ディスペンス装置およびディスペンス方法
【課題】 剛性の高いチャンバーを用いることなく、安価なチャンバーで構成できると共にタクトタイムの短縮を図ることのできるディスペンス装置およびディスペンス方法を提供すること。
【解決手段】 チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラと、予め、撮像カメラが撮像した、チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶する記憶手段と、チャンバーが設定減圧に減圧される途中において、撮像カメラで複数のチップを順次撮像し、撮像時のチャンバー内圧力と記憶手段に記憶された位置の変化の履歴から設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算する演算手段と、を備えているディスペンス装置およびディスペンス方法を提供する。
【解決手段】 チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラと、予め、撮像カメラが撮像した、チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶する記憶手段と、チャンバーが設定減圧に減圧される途中において、撮像カメラで複数のチップを順次撮像し、撮像時のチャンバー内圧力と記憶手段に記憶された位置の変化の履歴から設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算する演算手段と、を備えているディスペンス装置およびディスペンス方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスペンス装置およびディスペンス方法に関する。より詳しくは、基板とこの基板に搭載されたチップとの間隙にアンダーフィル剤を減圧下で充填する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来のディスペンス装置の一例を示す概略図である。図７に示すように、従来のディスペンス装置４００は、チャンバー５２０、減圧手段４６０、基板ステージ７１０、カメラ７２０、ディスペンサ７３０及び制御装置９０などを備えている。
【０００３】
ディスペンス装置４００の基本的な動作について説明する。基板ステージ７１０には、チップＣを搭載した基板Ｋが載置保持されているものとする。チャンバー５２０内は減圧手段４６０により減圧される。カメラ７２０は、チャンバー５２０内が設定圧に達し安定した後に、チップＣの外観もしくは基板Ｋ上のアラインメントマークを読み取って、その画像データを制御装置９０に送る。制御装置９０では、読み取った画像データからチップＣの位置情報を算出する。そして、制御装置９０は、上記位置情報に基づいて、ディスペンサ７３０が最適の充填位置にアンダーフィル剤を充填できるように、基板ステージ７１０をＸ，Ｙ方向に駆動することでチップＣとディスペンサ７３０の位置合わせを行う。位置合わせの後、ディスペンサ７３０は、Ｚ方向下方に駆動されると共にアンダーフィル剤を吐出する。基板ステージ７１０をＸ，Ｙ方向に移動しチップＣの周りにアンダーフィル剤を吐出する。ディスペンサ７３０によりチップの周りに吐出されたアンダーフィル剤は、チップＣと基板Ｋとの間に入り込む。アンダーフィル剤の吐出が終了すると、チャンバー５２０内を大気開放することで、アンダーフィル剤内部のボイドを消滅させる（下記特許文献１参照）。
【０００４】
このようなディスペンス装置４００では、一般にカメラ７２０は、チャンバー５２０の外側に設置し、チャンバー５２０の外側から例えば透明窓越しに撮像する構成としている。その理由は、チャンバー５２０内にカメラ７２０を設置した場合、カメラ７２０を耐真空とするための様々な手段が必要となり、装置構成が混み入ったものとなると共に高コストとなるからである。また、カメラ７２０による撮像は、チャンバー５２０内が設定圧に達し安定した後に行う。その理由は、チャンバー５２０内の減圧に伴うチャンバー５２０自体の変形により、基板Ｋを保持している基板ステージ７１０の位置がずれてくる弊害を除くためである。もし、大気圧中で撮像したチップＣの外観もしくは基板Ｋのアラインメントマークの画像に基づいて補正量を算出し、この補正量に基づいて設定圧の減圧中で基板ステージ７１０を位置制御した場合は、減圧したことによるチャンバー５２０の変形量分のズレがチップＣとディスペンサ７３０の間に生じてしまい、精度の良いディスペンス（充填）ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４１９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のディスペンス装置４００では、減圧が十分に安定した後に、基板Ｋに搭載された複数のチップＣをカメラ７２０で撮像して、その後ディスペンサ７３０のノズル位置と複数のチップＣの位置合わせを行うので、基板Ｋに実装されたチップＣの数の増加にともない撮像と位置合わせの回数が増える。そのため、充填に要するタクトタイムが長くなってしまう。なお、減圧にしたことによるチャンバー５２０の変形量の影響を少なくするには、剛性の高いチャンバーを用いればよいが、その場合、装置コストが高くなる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、剛性の高いチャンバーを用いることなく、安価なチャンバーで構成できると共にタクトタイムの短縮を図ることのできるディスペンス装置およびディスペンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
チップが搭載された基板の周囲雰囲気を、予め設定された減圧条件にするチャンバーと、チャンバー内に設けられたアンダーフィル剤を基板とチップの間隙に充填するディスペンサと、を備えたディスペンス装置であって、
前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラと、
予め、前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶する記憶手段と、
前記チャンバーが設定減圧に減圧される途中において、撮像カメラで複数のチップを順次撮像し、撮像時のチャンバー内圧力と前記記憶手段に記憶された位置の変化の履歴から設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算する演算手段と、を備えていることを特徴とするディスペンス装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の発明において、
前記撮像カメラが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラであるディスペンス装置である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、
チャンバー内を設定減圧の状態にした後に、基板とこの基板に搭載されたチップとの間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を、充填するディスペンス方法であって、
前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップと、
前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶手段に記憶するステップと、
