JP6940207B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品実装装置の構造に関する。
ウェーハから半導体ダイをピックアップして基板或いはリードフレームに実装する電子部品実装装置が多く用いられている。このような電子部品実装装置では、基板上の実装位置をカメラで認識しその実装位置に実装コレットの中心位置を合わせることにより半導体ダイと実装位置の位置決めを行っている。一方、半導体ダイの実装は、基板の温度を１００℃程度に保った状態で行われるので、長時間実装を継続していると経時的な温度変化により、カメラとコレットと基板との位置関係が変化してしまい位置決め精度が低下してくる場合がある。
このため、基板を搬送する搬送路とコレットが取り付けられているボンディングヘッドとにそれぞれ基準マークを設け、各基準マークをカメラで撮像して搬送路に対するカメラとボンディングヘッドとの位置ずれを検出し、カメラとコレットと基板との位置関係を補正することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−１９７６３０号公報
ところで、電子部品実装装置において、長時間実装を行うとウェーハから半導体ダイをピックアップするピックアップ部にも経時的な温度変化の影響が及んでくる。ピックアップ部では、ピックアップする半導体ダイをカメラで認識し、その中心位置にピックアップコレットの中心位置を合わせて半導体ダイをピックアップし、基板の上に移送されて、基板の実装位置に実装される。このため、ピックアップコレットの中心位置とピックアップする半導体ダイの中心位置とがずれると、半導体ダイの基板への実装精度が低下する場合があった。
そこで、本発明は、電子部品実装装置において、半導体ダイの基板への実装精度の低下を抑制することを目的とする。
本発明の電子部品実装装置は、ウェーハを保持するウェーハリングと、中心穴を有し、ウェーハから電子部品をピックアップするコレットと、コレットを水平方向に駆動するコレット駆動部と、コレットの根元側からコレットの中心穴に光を入射させるウェーハ側照明部と、コレットの根元側からコレットの画像を撮像するウェーハ側撮像装置と、ウェーハ側撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理部と、コレットの位置を調整する制御部と、を備える電子部品実装装置であって、ウェーハ側撮像装置は、コレットの中心穴に入射してコレットの直下のウェーハの表面で反射した反射光の画像を撮像し、画像処理部は、ウェーハ側撮像装置が撮像したウェーハの表面で反射した反射光の画像に基づいてコレットの中心穴の中心位置をコレット中心位置として検出し、検出したコレット中心位置とウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置との間の偏差を検出し、制御部は、偏差に基づいてコレット駆動部によってコレットの水平方向の位置を調整すること、を特徴とする。
このように、コレット中心位置とウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置との間の偏差を検出し、偏差に基づいてコレットの水平方向の位置を補正してコレットの位置調整を行うので、コレット中心位置とウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、ウェーハから半導体ダイを正確にピックアップすることができる。
本発明の電子部品実装装置において、コレットがピックアップする電子部品をウェーハの下側から突き上げる突き上げピンを含み、ウェーハ側撮像装置は、上側から突き上げピンの画像を撮像し、画像処理部は、ウェーハ側撮像装置が撮像した突き上げピンの画像に基づいて突き上げピンの中心位置をピンセンタとして検出し、検出したピンセンタをウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置に設定すること、としてもよい。また、ウェーハリングを水平方向に駆動するウェーハリング駆動部を含み、ウェーハ側撮像装置は、ウェーハの上側からコレットがピックアップする電子部品を撮像し、画像処理部は、ウェーハ側撮像装置が撮像したコレットがピックアップする電子部品の画像に基づいてコレットがピックアップする電子部品の中心位置をチップセンタとして検出し、制御部は、チップセンタがウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置となるようにウェーハリング駆動部によってウェーハリングの水平方向の位置を調整すること、としてもよい。
このように、突き上げピンの中心位置をウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置に設定し、コレットがピックアップする電子部品の中心位置であるチップセンタをウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置となるようにウェーハリングの水平方向の位置を調整するので、突き上げピンとピックアップする半導体ダイの中心位置を合わせることができる。また、コレット中心位置とウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置との間の位置関係にずれが生じた場合にそのずれ量を随時補正するので、突き上げピンとピックアップする半導体ダイの中心位置とコレットの中心位置とを合わせた状態で半導体ダイをピックアップできる。これによりピックアップ時のチップずれが発生することを抑制し、経時的な温度変化があった場合でも半導体ダイの基板への実装精度の低下を抑制することができる。
本発明の電子部品実装装置において、コレットの根元側からコレットの中心穴に光を入射させるフレーム側照明部と、コレットの根元側からコレットの画像を撮像するフレーム側撮像装置と、を含み、コレットは、先端に吸着した電子部品を実装対象物に実装し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した画像を処理し、フレーム側撮像装置は、コレットの先端に電子部品を吸着させた状態で、コレットの中心穴に入射してコレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像を撮像し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像したコレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像に基づいてコレットの中心穴の中心位置をコレット中心位置として検出し、検出したコレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、制御部は、第１偏差に基づいてコレット駆動部によってコレットの水平方向の位置を調整すること、としてもよい。
このように、突き上げピンとピックアップする半導体ダイの中心位置とコレットの中心位置とを合わせた状態で半導体ダイをピックアップすることに加え、コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、第１偏差に基づいてコレットの水平方向の位置を調整するので、コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、半導体ダイを正確に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置において、フレーム側撮像装置は、実装対象物の画像を撮像し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した実装対象物の画像に基づいて電子部品を実装する実装位置を検出し、検出した実装位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、制御部は、第１偏差と第２偏差とに基づいてコレット駆動部によってコレットの水平方向の位置を調整すること、としてもよい。
