況下,為了識別標記M而必須使照相機與安裝頭31一起移動,之後即使返回到原來的位置,也有由於伴隨所述移動的誤差,電子零件C的位置產生偏移的可能性。另外,也有揚塵增加的可能性。
另外,在拍攝視野中只進入基板S的多個(兩個)標記M中的一個的情況下,為了拍攝基板S的多個(兩個)標記M,需要在標記M間移動照相機進行拍攝。即,在以與安裝頭31鄰接的方式將照相機設置於安裝頭31的情況下,需要使安裝頭31移動安裝頭31的中心與照相機的中心的距離的部分、以及兩個標記M的隔開距離的部分,有產生更大的誤差的可能性或揚塵增加的可能性。
無論照相機是單個還是多個其都不會改變。假設,即使以與安裝頭31鄰接並與兩點標記M對應的方式配置兩個照相機,也只能將較配置於對角的兩點標記M的距離更遠的部位設為視野範圍,因此必須使照相機與安裝頭31一起移動,同樣產生偏移。
另外,例如在先進行基板S的標記M的識別,之後識別電子零件C的標記m的情況下,在對設置於安裝位置OA的安裝頭31所保持的電子零件C的標記m進行拍攝的照相機中,在基板S位於應安裝的位置(安裝位置OA)的狀態下,電子零件C被遮住,無法識別其位置。因此,必須移動獲得用於定位的位置資訊後的基板S來拍攝標記m,並返回至原來的位置,由於所述移動而產生基板S的位置偏移。另外,揚塵也增加。
此外,還可考慮在與應安裝的位置不同的位置,準備標注了與基板S的標記M相對應的標記的模板(template),基於所述模板的標記與基板S的標記M的相對位置來進行定位。但是,在此情況下,每次安裝電子零件C時,為了識別模板的標記,必須移動安裝頭31與照相機。於是,額外花費識別模板的標記所需的時間及定位所需的時間,因此生產性降低。另外,機構的移動距離增大,因此揚塵的量也增加,伴隨移動的誤差也增大。
本實施形態中,在標記m、標記M的拍攝後,可抑制電子零件C及基板S的移動距離,因此位置偏移、生產性的降低、發塵量的任一個均可抑制。
透過部具有透明的板狀構件。因此,在與微小的電子零件C的大小對應的狹窄區域中,可實現對電子零件C的保持及確保基板S的標記M的透過性拍攝。
第一拍攝部4及第二拍攝部5相對於安裝位置OA不動地設置。因此,第一拍攝部4的拍攝區域及第二拍攝部5的拍攝區域不會產生偏移,還可防止移動引起的揚塵。
包括作為定位機構發揮功能的驅動機構22,驅動機構22具有使載台21在水平面內移動的雙軸移動機構,所述雙軸移動機構具有一對導軌22a、與其正交的方向的一對導軌22b,且一對導軌22a、一對導軌22b分別隔著安裝位置OA對稱配置。因此,在對定位於安裝位置OA的基板S安裝電子零件C時,可抑制載台21的變形,能夠實現高精度的安裝。當然,藉由一對導軌22a、一對導軌22b隔著安裝位置OA配置則可抑制變形,因此不一定限於相對於安裝位置OA對稱配置。
驅動機構22包括沿導軌22b移動的移動板23,在移動板23形成有貫通孔23a,以使第一拍攝部4能夠拍攝電子零件C。因此,第一拍攝部4可拍攝電子零件C,而不受對基板S進行定位的機構的妨礙。此外,只要能夠拍攝基板S,則可將透光構件嵌入至貫通孔23a,也可由透光構件構成移動板23的一部分或全部。
[變形例]
(1)安裝頭31只要構成為第二拍攝部5可拍攝基板S的標記M即可。因此,安裝頭31的透過部即使並非由透明的材料形成,也可在與標記M對應的部位形成貫通孔。更具體而言,保持部31b可由不透明的構件形成,而在與標記M對應的部位形成貫通孔,也可不存在中空部31a,且保持部31b由不透明的構件形成,而在與安裝頭31及保持部31b的標記M對應的部位形成貫通孔。即,此種貫通孔也是安裝頭31的透過部。
(2)第一拍攝部4及第二拍攝部5的拍攝視野考慮以下形態。
(A)一併拍攝視野