前記記憶手段に記憶されたチップの位置の変化の履歴に基づいて、前記チャンバーが設定値圧に減圧される途中において、設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算するステップと、
設定減圧の到達後、計算されたチップの移動位置に基づいてチップと基板との間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を充填するステップと、
を有することを特徴とするディスペンス方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の発明において、
チップを撮像するステップが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップであるディスペンス方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１および３に記載の発明によれば、減圧途中に複数のチップの位置を画像認識して、予め記憶していたチップの位置の変化の履歴に基づいてディスペンサのノズル位置を位置合わせするので、チャンバー内が設定減圧に到達して安定するまで待って撮像する場合に比べて、アンダーフィル剤の充填動作を先行して行うことが出来る。従って、装置のタクトタイムの短縮を図ることができる。また、従来どおりの剛性のチャンバーを用いることができるので、装置コストの低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２および４に記載の発明によれば、撮像カメラが、チャンバーに設けられた透明窓を介して、チャンバーの外側からチャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像しているので、安価な撮像カメラで装置を構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るディスペンス装置を備えた実装システムの正面図である。
【図２】本発明に係るディスペンス装置の正面図である。
【図３】実装システムの動作手順の概要を示すフローチャートである。
【図４】ダミーチップをカメラで撮像した際の移動位置を説明する図である。
【図５】チップの位置の変化のデータを示すグラフである。
【図６】本発明に係るディスペンスノズルとチップの位置合わせの動作手順を示すフローチャートである。
【図７】従来のディスペンス装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るディスペンス装置を備えた実装システムの正面図、図２は本発明に係るディスペンス装置の正面図、図３は学習データを示す図である。図１〜２において、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとして、紙面横方向をＸ方向、紙面に直交する方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向、Ｚ軸回りの回転方向をθ方向とする。
【００１６】
図１に示すように、実装システム１は、基板ローダー２、チップ搭載装置３、ディスペンス装置４及び基板アンローダー８をこの順に併設した構成とされると共に、制御装置９を備える。基板ローダー２から基板アンローダー８に至るまでには、図示は省略したが、基板Ｋを移送経路Ｖに沿い移送するための基板移送手段を備える。この基板移送手段は、基板Ｋを保持し且つ伸縮自在のアームを備えたロボット、または基板Ｋを走行可能に構成されたローラ付レール部材などにより構成される。
【００１７】
基板ローダー２は、基板Ｋをチップ搭載装置３に順次供給する装置であり、複数の基板Ｋを収容可能な基板マガジン２１ごと基板Ｋを保温可能なオーブン２２、及び基板Ｋを待機させるための待機ステージ２３を備える。待機ステージ２３の内部には、基板Ｋを適切な温度に保温するためのヒーターが埋設される。
【００１８】
チップ搭載装置３は、基板ローダー２から供給されてきた基板ＫにチップＣを搭載する装置であり、基板Ｋを所定位置に固定保持すると共にＸ，Ｙ，θ各方向に駆動可能な可動ステージ３１、搭載すべきチップＣをそのバンプ形成面を上向きにしてストックするチップストッカー３２、真空吸着によりチップストッカー３２からチップＣを取り出すと共にバンプ形成面が下向きとなるようにチップＣを反転させるチップ反転部３３、上方に位置するチップＣと下方に位置する基板Ｋとの位置情報を同時に取得可能に構成された２視野カメラ３４、並びにチップ反転部３３で反転したチップＣのバンプ非形成面を真空吸着により保持しながら当該チップＣを基板Ｋに搭載及び加圧するボンディングヘッド３５などを備える。可動ステージ３１の内部には、基板Ｋを適切な温度に加熱及び保温するためのヒーターが埋設される。
【００１９】
ディスペンス装置４は、基板Ｋとこの基板Ｋに搭載されたチップＣとの間隙にアンダーフィル剤を充填する装置であり、図２に示されるように、チャンバー５２、基板ステージ７１、カメラ７２、圧力センサ７５、ディスペンサ７３、真空ポンプ４６などを備える。
【００２０】
チャンバー５２は、開閉可能に設けられた第１ゲートバルブ４２及び第２ゲートバルブ４３を備える。また、配管及び開閉バルブ６２を介して真空ポンプ４６に接続されるとともに、内部を大気開放するための開放バルブ４７を備える。チャンバー５２の上面には、カメラ７２によるチャンバー５２内の撮像を可能とするための透明窓５４を備える。
【００２１】
基板ステージ７１は、アンダーフィル剤の充填対象となる基板Ｋ（すなわちチップＣが搭載された基板Ｋ）を固定保持可能に構成される。保持面７１Ｈには、基板Ｋを真空吸着保持するための多数の微径孔が穿設され、これらの微径貫通孔は真空ポンプ４６に接続される。また、ステージ駆動部７４によりにＸ，Ｙ方向に駆動可能に構成される。基板ステージ７１の内部には、固定保持された基板Ｋを適切な温度に加熱及び保温するためのヒーターが埋設される。
【００２２】
カメラ７２は、撮像により得た画像データを制御装置９に送信可能な構成とされ、チャンバー５２の外側から透明窓５４越しに、チャンバー５２の内圧による変形の影響を受けないように支持され、チャンバー５２内における基板Ｋ上のチップＣを撮像可能となる位置に設置される。圧力センサ７５は、チャンバー５２内の圧力を測定してその測定値を制御装置９に送信可能な構成とされる。なお、カメラ７２は、基板ステージ７１との相対位置関係が、チャンバー５２の内圧による変形が発生しても一定の関係であれば、チャンバー５２の内部に設けられていても良い。
【００２３】
ディスペンサ７３は、アンダーフィル剤を吐出する吐出ノズル７３Ｎを備え、且つＺ方向に駆動可能とされる。ディスペンサ７３は、チェックバルブ６９、配管６８及び三方弁６５を介して第１貯留部６６及び第２貯留部６７に接続される。第１貯留部６６及び第２貯留部６７は、それぞれ所定量のアンダーフィル剤を貯留可能な例えばシリンジ容器で構成される。また、配管６８は、開閉バルブ６４を介して真空ポンプ４６に接続される。
【００２４】
図１にもどり、基板アンローダー８は、アンダーフィル剤の充填が完了した基板Ｋをディスペンス装置４から順次取り出す装置であり、基板ローダー２と同様に、複数の基板Ｋを収容可能な基板マガジン８１ごと基板Ｋを保温可能なオーブン８２を備える。
【００２５】