このように、実装対象物である基板或いはリードフレームの実装位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、第１偏差と第２偏差とに基づいてコレットの水平方向の位置を調整するので、コレット中心位置と実装位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、半導体ダイを更に正確に実装位置に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置において、ウェーハから電子部品をピックアップするピックアップ部と、ピックアップした電子部品を実装対象物に実装する実装部との間に配置され、コレットの先端の画像とコレットの先端に吸着された電子部品の裏面の画像とを撮像する裏面カメラを備え、画像処理部は、裏面カメラが撮像したコレットの先端の画像と電子部品の裏面の画像とに基づいて、コレットに対する電子部品の位置ずれ量を検出し、制御部は、第１偏差と第２偏差とコレットに対する電子部品の位置ずれ量とに基づいてコレット駆動部によってコレットの水平方向の位置を調整してもよい。
これにより、コレットに対する電子部品の位置にずれがある場合でも、そのずれを補正して、電子部品のチップセンタＤＣを実装位置に一致させた状態で電子部品を基板に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置において、中心穴を有し、先端に吸着した電子部品を実装対象物に実装する実装コレットと、実装コレットを水平方向に駆動する実装コレット駆動部と、実装コレットの根元側から実装コレットの中心穴に光を入射させるフレーム側照明部と、実装コレットの根元側から実装コレットの画像を撮像するフレーム側撮像装置と、を含み、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した画像を処理し、制御部は、実装コレットの位置を調整し、フレーム側撮像装置は、実装コレットの先端に電子部品を吸着させた状態で、実装コレットの中心穴に入射して実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像とを撮像し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像に基づいて実装コレットの中心穴の中心位置を実装コレット中心位置として検出し、検出した実装コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、制御部は、第１偏差に基づいて実装コレット駆動部によって実装コレットの水平方向の位置を調整すること、としてもよい。
このように、突き上げピンとピックアップする半導体ダイの中心位置とコレットの中心位置とを合わせた状態で半導体ダイをピックアップすることに加え、実装コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、第１偏差に基づいて実装コレットの水平方向の位置を調整するので、実装コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、半導体ダイを正確に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置において、フレーム側撮像装置は、実装対象物の画像を撮像し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した実装対象物の画像に基づいて電子部品を実装する実装位置を検出し、検出した実装位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、制御部は、第１偏差と第２偏差とに基づいて実装コレット駆動部によって実装コレットの水平方向の位置を調整すること、としてもよい。
このように、実装対象物である基板或いはリードフレームの実装位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、第１偏差と第２偏差とに基づいて実装コレットの水平方向の位置を調整するので、実装コレット中心位置と実装位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、半導体ダイを更に正確に実装位置に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置において、ウェーハから電子部品をピックアップするピックアップ部と、ピックアップした電子部品を実装対象物に実装する実装部との間に配置され、実装コレットの先端の画像と実装コレットの先端に吸着された電子部品の裏面の画像とを撮像する裏面カメラを備え、画像処理部は、裏面カメラが撮像した実装コレットの先端の画像と電子部品の裏面の画像とに基づいて、実装コレットに対する電子部品の位置ずれ量を検出し、制御部は、第１偏差と第２偏差と実装コレットに対する電子部品の位置ずれ量とに基づいて実装コレット駆動部によって実装コレットの水平方向の位置を調整してもよい。
これにより、実装コレットに対する電子部品の位置にずれがある場合でも、そのずれを補正して、電子部品のチップセンタＤＣを実装位置に一致させた状態で電子部品を基板に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置は、中心穴を有し、先端に吸着した電子部品を実装対象物に実装する実装コレットと、実装コレットを水平方向に駆動する実装コレット駆動部と、実装コレットの根元側から実装コレットの中心穴に光を入射させるフレーム側照明部と、実装コレットの根元側から実装コレットの画像を撮像するフレーム側撮像装置と、フレーム側撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理部と、実装コレットの位置を調整する制御部と、を備える電子部品実装装置であって、フレーム側撮像装置は、実装コレットの先端に電子部品を吸着させた状態で、実装コレットの中心穴に入射して実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像を撮像し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像に基づいて実装コレットの中心穴の中心位置を実装コレット中心位置として検出し、検出した実装コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、制御部は、第１偏差に基づいて実装コレット駆動部によって実装コレットの水平方向の位置を調整すること、を特徴とする。
これにより、実装コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、第１偏差に基づいて実装コレットの水平方向の位置を調整するので、実装コレット中心位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、半導体ダイを正確に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置において、フレーム側撮像装置は、実装対象物の画像を撮像し、画像処理部は、フレーム側撮像装置が撮像した実装対象物の画像に基づいて電子部品を実装する実装位置を検出し、検出した実装位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、制御部は、第１偏差と第２偏差とに基づいて実装コレット駆動部によって実装コレットの位置を調整すること、としてもよい。
このように、実装対象物である基板或いはリードフレームの実装位置とフレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、第１偏差と第２偏差とに基づいて実装コレットの水平方向の位置を調整するので、実装コレット中心位置と実装位置との間の位置関係にずれが生じた場合に、そのずれ量を随時補正することができ、半導体ダイを更に正確に実装位置に実装することができる。
本発明の電子部品実装装置は、半導体ダイの基板への実装精度の低下を抑制することができる。
