KR20120054615A - 전자 부품의 실장 장치 및 실장 방법 - Google Patents

전자 부품의 실장 장치 및 실장 방법 Download PDF

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KR20120054615A
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시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤
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Abstract

하단에 TCP를 유지하여 가대(37)의 수평인 지지부에 수평 방향 및 상하 방향에 대하여 구동 가능하게 설치된 복수의 실장 툴(61)과, 기판을 실장 툴의 아래쪽으로 반송하는 반송 테이블(74)과, 각 실장 툴에 유지된 TCP를, 기판의 각 TCP의 아래쪽에 위치하는 부분과 함께 동시에 촬상하는, 2개로 쌍을 이루는 복수 조의 촬상 카메라(71)와, 각 조의 촬상 카메라의 촬상에 기초하여 TCP와 기판의 TCP의 실장 위치의 위치 어긋남량을 산출하는 연산 처리부(79)와, 연산 처리부에 의해 산출된 각 TCP와 기판의 실장 위치의 위치 어긋남량에 기초하여 복수의 실장 툴을 수평 방향으로 동시에 구동시켜 각 TCP를 각각 기판의 실장 위치의 위쪽에 위치 결정한 후, 복수의 실장 툴을 수직 방향 아래쪽으로 동시에 구동하여 각 실장 툴의 하단에 유지된 TCP를 기판에 실장시키는 구동 제어부(80)를 구비한다.

Description

전자 부품의 실장 장치 및 실장 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MOUNTING ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은, 실장 툴에 유지된 전자 부품을 기판의 측변부(側邊部)에 실장하는 전자 부품의 실장 장치 및 실장 방법에 관한 것이다.
예컨대 기판으로서의 액정 표시 패널을 제조하는 경우, 그 액정 표시 패널에 전자 부품으로서의 TCP(Tape Carrier Package)를 실장 장치에 의해 실장한다는 것 이 행해진다.
상기 TCP를 액정 표시 패널에 실장하기 위해서는, 테이프형 부재로서의 캐리어 테이프로부터 금형 장치에 의해 상기 TCP가 펀칭되고, 그 TCP는 정해진 위치까지 반송되어 실장 툴에 전달된다.
TCP를 받은 실장 툴은, 반송 테이블의 상면에 배치되어 이 반송 테이블에 의해 정해진 위치에 위치 결정된 기판의 위쪽의, 미리 티칭(teaching)된 위치에 구동된다. TCP가 기판의 위쪽에 위치 결정되면, 상기 기판의 아래쪽으로부터 촬상 카메라에 의해 기판에 설치된 위치맞춤 마크와, TCP에 설치된 위치맞춤 마크가 동시에 촬상된다.
상기 촬상 카메라에 의한 촬상 신호는 화상 처리부에서 화상 처리된 후, 제어 장치에 출력된다. 제어 장치에서는, 상기 촬상 신호를 연산 처리하여 상기 TCP의 위치맞춤 마크와, 상기 기판의 위치맞춤 마크의 수평 방향인 X, Y 방향의 좌표의 어긋남을 산출한다.
이어서, 상기 제어 장치는, 산출된 위치 어긋남량에 기초하여 상기 실장 툴을 X, Y 방향으로 구동하여 수평 방향의 위치를 보정한 후, 상기 실장 툴을 하강 방향 인 Z 방향으로 구동함으로써, 상기 실장 툴에 유지된 TCP를 기판에 실장하도록 하고 있다.
종래, 실장 툴에 유지된 TCP를 기판에 실장하는 경우, 통상은 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 기판에 대하여 TCP를 하나씩 순차 실장하도록 하고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제2009-10032호 공보
그런데, 최근에서는 기판으로서의 액정 표시 패널이 대형화되는 경향이 있다. 기판이 대형화되면, 이 기판에 실장되는 TCP의 수도 증대하게 된다. 따라서, 기판에 대하여 TCP를 하나씩 실장하고 있었다는 것은, 실장에 요하는 택트 타임(tact time)이 길어져, 생산성이 저하된다고 하는 경우가 있다.
본 발명은, 기판에 대하여 복수의 실장 툴에 의해 복수의 전자 부품을 동시에 실장함으로써, 생산성의 향상을 도모하도록 한 전자 부품의 실장 장치 및 실장 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기판에 전자 부품을 실장하는 전자 부품의 실장 장치로서,
수평인 지지부를 갖는 가대(架臺)와,
하단에 상기 전자 부품을 유지하고, 상기 가대의 지지부에 수평 방향 및 상하 방향에 대하여 구동 가능하게 설치된 복수의 실장 툴과,
상면에 상기 기판이 배치되고, 이 기판을 상기 복수의 실장 툴의 아래쪽으로 반송하는 반송 테이블과,
복수의 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품을, 상기 기판의 각 전자 부품의 아래쪽에 위치하는 부분과 함께 동시에 촬상하는 2개로 쌍을 이루는 복수 조의 촬상 수단과,
각 조의 촬상 수단의 촬상에 기초하여, 각 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품과, 상기 기판 각각의 전자 부품의 실장 위치의 위치 어긋남량을 산출하는 연산 처리부와,
이 연산 처리부에 의해 산출된 각 전자 부품과 기판의 실장 위치의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 복수의 실장 툴을 수평 방향으로 동시에 구동하여 각 전자 부품을 각각 기판의 실장 위치의 위쪽에 위치 결정한 후, 상기 복수의 실장 툴을 수직 방향 아래쪽으로 동시에 구동하여 각 실장 툴의 하단에 유지된 전자 부품을 상기 기판에 실장시키는 구동 제어부
를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 장치에 있다.