制御装置９は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及び各構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成され、実装システム１が一連の動作を行うための指令信号を各構成部に送るように構成される。なお、この一連の動作の一部をＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で行うようにしてもよい。
【００２６】
制御装置９には記憶手段９１と演算手段９２が備えられている。記憶手段９１には、実装システム１の全体を制御するプログラム、後述するチャンバー５２内の圧力と基板ステージ７１の歪みデータが記憶されている。演算手段９２は、記憶手段９１に記憶された歪みデータ、チャンバー５２内の圧力に基づいて、チップＣの移動位置を計算できる。
【００２７】
次に、図３〜６を参照して、以上のように構成された実装システム１の動作について説明する。図３は実装システム１の動作手順の概要を示すフローチャート、図４はダミーチップＣのチャンバー５２内圧力による移動状態、図５はチップＣの位置の変化のデータ、図６は本発明に係るディスペンサ７３とチップＣの位置合わせの動作手順を示すフローチャートを説明するための図である。
【００２８】
図３に示すように、実装システム１の動作は、学習データ収集ステップＳ０、アンダーフィル剤供給ステップＳ１、基板搬送ステップＳ２、チップ搭載ステップＳ３、ディスペンスステップＳ４及び基板搬出ステップＳ５の順に行われる。
【００２９】
以下の説明では、ディスペンス装置４の初期状態は次の状態とする。すなわち第１ゲートバルブ４２及び第２ゲートバルブ４３は共に閉じている。開放バルブ４７は閉じている。また、第１貯留部６６及び第２貯留部６７には充分な量のアンダーフィル剤が貯留され、開閉バルブ６４は閉じている。
【００３０】
まず、図３の学習データ収集ステップＳ０について説明する。始めに、ダミーチップＣｄを搭載したダミー基板Ｋｄを、第１ゲートバルブ４２を開きチャンバー５２に搬入し、基板ステージ７１上に載置保持する。第１ゲートバルブ４２を閉じ、真空ポンプ４６を作動させ開閉バルブ６２を開ける。チャンバー５２内の圧力が設定圧ＰＳになるまで減圧される。大気圧状態から設定圧ＰＳになる間、カメラ７２を用いてダミー基板Ｋｄ上のダミーチップＣｄの位置を観測する。チャンバー５２の基板ステージ７１は、減圧にともない歪みを生じる。歪みにより、基板ステージ７１に載置保持されているダミー基板Ｋｄ上のダミーチップＣｄが図４に示すように移動する。図４において、（Ａ）はチャンバー５２が大気圧状態で、（Ｂ）は減圧途中、（Ｃ）は設定圧ＰＳ、の各状態を示している。図４に示すダミーチップＣｄの角部Ｄ０の移動をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に分けて表記すると図５に示すようになる。θ方向は、例えばダミーチップＣｄの角部２点Ｄ０とＤ１を結ぶ直線とＸ軸との傾きから求める。図５は、横軸をチャンバー５２の圧力とし、縦軸をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の変化の履歴を表記している。設定圧ＰＳに到達した際に、Ｘ方向の移動位置はｘｓとなり、Ｙ方向の移動位置はｙｓとなり、θ方向の移動位置は、θｓとなる。これらの、各圧力におけるダミーチップＣｄのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の変化の履歴は学習データＧとして記憶手段９１に記憶する。
【００３１】
チャンバー５２を設定圧ＰＳまで減圧すると、真空ポンプ４６を停止し開閉バルブ６２を閉じ、開閉バルブ４７を開けてチャンバー５２を大気圧まで戻す。チャンバー５２が大気圧まで戻ったら、第２ゲートバルブ４３を開けて、基板ステージ７１に載置保持されているダミー基板Ｋｄを取り出す。以上で、学習データ収集ステップＳ０を終了する。
【００３２】
次に、図３のステップＳ１のアンダーフィル剤の供給動作を行う。三方弁６５を第１貯留部６６側もしくは第２貯留部６７側に設定し、アンダーフィル剤を配管６８を経由してディスペンサ７３に供給する。
【００３３】
次に、図３のステップＳ２の基板搬送動作を行う。基板マガジン２１にストックされた各基板Ｋは、オーブン２２内で所定の一定温度に保たれている。基板移送手段は、基板マガジン２１にストックされた各基板Ｋを待機ステージ２３を経て一枚ずつチップ搭載装置３へと供給する。
【００３４】
次に、図３のステップＳ３のチップ搭載動作を行う。チップ搭載装置３において、チップ反転部３３は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に駆動され、チップストッカー３２にストックされたチップＣのバンプ形成面を真空吸着することにより取り出す。その後、水平軸Ｊ１回りに回動されることにより、バンプ形成面が下向きとなるようにチップＣを反転させる。ボンディングヘッド３５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に駆動されることにより、反転したチップＣを真空吸着することによりチップ反転部３３から受け取る。そして、２視野カメラ３４がチップＣ及び基板Ｋの位置を読み取り、その位置情報に基づいて、可動ステージ３１がＸ，Ｙ，θ各方向に駆動され、チップＣと基板Ｋとの位置合わせ（アラインメント）を行う。その後、ボンディングヘッド３５は、Ｚ方向下側に駆動され、真空吸着により保持したチップＣを基板Ｋ上の搭載箇所に搭載すると共に加熱及び加圧する。同様のチップ搭載動作を基板Ｋの全てのチップ搭載箇所にチップＣについて繰り返す。
【００３５】
次に、図３のステップＳ４のディスペンス動作を行う。ステップＳ４の詳細を図６に示し、以下、図６に基づいてディスペンス動作を説明する。ディスペンス装置４において、第１ゲートバルブ４２が開き（ステップＳ４１）、チップ搭載装置３でチップＣが搭載された基板Ｋは、基板移送手段によりチャンバー５２内に搬入され、基板ステージ７１上に載置保持される（ステップＳ４２）。基板Ｋがチャンバー５２に搬入されると、第１ゲートバルブ４２を閉じる（ステップＳ４３）。また、開放バルブ４７を閉じる。
【００３６】
開閉バルブ６２は、チャンバー５２内が設定圧ＰＳになるまで開状態とされる。これにより、チャンバー５２内は徐々に減圧される（ステップＳ４４）。
【００３７】
以下のディスペンス動作は、基板Ｋに搭載されている複数のチップＣに対して行われるので、図６のフロチャートではチップＣの順番を明確にするためＣｎと表記しｎに１，２，３・・を代入することでチップＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・に対応する様に表す。
【００３８】
まず、チップＣ１の位置情報を計算するために、ｎに１を入れる（ステップＳ４５）。次に、ステージ駆動部７４を動作させ、透明窓５４の下側にチップＣｎを配置し、カメラ７２でチップＣｎを撮像する（ステップＳ４６）。
【００３９】
次に、チャンバー５２内の圧力を圧力センサ７５を用いて測定する（ステップＳ４７）。チップＣｎの撮像データとチャンバー５２の圧力データは、制御装置９に送られる。
【００４０】
制御装置９では、送られてきた画像認識データと圧力データと、予め測定している学習データＧとから、チャンバー５２が設定圧ＰＳに到達した際のチップＣｎの移動位置を計算する（ステップＳ４７）。
【００４１】
