JP4147963B2

JP4147963B2 - Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method

Info

Publication number: JP4147963B2
Application number: JP2003032151A
Authority: JP
Inventors: 宏土師
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: CN101083901A; CN1701651A; CN100366137C; JP2004265921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品搭載装置では、電子部品供給部から取り出した電子部品を搭載ヘッドによって保持して基板に搭載する搭載動作が反復して行われる。この搭載動作においては、電子部品を基板に精度良く位置合わせすることが求められるため、搭載ヘッドに保持された状態の電子部品と基板上の搭載点の位置を光学的に検出し、この位置検出結果に基づいて電子部品と基板との相対位置合わせを行う方法が広く用いられている。
【０００３】
この光学的位置検出は、電子部品および基板をそれぞれカメラで撮像して得られた２つの画像を画像認識処理することにより行われる。この画像認識においては、電子部品と基板の搭載点は別の画像から認識されるため、電子部品の基板の搭載点とを高精度に合わせするためには、２つの画像の光学座標系上の相対位置関係が正しく求められていることが重要である。
【０００４】
このため、撮像視野方向が下向きの基板認識用のカメラと撮像視野方向が上向きの電子部品認識用のカメラとを一体化した上下両方向視野のカメラが用いられるようになっている（例えば特許文献１参照）。このカメラを用いる場合には、一般に電子部品を保持した搭載ヘッドが基板上に位置した状態で、カメラを搭載ヘッドと基板の間の空間に進出させ、基板の搭載点と搭載ヘッドに保持された電子部品の双方の画像を同時に取り込む。これにより、上方向の撮像視野と下方向の撮像視野との相対位置関係が常に保たれ、高精度の位置検出が実現される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７７５９２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来技術においては、カメラを基板と搭載ヘッドとの間に位置させる必要があるという制約から、搭載動作のタクトタイムの短縮には限界があった。すなわち、上述の位置検出は搭載ヘッドによって搭載される個々の電子部品毎に行われることから、１つの電子部品の搭載動作においては、画像取り込みのためにカメラを搭載ヘッドの直下まで進出させる動作と、画像取り込み後に搭載ヘッドの下降動作との干渉を避けるためにカメラを基板上から退避させる動作とをその都度行う必要があった。
【０００７】
また、電子部品を保持した搭載ヘッドに基板上で搭載動作を行わせる際には、搭載ヘッドの昇降高さをできるだけ小さく設定して動作時間を短縮することが望ましい。ところが上述のようにカメラの進出を可能とするためのクリアランスを確保する必要があることから、搭載動作における搭載ヘッドの下降量を小さくすることができなかった。このように、従来の電子部品搭載装置においては、良好な搭載位置精度と高効率の部品搭載作業とを両立させることが困難であった。
【０００８】
そこで本発明は、良好な搭載位置精度と高効率の部品搭載作業とを両立させ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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品搭載装置は、基板を保持する保持部と、電子部品を供給する電子部品供給手段と、電子部品供給手段から供給された電子部品を吸着保持する複数の搭載ノズルを備えた搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドを移動させる搭載ヘッド移動機構と、カメラを備えた観察ヘッドと、前記観察ヘッドを移動させる観察ヘッド移動機構と、前記搭載ヘッド移動機構の制御による前記搭載ヘッドの移動、前記観察ヘッド移動機構の制御による前記観察ヘッドの移動、前記搭載ヘッドによる電子部品の吸着及び前記観察ヘッドによる撮像を行わせる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数の搭載ノズルに複数の電子部品を吸着保持させた前記搭載ヘッドを基板の上方に移動させた後、前記観察ヘッドを前記搭載ヘッドと基板の間の空間に進出させ、前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた複数の電子部品を順次基板上の対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めしながらその仮位置決めした電子部品および対応する電子部品搭載部を前記観察ヘッドにより撮像し、前記観察ヘッドを前記空間から退避させた後、前記撮像により得られた画像から求められる全ての電子部品についての電子部品搭載部との相対位置関係に基づいて、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる。
【００１４】
請求項２記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記制御手段が、前記搭載ヘッドを移動させて前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた各電子部品を対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めする仮位置決め動作処理部と、仮位置決め動作処理部により各電子部品が対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めされたときの前記搭載ヘッドの位置を仮位置決め位置としてその仮位置決めされたときの電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部の組毎に記憶する仮位置決め位置記憶部と、前記観察ヘッドにより取り込んだ電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部の画像より電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との相対位置関係を前記組毎に求める相対位置関係算出処理部と、相対位置関係算出処理部において求められた電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との前記相対位置関係を前記組毎に記憶する相対位置関係記憶部と、仮位置決め位置記憶部ならびに相対位置関係記憶部にそれぞれ記憶された前記組毎の前記仮位置決め位置および前記組毎の前記相対位置関係に基づいて前記搭載ヘッドを基板に位置決めするためのアライメント情報を算出するアライメント情報算出部と、アライメント情報算出部において算出された前記アライメント情報に基づいて前記搭載ヘッドを移動させ、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる搭載動作処理部とを備えた。
【００１９】
請求項３記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記制御手段が、前記搭載ヘッドを移動させて前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた各電子部品を対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めする仮位置決め動作処理部と、前記観察ヘッドにより取り込んだ電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部の画像より電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との相対位置関係を仮位置決めされた電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部の組毎に求める相対位置関係算出処理部と、仮位置決め動作処理部により各電子部品が対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めされたときの前記搭載ヘッドの位置と相対位置関係処理部において求められた電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との前記相対位置関係に基づいて前記搭載ヘッドを基板に位置決めするためのアライメント情報を算出するアライメント情報算出部と、アライメント情報算出部において算出された前記アライメント情報を前記組毎に記憶するアライメント情報記憶部と、アライメント情報記憶部に記憶された前記アライメント情報に基づいて前記搭載ヘッドを移動させ、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる搭載動作処理部とを備えた。
【００２０】
請求項４記載の電子部品搭載装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品搭載装置であって、前記搭載ヘッドと前記保持部との間隔を変更する間隔変更手段を備え、前記制御手段は、前記観察ヘッドを前記空間から退避させた後、前記間隔変更手段を制御して前記搭載ヘッドと前記保持部との間隔を狭くする。
【００２１】
請求項５記載の電子部品搭載装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品搭載装置であって、前記保持部の横方向の空間が前記観察ヘッドの退避位置となっている。
【００２２】
請求項６記載の電子部品搭載装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の電子部品搭載装置であって、前記観察ヘッドが電子部品を観察する電子部品用カメラと基板の電子部品搭載部を観察する基板用カメラを備えている。
【００２３】
請求項７記載の電子部品搭載装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の電子部品搭載装置であって、前記電子部品用カメラと前記基板用カメラの光路を水平に設け、前記電子部品用カメラの光路を上方に向けるとともに、前記基板用カメラの光路を下方に向けるプリズムを有する。
【００２４】
請求項８記載の電子部品搭載方法は、供給された複数の電子部品を搭載ヘッドが備える複数の搭載ノズルに吸着保持させ、その搭載ヘッドを基板の上方に移動させる工程と、基板の上方に移動させた前記搭載ヘッドと基板の間の空間に観察ヘッドを進出させる工程と、前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた複数の電子部品を順次基板上の対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めしながらその仮位置決めした電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部を前記観察ヘッドにより撮像する工程と、前記撮像の後、前記観察ヘッドを前記空間から退避させ、前記撮像により得られた画像から求められる全ての電子部品についての電子部品搭載部との相対位置関係に基づいて、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる工程とを含む。
【００２５】
本発明によれば、搭載ヘッドに設けた複数の搭載ノズルのそれぞれに電子部品を吸着保持して基板の電子部品搭載部に搭載する電子部品搭載において、仮位置決めされた電子部品と電子部品搭載部の間の空間に位置する観察ヘッドによってこの電子部品および電子部品搭載部を観察して両者の相対的な位置関係を求める相対位置検出を搭載ノズルに吸着保持されている全ての電子部品について行い、求めた相対位置関係を反映させて電子部品を電子部品搭載部に位置決めして搭載する搭載動作を全ての電子部品について順次実行することにより、良好な搭載位置精度と高効率の部品搭載作業とを両立させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の平面図、図２は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の側断面図、図３は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の平断面図、図４は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の観察ヘッドの機能説明図、図５、図６は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の観察ヘッドによる電子部品および基板の観察方法の説明図、図７は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の反転ステージの斜視図、図８は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の反転ステージの動作説明図、図９は本発明の実施の形態１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１０は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の標準モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図、図１１は本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）のフロー図、図１２、図１３、図１４，図１５は本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）の工程説明図、図１６は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の高精度モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図、図１７は本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）のフロー図、図１８、図１９，図２０、図２１，図２２は本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）の工程説明図である。
【００２７】
本明細書では、複数の個片基板をセットしたキャリア部材（搬送治具）も「基板」として考える。この場合、キャリア部材にセットされた個片基板に形成された電子部品の搭載部が、「基板に形成された電子部品搭載部」とする。
【００２８】
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。
【００２９】
粘着シート５には、電子部品である半導体チップ６（以下、単に「チップ６」と略記。）が個片に分離された状態で貼着されている。チップ６の上面には、突起電極であるバンプ６ａ（図８（ａ）参照）が複数形成されており、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は複数のチップ６をバンプ形成面を上向きにした状態で供給する。
【００３０】
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からチップ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の下方からチップ６を突き上げることにより、チップ６は粘着シート５から剥離される。エジェクタ８は、チップ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。
【００３１】
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（第１方向）に隔てた位置には、保持部１０が配置されている。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、１２、および基板搬出コンベア１３、１４がＸ方向（第２方向）に直列に配列されている。基板搬入コンベア１１、１２は、上流側から供給された基板９を受け取って保持部１０に渡す。保持部１０は受け渡された基板９を保持して実装位置に位置決めする。実装済みの基板９は、搬出コンベア１３，１４によって下流側に搬出される。
【００３２】
ここで保持部１０は、保持部昇降機構１６（図２参照）によって所定昇降ストロークだけ昇降自在となっている。保持部１０が上昇した状態（図２、図１３参照）における基板９の高さは、基板９に後述する搭載ヘッド３３によってチップ６を搭載する際の部品搭載高さとなっており、保持部１０が下降した状態（図１２，図１３参照）における基板９の高さは、後述する観察ヘッド３４によってチップ６および電子部品搭載部９ａを観察する際の観察高さとなっている。
【００３３】
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及び保持部１０を挟むように配設した形態となっている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
搭載ヘッド３３は、１個のチップ６を吸着保持するノズル３３ａ（搭載ノズル）を複数（ここでは４つ）備えており、各ノズル３３ａにそれぞれチップ６を吸着保持して複数のチップ６を保持した状態で移動可能となっている。そして搭載ヘッド３３はこれらのノズル３３ａを個別に昇降させる搭載ノズル昇降機構を有しており、それぞれのノズル３３ａによってチップ６を個別にピックアップし搭載することができるようになっている。
【００３９】
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、電子部品供給部２のチップ６を複数のノズル３３ａによって吸着保持し、これらのチップ６を保持部１０に保持された基板９に形成された複数の電子部品搭載部９ａ（図５参照）に搭載する。
【００４０】
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と保持部１０との間で移動させる搭載ヘッド移動機構５９（図１０参照）を構成する。
【００４１】
第１ビーム部材３１には、水平方向に延出した鏡筒部３４ａを備えた観察ヘッド３４が装着されており、観察ヘッド３４を保持するブラケット３４ｂ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、観察ヘッド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。
【００４２】
図３に示すように、電子部品供給部２と保持部１０との間には、仮位置決め用カメラ１５および反転ステージ１７が配設されている。仮位置決め用カメラ１５はラインカメラを備えており、ノズル３３ａにチップ６を保持した搭載ヘッド３３が仮位置決め用カメラ１５の上方を移動することにより、ノズル３３ａに保持されたチップ６の画像を取り込む。そしてこの画像を後述する電子部品仮認識部５７（図１０）によって認識処理することにより、チップ６の位置が認識される。この位置認識は、後述するように、チップ６を基板９上の電子部品搭載部９ａに仮位置決めするための仮認識である。
【００４３】
ここで観察ヘッド３４の機能について、図４を参照して説明する。図４に示すように観察ヘッド３４は、鏡筒部３４ａにチップ６を観察する電子部品用カメラ３６Ａと、基板９の電子部品搭載部９ａを観察する基板用カメラ３６Ｂの２つのカメラを、それぞれレンズ３７Ａ，３７Ｂを介して組み合わせた構成となっている。
【００４４】
鏡筒部３４ａの上面および下面には、観察対象物であるチップ６および基板９に対して照明光を照射する照明部３９Ａ、３９Ｂが設けられている。鏡筒部３４ａの内部には、レンズ３７Ａ，３７Ｂへの入射光を導く位置にそれぞれミラー３８Ａ、３８Ｂが配置されており、さらに上下両方向からの入射光をミラー３８Ａ、３８Ｂのいずれかに反射するプリズム３８Ｃが内蔵されている。
【００４５】
上下両方向に位置した２つの観察対象物の間に鏡筒部３４ａを進出させ、プリズム３８Ｃを観察対象物に位置合わせすることにより、上方の観察対象物からプリズム３８Ｃ、ミラー３８Ａ、レンズ３７Ａを経てカメラ３６Ａに至る光路Ａと、下方の観察対象物からプリズム３８Ｃ、ミラー３８Ｂ、レンズ３７Ｂを経てカメラ３６Ｂに至る光路Ｂが同時に形成される。
【００４６】
すなわち、観察ヘッド３４は、電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂのそれぞれの光路Ａ，光路Ｂを水平に設け、電子部品用カメラ３６Ａの光路Ａを上方に向けるとともに、同じ位置で基板用カメラ３６Ｂの光路Ｂを下方に向けるプリズム３８Ｃを有する構成となっている。ここで、上方に向いた光路Ａと、下方に向いた光路Ｂとは光学系の調整によって同一の垂直線上にある。
【００４７】
したがって、図４に示すように、保持部１０に保持された基板９とこの基板９の上方にチップ６を吸着保持して位置したノズル３３ａとの間の空間に鏡筒部３４ａを進出させ、プリズム３８Ｃをチップ６と基板９の電子部品搭載部９ａに位置合わせすることにより、チップ６と基板９の電子部品搭載部９ａの画像を、それぞれ電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂによって同時に取り込み、チップ６と電子部品搭載部９ａとの相対的な位置関係を求めることができるようになっている。