実施形態の電子部品実装装置の構成を示す立面図である。 実施形態の電子部品実装装置の構成を示す平面図である。 実施形態の電子部品実装装置のピックアップ部の立断面図である（図１、２に示すＡ−Ａ断面図）。 実施形態の電子部品実装装置の実装部の立断面図である（図１、２に示すＢ−Ｂ断面図）。 実施形態の電子部品実装装置のピックアップ部の動作を示すフローチャートである。 実施形態の電子部品実装装置において、上側からウェーハ側カメラで突き上げ針を撮像している状態を示す立断面図である。 図６の状態におけるウェーハ側カメラの視野を示す図である。 ピックアップヘッドのコレットをウェーハの直上に移動した状態を示す立断面図である。 図８に示す状態におけるウェーハ側カメラの視野を示す図である。 ピックアップヘッドのコレットの中心位置をウェーハ側カメラの基準位置に合わせた状態を示す立断面図である。 図１０に示す状態におけるウェーハ側カメラの視野を示す図である。 半導体ダイをウェーハからピックアップする状態を示す立断面図である。 実施形態の電子部品実装装置の実装部の動作を示すフローチャートである。 実施形態の半導体実装装置において、先端に半導体ダイを吸着した実装コレットを基板の直上に移動させた状態を示す立断面図である。 図１４に示す状態におけるフレーム側カメラの視野を示す図である。 フレーム側カメラで基板の実装位置を撮像する状態を示す立断面図である。 図１６の状態におけるフレーム側カメラの視野を示す図である。 図１７に示す視野の図に図１５に示す視野の図を重ね合わせた図である。 実装コレットの中心位置と半導体ダイの中心位置と実装位置とが一致した状態のフレーム側カメラの視野を示す図である。 実装コレットによって半導体ダイを基板の実装位置に実装する状態を示す立断面図である。 半導体ダイの実装が終了した状態を示す立断面図である。 図２１に示す状態におけるフレーム側カメラの視野を示す図である。 他の実施形態の電子部品実装装置のピックアップ部の立断面図である。 他の実施形態の電子部品実装装置の実装部の立断面図である。 他の実施形態の電子部品実装装置の構成を示す立面図である。 他の実施形態の電子部品実装装置の構成を示す平面図である。 他の実施形態の電子部品実装装置の実装部の立断面図である（図２５、２６に示すＢ−Ｂ断面図）。 他の実施形態の電子部品実装装置の構成を示す立面図である。 図２８に示す電子部品実装装置の裏面カメラの視野を示す図である。
＜電子部品実装装置の構成＞
以下、図面を参照しながら実施形態の電子部品実装装置１００について説明する。なお、視野を示す図以外の各立面図、各平面図、各立断面図では、理解しやすいように半導体ダイ３６、コレット３０を実際の寸法よりも大きく描いてある。
図１、２に示すように、実施形態の電子部品実装装置１００は、ベース１０と、ピックアップ部１０１と、実装部１０２と、制御装置８０とを含んでいる。各図面において、基板７４の搬送方向をＸ方向、Ｘ方向と直角方向をＹ方向、上下方向をＺ方向として説明する。ＸＹ方向は水平方向である。
図１、２に示すように、ピックアップ部１０１は、ウェーハリング４２と、突き上げユニット４３と、コレット３０が取り付けられたピックアップヘッド２０と、ウェーハ側撮像装置であるウェーハ側カメラ１２と、を有している。
図３に示すように、ウェーハリング４２は、上面にウェーハ３５を保持し、側面に配置されたウェーハリング駆動部４１によってＸＹ方向に駆動される。突き上げユニット４３は、ウェーハリング４２の下側のベース１０に取り付けられており、中央にはＺ方向に移動してピックアップする半導体ダイ３６をウェーハ３５の下側から突き上げる突き上げピン４４が設けられている。ピックアップヘッド２０は、ベース１０に固定されてピックアップ部１０１と実装部１０２とを通してＸ方向に伸びるリニアガイド１４にガイドされてピックアップ部１０１と実装部１０２との間をＸ方向に移動する。
ピックアップヘッド２０は、リニアガイド１４にガイドされてピックアップ部１０１と実装部１０２との間を移動する本体２１と、本体２１の下側に設けられたブラケット２２と、ブラケット２２の下端部の回転軸２４の回りに回転可能に取り付けられたアーム２３と、アーム２３のＸ方向プラス側端に取り付けられたコレット３０とを有している。ピックアップヘッド２０のコレット３０は、半導体ダイ３６のピックアップと基板７４への実装とを行う。アーム２３のＸ方向マイナス側端とブラケット２２の上側に取り付けられた突出部２５との間にはスプリング２６が設けられている。スプリング２６はアーム２３のＸ方向マイナス端を上方向に引張り、アーム２３のＸ方向マイナス端の上面をブラケット２２の下面に押し付けている。
本体２１は、内部にピックアップヘッド２０をＹ方向に駆動するＹ方向駆動機構と、コレット３０をＺ方向に駆動するＺ方向駆動機構とを含んでいる。Ｙ方向の駆動機構は、例えば、リニアモータであり、Ｚ方向の駆動機構は、例えば、サーボモータとねじ機構で構成されていてもよい。また、リニアガイド１４は、図示しないリニアガイド駆動機構によってＸ方向に移動する。ピックアップヘッド２０とリニアガイド駆動機構とは、コレット３０をＸＹ方向に駆動するコレット駆動部を構成する。
コレット３０は、根本側のシャフト３１と先端側のコレット本体３３とで構成される。シャフト３１は金属製でコレット本体３３は例えば、耐熱樹脂等で構成されている。シャフト３１、コレット本体３３の中心には、同軸に円形の中心穴３２，３４が設けられている。シャフト３１の上端は、アーム２３の凹部２３ａが設けられた部分に取り付けられており、シャフト３１の中心穴３２は、アーム２３の上部に設けられた凹部２３ａに連通し、凹部２３ａからＺ方向上側に向かって開放されている。コレット本体３３の中心穴３４は、シャフト３１の中心穴３２に連通し、下端面からＺ方向下側に向かって開放されている。
アーム２３の凹部２３ａの上面には、光源２７とビームスプリッタ２８とが設けられている。また、コレット３０の上側の上側ベース１１には、コレット３０の根本側からコレット３０の画像を撮像するウェーハ側カメラ１２が取り付けられている。ウェーハ側カメラ１２は、設計上、光軸１３と突き上げピン４４の中心のピンセンタＰＣとは水平位置が同一となるように配置されている。
ビームスプリッタ２８は、シャフト３１の中心穴３２の直上に配置され、光源２７からの光を反射してシャフト３１の中心穴３２、コレット本体３３の中心穴３４の中に入射させる。また、ビームスプリッタ２８は、コレット３０の直下に位置するウェーハ３５の表面で反射した反射光をＺ方向上側に向かって透過させ、ウェーハ側カメラ１２に入射させる。光源２７とビームスプリッタ２８とはウェーハ側照明部２９を構成する。ここで、光源２７は、高輝度ＬＥＤ或いはレーザ光源であってもよい。また、ビームスプリッタ２８に代えてハーフミラーで構成してもよい。
図１、２に示すように、実装部１０２は、実装対象物である基板７４を吸着固定する実装ステージ７２と、フレーム側撮像装置であるフレーム側カメラ６３とを有している。先に説明したように、ピックアップヘッド２０は、ピックアップ部１０１と実装部１０２とを通して伸びるリニアガイド１４にガイドされてピックアップ部１０１と実装部１０２との間を移動し、実装部１０２で半導体ダイ３６の基板７４への実装とを行う。
実装ステージ７２は、台座７１を介してベース１０に取り付けられている。実装ステージ７２のＹ方向の両側には、Ｘ方向に伸びる２本のガイドレールで構成されて基板７４をＸ方向に搬送する搬送機構７３が設けられている。
図４に示すように、実装ステージ７２の上側には、ピックアップヘッド２０が実装部１０２に移動した際にコレット３０の根本側からコレット３０の画像を撮像するフレーム側カメラ６３が取り付けられている。フレーム側カメラ６３は、上側ベース１１に取り付けられてＹ方向に伸びるリニアガイド６１にガイドされてＹ方向に移動可能であるアーム６２の先端に取り付けられている。アーム６２の内部にはアーム６２をＹ方向に移動させるリニアモータ等のＹ方向駆動機構が取り付けられている。
制御装置８０は、内部にＣＰＵとメモリとを含むコンピュータであり、ＣＰＵと記憶部であるメモリとが協働して動作することにより機能する制御部８１と画像処理部８２の２つの機能ブロックを有している。
ウェーハ側カメラ１２、ピックアップヘッド２０、ウェーハリング駆動部４１、フレーム側カメラ６３、搬送機構７３、実装ステージ７２、は、制御部８１に接続され、制御部８１の指令によって動作する。ウェーハ側カメラ１２が撮像した画像は画像処理部８２に入力され、画像処理部８２で画像処理される。画像処理で得られたデータは、制御部８１に入力される。
＜ピックアップ部の動作＞
以上の様に構成された電子部品実装装置１００のピックアップ部１０１の動作について、図５から図１２を参照して説明する。