移動位置の計算は、例えば、チップＣ１を画像認識した際に、測定圧力がＰ１の時は、次のように求める。まず、図５の学習データＧから、ダミーチップＣｄが圧力Ｐ１の時のＸ方向の移動位置ｘ１、Ｙ方向の移動位置ｙ１、θ方向に移動位置θ１を求める。ダミーチップＣｄの場合、この状態の後、減圧が進み設定圧ＰＳに到達すると、Ｘ方向の移動位置はｘｓ、Ｙ方向の移動位置はｙｓ、θ方向の移動位置はθｓとなる。そこで、ダミーチップＣｄで測定した学習データから測定圧力Ｐ１から設定圧力ＰＳになるまでの移動量をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向について求める。Ｘ方向の移動量Δｘ１はｘｓとｘ１との差、Ｙ方向の移動量Δｙ１はｙｓとｙ１との差、θ方向の移動量はθｓとθ１との差として求める。チップＣ１が測定圧力Ｐ１から設定圧ＰＳに到達した場合のＸ方向の移動量はΔｘ１、Ｙ方向の移動量はΔｙ１、θ方向の移動量はΔθ１となる。次に、チップＣ１を画像認識した座標に、Δｘ１，Δｙ１およびΔθ１を加え、設定圧ＰＳに到達した際のチップＣ１の移動位置を求める。求められたチップＣ１の移動位置は、記憶手段９１に記憶する。
【００４２】
次に、ダミーチップＣｄで発生した位置の変化は、各チップＣ１、Ｃ２、・・においても同様に発生するので、基板Ｋに搭載されている全てのチップＣに対して移動位置の計算が行われたか確認し（ステップＳ４９）、未完の場合は、ｎを加算（ｎ＝ｎ＋１）し、ステップＳ４６に戻る（ステップＳ５０）。基板Ｋには複数のチップＣが搭載されている。対象となるチップＣｎをカメラ７２で画像認識するため、ステージ駆動部７４を駆動し基板ステージ７１を移動させる。その間、チャンバー５２内の圧力は減圧が続いている。各圧力に対応する移動位置から設定圧ＰＳに到達した場合の移動量を求る。なお、図５ではチップＣｎを画像認識した際のチャンバー５２内の圧力をＰｎと表記した。
【００４３】
チャンバー５２内の圧力が設定圧ＰＳに到達後も、基板Ｋ上のチップＣの画像認識は搭載されている全てのチップＣの画像認識が完了するまで続行される。
【００４４】
基板Ｋに搭載されているチップＣは、各チップＣが正規位置に搭載されているとは限らない。チップ毎に微妙にズレが生じている。しかし、本願発明では、全てのチップＣを画像認識し設定圧ＰＳ到達時の移動位置を求めているので、これらの全てのチップＣにディスペンサ７３の吐出ノズル７３Ｎ位置を正確に位置決めすることが出来るようになる。また、減圧途中からチップＣの画像認識を開始し設定圧ＰＳに到達した場合の移動位置を求めているので、設定圧ＰＳになってからチップＣの画像認識を開始する従来の方法に比べて、短時間でアンダーフィル剤の充填動作を開始することが出来る。そのため、装置のタクトタイムを短縮することができる。
【００４５】
全てのチップＣに対して移動位置の計算が完了すると、図６のステップＳ５１に移行する。まず、ｎに１を代入しチップＣｎより開始する（ステップＳ５１）。次に、ステージ駆動部７４を動作させ基板ステージ７１を移動させ、ディスペンサ７３の下側にチップＣｎを配置させる。移動に際して、ステップＳ４８で計算した値（学習データＧに基づいて設定圧ＰＳに到達した場合の移動位置を計算した値）に基づいて基板ステージ７１を移動させる（ステップＳ５２）。
【００４６】
次に、ディスペンサ７３を下降し、チップＣｎ周りに基板ステージ７１０をＸ，Ｙ方向に移動し、吐出ノズル７３Ｎからアンダーフィル剤を吐出しチップＣｎと基板Ｋの間隙に充填する（ステップＳ５３）。
【００４７】
次に、全ての搭載チップＣに対してアンダーフィル剤を充填したかをチェックし（ステップＳ５４）、未完の場合は、ｎを加算（ｎ＝ｎ＋１）し、ステップＳ５２に戻る（ステップＳ５５）。
【００４８】
全ての搭載チップＣにアンダーフィル剤の充填が完了すると、開放バルブ４７を開けて、チャンバー５２を大気開放する（ステップＳ５６）。次に、第２ゲートバルブ４３を開けて（ステップＳ５７）、基板Ｋをチャンバー５２から搬出する（ステップＳ５８）。
【００４９】
このように、チャンバー５２内が実際に設定圧ＰＳに到達して安定するまで待ってから各チップＣの撮像を行わなくても、減圧動作の途中の学習データＧを元にチップＣの移動位置を計算しているので、減圧完了状態から各チップＣにディスペンス作業を行うまでのタクトタイムの大幅な短縮を図ることが出来る。また、従来どおりの剛性のチャンバーを用いることができるので、装置コストの低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 実装システム
２ 基板ローダー
３ チップ搭載装置
４ ディスペンス装置
８ 基板アンローダー
９ 制御装置
２１ 基板マガジン
２２ オーブン
２３ 待機ステージ
３１ 可動ステージ
３２ チップストッカー
３４ ２視野カメラ
３５ ボンディングヘッド
４２ 第１ゲートバルブ
４３ 第２ゲートバルブ
４６ 真空ポンプ
４７ 開放バルブ
５２ チャンバー
５４ 透明窓
６２ 開閉バルブ
６４ 開閉バルブ
６５ 三方弁
６８ 配管
６９ チェックバルブ
７１ 基板ステージ
７２ カメラ
７３ ディスペンサ
７５ 圧力センサ
８１ 基板マガジン
８２ オーブン
９０ 制御装置
９１ 記憶手段
９２ 演算手段
Ｊ１ 水平軸
４００ ディスペンス装置
４６０ 減圧手段
５２０ チャンバー
７１０ 基板ステージ
７１Ｈ 保持面
７２０ カメラ
７３０ ディスペンサ
７３Ｎ 吐出ノズル
Ｃ チップ
Ｃｄ ダミーチップ
Ｋ 基板
Ｋｄ ダミー基板
Ｇ 学習データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスペンス装置およびディスペンス方法に関する。より詳しくは、基板とこの基板に搭載されたチップとの間隙にアンダーフィル剤を減圧下で充填する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来のディスペンス装置の一例を示す概略図である。図７に示すように、従来のディスペンス装置４００は、チャンバー５２０、減圧手段４６０、基板ステージ７１０、カメラ７２０、ディスペンサ７３０及び制御装置９０などを備えている。
【０００３】
ディスペンス装置４００の基本的な動作について説明する。基板ステージ７１０には、チップＣを搭載した基板Ｋが載置保持されているものとする。チャンバー５２０内は減圧手段４６０により減圧される。カメラ７２０は、チャンバー５２０内が設定圧に達し安定した後に、チップＣの外観もしくは基板Ｋ上のアラインメントマークを読み取って、その画像データを制御装置９０に送る。制御装置９０では、読み取った画像データからチップＣの位置情報を算出する。そして、制御装置９０は、上記位置情報に基づいて、ディスペンサ７３０が最適の充填位置にアンダーフィル剤を充填できるように、基板ステージ７１０をＸ，Ｙ方向に駆動することでチップＣとディスペンサ７３０の位置合わせを行う。位置合わせの後、ディスペンサ７３０は、Ｚ方向下方に駆動されると共にアンダーフィル剤を吐出する。基板ステージ７１０をＸ，Ｙ方向に移動しチップＣの周りにアンダーフィル剤を吐出する。ディスペンサ７３０によりチップの周りに吐出されたアンダーフィル剤は、チップＣと基板Ｋとの間に入り込む。アンダーフィル剤の吐出が終了すると、チャンバー５２０内を大気開放することで、アンダーフィル剤内部のボイドを消滅させる（下記特許文献１参照）。
【０００４】
