JP5024494B1

JP5024494B1 - 搭載装置、基板装置の製造方法

Info

Publication number: JP5024494B1
Application number: JP2012048520A
Authority: JP
Inventors: 寛沢田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-05
Also published as: CN103295933B; JP2013187205A; CN103295933A

Abstract

【課題】基板に搭載する複数の半導体素子の絶対位置精度を確保しつつ、当該半導体素子間の相対位置のずれを抑制する。
【解決手段】基板に対して１個目の半導体素子の後に搭載される２個目以降の半導体素子を保持具で保持し、当該２個目以降の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、前記基板に搭載済みの半導体素子の認識マークと、絶対位置で前記基板に置かれた状態の前記２個目以降の半導体素子の前記認識マークと、の相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、前記範囲外にあれば、前記移動手段により前記範囲内に入るように、前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該２個目以降の半導体素子を搭載する
【選択図】図１

Description

本発明は、搭載装置、基板装置の製造方法に関する。

特許文献１には、複数のＬＥＤアレイチップを実装したＬＥＤ基板の製造方法において、ＬＥＤ基板の長手方向の一端から数えて奇数個目のＬＥＤアレイチップは、絶対位置で位置決めして実装し、前記ＬＥＤ基板の長手方向の一端から数えて偶数個目のＬＥＤアレイチップは、隣接する実装済みの前記奇数個目のＬＥＤアレイチップとの相対位置で位置決めして実装することを特徴とするＬＥＤ基板の製造方法が開示されている。

特許４２８９６５６号公報

本発明は、基板に搭載する複数の半導体素子の絶対位置精度を確保しつつ、当該半導体素子間の相対位置のずれを抑制することを課題とする。

請求項１の発明は、基板に対して予め定められた搭載方向に沿って順番に搭載される複数の半導体素子のそれぞれを保持すると共に、当該半導体素子の長手方向の端部に形成された認識マークを前記搭載方向における後ろ側に露出する保持具と、前記保持具に保持された前記半導体素子の前記認識マーク、及び前記基板に搭載済みの前記半導体素子の認識マークを撮像可能な視野を有する撮像手段と、前記保持具を前記基板に対して相対移動させる保持具移動手段と、前記撮像手段を前記基板に対して相対移動させる撮像手段移動手段と、下記（１）と（３）のように、又は下記（２）と（３）のように、前記保持具の前記半導体素子に対する保持動作と、前記保持具移動手段による前記保持具の移動動作と、を制御する制御手段と、を備える搭載装置である。
（１）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を絶対位置で前記基板に搭載する
（２）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、前記基板の位置決めマークと前記１個目の半導体素子の前記認識マークとの相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、前記範囲外にあれば、前記保持具移動手段により前記範囲内に入るように前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該１個目の半導体素子を搭載し、前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該１個目の半導体素子を前記基板に搭載する
（３）前記基板に対して前記１個目の半導体素子の後に搭載される２個目以降の半導体素子を前記保持具で保持し、当該２個目以降の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、前記基板に搭載済みの半導体素子の認識マークと、絶対位置で前記基板に置かれた状態の前記２個目以降の半導体素子の前記認識マークと、の相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、前記範囲外にあれば、前記保持具移動手段により前記範囲内に入るように、前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該２個目以降の半導体素子を搭載し、前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該２個目以降の半導体素子を前記基板に搭載する

請求項２の発明は、基板に対して予め定められた搭載方向に沿って順番に搭載される複数の半導体素子のそれぞれを保持すると共に、当該半導体素子の長手方向の端部に形成された認識マークを前記搭載方向における後ろ側に露出する保持具と、前記保持具に保持された前記半導体素子の前記認識マーク、及び前記基板に搭載済みの前記半導体素子の認識マークを撮像可能な視野を有する撮像手段と、前記保持具及び前記撮像手段を前記基板に対して相対移動させる移動手段と、下記（１）と（３）のように、又は下記（２）と（３）のように、前記保持具の前記半導体素子に対する保持動作と、前記移動手段による前記保持具の移動動作と、を制御する制御手段と、を備える搭載装置である。
（１）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を絶対位置で前記基板に搭載する
（２）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、前記基板の位置決めマークと前記１個目の半導体素子の前記認識マークとの相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、前記範囲外にあれば、前記移動手段により前記範囲内に入るように前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該１個目の半導体素子を搭載し、前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該１個目の半導体素子を前記基板に搭載する
（３）前記基板に対して前記１個目の半導体素子の後に搭載される２個目以降の半導体素子を前記保持具で保持し、当該２個目以降の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、前記基板に搭載済みの半導体素子の認識マークと、絶対位置で前記基板に置かれた状態の前記２個目以降の半導体素子の前記認識マークと、の相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、前記範囲外にあれば、前記移動手段により前記範囲内に入るように、前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該２個目以降の半導体素子を搭載し、前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該２個目以降の半導体素子を前記基板に搭載する

請求項３の発明は、半導体素子を位置決めする素子位置決め工程と、基板を位置決めする基板位置決め工程と、請求項１又は２に記載の搭載装置の前記保持具により、前記素子位置決め工程で位置決めされた前記半導体素子を保持し、前記基板位置決め工程で位置決めされた前記基板に当該半導体素子を搭載する搭載工程と、を備えた基板装置の製造方法である。

