KR20030005372A

KR20030005372A - 칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법

Info

Publication number: KR20030005372A
Application number: KR1020027015673A
Authority: KR
Inventors: 아라이요시유끼; 야마우찌아끼라; 가와까미미끼오
Original assignee: 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2003-01-17
Also published as: US20030106210A1; WO2001091534A1; JP4937482B2; TW494525B

Abstract

칩 보유 지지 공구와 기판 보유 지지 스테이지를 갖는 칩 실장 장치에 있어서, 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을, 칩 또는 기판의 위치를 거친 조정하는 조동 테이블 상에 설치하는 동시에, 상기 조동 테이블에 조조정 후의 조동 테이블의 위치를 고정하는 브레이크 수단을 마련하고, 또한 조동 테이블 상에 칩 또는 기판의 위치를 미조정하는 미동 수단을 마련한 칩 실장 장치 및 그 칩 실장 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법. 본 발명에 의해, 서브미크론 레벨인 고정밀도의 얼라인먼트가 가능해지고, 그 고정밀도 얼라인먼트를 신속하게 행할 수 있어, 칩 실장에 있어서의 택트 타임을 대폭으로 단축할 수 있다.

Description

칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법{CHIP-MOUNTING DEVICE AND METHOD OF ALIGNMENT}

종래, 이미 알려진 바와 같이 칩 실장 장치에 있어서는 칩 보유 지지 공구가 보유 지지되고 있는 칩(예를 들어, 반도체 칩)의 위치와, 그 하방에 배치되어 있는 기판 보유 지지 스테이지에 지지되어 있는 기판(예를 들어, 액정 기판 등)의 위치를 정밀하게 위치 결정한 상태에 있어서 칩 보유 지지 공구를 하강시켜 칩 실장을 행하도록 하고 있다.

예를 들어, 칩 실장에 앞서, 칩 보유 지지 공구 또는 기판 보유 지지 스테이지 중 어느 한 쪽을 이동시켜 칩과 기판을 조위치 결정하고, 계속해서, 예를 들어 칩 및 기판에 부착되어 있는 소정의 얼라인먼트 마크를 인식 수단으로 인식하고, 양 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량을 목표 정밀도 범위 내로 억제하도록 칩 보유 지지 공구 또는 기판 보유 지지 스테이지를 구동 제어함으로써 칩과 기판의 정밀 위치 맞춤을 행하고 있다.

이와 같은 방법에서는 통상, 상술한 바와 같이 조위치 결정한 상태에 있어서는 양 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량이 크기 때문에, 1회의 얼라인먼트에서는 위치 어긋남량을 목표 정밀도 범위 내로 하는 것이 어려워, 복수회의 얼라인먼트가 부득이하게 되어 있다. 얼라인먼트에 있어서는 칩 보유 지지 공구 또는 기판 보유 지지 스테이지가 장착되어 있는 가동 테이블을 구동하여 가동 테이블을 X축 방향, Y축 방향 또는 XY 양 축 방향으로 이동(이하, 단순히 평행 이동이라 함)시키는 동시에, 회전축 주위로 회전시켜, 즉 평행 이동과 회전을 동시, 교대 또는 랜덤(이하, 단순히 병행적이라 함)하게 행하여 소정의 얼라인먼트를 행하도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같이 평행 이동과 회전을 병행적으로 행하는 얼라인먼트에 의하면, 전회의 얼라인먼트에 의해 평행 이동 오차가 설정 범위 내로 되어 있어도, 다음에 회전 제어를 실시하면, 회전 축심의 진동(θ 축심의 진동)이 발생하므로, 평행 이동 오차가 다시 목표 정밀도 범위를 벗어나 버려, 축심의 진동 오차 이하의 정밀도를 낼 수 없는 경우가 있다. 또한, 목표 정밀도를 달성하기 위해 얼라인먼트를 반복하는 횟수가 증가하므로, 택트 타임이 길어지게 되는 문제가 생기는 경우도 있다.