【００４８】
すなわち観察ヘッド３４は、電子部品搭載部９ａの上方に搭載ヘッド３３に吸着保持されたチップ６を仮位置決めした状態で、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの間から、このチップ６と電子部品搭載部９ａの画像を取り込む。
【００４９】
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、観察ヘッド３４はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、観察ヘッド３４は保持部１０に保持された基板９を撮像するための保持部１０の上方での移動と、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。
【００５０】
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、観察ヘッド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、観察ヘッド３４を移動させる観察ヘッド移動機構５８（図１０参照）を構成する。
【００５１】
電子部品搭載動作においては、観察ヘッド移動機構５８は、後述するように、搭載ヘッド３３の移動により順次仮位置決めされるチップ６に同期して観察ヘッド３４を移動させるとともに、チップ６を基板９に搭載する際には、観察ヘッド３４を保持部１０上から退避させる。保持部１０の横方向（Ｙ方向）の空間は、観察ヘッド３４が保持部１０上から退避する退避位置となっている。
【００５２】
前述のように保持部１０は保持部昇降機構１６によって昇降可能となっており、実行する動作によって保持部１０と搭載ヘッド３３との間隔を変更可能となっている。すなわち、観察ヘッド３４を観察動作のために搭載ヘッド３３と基板９との間の空間に進出させる場合には、保持部１０と搭載ヘッド３３との間の間隔を拡げ、観察動作が終了した後にはこの間隔を狭くする。したがって保持部昇降機構１６は、観察ヘッド３４が搭載ヘッド３３との間の空間から退避した後に、搭載ヘッド３３と保持部１０との間の間隔を変更して狭くする間隔変更手段として機能する。
【００５３】
第２ビーム部材３２には、ウェハ用カメラ３５が装着されており、ウェハ用カメラ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、ウェハ用カメラ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。
【００５４】
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、ウェハ用カメラ３５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、ウェハ用カメラ３５は電子部品供給部２に保持されたチップ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。
【００５５】
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、ウェハ用カメラ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、ウェハ用カメラ３５を移動させるウェハ用カメラ移動機構を構成する。
【００５６】
次に図５，図６を参照して、観察ヘッド３４による基板９およびチップ６の認識方法について説明する。図５は認識対象物中の２点を認識することにより認識対象物全体の位置認識を行う２点認識法を示している。この２点認識法を用いる場合には、電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂによる撮像に用いられる光学系の光学倍率を大きくし、撮像視野を狭い視野Ｗ１に設定する。
【００５７】
図５（ａ）において、保持部１０上には基板９が載置されており、基板９に形成された複数の電子部品搭載部９ａのうち２つには既にチップ６が搭載されている。保持部１０の上方には、ノズル３３ａにチップ６を保持した搭載ヘッド３３が位置している。このとき、搭載ヘッド３３は、ノズル３３ａに保持されたチップ６が対応する電子部品搭載部９ａの略直上に位置するよう、仮位置決めされた状態にある。
【００５８】
この状態で、基板９とチップ６との間の空間に観察ヘッド３４が進入し、チップ６および基板９を同時に認識するための撮像を行う。このとき、まず電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂの視野Ｗ１が、それぞれチップ６の一方側の対角位置のバンプ６ａ、電子部品搭載部９ａの一方側の対角に位置する電極９ｂを含むように観察ヘッド３４を移動させる。そして電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂによってそれぞれ視野Ｗ１内の画像を取得する。
【００５９】
次いで図５（ｂ）に示すように、観察ヘッド３４を移動させ、電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂの視野Ｗ１が、それぞれチップ６の他方側の対角位置のバンプ６ａ、電子部品搭載部９ａの他方側の対角に位置する電極９ｂを含むように観察ヘッド３４を移動させる。そして電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂによって同様にそれぞれ視野Ｗ１内の画像を取得する。
【００６０】
そして観察ヘッド３４による上述の２回の撮像動作によって求められた画像データを認識処理することにより、搭載ヘッド３３に保持された状態のチップ６の位置および基板９上の電子部品搭載部９ａの位置が認識される。この２点認識法は、対象となるチップ６のサイズが大きくて全体を同一視野内に納めることができない場合や、高い位置認識精度を必要とする場合に用いられる。
【００６１】
この２点認識法を用いる場合には、狭い視野Ｗ１内に目標とするポイントを確実に位置させる必要があるため、後述するように搭載ヘッド３３に保持された状態のチップ６を仮位置決め用カメラ１５で認識する仮認識動作を行い、この仮認識結果に基づいて、搭載ヘッド３３を仮位置決めする。
【００６２】
図６は、１回の撮像によって、チップ６，電子部品搭載部９ａのいずれについても全体を一括して認識する一括認識法を示している。この場合には、電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂの撮像視野を広い視野Ｗ２に設定した上で、観察ヘッド３４をチップ６と基板９との間の空間に進出させる。そしてこの状態で、電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂによってそれぞれ視野Ｗ１内のチップ６，電子部品搭載部９ａの全体の画像を取得する。なお、一括認識法の場合には、広い視野Ｗ２内にチップ６，電子部品搭載部９ａのいずれもが含まれるようにすることは容易であるため、仮位置決め用カメラ１５によるチップ６の仮認識動作は必ずしも必要としない。
【００６３】
次に、反転ステージ１７について図７、図８を参照して説明する。図７において、水平なベース部材７０上には、ブロック７１に結合された支持ポスト７２が２本立設されている。支持ポスト７２には反転テーブル７３が水平な軸７３ａ廻りに回転自在に保持されており、軸７３ａには反転用アクチュエータ７５が結合されている。反転用アクチュエータ７５を駆動することにより、軸７３ａは１８０度回転し、これにより反転テーブル７３は上下反転動作を行う。
【００６４】
反転テーブル７３上には保持ヘッド７４が設けられており、保持ヘッド７４には、チップ保持部７４ａが複数配列されている。チップ保持部７４ａは吸着孔７４ｂを備えており、各チップ保持部７４ａ上にバンプ形成面を上向きにしたチップ６を載置した状態で、吸着孔７４ｂから真空吸引することにより、チップ保持部７４ａはチップ６を吸着保持する。すなわち、チップ保持部７４ａは、バンプ形成面を上向きにした状態のチップ６の裏面を保持する（図８（ａ）参照）。
【００６５】
ここで保持ヘッド７４へのチップ６の受け渡しは、搭載ヘッド３３のノズル３３ａによって電子部品供給部２からチップ６をピックアップして、チップ保持部７４ａを上向きにした保持ヘッド７４にチップ６を移載することによって行われることから、保持ヘッド７４におけるチップ保持部７４ａの配列は、搭載ヘッド３３のノズル３３ａの配列に一致するように設定されている。
【００６６】
ベース部材７０上には２本のスライドポスト７６が立設されており、スライドポスト７６に上下方向にスライド自在に嵌合したスライダ７７は昇降テーブル７８に結合されている。昇降テーブル７８には昇降用アクチュエータ８４のロッド８４ａが結合されている。昇降用アクチュエータ８４を駆動することにより、昇降テーブル７８はスライドポスト７６に沿って昇降する。
【００６７】
昇降テーブル７８の上面には、ステージ７９が設けられている。ステージ７９は平坦な底面７９ａを有する平底容器であり、底面に供給されたフラックス８０をチップ６のバンプ６ａに転写塗布するための転写ステージと、この転写動作時にバンプ６ａを押し付けることによりバンプ６ａの先端部を平坦化するフラットニングステージとしての機能を兼ねており、さらに、フラックス８０が転写塗布されたチップ６を搭載ヘッド３３による取り出し動作のために所定配列で配置する配置ステージとしての機能を有している。
【００６８】
昇降テーブル７８の側面には、スライドブロック８２を水平方向に往復動させるスライドシリンダ８１が水平に配設されている。スライドブロック８２には、２つのスキージを昇降自在に備えたスキージユニット８３が、ステージ７９の上方に延出して装着されている。スキージユニット８３が、水平移動してフラックス掻き寄せ動作、フラックス延展動作を行うことにより、ステージ７９の底面には、液面が平坦化された所定膜厚のフラックス膜が形成される。
【００６９】
図８（ａ）は、フラックス膜形成が終えた後に昇降用アクチュエータ８４を駆動して昇降テーブル７８を下降させた状態を示している。これにより、ステージ７９は、フラックス８０の転写塗布のための転写高さ位置まで下降する。そしてこの状態で、図８（ｂ）に示すように、反転用アクチュエータ７５を駆動して反転テーブル７３をステージ７９に対して反転させる。次いで昇降用アクチュエータ８４によってステージ７９を上向きに押し付ける荷重を作用させると、バンプ６ａの下面がステージ７９に押し付けられてバンプ６ａのフラットニングが行われるとともに、バンプ６ａにはフラックスが転写塗布される。
【００７０】
このようにしてステージ７９のフラックス８０へのチップ６の配置が完了したならば、昇降用アクチュエータ８４を駆動して昇降テーブル７８を上昇させ、ステージ７９を受け渡し高さに位置させる。そしてこの状態で、ステージ７９上に配置されたチップ６は再び搭載ヘッド３３のノズル３３ａによって保持され、保持部１０に保持された基板９に搭載される。したがって、電子部品供給部２および反転ステージ１７並びに電子部品供給部２からチップ６をピックアップして反転ステージ１７へ移送する搭載ヘッド３３は、基板に電子部品を搭載する搭載ヘッド３３に対して、フラックス８０が転写塗布されフラットニングが完了した状態のチップ６を供給する電子部品供給手段となっている。
【００７１】
そして搭載ヘッド３３が基板９へ移動する過程において、チップ６を保持した搭載ヘッド３３が仮位置決め用カメラ１５の上方をＸ方向に移動することにより、前述のように仮位置決め用カメラ１５は搭載ヘッド３３に保持されたチップ６を撮像する。
【００７２】
次に図９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９において、機構駆動部５０は、以下に示す各機構のモータを電気的に駆動するモータドライバや、各機構のエアシリンダに対して供給される空圧を制御する制御機器などより成り、制御部５３によって機構駆動部５０を制御することにより、以下の各駆動要素が駆動される。
【００７３】
Ｘ軸モータ４０，Ｙ軸モータ２２は、搭載ヘッド３３を移動させる搭載ヘッド移動機構を駆動する。Ｘ軸モータ４３，Ｙ軸モータ２４は、観察ヘッド３４を移動させる観察ヘッド移動機構５８を、Ｘ軸モータ４６，Ｙ軸モータ２６は、ウェハ用カメラ３５を移動させるウェハ用カメラ移動機構をそれぞれ駆動する。
【００７４】
また機構駆動部５０は、搭載ヘッド３３の搭載ノズル昇降機構、ノズル３３ａ（図２参照）による部品吸着機構を駆動し、反転ステージ１７の反転用アクチュエータ７５，昇降用アクチュエータ８４，エジェクタ８およびエジェクタＸＹテーブル７の駆動モータを駆動する。さらに機構駆動部５０は、基板搬入コンベア１１、１２，基板搬出コンベア１３，１４、保持部１０の基板保持機構、保持部１０を昇降させる保持部昇降機構１６を駆動する。
【００７５】
電子部品認識部５４は、観察ヘッド３４の電子部品用カメラ３６Ａで撮像した画像を認識処理して、搭載ヘッド３３のノズル３３ａに吸着保持されたチップ６の位置を認識する。基板認識部５５は、観察ヘッド３４の基板用カメラ３６Ｂで撮像した画像を認識処理して保持部１０に保持された基板９の電子部品搭載部９ａの位置を認識する。電子部品搭載部９ａは、基板９においてチップ６のバンプ６ａが接合される電極９ｂをチップ単位で括ったものであり、画像認識により位置検出が可能となっている。
【００７６】
ウェハ認識部５６は、ウェハ用カメラ３５で撮像した画像を処理して電子部品供給部２のチップ６の位置を求める。電子部品仮認識部５７は、仮位置決め用カメラ１５で撮像した画像を認識処理して搭載ヘッド３３に保持されたチップ６の位置を求める。この位置認識は、前述のように搭載ヘッド３３の基板９上における仮位置決めに用いられる。
【００７７】
電子部品認識部５４，基板認識部５５，ウェハ認識部５６、電子部品仮認識部５７による認識結果は、制御部５３に送られる。操作部５１は、キーボードやマウスなどの入力装置であり、データ入力や制御コマンドの入力さらには後述する運転モードの設定等を行う。表示部５２は、観察ヘッド３４、ウェハ用カメラ３５、仮位置決め用カメラ１５による撮像画面の表示や、操作部５１による入力時の案内画面の表示を行う。
【００７８】
この電子部品搭載装置は上記のように構成されており、以下電子部品搭載装置の運転モード並びに各運転モードにおける電子部品搭載動作について説明する。本実施の形態の電子部品搭載装置では、要求される搭載精度に応じて高精度モード、標準モード、高速モードの３つの運転モードを選択できるようになっている。この運転モードの切換えは、操作部５１を操作して設定することができる。
【００７９】
次に図１０〜図１５を参照して、標準モードにおける電子部品搭載装置の処理機能および電子部品搭載動作について説明する。標準モードによる電子部品搭載動作は、搭載ヘッド３３の複数のノズル（搭載ノズル）３３ａにチップ（電子部品）６を吸着保持する工程と、複数のノズル３３ａの中の１つに吸着保持されたチップ６を１つの電子部品搭載部９ａの上方で仮位置決めする仮位置決め工程と、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの間の空間に位置する観察ヘッド３４でこのチップ６と電子部品搭載部９ａの画像を取り込む観察工程と、観察工程で取り込んだチップ６と電子部品搭載部９ａの画像より、両者の相対的な位置関係を求める相対位置関係検出工程と、他のノズル３３ａに吸着保持された全てのチップ６について仮位置決め工程，観察工程，相対位置関係検出工程を行う工程と、観察ヘッド３４を基板９上から退避させる観察ヘッド退避工程と、相対位置検出工程で求めた相対位置関係を反映させて搭載ヘッド３３を移動させることにより複数のノズル３３ａに吸着保持されているチップ６を電子部品搭載部９ａに位置決めして搭載する動作をノズル３３ａに吸着保持されている全てのチップ６について順次行う工程とを含むものである。
【００８０】
図１０において、矩形枠５３は標準モードにおける制御部５３の処理機能を示している。制御部５３は、以下に説明するように、観察ヘッド３４で取り込んだチップ６と電子部品搭載部９ａの画像に基づいて搭載ヘッド移動機構５９を制御して、それぞれのノズル３３ａに吸着保持されたチップ６を、対応する電子部品搭載部９ａに順次位置決めして搭載する制御手段としての機能を有している。
【００８１】
制御部５３の詳細機能について説明する。制御部５３は記憶機能を内蔵しており、基板情報記憶部５３ｅ、仮位置決め位置記憶部５３ｆ、相対位置関係記憶部５３ｇの３つの記憶部を備えている。基板情報記憶部５３ｅは、チップ６が搭載される基板９についての情報、すなわち基板サイズや、チップ６が搭載される電子部品搭載位置９ａ（図５，図６参照）の基板９における配列情報（縦横ピッチとピッチ数）や、基板９に設けられる認識マークの位置などの情報を記憶する。
【００８２】
仮位置決め位置記憶部５３ｆは、搭載ヘッド３３のノズル３３ａに吸着保持したチップ６を基板９の電子部品搭載部９ａの上方に仮位置決めした時の搭載ヘッド３３の停止位置を示す位置情報、すなわち搭載ヘッド移動機構５９から出力される搭載ヘッド位置情報（Ｐ）を、仮位置決め位置としてチップ６と電子部品搭載部９ａの組毎に記憶する。相対位置関係記憶部５３ｇは、以下に説明する相対位置関係算出処理部５３ｉによって求められたチップ６と電子部品搭載位置９ａとの相対的な位置関係を、チップ６と電子部品搭載位置９ａの組毎に記憶する。
【００８３】
この相対的な位置関係は、チップ６をノズル３３ａに保持した搭載ヘッド３３を基板９に対して仮位置決めした状態における、チップ６とこのチップ６に対応した電子部品搭載部９ａとの相対位置関係、すなわち電子部品搭載部９ａに対するチップ６の水平方向の位置ずれを示すものである。この相対位置関係は、観察ヘッド３４によってチップ６と基板９とを撮像することによって取得される。
【００８４】
電子部品部品用カメラ３６Ａによってチップ６を撮像して得られた画像データを電子部品認識部５４によって認識処理することによりチップ６の位置情報が求められ、また基板用カメラ３６Ｂによって基板９を撮像して得られた画像データを基板認識部５５によって認識処理することにより電子部品搭載部９ａの位置情報が求められ、そしてチップ６の位置情報と電子部品搭載部９ａの位置情報より、両者の相対的な位置関係が相対位置関係算出処理部５３ｉによって算出される。
【００８５】
すなわち、相対位置関係算出処理部５３ｉは、観察ヘッド３４で取り込んだチップ６の画像と電子部品搭載部９ａの画像より、搭載ヘッド３３に吸着保持されたチップ６と電子部品搭載部９ａとの相対的な位置関係をチップ６と電子部品搭載部９ａの組毎に求める。
【００８６】
アライメント情報算出部５３ｈは、仮位置決め位置記憶部５３ｆならびに相対位置関係記憶部５３ｇにそれぞれ記憶されたチップ６と電子部品搭載部９ａの組毎の仮決め位置および相対的な位置関係に基づいて、搭載ヘッド３３を位置決めするためのアライメント情報を算出する。このアライメント情報は、チップ６を基板９の電子部品搭載部９ａに搭載する搭載動作における搭載ヘッド３３の最終的な目標位置を示すものであり、上述のチップ６と電子部品搭載部９ａとの相対的な位置ずれを補正する補正量を含んだ形で出力される。
【００８７】
観察ヘッド移動処理部５３ａは、基板情報記憶部５３ｅに記憶された基板情報に含まれる電子部品搭載部９ａの配列情報に基づいて、保持部昇降機構１６および観察ヘッド移動機構５８を制御することにより、保持部１０に保持された基板９を撮像する際の観察ヘッド３４の位置決め動作と、搭載ヘッド３３によるチップ６の搭載を妨げない位置に観察ヘッド３４を移動する退避動作とを行わせる。
【００８８】
観察ヘッド３４，観察ヘッド移動機構５８および観察ヘッド移動処理部５３ａは、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの組毎に、このチップ６と電子部品搭載部９ａとの間の空間からチップ６と電子部品搭載部９ａの画像を取り込む観察ヘッド３４を備えた観察手段を構成する。
【００８９】
ピックアップ動作処理部５３ｂは、搭載ヘッド移動機構５９を制御して、電子部品供給部２からチップ６をピックアップする際の搭載ヘッド３３の位置決め動作を、電子部品供給部２におけるチップ６の位置に基づいて行わせる。このチップ６の位置は、ウェハ用カメラ３５の撮像結果をウェハ認識部５６によって認識処理することによって求められる。
【００９０】
仮位置決め動作処理部５３ｃは、搭載ヘッド移動機構５９を制御して複数のノズル３３ａに吸着保持したチップ６を電子部品搭載部９ａの上方に順次位置決めする。この仮位置決め動作は、基板情報記憶部５３ｅに記憶された電子部品搭載部９ａの配列情報と、搭載ヘッド３３に保持された状態におけるチップ６の位置に基づいて行われる。チップ６の位置は、搭載ヘッド３３に保持されたチップ６を仮位置決め用カメラ１５によって撮像し、この撮像結果を電子部品仮認識部５７によって認識処理することによって求められる。
【００９１】
搭載動作処理部５３ｄは、アライメント情報算出部５３ｈによって算出されたアライメント情報に基づいて、搭載ヘッド移動機構５９を制御することにより、それぞれのノズル３３ａに保持されたチップ６を、基板９の対応する電子部品搭載部９ａに順次位置決めする。
【００９２】
次に標準モードにおける電子部品搭載動作について図１１のフローに沿って、図１２〜図１５を参照して説明する。ここでは、図５、図６に示すように、既に既搭載のチップ６が存在する基板９に対して搭載動作を継続して行う場合の動作例を示している。
【００９３】