一併拍攝視野是可一併拍攝多個標記m或多個標記M的視野範圍。例如,電子零件C交予安裝頭31時的位置在一定的範圍內產生偏差。因此,若具有電子零件C的兩個標記m的位置有偏差也可拍攝的範圍的拍攝視野,則不需要為了拍攝兩個標記m而移動第一拍攝部4。此外,關於第二拍攝部5,也是若具有一併拍攝視野,則不需要為了拍攝兩個標記M而進行移動。
(B)個別拍攝視野
個別拍攝視野是僅分別個別地拍攝多個標記m或多個標記M的拍攝視野,即,可拍攝一個標記m或一個標記M的視野範圍。
所述實施形態中,說明了可越過安裝頭31拍攝標記M,同時第一拍攝部4及第二拍攝部5可在一個拍攝視野內拍攝電子零件C及基板S的安裝區域B的情況,但根據所要求的安裝精度,還存在成為更高倍率的情況。在此種情況下,擔心無法在一個拍攝視野內拍攝電子零件C及基板S的安裝區域B。即,有時第一拍攝部4及第二拍攝部5僅具有個別拍攝視野。在此情況下,如上所述,需要在多個標記間移動拍攝視野來拍攝標記。
所述拍攝視野的標記間的移動例如是相對於拍攝電子零件C的第一拍攝部4,使安裝頭31在設置於電子零件C的角部的對角的兩個標記m間移動。安裝頭31能夠XY移動,因此可直接應用。即使在需要此種拍攝視野的標記間的移動的情況下,移動的也僅為安裝頭31,其移動距離止於電子零件C的大小的範圍,只需短的移動距離即可,因此可抑制誤差及揚塵。
另外,也可藉由使第一拍攝部4移動來進行拍攝視野的標記m間的移動。即,第一拍攝部4也可在供安裝電子零件C的位置(安裝位置OA)可動地設置。在使第一拍攝部4可動的情況下,設置用於使其移動的移動裝置,將第一拍攝部4固定於所述移動裝置。在此情況下,僅第一拍攝部4移動,安裝頭31不動。進而,其移動距離止於電子零件C的大小的範圍,只需短的移動距離即可。因此,可抑制誤差及揚塵。另外,第一拍攝部4配置於基板S的下方,因此即使出現揚塵,也可抑制塵埃附著於基板S的表面。
同樣地,例如,為了在基板S的安裝區域B附近拍攝設置在矩形區域的角部的對角處的兩個標記M,而使拍攝視野在標記M間移動。在此情況下,相對於拍攝基板S的第二拍攝部5,使載台21在標記M間移動。載台21能夠XY移動,因此可直接應用。即使在此情況下,移動的也僅為載台21,其移動距離止於基板S的安裝區域B附近的大小的範圍,只需短的移動距離即可,因此可抑制誤差及揚塵。載台21的驅動機構22配置於基板S的下方,因此即使出現揚塵,塵埃也不會附著於基板S的表面。
另外,也可藉由使第二拍攝部5移動來進行標記M間的移動。即,第二拍攝部5也可在供安裝電子零件C的位置(安裝位置OA)可動地設置。在使第二拍攝部5可動的情況下,設置用於使其移動的移動裝置,並將第二拍攝部5固定於所述移動裝置。在此情況下,僅第二拍攝部5移動,安裝頭31及載台21不動。進而,其移動距離止於基板S的安裝區域B附近的大小的範圍,只需短的移動距離即可。因此,可抑制誤差及揚塵。
(3)所述實施形態中,以使算出的電子零件C的位置與基板S的安裝區域B的位置分別對準基準位置的方式進行定位,但不限於此,也可以使安裝區域B的位置對準電子零件C的位置的方式進行定位,或者以使電子零件C的位置對準安裝區域B的位置的方式進行定位。總之,只要可使基板S的安裝區域B的位置及電子零件C的位置對準即可。
(4)所述實施形態中,為了進行電子零件C與基板S的定位,控制裝置6進行控制以移動基板S,但也可為了定位即位置對準的校正而並非使基板S移動。在此情況下,藉由安裝頭31而使電子零件C移動。如圖2所示,基板S大多情況下安裝多個電子零件C。此種基板S中,用於將各安裝區域B定位於安裝位置OA的載台21的移動範圍變大。在此情況下,在載台21的可動範圍中,定位誤差常常根據場所而不同,擔心拍攝基板S的照相機(第二拍攝部5)對基板位置的識別結果無法正確反映。因此,藉由利用安裝頭31的移動來對基板位置(安裝位置OA=標記M的位置)相對於基準位置的偏移進行定位,可更準確地進行電子零件C與基板S的定位。另外,藉由移動更小、更輕的安裝頭31而非移動又大又重的載台21,可進一步抑制移動誤差。此外,在此情況下,圖5中的步驟S107的基板定位藉由使驅動機構32運行來進行。