또한, 가동 테이블의 위치 제어를 위한 구동에는 서보 모터를 사용하는 일이 많지만, 서보 모터의 제어에 있어서는 서보 모터의 회전 위치를 목표 위치로 제어하기 위해, 통상, 서보 모터가 ±1 펄스만큼 반드시 진동하고 있는 상태에 있다. 따라서, 이 ±1 펄스의 진동에 상당하는 만큼, 제어 위치에 변동이 생기게 되어, 위치 결정 정밀도에 자연히 한계가 생겨, 현실적으로는 서브미크론 레벨에서의 위치 결정은 곤란하였다.

본 발명은 칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법에 관한 것으로, 특히 소정의 얼라인먼트를 고정밀도로, 또한 신속하게 행할 수 있도록 한 칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 일실 형태에 관한 칩 실장 장치의 개략 사시도이다.

도2는 도1의 장치의 칩 보유 지지 공구측을 경사 하방으로부터 본 사시도이다.

도3은 도1의 장치의 미동 수단부를 상방으로부터 본 평면도이다.

도4는 도1의 장치의 조동 테이블의 일부에 선형 스케일을 부착한 경우의 사시도이다.

그래서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 장치에 있어서의 문제점 및 종래의 얼라인먼트에 있어서의 정밀도 한계에 비추어, 확실하게 서브미크론 레벨인 고정밀도의 얼라인먼트가 가능하고, 또한 그 고정밀도 얼라인먼트를 신속하게 행할 수 있도록 한, 칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 칩 실장 장치는 칩을 보유 지지하는 칩 보유 지지 공구와, 칩이 실장되는 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 스테이지를 갖는 칩 실장 장치에 있어서, 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을, 칩 또는 기판의 위치를 조조정(粗調整)하는 조동(粗動) 테이블 상에 설치하는 동시에, 상기 조동 테이블에 조조정 후의 조동 테이블의 위치를 고정하는 브레이크 수단을 마련하고, 또한 상기 조동 테이블 상에, 칩 또는 기판의 위치를 미조정하는 미동 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 것으로 이루어진다.

본 발명에 있어서 칩이라 함은, 예를 들어 IC 칩, 반도체 칩, 광소자, 표면 실장 부품, 웨이퍼 등 종류나 크기에 관계없이 기판과 접합시키는 측의 모든 형태를 나타낸다. 또한, 본 발명에 있어서 기판이라 함은, 예를 들어 수지 기판, 유리 기판, 필름 기판, 칩, 웨이퍼 등 종류나 크기에 관계없이 칩과 접합시키는 측의 모든 형태를 나타낸다.

상기 조동 테이블로서는, 종래의 가동 테이블에 상당하는 것을 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 상기 조동 테이블이 조조정 후의 조동 테이블의 위치를 고정할 수 있는 브레이크 수단을 갖고 있다. 이 조동 테이블은 종래의 가동 테이블과 같이, 비교적 큰 스트로크나 회전 제어 범위를 갖고 있다. 한 쪽 미동 수단은 조동 테이블에 의한 위치 조정 후에 더욱 목표 위치에 근접시키는 미조정하는 것이므로, 소스트로크인 것이 좋다. 그와 같은 미동 수단으로서, 예를 들어 피에조 소자를 갖는 것을 이용할 수 있다. 피에조 소자 사용에 의해, 인가 전압에 대응하여 미소 변위(미소 팽창 또는 미소 축소)를 고정밀도로 실현할 수 있고, 그 미소 변위를 이용하여 칩 보유 지지 공구 또는 기판 보유 지지 스테이지를 미소하고 또한 고정밀도로 위치 조정할 수 있다.