このようなディスペンス装置４００では、一般にカメラ７２０は、チャンバー５２０の外側に設置し、チャンバー５２０の外側から例えば透明窓越しに撮像する構成としている。その理由は、チャンバー５２０内にカメラ７２０を設置した場合、カメラ７２０を耐真空とするための様々な手段が必要となり、装置構成が混み入ったものとなると共に高コストとなるからである。また、カメラ７２０による撮像は、チャンバー５２０内が設定圧に達し安定した後に行う。その理由は、チャンバー５２０内の減圧に伴うチャンバー５２０自体の変形により、基板Ｋを保持している基板ステージ７１０の位置がずれてくる弊害を除くためである。もし、大気圧中で撮像したチップＣの外観もしくは基板Ｋのアラインメントマークの画像に基づいて補正量を算出し、この補正量に基づいて設定圧の減圧中で基板ステージ７１０を位置制御した場合は、減圧したことによるチャンバー５２０の変形量分のズレがチップＣとディスペンサ７３０の間に生じてしまい、精度の良いディスペンス（充填）ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４１９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のディスペンス装置４００では、減圧が十分に安定した後に、基板Ｋに搭載された複数のチップＣをカメラ７２０で撮像して、その後ディスペンサ７３０のノズル位置と複数のチップＣの位置合わせを行うので、基板Ｋに実装されたチップＣの数の増加にともない撮像と位置合わせの回数が増える。そのため、充填に要するタクトタイムが長くなってしまう。なお、減圧にしたことによるチャンバー５２０の変形量の影響を少なくするには、剛性の高いチャンバーを用いればよいが、その場合、装置コストが高くなる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、剛性の高いチャンバーを用いることなく、安価なチャンバーで構成できると共にタクトタイムの短縮を図ることのできるディスペンス装置およびディスペンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
チップが搭載された基板の周囲雰囲気を、予め設定された減圧条件にするチャンバーと、チャンバー内に設けられたアンダーフィル剤を基板とチップの間隙に充填するディスペンサと、を備えたディスペンス装置であって、
前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラと、
予め、前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶する記憶手段と、
前記チャンバーが設定減圧に減圧される途中において、撮像カメラで複数のチップを順次撮像し、撮像時のチャンバー内圧力と前記記憶手段に記憶された位置の変化の履歴から設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算する演算手段と、を備えていることを特徴とするディスペンス装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の発明において、
前記撮像カメラが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラであるディスペンス装置である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、
チャンバー内を設定減圧の状態にした後に、基板とこの基板に搭載されたチップとの間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を、充填するディスペンス方法であって、
前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップと、
前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶手段に記憶するステップと、
前記記憶手段に記憶されたチップの位置の変化の履歴に基づいて、前記チャンバーが設定値圧に減圧される途中において、設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算するステップと、
設定減圧の到達後、計算されたチップの移動位置に基づいてチップと基板との間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を充填するステップと、
を有することを特徴とするディスペンス方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の発明において、
チップを撮像するステップが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップであるディスペンス方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１および３に記載の発明によれば、減圧途中に複数のチップの位置を画像認識して、予め記憶していたチップの位置の変化の履歴に基づいてディスペンサのノズル位置を位置合わせするので、チャンバー内が設定減圧に到達して安定するまで待って撮像する場合に比べて、アンダーフィル剤の充填動作を先行して行うことが出来る。従って、装置のタクトタイムの短縮を図ることができる。また、従来どおりの剛性のチャンバーを用いることができるので、装置コストの低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２および４に記載の発明によれば、撮像カメラが、チャンバーに設けられた透明窓を介して、チャンバーの外側からチャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像しているので、安価な撮像カメラで装置を構成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るディスペンス装置を備えた実装システムの正面図である。
【図２】本発明に係るディスペンス装置の正面図である。
【図３】実装システムの動作手順の概要を示すフローチャートである。
【図４】ダミーチップをカメラで撮像した際の移動位置を説明する図である。
【図５】チップの位置の変化のデータを示すグラフである。
【図６】本発明に係るディスペンスノズルとチップの位置合わせの動作手順を示すフローチャートである。
【図７】従来のディスペンス装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るディスペンス装置を備えた実装システムの正面図、図２は本発明に係るディスペンス装置の正面図、図３は学習データを示す図である。図１〜２において、直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとして、紙面横方向をＸ方向、紙面に直交する方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向、Ｚ軸回りの回転方向をθ方向とする。
【００１６】
図１に示すように、実装システム１は、基板ローダー２、チップ搭載装置３、ディスペンス装置４及び基板アンローダー８をこの順に併設した構成とされると共に、制御装置９を備える。基板ローダー２から基板アンローダー８に至るまでには、図示は省略したが、基板Ｋを移送経路Ｖに沿い移送するための基板移送手段を備える。この基板移送手段は、基板Ｋを保持し且つ伸縮自在のアームを備えたロボット、または基板Ｋを走行可能に構成されたローラ付レール部材などにより構成される。