본 발명은, 기판에 전자 부품을 실장하는 전자 부품의 실장 방법으로서,
수평 방향 및 상하 방향에 대하여 구동 가능하게 설치된 복수의 실장 툴에 상기 전자 부품을 공급하는 공정과,
상기 기판을 수평 방향으로 구동하여 상기 복수의 실장 툴의 아래쪽으로 반송하는 공정과,
복수의 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품을, 상기 기판의 각 전자 부품의 아래쪽에 위치하는 부분과 함께 동시에 촬상하는 공정과,
상기 기판과 상기 전자 부품의 촬상에 기초하여, 각 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품과, 상기 기판 각각의 전자 부품의 실장 위치의 수평 방향의 위치 어긋남량을 산출하는 공정과,
산출된 각 전자 부품과 기판의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 복수의 실장 툴을 수평 방향으로 동시에 구동하여 각 전자 부품을 각각 기판의 실장 위치의 위쪽에 위치 결정한 후, 수직 방향 아래쪽으로 동시에 구동하여 각 실장 툴의 하단에 유지된 전자 부품을 상기 기판에 실장하는 공정
을 포함한 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법에 있다.
본 발명에 의하면, 가대의 수평인 지지부에 복수의 실장 툴을 설치하고, 이들 복수의 실장 툴에 의해 복수의 전자 부품을 기판에 동시에 실장하기 때문에, 택트 타임을 단축할 수 있다.
또한, 복수의 실장 툴을 수평 방향 및 수직 방향에 대하여 동시에 구동시키기 때문에, 각각의 실장 툴이 다른 실장 툴의 동작에 의해 생기는 진동의 영향을 받아 위치 결정 정밀도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 실장 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 실장 장치의 측면도이다.
도 3은 한 쌍의 인덱스 수단을 도시하는 정면도이다.
도 4는 한 쌍의 백업 유닛을 도시하는 정면도이다.
도 5a는 인덱스 테이블에 유지된 TCP를 브러싱하는 상태의 측면도이다.
도 5b는 인덱스 테이블에 유지된 TCP를 위치 결정하는 상태의 측면도이다.
도 6은 기판에 대하여 TCP를 실장하는 순서를 도시한 평면도이다.
도 7은 가대의 평면도이다.
도 8은 가대의 일부 생략한 정면도이다.
도 9는 가대에 설치되는 실장 헤드의 일부를 확대한 측면도이다.
도 10은 한 쌍의 촬상 카메라에 의한 촬상 상태를 도시하는 사시도이다.
도 11은 기판에 TCP를 실장하기 위한 제어 계통의 블록도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실장 장치의 개략적 구성을 도시하는 평면도로서, 이 실장 장치는 테이프형 부재로서의 캐리어 테이프(1)로부터 전자 부품으로서의 TCP(2)를 펀칭하기 위한 제1 펀칭 장치(3A)와 제2 펀칭 장치(3B)를 갖는다.
상기 제1 펀칭 장치(3A)와 제2 펀칭 장치(3B)는 교대로 가동되어, 한쪽의 펀칭 장치(3A 또는 3B)에 의해 펀칭된 TCP(2)는 제1 전달 수단(4A)과 제2 전달 수단(4B)에 의해 수취된다.
즉, 제1 펀칭 장치(3A)에 의해 TCP(2)를 펀칭하고 있을 때에는 제2 펀칭 장치(3B)가 대기하고 있고, 제1 펀칭 장치(3A)에 공급되는 캐리어 테이프(1)로부터 TCP(2)의 펀칭을 마쳤을 때에, 제2 펀칭 장치(3B)가 가동되고 제1 펀칭 장치(3A)에 새로운 캐리어 테이프(1)가 공급된다. 이것에 의해, 캐리어 테이프(1)로부터 펀칭한 TCP(2)를 상기 제1 전달 수단(4A)과 제2 전달 수단(4B)에 교대로 순차 공급할 수 있다.
상기 제1 전달 수단(4A)이 받은 TCP(2)는 제1 인덱스 수단(5A)까지 반송되고, 이 제1 인덱스 수단(5A)에 설치된 제1 유지 헤드(6)에 수취된다. 제2 전달 수단(4B)이 받은 TCP(2)는 제2 인덱스 수단(5B)까지 반송되고, 이 제2 인덱스 수단(5B)에 설치된 제1 유지 헤드(6)에 수취된다.
상기 제1, 제2 인덱스 수단(5A, 5B)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 제1 θ 구동원(8)에 의해 둘레 방향으로 90도 간격으로 간헐적으로 회전 구동되는 인덱스 테이블(9)을 갖는다. 각 인덱스 테이블(9)의 하면에는 둘레 방향으로 90도 간격으로 상기 제1 유지 헤드(6)가 설치되어 있다.
이것에 의해, 상기 제1, 제2 전달 수단(4A, 4B)에 의해 반송된 TCP(2)는, 각 인덱스 수단(5A, 5B)의 제1 유지 헤드(6)에 의해 후술하는 바와 같이 흡착 유지된다.