図５のステップＳ１０１、図６に示すように、制御部８１は、ウェーハリング４２の上側からウェーハ側カメラ１２で突き上げピン４４の画像を撮像して画像処理部８２に出力する。図５のステップＳ１０２に示すように、画像処理部８２は、入力された画像データを処理して突き上げピン４４の先端の位置を突き上げピン４４の中心のピンセンタＰＣとして検出する。画像データの処理は、例えば、突き上げピン４４の先端画像の輝度が突き上げピン４４の先端近傍のテーパ面の画像の輝度よりも高くなることを利用してもよい。
先に述べたように、設計上、ウェーハ側カメラ１２の光軸１３と突き上げピン４４の中心のピンセンタＰＣとは同一位置に配置されているので、ウェーハ側カメラ１２の光軸１３と突き上げピン４４とが設計通りの位置にある場合には、図７に示す突き上げピン４４のピンセンタＰＣはウェーハ側カメラ１２の視野１５のＸ方向の基準線１６とＹ方向の基準線１７の交点で示される基準位置Ｃ１と同一位置となっている。しかし、図７に示すように、ピンセンタＰＣの位置と基準位置Ｃ１の位置がずれている場合がある。
図５のステップＳ１０３、図７に示すように、制御部８１は、基準位置Ｃ１がピンセンタＰＣに一致するように視野１５の基準位置Ｃ１を規定するＸ方向の基準線１６とＹ方向の基準線１７をＸＹ方向に移動させる。そして、移動させた位置を視野１５の基準位置Ｃ１に設定する。
制御部８１は、図８に示すようにピックアップヘッド２０の本体２１のＸＹ方向、Ｚ方向の駆動機構によってコレット３０をウェーハ３５の直上で、コレット本体３３下面がウェーハ３５から例えば、０．１ｍｍ程度の微小な高さの位置とする。そして、コレット３０の中心軸とウェーハ側カメラ１２の光軸１３とを合わせる。次に、制御部８１は、ピックアップヘッド２０に設けた光源２７を点灯させる。光源２７からの光は、Ｘ方向に進んだ後、ビームスプリッタ２８に反射してＺ方向下向きに向かって進み、コレット３０の根元側からシャフト３１の中心穴３２に入射する。中心穴３２に入射した光は、中心穴３２からコレット本体３３の中心穴３４を通って、コレット本体３３の直下のウェーハ３５の表面で反射する。ウェーハ３５の表面で反射した反射光は、中心穴３４、３２をＺ方向上方に向かって進み、ビームスプリッタ２８を通過してウェーハ側カメラ１２に入射する。
ウェーハ側カメラ１２の焦点は、コレット本体３３の下面近傍に合わせてあるので、図９に示すように、コレット本体３３の下面近傍に位置しているウェーハ３５の表面からの反射光はウェーハ側カメラ１２の視野１５には中心穴３２，３４の白い円形の画像として現れる。
先に説明したように、各立面図、各平面図、各立断面図では、半導体ダイ３６、コレット３０の大きさを実際の大きさよりも大きく描いているが、実際には、半導体ダイ３６、コレット３０、中心穴３２，３４の大きさは非常に小さく、ウェーハ側カメラ１２の視野１５の大きさは、アーム２３の上部に設けられた凹部２３ａよりも小さくなっている。また、ウェーハ側カメラ１２の焦点は、コレット本体３３の下面近傍に合わせてある。このため、視野１５の中心穴３２，３４の白い円形の画像の周囲には、凹部２３ａの底面の画像ではなく、ウェーハ側カメラ１２と焦点面であるコレット本体３３の下面と間にあるアーム２３の凹部２３ａが黒い影の背景として現れる。
ウェーハ側カメラ１２は、図５のステップＳ１０４に示すように黒い背景に中に浮き出たコレット３０の中心穴３２，３４に入射してウェーハ３５の表面で反射した反射光の白い画像を撮像する。撮像した画像は画像処理部８２に出力される。なお、凹部２３ａの底面で光の反射がある場合には、白い円形の画像の周囲に凹部２３ａの底面のぼやけた画像が現れる場合があるが、この場合には、凹部２３ａの底面を黒色とすることにより、白い円形の画像の周囲に黒い背景が現われるようにできる。
画像処理部８２は、図５のステップＳ１０５に示すように、入力された画像を処理してコレット３０の中心穴３２，３４の中心位置をコレット中心位置ＣＣ１として検出する。
コレット中心位置ＣＣ１を検出する画像処理の方法は様々な方法があるが、一例を示すと、黒い背景と中心穴３２，３４の白い円形の画像とのコントラストから白い円形の画像の境界線を検出し、その円の中心位置を計算することによりコレット中心位置ＣＣ１を検出する。図９に示すように、視野１５の中ではコレット中心位置ＣＣ１はＸ方向中心線３７、Ｙ方向中心線３８の交点となる。
図９に示すように、ウェーハ側カメラ１２の視野１５の基準位置Ｃ１と、コレット中心位置ＣＣ１との間に位置ずれが発生している場合がある。画像処理部８２は、図５のステップＳ１０６に示すように検出したコレット中心位置ＣＣ１と視野１５の基準位置Ｃ１とのＸ方向の偏差ΔＸ１とＹ方向の偏差ΔＹ１とを検出し制御部８１に出力する。制御部８１は入力された各偏差ΔＸ１，ΔＹ１を記憶部に格納する。
また、画像処理部８２は、図５のステップＳ１０７、図９に示すように、ピックアップしようとする半導体ダイ３６を視野１５の中に認識し、図５のステップＳ１０８に示すように、その半導体ダイ３６の中心位置をチップセンタＤＣとして検出し、制御部８１に出力する。制御部８１は入力されたチップセンタＤＣを記憶部に格納する。チップセンタＤＣの検出は、例えば、認識した半導体ダイ３６の画像を処理して半導体ダイ３６の四角い輪郭線を求め、Ｘ方向中心線３６ｘ、Ｙ方向中心線３６ｙを求め、この交点としてチップセンタＤＣを検出するようにしてもよい。
制御部８１は、記憶部からチップセンタＤＣを読み出して、図５のステップＳ１０９に示すように、ピックアップする半導体ダイ３６のチップセンタＤＣがウェーハ側カメラ１２の視野１５の中の基準位置Ｃ１となるようにウェーハリング駆動部４１によってウェーハリング４２を移動させる。先に説明したように基準位置Ｃ１は突き上げピン４４のピンセンタＰＣの位置と同一位置に設定されているので、この動作により、チップセンタＤＣと基準位置Ｃ１とピンセンタＰＣとを同一位置とすることができる。
制御部８１は、記憶部から各偏差ΔＸ１，ΔＹ１を読み出して、図５のステップＳ１１０に示すように、偏差ΔＹ１分だけ位置を補正してコレット中心位置ＣＣ１をウェーハ側カメラ１２の視野１５の中の基準位置Ｃ１に合わせる。具体的には、図９に示すようにコレット中心位置ＣＣ１と基準位置Ｃ１との間のＹ方向の偏差がΔＹ１の場合、制御部８１は、ピックアップヘッド２０をＹ方向プラス側に向かって移動させる際には、ピックアップヘッド２０のＹ方向位置を検出するリニアスケールの目盛が基準位置Ｃ１に対応する目盛よりも偏差ΔＹ１だけ大きくなる位置までピックアップヘッド２０を移動させる。これにより、偏差ΔＹ１が補正されて、コレット３０のＹ方向位置が基準位置Ｃ１に一致する。また、偏差ΔＸ１については、図示しないリニアガイド駆動機構によってリニアガイド１４をＸ方向に偏差ΔＸ１だけ移動させることによって補正する。
このように、ウェーハリング４２、コレット３０の位置を調整することにより、図１０に示す状態では、図１１に示すように、チップセンタＤＣと基準位置Ｃ１とピンセンタＰＣとコレット中心位置ＣＣ１を同一位置とすることができる。
この状態で制御部８１は、図５のステップＳ１１１、図１２に示すように、ピックアップヘッド２０の本体２１のＺ方向駆動機構によりコレット３０をピックアップする半導体ダイ３６の上に降下させて半導体ダイ３６の表面に半導体ダイ３６を吸着させるとともに、突き上げピン４４を上方向に移動させて半導体ダイ３６を下側から突き上げ、半導体ダイ３６をウェーハ３５からピックアップする。
この際、チップセンタＤＣと基準位置Ｃ１とピンセンタＰＣとコレット中心位置ＣＣ１が同一位置になっているので、突き上げピン４４で半導体ダイ３６の中心を突き上げて、コレット本体３３の中心に半導体ダイ３６を吸着させることができる。このため、ウェーハ３５から半導体ダイ３６を正確にピックアップすることができ、半導体ダイ３６の基板７４への実装精度の低下を抑制することができる。
また、コレット本体３３の中心で半導体ダイ３６をピックアップできるので、コレット本体３３が半導体ダイ３６を偏ってピックアップすることによりコレット本体３３の先端が変形することを抑制できる。
本実施形態の電子部品実装装置１００は、コレット３０の上側から中心穴３２、３４に光を入射させ、コレット３０の直下のウェーハ３５からの反射光によってコレット中心位置ＣＣ１の検出を行うので、図５のステップＳ１０４からステップＳ１０６までの偏差を検出する動作をウェーハ３５から半導体ダイ３６をピックアップする動作の間に行うことができる。