図１１において、まず電子部品吸着保持が行われる（ＳＴ１）。すなわち、搭載ヘッド３３の複数のノズル３３ａによってステージ７９（図７，図８参照）からチップ６を吸着保持する（部品保持工程）。そしてチップ６を保持した搭載ヘッド３３が仮位置決め用カメラ１５の上方を通過する際に、チップ６の仮認識動作が行われ（ＳＴ２）、これにより、搭載ヘッド３３に保持された状態のチップ６が撮像されて位置が認識される。そしてこの仮認識結果に基づいて、最初の組の仮位置決め動作が行われる（ＳＴ３）。すなわち、搭載ヘッド３３を保持部１０に保持された基板９上に移動させ、搭載ヘッド３３の複数のノズル３３ａのうち１つに吸着保持されたチップ６を、このチップ６に対応する１つの電子部品搭載部９ａの上方で仮位置決めする（仮位置決め工程）
【００９４】
ここではまず搭載ヘッド３３に保持されたチップ６（図１２（ａ）において右側のノズル３３ａに保持されたチップ６）を、当該搭載動作における基板９の最初の電子部品搭載部９ａ（既搭載のチップ６の右側に隣接する電子部品搭載部９ａ）に仮位置決めする。この仮位置決めは、基板情報記憶部５３ｅに記憶された電子部品搭載部９ａの配列情報および前述の仮認識結果に基づいて行われる。
【００９５】
これらの動作と並行して、保持部１０においては保持部下降が行われ（ＳＴ４）、これにより、保持部１０上には観察ヘッド３４が進出する空間が確保される。そしてこの状態で、図１２（ａ）に示すように、観察ヘッド３４を基板９と搭載ヘッド３３に保持されたチップ６との間の空間に進出させ、観察ヘッド位置決め動作が行われる（ＳＴ５）。
【００９６】
この後、観察動作が実行され（ＳＴ６）、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの間の空間に位置する観察ヘッド３４によって、このチップ６および電子部品搭載部９ａの画像を取り込む（観察工程）。ここでは、まず上述の最初の組を対象として、図１２（ａ）に示すように、電子部品用カメラ３６Ａ、基板用カメラ３６Ｂによってチップ６と電子部品部品搭載部９ａの画像を取り込む。この例では、広い視野Ｗ２によって認識対象を一括して認識する一括認識法（図６参照）を用いる例を示している。そして、このときの搭載ヘッド３３の位置を当該チップ６と電子部品部品搭載部９ａの組に対応する仮位置決め位置として、この組に関連づけて仮位置決め位置記憶部５３ｆに記憶する。
【００９７】
この後、観察工程によって取り込んだチップ６と電子部品搭載部９ａの画像より、両者の相対位置関係を求める（相対位置関係検出工程）。すなわち、チップ６と電子部品搭載部９ａの画像に基づき、電子部品認識部５４、基板認識部５５によってそれぞれチップ６と電子部品搭載部９ａの位置を認識し、相対位置関係算出処理部５３ｉによってチップ６と電子部品搭載部９ａの相対的な位置関係を算出する。算出結果は、相対位置関係記憶部５３ｇに対応するチップ６と電子部品搭載部９ａの組に関連づけて記憶される。
【００９８】
次いで、次のチップ６と電子部品搭載部９ａの組の有無が判断され（ＳＴ７）、次の組がある場合には、次の組の仮位置決め動作（ＳＴ８）と、観察ヘッド位置決め動作（ＳＴ９）が実行される。これらの動作は、それぞれ（ＳＴ３）、（ＳＴ５）に示す動作と同内容である。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、搭載ヘッド３３および観察ヘッド３４を移動させて、次のチップ６を次の電子部品搭載部９ａに位置合わせする。このとき、観察ヘッド３４の動作は、搭載ヘッド３３によるチップ６の移動に同期して行われる。
【００９９】
そしてこの後、（ＳＴ６）に戻って観察ヘッド３４による観察動作が実行され、以後（ＳＴ７）にて次の組が無いことが確認されるまで、他のノズル３３ａに吸着保持されたすべてのチップ６について、仮位置決め工程、観察工程、相対位置関係検出工程を順次実行する。
【０１００】
そしてすべての組について仮位置決め、観察、相対位置検出の各工程が完了したならば、観察ヘッド退避動作（ＳＴ１０）の後、これに引き続いて保持部上昇が行われる（ＳＴ１１）。すなわち、図１３（ａ）に示すように、観察ヘッド３４を基板９上から退避させ（観察ヘッド退避工程）、次いで図１３（ｂ）に示すように、保持部１０を部品搭載高さまで上昇させる。そしてこれらの動作と並行して、一組目のチップ６および電子部品搭載部９ａ（搭載ヘッド３３に保持された左側のチップ６と既搭載のチップ６から２番目の電子部品搭載部９ａ）を位置合わせする（ＳＴ１２）。
【０１０１】
この位置合わせに際しては、まずアライメント情報算出部５３ｈが当該組についての仮位置決め位置と相対的な位置関係を仮位置決め位置記憶部５３ｆおよび相対位置関係記憶部５３ｇから読み取り、位置合わせに必要なアライメント情報を、読み取った仮位置決め位置と相対的な位置関係より算出する。そして搭載動作処理部５３ｄが、算出されたアライメント情報に基づいて搭載ヘッド移動機構５９を制御して搭載ヘッド３３の位置決めを行う。
【０１０２】
そしてこの後、図１４（ｂ）に示すように、一組目のチップ６を保持したノズル３３ａを下降させてチップ６を基板９の電子部品搭載部９ａに搭載し（ＳＴ１３）、次いで搭載対象となる次の組の有無を判断する（ＳＴ１４）。次の組があれば、図１４（ｂ）に示すように、次の組の位置決め動作を行い（ＳＴ１５）、（ＳＴ１３）に戻って、図１５（ａ）、（ｂ）に示すようにノズル３３ａを下降させてチップ６の搭載を行う。
【０１０３】
すなわち、相対位置検出工程で求めた相対位置関係を反映させて、搭載ヘッド３３を移動させることにより、複数のノズル３３ａに吸着保持されているチップ６を電子部品搭載部９ａに位置決めして搭載する搭載動作を、搭載ヘッド３３のノズル３３ａに吸着保持されているすべてのチップ６について実行する。そして（ＳＴ１４）にて次の組が無くすべての組についての搭載が完了したことを確認して、電子部品搭載動作を終了する。
【０１０４】
上記説明したように、標準モードにおける電子部品搭載方法は、複数のノズル３３ａを備えた搭載ヘッド３３によってチップ６を基板９に搭載するに際し、予めすべてのチップ６と電子部品搭載部９ａの組を対象として観察動作を行い、搭載動作時の位置合わせのためのアライメント情報を算出するために必要な情報（仮位置決め位置、相対的な位置関係）をすべての組について準備した後に、搭載する個々のチップ毎にアライメント情報を算出して位置合わせをし、ノズル３３ａを下降させてチップ６を電子部品搭載部９ａに着地させる搭載動作を順次実行するようにしたものである。
【０１０５】
これにより、１つのチップ６を対象とした搭載動作の都度、搭載ヘッド３３と保持部１０との間に観察ヘッド３４を進退させる必要が無く、動作時間を短縮することができる。そしてチップ６を基板９に着地させる際には、保持部１０を部品搭載高さまで上昇させた状態でノズル３３ａを下降させることから、搭載動作におけるノズル３３ａの下降に要する時間を短縮することができ、全体の動作時間をさらに短縮することができる。すなわち上記方法は、汎用的に電子部品を効率よく基板に搭載することができる標準モードとしての搭載実行形態である。
【０１０６】
次に図１６〜図２２を参照して、高精度モードにおける電子部品搭載装置の処理機能および電子部品搭載動作について説明する。高精度モードによる電子部品搭載動作は、搭載ヘッド３３の複数のノズル（搭載ノズル）３３ａにチップ（電子部品）６を吸着保持する工程と、複数のノズル３３ａの中の１つに吸着保持されたチップ６を１つの電子部品搭載部９ａの上方で仮位置決めする仮位置決め工程と、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの間の空間に位置する観察ヘッド３４でこのチップ６と電子部品搭載部９ａの画像を取り込む観察工程と、観察工程で取り込んだチップ６と電子部品搭載部９ａの画像より、両者の相対的な位置関係を求める相対位置関係検出工程と、観察ヘッド３４を基板９上から退避させる観察ヘッド退避工程と、相対位置検出工程で求めた相対位置関係を反映させて搭載ヘッド３３を移動させることにより仮位置決めされているチップ６を電子部品搭載部９ａに位置決めして搭載する電子部品搭載工程と、他のノズル３３ａに吸着保持された全てのチップ６について仮位置決め工程，観察工程，相対位置関係検出工程，観察ヘッド退避工程，電子部品搭載工程を順次行う工程とを含むものである。
【０１０７】
図１６に示す高精度モードの機能ブロック図では、図１０に示す標準モードの機能ブロック図から、仮位置決め位置記憶部５３ｆ、相対位置関係記憶部５３ｇを除去した構成となっており、アライメント情報算出の基となる仮位置決め位置情報および相対位置関係情報を記憶する機能を削除した形となっている。高精度モードにおいては、これらの２つの情報を一旦記憶させることなく、アライメント情報を算出する。すなわち図１６に示すように、アライメント情報算出部５３ｈは、相対位置関係算出処理部５３ｉによって算出されたチップ６と電子部品搭載部９ａとの相対位置関係と、搭載ヘッド移動機構５９から伝達される搭載ヘッド３３の現在位置（仮位置決め位置）とに基づいて、アライメント情報を算出する。
【０１０８】
次に、高精度モードにおける電子部品搭載動作について図１７のフローに沿って、図１８〜図２２を参照して説明する。ここでは、前述と同様に既に既搭載のチップ６が存在する基板９に対して搭載動作を継続して行う場合の動作例を示している。
【０１０９】
図１７において、（ＳＴ２１）〜（ＳＴ２５）に示す各ステップは、図１１に示す（ＳＴ１）〜（ＳＴ５）と同内容であるので、ここでは説明を省略する。これらの各ステップを完了することにより、チップ６および電子部品搭載部９ａの観察が可能な状態となる。
【０１１０】
この後、観察動作が実行され（ＳＴ２６）、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの間の空間に位置する観察ヘッド３４によって、このチップ６および電子部品搭載部９ａの画像を取り込む。ここではまず実施の形態１と同様に、最初の組を対象として、図１８（ａ）に示すように観察ヘッド３４によってチップ６と電子部品部品搭載部９ａの画像を取り込む。
【０１１１】
そして観察工程によって取り込んだチップ６と電子部品搭載部９ａの画像より、両者の相対位置関係を求める。すなわちチップ６と電子部品搭載部９ａの画像に基づき、電子部品認識部５４、基板認識部５５によってそれぞれチップ６と電子部品搭載部９ａの位置を認識し、相対位置関係算出処理部５３ｉによってチップ６と電子部品搭載部９ａの相対的な位置関係を算出する。そして、アライメント情報算出部５３ｈは、算出された相対位置関係と、搭載ヘッド移動機構５９から伝達される搭載ヘッド３３の現在位置とに基づいて、アライメント情報を算出する。
【０１１２】
１つの組について相対位置関係検出が行われたならば、観察ヘッド退避動作（ＳＴ２７）の後、これに引き続いて保持部上昇が行われる（ＳＴ２８）。すなわち、図１８（ｂ）に示すように、観察ヘッド３４を基板９上から退避させ、次いで図１９（ａ）に示すように、保持部１０を部品搭載高さまで上昇させる。そしてこれらの動作と並行して、一組目のチップ６および電子部品搭載部９ａ（搭載ヘッド３３に保持された右側のチップ６と既搭載のチップ６に隣接する電子部品搭載部９ａ）を位置合わせする（ＳＴ２９）。
【０１１３】
そしてこの後、図１９（ｂ）に示すように、一組目のチップ６を保持したノズル３３ａを下降させてチップ６を基板９の電子部品搭載部９ａに搭載し（ＳＴ３０）、次いで搭載対象となる次の組の有無を判断する（ＳＴ３１）。ここで次の組がある場合には、再び観察ヘッド３４による観察を行うための動作に戻る。すなわち、図２０（ａ）に示すように、保持部１０を認識高さまで下降させ（ＳＴ３２）、観察ヘッド３４をチップ６と基板９との間に進出させて観察ヘッド３４の位置決め動作を行う（ＳＴ３３）。
【０１１４】
これらのステップと並行して次の組の仮位置決め動作を行う（ＳＴ３４）。そして（ＳＴ２６）に戻り、図２０（ｂ）に示すように、観察ヘッド３４によって、チップ６および電子部品搭載部９ａの画像を取り込む。そして同様に相対位置関係検出が行われる。この後、図２１（ａ）に示すように、観察ヘッド３４を保持部１０上から退避させ、次いで、図２１（ｂ）に示すように、保持部１０を部品搭載高さまで上昇させ、次の組のチップ６と電子部品搭載部９ａ（搭載ヘッド３３に保持された左側のチップ６と前回搭載のチップ６に隣接する電子部品搭載部９ａ）を位置合わせする。
【０１１５】
そしてこの後、図２２（ａ）に示すように、ノズル３３ａを下降させてチップ６を基板９の電子部品搭載部９ａに搭載する（ＳＴ３０）。そしてこれらのステップを反復実行し、（ＳＴ３１）にて搭載対象となる次の組が無しと判断されたならば、電子部品搭載動作を終了する。
【０１１６】
上記説明したように、高精度モードによる電子部品搭載方法は、複数のノズル３３ａを備えた搭載ヘッド３３によってチップ６を基板９に搭載するに際し、一組のチップ６と電子部品搭載部９ａの組を対象として観察を行い、観察結果に基づいてこれらを位置合わせするためのアライメント情報が求められたならば、このアライメント情報に基づいて直ちに搭載ヘッド３３による搭載動作を実行するようにしたものである。
【０１１７】
これにより、アライメント情報に基づいて搭載ヘッド３３を位置決めする際において、搭載ヘッド３３を移動させる搭載ヘッド移動機構５９の各軸の機構誤差に起因する位置決め誤差を排除することができ、高い搭載位置精度が実現される。すなわち、上記方法は、高い実装精度を必要とする高精度部品を良好な位置精度で基板に搭載することを目的とした高精度モードとしての搭載実行形態である。
【０１１８】
図２３は本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の高速モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図、図２４は本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高速モード）のフロー図である。
【０１１９】
図２３に示す機能ブロック図は、図１０に示す標準モードの機能ブロック図から、仮位置決め位置記憶部５３ｆ、相対位置関係記憶部５３ｇ、相対位置関係算出処理部５３ｉ、仮位置決め動作処理部５３ｃ、電子部品用カメラ３６Ａおよび電子部品認識部５４を除去した構成となっており、アライメント情報算出の方法を簡略化した形となっている。
【０１２０】
図２３に示すように、アライメント情報算出部５３ｈは、仮位置決め用カメラ１５が取り込んだチップ６の画像を電子部品仮認識部５７が認識処理することによって求められたチップ６の位置認識結果と、基板用カメラ３６Ｂが取り込んだ画像を基板認識部５５が認識処理することによって求められた基板９の位置認識結果とに基づいて、アライメント情報を算出する。基板９の位置認識は、基板９に設けられた認識マークなどの特徴部の位置に基づいて行われる。
【０１２１】
すなわち、基板情報記憶部５３ｅに記憶された基板情報に含まれる電子部品搭載部９ａの配列情報および基板認識によって得られた基板９の位置ずれより、各電子部品搭載部９ａの位置を特定する。そしてこの電子部品搭載部９ａの位置およびチップ６の認識結果から得られたチップ６の位置ずれ量に基づいて、搭載ヘッド３３の最終的な目標位置を算出する。
【０１２２】
次に、高速モードにおける電子部品搭載動作について、図２４のフローに沿って説明する。この電子部品搭載動作は、本電子部品搭載装置を用いて実行される搭載動作の高速モードである。搭載動作開始に先立って、保持部１０に保持された基板９を基板用カメラ３６Ｂによって認識し、基板９の位置ずれが求められる。そして図２４において、まず電子部品吸着保持が行われる（ＳＴ４１）。
【０１２３】
すなわち、搭載ヘッド３３のノズル３３ａによってステージ７９からチップ６を吸着保持する。そしてチップ６を保持した搭載ヘッド３３が仮位置決め用カメラ１５の上方を通過する際に、チップ６の仮認識動作が行われ（ＳＴ４２）、これにより、搭載ヘッド３３に保持された状態のチップ６が撮像されてチップ６の位置が認識される。そしてこの仮認識結果に基づいて、最初の組の仮位置決め動作が行われる（ＳＴ４３）。
【０１２４】
その後搭載動作に移行する。ここでは、仮位置決め状態のまま一番目のチップ６を保持したノズル３３ａを下降させ、チップ６を基板９の電子部品搭載部９ａに搭載する。そして次の組の有無が判断され、次の組が存在する場合には、次の組の仮位置決め動作が実行され（ＳＴ４６）、（ＳＴ４４）に戻って同様にノズル３３ａを下降させる搭載動作が実行される。そしてこれらのステップを反復実行し、（ＳＴ４５）にて搭載対象となる次の組が無しと判断されたならば、電子部品搭載動作を終了する。
【０１２５】
上記説明したように、高速モードによる電子部品搭載方法は、複数のノズル３３ａを備えた搭載ヘッド３３によってチップ６を基板９に搭載するに際し、チップ６を保持した搭載ヘッド３３が部品供給部２から保持部１０へ移動する経路において仮位置決め用カメラ１５による画像取り込みで求められたチップ６の位置と、予め記憶された電子部品搭載部９ａの配列情報に基板認識結果を加味して求められた電子部品搭載部９ａの位置とに基づいて、アライメント情報を算出するようにしたものである。
【０１２６】
これにより、チップ６と電子部品搭載部９ａの組毎に位置決めのための観察動作を実行することなく電子部品搭載を行うことができる。すなわち、上記方法は、高い搭載位置精度を要求されないような電子部品を対象として、短いタクトタイムで高速搭載を行う高速モードとしての搭載実行形態となっている。
【０１２７】
上記説明したように、実施の形態１に示す電子部品実装装置は、良好な搭載位置精度と高効率の部品搭載作業とを両立させることを目的とした汎用的な標準モードの搭載実行形態以外に、対象とする電子部品に要求される搭載精度に応じて、高精度モードや高速モードを選択することを可能としている。
【０１２８】
すなわち、同一構成の電子部品実装装置によって、高い実装精度を必要とする高精度部品を対象とする高精度モードの搭載実行形態、さらには高い搭載位置精度を要求されないような電子部品を対象として、短いタクトタイムで高速搭載を行う高速モードとしての搭載実行形態が可能となっている。
【０１２９】
（実施の形態２）
次に実施の形態２の電子部品搭載装置について説明する。実施の形態２の電子部品搭載装置は、標準モードにおける処理機構が実施の形態１と相違するのみであり、それ以外の構成や高精度モード並びに高速モードにおける処理機能については実施の形態１と同じである。よって実施の形態２の電子部品搭載装置の説明は、標準モードにおける処理機能に限定する。
【０１３０】
図２５は、本発明の実施の形態２の電子部品搭載装置の標準モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図を示している。実施の形態１（図１０参照）では、搭載ヘッド３３の仮位置決め位置と、チップ６と電子部品搭載部９ａとの相対的位置関係を示す情報を、チップ６と電子部品搭載部９ａの各組毎に記憶させるようにしているが、第２実施例では、アライメント情報をチップ６と電子部品搭載部９ａの各組毎に記憶させるようにしている。
【０１３１】
すなわち、図２５に示すように、相対位置関係算出処理部５３ｉによって算出された相対位置関係は、一旦記憶されることなくアライメント情報算出部５３ｈに直接伝達される。アライメント情報算出部５３ｈは、仮位置決め位置記憶部５３ｆに記憶された仮位置決め時の搭載ヘッド３３の位置と、相対位置関係算出処理部５３ｉによって算出された相対位置関係とに基づいてアライメント情報を算出する。
【０１３２】
アライメント情報記憶部５３ｊは、アライメント情報算出部５３ｈによって算出されたアライメント情報を、チップ６と電子部品搭載部９ａの各組毎に記憶する。搭載動作処理部５３ｄによる搭載動作制御に際しては、アライメント情報記憶部５３ｊに記憶されたアライメント情報に基づき、搭載ヘッド移動機構５９を制御する。この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、アライメント情報を算出するための観察動作を予めすべての組について実行した後に搭載動作を行うことから、同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
上記説明したように、本発明の電子部品搭載方法（標準モード）においては、搭載ヘッド３３に設けた複数のノズル３３ａのそれぞれにチップ６を吸着保持して基板９の電子部品搭載部９ａに搭載する電子部品搭載において、仮位置決めされたチップ６と電子部品搭載部９ａの間の空間に位置する観察ヘッド３４によって、このチップ６および電子部品搭載部９ａを観察して両者の相対的な位置関係を求める相対位置検出をノズル３３ａに吸着保持されている全てのチップ６について行い、求めた相対位置関係を反映させてチップ６を電子部品搭載部９ａに位置決めして搭載する搭載動作を全てのチップ６について順次実行するようにしている。
【０１３４】
これにより、１つの電子部品の搭載においてその都度カメラを搭載ヘッドと基板との間に進退させる従来方法と比較して、１部品当りのタクトタイムを大幅に短縮することができる。さらに、基板を保持する保持部を昇降可能に配設し、搭載動作時に基板と搭載ヘッドとの間隔を狭くすることにより、ノズル昇降に要する時間を短縮してタクトタイムの更なる短縮が実現され、良好な搭載位置精度と高効率の部品搭載作業とを両立させることができる。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明によれば、搭載ヘッドに設けた複数の搭載ノズルのそれぞれに電子部品を吸着保持して基板の電子部品搭載部に搭載する電子部品搭載において、仮位置決めされた電子部品と電子部品搭載部の間の空間に位置する観察ヘッドによってこの電子部品および電子部品搭載部を観察して両者の相対的な位置関係を求める相対位置検出を搭載ノズルに吸着保持されている全ての電子部品について行い、求めた相対位置関係を反映させて電子部品を電子部品搭載部に位置決めして搭載する搭載動作を全ての電子部品について順次実行するようにしたので、良好な搭載位置精度と高効率の部品搭載作業とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の側断面図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の平断面図