【００１７】
基板ローダー２は、基板Ｋをチップ搭載装置３に順次供給する装置であり、複数の基板Ｋを収容可能な基板マガジン２１ごと基板Ｋを保温可能なオーブン２２、及び基板Ｋを待機させるための待機ステージ２３を備える。待機ステージ２３の内部には、基板Ｋを適切な温度に保温するためのヒーターが埋設される。
【００１８】
チップ搭載装置３は、基板ローダー２から供給されてきた基板ＫにチップＣを搭載する装置であり、基板Ｋを所定位置に固定保持すると共にＸ，Ｙ，θ各方向に駆動可能な可動ステージ３１、搭載すべきチップＣをそのバンプ形成面を上向きにしてストックするチップストッカー３２、真空吸着によりチップストッカー３２からチップＣを取り出すと共にバンプ形成面が下向きとなるようにチップＣを反転させるチップ反転部３３、上方に位置するチップＣと下方に位置する基板Ｋとの位置情報を同時に取得可能に構成された２視野カメラ３４、並びにチップ反転部３３で反転したチップＣのバンプ非形成面を真空吸着により保持しながら当該チップＣを基板Ｋに搭載及び加圧するボンディングヘッド３５などを備える。可動ステージ３１の内部には、基板Ｋを適切な温度に加熱及び保温するためのヒーターが埋設される。
【００１９】
ディスペンス装置４は、基板Ｋとこの基板Ｋに搭載されたチップＣとの間隙にアンダーフィル剤を充填する装置であり、図２に示されるように、チャンバー５２、基板ステージ７１、カメラ７２、圧力センサ７５、ディスペンサ７３、真空ポンプ４６などを備える。
【００２０】
チャンバー５２は、開閉可能に設けられた第１ゲートバルブ４２及び第２ゲートバルブ４３を備える。また、配管及び開閉バルブ６２を介して真空ポンプ４６に接続されるとともに、内部を大気開放するための開放バルブ４７を備える。チャンバー５２の上面には、カメラ７２によるチャンバー５２内の撮像を可能とするための透明窓５４を備える。
【００２１】
基板ステージ７１は、アンダーフィル剤の充填対象となる基板Ｋ（すなわちチップＣが搭載された基板Ｋ）を固定保持可能に構成される。保持面７１Ｈには、基板Ｋを真空吸着保持するための多数の微径孔が穿設され、これらの微径貫通孔は真空ポンプ４６に接続される。また、ステージ駆動部７４によりにＸ，Ｙ方向に駆動可能に構成される。基板ステージ７１の内部には、固定保持された基板Ｋを適切な温度に加熱及び保温するためのヒーターが埋設される。
【００２２】
カメラ７２は、撮像により得た画像データを制御装置９に送信可能な構成とされ、チャンバー５２の外側から透明窓５４越しに、チャンバー５２の内圧による変形の影響を受けないように支持され、チャンバー５２内における基板Ｋ上のチップＣを撮像可能となる位置に設置される。圧力センサ７５は、チャンバー５２内の圧力を測定してその測定値を制御装置９に送信可能な構成とされる。なお、カメラ７２は、基板ステージ７１との相対位置関係が、チャンバー５２の内圧による変形が発生しても一定の関係であれば、チャンバー５２の内部に設けられていても良い。
【００２３】
ディスペンサ７３は、アンダーフィル剤を吐出する吐出ノズル７３Ｎを備え、且つＺ方向に駆動可能とされる。ディスペンサ７３は、チェックバルブ６９、配管６８及び三方弁６５を介して第１貯留部６６及び第２貯留部６７に接続される。第１貯留部６６及び第２貯留部６７は、それぞれ所定量のアンダーフィル剤を貯留可能な例えばシリンジ容器で構成される。また、配管６８は、開閉バルブ６４を介して真空ポンプ４６に接続される。
【００２４】
図１にもどり、基板アンローダー８は、アンダーフィル剤の充填が完了した基板Ｋをディスペンス装置４から順次取り出す装置であり、基板ローダー２と同様に、複数の基板Ｋを収容可能な基板マガジン８１ごと基板Ｋを保温可能なオーブン８２を備える。
【００２５】
制御装置９は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及び各構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成され、実装システム１が一連の動作を行うための指令信号を各構成部に送るように構成される。なお、この一連の動作の一部をＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で行うようにしてもよい。
【００２６】
制御装置９には記憶手段９１と演算手段９２が備えられている。記憶手段９１には、実装システム１の全体を制御するプログラム、後述するチャンバー５２内の圧力と基板ステージ７１の歪みデータが記憶されている。演算手段９２は、記憶手段９１に記憶された歪みデータ、チャンバー５２内の圧力に基づいて、チップＣの移動位置を計算できる。
【００２７】
次に、図３〜６を参照して、以上のように構成された実装システム１の動作について説明する。図３は実装システム１の動作手順の概要を示すフローチャート、図４はダミーチップＣのチャンバー５２内圧力による移動状態、図５はチップＣの位置の変化のデータ、図６は本発明に係るディスペンサ７３とチップＣの位置合わせの動作手順を示すフローチャートを説明するための図である。
【００２８】
図３に示すように、実装システム１の動作は、学習データ収集ステップＳ０、アンダーフィル剤供給ステップＳ１、基板搬送ステップＳ２、チップ搭載ステップＳ３、ディスペンスステップＳ４及び基板搬出ステップＳ５の順に行われる。
【００２９】
以下の説明では、ディスペンス装置４の初期状態は次の状態とする。すなわち第１ゲートバルブ４２及び第２ゲートバルブ４３は共に閉じている。開放バルブ４７は閉じている。また、第１貯留部６６及び第２貯留部６７には充分な量のアンダーフィル剤が貯留され、開閉バルブ６４は閉じている。
【００３０】
まず、図３の学習データ収集ステップＳ０について説明する。始めに、ダミーチップＣｄを搭載したダミー基板Ｋｄを、第１ゲートバルブ４２を開きチャンバー５２に搬入し、基板ステージ７１上に載置保持する。第１ゲートバルブ４２を閉じ、真空ポンプ４６を作動させ開閉バルブ６２を開ける。チャンバー５２内の圧力が設定圧ＰＳになるまで減圧される。大気圧状態から設定圧ＰＳになる間、カメラ７２を用いてダミー基板Ｋｄ上のダミーチップＣｄの位置を観測する。チャンバー５２の基板ステージ７１は、減圧にともない歪みを生じる。歪みにより、基板ステージ７１に載置保持されているダミー基板Ｋｄ上のダミーチップＣｄが図４に示すように移動する。図４において、（Ａ）はチャンバー５２が大気圧状態で、（Ｂ）は減圧途中、（Ｃ）は設定圧ＰＳ、の各状態を示している。図４に示すダミーチップＣｄの角部Ｄ０の移動をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向に分けて表記すると図５に示すようになる。θ方向は、例えばダミーチップＣｄの角部２点Ｄ０とＤ１を結ぶ直線とＸ軸との傾きから求める。図５は、横軸をチャンバー５２の圧力とし、縦軸をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の変化の履歴を表記している。設定圧ＰＳに到達した際に、Ｘ方向の移動位置はｘｓとなり、Ｙ方向の移動位置はｙｓとなり、θ方向の移動位置は、θｓとなる。これらの、各圧力におけるダミーチップＣｄのＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の変化の履歴は学習データＧとして記憶手段９１に記憶する。
【００３１】