또한, 상기 칩 실장 장치에는 칩 또는 기판의 조정 위치 검출 수단으로서 선형 스케일(예를 들어 유리 선형 스케일)을 이용할 수 있다. 선형 스케일의 열변형(열팽창이나 열수축)까지 고려하여 보다 고정밀도인 얼라인먼트를 실현하기 위해서는, 선형 스케일이 그 길이 방향 중앙부의 소정의 기준 위치에서 고정되어 상기 기준 위치 양측으로의 신축이 허용된 상태로 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 설치 상태에서는, 예를 들어 선형 스케일의 양측이 고정되어 있는 경우에 비교하여 위치 결정 목표 위치 또는 그 극근방 위치인 기준 위치만 고정되어 있고, 그 기준 위치 부근에서의 위치 어긋남이나 선형 스케일의 열변형은 매우 작게 억제되므로, 보다 고정밀도인 위치 검출이 가능해진다. 보다 고정밀도인 검출 위치가 피드백되어 칩 또는 기판의 위치가 조정됨으로써, 한층 고정밀도로 목표 위치로 제어하는 것이 가능해진다.

본 발명에 관한 칩 실장 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법은 칩 보유 지지 공구에 보유 지지된 칩에 부착된 얼라인먼트 마크와, 칩 보유 지지 공구의 하방에 배치되어 있는 기판 보유 지지 스테이지에 보유 지지된 기판에 부착된 얼라인먼트 마크를 인식 수단으로 인식하고, 양 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량을 보정하여 목표 정밀도 범위 내로 억제하도록 상기 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽의 평행 이동 제어 및 회전 제어를 행하는 칩 실장 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법에 있어서, 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을 조동 테이블에 의해 구동하여 칩 또는 기판의 위치를 조조정한 후, 상기 조동 테이블의 조조정 위치를 고정하고, 고정된 조동 테이블 상에서 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을 미동 수단에 의해 구동하여 칩 또는 기판의 위치를 미조정하는 것을 특징으로 하는 방법으로 이루어진다. 얼라인먼트 마크를 인식하는 수단으로서는, 어떠한 형태라도 좋고, 예를 들어 2시야 카메라를 이용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 인식 수단이라 함은, 예를 들어 CCD 카메라, 적외선 카메라, X선 카메라, 센서 등 종류나 크기에 관계없이 얼라인먼트 마크를 인식할 수 있는 수단이면 어떠한 형태라도 좋다. 또한, 인식 수단은 2시야의 인식 수단에 한정되지 않는다. 예를 들어, 칩, 기판이 적외선을 포함하는 광선 투과에 적합한 것인 경우는 칩과 기판을 근접시킨 상태에서 상부 또는 하부에 적외선 카메라 등을 1대 설치하고, 반대측에 광원을 설치하여(동축일 조명이라도 가능) 얼라인먼트 마크를 판독하는 방법이 적합한 경우도 있다.

상기와 같은 본 발명에 관한 칩 실장 장치 및 그 얼라인먼트 방법에 있어서는, 우선 조동 테이블에 의한 조조정이 행해져 그 조조정 위치가 브레이크 수단에 의해 고정된다. 이 조조정에 의해, 개략 목표 정밀도 근방으로의 얼라인먼트가 달성된다. 이 조조정은 종래 반복하여 행해지고 있었던 얼라인먼트 중 최초의 얼라인먼트에 상당하고, 이에 필요로 하는 시간은 비교적 짧게 끝난다. 조조정이 행해지면, 그 조동 테이블의 조조정 위치가 고정되어 조동 테이블 상에 마련된 미동 수단에 의해 다시 목표 제어 위치로의 미조정이 행해진다. 조동 테이블의 조조정 위치가 고정됨으로써, 예를 들어 조동 테이블의 구동에 서보 모터가 사용되고 있는 경우에 있어서도, 서보 모터의 진동 ±1 펄스분에 상당하는 제어 위치의 변동은 없어지고, 이후에 행하는 미조정에 있어서의 제어 위치 변동 요인도 없어진다.