【図４】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の観察ヘッドの機能説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の観察ヘッドによる電子部品および基板の観察方法の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の観察ヘッドによる電子部品および基板の観察方法の説明図
【図７】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の反転ステージの斜視図
【図８】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の反転ステージの動作説明図
【図９】本発明の実施の形態１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１０】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の標準モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図
【図１１】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）のフロー図
【図１２】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）の工程説明図
【図１３】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）の工程説明図
【図１４】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）の工程説明図
【図１５】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（標準モード）の工程説明図
【図１６】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の高精度モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図
【図１７】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）のフロー図
【図１８】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）の工程説明図
【図１９】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）の工程説明図
【図２０】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）の工程説明図
【図２１】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）の工程説明図
【図２２】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高精度モード）の工程説明図
【図２３】本発明の実施の形態１の電子部品搭載装置の高速モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図
【図２４】本発明の実施の形態１の電子部品搭載方法（高速モード）のフロー図
【図２５】本発明の実施の形態２の電子部品搭載装置の標準モードの場合の処理機能を示す機能ブロック図
【符号の説明】
２電子部品供給部
６チップ
９基板
９ａ電子部品搭載部
１０保持部
１５仮位置決め用カメラ
１６保持部昇降機構
３３搭載ヘッド
３３ａノズル
３４観察ヘッド
３６Ａ電子部品用カメラ
３６Ｂ基板用カメラ
５３制御部
５３ａ観察ヘッド移動処理部
５３ｃ仮位置決め動作処理部
５３ｄ搭載動作処理部
５３ｆ仮位置決め位置記憶部
５３ｇ相対位置関係記憶部
５３ｈアライメント情報算出部
５３ｉ相対位置関係算出処理部
５４電子部品認識部
５５基板認識部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method for mounting electronic components on a substrate.
[0002]
[Prior art]
In the electronic component mounting apparatus, the mounting operation of holding the electronic component taken out from the electronic component supply unit by the mounting head and mounting it on the substrate is repeatedly performed. In this mounting operation, it is required to accurately align the electronic component with the substrate. Therefore, the position of the electronic component held by the mounting head and the mounting point on the substrate is optically detected, and this position detection is performed. A method of performing relative alignment between the electronic component and the substrate based on the result is widely used.
[0003]
This optical position detection is performed by performing an image recognition process on two images obtained by imaging the electronic component and the substrate with a camera. In this image recognition, the mounting point of the electronic component and the board is recognized from different images. Therefore, in order to match the mounting point of the electronic component board with the board with high accuracy, the two images on the optical coordinate system are used. It is important that the relative positional relationship is obtained correctly.
[0004]
For this reason, a camera with a bi-directional visual field in which a camera for recognizing a substrate whose imaging visual field direction is downward and an electronic component recognition camera whose imaging visual field direction is upward is integrated is used (for example, Patent Document 1). reference). When using this camera, in general, the camera is advanced to the space between the mounting head and the substrate with the mounting head holding the electronic components positioned on the substrate, and is held by the mounting point of the substrate and the mounting head. Capture images of both electronic components simultaneously. Thus, the relative positional relationship between the upper imaging field and the lower imaging field is always maintained, and highly accurate position detection is realized.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-77592 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, there is a limit to shortening the tact time of the mounting operation due to the restriction that the camera needs to be positioned between the substrate and the mounting head. That is, since the position detection described above is performed for each individual electronic component mounted by the mounting head, in the mounting operation of one electronic component, the camera is advanced to just below the mounting head for image capture. Then, in order to avoid interference with the descending operation of the mounting head after the image is captured, it is necessary to perform the operation of retracting the camera from the substrate each time.
[0007]
Further, when the mounting operation holding the electronic component is to perform the mounting operation on the substrate, it is desirable to set the height of the mounting head as small as possible to shorten the operation time. However, since it is necessary to secure a clearance for allowing the camera to advance as described above, the amount of lowering of the mounting head in the mounting operation cannot be reduced. Thus, in the conventional electronic component mounting apparatus, it is difficult to achieve both good mounting position accuracy and highly efficient component mounting work.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component mounting apparatus and an electronic component mounting method that can achieve both good mounting position accuracy and highly efficient component mounting work.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The electronic component mounting apparatus according to claim 1 includes a holding unit that holds a substrate; , Electric An electronic component supply means for supplying the child component; Supplied from electronic component supply means Hold electronic components by suction Multiple Mount nozzle Prepared Mounted head And before Mounting head Move A mounting head moving mechanism to be moved, Equipped with camera With observation head ,in front Move the observation head View Observation head moving mechanism, Movement of the mounting head by control of the mounting head moving mechanism, movement of the observation head by control of the observation head moving mechanism, suction of electronic components by the mounting head, and imaging by the observation head Control means, The control means, after moving the mounting head having a plurality of electronic components suctioned and held by the plurality of mounting nozzles above the substrate, advances the observation head into the space between the mounting head and the substrate, While the plurality of electronic components sucked and held by the plurality of mounting nozzles are temporarily positioned sequentially above the corresponding electronic component mounting portions on the substrate, the temporarily positioned electronic components and the corresponding electronic component mounting portions are moved by the observation head. After imaging and retracting the observation head from the space, each electronic component is handled based on the relative positional relationship with the electronic component mounting portion for all electronic components obtained from the image obtained by the imaging. Sequential positioning and mounting on the electronic component mounting part .
[0014]
Claim 2 The electronic component mounting apparatus according to claim 1 is the electronic component mounting apparatus according to claim 1, The control means moves the mounting head. Adsorption holding on the plurality of mounting nozzles Each made Electronic components Corresponding Above the electronic component mounting part Provisional A temporary positioning operation processing unit for positioning; When each electronic component is temporarily positioned above the corresponding electronic component mounting unit by the temporary positioning operation processing unit The position of the mounting head as a temporary positioning position Of the electronic component when temporarily positioned and the electronic component mounting portion corresponding to the electronic component. Temporary positioning position storage unit for storing each set, and the observation head By Imported electronic components And corresponding to its electronic components From the image of the electronic component mounting part Corresponding to electronic components and electronic components With electronic component mounting Relative positional relationship Relative positional relationship calculation processing unit for each pair and relative positional relationship calculation processing unit Leave I was asked The relative positional relationship between the electronic component and the electronic component mounting portion corresponding to the electronic component Is stored in the relative positional relationship storage unit, the temporary positioning position storage unit, and the relative positional relationship storage unit. Above Per pair Above Temporary positioning position and For each group Above Relative positional relationship Based on said mounting head On the board An alignment information calculation unit for calculating alignment information for positioning; Calculated by the alignment information calculator Based on the alignment information Move the mounting head, A mounting operation processing unit for sequentially positioning and mounting the electronic component on the corresponding electronic component mounting unit.
