JP5185739B2 - Component mounting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、実装ヘッドにより部品供給部から部品を取り出して、被実装部材上に実装する部品実装装置に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus that takes out a component from a component supply unit by a mounting head and mounts the component on a member to be mounted.
この種の部品実装装置として、ベアチップなどの部品を吸着保持するボンディングノズルを有してX及びY方向に移動可能な実装ヘッドと、4個のウエハを同時載置してロードする回転式のインデックステーブルとを備え、インデックステーブルから複数のチップを取出して被実装部材であるモジュール上に実装する技術が、例えば特許文献1などに開示されている。
しかしながら、ウエハのサイズ(例えば、直径が300mm)の増大に伴い、インデックステーブルのサイズは大きくなり、また4個のウエハからチップを取出すのにインデックステーブルを回転しなければならず、その回転のためのスペースが必要であって部品実装装置のコンパクト化には不向きであり、さらにインデックステーブルは高速で回転させることは難しく、実装時間が長くなるという問題が発生する。 However, as the size of the wafer (for example, the diameter is 300 mm) increases, the size of the index table increases, and the index table must be rotated to remove chips from the four wafers. This is not suitable for downsizing the component mounting apparatus, and it is difficult to rotate the index table at a high speed, resulting in a problem that the mounting time becomes long.
そこで本発明は、部品実装装置をコンパクト化し、また実装時間を極力短くして、部品の取出しに供する部品実装装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a component mounting apparatus for taking out a component by reducing the size of the component mounting apparatus and shortening the mounting time as much as possible.
このため請求項1の発明は、ウエハテーブルに支持されたウエハリング上のダイを装着ヘッドに備えられた吸着ノズルにより取出して被実装部材上に実装する部品実装装置において、前記装着ヘッドはこの装着ヘッドの移動方向に並んで設けられた複数の吸着ノズルを備え、前記ウエハテーブルを前記装着ヘッドの移動方向に2つ並設し、このウエハテーブルの並設方向における各ウエハリングの他方との間での距離関係において遠近二分した領域のうち内側半分の互いに向き合った近い領域のダイを初めに取出し、この近い領域のダイの取出しを終えたら、そのウエハテーブルを平面方向において回転させて、残りの領域のダイを取出すように制御する制御装置を備えたことを特徴とする。 Therefore, the invention of claim 1 is a component mounting apparatus in which a die on a wafer ring supported by a wafer table is taken out by a suction nozzle provided in a mounting head and mounted on a mounted member. A plurality of suction nozzles arranged side by side in the direction of movement of the head, and two wafer tables arranged in parallel in the direction of movement of the mounting head and between the other wafer ring in the direction of arrangement of the wafer table In the distance relation in FIG. 4, the inner half of the near- half dies facing each other in the perspective halves are taken out first, and after the removal of the dies in this near area, the wafer table is rotated in the plane direction and the remaining dies are removed. It is characterized by comprising a control device for controlling to take out the die of the area.
また第2の発明は、請求項1に記載の部品実装装置において、前記ウエハテーブルを前記装着ヘッドの移動方向であり且つ前記被実装部材の搬送方向の方向に複数並設し、前記制御装置は前記ウエハテーブルの並設方向における両外方に位置する各ウエハリングにあっては他方との間での距離関係において遠近二分した領域のうち内側半分の互いに向き合った近い領域のダイを初めに取出し、この近い領域のダイの取出しを終えたら、そのウエハテーブルを平面方向において回転させて、残りの領域のダイを取出すように前記制御装置が制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the component mounting apparatus according to claim 1, a plurality of the wafer tables are arranged side by side in the direction of movement of the mounting head and in the direction of conveyance of the mounted member. In each wafer ring located on both outer sides in the parallel arrangement direction of the wafer tables, first, the die in the near region facing each other in the inner half of the region divided in the distance relation with the other is first taken out. When the removal of the dies in the near area is finished, the control device controls the wafer table to rotate in the plane direction and take out the dies in the remaining area.
本発明は、部品実装装置をコンパクト化し、また実装時間を極力短くして、部品の取出しに供する部品実装装置を提供することができる。 The present invention can provide a component mounting apparatus that is compact for a component mounting apparatus and shortens the mounting time as much as possible, and is used for taking out components.