상기 제1, 제2 펀칭 장치(3A, 3B)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 상기 캐리어 테이프(1)로부터 상기 TCP(2)를 펀칭하는 금형(13)을 갖는다. 이 금형(13)은, 상하 방향으로 구동되는 상부 금형(13a)과, 이 상부 금형(13a)에 대향하여 고정적으로 배치된 하부 금형(13b)을 갖는다. 상부 금형(13a)에는 펀치(14)가 설치되고, 하부 금형(13b)에는 상부 금형(13a)이 하강했을 때에 상기 펀치(14)가 들어가는 관통 구멍(15)이 형성되어 있다.
상기 캐리어 테이프(1)는 상부 금형(13a)과 하부 금형(13b) 사이에 통과되고, 상부 금형(13a)이 하강함으로써 상기 TCP(2)가 펀칭되어, 상승했을 때에 화살표 방향으로 정해진 피치로 보내지고, 다음의 TCP(2)가 펀칭 가능한 상태가 된다.
상기 제1, 제2 펀칭 장치(3A, 3B)에 의해 펀칭된 TCP(2)는, 제1, 제2 전달 수단(4A, 4B)의 각각의 수용구(16)에 의해 교대로 수취된다. 이 수용구(16)는 도 2와 도 3에 도시하는 바와 같이, 각각 Y 테이블(17)에 설치된 Zθ 구동원(18)에 의해 상하 방향이 되는 Z 방향 및 회전 방향이 되는 θ 방향으로 구동되도록 되어 있다.
한 쌍의 Y 테이블(17)은, 각각 X 테이블(19)에 Y 방향을 따라 설치된 Y 가이드체(20)에 도시하지 않는 리니어 모터에 의해 구동 가능하게 설치되어 있다. 상기 한 쌍의 X 테이블(19)은, 실장 장치의 베이스(22)에 X 방향을 따라 배치된 X 가이드체(23)에 도시하지 않는 리니어 모터에 의해 구동 가능하게 설치되어 있다. 각 X 테이블(19)은 하나의 X 가이드체(23)상에 설치되어 있지만, 독립적으로 구동 가능하게 되어 있다. 또한 X 방향 및 Y 방향은 도 1 내지 도 3에 화살표로 도시한다.
제1 전달 수단(4A)의 수용구(16)는, 제1, 제2 펀칭 장치(3A, 3B) 중 한쪽으로부터 TCP(2)를 받으면, 도 2에 실선으로 도시하는 위치로부터 쇄선으로 도시하는 위치까지 Y 방향으로 구동되고, 제1 인덱스 수단(5A)의 하면에 둘레 방향으로 90도 간격으로 설치된 4개의 제1 유지 헤드(6) 중 하나의 아래쪽에 대향하도록 위치 결정된다.
마찬가지로, 제2 전달 수단(4B)의 수용구(16)는, TCP(2)를 받으면 제2 인덱스 수단(5B)의 하면에 둘레 방향으로 90도 간격으로 설치된 4개의 제1 유지 헤드(6) 중 하나의 아래쪽에 대향하도록 위치 결정된다.
위치 결정된 각 수용구(16)는, 도 3에 도시하는 바와 같이 Zθ 구동원(18)에 의해 상승 방향으로 구동된다. 이것에 의해, 수용구(16)에 유지된 TCP(2)가, 상기 인덱스 테이블(9)에 설치된 제1 유지 헤드(6)의 하면에 접촉 또는 미소 간격으로 접근하기 때문에, 상기 제1 유지 헤드(6)에 TCP(2)가 흡착 유지되어 전달된다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이 한 쌍의 제1 X 테이블(19)은, X 방향에 대하여 상기 베이스(22)상을 동일 궤도상인, X 가이드체(23)를 따라 구동되도록 나란히 설치되어 있다. 이 때문에 동 도면에서의 좌우 한 쌍의 제1 X 테이블(19)은, 이들의 수용구(16)가 제1, 제2 펀칭 장치(3A, 3B) 중 어느 한쪽에서 펀칭된 TCP(2)를 수취하여 각각 제1, 제2 인덱스 수단(5A, 5B)의 제1 유지 헤드(6)에 전달할 때, 즉 X 방향으로 구동될 때에 서로 간섭하지 않도록, 구동이 제어되도록 되어 있다.
TCP(2)가 제1, 제2 인덱스 수단(5A, 5B)의 인덱스 테이블(9)에 설치된 제1 유지 헤드(6)에 전달되면, 상기 인덱스 테이블(9)은 상기 제1 θ 구동원(8)에 의해 90도씩 간헐적으로 회전 구동된다.
상기 수용구(16)로부터 TCP(2)를 받은 제1 유지 헤드(6)가 인덱스 테이블(9)과 함께 둘레 방향으로 90도 회전 구동되면, 그 위치에서 상기 제1 유지 헤드(6)에 유지된 상기 TCP는 그 단자(도시 생략)가 도 5a에 도시하는 바와 같이 모터(26)에 의해 회전 구동되는 브러시(27)에 의해 브러싱된다. 이것에 의해, 단자에 부착된 오물이 제거된다. 또한, 브러싱시에는 알코올 등의 휘발성의 용제가 공급되어, 브러싱시에서의 정전기의 발생을 방지하고 있다.
단자를 브러싱한 후, 제1 유지 헤드(6)에 흡착 유지된 TCP(2)는, 도 5b에 도시하는 바와 같이 실린더(28)에 의해 구동되는 게이지(29)에 의해 압박된다. 이것에 의해, TCP(2)의 일단은 제1 유지 헤드(6)의 측면에 일치하도록 위치 결정된다. 즉, 각 제1 유지 헤드(6)에 대하여 TCP(2)는 대략 동일한 상태로 유지된다.