[0019]
Claim 3 The electronic component mounting apparatus according to claim 1 is the electronic component mounting apparatus according to claim 1, The control means moves the mounting head. Adsorption holding on the plurality of mounting nozzles Each made Electronic components Corresponding Above the electronic component mounting part Provisional Temporary positioning operation processing unit for positioning ,in front Observation head By Imported electronic components And corresponding to its electronic components Image of electronic component mounting part Power Child parts and Corresponding to the electronic component With electronic component mounting Relative positional relationship The Temporarily positioned electronic component and the electronic component mounting part corresponding to the electronic component A relative positional relationship calculation processing unit for each pair; When each electronic component is temporarily positioned above the corresponding electronic component mounting unit by the temporary positioning operation processing unit The position of the mounting head; The relative positional relationship between the electronic component obtained in the relative positional relationship processing unit and the electronic component mounting unit corresponding to the electronic component Based on said mounting head On the board An alignment information calculation unit for calculating alignment information for positioning; A Calculation information section In Calculation Said An alignment information storage unit for storing alignment information for each set; , Stored in the alignment information storage unit Based on alignment information Move the mounting head, A mounting operation processing unit for sequentially positioning and mounting the electronic component on the corresponding electronic component mounting unit.
[0020]
Claim 4 The electronic component mounting apparatus described in claim 1 to 3 The electronic component mounting apparatus according to claim 1, Changing the distance between the mounting head and the holding portion Interval change means And the control means controls the distance changing means to narrow the distance between the mounting head and the holding portion after the observation head is retracted from the space. .
[0021]
Claim 5 The electronic component mounting apparatus described in claim 1 to 4 The electronic component mounting apparatus according to claim 1, Above Horizontal space of holding part But A retracted position of the observation head; Has become .
[0022]
Claim 6 The electronic component mounting apparatus described in claim 1 to 5 In the electronic component mounting apparatus described above, the observation head includes an electronic component camera for observing the electronic component and a substrate camera for observing the electronic component mounting portion of the substrate.
[0023]
Claim 7 The electronic component mounting apparatus described in claim 1 to 6 The electronic component mounting apparatus according to claim 1, wherein the optical path of the electronic component camera and the board camera are provided horizontally, and the optical path of the electronic component camera is directed upward. Before A prism for directing the optical path of the substrate camera downward is provided.
[0024]
Claim 8 The electronic component mounting method described is Multiple supplied electronic components Mounted head Prepare for Multiple mounted noses Le Adsorption holding And the step of moving the mounting head above the substrate, the step of moving the observation head into the space between the mounting head moved above the substrate and the substrate, and the plurality of mounting nozzles attracted and held. A step of temporarily positioning a plurality of electronic components above the corresponding electronic component mounting portion on the substrate while imaging the temporarily positioned electronic component and the electronic component mounting portion corresponding to the electronic component with the observation head; and After imaging, the observation head is retracted from the space, and the electronic components corresponding to each electronic component are based on the relative positional relationship with the electronic component mounting unit for all electronic components obtained from the image obtained by the imaging. The process of positioning and mounting sequentially on the component mounting part Including.
[0025]
According to the present invention, in the electronic component mounting in which the electronic component is sucked and held in each of the plurality of mounting nozzles provided in the mounting head and mounted on the electronic component mounting portion of the substrate, the temporarily positioned electronic component and the electronic component mounting portion The electronic head and the electronic component mounting part are observed by the observation head located in the space between the two, and the relative position detection for obtaining the relative positional relationship between the two is performed for all the electronic components held by the mounting nozzle. Reflecting the calculated relative position relationship, positioning the electronic component on the electronic component mounting part and sequentially mounting the electronic component on all the electronic components will result in good mounting position accuracy and highly efficient component mounting work. Both can be achieved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
1 is a plan view of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a functional explanatory diagram of the observation head of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are electronic component mounting apparatuses according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of an inversion stage of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an electronic component according to the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a functional block diagram showing processing functions in the standard mode. FIG. 12, FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 are process explanatory diagrams of the electronic component mounting method (standard mode) according to the first embodiment of the present invention. 16 is a functional block diagram showing processing functions in the high precision mode of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 17 is an electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention. ), FIG. 18, FIG. 19, FIG. 20, FIG. 21 and FIG. 22 are process explanatory views of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention.
[0027]
In this specification, a carrier member (conveying jig) in which a plurality of individual substrates are set is also considered as a “substrate”. In this case, the electronic component mounting portion formed on the individual substrate set on the carrier member is referred to as an “electronic component mounting portion formed on the substrate”.
[0028]
First, the overall structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 2 shows an AA arrow view in FIG. 1, and FIG. 3 shows a BB arrow view in FIG. In FIG. 1, an electronic component supply unit 2 is disposed on a base 1. As shown in FIGS. 2 and 3, the electronic component supply unit 2 includes a jig holder 3, and the jig holder 3 detachably holds the jig 4 to which the adhesive sheet 5 is attached.
[0029]
A semiconductor chip 6 (hereinafter simply abbreviated as “chip 6”), which is an electronic component, is attached to the adhesive sheet 5 in a state of being separated into individual pieces. A plurality of bumps 6 a (see FIG. 8A) that are protruding electrodes are formed on the upper surface of the chip 6, and when the jig 4 is held by the jig holder 3, a plurality of electronic component supply units 2 are provided. The chip 6 is supplied with the bump forming surface facing upward.
[0030]
As shown in FIG. 2, an ejector 8 is disposed below the adhesive sheet 5 held by the jig holder 3 so as to be horizontally movable by an ejector XY table 7. The ejector 8 is provided with a pin lifting mechanism that lifts and lowers an ejector pin (not shown) for pushing up a chip. When the chip 6 is picked up from the adhesive sheet 5 by a mounting head described later, the ejector pin lowers the adhesive sheet 5 by the ejector pin. The chip 6 is peeled off from the adhesive sheet 5 by pushing up the chip 6 from above. The ejector 8 is an adhesive sheet peeling mechanism that peels the chip 6 from the adhesive sheet 5.
[0031]
As shown in FIG. 3, a holding unit 10 is disposed at a position separated from the electronic component supply unit 2 on the upper surface of the base 1 in the Y direction (first direction). Substrate carry-in conveyors 11 and 12 and substrate carry-out conveyors 13 and 14 are arranged in series in the X direction (second direction) on the upstream side and the downstream side of the holding unit 10, respectively. The substrate carry-in conveyors 11 and 12 receive the substrate 9 supplied from the upstream side and pass it to the holding unit 10. The holding unit 10 holds the delivered substrate 9 and positions it at the mounting position. The mounted substrate 9 is carried out downstream by the carry-out conveyors 13 and 14.
[0032]
Here, the holding part 10 can be raised and lowered by a predetermined raising / lowering stroke by a holding part raising / lowering mechanism 16 (see FIG. 2). The height of the substrate 9 in the state in which the holding unit 10 is raised (see FIGS. 2 and 13) is the component mounting height when the chip 6 is mounted on the substrate 9 by the mounting head 33 described later. The height of the substrate 9 in the state where the position of the substrate 9 is lowered (see FIGS. 12 and 13) is the observation height when the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a are observed by the observation head 34 described later.
[0033]
In FIG. 1, the first Y-axis base 20A and the second Y-axis base 20B are arranged at both ends of the upper surface of the base 1 with the longitudinal direction facing the Y direction orthogonal to the substrate transport direction (X direction). It is installed. On the upper surfaces of the first Y-axis base 20A and the second Y-axis base 20B, a Y-direction guide 21 is disposed over a substantially entire length in the longitudinal direction (Y direction), and the pair of Y-direction guides 21 are parallel to each other. In addition, the electronic component supply unit 2 and the holding unit 10 are sandwiched.
[0034]
The pair of Y-direction guides 21 includes three beam members, a first beam member 31, a center beam member 30, and a second beam member 32. Both end portions are supported by the Y-direction guides 21 in the Y direction. It is slidably installed.
[0035]
A nut member 23b protrudes from the right side end of the center beam member 30, and a feed screw 23a screwed into the nut member 23b is disposed in the horizontal direction on the first Y-axis base 20A. The Y-axis motor 22 is rotationally driven. By driving the Y-axis motor 22, the center beam member 30 moves horizontally in the Y direction along the Y direction guide 21.
[0036]
Further, nut members 25b and 27b project from the left side end portions of the first beam member 31 and the second beam member 32, respectively. Feed screws 25a and 27a screwed into the nut members 25b and 27b are respectively Each of them is rotationally driven by Y-axis motors 24 and 26 disposed horizontally on the second Y-axis base 20B. By driving the Y-axis motors 24 and 26, the first beam member 31 and the second beam member 32 move horizontally in the Y direction along the Y direction guide 21.
[0037]
A mounting head 33 is mounted on the center beam member 30, and a feed screw 41 a screwed into a nut member 41 b coupled to the mounting head 33 is rotationally driven by an X-axis motor 40. By driving the X-axis motor 40, the mounting head 33 is guided by an X-direction guide 42 (see FIG. 2) provided on the side surface of the center beam member 30 in the X direction and moves in the X direction.
[0038]
The mounting head 33 includes a plurality (four in this case) of nozzles 33a (four mounting nozzles) for sucking and holding one chip 6, and holding the plurality of chips 6 by sucking and holding the chips 6 to the respective nozzles 33a. It is possible to move in the state. The mounting head 33 has a mounting nozzle raising / lowering mechanism for individually raising and lowering these nozzles 33a, and the chip 6 can be individually picked up and mounted by each nozzle 33a.
[0039]
By driving the Y-axis motor 22 and the X-axis motor 40, the mounting head 33 moves horizontally in the X direction and the Y direction, and the chip 6 of the electronic component supply unit 2 is sucked and held by the plurality of nozzles 33a. 6 is mounted on a plurality of electronic component mounting portions 9 a (see FIG. 5) formed on the substrate 9 held by the holding portion 10.
[0040]
A pair of Y-direction guides 21, a center beam member 30, a Y-direction drive mechanism (Y-axis motor 22, feed screw 23 a and nut member 23 b) that moves the center beam member 30 along the Y-direction guide 21, and a mounting head 33 The X-direction drive mechanism (X-axis motor 40, feed screw 41a, and nut member 41b) moves the mounting head 33 between the electronic component supply unit 2 and the holding unit 10 along the X-direction guide 42. The mounting head moving mechanism 59 (see FIG. 10) is configured.
[0041]
The first beam member 31 is provided with an observation head 34 having a lens barrel portion 34 a extending in the horizontal direction, and a nut member 44 b is coupled to a bracket 34 b that holds the observation head 34. The feed screw 44 a screwed into the nut member 44 b is rotationally driven by the X-axis motor 43, and by driving the X-axis motor 43, the observation head 34 is provided with an X-direction guide 45 provided on the side surface of the first beam member 31. (See FIG. 2) and moves in the X direction.
[0042]
As shown in FIG. 3, a temporary positioning camera 15 and a reversing stage 17 are disposed between the electronic component supply unit 2 and the holding unit 10. The temporary positioning camera 15 includes a line camera. When the mounting head 33 holding the chip 6 on the nozzle 33a moves above the temporary positioning camera 15, the image of the chip 6 held on the nozzle 33a is captured. . The position of the chip 6 is recognized by performing a recognition process on the image by the electronic component temporary recognition unit 57 (FIG. 10) described later. This position recognition is provisional recognition for temporarily positioning the chip 6 on the electronic component mounting portion 9a on the substrate 9, as will be described later.
[0043]
Here, the function of the observation head 34 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the observation head 34 has two cameras, an electronic component camera 36A for observing the chip 6 on the lens barrel portion 34a and a substrate camera 36B for observing the electronic component mounting portion 9a of the substrate 9, respectively. The configuration is a combination through lenses 37A and 37B.
[0044]
Illumination units 39A and 39B for irradiating illumination light to the chip 6 and the substrate 9 that are observation objects are provided on the upper and lower surfaces of the lens barrel 34a. Inside the lens barrel portion 34a, mirrors 38A and 38B are respectively arranged at positions where the incident light to the lenses 37A and 37B is guided, and the incident light from both the upper and lower directions is reflected to one of the mirrors 38A and 38B. A prism 38C is incorporated.
[0045]
By moving the lens barrel 34a between two observation objects positioned in both the vertical direction and aligning the prism 38C with the observation object, the prism 38C, the mirror 38A, and the lens 37A are passed from the upper observation object. An optical path A to the camera 36A and an optical path B from the observation object below to the camera 36B through the prism 38C, the mirror 38B, and the lens 37B are simultaneously formed.
[0046]
That is, the observation head 34 provides the optical path A and the optical path B of the electronic component camera 36A and the board camera 36B horizontally, directs the optical path A of the electronic part camera 36A upward, and at the same position, the board camera. It has a configuration having a prism 38C that directs the optical path B of 36B downward. Here, the upward optical path A and the downward optical path B are on the same vertical line by adjusting the optical system.
[0047]
Therefore, as shown in FIG. 4, the lens barrel 34 a is advanced into the space between the substrate 9 held by the holding unit 10 and the nozzle 33 a positioned by adsorbing and holding the chip 6 above the substrate 9, By aligning the prism 38C with the electronic component mounting portion 9a of the chip 6 and the substrate 9, images of the electronic component mounting portion 9a of the chip 6 and the substrate 9 are simultaneously captured by the electronic component camera 36A and the substrate camera 36B, respectively. The relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a can be obtained.
[0048]
That is, the observation head 34 temporarily positions the chip 6 sucked and held by the mounting head 33 above the electronic component mounting portion 9a, and between the temporarily positioned chip 6 and the electronic component mounting portion 9a. The image of the electronic component mounting unit 9a is captured.
[0049]
By driving the Y-axis motor 24 and the X-axis motor 43, the observation head 34 moves horizontally in the X direction and the Y direction. Thereby, the observation head 34 can perform the movement above the holding unit 10 for imaging the substrate 9 held by the holding unit 10 and the movement for retreating from the holding unit 10.
[0050]
Y-direction drive mechanism (Y-axis motor 24, feed screw 25a and nut member 25b) for moving the pair of Y-direction guides 21, first beam member 31, first beam member 31 along the Y-direction guide 21, and observation The X-direction drive mechanism (X-axis motor 43, feed screw 44a, and nut member 44b) that moves the head 34 along the X-direction guide 45 is an observation head moving mechanism 58 (see FIG. 10) that moves the observation head 34. Constitute.
[0051]
In the electronic component mounting operation, the observation head moving mechanism 58 moves the observation head 34 in synchronization with the chips 6 that are sequentially temporarily positioned by the movement of the mounting head 33 as will be described later, and the chip 6 is moved to the substrate 9. When mounting, the observation head 34 is retracted from the holding unit 10. The space in the horizontal direction (Y direction) of the holding unit 10 is a retreat position where the observation head 34 is retreated from the holding unit 10.
[0052]
As described above, the holding unit 10 can be moved up and down by the holding unit lifting mechanism 16, and the interval between the holding unit 10 and the mounting head 33 can be changed by an operation to be performed. That is, when the observation head 34 is advanced into the space between the mounting head 33 and the substrate 9 for the observation operation, the interval between the holding unit 10 and the mounting head 33 is increased and the observation operation is completed. Decreases this interval. Therefore, the holding unit elevating mechanism 16 functions as an interval changing unit that changes and narrows the interval between the mounting head 33 and the holding unit 10 after the observation head 34 is retracted from the space between the mounting head 33.
[0053]
A wafer camera 35 is attached to the second beam member 32, and a nut member 47 b is coupled to a bracket 35 a that holds the wafer camera 35. The feed screw 47a screwed into the nut member 47b is rotationally driven by the X-axis motor 46. By driving the X-axis motor 46, the wafer camera 35 is provided in the X-direction guide provided on the side surface of the second beam member 32. It is guided by 48 (see FIG. 2) and moves in the X direction.
[0054]
By driving the Y-axis motor 26 and the X-axis motor 46, the wafer camera 35 moves horizontally in the X and Y directions. Thereby, the wafer camera 35 moves above the electronic component supply unit 2 for imaging the chip 6 held by the electronic component supply unit 2 and moves to retreat from the electronic component supply unit 2. It can be performed.