미동 수단은 큰 스트로크는 불필요하고, 미소 위치 제어 전용 수단으로 구성되어 있으므로, 종래의 가동 테이블만으로는 달성할 수 없었던 고정밀도의 미조정이 가능해진다. 게다가 상술한 바와 같이 제어 위치의 변동 요인이 없는 상태에서 미조정이 행해지므로, 1회의 미조정으로 정밀도 좋게 목표 제어 위치로 조정된다. 즉, 본 발명에 있어서는 실질적으로 1회의 조조정과, 1회의 미조정인 2단계의 제어만으로 매우 고정밀도인 위치 결정이 가능해지고, 종래 달성할 수 없었던 서브미크론 레벨(예를 들어, O.1 ㎛)의 정밀도에서의 얼라인먼트, 칩 실장이 가능해진다. 또한, 2단계의 제어만으로 종래와 같이 다수회의 얼라인먼트를 반복할 필요가 없으므로, 신속하게 목표 정밀도를 달성할 수 있어 택트 타임이 대폭으로 단축된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 조동 테이블에 의한 조조정 위치를 로크한 상태에서 미동 수단에 의해 미조정을 행하도록 하였으므로, 칩과 기판의 얼라인먼트를 고정밀도이면서 또한 신속하게 행할 수 있게 되고, 종래 달성할 수 없었던 서브미크론 레벨의 위치 맞춤이 가능해지는 동시에, 칩 실장에 있어서의 택트 타임의 대폭적인 단축이 가능해진다.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도1 내지 도3은 본 발명의 일실시 형태에 관한 칩 실장 장치를 도시하고 있다. 도1 및 도2에 있어서, 칩 실장 장치(1)는 흡착 등에 의해 칩(2)(예를 들어, 반도체 칩)을 보유 지지하는 헤드(3)와, 그 하방에 설치되어 회로 기판이나 액정 기판 등으로 이루어지는 기판(4)을 흡착 등에 의해 보유 지지하는 기판 보유 지지 스테이지(5)를 갖고 있다. 헤드(3)는 블럭(6)과 그 하단부에 설치된 칩 보유 지지 공구(7)(이하, 단순히 「공구」라 하는 경우도 있음)를 구비하고 있다.

헤드(3)는 가동 테이블(8)에 고정되어 있고, 상기 가동 테이블(8)은 상부 프레임(9)에 장착되어 있는 서보 모터(10)의 구동 제어에 의해, 상부 프레임(9)에 고정 부착되어 있는 한 쌍의 종레일(11)에 따라서 Z축 방향으로 승강 제어되도록 되어 있다. 칩(2)과 기판(4)의 위치 맞춤은, 예를 들어 칩(2)측에 대해서는 승강 제어만으로 하고, 기판(4)측에서 X, Y축 방향의 평행 이동 제어 및 회전축 주위의 회전 방향(θ 방향)의 제어를 행하도록 할 수 있다. 혹은, 칩(2)측을 평행 이동 제어 및 회전 제어할 수 있도록 해도 좋고, 또한 칩(2)측과 기판(4)측의 양방을 평행 이동 제어 및 회전 제어할 수 있도록 해도 좋다. 칩(2)측에, 상기 Z축 방향으로의 승강 제어에다가 X, Y축 방향으로의 평행 이동 제어 기능이나 θ 방향으로의 회전 제어 기능을 갖게 하는 경우에는, 예를 들어 상부 프레임(9)의 상단부를 평행 이동 제어 및/또는 회전 제어가 가능한 가동 테이블(도시 생략)에 장착하면 된다.

기판 보유 지지 스테이지(5)는 미동 수단(12) 상에 보유 지지되어 있고, 기판 보유 지지 스테이지(5)의 위치는 그 위에 보유 지지되어 있는 기판(4)과 함께, 미동 수단(12)에 의해 미조정되도록 되어 있다. 미동 수단(12)은, 본 실시 형태에서는 미동 테이블(13)과 상기 미동 테이블(13)을 미소하게 구동하는 피에조 소자(14)를 갖는 것으로 구성되어 있다. 피에조 소자(14)는 인가 전압에 대응하여 미소하게 신축량을 제어할 수 있는 것이다. 본 실시 형태에서는 도3에도 도시한 바와 같이, 피에조 소자(14)는 미동 테이블(13) 내에 기판 보유 지지 스테이지(5)의 네 변에 대해 예를 들어 2개씩 배치되어 있고, 각 피에조 소자(14)의 인가 전압을 제어함으로써, 미동 테이블(12)에 대해 기판 보유 지지 스테이지(5)와 그에 보유 지지되어 있는 기판(4)을 X, Y축 방향으로 평행 이동할 수 있는 동시에, 각 피에조 소자(14)의 구동 제어량의 조합에 의해 θ 방향으로 회전 제어할 수 있도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는 피에조 소자(14)를 2개씩 배치하였지만, 2개 이외, 단수 혹은 3개 이상의 복수라도 좋다.