또한, 상기 모터(26)와 실린더(28)는, 도시하지 않는 구동 기구에 의해, 정해진 위치에 위치 결정된 제1 유지 헤드(6)에 대하여 교대로 대향하도록 위치 결정된다. 이것에 의해, 제1 유지 헤드(6)에 유지된 TCP(2)는, 동일한 위치에서 상기 브러시(27)에 의한 브러싱과, 상기 게이지(29)에 의한 위치 결정이 행해지게 되어 있다.
브러싱되고 위치 결정된 TCP(2)를 유지한 제1 유지 헤드(6)가 인덱스 테이블(9)과 함께 둘레 방향으로 추가로 90도 회전 구동되면, 제1 유지 헤드(6)에 유지된 TCP(2)는 제1, 제2 버퍼 수단(31A, 31B)에 대하여 각각 위치 결정된다. 각 버퍼 수단(31A, 31B)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 제2 θ 구동원(32)에 의해 회전 구동되는 회전체(33)를 갖는다.
상기 회전체(33)의 주변부에는 한 쌍의 제2 유지 헤드(34)가 둘레 방향으로 180도 간격으로 설치되어 있다. 즉, 상기 회전체(33)에는 한 쌍의 Z 가이드(35)가 세워져 설치되고, 각 Z 가이드(35)에는 상기 제2 유지 헤드(34)가 도시하지 않는 Z 리니어 모터에 의해 상하 방향(Z 방향)으로 구동 가능하게 설치되어 있다.
상기 인덱스 테이블(9)이 회전 구동되어 제1 유지 헤드(6)의 하단면에 유지된 TCP(2)가, 한 쌍의 제2 유지 헤드(34) 중 한쪽 상단면에 대향하는 위치에 위치 결정되면, 상기 제2 유지 헤드(34)가 상승 방향으로 구동되어, 이 제2 유지 헤드(34)의 상단면이 상기 제1 유지 헤드(6)에 유지된 TCP(2)에 접촉 또는 접근한다.
이어서, 제2 유지 헤드(34)에 흡인력이 생긴 후, 제1 유지 헤드(6)의 흡인력이 해제됨으로써, 상기 TCP(2)가 제1 유지 헤드(6)로부터 제2 유지 헤드(34)에 전달된다. 제2 유지 헤드(34)가 TCP(2)를 받으면, 제2 θ 구동원(32)에 의해 회전체(33)가 둘레 방향으로 90도의 각도로 회전 구동된다.
상기 제2 θ 구동원(32)에 의해 회전체(33)가 둘레 방향으로 90도 회전하면, 제1 버퍼 수단(31A)의 제2 유지 헤드(34)에 유지된 TCP(2)는 초기 위치에 대기하는 제1 실장 헤드(36A)의 아래쪽에 위치 결정된다. 마찬가지로, 제2 버퍼 수단(31B)의 제2 유지 헤드(34)에 유지된 TCP(2)는 초기 위치에 대기하는 제2 실장 헤드(36B)의 아래쪽에 위치 결정된다.
상기 제1 실장 헤드(36A)와 제2 실장 헤드(36B)는, 문(門)형의 가대(37)의 수평인 지지부(38)의 상면에 후술하는 바와 같이 설치되어 있다. 상기 가대(37)는, 도 7과 도 8에 도시하는 바와 같이 상기 지지부(38)의 길이가 긴 방향의 양단부 및 중도부의 3지점에 각각 다리부(39)가 수직으로 설치되어 있고, 상기 베이스(22)의 Y 방향(전후 방향)의 중도부에 상기 지지부(38)를 X 방향을 따르게 하여 설치되어 있다. 즉, 도 1에 쇄선으로 도시하는 바와 같이 상기 가대(37)의 지지부(38)가 상기 제1, 제2 버퍼 수단(31A, 31B)의 위쪽에 위치하도록 설치되어 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 상기 지지부(38)의 상면에는 X 방향 전체 길이에 걸쳐 한 쌍의 X 리니어 가이드(41)가 Y 방향으로 정해진 간격으로 평행하게 설치되어 있다. 이들 X 리니어 가이드(41)에는 상기 제1, 제2 실장 헤드(36A, 36B)가 X 방향으로 구동 가능하게 설치되어 있다.
상기 제1, 제2 실장 헤드(36A, 36B)는, 하면에 상기 X 리니어 가이드(41)에 이동 가능하게 걸어 맞춘 X 수용부(42)가 설치된 X 가동체(43)를 갖는다. 이 X 가동체(43)의 상면의 X 방향을 따르는 양단부에는 Y 방향을 따라 한 쌍의 Y 리니어 가이드(44)(한쪽만 도시)가 설치되어 있다. 이 Y 리니어 가이드(44)에는 Y 가동체(45)가 하면에 설치된, 2개로 쌍을 이루는 2조의 Y 수용부(46)(1조만 도시)를 이동 가능하게 걸어 맞추어 설치되어 있다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 가대(37)의 지지부(38) 상면에는 X 방향을 따라 영구 자석(48)이 설치되고, 상기 X 가동체(43)의 하면에는 상기 영구 자석(48)과 대향하여 전자 코일(49)이 설치되어 있다. 상기 영구 자석(48)과 전자 코일(49)로 X 리니어 모터(50)를 구성하고 있다. 이것에 의해, 상기 X 가동체(43)는 상기 지지부(38)상에서, 이 지지부(38)의 길이가 긴 방향을 따르는 X 방향으로 구동 가능하게 되어 있다.