[0055]
Y-direction drive mechanism (Y-axis motor 26, feed screw 27a and nut member 27b) for moving a pair of Y-direction guide 21, second beam member 32, and second beam member 32 along Y-direction guide 21, and wafer The X-direction drive mechanism (X-axis motor 46, feed screw 47a, and nut member 47b) that moves the camera 35 along the X-direction guide 48 constitutes a wafer camera moving mechanism that moves the wafer camera 35.
[0056]
Next, a method for recognizing the substrate 9 and the chip 6 by the observation head 34 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a two-point recognition method for recognizing the position of the entire recognition object by recognizing two points in the recognition object. When this two-point recognition method is used, the optical magnification of the optical system used for imaging by the electronic component camera 36A and the board camera 36B is increased, and the imaging field is set to a narrow field W1.
[0057]
In FIG. 5A, a substrate 9 is placed on the holding portion 10, and chips 6 are already mounted on two of the plurality of electronic component mounting portions 9 a formed on the substrate 9. Above the holding part 10, the mounting head 33 holding the chip 6 on the nozzle 33a is located. At this time, the mounting head 33 is in a temporarily positioned state so that the chip 6 held by the nozzle 33a is positioned almost directly above the corresponding electronic component mounting portion 9a.
[0058]
In this state, the observation head 34 enters the space between the substrate 9 and the chip 6 and performs imaging for simultaneously recognizing the chip 6 and the substrate 9. At this time, first, the visual field W1 of the electronic component camera 36A and the substrate camera 36B has the bumps 6a on the diagonal side on one side of the chip 6 and the electrodes 9b positioned on the diagonal side on the one side of the electronic component mounting portion 9a. The observation head 34 is moved to include it. Images in the visual field W1 are acquired by the electronic component camera 36A and the board camera 36B, respectively.
[0059]
Next, as shown in FIG. 5B, the observation head 34 is moved so that the visual fields W1 of the electronic component camera 36A and the substrate camera 36B are respectively opposite to the bumps 6a on the other side of the chip 6 and mounted with the electronic components. The observation head 34 is moved so as to include the electrode 9b located on the other side of the part 9a. Similarly, images in the visual field W1 are acquired by the electronic component camera 36A and the board camera 36B, respectively.
[0060]
Then, by recognizing the image data obtained by the above-described two imaging operations by the observation head 34, the position of the chip 6 held by the mounting head 33 and the position of the electronic component mounting portion 9a on the substrate 9 are recognized. Is recognized. This two-point recognition method is used when the size of the target chip 6 is large and cannot be entirely accommodated in the same field of view, or when high position recognition accuracy is required.
[0061]
When this two-point recognition method is used, it is necessary to reliably position the target point within the narrow visual field W1, and therefore the chip 6 held by the mounting head 33 is temporarily positioned as described later. The temporary recognition operation recognized at 15 is performed, and the mounting head 33 is temporarily positioned based on the temporary recognition result.
[0062]
FIG. 6 shows a collective recognition method for recognizing the whole of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a collectively by one imaging. In this case, the imaging heads of the electronic component camera 36A and the board camera 36B are set to a wide field of view W2, and the observation head 34 is advanced into the space between the chip 6 and the board 9. In this state, the entire image of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a in the field of view W1 is acquired by the electronic component camera 36A and the board camera 36B, respectively. In the case of the collective recognition method, since it is easy to include both the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a in the wide visual field W2, the provisional recognition of the chip 6 by the provisional positioning camera 15 is easy. Operation is not necessarily required.
[0063]
Next, the inversion stage 17 will be described with reference to FIGS. In FIG. 7, two support posts 72 connected to a block 71 are erected on a horizontal base member 70. A reversing table 73 is rotatably held around the horizontal shaft 73a on the support post 72, and a reversing actuator 75 is coupled to the shaft 73a. By driving the reversing actuator 75, the shaft 73a rotates 180 degrees, and the reversing table 73 performs a reversing operation.
[0064]
A holding head 74 is provided on the reversing table 73, and a plurality of chip holding portions 74 a are arranged on the holding head 74. The chip holding part 74a is provided with suction holes 74b, and the chip holding part 74a is vacuum-sucked from the suction holes 74b in a state where the chip 6 with the bump forming surface facing upward is placed on each chip holding part 74a. Holds the chip 6 by suction. That is, the chip holding part 74a holds the back surface of the chip 6 with the bump forming surface facing upward (see FIG. 8A).
[0065]
Here, the chip 6 is transferred to the holding head 74 by picking up the chip 6 from the electronic component supply unit 2 by the nozzle 33a of the mounting head 33 and transferring the chip 6 to the holding head 74 with the chip holding unit 74a facing upward. Thus, the arrangement of the chip holding portions 74a in the holding head 74 is set to match the arrangement of the nozzles 33a of the mounting head 33.
[0066]
Two slide posts 76 are erected on the base member 70, and a slider 77 fitted to the slide post 76 so as to be slidable in the vertical direction is coupled to a lifting table 78. A rod 84 a of a lift actuator 84 is coupled to the lift table 78. By driving the lifting actuator 84, the lifting table 78 moves up and down along the slide post 76.
[0067]
A stage 79 is provided on the upper surface of the lifting table 78. The stage 79 is a flat bottom container having a flat bottom surface 79a. The transfer stage for transferring and applying the flux 80 supplied to the bottom surface to the bumps 6a of the chip 6 and the bumps 6a are pressed by pressing the bumps 6a during the transfer operation. It also functions as a flattening stage for flattening the tip, and also functions as an arrangement stage for arranging the chips 6 on which the flux 80 is transferred and applied in a predetermined arrangement for the take-out operation by the mounting head 33. is doing.
[0068]
A slide cylinder 81 for moving the slide block 82 back and forth in the horizontal direction is disposed horizontally on the side surface of the lifting table 78. A squeegee unit 83 having two squeegees that can be moved up and down is mounted on the slide block 82 so as to extend above the stage 79. As the squeegee unit 83 moves horizontally and performs a flux scraping operation and a flux spreading operation, a flux film having a predetermined film thickness with a flattened liquid surface is formed on the bottom surface of the stage 79.
[0069]
FIG. 8A shows a state in which the lift table 78 is lowered by driving the lift actuator 84 after the formation of the flux film. As a result, the stage 79 is lowered to the transfer height position for transfer application of the flux 80. In this state, as shown in FIG. 8B, the reversing actuator 75 is driven to reverse the reversing table 73 with respect to the stage 79. Next, when a load that presses the stage 79 upward is applied by the lifting actuator 84, the lower surface of the bump 6a is pressed against the stage 79, the bump 6a is flattened, and a flux is transferred onto the bump 6a.
[0070]
When the placement of the chip 6 on the flux 80 of the stage 79 is completed in this way, the lifting actuator 84 is driven to raise the lifting table 78 and to place the stage 79 at the delivery height. In this state, the chip 6 disposed on the stage 79 is again held by the nozzle 33 a of the mounting head 33 and mounted on the substrate 9 held by the holding unit 10. Therefore, the mounting head 33 that picks up the chip 6 from the electronic component supply unit 2 and the reversing stage 17 and the electronic component supply unit 2 and transfers the chip 6 to the reversing stage 17 has a higher flux than the mounting head 33 that mounts the electronic components on the substrate. This is an electronic component supplying means for supplying the chip 6 in a state where 80 is transferred and applied and flattening is completed.
[0071]
In the process of moving the mounting head 33 to the substrate 9, the mounting head 33 holding the chip 6 moves in the X direction above the temporary positioning camera 15, so that the temporary positioning camera 15 becomes the mounting head as described above. The chip 6 held at 33 is imaged.
[0072]
Next, the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the mechanism drive unit 50 includes a motor driver that electrically drives a motor of each mechanism shown below, a control device that controls air pressure supplied to an air cylinder of each mechanism, and the like. By controlling the mechanism drive unit 50 by the unit 53, the following drive elements are driven.
[0073]
The X-axis motor 40 and the Y-axis motor 22 drive a mounting head moving mechanism that moves the mounting head 33. The X-axis motor 43 and the Y-axis motor 24 drive an observation head moving mechanism 58 that moves the observation head 34, and the X-axis motor 46 and the Y-axis motor 26 drive a wafer camera moving mechanism that moves the wafer camera 35, respectively. To do.
[0074]
The mechanism driving unit 50 drives the mounting nozzle lifting mechanism of the mounting head 33 and the component suction mechanism by the nozzle 33a (see FIG. 2), and the reversing actuator 75, the lifting actuator 84, the ejector 8 and the ejector XY of the reversing stage 17. The drive motor of the table 7 is driven. Further, the mechanism driving unit 50 drives the substrate carry-in conveyors 11 and 12, the substrate carry-out conveyors 13 and 14, the substrate holding mechanism of the holding unit 10, and the holding unit lifting mechanism 16 that raises and lowers the holding unit 10.
[0075]
The electronic component recognition unit 54 recognizes the image captured by the electronic component camera 36 </ b> A of the observation head 34, and recognizes the position of the chip 6 attracted and held by the nozzle 33 a of the mounting head 33. The board recognition unit 55 recognizes the position of the electronic component mounting unit 9 a of the board 9 held by the holding unit 10 by performing recognition processing on the image captured by the board camera 36 </ b> B of the observation head 34. The electronic component mounting portion 9a is obtained by binding the electrodes 9b to which the bumps 6a of the chip 6 are bonded on the substrate 9 in units of chips, and the position can be detected by image recognition.
[0076]
The wafer recognition unit 56 processes the image captured by the wafer camera 35 to obtain the position of the chip 6 of the electronic component supply unit 2. The electronic component temporary recognition unit 57 recognizes the image captured by the temporary positioning camera 15 and obtains the position of the chip 6 held by the mounting head 33. This position recognition is used for temporary positioning of the mounting head 33 on the substrate 9 as described above.
[0077]
Recognition results by the electronic component recognition unit 54, the substrate recognition unit 55, the wafer recognition unit 56, and the electronic component temporary recognition unit 57 are sent to the control unit 53. The operation unit 51 is an input device such as a keyboard or a mouse, and performs data input, control command input, operation mode setting described later, and the like. The display unit 52 displays an imaging screen by the observation head 34, the wafer camera 35, and the temporary positioning camera 15, and displays a guidance screen at the time of input by the operation unit 51.
[0078]
This electronic component mounting apparatus is configured as described above. Hereinafter, the operation mode of the electronic component mounting apparatus and the electronic component mounting operation in each operation mode will be described. In the electronic component mounting apparatus according to the present embodiment, three operation modes, that is, a high accuracy mode, a standard mode, and a high speed mode can be selected according to required mounting accuracy. The switching of the operation mode can be set by operating the operation unit 51.
[0079]
Next, the processing function and electronic component mounting operation of the electronic component mounting apparatus in the standard mode will be described with reference to FIGS. The electronic component mounting operation in the standard mode includes the step of sucking and holding the chip (electronic component) 6 to the plurality of nozzles (mounting nozzle) 33a of the mounting head 33, and the chip sucked and held by one of the plurality of nozzles 33a. 6 is temporarily positioned above one electronic component mounting portion 9a, and the chip 6 and the electronic component are mounted by the observation head 34 positioned in the space between the temporarily positioned chip 6 and the electronic component mounting portion 9a. An observation process for capturing an image of the unit 9a, a relative positional relationship detection process for obtaining a relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a captured in the observation process, and suction holding by another nozzle 33a The temporary positioning step, the observation step, and the relative positional relationship detection step for all the chips 6 that have been performed, and the observation head retreat for retracting the observation head 34 from the substrate 9 The operation of positioning and mounting the chip 6 sucked and held by the plurality of nozzles 33a on the electronic component mounting portion 9a by moving the mounting head 33 reflecting the relative positional relationship obtained in the relative position detection step. Are sequentially performed on all the chips 6 held by suction by the nozzle 33a.
[0080]
In FIG. 10, a rectangular frame 53 indicates a processing function of the control unit 53 in the standard mode. As described below, the control unit 53 controls the mounting head moving mechanism 59 based on the images of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a captured by the observation head 34, and is sucked and held by each nozzle 33a. The chip 6 has a function as control means for sequentially positioning and mounting the chip 6 on the corresponding electronic component mounting portion 9a.
[0081]
Detailed functions of the control unit 53 will be described. The control unit 53 has a built-in storage function, and includes three storage units: a substrate information storage unit 53e, a temporary positioning position storage unit 53f, and a relative positional relationship storage unit 53g. The board information storage unit 53e is information about the board 9 on which the chip 6 is mounted, that is, the board size and the arrangement information on the board 9 of the electronic component mounting position 9a (see FIGS. 5 and 6) on which the chip 6 is mounted (see FIG. 5 and FIG. 6). Information such as the position of the recognition mark provided on the substrate 9 is stored.
[0082]
The temporary positioning position storage unit 53f is position information indicating a stop position of the mounting head 33 when the chip 6 sucked and held by the nozzle 33a of the mounting head 33 is temporarily positioned above the electronic component mounting part 9a of the substrate 9, that is, mounting. The mounting head position information (P) output from the head moving mechanism 59 is stored for each set of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a as a temporary positioning position. The relative positional relationship storage unit 53g indicates the relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting position 9a obtained by the relative positional relationship calculation processing unit 53i described below, and sets the chip 6 and the electronic component mounting position 9a. Remember every time.
[0083]
This relative positional relationship is the relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a corresponding to the chip 6 in a state where the mounting head 33 holding the chip 6 on the nozzle 33a is temporarily positioned with respect to the substrate 9. That is, the horizontal displacement of the chip 6 with respect to the electronic component mounting portion 9a is shown. This relative positional relationship is acquired by imaging the chip 6 and the substrate 9 with the observation head 34.
[0084]
Image data obtained by imaging the chip 6 with the electronic component component camera 36A is subjected to recognition processing by the electronic component recognition unit 54, whereby position information of the chip 6 is obtained, and the substrate 9 is imaged with the substrate camera 36B. The position information of the electronic component mounting unit 9a is obtained by performing recognition processing on the image data obtained by the substrate recognition unit 55, and the relative information of both is obtained from the position information of the chip 6 and the position information of the electronic component mounting unit 9a. The relative positional relationship calculation processing unit 53i calculates the relative positional relationship.
[0085]
That is, the relative positional relationship calculation processing unit 53i uses the image of the chip 6 captured by the observation head 34 and the image of the electronic component mounting unit 9a to determine the relative relationship between the chip 6 attracted and held by the mounting head 33 and the electronic component mounting unit 9a. Is determined for each set of chip 6 and electronic component mounting portion 9a.
[0086]
The alignment information calculation unit 53h is based on the provisional determination position and relative positional relationship for each set of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a stored in the temporary positioning position storage unit 53f and the relative positional relationship storage unit 53g, respectively. Alignment information for positioning the mounting head 33 is calculated. This alignment information indicates the final target position of the mounting head 33 in the mounting operation for mounting the chip 6 on the electronic component mounting portion 9a of the substrate 9, and the relative relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a described above. Is output in a form including a correction amount for correcting a general positional deviation.
[0087]
The observation head movement processing unit 53a controls the holding unit elevating mechanism 16 and the observation head moving mechanism 58 based on the arrangement information of the electronic component mounting unit 9a included in the board information stored in the board information storage unit 53e. Then, the positioning operation of the observation head 34 when imaging the substrate 9 held by the holding unit 10 and the retraction operation of moving the observation head 34 to a position that does not hinder the mounting of the chip 6 by the mounting head 33 are performed.
[0088]
The observation head 34, the observation head moving mechanism 58, and the observation head movement processing unit 53a are separated from the space between the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a for each set of the temporarily positioned chip 6 and electronic component mounting unit 9a. An observation means including an observation head 34 for capturing images of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a is configured.
[0089]
The pickup operation processing unit 53 b controls the mounting head moving mechanism 59 to determine the positioning operation of the mounting head 33 when picking up the chip 6 from the electronic component supply unit 2 based on the position of the chip 6 in the electronic component supply unit 2. Let me do it. The position of the chip 6 is obtained by performing recognition processing by the wafer recognition unit 56 on the imaging result of the wafer camera 35.