미동 수단(12)의 미동 테이블(13)은 조동 테이블(15) 상에 설치되어 있다. 조동 테이블(15)은 X축 방향으로 이동 제어하는 X축 테이블(16)과, Y축 방향으로 이동 제어하는 Y축 테이블(17)과, θ 방향으로 회전 제어하는 회전 테이블(18)을 구비하고 있다. 또한, 조동 테이블(15)은 Z축 방향으로 기울기를 조정하여 기판 보유 지지 스테이지(5)와 칩 보유 지지 공구(7) 사이의 평행도, 혹은 기판(4)과 칩(2) 사이의 평행도를 조정할 수 있도록 평행도 조정 수단(도시 생략)을 또한 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 조동 테이블(15)에 있어서의 각 테이블(16, 17, 18)은 서보 모터에 의해 구동되도록 되어 있다.

헤드(3)와 기판 보유 지지 스테이지(5) 사이에는 본 실시 형태에서는 상하 2 방향의 얼라인먼트 마크(22, 23)를 인식하는 인식 수단(19)이 출몰 가능하게 마련되어 있다. 인식 수단(19)은 평행 이동 제어 및 승강 제어가 가능한 가동 테이블(20)에 장착되어 있다. 가동 테이블(20)은 도시를 생략한 승강 테이블과, 이 승강 테이블에 장착된 평행 이동 테이블(21)로 구성되어 있다.

인식 수단(19)에 의해, 칩(2)에 부착되어 있는 얼라인먼트 마크(22)와, 기판(4)에 부착되어 있는 얼라인먼트 마크(23)가 각각 검지된다. 칩(2)에 부착되어 있는 한 쌍의 얼라인먼트 마크(22) 사이의 피치와, 기판(4)에 부착되어 있는 얼라인먼트 마크(23) 사이의 피치는 동일한 피치(L)로 되어 있다. 이 피치(L)는 인식 수단(19)의 각 시야에 들어오는 크기로 설정되어 있다. 인식 수단(19)에 의해 검출된 각 얼라인먼트 마크(22, 23)의 데이터에 의거하여 칩(2)과 기판(4)의 위치 맞춤이 행해진다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는 칩(2)과 기판(4)의 위치 맞춤을 행할 때, 특히 기판(4)측의 위치가 제어되도록 되어 있다. 그 때, 조정 위치의 검출에, 선형 스케일, 예를 들어 유리 선형 스케일을 이용할 수 있다. 이 조정 위치 검출 수단으로서의 선형 스케일은, 예를 들어 도4에 도시한 바와 같이 조동 테이블(15)의 특히 X축 테이블(16)이나 Y축 테이블(17)에 부착할 수 있다. 이 때, 선형 스케일(31, 32)은 각각 그 길이 방향 중앙부의 기준 위치에 고정되고[고정점(33)], 상기 기준 위치 양측으로의 신축(예를 들어, 열팽창이나 열수축)이 허용된 상태에서 부착되는 것이 바람직하다. 이 부착 기준점(33)은 기판(4)을 보유 지지해야 할 기준 위치의 중심(34)에 대응하는 위치에 설정하는 것이 바람직하고, 이 중심(34)에 대응하는 위치에, 동일하게 선형 스케일(31, 32)의 스케일 판독 센서(도시 생략)를 설치해 두는 것이 바람직하다. 이와 같은 선형 스케일(31, 32)의 부착법에 의해 선형 스케일이 양단부에서 고정되어 있는 경우에 비해, 가령 선형 스케일(31, 32)에 열변형이 생겼다고 해도 그 변형은 기준점(33)을 소정 위치에 고정한 상태에서 행해지게 되고, 상기 열변형 등의 위치 검출 정밀도에 미치는 영향은 무시할 수 있을 정도로 작게 억제되어 고검출 정밀도가 확보되게 된다.