以下、添付図面を参照して、電子部品を被実装部材であるセラミック基板やリードフレーム等に実装する部品実装装置について説明する。図1は部品実装装置の概略平面図であり、部品実装装置本体1には、各部品が実装される被実装部材であるセラミック基板2を載せられた搬送用治具3A、3B及び3Cを独立してX軸方向に搬送する3つの搬送手段である第1、第2及び第3搬送機構(搬送手段)4、5及び6が設けられている。なお、この第1、第2及び第3搬送機構4、5及び6は、図1における左から右へ、また左から右へ、即ち後述する第1の作業ステージ(A)と第3の作業ステージ(C)との間において、搬送用治具3A、3B及び3Cを正逆搬送することができる。また、セラミック基板2に代えて、その他のプリント基板や、リードフレームを搬送してもよい。
Hereinafter, a component mounting apparatus for mounting electronic components on a ceramic substrate, a lead frame, or the like, which is a mounted member, will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic plan view of a component mounting apparatus. In the component mounting apparatus main body 1, transfer
そして、第1、第2及び第3搬送機構(搬送手段)4、5及び6は、セラミック基板2を移載する移載部及びそれぞれ移載されたセラミック基板2上に接着剤を塗布する塗布部である第1の作業ステージ(A)、部品実装部である第2の作業ステージ(B)、移載するための第3の作業ステージ(C)を備えている。
The first, second and third transport mechanisms (transport means) 4, 5 and 6 apply a transfer part for transferring the
また、多数の部品が集合した部品群であるダイシングされた手前側及び奥側に夫々左右に配置された半導体ウエハ(以下、「ウエハ」といい、このウエハから取出されるダイなどの部品を以下「部品」という。)から部品が取出され、セラミック基板2上に装着される。即ち、第1、第2及び第3搬送機構(搬送手段)4、5及び6の手前側及び奥側に、ウエハが貼付されたシートが取付けられたウエハリング8(部品保持冶具である)を支持するウエハテーブル9が2つずつ後述する装着ヘッドの移動方向であるX方向に左右に配設され、最高4種類の部品がセラミック基板2上に装着されることとなる。
In addition, semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) that are arranged on the front and back sides of the dicing, which is a group of parts in which a large number of parts are assembled, are referred to as parts such as dies taken out from the wafer. The component is taken out from the “component” and mounted on the
なお、ウエハテーブル9は回転機構により平面方向において、180度回転される。この回転機構は、図2に示すように、駆動モータ7Aと、この駆動モータ7Aの出力軸7Bと前記ウエハリング8を固定したウエハテーブル9との間に巻かれた伝達ベルト7Cとから構成され、前記駆動モータ7Aを運転することにより、伝達ベルト7Cを介してウエハテーブル9を平面方向において、180度回転させるが、この回転機構はこれらの構成に限らず、その他の回転機構でもよい。
The wafer table 9 is rotated 180 degrees in the plane direction by the rotation mechanism. As shown in FIG. 2, the rotating mechanism includes a
そして、10及び11は第1及び第2ガイドであり、この第1及び第2ガイド10、11は長手方向がセラミック基板2の搬送方向と直角に交差する方向(Y方向)に延びて部品実装装置本体1に支持されている。そして、この第1及び第2ガイド10、11に沿ってビーム12A、12Bがリニアモータの運転により移動可能に設けられ、また各ビーム12A、12Bに沿って各装着ヘッド13A、13Bがリニアモータの運転によりX方向に移動可能に設けられる。
各装着ヘッド13A、13Bは夫々複数本の吸着ノズル14を備えると共に、前記セラミック基板2に付されたマーク、ウエハリング8又はウエハに付されたアライメントマーク、各ウエハリング8上の個々の部品等を撮像する認識カメラ15A、15Bを備えている。
Each of the
そして、17は第3ガイドであり、この第3ガイド17は長手方向がセラミック基板2の搬送方向と直角に交差する方向に延びている。この第3ガイド17には、真空吸着パッドを備えた移載ヘッド19がこの第3ガイド17に沿ってリニアモータの運転により移動可能に設けられる。即ち、第1の作業ステージ(A)において、第3ガイド17に沿ってリニアモータの運転により移載ヘッド19が移動することにより、上流装置に連結される搬送機構20から搬送されるセラミック基板2を第1、第2及び第3搬送機構4、5及び6により搬送される搬送用治具3A、3B及び3C上に移載する。