このため、何回かのピックアップ動作を行う毎に偏差を補正してピックアップを継続することができるので、経時的な変化があった場合でも半導体ダイ３６を正確にピックアップすることができ、基板７４への半導体ダイ３６の実装精度の低下を効果的に抑制することができる。
また、何回かのピックアップ毎ではなく、ピックアップの都度、偏差検出、補正を行ってもよい。この場合には、画像処理部８２が検出したＸ方向の偏差ΔＸ１とＹ方向の偏差ΔＹ１制御部８１の記憶部に格納しておき、その後の実装においては、記憶部に格納した偏差を用いて補正を行い、所定回数のピックアップを行うことができる。この場合には、ボンディング効率を低下させることを抑制しつつ、基板７４への半導体ダイ３６の実装精度の低下を効果的に抑制することができる。
＜実装部の動作＞
次に図１３、図１４から図２２を参照しながら、実装部１０２の動作について説明する。
図１３のステップＳ２０１、図１４に示すように、制御部８１は、ピックアップヘッド２０の本体２１の内部に配置されたＹ方向駆動機構を動作させてピックアップヘッド２０をフレーム側カメラ６３の下側に移動させる。この際、制御部８１は、コレット３０のコレット中心位置ＣＣ２がフレーム側カメラ６３の光軸６４の位置と一致するようにピックアップヘッド２０を移動させる。また、フレーム側カメラ６３の焦点は、基板７４の表面となっているので、コレット３０の先端に吸着した半導体ダイ３６の表面を基板７４の表面から極僅か、例えば、０．１ｍｍ程度離間した位置となるようにコレット３０を降下させ、半導体ダイ３６の上側の面がフレーム側カメラ６３の焦点深度の中に入るようにする。コレット３０の降下は、ピックアップヘッド２０の本体２１の内部に配置されたＺ方向駆動により行う。
フレーム側カメラ６３の光軸６４の位置は、図１５に示すようにフレーム側カメラ６３の視野６５の中ではＸ方向の中心線６６とＹ方向の中心線６７との交点で示される基準位置Ｃ２となる。また、視野６５の中ではコレット中心位置ＣＣ２はＸ方向中心線５５ｘ、Ｙ方向中心線５５ｙの交点となる。コレット中心位置ＣＣ２がフレーム側カメラ６３の光軸６４の位置と一致している場合には、コレット中心位置ＣＣ２は基準位置Ｃ２に一致する。しかし、図１５に示すように、コレット中心位置ＣＣ２と基準位置Ｃ２とがずれている場合がある。
制御部８１は、先に説明したと同様、ピックアップヘッド２０に設けた光源２７ａを点灯させる。光源２７からの光は、コレット３０の中心穴３２，３４に入射し、ウェーハ３５の表面で反射した反射光の白い画像となり、図１５に示すように、白い画像の周囲は黒い背景となる。フレーム側カメラ６３は、黒い背景に中に浮き出た反射光の白い画像を撮像する。撮像した画像は画像処理部８２に出力される。
画像処理部８２は、図１３のステップＳ２０３に示すように、先に説明したと同様、入力された画像を処理してコレット３０の中心穴３２，３４の中心位置をコレット中心位置ＣＣ２として検出する。
図１５に示すように、フレーム側カメラ６３の視野６５の基準位置Ｃ２と、コレット中心位置ＣＣ２との間に位置ずれが発生している場合がある。画像処理部８２は、図１３のステップＳ２０４に示すように検出したコレット中心位置ＣＣ２と視野６５の基準位置Ｃ２とのＸ方向第１偏差ΔＸ２と、Ｙ方向第１偏差ΔＹ２とを検出し、制御部８１に出力する。制御部８１は入力されたＸ方向第１偏差ΔＸ２と、Ｙ方向第１偏差ΔＹ２とを記憶部に格納する。
また、制御部８１は、図１６に示すように、フレーム側カメラ６３の視野６５の基準位置Ｃ２が基板７４の上の半導体ダイ３６を実装する実装領域７５の中心の実装位置ＢＣが視野に入るような位置にフレーム側カメラ６３を移動させる。Ｙ方向の移動は、アーム６２の中に配置したＹ方向駆動機構によっておこなう。
そして、制御部８１は、図１３のステップＳ２０５に示すように、フレーム側カメラ６３を動作させて実装領域７５を撮像する。撮像した画像は画像処理部８２に入力される。画像処理部８２は、図１３のステップＳ２０６に示すように、取得した画像を処理して実装領域７５の中心の実装位置ＢＣを検出し、制御部８１に出力する。制御部８１は、入力された実装位置ＢＣを記憶部に格納する。画像処理は、例えば、認識した実装領域７５画像を処理して実装領域７５の四角い輪郭線を求め、Ｘ方向中心線７６、Ｙ方向中心線７７を求め、この交点として実装位置ＢＣを検出するようにしてもよい。
図１７に示すように、フレーム側カメラ６３の視野６５の基準位置Ｃ２と、実装位置ＢＣとの間に位置ずれが発生している場合がある。画像処理部８２は、図１３のステップＳ２０７に示すように検出した実装位置ＢＣと視野６５の基準位置Ｃ２とのＸ方向第２偏差ΔＸ３と、Ｙ方向第２偏差ΔＹ３とを検出し、制御部８１に出力する。制御部８１は、入力されたＸ方向第２偏差ΔＸ３と、Ｙ方向第２偏差ΔＹ３とを記憶部に格納する。
制御部８１は、記憶部からＸ方向第２偏差ΔＸ３と、Ｙ方向第２偏差ΔＹ３とを読み出して、図１３のステップＳ２０８、図１８に示すように、Ｙ方向第１偏差ΔＹ２、Ｙ方向第２偏差ΔＹ３だけ位置を補正し、Ｘ方向第１偏差ΔＸ２、Ｘ方向第２偏差ΔＸ３だけ補正してコレット中心位置ＣＣ２を実装位置ＢＣに合わせる。具体的には、制御部８１は、ピックアップヘッド２０をＹ方向プラス側に向かって移動させる際には、ピックアップヘッド２０のＹ方向位置を検出するリニアスケールの目盛が実装位置ＢＣに対応する目盛よりもＹ方向第１偏差ΔＹ２とＹ方向第２偏差ΔＹ３の合計だけ大きくなる位置までピックアップヘッド２０を移動させる。また、制御部８１は、図示しないリニアガイド駆動機構によってリニアガイド１４をＸ方向に移動させて偏差ΔＸ２を補正する。これにより、Ｙ方向第１偏差ΔＹ２、Ｙ方向第２偏差ΔＹ３及びＸ方向第１偏差ΔＸ２、Ｘ方向第２偏差ΔＸ３が補正されてコレット中心位置ＣＣ２が実装位置ＢＣに一致する。
これにより、図１９に示すようにチップセンタＤＣがコレット３０のコレット中心位置ＣＣ２と一致するように吸着された状態で、コレット中心位置ＣＣ２を実装位置ＢＣに一致させることができ、半導体ダイ３６のチップセンタＤＣを実装位置ＢＣに一致させた状態で半導体ダイ３６を基板７４に実装することができる。
制御部８１は、図１３のステップＳ２０９において、図１９に示す状態で図２０に示すようにコレット３０を降下させて半導体ダイ３６を実装領域７５に実装する。
図２１に示すように、半導体ダイ３６の実装が終了した後の基板７４を上方向からフレーム側カメラ６３で撮像すると図２２に示すように半導体ダイ３６は、実装領域７５にぴったり実装されている。
以上説明したように、本実施形態の電子部品実装装置１００では、経時的な変化があった場合の半導体ダイ３６の基板７４への実装精度の低下を抑制することができる。
本実施形態の電子部品実装装置１００は、コレット３０の上側から中心穴３２，３４に光を入射させ、コレット３０の先端に吸着した半導体ダイ３６の表面からの反射光によってコレット中心位置ＣＣ２の検出を行うので、図１３のステップＳ２０１からステップＳ２０４までの第１偏差を検出する動作と、図１３のステップＳ２０５からＳ２０７の第２偏差を検出して第１、第２偏差を補正する動作とを、半導体ダイ３６の実装中に行うことができる。
例えば、実装部１０２が半導体ダイ３６のピックアップ、実装を繰返し実行している場合、最初は第１偏差を所定の設定値として実装を開始し、何回か実装を行った後の半導体ダイ３６を基板７４に実装する直前で、コレット３０の先端に吸着した半導体ダイ３６の表面を基板７４の表面から極僅か、例えば、０．１ｍｍ程度離間した位置まで降下させた状態で第１偏差の検出を行い、その結果を制御部８１の記憶部に格納し、その後の実装においては、記憶部に格納した第１偏差を用いて補正を行い、所定回数の実装を行うことができる。
第２偏差の検出も第１偏差の検出と同様、実装を何回が実行した後に検出を行い、その結果を制御部８１の記憶部に格納し、その後の実装においては、記憶部に格納した第２偏差を用いて補正を行い、所定回数の実装を行うことができる。
このため、経時的な変化があっても、何回かの実装を行う毎に、第１偏差、第２偏差を補正して実装を継続することができるので、ボンディング効率を低下させることを抑制しつつ、経時的な変化があった場合の基板７４への半導体ダイ３６の実装精度の低下を効果的に抑制することができる。