[0090]
The temporary positioning operation processing unit 53c controls the mounting head moving mechanism 59 to sequentially position the chips 6 sucked and held by the plurality of nozzles 33a above the electronic component mounting unit 9a. This temporary positioning operation is performed based on the arrangement information of the electronic component mounting unit 9 a stored in the board information storage unit 53 e and the position of the chip 6 held in the mounting head 33. The position of the chip 6 is obtained by imaging the chip 6 held on the mounting head 33 by the temporary positioning camera 15 and performing recognition processing on the imaging result by the electronic component temporary recognition unit 57.
[0091]
The mounting operation processing unit 53d controls the mounting head moving mechanism 59 based on the alignment information calculated by the alignment information calculating unit 53h, so that the chip 6 held in each nozzle 33a corresponds to the substrate 9. The electronic component mounting portion 9a is sequentially positioned.
[0092]
Next, the electronic component mounting operation in the standard mode will be described with reference to FIGS. 12 to 15 along the flow of FIG. Here, as shown in FIGS. 5 and 6, an operation example is shown in the case where the mounting operation is continuously performed on the substrate 9 on which the already mounted chip 6 is present.
[0093]
In FIG. 11, first, electronic component suction holding is performed (ST1). That is, the chip 6 is sucked and held from the stage 79 (see FIGS. 7 and 8) by the plurality of nozzles 33a of the mounting head 33 (component holding step). Then, when the mounting head 33 holding the chip 6 passes above the temporary positioning camera 15, a temporary recognition operation of the chip 6 is performed (ST 2), and thereby the chip 6 held by the mounting head 33. Is captured and the position is recognized. Based on the temporary recognition result, the first set of temporary positioning operations is performed (ST3). That is, the mounting head 33 is moved onto the substrate 9 held by the holding unit 10, and the chip 6 attracted and held by one of the plurality of nozzles 33 a of the mounting head 33 is replaced with one electron corresponding to the chip 6. Temporary positioning is performed above the component mounting portion 9a (temporary positioning step).
[0094]
Here, first, the chip 6 held by the mounting head 33 (the chip 6 held by the right nozzle 33a in FIG. 12A) is used as the first electronic component mounting portion 9a of the substrate 9 in the mounting operation. Temporary positioning is performed on the electronic component mounting portion 9a) adjacent to the right side of the chip 6. This temporary positioning is performed based on the arrangement information of the electronic component mounting unit 9a stored in the board information storage unit 53e and the above-described temporary recognition result.
[0095]
In parallel with these operations, the holding unit 10 is lowered in the holding unit 10 (ST4), thereby securing a space in which the observation head 34 advances on the holding unit 10. In this state, as shown in FIG. 12A, the observation head 34 is advanced into the space between the substrate 9 and the chip 6 held by the mounting head 33, and the observation head positioning operation is performed (ST5). .
[0096]
Thereafter, an observation operation is performed (ST6), and images of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a are captured by the observation head 34 positioned in the space between the temporarily positioned chip 6 and the electronic component mounting portion 9a ( Observation process). Here, for the first group described above, as shown in FIG. 12A, images of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a are captured by the electronic component camera 36A and the board camera 36B. In this example, an example is shown in which a collective recognition method (see FIG. 6) for recognizing recognition targets collectively with a wide visual field W2. Then, the position of the mounting head 33 at this time is stored as a temporary positioning position corresponding to the set of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a in the temporary positioning position storage unit 53f in association with this set.
[0097]
Thereafter, a relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a captured in the observation step is obtained (relative positional relationship detection step). That is, based on the images of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a, the electronic component recognition unit 54 and the board recognition unit 55 recognize the positions of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a, respectively, and the relative positional relationship calculation processing unit 53i detects the chip. 6 and the relative positional relationship between the electronic component mounting portion 9a are calculated. The calculation result is stored in association with the set of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a corresponding to the relative positional relationship storage unit 53g.
[0098]
Next, the presence / absence of a set of the next chip 6 and the electronic component mounting portion 9a is determined (ST7). If there is a next set, the temporary positioning operation (ST8) of the next set and the observation head positioning operation (ST9) are performed. ) Is executed. These operations are the same as the operations shown in (ST3) and (ST5), respectively. That is, as shown in FIG. 12B, the mounting head 33 and the observation head 34 are moved to align the next chip 6 with the next electronic component mounting portion 9a. At this time, the operation of the observation head 34 is performed in synchronization with the movement of the chip 6 by the mounting head 33.
[0099]
Thereafter, returning to (ST6), the observation operation by the observation head 34 is executed, and thereafter, all chips held by suction to the other nozzles 33a until it is confirmed in (ST7) that there is no next set. 6, the temporary positioning step, the observation step, and the relative positional relationship detection step are sequentially executed.
[0100]
When the temporary positioning, observation, and relative position detection processes have been completed for all the groups, the holding unit is raised (ST11) after the observation head retracting operation (ST10). That is, as shown in FIG. 13A, the observation head 34 is retracted from the substrate 9 (observation head retracting step), and then the holding unit 10 is raised to the component mounting height as shown in FIG. 13B. . In parallel with these operations, the first chip 6 and the electronic component mounting portion 9a (the left chip 6 held by the mounting head 33 and the second electronic component mounting portion 9a from the already mounted chip 6) are mounted. Alignment is performed (ST12).
[0101]
In this alignment, the alignment information calculation unit 53h first reads a relative positional relationship with the temporary positioning position for the group from the temporary positioning position storage unit 53f and the relative positional relationship storage unit 53g, and alignment information necessary for the alignment. Is calculated from the relative positional relationship with the read temporary positioning position. Then, the mounting operation processing unit 53d controls the mounting head moving mechanism 59 based on the calculated alignment information and positions the mounting head 33.
[0102]
Then, as shown in FIG. 14 (b), the nozzle 33a holding the first set of chips 6 is lowered to mount the chips 6 on the electronic component mounting portion 9a of the substrate 9 (ST13). The presence / absence of the next set is determined (ST14). If there is a next group, as shown in FIG. 14 (b), the positioning operation of the next group is performed (ST15), and the process returns to (ST13), as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b). The chip 6 is mounted by lowering 33a.
[0103]
That is, by reflecting the relative positional relationship obtained in the relative position detecting step and moving the mounting head 33, the chip 6 sucked and held by the plurality of nozzles 33a is positioned and mounted on the electronic component mounting portion 9a. The mounting operation is executed for all the chips 6 that are sucked and held by the nozzles 33 a of the mounting head 33. Then, in (ST14), it is confirmed that there is no next group and mounting for all the groups is completed, and the electronic component mounting operation is terminated.
[0104]
As described above, in the electronic component mounting method in the standard mode, when the chip 6 is mounted on the substrate 9 by the mounting head 33 having the plurality of nozzles 33a, the set of all the chips 6 and the electronic component mounting portion 9a is previously set. After performing the observation operation as the target and preparing the necessary information (temporary positioning position, relative positional relationship) for calculating the alignment information for alignment during the mounting operation for each set, The alignment information is calculated and aligned for each chip, and the mounting operation for lowering the nozzle 33a and landing the chip 6 on the electronic component mounting portion 9a is sequentially executed.
[0105]
This eliminates the need to move the observation head 34 back and forth between the mounting head 33 and the holding unit 10 each time a mounting operation for one chip 6 is performed, and the operation time can be shortened. When the chip 6 is landed on the substrate 9, the nozzle 33a is lowered while the holding portion 10 is raised to the component mounting height, so that the time required for the nozzle 33a to descend during the mounting operation can be shortened. The overall operation time can be further shortened. In other words, the above method is a mounting execution form as a standard mode in which electronic components can be efficiently mounted on a substrate for general use.
[0106]
Next, a processing function and an electronic component mounting operation of the electronic component mounting apparatus in the high accuracy mode will be described with reference to FIGS. In the electronic component mounting operation in the high accuracy mode, the chip (electronic component) 6 is sucked and held by a plurality of nozzles (mounting nozzles) 33a of the mounting head 33, and is sucked and held by one of the plurality of nozzles 33a. A temporary positioning step of temporarily positioning the chip 6 above one electronic component mounting portion 9a, and the observation head 34 positioned in the space between the temporarily positioned chip 6 and the electronic component mounting portion 9a, and the chip 6 and the electronic component An observation step for capturing an image of the mounting portion 9a, a relative positional relationship detection step for obtaining a relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a captured in the observation step, and an observation head 34 for the substrate 9 Temporary positioning is performed by moving the mounting head 33 to reflect the relative positional relationship obtained in the observation head withdrawing step and the relative position detecting step. An electronic component mounting process for positioning and mounting the chip 6 on the electronic component mounting portion 9a, and a temporary positioning process, an observation process, a relative positional relationship detection process, an observation head for all the chips 6 sucked and held by the other nozzles 33a. And a step of sequentially performing an evacuation step and an electronic component mounting step.
[0107]
In the high-precision mode functional block diagram shown in FIG. 16, the temporary positioning position storage unit 53f and the relative positional relationship storage unit 53g are removed from the standard mode functional block diagram shown in FIG. The function of storing the temporary positioning position information and the relative positional relationship information that is the basis of the above is deleted. In the high accuracy mode, alignment information is calculated without temporarily storing these two pieces of information. That is, as shown in FIG. 16, the alignment information calculation unit 53h is transmitted from the mounting head moving mechanism 59 and the relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a calculated by the relative positional relationship calculation processing unit 53i. Based on the current position (temporary positioning position) of the mounting head 33, alignment information is calculated.
[0108]
Next, the electronic component mounting operation in the high-accuracy mode will be described with reference to FIGS. 18 to 22 along the flow of FIG. Here, as in the case described above, an example of operation in the case where the mounting operation is continuously performed on the substrate 9 on which the already mounted chip 6 exists is shown.
[0109]
In FIG. 17, each step shown in (ST21) to (ST25) has the same contents as (ST1) to (ST5) shown in FIG. By completing these steps, the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a can be observed.
[0110]
Thereafter, an observation operation is performed (ST26), and images of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a are captured by the observation head 34 located in the space between the temporarily positioned chip 6 and the electronic component mounting portion 9a. Here, as in the first embodiment, the image of the chip 6 and the electronic component mounting part 9a is captured by the observation head 34 as shown in FIG.
[0111]
Then, the relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a captured by the observation process is obtained. That is, based on the images of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a, the positions of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a are recognized by the electronic component recognition unit 54 and the board recognition unit 55, respectively, and the chip 6 is detected by the relative positional relationship calculation processing unit 53i. And the relative positional relationship between the electronic component mounting portion 9a. Then, the alignment information calculation unit 53h calculates alignment information based on the calculated relative positional relationship and the current position of the mounting head 33 transmitted from the mounting head moving mechanism 59.
[0112]
If the relative positional relationship is detected for one group, after the observation head retracting operation (ST27), the holding unit is raised subsequently (ST28). That is, as shown in FIG. 18B, the observation head 34 is retracted from the substrate 9, and then the holding unit 10 is raised to the component mounting height as shown in FIG. 19A. In parallel with these operations, the first chip 6 and the electronic component mounting portion 9a (the right chip 6 held by the mounting head 33 and the electronic component mounting portion 9a adjacent to the already mounted chip 6) are positioned. Combine (ST29).
[0113]
Then, as shown in FIG. 19B, the nozzle 33a holding the first set of chips 6 is lowered to mount the chips 6 on the electronic component mounting portion 9a of the substrate 9 (ST30), and then the mounting target The presence / absence of the next set is determined (ST31). Here, when there is a next set, the operation returns to the operation for performing observation by the observation head 34 again. That is, as shown in FIG. 20A, the holding unit 10 is lowered to the recognition height (ST32), and the observation head 34 is advanced between the chip 6 and the substrate 9 to perform the positioning operation of the observation head 34 ( ST33).
[0114]
In parallel with these steps, the next set of temporary positioning operations is performed (ST34). Then, returning to (ST26), as shown in FIG. 20B, images of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a are captured by the observation head. Similarly, the relative positional relationship is detected. Thereafter, as shown in FIG. 21A, the observation head 34 is retracted from the holding unit 10, and then the holding unit 10 is raised to the component mounting height as shown in FIG. The pair of chips 6 and the electronic component mounting portion 9a (the left chip 6 held by the mounting head 33 and the electronic component mounting portion 9a adjacent to the previously mounted chip 6) are aligned.
[0115]
Then, as shown in FIG. 22A, the nozzle 33a is lowered to mount the chip 6 on the electronic component mounting portion 9a of the substrate 9 (ST30). These steps are repeatedly executed, and if it is determined that there is no next set to be mounted in (ST31), the electronic component mounting operation is terminated.
[0116]
As described above, the electronic component mounting method in the high-accuracy mode is a combination of a set of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a when the chip 6 is mounted on the substrate 9 by the mounting head 33 having the plurality of nozzles 33a. When the alignment information for aligning these is obtained based on the observation result, the mounting operation by the mounting head 33 is immediately executed based on the alignment information. .
[0117]
Thereby, when positioning the mounting head 33 based on the alignment information, positioning errors caused by the mechanism errors of the respective axes of the mounting head moving mechanism 59 for moving the mounting head 33 can be eliminated, and high mounting position accuracy is achieved. Is realized. That is, the above method is a mounting execution form as a high-accuracy mode for the purpose of mounting high-precision components that require high mounting accuracy on a substrate with good positional accuracy.
[0118]
FIG. 23 is a functional block diagram showing processing functions in the high speed mode of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 24 is a flowchart of the electronic component mounting method (high speed mode) according to the first embodiment of the present invention. FIG.
[0119]
The functional block diagram shown in FIG. 23 is the same as the functional block diagram of the standard mode shown in FIG. 10, but the temporary positioning position storage unit 53f, the relative positional relationship storage unit 53g, the relative positional relationship calculation processing unit 53i, the temporary positioning operation processing unit 53c, The configuration is such that the electronic component camera 36A and the electronic component recognition unit 54 are removed, and the method for calculating alignment information is simplified.
[0120]
As shown in FIG. 23, the alignment information calculation unit 53h includes the position recognition result of the chip 6 obtained by the electronic component temporary recognition unit 57 recognizing the image of the chip 6 captured by the temporary positioning camera 15; The alignment information is calculated based on the position recognition result of the substrate 9 obtained by the substrate recognition unit 55 performing recognition processing on the image captured by the substrate camera 36B. The position recognition of the substrate 9 is performed based on the position of a characteristic part such as a recognition mark provided on the substrate 9.
[0121]
That is, the position of each electronic component mounting part 9a is specified from the arrangement information of the electronic component mounting part 9a included in the board information stored in the board information storage part 53e and the positional deviation of the board 9 obtained by the board recognition. Then, the final target position of the mounting head 33 is calculated based on the position displacement of the chip 6 obtained from the position of the electronic component mounting portion 9a and the recognition result of the chip 6.
[0122]
Next, the electronic component mounting operation in the high-speed mode will be described along the flow of FIG. This electronic component mounting operation is a high-speed mode of the mounting operation executed using the electronic component mounting apparatus. Prior to the start of the mounting operation, the substrate 9 held by the holding unit 10 is recognized by the substrate camera 36B, and the positional deviation of the substrate 9 is obtained. In FIG. 24, first, electronic component suction holding is performed (ST41).
[0123]
That is, the chip 6 is sucked and held from the stage 79 by the nozzle 33 a of the mounting head 33. Then, when the mounting head 33 holding the chip 6 passes above the temporary positioning camera 15, a temporary recognition operation of the chip 6 is performed (ST 42), thereby the chip 6 held by the mounting head 33. Is captured and the position of the chip 6 is recognized. Based on the temporary recognition result, the first set of temporary positioning operations is performed (ST43).
[0124]
After that, it shifts to mounting operation. Here, the nozzle 33a holding the first chip 6 is lowered in the temporarily positioned state, and the chip 6 is mounted on the electronic component mounting portion 9a of the substrate 9. Then, the presence / absence of the next set is determined, and if the next set exists, the temporary positioning operation of the next set is executed (ST46), and the mounting operation for returning the nozzle 33a in the same manner is returned to (ST44). Executed. These steps are repeatedly executed, and if it is determined that there is no next set to be mounted in (ST45), the electronic component mounting operation is terminated.