(5)相基板支撐機構2的載台21交接基板S也可在安裝位置OA進行。在此情況下,可在向載台21供給基板S之後,在利用第一拍攝部4拍攝電子零件C的標記m之前,使基板S自安裝位置OA退避。
(6)所述實施形態中,進行前面朝下安裝。即,在前面朝下安裝的情況下,自晶片分離前的個別電子零件C的形成有半導體層的面(前面)向上,即前面朝上。經拾取的電子零件C反轉後向下,即前面朝下。接收到其的移送機構以向下的狀態將其交予安裝頭31,因此安裝頭31向下保持電子零件C。自安裝頭31的下方,由第一拍攝部4拍攝電子零件C的前面(包括標記m)。基板S在安裝頭31的下方移動。自安裝頭31的上方,由第二拍攝部5經由透過部拍攝基板S的前面(包括標記M)。進行安裝頭31保持的電子零件C與基板S的定位來進行安裝。
另一方面,所述實施形態的安裝裝置1還可進行前面朝上安裝。在前面朝上安裝的情況下,第一拍攝部4無法拍攝電子零件C的前面,因此不使用,由第二拍攝部5對電子零件C的前面進行拍攝。即,自晶片拾取的電子零件C不反轉而是向上。接收到其的移送機構以向上的狀態將其交予安裝頭31,因此安裝頭31向上保持電子零件C。自安裝頭31的上方,由第二拍攝部5經由透過部拍攝向上的電子零件C的前面(包括標記m)。基板S在安裝頭31的下方移動。自安裝頭31的上方,由第二拍攝部5經由透過部拍攝基板S的前面(包括標記M)。進行安裝頭31保持的電子零件C與基板S的定位來進行安裝。
在以所述方式進行前面朝上安裝的情況下,也可根據電子零件C的標記m的拍攝結果,在電子零件C與基板S的定位之前,進行安裝頭31的基準位置與電子零件C的定位。在保持於安裝頭31的電子零件C偏離基準位置大的情況下,有基板S的標記M被電子零件C遮住的可能性,但藉由所述定位,可避免此種情形。其與後述的將第一拍攝部4、第二拍攝部5的照相機設為紅外線照相機時的一次校正相同。藉由以上,可在發揮與所述實施形態同樣的效果的同時,將本安裝裝置1應用於前面朝上安裝。
(7)第二拍攝部5可設為能夠透過性地拍攝電子零件C的標記m的照相機。例如,將拍攝基板S的標記M的第二拍攝部5的照相機設為紅外線照相機。由此,由第二拍攝部5經由保持部31b且透過電子零件C來對保持部31b所保持的電子零件C的標記m進行拍攝。定位機構基於由第二拍攝部5拍攝的基板S的標記M及電子零件C的標記m,進行基板S與電子零件C的定位。另外,在此之前,基於根據由第一拍攝部4拍攝的電子零件C的標記m的圖像而求出的電子零件C的位置,進行電子零件C的定位。
即,如上所述,在利用第一拍攝部4拍攝電子零件C的標記m後,將電子零件C定位在基準位置(一次校正)。然後,移動安裝頭31使電子零件C貼近基板S,由第二拍攝部5拍攝基板S的標記M且同時透過性地拍攝電子零件C,進行基板S的定位(二次校正),將電子零件C安裝於基板S。在利用第二拍攝部5拍攝後,用於安裝的安裝頭31只需非常近距離的下降移動即可,因此進一步抑制位置偏移。
參照圖6的(A)~(C)的說明圖、圖7的流程圖具體說明所述定位動作。此外,圖6的(A)~(C)的上段是表示第一拍攝部4、安裝頭31、第二拍攝部5的位置的側面圖,下段是表示要拍攝的電子零件C與標記m、基板S的標記M的位置的平面圖。
自電子零件C的移送至基板S的移動的動作與所述的S101~S105相同(S201~S205)。即,如圖6的(A)所示,在電子零件C的保持部31b,以帶有標記m的前面朝向第一拍攝部4的方向保持電子零件C。在此狀態下,由第一拍攝部4拍攝標記m進行位置識別,進行使電子零件C對準基準位置的一次校正。