18は第1ガイド10に取り付けられる第4ガイドであり、この第4ガイド18は長手方向がセラミック基板2の搬送方向と直角に交差する方向に延びている。この第4ガイド18には、塗布ヘッド21がこの第4ガイド18に沿ってリニアモータの運転により移動可能に設けられる。この塗布ヘッド21には、例えば粘性が高い接着剤を吐出する塗布ノズル22と、基板認識カメラ23とが設けられている。この基板認識カメラ23は第1、第2及び第3搬送機構4、5及び6に搬送される各セラミック基板2に設けられているマークを撮像する。
また、25は第2ガイド11に取り付けられる第5ガイドであり、この第5ガイド25は長手方向がセラミック基板2の搬送方向と直角に交差する方向に延びている。
Reference numeral 25 denotes a fifth guide attached to the
この第5ガイド25には、真空吸着パッドを備えた移載ヘッド26がこの第5ガイド25に沿ってリニアモータの運転により移動可能に設けられる。即ち、第3の作業ステージ(C)において、第5ガイド25に沿ってリニアモータの運転により移載ヘッド26が移動することにより、第1、第2及び第3搬送機構4、5及び6で搬送される搬送用治具3A、3B及び3C上のセラミック基板2を下流装置に連結される搬送機構27に移載する。
The fifth guide 25 is provided with a
30A、30Bは部品認識カメラで、各装着ヘッド13A、13Bの吸着ノズル14に吸着保持された部品を撮像する。32及び33は各ウエハテーブル9に対応してその外方に設けられる各2つのウエハ供給装置で、ウエハリング8を複数段出し入れ可能に収納するマガジンと、ウエハテーブル9上のウエハリング8とマガジン内のウエハリングとを後述する交換機構により交換するために、鉛直方向に移動可能とするエレベータ機構とを備えている。
次に、上述した部品実装装置の運転について説明する。第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかにより、搬送用治具3A、3B、3Cのいずれかが第1の作業ステージ(A)に移動して待機していると、移載ヘッド19が第3ガイド17に沿ってY方向に移動することにより、上流装置に連結される搬送機構20から搬送されるセラミック基板2を待機しているいずれかの搬送用治具3A、3B、3C上に移載する。
Next, the operation of the component mounting apparatus described above will be described. When any of the first, second, and
そして、塗布ヘッド21がリニアモータの運転により第4ガイド18に沿って移動することにより、塗布ヘッド21の下方に位置したセラミック基板2上に、塗布ノズル22から接着剤を吐出して塗布する。
Then, when the coating head 21 moves along the
この塗布工程において、セラミック基板2が移載されたいずれかの搬送用治具3A、3B、3Cを搬送する第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかが、作動してセラミック基板2をX軸方向に移動させる。また、塗布ヘッド21がY軸方向に移動することによりセラミック基板2の上方に移動し、このセラミック基板2のマーク上方に移動した基板認識カメラ23がこのマークを撮像する。そして、撮像結果に基づいて認識処理装置が認識処理し、制御装置がこのセラミック基板2を認識する。その後、このセラミック基板2に対応する第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかがX方向に移動すると共に、塗布ヘッド21がY軸方向に移動して下降し、塗布ノズル22が接着剤を吐出し、セラミック基板2上の任意の位置に塗布する。即ち、第1、第2、第3搬送機構4、5、6はリニアモータでX軸方向に移動でき、塗布ヘッド21はY軸方向に移動するので、セラミック基板2上の任意の位置に接着剤を塗布することができる。以後、同様にセラミック基板2上に接着剤が順次塗布される。
In this coating process, one of the first, second, and
このセラミック基板2が移載されたいずれかの搬送用治具3A、3B、3Cは対応する第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかにより、第2の作業ステージ(B)に移動して、第2の作業ステージ(B)において、装着ヘッド13A、13Bの吸着ノズル14により部品が装着される。
Any of the transfer jigs 3A, 3B, and 3C to which the
即ち、ビーム12A又12BがY軸方向に移動すると共に、装着ヘッド13A又は13Bがビーム12A又12Bに沿ってX軸方向に移動し、先ず認識カメラ15A又は15Bがいずれかの搬送用治具3A、3B、3Cに搬送されたセラミック基板2に付されたマークを撮像し、その撮像及び認識結果に基づいて、制御装置がこのセラミック基板2の位置を認識する。次に、各ウエハテーブル9に支持されたウエハリング8又はウエハに付されたアライメントマークを認識カメラ15A又は15Bが撮像し、その撮像及び認識結果に基づいて、制御装置が各ウエハリング8の位置を認識する。
That is, the