[0125]
As described above, in the electronic component mounting method in the high speed mode, when the chip 6 is mounted on the substrate 9 by the mounting head 33 having the plurality of nozzles 33a, the mounting head 33 holding the chip 6 is removed from the component supply unit 2. The electronic position obtained by adding the board recognition result to the position of the chip 6 obtained by capturing the image by the temporary positioning camera 15 in the path of movement to the holding section 10 and the arrangement information of the electronic component mounting section 9a stored in advance. The alignment information is calculated based on the position of the component mounting portion 9a.
[0126]
Thereby, electronic component mounting can be performed without performing an observation operation for positioning for each set of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a. That is, the above method is a mounting execution form as a high-speed mode in which high-speed mounting is performed with a short tact time for an electronic component that does not require high mounting position accuracy.
[0127]
As described above, the electronic component mounting apparatus shown in the first embodiment is not limited to the general standard mode mounting execution mode aiming to achieve both good mounting position accuracy and highly efficient component mounting work. The high accuracy mode and the high speed mode can be selected in accordance with the mounting accuracy required for the target electronic component.
[0128]
In other words, with an electronic component mounting apparatus having the same configuration, for a high-accuracy mode mounting execution mode targeting high-precision components that require high mounting accuracy, and for electronic components that do not require high mounting position accuracy, A mounting execution form as a high-speed mode in which high-speed mounting is performed with a short tact time is possible.
[0129]
(Embodiment 2)
Next, the electronic component mounting apparatus according to the second embodiment will be described. The electronic component mounting apparatus of the second embodiment is different from that of the first embodiment only in the processing mechanism in the standard mode, and other configurations and processing functions in the high-precision mode and the high-speed mode are the same as those in the first embodiment. It is. Therefore, the description of the electronic component mounting apparatus according to the second embodiment is limited to the processing function in the standard mode.
[0130]
FIG. 25 is a functional block diagram showing processing functions in the standard mode of the electronic component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment (see FIG. 10), information indicating the temporary positioning position of the mounting head 33 and the relative positional relationship between the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a is used for each set of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a. However, in the second embodiment, the alignment information is stored for each set of the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a.
[0131]
That is, as shown in FIG. 25, the relative positional relationship calculated by the relative positional relationship calculation processing unit 53i is directly transmitted to the alignment information calculating unit 53h without being temporarily stored. The alignment information calculation unit 53h calculates alignment information based on the position of the mounting head 33 at the time of temporary positioning stored in the temporary positioning position storage unit 53f and the relative positional relationship calculated by the relative positional relationship calculation processing unit 53i. To do.
[0132]
The alignment information storage unit 53j stores the alignment information calculated by the alignment information calculation unit 53h for each set of the chip 6 and the electronic component mounting unit 9a. When mounting operation is controlled by the mounting operation processing unit 53d, the mounting head moving mechanism 59 is controlled based on the alignment information stored in the alignment information storage unit 53j. Also in the second embodiment, similar to the first embodiment, since the mounting operation is performed after the observation operation for calculating the alignment information is executed in advance for all the sets, the same effect can be obtained.
[0133]
As described above, in the electronic component mounting method (standard mode) of the present invention, the chip 6 is sucked and held on each of the plurality of nozzles 33 a provided on the mounting head 33 and mounted on the electronic component mounting portion 9 a of the substrate 9. In mounting the electronic component, the chip 6 and the electronic component mounting portion 9a are observed by the observation head 34 located in the space between the temporarily positioned chip 6 and the electronic component mounting portion 9a, and the relative positional relationship between them is observed. Relative position detection is performed for all the chips 6 that are attracted and held by the nozzle 33a, and the mounting operation for positioning and mounting the chip 6 on the electronic component mounting portion 9a reflecting the obtained relative positional relationship is performed for all the chips. 6 are sequentially executed.
[0134]
As a result, the tact time per component can be greatly reduced as compared with the conventional method in which the camera is moved back and forth between the mounting head and the substrate each time one electronic component is mounted. Furthermore, the holding part that holds the substrate can be moved up and down, and the interval between the substrate and the mounting head is reduced during the mounting operation, so that the time required for the nozzle to move up and down is shortened and the tact time is further reduced. It is possible to achieve both good mounting position accuracy and highly efficient component mounting work.
[0135]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the electronic component mounting in which the electronic component is sucked and held in each of the plurality of mounting nozzles provided in the mounting head and mounted on the electronic component mounting portion of the substrate, the temporarily positioned electronic component and the electronic component mounting portion The electronic head and the electronic component mounting part are observed by the observation head located in the space between the two, and the relative position detection for obtaining the relative positional relationship between the two is performed for all the electronic components held by the mounting nozzle. The mounting operation of positioning and mounting the electronic component on the electronic component mounting part, reflecting the obtained relative positional relationship, is executed sequentially for all the electronic components, so good mounting position accuracy and highly efficient component mounting work Can be made compatible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional plan view of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a functional explanatory diagram of an observation head of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an electronic component and substrate observation method using an observation head of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.
6 is an explanatory diagram of an electronic component and substrate observation method using an observation head of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG.
7 is a perspective view of an inversion stage of the electronic component mounting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG.
FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the inversion stage of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a control system of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a functional block diagram showing processing functions in the standard mode of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart of the electronic component mounting method (standard mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (standard mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (standard mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (standard mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (standard mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a functional block diagram showing processing functions in the high precision mode of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a flowchart of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a process explanatory view of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 22 is a process explanatory diagram of the electronic component mounting method (high accuracy mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a functional block diagram showing processing functions in the high-speed mode of the electronic component mounting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a flowchart of the electronic component mounting method (high-speed mode) according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a functional block diagram showing processing functions in the standard mode of the electronic component mounting apparatus according to the second embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
2 Electronic parts supply department
6 chips
9 Board
9a Electronic component mounting part
10 Holding part
15 Temporary positioning camera
16 Holder lifting mechanism
33 Mounted head
33a nozzle
34 Observation head
36A Camera for electronic parts
Camera for 36B circuit board
53 Control unit
53a Observation head movement processing unit
53c Temporary positioning operation processing unit
53d Onboard operation processing unit
53f Temporary positioning position storage unit
53g Relative positional relationship storage unit
53h Alignment information calculation unit
53i Relative positional relationship calculation processing unit
54 Electronic component recognition unit
55 Board recognition unit

Claims

基板を保持する保持部と、電子部品を供給する電子部品供給手段と、電子部品供給手段から供給された電子部品を吸着保持する複数の搭載ノズルを備えた搭載ヘッドと、前記搭載ヘッドを移動させる搭載ヘッド移動機構と、カメラを備えた観察ヘッドと、前記観察ヘッドを移動させる観察ヘッド移動機構と、前記搭載ヘッド移動機構の制御による前記搭載ヘッドの移動、前記観察ヘッド移動機構の制御による前記観察ヘッドの移動、前記搭載ヘッドによる電子部品の吸着及び前記観察ヘッドによる撮像を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数の搭載ノズルに複数の電子部品を吸着保持させた前記搭載ヘッドを基板の上方に移動させた後、前記観察ヘッドを前記搭載ヘッドと基板の間の空間に進出させ、前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた複数の電子部品を順次基板上の対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めしながらその仮位置決めした電子部品および対応する電子部品搭載部を前記観察ヘッドにより撮像し、前記観察ヘッドを前記空間から退避させた後、前記撮像により得られた画像から求められる全ての電子部品についての電子部品搭載部との相対位置関係に基づいて、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させることを特徴とする電子部品搭載装置。A holding unit for holding a substrate, an electronic component supply means for supplying the electronic components, and mounting head having a plurality of mounting nozzles you sucking and holding the electronic component supplied from the electronic component supplying means, before Symbol mounting head a mounting head moving mechanism for moving, and observation head having a camera, and observation head moving mechanism before moving the prior SL observation head, movement of the mounting head according to the control of the mounting head moving mechanism, the observation head movement of the observation head according to control of the moving mechanism, and a control means for causing the imaging by adsorption and the observation head of the electronic component by the mounting head,
The control means, after moving the mounting head having a plurality of electronic components suctioned and held by the plurality of mounting nozzles above the substrate, advances the observation head into the space between the mounting head and the substrate, While the plurality of electronic components sucked and held by the plurality of mounting nozzles are temporarily positioned sequentially above the corresponding electronic component mounting portions on the substrate, the temporarily positioned electronic components and the corresponding electronic component mounting portions are moved by the observation head. After imaging and retracting the observation head from the space, each electronic component is handled based on the relative positional relationship with the electronic component mounting portion for all electronic components obtained from the image obtained by the imaging. An electronic component mounting apparatus characterized by being sequentially positioned and mounted on an electronic component mounting portion .

前記制御手段が、前記搭載ヘッドを移動させて前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた各電子部品を対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めする仮位置決め動作処理部と、仮位置決め動作処理部により各電子部品が対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めされたときの前記搭載ヘッドの位置を仮位置決め位置としてその仮位置決めされたときの電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部の組毎に記憶する仮位置決め位置記憶部と、前記観察ヘッドにより取り込んだ電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部の画像より電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との相対位置関係を前記組毎に求める相対位置関係算出処理部と、相対位置関係算出処理部において求められた電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との前記相対位置関係を前記組毎に記憶する相対位置関係記憶部と、仮位置決め位置記憶部ならびに相対位置関係記憶部にそれぞれ記憶された前記組毎の前記仮位置決め位置および前記組毎の前記相対位置関係に基づいて前記搭載ヘッドを基板に位置決めするためのアライメント情報を算出するアライメント情報算出部と、アライメント情報算出部において算出された前記アライメント情報に基づいて前記搭載ヘッドを移動させ、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる搭載動作処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載装置。 Wherein said control means comprises a provisional positioning operation processing part for temporarily positioning the electronic components, wherein by moving the mounting head is adsorbed held in the plurality of mounting nozzles above the corresponding electronic component mounting portion, provisional positioning operation processing unit The electronic component when the electronic component is temporarily positioned above the corresponding electronic component mounting portion by using the position of the mounting head as the temporary positioning position and the electronic component mounting portion corresponding to the electronic component An electronic component and an electronic component mounting unit corresponding to the electronic component from an image of the electronic component captured by the observation head and an electronic component mounting unit corresponding to the electronic component. the relative positional relationship calculating process part for determining the relative positional relationship for each of the sets, and to the electronic components the electronic components obtained Oite the relative positional relationship calculating process part The relative positional relationship and the relative positional relationship storage unit for storing each said set of said provisional positioning position of the provisional positioning position storage unit and the relative positional relationship respectively in the storage unit stored the sets each of the electronic component mounting portion to respond and an alignment information calculating part for calculating alignment information used to position the mounting head to the substrate based on the relative positional relationship of said set each, the mounting head on the basis of the alignment information calculated in the alignment information calculating section The electronic component mounting apparatus according to claim 1, further comprising: a mounting operation processing unit that moves the electronic component and sequentially positions and mounts each electronic component on the corresponding electronic component mounting unit.

前記制御手段が、前記搭載ヘッドを移動させて前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた各電子部品を対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めする仮位置決め動作処理部と、前記観察ヘッドにより取り込んだ電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部の画像より電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との相対位置関係を仮位置決めされた電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部の組毎に求める相対位置関係算出処理部と、仮位置決め動作処理部により各電子部品が対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めされたときの前記搭載ヘッドの位置と相対位置関係処理部において求められた電子部品とその電子部品に対応する電子部品搭載部との前記相対位置関係に基づいて前記搭載ヘッドを基板に位置決めするためのアライメント情報を算出するアライメント情報算出部と、アライメント情報算出部において算出された前記アライメント情報を前記組毎に記憶するアライメント情報記憶部と、アライメント情報記憶部に記憶された前記アライメント情報に基づいて前記搭載ヘッドを移動させ、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる搭載動作処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品搭載装置。 Wherein said control means comprises a provisional positioning operation processing part for temporarily positioning the electronic components, wherein by moving the mounting head is adsorbed held in the plurality of mounting nozzles above the corresponding electronic component mounting portion, the front Symbol observation head the electronic component and the electronic component mounting portion electronic component and the electronic component image by Ri electronic components and the relative positional relationship between the electronic component mounting portion corresponding to the electronic components are temporarily positioned in corresponding to the electronic component taken the relative positional relationship calculating process part for determining each set of the corresponding electronic component mounting portion, the position of the mounting head when the electronic component is provisionally positioned above the corresponding electronic component mounting portions by provisional positioning operation processing unit positioning the substrate said mounting head based on the relative positional relationship between the electronic component obtained in the relative positional relationship processor and the electronic component mounting portion corresponding to the electronic component The alignment information and the alignment information calculating part for calculating alignment information, stored the alignment information calculated in A Raimento information calculating unit and the alignment information storage unit for storing each said set, the alignment information storage unit for wherein moving the mounting head, the electronic component mounting apparatus according to claim 1, characterized in that a mounting operation processing part for mounting sequentially positioning the electronic components in the corresponding electronic component mounting portion based on .

前記搭載ヘッドと前記保持部との間隔を変更する間隔変更手段を備え、前記制御手段は、前記観察ヘッドを前記空間から退避させた後、前記間隔変更手段を制御して前記搭載ヘッドと前記保持部との間隔を狭くすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品搭載装置。 An interval changing unit that changes an interval between the mounting head and the holding unit is provided, and the control unit controls the interval changing unit after the observation head is retracted from the space and then holds the mounting head and the holding unit. electronic component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that narrowing the gap between the parts.

前記保持部の横方向の空間が前記観察ヘッドの退避位置となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品搭載装置。Electronic component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that lateral space of the holder is in the retracted position of said observation head.

前記観察ヘッドが電子部品を観察する電子部品用カメラと基板の電子部品搭載部を観察する基板用カメラを備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子部品搭載装置。Electronic component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said observation head includes a substrate camera for observing the electronic component mounting portion of the electronic component camera and the board to observe the electronic component .

前記電子部品用カメラと前記基板用カメラの光路を水平に設け、前記電子部品用カメラの光路を上方に向けるとともに、前記基板用カメラの光路を下方に向けるプリズムを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子部品搭載装置。And characterized by having the electronic component camera and horizontally installed an optical path of the camera substrate, to together Turning optical path of said electronic component camera upwards, direct light path before Symbol camera substrate downward prism The electronic component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 6 .

供給された複数の電子部品を搭載ヘッドが備える複数の搭載ノズルに吸着保持させ、その搭載ヘッドを基板の上方に移動させる工程と、基板の上方に移動させた前記搭載ヘッドと基板の間の空間に観察ヘッドを進出させる工程と、前記複数の搭載ノズルに吸着保持させた複数の電子部品を順次基板上の対応する電子部品搭載部の上方に仮位置決めしながらその仮位置決めした電子部品およびその電子部品に対応する電子部品搭載部を前記観察ヘッドにより撮像する工程と、前記撮像の後、前記観察ヘッドを前記空間から退避させ、前記撮像により得られた画像から求められる全ての電子部品についての電子部品搭載部との相対位置関係に基づいて、各電子部品を対応する電子部品搭載部に順次位置決めして搭載させる工程とを含むことを特徴とする電子部品搭載方法。 The supplied plurality of electronic components is attracted to and held on a plurality of mounting Nozzle provided in the mounting head, a step of moving the mounting head above the substrate, between the mounting head and the substrate is moved above the substrate A step of advancing the observation head into the space, a plurality of electronic components sucked and held by the plurality of mounting nozzles while temporarily positioning the electronic components on the substrate sequentially above the corresponding electronic component mounting portion, and the electronic components Steps of imaging an electronic component mounting portion corresponding to an electronic component with the observation head, and after the imaging, the observation head is retracted from the space, and for all electronic components obtained from the image obtained by the imaging characterized in that it comprises a step of based on the relative positional relationship between the electronic component mounting portion, thereby mounted sequentially positioned in the electronic component mounting portions corresponding to each electronic component Electronic component mounting method for.