상기와 같이 구성된 칩 실장 장치(1)에 있어서, 본 발명에 관한 얼라인먼트 방법은 다음과 같이 실시된다.

인식 수단(19)에 의해, 헤드(3)에 보유 지지되어 있는 칩(2)의 얼라인먼트 마크(22)와, 기판 보유 지지 스테이지(5)에 보유 지지되어 있는 기판(4)의 얼라인먼트 마크(23)가 각각 촬상, 위치 검출되어 양자의 위치 어긋남량이 검출된다. 이 위치 어긋남량을 0에 근접하도록, 즉 칩(2)과 기판(4)의 소정의 위치 맞춤이 행해지도록 기판 보유 지지 스테이지(5)측의 위치가 조정, 제어된다.

우선, 상기 위치 어긋남량에 의거하여 기판 보유 지지 스테이지(5) 혹은 기판(4)의 목표 제어 위치가 정해지고, 그에 의거하여 조동 테이블(15)의 각 테이블(16, 17, 18)에 의한 평행 이동 제어 및 회전 제어가 행해진다. 이 조조정에 있어서는, 각 테이블 구동용의 서보 모터가 펄스 제어되어 목표 제어 위치로 제어되지만, 서보 모터의 제어 특성으로부터 최종 목표 위치에 대해 ±1 펄스분에 상당하는 양만큼의 변동이 생긴다.

본 발명에 있어서는 상기 조조정 후에, 브레이크 수단에 의해 조동 테이블(15)에 의한 조조정 위치가 고정된다. 이 브레이크 수단에는 이미 알려진 임의의 수단을 채용할 수 있다. 예를 들어, X축 테이블(16), Y축 테이블(17), 회전 테이블(18) 각각에 브레이크 수단을 마련하여 각 테이블을 고정해도 좋고, 혹은 단순히 조조정 후의 미동 테이블(13)의 위치를 고정하도록 해도 좋다. 특히 본 실시 형태에서는 후속 미조정에 있어서, 미동 테이블(13)에 대해 피에조 소자(14)에 의해 기판 보유 지지 스테이지(5)의 위치를 미조정하는 미동 수단(12)을 사용하고 있으므로, 조조정 위치에 있어서 우선 미동 테이블(13)의 위치가 고정되면 된다.

상기 조조정 위치의 브레이크 수단에 의한 고정에 관해서는 다음과 같은 제어 방법을 채용할 수 있다. 통상 서보 모터를 이용한 위치 제어에 있어서는 적분 제어가 행해지지만, 적분 제어의 상태에서는 전술한 ±1 펄스분의 진동이 항상 생기고 있는 상태가 되므로, 이를 일단 비례 제어로 변경하여 브레이크를 걸도록 하면 된다. 혹은, 조조정 후에 완전히 서보 모터를 오프로 하고, 그 상태에서 브레이크를 걸도록 해도 좋다.

조조정 위치 고정 후에, 미동 수단(12)에 의한 정밀한 미조정이 행해진다. 도3에 도시한 바와 같이 배치된 각 피에조 소자(14)에 각각 적절한 전압이 인가되고, 각 피에조 소자(14)의 신축 작동에 의해 기판 보유 지지 스테이지(5), 나아가서는 그 위에 보유 지지되어 있는 기판(4)의 위치가 미조정된다.