なお、本実施形態の電子部品実装装置１００では、半導体ダイ３６のピックアップと実装とを行うピックアップヘッド２０がピックアップ部１０１と実装部１０２との間に延びるリニアガイド１４にガイドされており、Ｘ方向の位置の調整はリニアガイド１４をＸ方向に移動することによって行う。このため、実装部１０２でＸ方向第１偏差ΔＸ２、Ｘ方向第２偏差ΔＸ３の調整を行うと、ピックアップ部１０１でのＸ方向のコレット中心位置ＣＣ１と基準位置Ｃ１，ピンセンタＰＣとの間にずれが生じる場合がある。この場合には、実装部１０２からピックアップ部１０１に戻ってピックアップ動作を行う際に、偏差ΔＸ１とＸ方向第１偏差ΔＸ２3或いはＸ方向第２偏差ΔＸ３との差を用いてコレット３０の位置を補正するようにしてもよい。
また、何回かの実装毎ではなく、実装の都度、第１偏差、第２偏差の検出を行い、各偏差の補正を行ってもよい。この場合には、より効果的に基板７４への半導体ダイ３６の実装精度の低下を効果的に抑制することができる。
以上の説明では、基板７４に半導体ダイ３６を実装することとして説明したが、これに限らず、本実施形態の電子部品実装装置１００は、他の半導体ダイ３６を実装対象物とし、他の半導体ダイ３６の上に半導体ダイ３６を実装する場合にも適用できる。この場合、基板７４の実装領域７５に代えて他の半導体ダイ３６の画像を撮像し、その中心位置を検出して実装位置ＢＣとフレーム側カメラ６３の基準位置Ｃ２との間の第２偏差を検出すればよい。
＜他の実施形態＞
次に図２３、２４を参照して他の実施形態の電子部品実装装置２００について説明する。図２３は電子部品実装装置２００のピックアップ部１０１の立断面図であり、図２４は実装部１０２の立断面図である。先に図１から図２２を参照して説明した電子部品実装装置１００と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
電子部品実装装置１００では、アーム２３の上に設けられた光源２７とビームスプリッタ２８によりコレット３０の中心穴３２，３４の中に光を入射させるように構成されていた。電子部品実装装置２００ではこれに代えて、図２３に示すように、ウェーハ側カメラ１２、フレーム側カメラ６３の下端側面にリング照明９２，９２ａを配置し、コレット３０のシャフト３１の上側端に中心穴３２を覆うガラスカバー９１を取り付け、リング照明９２からの光をガラスカバー９１を通して中心穴３２，３４に入射させるように構成したものである。リング照明９２，９２ａとガラスカバー９１とはウェーハ側照明部９３，フレーム側照明部９３ａを構成する。
電子部品実装装置２００は電子部品実装装置１００と同様の作用、効果を奏する。
次に、図２５〜２７を参照しながら他の実施形態の電子部品実装装置３００について説明する。先に図１から図２２を参照して説明した電子部品実装装置１００と同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
図２５、２６に示すように、電子部品実装装置３００は、ピックアップヘッド２０がピックアップ部１０１でピックアップした半導体ダイ３６を載置する中間ステージ４８と、中間ステージ４８の上に載置された半導体ダイ３６をピックアップして実装部１０２で半導体ダイ３６の実装を行う実装ヘッド５０とを有している。
ピックアップヘッド２０の構成は、図３を参照して説明した電子部品実装装置１００のピックアップヘッド２０と同一である。本実施形態の電子部品実装装置３００では、ピックアップヘッド２０は、リニアガイド１４にガイドされてＸ方向に移動する。また、リニアガイド１４は図示しないリニアガイド駆動機構でＹ方向に移動する。
図２７に示すように、実装ヘッド５０は、Ｙ方向に延びるリニアガイド１８にガイドされる本体５１と、本体５１の下側に設けられたブラケット５２と、ブラケット２２の下端部に取り付けられたアーム５３と、アーム５３のＸ方向プラス側端に取り付けられた実装コレット５５とを有している。リニアガイド１８は、図示しないリニアガイド駆動機構でＸ方向に移動する。
本体５１は、内部に実装ヘッド５０をＹ方向に駆動するＹ方向駆動機構と、実装コレット５５をＺ方向に駆動するＸ方向駆動機構とを含んでいる。Ｙ方向の駆動機構は、例えば、リニアモータであり、Ｚ方向の駆動機構は、例えば、ボイスコイルモータで構成されていてもよい。実装ヘッド５０は、実装コレット５５をＹ方向に駆動する実装コレット駆動部を構成する。
実装コレット５５は、根本側のシャフト５６と先端側の実装コレット本体５８とで構成される。シャフト５６は金属製で実装コレット本体５８は例えば、金属或いはセラミックス等で構成されている。シャフト５６、実装コレット本体５８の中心には、同軸に円形の中心穴５７，５９が設けられている。シャフト５６の上端は、アーム５３の上側の凹部５３ａが設けられた部分に取り付けられており、シャフト５６の中心穴５７は、アーム５３の上部の凹部５３ａに連通し、凹部５３ａからＺ方向上側に向かって開放されている。実装コレット本体５８の中心穴５９は、シャフト５６の中心穴５７に連通し、下端面からＺ方向下側に向かって開放されている。アーム５３の上部の凹部５３ａの上側には、光源２７ａとビームスプリッタ２８ａとが設けられている。
ビームスプリッタ２８ａは、実装コレット５５のシャフト５６の中心穴５７の直上に配置され、光源２７ａからの光を反射して実装コレット５５の根元側からシャフト５６の中心穴５７、実装コレット本体５８の中心穴５９の中に入射させる。また、ビームスプリッタ２８ａは、実装コレット５５の実装コレット本体５８の先端に吸着された半導体ダイ３６の表面で反射した反射光をＺ方向上側に向かって透過させ、フレーム側カメラ６３に入射させる。光源２７ａとビームスプリッタ２８ａとはフレーム側照明部２９ａを構成する。ここで、光源２７ａは、高輝度ＬＥＤ或いはレーザ光源であってもよい。また、ビームスプリッタ２８ａに代えてハーフミラーで構成してもよい。
図２５、２６に示すように、中間ステージ４８は、ウェーハリング４２と搬送機構７３との間に配置されてＹ方向に伸びる長尺部材であるリニアガイド４７にガイドされ、図示しない駆動機構によってＹ方向に移動する。
以上説明した実施形態の電子部品実装装置３００のピックアップ部１０１の動作は先に説明した電子部品実装装置１００のピックアップ部１０１の動作とＸ方向とＹ方向とが異なるのみでその他の動きは同様である。また、実装部１０２の実装ヘッド５０の動作は、電子部品実装装置１００のピックアップヘッド２０が実装部１０２に移動した後の動作と同様である。
本実施形態の電子部品実装装置３００は、電子部品実装装置１００と同様の作用、効果を奏する。
次に、図２８を参照しながら他の実施形態の電子部品実装装置４００について説明する。電子部品実装装置４００は、ピックアップ部１０１と実装部１０２との間にコレット３０の先端に吸着された半導体ダイ３６の画像を撮像する裏面カメラ８５と、光源であるストロボ８６とを備えている。ストロボ８６は、画像処理部８２に接続されて画像処理部８２の指令によって点灯、消灯する。また、裏面カメラ８５が撮像した画像は、画像処理部８２に入力される。上記以外は、図１から図２２を参照して説明した電子部品実装装置１００と同様である。
図２８に示すように、裏面カメラ８５は、コレット３０が真上の所定の位置に移動してきた際にコレット３０の先端に吸着された半導体ダイ３６の裏面（Ｚ方向下側の面）に焦点が合うような位置に配置され、半導体ダイ３６の裏面のシャープな画像を取得できるように調整されている。ストロボ８６は、発光した光をコレット３０の方向に向ける反射鏡８６ａを備えている。
以下、電子部品実装装置４００において、裏面カメラ８５によってコレット３０の先端に吸着されている半導体ダイ３６のコレット３０に対する位置ずれ量を検出する動作について説明する。
制御部８１は、ピックアップヘッド２０をピックアップ部１０１から実装部１０２に移動させる間に、図２８に示すように、コレット３０が裏面カメラ８５の真上の所定の位置に来て、裏面カメラ８５のレンズの中心位置にコレット３０の中心軸が合った状態となったらストロボ８６を発光させるトリガ信号を出力する。このトリガ信号は、画像処理部８２に伝達される。