本発明の請求項１の構成によれば、本構成における制御手段を備えない場合に比べ、基板に搭載する複数の半導体素子の絶対位置精度を確保しつつ、当該半導体素子間の相対位置のずれを抑制できる。

本発明の請求項２の構成によれば、本構成における制御手段を備えない場合に比べ、基板に搭載する複数の半導体素子の絶対位置精度を確保しつつ、当該半導体素子間の相対位置のずれを抑制できる。

本発明の請求項３の製造方法によれば、本製造方法における搭載装置を用いない場合に比べ、基板に搭載した複数の半導体素子の絶対位置精度が確保されつつ、当該半導体素子間の相対位置のずれが抑制された基板装置を得ることができる。

本実施形態に係る、プリント配線基板装置の製造装置の構成を示す斜視図である。本実施形態に係るコレットの構成を示す斜視図である。本実施形態に係る移送装置の構成を示す側面図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。半導体素子をプリント配線基板に搭載する搭載動作（搭載手順）を示す図である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。

（製造装置１０）
まず、本実施形態に係る基板装置の製造装置１０の構成を説明する。図１は、製造装置１０の構成を示す斜視図である。なお、下記のＸ（−Ｘ）方向、Ｙ（−Ｙ）方向、Ｚ（−Ｚ）方向は、互いに直交する座標系を示しており、Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向、−Ｙ方向、Ｚ方向（上方）及び−Ｚ方向（下方）は、図中に示す矢印方向である。また、特記する場合を除き、「Ｘ方向」は「Ｘ方向または−Ｘ方向」、「Ｙ方向」は「Ｙ方向または−Ｙ方向」、「Ｚ方向」は「Ｚ方向または−Ｚ方向」の意である。

製造装置１０は、基板装置の一例としてのプリント配線基板装置を製造する製造装置であり、図１に示されるように、半導体素子１２を供給する供給部１３と、半導体素子１２を位置決めする素子位置決め部２０と、基板の一例としてのプリント配線基板４４を位置決めする基板位置決め部４０と、供給部１３から素子位置決め部２０へ半導体素子１２を移送する移送装置５０と、素子位置決め部２０で位置決めされた半導体素子１２を基板位置決め部４０で位置決めされたプリント配線基板４４へ移送する移送装置６０と、を備えている。

さらに、製造装置１０は、製造装置１０の各構成部分（供給部１３、素子位置決め部２０、基板位置決め部４０、移送装置５０、移送装置６０）の動作（駆動）を制御する制御手段の一例としての制御部９０を備えている。

製造装置１０では、半導体素子１２をプリント配線基板４４に搭載する搭載装置１００が、素子位置決め部２０と、基板位置決め部４０と、移送装置６０と、制御部９０と、を有して構成されている。

（半導体素子１２）
プリント配線基板４４に搭載（実装）される半導体素子１２としては、例えば、長尺に形成された断面四角形状の半導体素子（例えば、ＬＥＤチップ）が用いられる。具体的には、半導体素子１２は、例えば、幅（Ｙ方向長さ）１２５μｍ、長さ（Ｘ方向長さ）６ｍｍ、高さ（Ｚ方向長さ）３００μｍとされている。また、半導体素子１２の表面（上面）には、回路パターンや発光素子等の機能部が設けられている。さらに、半導体素子１２の表面（上面）における長手方向両端部には、半導体素子１２の位置情報を得るための認識マーク１１が形成されている。認識マーク１１は、半導体素子１２の予め定められた位置に形成されている。

また、半導体素子１２は、図６（Ｂ）に示されるように、プリント配線基板４４に対して予め定められた搭載方向Ａ（Ｘ方向）に沿って順番に複数搭載されるようになっている。具体的には、半導体素子１２は、プリント配線基板４４に対して、搭載方向Ａに沿って千鳥状に配置されるようになっている。なお、半導体素子１２は、搭載方向Ａに沿って順番に複数搭載されればよいので、例えば、搭載方向Ａに沿って直線状に配置されてもよい。

なお、プリント配線基板４４にも、プリント配線基板４４と半導体素子１２との相対位置の位置情報を得るための位置決めマーク４３が、搭載方向Ａにおける搭載開始側（図４〜６における左側）の長手方向端部に形成されている。

（供給部１３）
図１に示されるように、供給部１３は、ウエハ１４を保持する保持部１５と、保持部１５をＸ方向及びＹ方向へ移動させる移動機構１７と、を備えている。供給部１３では、保持部１５が保持するウエハ１４が切断されることにより、ウエハ１４から複数の半導体素子１２が切り出されるようになっている。また、供給部１３では、移動機構１７が保持部１５をＸ方向及びＹ方向へ移動させることで、搭載対象の半導体素子１２を移送装置５０による予め定められたピックアップ位置に位置させるようになっている。

（素子位置決め部２０）
素子位置決め部２０は、半導体素子１２が載せられる位置決め台３０と、位置決め台３０に載せられた半導体素子１２を予め定められた位置に位置決めする位置決め部材２２と、位置決め部材２２をＸ方向及びＹ方向へ移動させる移動機構２９と、を備えている。