상기 Y 가동체(45)는, 상기 X 가동체(43)의 상면에 Y 방향을 따라 설치된 영구 자석(도시 생략)과, 상기 Y 가동체(45)의 하면에 상기 영구 자석과 대향하여 설치된 전자 코일(도시 생략)에 의해 구성된 Y 리니어 모터(51)(도 11에 도시함)에 의해, 상기 X 가동체(43)상에서 도 9에 화살표로 도시하는 Y 방향으로 구동되도록 되어 있다.
상기 Y 가동체(45)의 상면에는, 측면 형상이 L자형을 이룬 지지 부재(53)가 세워져 설치되어 있다. 이 지지 부재(53)의 상단에는 부착판(54)이 수평으로 설치되고, 이 부착판(54)의 상면에는 Z 구동원(55)이 설치되어 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 상기 Z 구동원(55)의 구동축(56)에는 Z 가동체(57)의 상단이 연결되어 있다. 이 Z 가동체(57)의 상기 지지 부재(53)와 대향하는 일측면에는 복수의 Z 수용부(58)가 Z 방향(상하 방향)으로 정해진 간격으로 설치되어 있다. 상기 Z 수용부(58)는 상기 지지 부재(53)의 일측면에 설치된 Z 가이드 레일(58a)에 이동 가능하게 걸어 맞추어져 있다. 이것에 의해, 상기 Z 가동체(57)는 Z 방향을 따라 구동되도록 되어 있다.
상기 Z 가동체(57)의 하단에는 θ 구동원(59)을 통해 실장 툴(61)이 설치되어 있다. 그것에 의해, 제1, 제2 실장 헤드(36A, 36B)의 실장 툴(61)은 X, Y, Z 및 θ 방향으로 구동되도록 되어 있다.
상기 제1 실장 헤드(36A)의 실장 툴(61)은, 제1 버퍼 수단(31A)의 제2 유지 헤드(34)로부터 TCP(2)를 받아, 도 6에 도시하는 액정 표시 패널 등의 기판(W)의 폭방향 중앙의 선(O)을 경계로 하는 좌측 영역(L)의 일측부에 복수, 이 실시형태에서는 7개의 TCP(2)를 a∼g로 나타내는 순으로 실장한다.
상기 제2 실장 헤드(36B)의 실장 툴(61)은, 제2 버퍼 수단(31B)의 제2 유지 헤드(34)로부터 TCP(2)를 받아 상기 기판(W)의 폭방향 중앙을 경계로 하는 우측 영역(R)의 일측부에 7개의 TCP(2)를 a∼g로 나타내는 순으로 실장한다.
한 쌍의 실장 헤드(36A, 36B)의 실장 툴(61)이 기판(W)의 일측부의 상면에 TCP(2)를 실장할 때, 상기 기판(W)의 하면은 도 4에 도시하는 한 쌍의 백업 유닛(68A, 68B)에 Z 방향(높이)으로 구동 가능하게 설치된 한 쌍의 백업 툴(69)에 의해 지지된다.
상기 각 백업 유닛(68A, 68B)은 X 구동체(70)를 갖는다. 한 쌍의 X 구동체(70)는 상기 베이스(22)상에 설치된 X 가이드 레일(70a)을 따라 이동 가능하게 설치되고, 도시하지 않는 리니어 모터에 의해 각각이 독립적으로 구동되도록 되어 있다.
각 X 구동체(70)에는 Z 구동원(69a)에 의해 Z 방향으로 구동되는 상기 백업 툴(69)이 세워져 설치되어 있고, 이 백업 툴(69)이 상기 X 구동체(70)에 의해 X 방향에 대하여 위치 결정됨으로써, 상기 기판(W)의 TCP(2)가 실장되는 부분의 하면을 전술한 a∼g 순으로 지지할 수 있게 되어 있다.
각 X 구동체(70)의 폭방향 양측에는 각각 2개로 쌍을 이루는 2조의 촬상 카메라(71)가 설치되어 있다. 각 조의 촬상 카메라(71)는, 상기 실장 툴(61)이 도 2에 실선으로 도시하는 전달 위치로부터, Y 방향에 대하여 쇄선으로 도시하는 촬상 위치에 위치 결정된 상태로, 도 10에 도시하는 바와 같이 상기 기판(W)의 TCP(2)가 실장되는 부분에 설치된 한 쌍의 제1 위치맞춤 마크(m1)와, 상기 TCP(2)에 설치된 한 쌍의 제2 위치맞춤 마크(m2)를 각각 촬상한다.
즉, 각 조의 한 쌍의 촬상 카메라(71)는, 기판(W)에 설치된 한쪽의 제1 위치맞춤 마크(m1)와, 상기 실장 툴(61)에 유지되어 도 2에 쇄선으로 도시하는 촬상 위치까지 Y 방향으로 구동된 TCP(2)에 설치된 한쪽의 제2 위치맞춤 마크(m2)를 각각 동시에 촬상한다. 즉, 각 한 쌍의 2조의 촬상 카메라(71)가 촬상을 동시에 행한다.
그리고, 각 촬상 카메라(71)의 촬상 신호를 후술하는 바와 같이 화상 처리함으로써, 기판(W)의 실장 위치에 대한 TCP(2)의 수평 방향의 위치 어긋남량을 산출하고, 그 산출에 기초하여 상기 TCP(2)를 유지한 제1, 제2 실장 헤드(36A, 36B)의 실장 툴(61)을 X, Y 및 θ 방향으로 구동하여 TCP(2)를 기판(W)의 실장 위치에 위치 결정한다.