画像処理部８２は、このトリガ信号が入力されたら、ストロボ８６を発光させる指令を出力する。この指令により、ストロボ８６が発光する。また、画像処理部８２は、トリガ信号が入力されたら、ストロボ８６の発光と同期させて裏面カメラ８５から図２９に示すような画像を取り込む。取り込んだ画像は、画像処理部８２のメモリに格納される。なお、画像の取り込みは、コレット３０を移動させながら（移動を停止させずに）行う。
図２９は裏面カメラ８５の視野８７を示す図である。図２９に示すように裏面カメラ８５の視野８７には、コレット３０の先端を示す円形の画像と、半導体ダイ３６の外形を示す四角形の画像が現われている。画像処理部８２は、取り込んだ画像を処理してコレット３０の外形を示す円形画像１９１と半導体ダイ３６の外形を示す四角画像１９２とを検出する。そして、画像処理部８２は、円形画像１９１の中心１９７の位置と、四角画像１９２の中心１９８の位置を検出し、円形画像１９１の中心１９７を通り裏面カメラ８５の視野８７のＸ方向に向かうＸ方向基準線１９４と、円形画像１９１の中心１９７を通り裏面カメラ８５の視野８７のＹ方向に向かうＹ方向基準線１９３とを設定する。また、画像処理部８２は、四角画像１９２の中心１９８を通り四角画像１９２のＸ方向基準線１９４に近い辺に並行なＸ方向計測線１９６と四角画像１９２の中心１９８を通り四角画像１９２のＹ方向基準線１９３に近い辺に並行なＹ方向計測線１９５とを設定する。そして、画像処理部８２は、円形画像１９１の中心１９７の位置と四角画像１９２の中心１９８の位置のＸ方向、Ｙ方向それぞれのずれ量ΔＸ４，ΔＹ４を求める。また、画像処理部８２は、Ｘ方向基準線１９４とＸ方向計測線１９６とのθ方向の角度差あるいはＹ方向基準線１９３とＹ方向計測線１９５とのθ方向の角度差から四角画像１９２のθ方向の回転角度ずれΔθ４を検出する。
画像処理部８２は、検出したＸ方向、Ｙ方向それぞれのずれ量ΔＸ４，ΔＹ４と、θ方向の回転角度ずれΔθ４とを制御部８１に出力する。制御部８１は、入力されたΔＸ４，ΔＹ４，Δθ４を記憶部に格納する。
制御部８１は、先に図１８を参照して説明したように、Ｙ方向第１偏差ΔＹ２、Ｙ方向第２偏差ΔＹ３だけ位置を補正してコレット中心位置ＣＣ２を実装位置ＢＣに合わせ、Ｘ方向第１偏差ΔＸ２、Ｘ方向第２偏差ΔＸ３だけ補正してコレット中心位置ＣＣ２を実装位置ＢＣに合わせる際に、コレット３０に対する半導体ダイ３６の位置ずれ量であるΔＸ４，ΔＹ４、Δθ４を考慮して、コレット中心位置ＣＣ２を実装位置ＢＣに合わせる。
以上説明した実施形態の電子部品実装装置４００は、コレット３０に対する半導体ダイ３６の位置にずれがある場合でも、そのずれを補正して、半導体ダイ３６のチップセンタＤＣを実装位置ＢＣに一致させた状態で半導体ダイ３６を基板７４に実装することができる。
以上説明した電子部品実装装置４００は、ピックアップヘッド２０がピックアップ部１０１と実装部１０２とを移動し、コレット３０が半導体ダイ３６のピックアップと実装を行うものとして説明したが、電子部品実装装置４００の裏面カメラ８５とストロボ８６をピックアップ部１０１と実装部１０２との間に配置してコレット３０に対する半導体ダイ３６の位置ずれ量を検出する構成は、先に図２５〜２７を参照して説明した電子部品実装装置３００にも適用することができる。この場合、画像処理部８２は、裏面カメラ８５が撮像した実装コレット５５の先端の画像と半導体ダイ３６の裏面の画像とに基づいて、実装コレット５５に対する半導体ダイ３６の位置ずれ量ΔＸ４，ΔＹ４、Δθ４を検出して制御部８１に出力し、制御部８１は、第１偏差ΔＸ２，ΔＹ２と第２偏差ΔＸ３，ΔＹ３と位置ずれ量ΔＸ４，ΔＹ４、Δθ４とに基づいて実装コレット駆動部によって実装コレット５５の水平方向の位置を調整する。
１０ ベース、１１ 上側ベース、１２ ウェーハ側カメラ、１３，６４ 光軸、１４，１８，４７，６１ リニアガイド、１５，６５，８７ 視野、１６，１７ 基準線、２０ ピックアップヘッド、２１，５１ 本体、２２，５２ ブラケット、２３，５３，６２ アーム、２３ａ，５３ａ 凹部、２４ 回転軸、２５ 突出部、２６ スプリング、２７，２７ａ 光源、２８，２８ａ ビームスプリッタ、２９，９３ ウェーハ側照明部、２９ａ，９３ａ フレーム側照明部、３０ コレット、３１，５６ シャフト、３２，３４，５７，５９ 中心穴、３３ コレット本体、３５ ウェーハ、３６ 半導体ダイ、３６ｘ，３７，５５ｘ，７６ Ｘ方向中心線、３６ｙ，３８，５５ｙ，７７ Ｙ方向中心線、４１ ウェーハリング駆動部、４２ ウェーハリング、４３ 突き上げユニット、４４ 突き上げピン、４８ 中間ステージ、５０ 実装ヘッド、５５ 実装コレット、５８ 実装コレット本体、６３ フレーム側カメラ、６６，６７ 中心線、７１ 台座、７２ 実装ステージ、７３ 搬送機構、７４ 基板、７５ 実装領域、８０ 制御装置、８１ 制御部、８２ 画像処理部、８５ 裏面カメラ、８６ ストロボ、８６ａ 反射鏡、９１ ガラスカバー、９２，９２ａ リング照明、１００，２００，３００，４００ 電子部品実装装置、１０１ ピックアップ部、１０２ 実装部、１９１ 円形画像、１９２ 四角画像、１９３ Ｙ方向基準線、１９４ Ｘ方向基準線、１９５ Ｙ方向計測線、１９６ Ｘ方向計測線、１９７，１９８ 中心、ＢＣ 実装位置、Ｃ１，Ｃ２ 基準位置、ＣＣ１ コレット中心位置、ＣＣ２ コレット中心位置、ＤＣ チップセンタ、ＰＣ ピンセンタ。

Claims (11)

  1. ウェーハを保持するウェーハリングと、
    中心穴を有し、前記ウェーハから電子部品をピックアップするコレットと、
    前記コレットを水平方向に駆動するコレット駆動部と、
    前記コレットの根元側から前記コレットの中心穴に光を入射させるウェーハ側照明部と、
    前記コレットの根元側から前記コレットの画像を撮像するウェーハ側撮像装置と、
    前記ウェーハ側撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理部と、
    前記コレットの位置を調整する制御部と、を備える電子部品実装装置であって、
    前記ウェーハ側撮像装置は、前記コレットの中心穴に入射して前記コレットの直下の前記ウェーハの表面で反射した反射光の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記ウェーハ側撮像装置が撮像した前記コレットの画像と前記ウェーハの表面で反射した反射光の画像とに基づいて前記コレットの中心穴の中心位置をコレット中心位置として検出し、検出したコレット中心位置と前記ウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置との間の偏差を検出し、
    前記制御部は、前記偏差に基づいてコレット駆動部によって前記コレットを前記ウェーハ側撮像装置に対して移動させ、前記コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  2. 請求項１に記載の電子部品実装装置であって、
    前記コレットがピックアップする電子部品を前記ウェーハの下側から突き上げる突き上げピンを含み、
    前記ウェーハ側撮像装置は、上側から前記突き上げピンの画像を撮像し、
    前記画像処理部は、
    前記ウェーハ側撮像装置が撮像した前記突き上げピンの画像に基づいて前記突き上げピンの中心位置をピンセンタとして検出し、
    検出した前記ピンセンタを前記ウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置に設定すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  3. 請求項２に記載の電子部品実装装置であって、
    前記ウェーハリングを水平方向に駆動するウェーハリング駆動部を含み、
    前記ウェーハ側撮像装置は、前記ウェーハの上側から前記コレットがピックアップする電子部品を撮像し、
    前記画像処理部は、
    前記ウェーハ側撮像装置が撮像した前記コレットがピックアップする電子部品の画像に基づいて前記コレットがピックアップする電子部品の中心位置をチップセンタとして検出し、
    前記制御部は、前記チップセンタが前記ウェーハ側撮像装置の視野の中の基準位置となるようにウェーハリング駆動部によって前記ウェーハリングの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品実装装置であって、