然後,如圖6的(B)所示,退避的載台21移動至安裝位置OA、即第二拍攝部5之下(步驟S205),安裝頭31相對於所載置的基板S下降,以電子零件C與基板S成為例如約10 μm的間隔的方式定位(步驟S206)。
在所述狀態下,由第二拍攝部5經由保持部31b的透過部對基板S的標記M進行拍攝(步驟S207)。與此同時,第二拍攝部5透過保持部31b的透過部及電子零件C,對保持部31b所保持的電子零件C的標記m進行拍攝。如圖6的(C)所示,第二拍攝部5藉由標記m與標記M的拍攝來識別其位置,對電子零件C與基板S進行定位(二次校正)(步驟S208),使安裝頭31下降,將電子零件C安裝於基板S(步驟S209)。
藉由以上,在使基板S與電子零件C貼近的狀態下,利用相同的拍攝部同時進行電子零件C與基板S的位置識別,因此並無使用由多個拍攝部得到的位置識別結果時所包含的拍攝部間的位置的誤差。因此,與所述實施形態相比,可提高電子零件C與基板S的定位的精度。另外,電子零件C與基板S的定位後的下降距離甚微,因此還抑制伴隨下降移動的位置偏移,定位的精度提高。
此外,在藉由第二拍攝部5同時進行電子零件C與基板S的位置識別時,第二拍攝部5只要可對電子零件C的標記m與基板S的標記M進行可確保必要的識別精度的拍攝即可,未必需要進行步驟S206中的使電子零件C與基板S貼近的作業。在此情況下,不分割進行電子零件C的下降的移動,因此可縮短處理時間。
在保持於安裝頭31的電子零件C偏離基準位置大的情況下,有基板S的標記M被電子零件C遮住的可能性,但第二拍攝部5藉由標記m與標記M的拍攝來識別其位置,在對電子零件C與基板S進行定位的二次校正之前,由第一拍攝部4拍攝標記m進行位置識別,進行使電子零件C對準基準位置的一次校正,由此可避免此種情形。此外,在電子零件C向安裝頭31交接的位置偏移在可容許的範圍內的情況下,也可不進行一次校正。
另外,此種一次校正若使用能夠透過性地拍攝的照相機作為第一拍攝部4,則也可應用於前面朝上的安裝中。即,也可為,第一拍攝部4具有能夠透過性地拍攝電子零件C的標記m的照相機,定位機構基於根據由第一拍攝部4拍攝的電子零件C的標記m的圖像而求出的電子零件C的位置,進行電子零件C的定位後,基於由第二拍攝部5拍攝的基板S的標記M及電子零件C的標記m,進行基板S與電子零件C的定位。在此情況下,第二拍攝部5也可不一定是能夠透過性地拍攝電子零件C的標記m的照相機。
(8)另外,可在作為用於進行安裝的工具的安裝頭31設置作為基準的標記。設於所述安裝頭31的標記設置成可由第一拍攝部4與第二拍攝部5中的任一個拍攝。定位機構基於由第一拍攝部4及第二拍攝部5拍攝的電子零件C的標記m、基板S的標記M及根據安裝頭31的標記的圖像而求出的基板S與電子零件C的位置,進行基板S與電子零件C的定位。在此情況下,預先分別利用第一拍攝部4與第二拍攝部5拍攝安裝頭31的標記,基於安裝頭31的標記,進行第一拍攝部4與第二拍攝部5的各照相機的位置對準(基準對準)。由此,可抑制照相機間的位置檢測結果的偏差,因此進一步抑制安裝的位置偏移。另外,還可抑制各照相機的位置的經時變化引起的偏移。
例如,進行兩個照相機的位置對準還可考慮使用與安裝頭31分開準備的夾具,但此種夾具在需要調整照相機間的位置對準時裝設於裝置,拍攝結束後需要拆卸。如此,每次調整時需要安置夾具,因此維護性及生產性差。另外,由於夾具的設置與拆卸,揚塵也增加。也難以實時追蹤經時的變化。本實施形態中,沒有裝設拆卸夾具的工夫。可在實時運轉中進行經時的調整,可實現高的安裝精度,還可抑制揚塵。
進而,以設置於安裝頭31的標記為基準,因此,例如與在裝置內使用與安裝頭31分開準備的模板(夾具)的標記的情況相比,不需要用於識別標記的額外的移動及時間,可抑制生產性的降低、揚塵量的增加、伴隨移動的誤差。