상기 실장 헤드(36A, 36B)의 실장 툴(61)이 X, Y 및 θ 방향으로 구동되어 수평 방향에 대하여 위치 결정되면, 이어서 Z 방향의 하강 방향으로 구동된다. 이것에 의해, 실장 툴(61)의 하단에 유지된 TCP(2)가 상기 기판(W)의 일측부에 전술한 a∼g의 순서에 기초하여 실장된다.
또한, 상기 TCP(2)는 기판(W) 측변부의 상면에 미리 접착된 이방 도전성 접착 필름(ACF) 또는 TCP(2)에 미리 접착된 ACF에 의해, 상기 기판(W)의 측변부에 실장(가압착)되게 되어 있다. 이 실시형태에서는 도 10에 도시하는 바와 같이 ACF(2a)는 TCP(2)에 미리 접착되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 기판(W)은 X, Y, Z 및 θ 방향으로 구동되는 반송 테이블(74)의 상면에, 주변부 중 적어도 상기 TCP(2)가 실장되는 일측부를 상기 반송 테이블(74)의 옆 가장자리로부터 바깥쪽으로 돌출시켜 유지되어 있다.
상기 기판(W)이 상기 반송 테이블(74)에 의해 정해진 위치에 반송 위치 결정되면, 후술하는 바와 같이 상기 실장 헤드(36A, 36B)가 수평 방향에 대하여 위치 결정되고, 상기 백업 툴(69)이 X 방향에 대하여 위치 결정된 후 상승하여 기판(W)의 하면을 지지한 후, 상기 실장 헤드(36A, 36B)가 동시에 하강하여 상기 기판(W)의 일측부에 2개의 TCP(2)가 실장된다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 2개로 쌍을 이루는 2조의 상기 각 촬상 카메라(71)의 촬상 신호는 화상 처리부(77)에 출력된다. 이 화상 처리부(77)에서는 상기 촬상 신호를 2진화 처리하여 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환한다. 상기 화상 처리부(77)에서 처리된 촬상 신호는 제어 장치(78)에 설치된 연산 처리부(79)에 출력된다.
상기 연산 처리부(79)에서는, 전술한 바와 같이 기판(W)에 설치된 한 쌍의 제1 위치맞춤 마크(m1)와, TCP(2)에 설치된 한 쌍의 제2 위치맞춤 마크(m2)의 수평 방향, 즉 X, Y 및 θ 방향의 위치 어긋남량을 산출하고, 그 산출 결과를 구동 제어부(80)에 출력한다.
상기 구동 제어부(80)는, 상기 연산 처리부(79)에서의 산출 결과에 기초하여, 한 쌍의 실장 헤드(36A, 36B)의 상기 X 리니어 모터(50), Y 리니어 모터(51) 및 θ 구동원(59)에 대하여 구동 신호를 동시에 출력한다.
이것에 의해, 한 쌍의 실장 툴(61)이 X, Y 및 θ 방향으로 구동되어 기판(W)의 한 쌍의 제1 위치맞춤 마크(m1)와, TCP(2)의 한 쌍의 위치맞춤 마크(m2)가 일치한다. 즉, 한 쌍의 실장 툴(61)에 유지된 TCP(2)는, 기판(W)의 실장 위치에 대하여 수평 방향으로 위치 결정된다.
2개의 실장 툴(61)에 유지된 TCP(2)가 기판(W)에 대하여 수평 방향으로 위치 결정을 마치면, 상기 구동 제어부(80)로부터 상기 한 쌍의 백업 툴(69)의 Z 구동원(69a)에 대하여 백업 툴(69)을 상승 방향으로 구동하는 구동 신호가 출력된다. 이것에 의해, 한 쌍의 백업 툴(69)에 의해 기판(W)의 TCP(2)가 실장되는 부분의 하면이 지지된다.
상기 백업 툴(69)에 의해 기판(W)의 하면이 지지되면, 상기 구동 제어부(80)로부터 한 쌍의 상기 실장 툴(61)을 Z 방향으로 구동하는 한 쌍의 Z 구동원(55)에 대하여 구동 신호가 동시에 출력된다. 이것에 의해, 한 쌍의 실장 툴(61)이 동시에 하강하고, 이들 실장 툴(61)에 유지된 TCP(2)가 기판(W)에 실장되게 된다.
상기 구성의 실장 장치에 의하면, 베이스(22)에 문형의 가대(37)를 설치하고, 이 가대(37)의 수평인 지지부(38)에 복수, 이 실시형태에서는 2개, 즉 제1 실장 헤드(36A)와 제2 실장 헤드(36B)를 설치하도록 하였다.
이 때문에 기판(W)의 측변부에 대하여 상기 제1, 제2 실장 헤드(36A, 36B)의 실장 툴(61)에 의해 TCP(2)를 2개씩 실장할 수 있기 때문에, 하나씩 실장하는 종래에 비해 실장 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판(W)에 설치된 한 쌍의 제1 위치맞춤 마크(m1)와, TCP(2)에 설치된 한 쌍의 제2 위치맞춤 마크(m2)의 검출을, 각 조의 한 쌍의 촬상 카메라(71)에 의해 동시에 행하도록 하고 있다.