    前記コレットの根元側から前記コレットの中心穴に光を入射させるフレーム側照明部と、
    前記コレットの根元側から前記コレットの画像を撮像するフレーム側撮像装置と、を含み、
    前記コレットは、先端に吸着した電子部品を実装対象物に実装し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した画像を処理し、
    前記フレーム側撮像装置は、前記コレットの先端に電子部品を吸着させた状態で、前記コレットの中心穴に入射して前記コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した前記コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像に基づいて前記コレットの中心穴の中心位置をコレット中心位置として検出し、検出したコレット中心位置と前記フレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、
    前記制御部は、前記第１偏差に基づいてコレット駆動部によって前記コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  5. 請求項４に記載の電子部品実装装置であって、
    前記フレーム側撮像装置は、前記実装対象物の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した前記実装対象物の画像に基づいて前記電子部品を実装する実装位置を検出し、検出した前記実装位置と前記フレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、
    前記制御部は、
    前記第１偏差と前記第２偏差とに基づいて前記コレット駆動部によって前記コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  6. 請求項５に記載の電子部品実装装置であって、
    前記ウェーハから前記電子部品をピックアップするピックアップ部と、ピックアップした前記電子部品を前記実装対象物に実装する実装部との間に配置され、前記コレットの先端の画像と前記コレットの先端に吸着された前記電子部品の裏面の画像とを撮像する裏面カメラを備え、
    前記画像処理部は、前記裏面カメラが撮像した前記コレットの先端の画像と前記電子部品の裏面の画像とに基づいて、前記コレットに対する前記電子部品の位置ずれ量を検出し、
    前記制御部は、
    前記第１偏差と前記第２偏差と前記コレットに対する前記電子部品の位置ずれ量とに基づいて前記コレット駆動部によって前記コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  7. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品実装装置であって、
    中心穴を有し、先端に吸着した電子部品を実装対象物に実装する実装コレットと、
    前記実装コレットを水平方向に駆動する実装コレット駆動部と、
    前記実装コレットの根元側から前記実装コレットの中心穴に光を入射させるフレーム側照明部と、
    前記実装コレットの根元側から前記実装コレットの画像を撮像するフレーム側撮像装置と、を含み、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した画像を処理し、
    前記制御部は、前記実装コレットの位置を調整し、
    前記フレーム側撮像装置は、前記実装コレットの先端に電子部品を吸着させた状態で、前記実装コレットの中心穴に入射して前記実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した前記実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像とに基づいて前記実装コレットの中心穴の中心位置を実装コレット中心位置として検出し、検出した前記実装コレット中心位置と前記フレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、
    前記制御部は、前記第１偏差に基づいて前記実装コレット駆動部によって前記実装コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  8. 請求項７に記載の電子部品実装装置であって、
    前記フレーム側撮像装置は、前記実装対象物の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した前記実装対象物の画像に基づいて前記電子部品を実装する実装位置を検出し、検出した前記実装位置と前記フレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第２偏差を検出し、
    前記制御部は、
    前記第１偏差と前記第２偏差とに基づいて前記実装コレット駆動部によって前記実装コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  9. 請求項８に記載の電子部品実装装置であって、
    前記ウェーハから前記電子部品をピックアップするピックアップ部と、ピックアップした前記電子部品を前記実装対象物に実装する実装部との間に配置され、前記実装コレットの先端の画像と前記実装コレットの先端に吸着された前記電子部品の裏面の画像とを撮像する裏面カメラを備え、
    前記画像処理部は、前記裏面カメラが撮像した前記実装コレットの先端の画像と前記電子部品の裏面の画像とに基づいて、前記実装コレットに対する前記電子部品の位置ずれ量を検出し、
    前記制御部は、
    前記第１偏差と前記第２偏差と前記実装コレットに対する前記電子部品の位置ずれ量とに基づいて前記実装コレット駆動部によって前記実装コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  10. 中心穴を有し、先端に吸着した電子部品を実装対象物に実装する実装コレットと、
    前記実装コレットを水平方向に駆動する実装コレット駆動部と、
    前記実装コレットの根元側から前記実装コレットの中心穴に光を入射させるフレーム側照明部と、
    前記実装コレットの根元側から前記実装コレットの画像を撮像するフレーム側撮像装置と、
    前記フレーム側撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理部と、
    前記実装コレットの位置を調整する制御部と、を備える電子部品実装装置であって、
    前記フレーム側撮像装置は、前記実装コレットの先端に電子部品を吸着させた状態で、前記実装コレットの中心穴に入射して前記実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した前記実装コレットの先端に吸着された電子部品の表面で反射した反射光の画像に基づいて前記実装コレットの中心穴の中心位置を実装コレット中心位置として検出し、検出した前記実装コレット中心位置と前記フレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の第１偏差を検出し、
    前記制御部は、前記第１偏差に基づいて実装コレット駆動部によって前記実装コレットの水平方向の位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
  11. 請求項９に記載の電子部品実装装置であって、
    前記フレーム側撮像装置は、前記実装対象物の画像を撮像し、
    前記画像処理部は、前記フレーム側撮像装置が撮像した前記実装対象物の画像に基づいて前記電子部品を実装する前記実装位置を検出し、検出した前記実装位置と前記フレーム側撮像装置の視野の中の基準位置との間の前記第２偏差を検出し、
    前記制御部は、
    前記第１偏差と前記第２偏差とに基づいて前記実装コレット駆動部によって前記実装コレットの位置を調整すること、
    を特徴とする電子部品実装装置。
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