位置決め台３０は、上部に開口部３３を有する円筒部３２と、円筒部３２の開口部３３に設けられたプレート３４と、円筒部３２の内部空間を負圧にする吸引装置３６と、を備えている。プレート３４には、複数の吸引孔３８が形成されている。この複数の吸引孔３８は、プレート３４を貫通しており、円筒部３２の内部空間と通じている。

位置決め部材２２は、図１に示されるように、板状をしており、本体部２２Ａと、本体部２２ＡからＸ方向に突出する一対の突出部２２Ｂと、を備えて構成されている。一対の突出部２２Ｂは、その間に半導体素子１２を配置可能にＹ方向に離れて設けられている。位置決め部材２２は、一対の突出部２２Ｂと本体部２２Ａとによって、平面視（−Ｚ方向視）にてコの字状（Ｕの字状）に構成されている。

位置決め部材２２では、突出部２２Ｂに半導体素子１２の側面１２Ａ（図２参照）を突き当てて、半導体素子１２を移動させ、予め定められた位置に半導体素子１２を位置決め（位置出し）するようになっている。位置決め部材２２によって移動される半導体素子１２は、吸引孔３８を通じて吸引されるため、適度な移動抵抗が付与される。なお、本実施形態では、一対の突出部２２Ｂのいずれか一方を選択して半導体素子１２の位置決めを行うようになっている。従って、位置決め部材２２としては、一対の突出部２２Ｂの一方を有さない構成であってもよい。

（基板位置決め部４０）
図１に示されるように、基板位置決め部４０は、プリント配線基板４４をＸ方向に搬送する一対の搬送部材（例えば、コンベア）４２を備えている。一対の搬送部材４２は、その間にプリント配線基板４４が導入可能にＹ方向に離れて配置されている。

基板位置決め部４０では、一対の搬送部材４２の間に導入されたプリント配線基板４４が、一対の搬送部材４２に対してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に位置決めされるようになっている。そして、一対の搬送部材４２がプリント配線基板４４をＸ方向に搬送することで、プリント配線基板４４は、後述のコレット７０及び撮像カメラ８２に対して、Ｙ方向に位置決めされた状態でＸ方向へ相対移動するようになっている。

なお、基板位置決め部４０は、プリント配線基板４４上において半導体素子１２を搭載する搭載位置（例えば５８箇所）に接着剤４６（図４（Ａ）参照）を塗布するためのディスペンサー等の塗布装置（図示省略）を有している。

（移送装置５０）
移送装置５０は、吸着ノズル５４で半導体素子１２を吸着する吸引器５２と、吸引器５２を移動させる移動機構５３と、を備えている。移送装置５０では、吸引器５２が、ピックアップ位置に位置する半導体素子１２を吸引して半導体素子１２を吸着ノズル５４に吸着する。そして、移送装置５０では、半導体素子１２を吸着ノズル５４に吸着した状態で、移動機構５３によって吸引器５２が矢印Ａ方向に移動することで、半導体素子１２を位置決め台３０のプレート３４上に移送するようになっている。なお、移動機構５３としては、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能な三軸ロボットが用いられる。

（移送装置６０）
移送装置６０は、半導体素子１２を保持する保持具の一例としてのコレット７０と、コレット７０が装着されコレット７０が半導体素子１２を保持するための吸引力を発生させる吸引器６２と、を備えている。

さらに、移送装置６０は、プリント配線基板４４の位置決めマーク４３及び半導体素子１２の認識マーク１１を撮像する撮像手段の一例としての撮像カメラ８２と、吸引器６２及び撮像カメラ８２を支持する支持体８４と、コレット７０及び撮像カメラ８２をプリント配線基板４４に対して相対移動させる移動手段の一例としての移動機構６３と、を備えている。

吸引器６２は、具体的には、コレット７０が装着される吸引ノズル６４を有している。コレット７０は、図２に示されるように、コレット本体７２と、コレット本体７２に設けられ半導体素子１２の側面１２Ａ及び稜線１２Ｂの少なくとも一方に突き当たる突当部材８６と、を有している。

コレット本体７２は、吸引ノズル６４と接続される接続部７４と、突当部材８６が取り付けられ半導体素子１２の稜線１２Ｅに突き当たる突当部７６と、略直方体状に形成される接続部７４と突当部７６とを連結する連結部７８と、を有している。コレット本体７２は、一部品で構成されており、接続部７４、突当部７６及び連結部７８は、一体に形成されている。

コレット本体７２の接続部７４は、円筒状に形成されており、円筒状の吸引ノズル６４に挿し込まれることで接続されるようになっている。コレット本体７２の接続部７４には、吸引ノズル６４と通じる接続口７４Ａが形成されている。突当部材８６の先端部（下端部）と突当部７６の先端部（下端部）との間には、接続口７４Ａと通じる吸引口（図示省略）が形成されている。

コレット本体７２の連結部７８の下部には、半導体素子１２の長手方向一端面１２Ｆ及び稜線１２Ｇの少なくとも一方に突き当たる突当爪８０が設けられている。

コレット７０では、半導体素子１２の側面１２Ａ及び稜線１２Ｂの少なくとも一方が、突当部材８６に突き当たり、且つ、半導体素子１２の稜線１２Ｅが、コレット本体７２の突当部７６に突き当たることにより、半導体素子１２がＹ方向及びＺ方向で位置決めされるようになっている。