이 때문에 2조의 촬상 카메라(71)에 의해 상기 제1, 제2 마크(m1, m2)를 촬상하고 있을 때에, 2조의 실장 헤드(36A, 36B)나 백업 툴(68A, 68B) 중 어느 한 쪽이 동작하여, 촬상 카메라(71)나 기판(W)이 진동하지 않기 때문에, 각 조의 한 쌍의 촬상 카메라(71)에 의한 촬상을 고정밀도로 행할 수 있다. 또한 진동이 진정될 때까지 촬상 카메라(71)에 의한 촬상을 대기하지 않아도 되기 때문에, 택트 타임을 단축할 수 있다.
또한 2조의 촬상 카메라(71)에 의한 촬상을 동시에 행함으로써, 다음 동작인 TCP(2)의 위치 결정을 동시에 행할 수 있기 때문에, 이것에 의해서도 택트 타임을 단축할 수 있다.
각 실장 헤드(36A, 36B)의 실장 툴(61)에 흡착 유지된 TCP(2)를 기판(W)의 실장 위치에 대하여 위치 결정할 때, 촬상 카메라(71)의 촬상 신호에 기초하여 제어 장치(78)의 구동 제어부(80)에 의해 2개의 실장 툴(61)을 수평 방향, 즉 X, Y 및 θ 방향에 대하여 동시에 구동하여 위치 결정한다.
그리고, 한 쌍의 실장 툴(61)을 수평 방향에 대하여 위치 결정을 마쳤다면, 상기 제어 장치(78)의 구동 제어부(80)로부터의 구동 신호에 의해 한 쌍의 실장 툴(61)을 동시에 Z 방향 아래쪽으로 구동하여, 각 실장 툴(61)에 흡착 유지된 TCP(2)를 기판(W)에 동시에 실장하도록 하였다. 즉, 한 쌍의 실장 툴(61)을 수평 방향과, 수직 방향에 대하여 동시에 구동하도록 하였다.
만약에 한쪽 실장 툴(61)을 수평 방향으로 구동하고, 다른 쪽 실장 툴(61)을 수직 방향으로 구동하면, 수직 방향으로 구동되는 실장 툴(61)이 수평 방향으로 구동되는 실장 툴(61)에 의해 가대(37)에 생기는 수평 방향의 진동의 영향을 받아, 수평 방향에 대한 위치 결정 정밀도가 저하된다고 하는 경우가 있다. 이것에 의해, 실장 툴(61)에 유지된 TCP(2)를, 기판(W)의 실장 위치에 대하여 정밀하게 실장할 수 없게 된다고 하는 경우가 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 한 쌍의 실장 툴(61)을 수평 방향과, 수직 방향에 대하여 동시에 같은 방향으로 구동하도록 함으로써, 수직 방향으로 구동되는 실장 툴(61)이 수평 방향으로 진동하여, 촬상 카메라(71)의 촬상에 기초하여 수평 방향에 대하여 위치 결정된 TCP(2)의 실장 위치에 어긋남이 생겨, 실장 정밀도가 저하된다고 하는 것이 방지된다.
한편, 한 쌍의 TCP(2)의 실장 위치에 대한 위치 결정을, 촬상 위치에서의 촬상 카메라(71)의 촬상에 기초하여 순차 행하도록 하면, 한 쌍의 실장 툴(61)에 유지된 한 쌍의 TCP(2)의 기판(W)의 실장 위치에 대한 어긋남량이 상이한 경우, 한쪽 TCP(2)의 수평 방향의 위치 결정 구동이 종료하지 않는 시점에서, 다른 쪽 TCP(2)가 수직 방향으로 구동된다고 하는 경우가 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 수직 방향으로 구동되는 TCP(2)가 수평 방향으로 진동하여, TCP(2)의 실장 정밀도가 저하된다고 하는 경우가 있다.
그러나, 촬상 위치에서 한 쌍의 TCP(2)가 촬상되었으면, 한 쌍의 TCP(2)를 수평 방향으로 위치 결정을 마친 후, 한 쌍의 TCP(2)를 유지한 한 쌍의 실장 툴(61)을 동시에 수직 방향으로 구동하여 상기 TCP(2)를 기판(W)에 실장하도록 하였다.
이 때문에, 한 쌍의 TCP(2)의 위치 어긋남량이 상이하여도, 한 쌍의 TCP(2)는 동시에 수직 방향으로 구동되기 때문에, 수직 방향으로 구동되는 TCP(2)가 수평 방향의 진동의 영향을 받아 위치 어긋남이 생긴다는 것이 방지된다.
또한, 한 쌍의 실장 툴(61)이 Z 방향으로 구동되고 있을 때, 가대(37)에 불필요한 진동이 가해지지 않기 때문에, 그 불필요한 진동에 의해 실장 툴(61)의 위치가 어긋나지 않도록, 상기 가대(37)의 강성을 필요 이상으로 높이지 않아도 된다. 이것에 의해, 실장 장치의 경량화나 소형화를 도모할 수도 있다.
상기 일 실시형태에서는 한 쌍의 실장 툴을 수평 방향, 즉 X, Y 및 θ 방향의 위치 결정이 종료한 후, 이들 한 쌍의 실장 툴을 Z 방향 아래쪽으로 구동하도록 했지만, 한 쌍의 실장 툴을 수평 방향으로 구동할 때, 우선 X 방향에 대하여 동시에 구동하여 X 방향의 어긋남을 수정한 후, Y 방향에 대하여 동시에 구동하여 Y 방향의 어긋남을 수정한다. 그 후, θ 방향에 대하여 동시에 구동하여 θ 방향의 어긋남을 수정하도록 하여도 좋다.