チャンバー５２を設定圧ＰＳまで減圧すると、真空ポンプ４６を停止し開閉バルブ６２を閉じ、開閉バルブ４７を開けてチャンバー５２を大気圧まで戻す。チャンバー５２が大気圧まで戻ったら、第２ゲートバルブ４３を開けて、基板ステージ７１に載置保持されているダミー基板Ｋｄを取り出す。以上で、学習データ収集ステップＳ０を終了する。
【００３２】
次に、図３のステップＳ１のアンダーフィル剤の供給動作を行う。三方弁６５を第１貯留部６６側もしくは第２貯留部６７側に設定し、アンダーフィル剤を配管６８を経由してディスペンサ７３に供給する。
【００３３】
次に、図３のステップＳ２の基板搬送動作を行う。基板マガジン２１にストックされた各基板Ｋは、オーブン２２内で所定の一定温度に保たれている。基板移送手段は、基板マガジン２１にストックされた各基板Ｋを待機ステージ２３を経て一枚ずつチップ搭載装置３へと供給する。
【００３４】
次に、図３のステップＳ３のチップ搭載動作を行う。チップ搭載装置３において、チップ反転部３３は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に駆動され、チップストッカー３２にストックされたチップＣのバンプ形成面を真空吸着することにより取り出す。その後、水平軸Ｊ１回りに回動されることにより、バンプ形成面が下向きとなるようにチップＣを反転させる。ボンディングヘッド３５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に駆動されることにより、反転したチップＣを真空吸着することによりチップ反転部３３から受け取る。そして、２視野カメラ３４がチップＣ及び基板Ｋの位置を読み取り、その位置情報に基づいて、可動ステージ３１がＸ，Ｙ，θ各方向に駆動され、チップＣと基板Ｋとの位置合わせ（アラインメント）を行う。その後、ボンディングヘッド３５は、Ｚ方向下側に駆動され、真空吸着により保持したチップＣを基板Ｋ上の搭載箇所に搭載すると共に加熱及び加圧する。同様のチップ搭載動作を基板Ｋの全てのチップ搭載箇所にチップＣについて繰り返す。
【００３５】
次に、図３のステップＳ４のディスペンス動作を行う。ステップＳ４の詳細を図６に示し、以下、図６に基づいてディスペンス動作を説明する。ディスペンス装置４において、第１ゲートバルブ４２が開き（ステップＳ４１）、チップ搭載装置３でチップＣが搭載された基板Ｋは、基板移送手段によりチャンバー５２内に搬入され、基板ステージ７１上に載置保持される（ステップＳ４２）。基板Ｋがチャンバー５２に搬入されると、第１ゲートバルブ４２を閉じる（ステップＳ４３）。また、開放バルブ４７を閉じる。
【００３６】
開閉バルブ６２は、チャンバー５２内が設定圧ＰＳになるまで開状態とされる。これにより、チャンバー５２内は徐々に減圧される（ステップＳ４４）。
【００３７】
以下のディスペンス動作は、基板Ｋに搭載されている複数のチップＣに対して行われるので、図６のフロチャートではチップＣの順番を明確にするためＣｎと表記しｎに１，２，３・・を代入することでチップＣ１，Ｃ２，Ｃ３・・に対応する様に表す。
【００３８】
まず、チップＣ１の位置情報を計算するために、ｎに１を入れる（ステップＳ４５）。次に、ステージ駆動部７４を動作させ、透明窓５４の下側にチップＣｎを配置し、カメラ７２でチップＣｎを撮像する（ステップＳ４６）。
【００３９】
次に、チャンバー５２内の圧力を圧力センサ７５を用いて測定する（ステップＳ４７）。チップＣｎの撮像データとチャンバー５２の圧力データは、制御装置９に送られる。
【００４０】
制御装置９では、送られてきた画像認識データと圧力データと、予め測定している学習データＧとから、チャンバー５２が設定圧ＰＳに到達した際のチップＣｎの移動位置を計算する（ステップＳ４７）。
【００４１】
移動位置の計算は、例えば、チップＣ１を画像認識した際に、測定圧力がＰ１の時は、次のように求める。まず、図５の学習データＧから、ダミーチップＣｄが圧力Ｐ１の時のＸ方向の移動位置ｘ１、Ｙ方向の移動位置ｙ１、θ方向に移動位置θ１を求める。ダミーチップＣｄの場合、この状態の後、減圧が進み設定圧ＰＳに到達すると、Ｘ方向の移動位置はｘｓ、Ｙ方向の移動位置はｙｓ、θ方向の移動位置はθｓとなる。そこで、ダミーチップＣｄで測定した学習データから測定圧力Ｐ１から設定圧力ＰＳになるまでの移動量をＸ方向、Ｙ方向およびθ方向について求める。Ｘ方向の移動量Δｘ１はｘｓとｘ１との差、Ｙ方向の移動量Δｙ１はｙｓとｙ１との差、θ方向の移動量はθｓとθ１との差として求める。チップＣ１が測定圧力Ｐ１から設定圧ＰＳに到達した場合のＸ方向の移動量はΔｘ１、Ｙ方向の移動量はΔｙ１、θ方向の移動量はΔθ１となる。次に、チップＣ１を画像認識した座標に、Δｘ１，Δｙ１およびΔθ１を加え、設定圧ＰＳに到達した際のチップＣ１の移動位置を求める。求められたチップＣ１の移動位置は、記憶手段９１に記憶する。
【００４２】
次に、ダミーチップＣｄで発生した位置の変化は、各チップＣ１、Ｃ２、・・においても同様に発生するので、基板Ｋに搭載されている全てのチップＣに対して移動位置の計算が行われたか確認し（ステップＳ４９）、未完の場合は、ｎを加算（ｎ＝ｎ＋１）し、ステップＳ４６に戻る（ステップＳ５０）。基板Ｋには複数のチップＣが搭載されている。対象となるチップＣｎをカメラ７２で画像認識するため、ステージ駆動部７４を駆動し基板ステージ７１を移動させる。その間、チャンバー５２内の圧力は減圧が続いている。各圧力に対応する移動位置から設定圧ＰＳに到達した場合の移動量を求る。なお、図５ではチップＣｎを画像認識した際のチャンバー５２内の圧力をＰｎと表記した。
【００４３】
チャンバー５２内の圧力が設定圧ＰＳに到達後も、基板Ｋ上のチップＣの画像認識は搭載されている全てのチップＣの画像認識が完了するまで続行される。
【００４４】
基板Ｋに搭載されているチップＣは、各チップＣが正規位置に搭載されているとは限らない。チップ毎に微妙にズレが生じている。しかし、本願発明では、全てのチップＣを画像認識し設定圧ＰＳ到達時の移動位置を求めているので、これらの全てのチップＣにディスペンサ７３の吐出ノズル７３Ｎ位置を正確に位置決めすることが出来るようになる。また、減圧途中からチップＣの画像認識を開始し設定圧ＰＳに到達した場合の移動位置を求めているので、設定圧ＰＳになってからチップＣの画像認識を開始する従来の方法に比べて、短時間でアンダーフィル剤の充填動作を開始することが出来る。そのため、装置のタクトタイムを短縮することができる。
【００４５】
全てのチップＣに対して移動位置の計算が完了すると、図６のステップＳ５１に移行する。まず、ｎに１を代入しチップＣｎより開始する（ステップＳ５１）。次に、ステージ駆動部７４を動作させ基板ステージ７１を移動させ、ディスペンサ７３の下側にチップＣｎを配置させる。移動に際して、ステップＳ４８で計算した値（学習データＧに基づいて設定圧ＰＳに到達した場合の移動位置を計算した値）に基づいて基板ステージ７１を移動させる（ステップＳ５２）。
【００４６】
次に、ディスペンサ７３を下降し、チップＣｎ周りに基板ステージ７１０をＸ，Ｙ方向に移動し、吐出ノズル７３Ｎからアンダーフィル剤を吐出しチップＣｎと基板Ｋの間隙に充填する（ステップＳ５３）。
【００４７】
次に、全ての搭載チップＣに対してアンダーフィル剤を充填したかをチェックし（ステップＳ５４）、未完の場合は、ｎを加算（ｎ＝ｎ＋１）し、ステップＳ５２に戻る（ステップＳ５５）。
【００４８】
全ての搭載チップＣにアンダーフィル剤の充填が完了すると、開放バルブ４７を開けて、チャンバー５２を大気開放する（ステップＳ５６）。次に、第２ゲートバルブ４３を開けて（ステップＳ５７）、基板Ｋをチャンバー５２から搬出する（ステップＳ５８）。