また、コレット７０では、半導体素子１２の長手方向一端面１２Ｆ及び稜線１２Ｇの少なくとも一方が突当爪８０に突き当たることにより、半導体素子１２の長手方向他端部の認識マーク１１が露出するように、半導体素子１２がＸ方向で位置決めされるようになっている。具体的には、搭載方向Ａ（Ｘ方向）の後ろ側に位置する認識マーク１１が露出するようになっている。

さらに、コレット７０では、吸引器６２により、吸引口（図示省略）を通じて半導体素子１２が吸引されて、Ｙ方向、Ｚ方向及びＸ方向で位置決めされた状態の半導体素子１２が保持されるようになっている。また、コレット７０では、吸引器６２による吸引を停止することにより、コレット７０による半導体素子１２の保持状態が解除されるようになっている。

移動機構６３は、吸引器６２及び撮像カメラ８２をＹ方向に移動させることにより、コレット７０及び撮像カメラ８２をプリント配線基板４４に対してＹ方向へ相対移動させるようになっている。

すなわち、本実施形態では、移動機構６３によって吸引器６２及び撮像カメラ８２がＹ方向に移動し、基板位置決め部４０の搬送部材４２によってプリント配線基板４４がＸ方向に移動することで、コレット７０及び撮像カメラ８２をプリント配線基板４４に対してＸ方向、Ｙ方向に相対移動させるようになっている。

また、移動機構６３は、図３に示されるように、吸引器６２を上下方向（Ｚ方向）に移動させることにより、コレット７０をプリント配線基板４４に対して上下方向（Ｚ方向）へ相対移動させるようになっている。本実施形態では、コレット７０をプリント配線基板４４に対して、Ｘ方向、Ｙ方向に相対移動させた後、コレット７０を下方（−Ｚ方向）に降下させることで、半導体素子１２をプリント配線基板４４に置く（搭載する）ようになっている。

なお、移動機構６３としては、例えば、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能な二軸ロボットが用いられる。

撮像カメラ８２は、コレット７０に保持された半導体素子１２の認識マーク１１、及びプリント配線基板４４に搭載済みの半導体素子１２の認識マーク１１が同時に撮像可能な視野を有している。

ここで、素子位置決め部２０、基板位置決め部４０、移送装置６０及び制御部９０を有して構成される搭載装置１００において、半導体素子１２をプリント配線基板４４へ搭載する以下の搭載動作を行うように、制御部９０がコレット７０の保持動作、及び移動機構６３によるコレット７０の移動動作を制御するようになっている。

（半導体素子１２をプリント配線基板４４へ搭載する搭載動作）
本搭載動作では、まず、図４（Ａ）に示されるように、プリント配線基板４４上における半導体素子１２を搭載する搭載位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・（例えば５８箇所）に対して、基板位置決め部４０の塗布装置（図示省略）を用いて接着剤４６を塗布する。ここで、搭載する半導体素子１２に予め接着剤が塗布されている場合、又は、プリント配線基板４４の搭載位置Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・に接着剤が予め塗布されている場合は、プリント配線基板４４に接着剤を塗布する動作は不要である。

次に、プリント配線基板４４に対して最初に搭載される１個目の半導体素子１２（以下、当該１個目の半導体素子１２を半導体素子１２１と称する）をコレット７０で保持し、図４（Ｂ）に示されるように、プリント配線基板４４の長手方向一端４４Ａから数えて１番目にあたる搭載位置Ｔ１に、当該半導体素子１２１をコレット７０で保持した状態のまま、絶対位置で置く。すなわち、半導体素子１２１をプリント配線基板４４の搭載位置Ｔ１に対して絶対位置で仮置きする。

ここで、絶対位置で置くとは、搭載装置１００が予め有するＸＹ座標の原点を基準として、コレット７０をプリント配線基板４４の設計値の座標（位置）に移動させて位置決めして、半導体素子１２をプリント配線基板４４に置くことをいう。また、仮置きとは、半導体素子１２１をコレット７０による保持状態を維持したままプリント配線基板４４の接着剤の上に置くことをいう。尚、絶対座標とは、搭載装置１００が予め有するＸＹ座標の原点を基準とした座標をいう。

次に、プリント配線基板４４の位置決めマーク４３と、プリント配線基板４４に置かれた半導体素子１２１の認識マーク１１と、の相対位置（相対座標）が、予め定められた範囲内（許容範囲内）にあるか否かを、撮像カメラ８２の撮像情報に基づき判断する。

具体的には、撮像カメラ８２によって、プリント配線基板４４に置かれた半導体素子１２１における搭載方向Ａ（Ｘ方向）の後ろ側（図４（Ｂ）における左側）の認識マーク１１と、プリント配線基板４４の位置決めマーク４３とが撮像され、その撮像情報から当該位置決めマーク４３と当該認識マーク１１とのＸＹの相対座標が求められる。そして、当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲内にあるかが判断される。なお、図中の二点鎖線Ｓは、撮像カメラ８２の視野を示し、図中における塗り潰されたベタ状のマーク（認識マーク１１及び位置決めマーク４３）は、相対座標を求める対象とされたマークを示している。