이와 같이 하면, 한쪽 실장 툴과 다른 쪽 실장 툴을 수평 방향에 대하여 위치 결정할 때, X, Y 및 θ 방향에 대하여 상이한 방향의 진동의 영향을 받지 않기 때문에, 한 쌍의 실장 툴을 X, Y 및 θ 방향에 대하여 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.
또한, 가대의 수평인 지지부에 2개의 실장 헤드를 설치한 경우를 예로 들어 설명했지만, 지지부에는, 예컨대 3개 이상의 실장 헤드를 설치하여, 기판에 대하여 3개 이상의 TCP를 동시에 실장하도록 하여도 좋다. 즉, 지지부에 설치되는 실장 헤드의 수는 한정되지 않고, 복수이면 된다.
36A: 제1 실장 헤드, 36B: 제2 실장 헤드, 37: 가대, 38: 지지부, 50: X 리니어 모터, 51: Y 리니어 모터, 55: Z 구동원, 59: θ 구동원, 61: 실장 툴, 69: 백업 툴, 71: 촬상 카메라, 77: 화상 처리부, 78: 제어 장치, 79: 연산 처리부, 80: 구동 제어부.

Claims (6)

  1. 기판에 전자 부품을 실장하는 전자 부품의 실장 장치로서,
    수평인 지지부를 갖는 가대(架臺)와,
    하단에 상기 전자 부품을 유지하고, 상기 가대의 지지부에 수평 방향 및 상하 방향에 대하여 구동 가능하게 설치된 복수의 실장 툴과,
    상면에 상기 기판이 배치되고, 이 기판을 상기 복수의 실장 툴의 아래쪽으로 반송하는 반송 테이블과,
    복수의 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품을, 상기 기판의 각 전자 부품의 아래쪽에 위치하는 부분과 함께 동시에 촬상하는, 2개로 쌍을 이루는 복수 조의 촬상 수단과,
    각 조의 촬상 수단의 촬상에 기초하여, 각 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품과, 상기 기판 각각의 전자 부품의 실장 위치의 위치 어긋남량을 산출하는 연산 처리부와,
    이 연산 처리부에 의해 산출된 각 전자 부품과 기판의 실장 위치의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 복수의 실장 툴을 수평 방향으로 동시에 구동시켜 각 전자 부품을 각각 기판의 실장 위치의 위쪽에 위치 결정한 후, 상기 복수의 실장 툴을 수직 방향 아래쪽으로 동시에 구동시켜 각 실장 툴의 하단에 유지된 전자 부품을 상기 기판에 실장시키는 구동 제어부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연산 처리부에서 산출된, 복수의 전자 부품과, 상기 기판의 각 전자 부품이 실장되는 실장 위치의 수평 방향의 어긋남량이 상이할 때, 상기 구동 제어부는, 복수의 실장 툴의 수평 방향의 위치 결정 구동이 종료한 후, 복수의 실장 툴의 수직 방향 아래쪽으로의 구동을 동시에 시작하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전자 부품을 캐리어 테이프로부터 펀칭하는 복수의 펀칭 장치와,
    인덱스 테이블을 가지며, 이 인덱스 테이블의 둘레 방향으로 정해진 간격으로 설치된 복수의 제1 유지 헤드에, 상기 펀칭 장치에 의해 펀칭된 전자 부품이 전달되는 복수의 인덱스 수단과,
    이 인덱스 수단의 유지부로부터 상기 전자 부품이 전달되는 복수의 제2 유지 헤드가 둘레 방향으로 정해진 간격으로 설치된 회전체를 가지며, 상기 제2 유지 헤드에 유지된 전자 부품을 상기 실장 툴에 전달하는 복수의 버퍼 수단
    을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실장 툴의 수와, 상기 펀칭 장치, 상기 인덱스 수단 및 버퍼 수단의 수는 동일한 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 장치.
  5. 기판에 전자 부품을 실장하는 전자 부품의 실장 방법으로서,
    수평 방향 및 상하 방향에 대하여 구동 가능하게 설치된 복수의 실장 툴에 상기 전자 부품을 공급하는 공정과,
    상기 기판을 수평 방향으로 구동하여 상기 복수의 실장 툴의 아래쪽으로 반송하는 공정과,
    복수의 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품을, 상기 기판의 각 전자 부품의 아래쪽에 위치하는 부분과 함께 동시에 촬상하는 공정과,
    상기 기판과 상기 전자 부품의 촬상에 기초하여, 각 실장 툴에 유지된 각각의 전자 부품과, 상기 기판 각각의 전자 부품의 실장 위치의 수평 방향의 위치 어긋남량을 산출하는 공정과,
    산출된 각 전자 부품과 기판의 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 복수의 실장 툴을 수평 방향으로 동시에 구동시켜 각 전자 부품을 각각 기판의 실장 위치의 위쪽에 위치 결정한 후, 수직 방향 아래쪽으로 동시에 구동시켜 각 실장 툴의 하단에 유지된 전자 부품을 상기 기판에 실장하는 공정
    을 포함한 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기판의 상기 전자 부품이 실장되는 실장 위치에 대하여 산출된 각각의 전자 부품의 수평 방향의 위치 어긋남량이 상이할 때, 복수의 실장 툴의 수평 방향의 위치 결정이 종료한 후, 복수의 실장 툴의 수직 방향 아래쪽으로의 구동을 동시에 시작하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 실장 방법.
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