そして、前記アライメントマークとウエハリング8における各部品との位置関係情報、各部品の位置情報などから成るウエハマップデータが記憶手段(図示せず)に格納されているので、このウエハリング8の位置を認識するとウエハマップデータに基づいてウエハリング8における取出すべき先頭の部品の位置が把握できるので、ウエハマップデータにおける取出すべき先頭の部品上方に装着ヘッド13A又は13Bの認識カメラ15A又は15Bを位置させるように、ビーム12A又は12B、及び装着ヘッド13A又は13Bを移動させ、この認識カメラ15A又は15Bが先頭の部品及び次順位の部品を撮像し、認識処理装置が認識処理をし、制御装置はこの認識処理結果に基づき、取出すべき先頭の部品の位置を把握する。
Since wafer map data including positional relationship information between the alignment mark and each part in the wafer ring 8 and position information of each part is stored in a storage means (not shown), the position of the wafer ring 8 is determined. Since the position of the leading part to be taken out in the wafer ring 8 can be grasped based on the wafer map data, the
次いで、制御装置はこの認識処理結果に基づき、ビーム12A又は12B、及び装着ヘッド13A又は13Bを補正移動させ、ウエハリング8から先頭の部品を吸着ノズル14で吸着して取出す。以下、同様にウエハマップデータに基づいて、ビーム12A又は12Bや装着ヘッド13A又は13Bを移動させ、この認識カメラ15A又は15Bが2番目の順位及び3番目の部品を撮像し、認識処理装置が認識処理をし、制御装置はこの認識処理結果に基づき、取出すべき2番目の部品の位置を把握し、ビーム12A又は12Bや装着ヘッド13A又は13Bを補正移動させ、ウエハリング8から2番目の部品を吸着ノズル14で吸着して取出す。以下、同様であり、他のウエハリング8についても同様である。
Next, the control device corrects and moves the
次に、ビーム12A又は12B、及び装着ヘッド13A又は13Bが移動し、この装着ヘッド13A又は13Bが部品認識カメラ20A又は20Bの上方を通過し、部品を撮像する。そして、部品を実装すべきセラミック基板2の上方へ移動して、認識カメラ15A又は15Bがこのセラミック基板2のマークを撮像する。
Next, the
そして、前記部品認識カメラ20A又は20Bにより部品を撮像して認識処理した結果及び認識カメラ15A又は15Bが前記セラミック基板2のマークを撮像して認識処理した結果に基づいて、第2の作業ステージ(B)において、制御装置はビーム12A又は12B、装着ヘッド13A又は13Bの駆動源を制御し補正移動させて、前記セラミック基板2上に部品を順次実装する。
Then, based on the result of imaging the part by the parts recognition camera 20A or 20B and the recognition process and the result of the
以後、装着ヘッド13A又は13Bが各ウエハリング8の上方とセラミック基板2の上方との間を往復移動し、順次セラミック基板2上に部品が実装される。この場合、第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかにより搬送される搬送用治具3A、3B、3C上のセラミック基板2上に部品を実装しているときに、異なる他の搬送機構により搬送される他の搬送用治具上のセラミック基板2上に接着剤を塗布することが並行して行われる。
Thereafter, the mounting
そして、前記セラミック基板2上に実装すべき部品が全て実装されると、第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかにより第3の作業ステージ(C)へ当該セラミック基板2を載置した搬送用治具が搬送され、第5ガイド25に沿って移載ヘッド26が移動することにより、第1、第2、第3搬送機構4、5、6のいずれかで搬送されるいずれかの搬送用治具3A、3B、3C上のセラミック基板2を下流装置に連結される搬送機構27に移載する。
When all the components to be mounted are mounted on the
すると、前記搬送機構27への移載によりセラミック基板2が無くなったいずれかの搬送用治具3A、3B、3Cを、対応する搬送機構により第3の作業ステージ(C)から第1の作業ステージ(A)へと戻し、前述したように、この第1の作業ステージ(A)において、セラミック基板2を当該搬送用治具上に移載して、前述した動作を繰り返す。
Then, any of the transfer jigs 3A, 3B, 3C in which the