当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲外にある場合には、基板位置決め部４０の搬送部材４２及び移動機構６３により、予め定められた相対座標の許容範囲内に入るように、絶対位置で置く際の設計値の座標（絶対座標）における許容範囲内で、コレット７０（半導体素子１２１）をプリント配線基板４４に対して相対移動させ、半導体素子１２１のコレット７０による保持状態を解除して、半導体素子１２１をプリント配線基板４４に搭載する。

具体的には、相対座標のうち、Ｘ座標が範囲外にある場合には、Ｘ方向の絶対座標の範囲内で、基板位置決め部４０の搬送部材４２によりプリント配線基板４４をＸ方向に移動させ、Ｙ座標が範囲外にある場合には、Ｙ方向の絶対座標の範囲内で、移動機構６３によりコレット７０（半導体素子１２１）をＹ方向に移動させて、半導体素子１２１のコレット７０による保持状態を解除し、半導体素子１２１をプリント配線基板４４に搭載する。

当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲内にある場合には、その位置（絶対座標で位置決めされた絶対位置）で半導体素子１２１のコレット７０による保持状態を解除して、半導体素子１２１をプリント配線基板４４に搭載する。

なお、前述の動作では、半導体素子１２１をプリント配線基板４４に対して仮置きしていたが、仮置きせず、半導体素子１２１をコレット７０で保持し、プリント配線基板４４の搭載位置Ｔ１に対して当該半導体素子１２１を絶対位置で搭載してもよい。この場合では、位置決めマーク４３をプリント配線基板４４に形成する必要はない。尚、このように半導体素子１２を仮置きすることなくプリント配線基板４４に絶対位置で搭載するのは、１個目の半導体素子１２１に限られる。

次に、プリント配線基板４４に対して半導体素子１２１の次に搭載される２個目の半導体素子１２（以下、当該２個目の半導体素子１２を半導体素子１２３と称する）をコレット７０で保持し、図５（Ａ）に示されるように、プリント配線基板４４の長手方向一端４４Ａから数えて３個目にあたる搭載位置Ｔ３に、当該半導体素子１２３をコレット７０で保持した状態のまま、絶対位置で置く。すなわち、半導体素子１２３をプリント配線基板４４に対して絶対位置で仮置きする。

次に、プリント配線基板４４に搭載済みの半導体素子１２１の認識マーク１１と、絶対位置でプリント配線基板４４に置かれた状態の半導体素子１２３の認識マーク１１と、の相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを撮像カメラ８２の撮像情報に基づき判断する。

具体的には、撮像カメラ８２によって、プリント配線基板４４に仮置きされた半導体素子１２３における搭載方向Ａの後ろ側（図５（Ａ）における左側）の認識マーク１１と、プリント配線基板４４に搭載済みの半導体素子１２１における搭載方向Ａ側（図５（Ａ）における右側）の認識マーク１１と、が撮像され、その撮像情報から当該２つの認識マーク１１のＸＹ方向の相対座標が求められる。そして、当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲内にあるかが判断される。

当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲外にある場合には、基板位置決め部４０の搬送部材４２及び移動機構６３により、予め定められた相対座標の許容範囲内に入るように、絶対位置で置く際の設計値の座標における許容範囲内で、コレット７０（半導体素子１２３）をプリント配線基板４４に対して相対移動させ、半導体素子１２３のコレット７０による保持状態を解除して、半導体素子１２３をプリント配線基板４４に搭載する。

具体的には、相対座標のうち、Ｘ座標が範囲外にある場合には、基板位置決め部４０の搬送部材４２によりプリント配線基板４４をＸ方向の絶対座標の範囲内でＸ方向に移動させてＸ座標を相対座標の範囲内にする。また、Ｙ座標が範囲外にある場合には、移動機構６３によりコレット７０（半導体素子１２３）をＹ方向の絶対座標の範囲内でＹ方向に移動させてＹ座標を相対座標の範囲内にする。そして、半導体素子１２３のコレット７０による保持状態を解除し、半導体素子１２３をプリント配線基板４４に搭載する。

当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲内にある場合には、その位置（絶対座標で位置決めされた絶対位置）で半導体素子１２３のコレット７０による保持状態を解除して、半導体素子１２３をプリント配線基板４４に搭載する。

このように、本実施形態では、まず、プリント配線基板４４の長手方向一端４４Ａから数えて奇数番目にあたる搭載位置Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５・・・に対して半導体素子１２１、１２３、１２５・・・を順番に搭載する。なお、図５（Ｂ）に示されるように、搭載位置Ｔ５以降の奇数番目にあたる搭載位置に対して搭載される半導体素子１２５・・・においても、搭載位置Ｔ３に搭載された半導体素子１２３と同様に、絶対位置で仮置きした後、その１個前に搭載された搭載済みの半導体素子１２３・・・との相対位置を確認し、搭載位置Ｔ５・・・に搭載する。

奇数番目にあたる搭載位置Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５・・・への半導体素子１２１、１２３、１２５・・・の搭載が終了した後に、プリント配線基板４４の長手方向一端４４Ａから数えて偶数番目にあたる搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・に、半導体素子１２２、１２４・・・を順番に搭載する。具体的には、以下のように搭載される。