參照圖8的(A)~(C)的說明圖、圖9的流程圖來具體說明所述定位動作。此外,圖8的(A)~(C)的上段是表示第一拍攝部4、安裝頭31、第二拍攝部5的位置的側面圖,下段是表示電子零件C與標記m、基板S的標記M、安裝頭31的標記ma的位置的平面圖。
首先,安裝頭31的標記ma在保持部31b的下端面設置在與電子零件C的保持位置不重疊的位置、且能夠經由透過部拍攝的位置。例如,如圖8的(A)所示,以位於電子零件C的標記m的外側的方式,對角地設有兩處。在安裝頭31保持電子零件C之前,利用第一拍攝部4及第二拍攝部5拍攝安裝頭31的標記ma,登記標記ma的位置相對於各個基準位置的偏移量(還包括水平面內的傾斜)即校正值(步驟S301)。移送機構移送電子零件C(步驟S302),安裝頭31保持電子零件C(步驟S303)。
第一拍攝部4同時拍攝電子零件C的標記m及安裝頭31的標記ma,算出兩者的位置關係(步驟S304)。如圖8的(B)所示,基板S移動至安裝位置OA(步驟S305),第二拍攝部5同時拍攝基板S的標記M及安裝頭31的標記ma,算出兩者的位置關係(步驟S306)。定位機構根據登記的第一拍攝部4、第二拍攝部5的校正值、電子零件C的標記m與安裝頭31的標記ma的位置關係、及基板S的標記M與安裝頭31的標記ma的位置關係,以安裝頭31的標記ma為基準進行電子零件C與基板S的定位(步驟S307)。如圖8的(C)所示,在定位後,使安裝頭31下降,將電子零件C安裝於基板S(步驟S308)。
藉由以上,以設置於安裝頭31的標記ma為基準來掌握第一拍攝部4與第二拍攝部5之間的位置關係,可對準電子零件C與基板S的位置。由於可抑制多個拍攝部間的位置的誤差,因此與所述實施形態相比,可進一步提高電子零件C與基板S的定位的精度。另外,即使多個拍攝部間的位置關係經時變化,也可保證電子零件C與基板S的定位的精度,因此定位的精度提高。另外,所述實施形態中,為了使第一拍攝部4、第二拍攝部5的位置儘量接近基準位置(設計位置),安裝裝置1的組裝需要時間,但在本形態中,在組裝時第一拍攝部4、第二拍攝部5相對於基準位置的位置不要求高精度,因此使裝置的製造及維護時變得省力。
此外,設置於安裝頭31的標記ma只要是第一拍攝部4、第二拍攝部5可拍攝的特徵點(標記)即可。作為特徵點,可為印刷或雕刻的圖案,也可為凹部或貫通的孔。在要設置標記ma的保持部31b為玻璃那樣的透明的板原材料的情況下,不一定需要在保持部31b的下端面設置標記ma,也可在保持部31b的與保持電子零件C的面相反的面設置標記ma。在此情況下,也同樣地第一拍攝部4、第二拍攝部5可拍攝標記ma,可抑制誤差。另外,若為貫通孔,則即使不將保持部31b設為透明的原材料,也可利用第一拍攝部4、第二拍攝部5來拍攝一個孔,因此仍可抑制誤差。
另外,例如還可將形成於基板支撐機構2的移動板23上的貫通孔23a設為透明的玻璃板等透光構件,在所述透光構件上設置標記,來代替在安裝頭31上設置標記。貫通孔23a的部分是用於利用第一拍攝部4拍攝電子零件C的部分,因此也不與基板S互相干涉。
[其他實施形態]
以上,對本發明的實施形態及各部的變形例進行了說明,但所述實施形態及各部的變形例是作為一例來提示,並非旨在限定發明的範圍。所述這些新穎的實施形態可以其他各種形態實施,在不脫離發明的主旨的範圍內,可進行各種省略、置換、變更。這些實施形態及其變形包含在發明的範圍及主旨中,並且包含在發明申請專利範圍所記載的發明中。
1:安裝裝置
2:基板支撐機構
3:安裝機構
4:第一拍攝部
5:第二拍攝部
6:控制裝置
11:支撐台
11a:收容孔
21:載台
22:驅動機構
22a、22b、33a、34a、35a:導軌
23:移動板
23a:貫通孔
31:安裝頭
31a:中空部
31b:保持部
32:驅動機構
33、34、35:移動體
B:安裝區域
C:電子零件
D:吸附區域
m、M、ma:標記
OA:安裝位置
