樹脂塗布装置
【課題】低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板保持テーブル５ａに保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定手段において、接触式の変位センサ４２を基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間でシリンダ４３によって昇降させ、待機高さ位置からプローブ４２ａが基板に接触して変位を測定する測定高さ位置まで下降させる下降動作を、ヘッド移動機構によって板カム部材４１をセンサ押し下げ部４７に対して進退させて押し下げることにより行う。これにより変位センサ４２の昇降のための機構を簡略化するとともに、昇降のための動作時間を短縮することができる。
【解決手段】基板保持テーブル５ａに保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定手段において、接触式の変位センサ４２を基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間でシリンダ４３によって昇降させ、待機高さ位置からプローブ４２ａが基板に接触して変位を測定する測定高さ位置まで下降させる下降動作を、ヘッド移動機構によって板カム部材４１をセンサ押し下げ部４７に対して進退させて押し下げることにより行う。これにより変位センサ４２の昇降のための機構を簡略化するとともに、昇降のための動作時間を短縮することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどの部品はウェハシートが装着されたウェハテーブルなどの部品供給部から取り出され、リードフレームや樹脂基板などの基板に樹脂接着剤を介して実装される。このような部品実装作業を行う部品実装装置は、基板に樹脂接着剤を塗布する樹脂塗布装置と組み合わされて使用され、部品の搭載に先だって基板の部品実装位置には電子部品接着用の樹脂接着剤が樹脂塗布装置に装着されたディスペンサによって塗布される。
【０００３】
このような樹脂接着剤による部品実装においては、規定量の樹脂接着剤を規定の塗布形状で正しく塗布することが求められる。そしてディスペンサによる樹脂塗布においては、基板の表面に対してディスペンサの塗布ノズルを適正な高さまで下降させることが重要であるため、塗布対象となる基板の表面の高さを測定して基板の反り変形状態を検出することが行われる（特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術においては、非接触式の光学検出手段を樹脂接着剤の塗布ヘッドに近接して設けるようにしている。
【特許文献１】特開平３−９１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の先行技術においては、非接触式の光学検出手段を用いることに起因して、設備費用が増大するという難点があった。すなわち非接触式の光学検出手段としては、レーザ変位計など高価格の変位計測器を用いる必要があるため、低コストの設備を実現することが困難であった。またこのような設備費用の増大を避けるため、接触式の変位計を用いる場合には、基板の表面を対象とした高さ測定動作の都度変位計を昇降させる必要があり、高さ測定に時間を要して作業タクトタイムの遅延を招く結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置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】
【０００６】
本発明の電子部品接着用の樹脂塗布装置は、基板保持部に保持された基板に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置であって、前記樹脂を吐出する塗布ユニットが装着された塗布ヘッドと、この塗布ヘッドを昇降させる昇降機構と、前記塗布ヘッドを前記基板に対して水平移動させるヘッド移動機構と、前記基板保持部に保持された基板の反り変形量を測定する反り測定手段とを備え、前記反り測定手段は、測定対象に測定子を接触させることによりこの測定子が押し込まれて変位する変位量を測定する接触式の変位センサと、前記基板保持部を対象とした基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と前記基板を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間で前記変位センサを昇降させるセンサ昇降機構と、前記センサ昇降機構によって昇降し前記変位センサを上向きに付勢する付勢手段と、前記ヘッド移動機構による水平方向の移動動作によって駆動され、前記待機高さ位置から前記測定子が前記基板に接触して前記変位を測定する測定高さ位置まで、前記変位センサを前記付勢手段の上向きの付勢力に抗して押し下げるセンサ押し下げ機構とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板保持部に保持された基板の反り変形量を測定する反り測定手段に
おいて、接触式の変位センサを基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と基板を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間でセンサ昇降機構によって昇降させ、待機高さ位置から測定子が基板に接触して変位を測定する測定高さ位置までの下降動作を、ヘッド移動機構による水平方向の移動動作によって駆動されるセンサ押し下げ機構によって行う構成とすることにより、変位センサの昇降のための機構を簡略化するとともに昇降のための動作時間を短縮して、低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の部品実装装置の全体斜視図、図２は本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図、図３は本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着された樹脂塗布用の塗布ヘッドの構成説明図、図４は本発明の一実施の形態の部品実装装置の塗布ヘッドに用いられる反り測定ユニットの構成説明図、図５は本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられるセンサ押し下げ機構の構成説明図、図６は本発明の一実施の形態の部品実装装置における基板の反り測定方法の動作説明図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して、部品実装装置１の全体構成を説明する。部品実装装置１は基板に半導体チップなどの部品をボンディングによって実装する機能を有するものである。図１において基台２上には、部品供給ステージ３（部品供給部）、ユニット集合ステージ４および基板保持ステージ５（基板保持部）がＹ方向に配列されている。部品供給ステージ３に備えられたウェハ保持テーブル３ａには、実装対象となる部品である複数の半導体チップ６ａが配列された半導体ウェハ６が保持されている。基板保持ステージ５は、基板７を保持する基板保持テーブル５ａをＸＹテーブル機構３４（図２参照）によって水平駆動する構成となっており、基板７には半導体チップ６ａが実装される。