まず、プリント配線基板４４の搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・に搭載される半導体素子１２２、１２４・・・のそれぞれをコレット７０で保持し、図６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、搭載位置Ｔ３に搭載された半導体素子１２３の場合と同様に、半導体素子１２２を搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・に絶対位置で仮置きする。次に、当該搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・の１つ前の奇数番目にあたる搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・との相対位置を確認し、搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・に搭載する。搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された半導体素子１２１、１２３・・・との相対位置を確認する際には、搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・に置かれた半導体素子１２２、１２４・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図６（Ａ）（Ｂ）における左側）の認識マーク１１と、搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図６（Ａ）（Ｂ）における左側）の認識マーク１１とが、撮像カメラ８２によって撮像され、その撮像情報から当該２つの認識マーク１１のＸＹ方向の相対座標が求められる。そして、当該相対座標が、予め定められた相対座標の範囲内にあるかが判断される。

なお、撮像対象となる搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・において、搭載方向Ａ側（図６（Ａ）における右側）の認識マーク１１ではなく、搭載方向Ａの後ろ側（図６（Ａ）における左側）の認識マーク１１を用いるのは、搭載方向Ａ側（図６（Ａ）における右側）の認識マーク１１が、コレット７０の影に入ってしまい、撮像カメラ８２の撮像できないためである。

以上のように、本実施形態では、半導体素子１２を絶対位置で仮置きした後、絶対位置における許容範囲内で、半導体素子１２同士の相対位置を調整する。別言すると、半導体素子１２は、絶対座標および相対座標の範囲内で（絶対座標のスペックおよび相対座標のスペックの両方を満たしつつ）プリント配線基板に搭載される。このため、プリント配線基板４４に搭載する半導体素子１２の位置は、高い精度で設計値に近づけることができる。これにより、半導体素子１２同士の相対位置精度のみが確保された場合に比べ、プリント配線基板４４に対して搭載方向Ａの一端と他端とに搭載された半導体素子１２間における位置ずれが抑制される。つまり、両端に位置する半導体素子の相対位置のスペックアウト（ＳＰＥＣＯＵＴ）による不良品の発生を未然に防止できる。

また、以上のように、本実施形態では、搭載方向Ａに隣接する半導体素子１２同士の相対位置が、予め定められた範囲内にあるか否かを判断し、当該相対位置が範囲外にあれば、半導体素子１２を範囲内に移動させて当該半導体素子１２をプリント配線基板４４に搭載する。また、当該相対位置が範囲内にあれば、半導体素子１２をその位置でプリント配線基板４４に搭載する。これにより、半導体素子１２の絶対位置精度のみが確保された場合に比べ、搭載方向Ａに隣接する半導体素子１２間の相対位置のずれが抑制される。

なお、本搭載動作においては、偶数番目の搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・に半導体素子１２２、１２４・・・を絶対位置で仮置きする前、すなわち、コレット７０がプリント配線基板４４へ降下する前の上方位置に位置する状態（図３の二点鎖線に示す状態）において、１つ前の奇数番目にあたる搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・との相対位置を確認してもよい。これにより、半導体素子１２２、１２４・・・を仮置きした際に、搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２１、１２３と接触することが抑制される。
具体的に説明すると、図６（Ａ）に示す状態において、半導体素子１２２を搭載位置Ｔ２の上方に位置させたとき、撮像カメラ８２によって、プリント配線基板４４に搭載された搭載済みの半導体素子１２１における搭載方向Ａ（Ｘ方向）の後ろ側（図６（Ａ）における左側）の認識マーク１１と、コレット７０で保持している半導体素子１２２における搭載方向Ａ（Ｘ方向）の後ろ側（図６（Ａ）における左側）の認識マーク１１とを撮像する。そうすると、撮像情報から当該２つの認識マーク１１のＹ方向の相対位置を確認することができる。当該Ｙ方向の相対位置と半導体素子１２のＹ方向の寸法により、半導体素子１２２をそのまま−Ｚ方向に下降させた場合に、半導体素子１２２が半導体素子１２１に衝突するか否かが分かる。半導体素子１２２が半導体素子１２１に衝突する、または半導体素子１２２と半導体素子１２１の隙間が非常に少ない場合（衝突する可能性が高い場合）、半導体素子１２２は、コレット７０を−Ｙ方向に移動させた後−Ｚ方向に移動させて、プリント配線基板４４に仮置きされる。半導体素子１２２と半導体素子１２１の隙間が十分にあいている場合は、半導体素子１２２は、コレット７０を−Ｚ方向に移動させて、プリント配線基板４４に仮置きされる。以上説明した半導体素子の衝突回避動作を全ての偶数番目の搭載位置Ｔ２、Ｔ４・・・について行う。

また、図７に示されるように、半導体素子１２４・・・をプリント配線基板４４における偶数番目の搭載位置Ｔ４・・・に搭載する場合には、当該偶数番目の搭載位置Ｔ４・・・の１つ前の奇数番目にあたる搭載位置Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２３・・・との相対位置の確認に替えて、又は、加えて、偶数番目の搭載位置Ｔ４・・・の１つ前の偶数番目の搭載位置Ｔ２・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２２・・・との相対位置を確認して搭載してもよい。

さらに、搭載位置Ｔ１を除く奇数番目の搭載位置Ｔ３、Ｔ５・・・に半導体素子１２３、１２５・・・を搭載する際には、その１つ前の奇数番目の搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・のスキュー（傾き）を考慮して搭載してもよい。