S:基板
S101~S108、S201~S209、S301~S308:步驟
T:透過區域
X、Y、Z:坐標軸
圖1是表示實施形態的安裝裝置的概略結構的正面圖。
圖2是表示電子零件與基板的平面圖。
圖3是安裝裝置的平面圖(A)、安裝部位的放大平面圖(B)。
圖4的(A)~(C)是表示安裝裝置的安裝過程的說明圖。
圖5是表示安裝裝置的安裝過程的流程圖。
圖6的(A)~(C)是表示另一形態的安裝裝置的安裝方法的說明圖。
圖7是表示圖6的形態的安裝過程的流程圖。
圖8的(A)~(C)是表示又一形態的安裝裝置的安裝方法的說明圖。
圖9是表示圖8的形態的安裝過程的流程圖。
1:安裝裝置
2:基板支撐機構
3:安裝機構
4:第一拍攝部
5:第二拍攝部
6:控制裝置
11:支撐台
11a:收容孔
21:載台
22:驅動機構
22a、22b、33a、34a、35a:導軌
23:移動板
23a:貫通孔
31:安裝頭
31a:中空部
31b:保持部
33、34、35:移動體
C:電子零件
OA:安裝位置
S:基板
X、Y、Z:坐標軸
Claims (8)
- 一種電子零件的安裝裝置,其特徵在於包括: 安裝機構,將電子零件安裝於基板; 基板支撐機構,支撐供安裝所述電子零件的所述基板; 安裝頭,設置於所述安裝機構且具有透過部,所述透過部使得在保持所述電子零件的狀態下能夠透過透過部來識別所述基板的標記; 第一拍攝部,在所述安裝頭將所述電子零件安裝於所述基板的安裝位置,配置於較所述基板支撐機構更靠下側,且在所述基板自所述安裝位置退避的狀態下,對所述安裝頭所保持的所述電子零件的標記進行拍攝; 第二拍攝部,在所述安裝位置配置於較所述安裝頭更靠上側,且藉由所述透過部來拍攝所述基板的標記;以及 定位機構,基於根據由所述第一拍攝部、所述第二拍攝部拍攝的標記的圖像而求出的所述基板與所述電子零件的位置,進行所述基板與所述電子零件的定位。
- 如請求項1所述的電子零件的安裝裝置,其中所述第一拍攝部及所述第二拍攝部相對於所述安裝位置不動地設置。
- 如請求項1所述的電子零件的安裝裝置,其中所述第二拍攝部具有能夠透過性地拍攝所述電子零件的標記的照相機,且 所述定位機構基於由所述第二拍攝部拍攝的所述基板的標記及所述電子零件的標記,進行所述基板與所述電子零件的定位。
- 如請求項3所述的電子零件的安裝裝置,其中所述定位機構在基於由所述第二拍攝部拍攝的所述基板的標記及所述電子零件的標記,進行所述基板與所述電子零件的定位之前,基於根據由所述第一拍攝部拍攝的所述電子零件的標記的圖像而求出的所述電子零件的位置,進行所述電子零件的定位。
- 如請求項1所述的電子零件的安裝裝置,其中所述第一拍攝部具有能夠透過性地拍攝所述電子零件的標記的照相機,且 所述定位機構在基於根據由所述第一拍攝部拍攝的所述電子零件的標記的圖像而求出的所述電子零件的位置,進行所述電子零件的定位後,基於由所述第二拍攝部拍攝的所述基板的標記及所述電子零件的標記,進行所述基板與所述電子零件的定位。
- 如請求項1所述的電子零件的安裝裝置,其中在所述安裝頭設置有所述第一拍攝部能夠拍攝並且所述第二拍攝部能夠拍攝的標記,且 所述定位機構基於根據由所述第一拍攝部及所述第二拍攝部拍攝的所述電子零件的標記、所述基板的標記及所述安裝頭的標記的圖像而求出的所述基板與所述電子零件的位置,進行所述基板與所述電子零件的定位。
- 如請求項1所述的電子零件的安裝裝置,其中所述透過部具有透明的板狀構件。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的電子零件的安裝裝置,其包括移送機構,所述移送機構在所述安裝位置對所述安裝頭交接所述電子零件。
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