이 미조정에 있어서는 그 전단계에서 이미 조조정이 행해지고 있으므로, 작은 스트로크분의 위치 조정이 좋고, 또한 피에조 소자(14)를 이용한 매우 고정밀도인 전용 미조정 수단으로 구성되어 있으므로, 1회의 미조정으로 매우 고정밀도인 위치 결정이 가능해진다. 게다가 이미 제어된 조조정 위치를 전제로 한 미조정이고, 또한 그 전제가 되는 조조정 위치에 관해서는 위치 고정에 의해 서보 모터의 ±1 펄스분에 상당하는 변동 요인도 제거되어 있으므로, 한층 고정밀도인 위치 결정이 가능해지고 있다. 그 결과, 1회의 조조정, 1회의 미조정만으로, 종래의 가동 테이블에서는 달성할 수 없었던 서브미크론 레벨(예를 들어, O.1 ㎛)의 정밀도에서의 위치 제어가 가능해져 위치 제어 정밀도가 대폭으로 향상된다.

또한, 조정 횟수가 적게 끝나기 때문에, 종래의 얼라인먼트를 다수회 반복하고 있었던 경우에 비해, 위치 제어 정밀도가 향상되면서, 목표 위치에 도달하기까지의 제어 시간이 대폭으로 단축되어 칩 실장에 있어서의 택트 타임이 대폭으로 단축된다.

또한, 상기 실시 형태에서는 미동 수단(12)을 기판(4)의 위치 조정측에만 마련하였지만, 칩(2)의 위치 조정측에 마련하는 것도 가능하고, 양쪽에 마련하는 것도 가능하다. 또한, 칩(2)이나 기판(4)에 부착되는 얼라인먼트 마크에 대해서는 인쇄 마크 등, 어떠한 형태의 것이라도 좋다.

본 발명은 칩을 기판에 실장하는 모든 칩 실장 장치 및 그 장치에 있어서의 얼라인먼트에 적용할 수 있고, 고정밀도인 위치 맞춤과 택트 타임의 대폭적인 단축을 모두 달성할 수 있다. 따라서, 실장 제품의 품질 향상, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

Claims

칩을 보유 지지하는 칩 보유 지지 공구와, 칩이 실장되는 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 스테이지를 갖는 칩 실장 장치에 있어서,

칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을 칩 또는 기판의 위치를 조조정하는 조동 테이블 상에 설치하는 동시에, 상기 조동 테이블에 조조정 후의 조동 테이블의 위치를 고정하는 브레이크 수단을 마련하고, 또한 상기 조동 테이블 상에 칩 또는 기판의 위치를 미조정하는 미동 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치.
제1항에 있어서, 미동 수단이 피에조 소자를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치.
제1항에 있어서, 칩 또는 기판의 조정 위치 검출 수단으로서 선형 스케일을 갖고 있고, 상기 선형 스케일이 그 길이 방향 중앙부의 소정의 기준 위치에서 고정되어 상기 기준 위치 양측으로의 신축이 허용되어 있는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치.
칩 보유 지지 공구에 보유 지지된 칩에 부착된 얼라인먼트 마크와, 칩 보유 지지 공구의 하방에 배치되어 있는 기판 보유 지지 스테이지에 보유 지지된 기판에부착된 얼라인먼트 마크를 인식 수단으로 인식하고, 양 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남량을 보정하여 목표 정밀도 범위 내로 억제하도록 상기 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽의 평행 이동 제어 및 회전 제어를 행하는 칩 실장 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법에 있어서,

칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을 조동 테이블에 의해 구동하여 칩 또는 기판의 위치를 조조정한 후, 상기 조동 테이블의 조조정 위치를 고정하고, 고정된 조동 테이블 상에서, 칩 보유 지지 공구 및 기판 보유 지지 스테이지 중 적어도 한 쪽을 미동 수단에 의해 구동하여 칩 또는 기판의 위치를 미조정하는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법.
제4항에 있어서, 얼라인먼트 마크를 인식하는 인식 수단에 카메라를 이용하는 것을 특징으로 하는 칩 실장 장치에 있어서의 얼라인먼트 방법.