具体的には、図８（Ａ）に示されるように、奇数番目の搭載位置Ｔ３、Ｔ５・・・に置かれた半導体素子１２３、１２５・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図８（Ａ）における左側）の認識マーク１１と、その１つ前の奇数番目の搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・の長手方向両端部の認識マーク１１とが、撮像可能な視野を有する撮像カメラ８２を用い、当該搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・の長手方向両端部の認識マーク１１から、当該搭載済みの半導体素子１２のスキュー（傾き）を求め、その傾きに合わせて、奇数番目の搭載位置Ｔ３、Ｔ５・・・に置かれた半導体素子１２３、１２５・・・を搭載する。

これと同様に、図８（Ｂ）に示されるように、搭載位置Ｔ２を除く偶数番目の搭載位置Ｔ４・・・に半導体素子１２４・・・を搭載する際には、その１つ前の偶数番目の搭載位置Ｔ２・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２２・・・のスキュー（傾き）を考慮して搭載してもよい。

（プリント配線基板装置の製造方法）
本実施形態に係るプリント配線基板装置の製造方法では、図１に示されるように、まず、供給部１３において、移動機構１７が保持部１５をＸ方向及びＹ方向へ移動させることで、搭載対象の半導体素子１２を予め定められたピックアップ位置に位置させる（位置調整工程）。

次に、供給部１３のピックアップ位置に位置する半導体素子１２を、移送装置５０が素子位置決め部２０の位置決め台３０のプレート３４上に移送する（移送工程）。

次に、位置決め台３０のプレート３４上に移送された半導体素子１２に対して、位置決め部材２２の突出部２２Ｂを突き当てて、半導体素子１２を移動させ、予め定められた位置に位置決め（位置出し）する（素子位置決め工程）。素子位置決め工程では、位置決め部材２２によって移動される半導体素子１２は、プレート３４の複数の吸引孔３８を通じて吸引されるため、適度な移動抵抗が付与される。

次に、基板位置決め部４０において、一対の搬送部材４２がプリント配線基板４４を位置決めする（基板位置決め工程）。なお、この基板位置決め工程は、素子位置決め工程の後に行う必要は無く、素子位置決め工程の前又は同時に行っても良い。

次に、移送装置６０のコレット７０によって、素子位置決め工程で位置決めされた半導体素子１２を保持する（保持工程）。保持工程では、突当部材８６、突当部７６及び突当爪８０によりＹ方向、Ｚ方向及びＸ方向で位置決めされた状態の半導体素子１２が、吸引器６２によって吸引されることによって、半導体素子１２がコレット７０に保持される。

次に、コレット７０で保持された半導体素子１２を、前述の搭載動作によって、基板位置決め工程で位置決めされたプリント配線基板４４に搭載する（搭載工程）。これにより、プリント配線基板装置が製造される。なお、吸引器６２を移動機構６３で移動させる際には、位置決め台３０における吸引動作は停止する。

本製造方法では、素子位置決め部２０、基板位置決め部４０、移送装置６０及び制御部９０を有して構成される搭載装置１００を含む製造装置１０を用いて、前述の搭載動作によって、半導体素子１２をプリント配線基板４４に搭載するので、半導体素子１２がプリント配線基板４４の所望の位置へ高精度に搭載された基板装置を得られる。

（変形例）
搭載装置１００（製造装置１０）では、移動機構６３により、吸引器６２及び撮像カメラ８２がＹ方向に移動し、基板位置決め部４０の搬送部材４２により、プリント配線基板４４がＸ方向に移動する構成となっていたが、これに限られるものではない。搭載装置１００（製造装置１０）としては、例えば、移動機構６３により、吸引器６２及び撮像カメラ８２が、Ｘ方向及びＹ方向の両方へ移動する構成であってもよい。また、搭載装置１００（製造装置１０）としては、搬送部材４２により、プリント配線基板４４がＸ方向及びＹ方向の両方へ移動する構成であってもよい。すなわち、コレット７０及び撮像カメラ８２がプリント配線基板４４に対してＸ方向、Ｙ方向に相対移動するようになっていればよい。

搭載装置１００（製造装置１０）では、移動機構６３により、吸引器６２（コレット７０）及び撮像カメラ８２が一体に移動する構成となっていたが、搭載装置１００（製造装置１０）としては、吸引器６２（コレット７０）を移動させる移動機構（保持具移動手段の一例）と、撮像カメラ８２を移動させる移動機構（接触手段移動手段の一例）と、をそれぞれ有する構成であってもよい。