【００４９】
このように、チャンバー５２内が実際に設定圧ＰＳに到達して安定するまで待ってから各チップＣの撮像を行わなくても、減圧動作の途中の学習データＧを元にチップＣの移動位置を計算しているので、減圧完了状態から各チップＣにディスペンス作業を行うまでのタクトタイムの大幅な短縮を図ることが出来る。また、従来どおりの剛性のチャンバーを用いることができるので、装置コストの低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 実装システム
２ 基板ローダー
３ チップ搭載装置
４ ディスペンス装置
８ 基板アンローダー
９ 制御装置
２１ 基板マガジン
２２ オーブン
２３ 待機ステージ
３１ 可動ステージ
３２ チップストッカー
３４ ２視野カメラ
３５ ボンディングヘッド
４２ 第１ゲートバルブ
４３ 第２ゲートバルブ
４６ 真空ポンプ
４７ 開放バルブ
５２ チャンバー
５４ 透明窓
６２ 開閉バルブ
６４ 開閉バルブ
６５ 三方弁
６８ 配管
６９ チェックバルブ
７１ 基板ステージ
７２ カメラ
７３ ディスペンサ
７５ 圧力センサ
８１ 基板マガジン
８２ オーブン
９０ 制御装置
９１ 記憶手段
９２ 演算手段
Ｊ１ 水平軸
４００ ディスペンス装置
４６０ 減圧手段
５２０ チャンバー
７１０ 基板ステージ
７１Ｈ 保持面
７２０ カメラ
７３０ ディスペンサ
７３Ｎ 吐出ノズル
Ｃ チップ
Ｃｄ ダミーチップ
Ｋ 基板
Ｋｄ ダミー基板
Ｇ 学習データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップが搭載された基板の周囲雰囲気を、予め設定された減圧条件にするチャンバーと、チャンバー内に設けられたアンダーフィル剤を基板とチップの間隙に充填するディスペンサと、を備えたディスペンス装置であって、
前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラと、
予め、前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶する記憶手段と、
前記チャンバーが設定減圧に減圧される途中において、撮像カメラで複数のチップを順次撮像し、撮像時のチャンバー内圧力と前記記憶手段に記憶された位置の変化の履歴から設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算する演算手段と、を備えていることを特徴とするディスペンス装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記撮像カメラが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラであるディスペンス装置。
【請求項３】
チャンバー内を設定減圧の状態にした後に、基板とこの基板に搭載されたチップとの間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を、充填するディスペンス方法であって、
前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップと、
前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶手段に記憶するステップと、
前記記憶手段に記憶されたチップの位置の変化の履歴に基づいて、前記チャンバーが設定値圧に減圧される途中において、設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算するステップと、
設定減圧の到達後、計算されたチップの移動位置に基づいてチップと基板との間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を充填するステップと、
を有することを特徴とするディスペンス方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、
チップを撮像するステップが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップであるディスペンス方法。
【請求項１】
チップが搭載された基板の周囲雰囲気を、予め設定された減圧条件にするチャンバーと、チャンバー内に設けられたアンダーフィル剤を基板とチップの間隙に充填するディスペンサと、を備えたディスペンス装置であって、
前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラと、
予め、前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶する記憶手段と、
前記チャンバーが設定減圧に減圧される途中において、撮像カメラで複数のチップを順次撮像し、撮像時のチャンバー内圧力と前記記憶手段に記憶された位置の変化の履歴から設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算する演算手段と、を備えていることを特徴とするディスペンス装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記撮像カメラが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の可動ステージに載置された基板上のチップを撮像可能な撮像カメラであるディスペンス装置。
【請求項３】
チャンバー内を設定減圧の状態にした後に、基板とこの基板に搭載されたチップとの間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を、充填するディスペンス方法であって、
前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップと、
前記撮像カメラが撮像した、前記チャンバーの圧力が設定減圧になるまでのチップの位置の変化の履歴を記憶手段に記憶するステップと、
前記記憶手段に記憶されたチップの位置の変化の履歴に基づいて、前記チャンバーが設定値圧に減圧される途中において、設定減圧に到達した際のチップの移動位置を計算するステップと、
設定減圧の到達後、計算されたチップの移動位置に基づいてチップと基板との間隙にディスペンサを用いてアンダーフィル剤を充填するステップと、
を有することを特徴とするディスペンス方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、
チップを撮像するステップが、前記チャンバーに設けられた透明窓を介して、前記チャンバーの外側から前記チャンバー内の基板上のチップを撮像するステップであるディスペンス方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１１９５９０（Ｐ２０１１−１１９５９０Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７７６６９（Ｐ２００９−２７７６６９）
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月７日（２００９．１２．７）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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