そして、このような動作を繰り返して、セラミック基板2上に各ウエハリング8から部品を取出して実装するが、セラミック基板2の搬送方向であり、ビーム12A又は12Bに沿った装着ヘッド13A又は13Bの移動方向(X方向)、即ち図1の左右方向にそれぞれ並設された各ウエハテーブル9に支持された各ウエハリング8の内側半分の領域の部品、即ち各ウエハリング8の他方との間での距離関係において遠近二分した近い領域の部品を初めに取出し、この内側半分の領域の部品の取出しを終えたら、残りの外側半分の領域の部品を取出する。この場合、内側半分の領域の部品の取出しを終えたら、そのウエハテーブル9を回転機構により平面方向における時計周りに180度回転させて、当初外側半分の領域の部品を内側寄りに位置させて、部品を取出す。なお、以上のように、各ウエハテーブル9の並設方向において遠近二分するが、必ずしも半分ずつでなくともよく、一部重複してオーバーラップさせて二分してもよい。
Then, by repeating such an operation, the components are taken out from each wafer ring 8 and mounted on the
このようにすることにより、ウエハテーブル9をセラミック基板2の搬送方向であり、ビーム12A又は12Bに沿った装着ヘッド13A又は13Bの移動方向(X方向)に複数並設しても、装着ヘッド13A、13BがX方向に移動する範囲を小さくできるので、部品実装装置のコンパクト化を図ることができ、部品を移載するための時間を短くできる。また、4枚のウエハリングを1つのインデックステーブルに載置して、インデックステーブルを回転させ、供給する部品を切換える実装装置と比較して、部品を取出すために装着ヘッドが異なるウエハリングの間を高速で移動することができるので、セラミック基板に部品を移載するための時間(実装時間)を極力短くすることができる。
In this way, even if a plurality of wafer tables 9 are arranged in the transport direction of the
特に、各装着ヘッド13A、13Bにおいて、複数の吸着ノズル14がX方向に設けられ、更に認識カメラ15A、15BがX方向に並んで設けられているとき、例えば、装着ヘッド13Aの吸着ノズル14が奥の左側のウエハの外側(左側)の部品を吸着するとき、及び認識カメラ15Aで撮像するとき、装着ヘッド15Aの移動距離は長くなるが、本発明によれば、極力距離を短く抑えて、移動範囲を小さくできる。
In particular, in each of the mounting
また、セラミック基板2の搬送方向に沿って、ウエハテーブル9を3つ以上並設した場合には、左右の両外方のウエハテーブル9の間に位置するウエハテーブル9は回転させないが、左右の両外方に位置するウエハテーブル9上に支持された各ウエハリング8から部品を取出す場合には、前述したような両外方に位置するウエハリング8の内側半分の領域の部品を初めに取出し、この内側半分の領域の部品の取出しを終えたら、回転させて残りの半分の領域の部品を取出すようにすればよく、このようにすることにより、ウエハテーブル9をセラミック基板2の搬送方向であり、ビーム12A又は12Bに沿った装着ヘッド13A又は13Bの移動方向(X方向)に複数並設しても、装着ヘッド13A、13BがX方向に移動する範囲を小さくできるので、部品実装装置のコンパクト化を図ることができる。
Further, when three or more wafer tables 9 are arranged in parallel along the conveying direction of the
この場合、この180度回転させた後に初めて部品を取出す際には、再度この回転させたウエハテーブル9に支持されたウエハリング8又はウエハに付されたアライメントマークを認識カメラ15A又は15Bが撮像し、その撮像及び認識結果に基づいて、制御装置が各ウエハリング8の位置を認識する。そして、このアライメントマークとウエハリング8における各部品との位置関係情報、各部品の位置情報などから成るウエハマップデータが記憶手段に格納されているので、このウエハリング8の位置を認識するとウエハマップデータに基づいて回転されたウエハリング8における取出すべき先頭の部品の位置が把握できるので、取出すべき先頭の部品上方に装着ヘッド13A又は13Bの認識カメラ15A又は15Bを位置させるように、ビーム12A又は12B、及び装着ヘッド13A又は13Bを移動させ、この認識カメラ15A又は15Bが先頭の部品及び次順位の部品を撮像し、認識処理装置が認識処理をし、制御装置はこの認識処理結果に基づき、取出すべき先頭の部品の位置を把握し、次いで制御装置はこの認識処理結果に基づき、ビーム12A又は12B、及び装着ヘッド13A又は13Bを補正移動させ、回転させたウエハリング8から先頭の部品を吸着ノズル14で吸着して取出す。以下の動作は、前述した通りである。
In this case, when the parts are taken out for the first time after being rotated 180 degrees, the
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the present invention is not limited to the various embodiments described above without departing from the spirit of the present invention. It encompasses alternatives, modifications or variations.
1 部品実装装置本体
2 セラミック基板
3A〜3C 搬送用治具
4、5、6 第1、第2、第3搬送機構
6 ウエハテーブル
8 ウエハリング
9 ウエハテーブル
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