また、半導体素子１２の位置情報を得るための認識マーク１１が長手方向一端部のみに形成された半導体素子１２を用いてもよい。この場合では、搭載方向Ａ（Ｘ方向）の後ろ側に位置する認識マーク１１が露出する向きに、半導体素子１２がコレット７０によって保持される。そして、図９（Ａ）（Ｂ）に示されるように、奇数番目の搭載位置Ｔ３、Ｔ５・・・に置かれた半導体素子１２３、１２５・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図９（Ａ）（Ｂ）における左側）の認識マーク１１と、その１つ前の奇数番目の搭載位置Ｔ１、Ｔ３・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２１、１２３・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図９（Ａ）（Ｂ）における左側）の認識マーク１１と、を撮像可能な視野を有する撮像カメラ８２を用い、当該２つの認識マーク１１を用いて、当該２つの半導体素子１２の相対位置の確認がなされる。これと同様に、図１０に示されるように、偶数番目の搭載位置Ｔ４・・・に仮置きされた半導体素子１２４・・・と、その１つ前の偶数番目の搭載位置Ｔ２・・・に搭載された搭載済みの半導体素子１２２・・・との相対位置の確認は、仮置きされた半導体素子１２４・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図１０における左側）の認識マーク１１と、搭載済みの半導体素子１２２・・・における搭載方向Ａの後ろ側（図１０における左側）の認識マーク１１と、を用いて行われる。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成しても良い。

１１認識マーク
１２半導体素子
４２搬送部材（移動手段の一例）
４３位置決めマーク
４４プリント配線基板（基板の一例）
６３移動機構（移動手段の一例）
７０コレット（保持具の一例）
８２撮像カメラ（撮像手段）
９０制御部
１００搭載装置

Claims

基板に対して予め定められた搭載方向に沿って順番に搭載される複数の半導体素子のそれぞれを保持すると共に、当該半導体素子の長手方向の端部に形成された認識マークを前記搭載方向における後ろ側に露出する保持具と、
前記保持具に保持された前記半導体素子の前記認識マーク、及び前記基板に搭載済みの前記半導体素子の認識マークを撮像可能な視野を有する撮像手段と、
前記保持具を前記基板に対して相対移動させる保持具移動手段と、
前記撮像手段を前記基板に対して相対移動させる撮像手段移動手段と、
下記（１）と（３）のように、又は下記（２）と（３）のように、前記保持具の前記半導体素子に対する保持動作と、前記保持具移動手段による前記保持具の移動動作と、を制御する制御手段と、
を備える搭載装置。
（１）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を絶対位置で前記基板に搭載する
（２）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、
前記基板の位置決めマークと前記１個目の半導体素子の前記認識マークとの相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、
前記範囲外にあれば、前記保持具移動手段により前記範囲内に入るように前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該１個目の半導体素子を搭載し、
前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該１個目の半導体素子を前記基板に搭載する
（３）前記基板に対して前記１個目の半導体素子の後に搭載される２個目以降の半導体素子を前記保持具で保持し、当該２個目以降の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、
前記基板に搭載済みの半導体素子の認識マークと、絶対位置で前記基板に置かれた状態の前記２個目以降の半導体素子の前記認識マークと、の相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、
前記範囲外にあれば、前記保持具移動手段により前記範囲内に入るように、前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該２個目以降の半導体素子を搭載し、
前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該２個目以降の半導体素子を前記基板に搭載する
基板に対して予め定められた搭載方向に沿って順番に搭載される複数の半導体素子のそれぞれを保持すると共に、当該半導体素子の長手方向の端部に形成された認識マークを前記搭載方向における後ろ側に露出する保持具と、
前記保持具に保持された前記半導体素子の前記認識マーク、及び前記基板に搭載済みの前記半導体素子の認識マークを撮像可能な視野を有する撮像手段と、
前記保持具及び前記撮像手段を前記基板に対して相対移動させる移動手段と、
下記（１）と（３）のように、又は下記（２）と（３）のように、前記保持具の前記半導体素子に対する保持動作と、前記移動手段による前記保持具の移動動作と、を制御する制御手段と、
を備える搭載装置。
（１）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を絶対位置で前記基板に搭載する
（２）前記基板に対して最初に搭載される１個目の半導体素子を前記保持具で保持し、当該１個目の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、
前記基板の位置決めマークと前記１個目の半導体素子の前記認識マークとの相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、
前記範囲外にあれば、前記移動手段により前記範囲内に入るように前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該１個目の半導体素子を搭載し、
前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記１個目の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該１個目の半導体素子を前記基板に搭載する
（３）前記基板に対して前記１個目の半導体素子の後に搭載される２個目以降の半導体素子を前記保持具で保持し、当該２個目以降の半導体素子を、前記保持具による保持状態を維持したまま、絶対位置で前記基板に置いた後、
前記基板に搭載済みの半導体素子の認識マークと、絶対位置で前記基板に置かれた状態の前記２個目以降の半導体素子の前記認識マークと、の相対位置が予め定められた範囲内にあるか否かを前記撮像手段の撮像情報に基づき判断し、
前記範囲外にあれば、前記移動手段により前記範囲内に入るように、前記絶対位置における許容範囲内で前記保持具を前記基板に対して相対移動させ、前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して当該２個目以降の半導体素子を搭載し、
前記範囲内にあれば、前記絶対位置で置かれた前記２個目以降の半導体素子の前記保持具による保持状態を解除して、その位置で当該２個目以降の半導体素子を前記基板に搭載する
半導体素子を位置決めする素子位置決め工程と、
基板を位置決めする基板位置決め工程と、
請求項１又は２に記載の搭載装置の前記保持具により、前記素子位置決め工程で位置決めされた前記半導体素子を保持し、前記基板位置決め工程で位置決めされた前記基板に当該半導体素子を搭載する搭載工程と、
を備えた基板装置の製造方法。