【００１０】
ユニット集合ステージ４は、直動機構（図２に示すＸ軸移動機構３０）によってＸ方向に往復動する移動テーブル４ａに、後述するツールストッカ１５、中継ステージ１６、部品回収箱１７、部品認識カメラ１８などの機能ユニットを集合的に配設した構成となっている。ツールストッカ１５には、搭載ユニット１９に装着される部品保持ツール１９ａなど、部品種に応じて交換されて使用される複数の作業ツールが各部品種毎に収納される。部品回収箱１７は、部品供給ステージ３から取り出された後に、不良部品や混入した異種部品など基板７への実装が不適と判断された部品を廃棄回収する機能を有している。
【００１１】
部品供給ステージ３、ユニット集合ステージ４および基板保持ステージ５の上方には、基台２のＸ方向の端部に位置して、Ｙ軸フレーム８が支持ポスト８ａによって両端部を支持されてＹ方向に架設されている。Ｙ軸フレーム８の前面には、以下に説明する第１ヘッド１１、第２ヘッド１２をリニアモータ駆動によりＹ方向に案内して駆動するＹ軸ガイド機構９が組み込まれている。第１ヘッド１１には半導体チップ６ａを保持して基板７に搭載する機能を有する搭載ユニット１９が装着されている。第２ヘッド１２には、基板７に電子部品接合用の接着剤を塗布する機能を有する塗布ユニット２０、塗布ユニット２０をＸ方向に移動させるためのＸ軸駆動機構２２および基板７の反り変形を測定するための反り測定ユニット２１が装着されている。
【００１２】
部品供給ステージ３、中継ステージ１６および基板保持ステージ５の上方には、位置認識のために第１カメラ２３、第２カメラ２４、第３カメラ２５が配設されている。第１カメラ２３は部品供給ステージ３において取り出し対象の半導体チップ６ａを撮像する。第２カメラ２４は部品供給ステージ３から取り出されて中継ステージ１６に位置補正のために仮置きされた半導体チップ６ａを撮像する。また第３カメラ２５は、基板保持ステージ５に保持された基板７を撮像して部品実装点の位置を認識する。またユニット集合ステー
ジ４に配設された部品認識カメラ１８は、部品供給ステージ３から取り出された半導体チップ６ａを下方から撮像する。
【００１３】
図２に示すように、部品供給ステージ３はＸＹテーブル機構２６を備えており、ＸＹテーブル機構２６の上面に装着された水平な移動プレート２７には、複数の支持部材２８が立設されている。支持部材２８は、上面に半導体ウェハ６が装着保持されるウェハ保持テーブル３ａを支持している。半導体ウェハ６はウェハシート６ｂに複数の半導体チップ６ａを所定配列で貼着した構成となっており、半導体チップ６ａはウェハシート６ｂに能動面を上向きにしたフェイスアップ姿勢で個片に分割された状態で貼着保持されている。
【００１４】
部品供給ステージ３には、半導体ウェハ６から半導体チップ６ａをピックアップするためのピックアップ作業位置［Ｐ１］が設定されている。第１カメラ２３の位置はピックアップ作業位置［Ｐ１］に対応しており、第１カメラ２３によって半導体ウェハ６を撮像した撮像結果を認識処理することにより、ピックアップ対象の半導体チップ６ａの位置が検出される。ウェハ保持テーブル３ａの内部においてピックアップ作業位置［Ｐ１］に対応する位置には、エジェクタ機構２９が配設されている。エジェクタ機構２９は、ウェハシート６ｂの下面側から半導体チップ６ａをピンで突き上げることにより、半導体チップ６ａのウェハシート６ｂからの剥離を促進する機能を有している。半導体チップ６ａの取り出し時にエジェクタ機構２９を昇降させてウェハシート６ｂの下面に当接させることにより、後述するピックアップヘッド１４による半導体チップ６ａのウェハシート６ｂからの取り出しを容易に行うことができる。
【００１５】
部品取り出し動作においては、ＸＹテーブル機構２６を駆動してウェハシート６ｂをＸＹ方向に水平移動させることにより、ウェハシート６ｂに貼着された複数の半導体チップ６ａのうち、取り出し対象となる所望の半導体チップ６ａをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させる。なおここでは、部品供給ステージ３として、ウェハシート６ｂに貼着されたウェハ状態の部品を供給する方式のウェハテーブルを用いる例を示したが、複数の部品を所定の平面配列で供給する部品トレイを、ウェハテーブルと交換自在に部品供給ステージ３に配置するようにしてもよい。
【００１６】
部品供給ステージ３の上方には、半導体チップ６ａを吸着して保持するピックアップノズル１４ａを備えたピックアップヘッド１４が配設されている。ピックアップヘッド１４はピックアップアーム１３ａによって保持されており、ピックアップアーム１３ａは、Ｙ軸フレーム８の下面に縣吊して配置されたピックアップヘッド移動機構１３から、部品供給ステージ３の上方に延出して設けられている。ピックアップヘッド移動機構１３を駆動することにより、ピックアップアーム１３ａはＸＹＺ方向に移動するとともに、Ｘ方向の軸廻りに回転する。
【００１７】
これにより、ピックアップヘッド１４は部品供給ステージ３の上方とユニット集合ステージ４の上方との間でＹ方向に移動するとともに、Ｚ方向に昇降する。これによりピックアップヘッド１４は、部品供給ステージ３から半導体チップ６ａをピックアップして、ユニット集合ステージ４に設けられた中継ステージ１６に移送する動作を行う。また必要時には、ピックアップヘッド１４をピックアップ作業位置［Ｐ１］の上方からＸ方向に退避させることが可能となっており、さらにピックアップアーム１３ａを回転させてピックアップヘッド１４を反転させることにより、ピックアップノズル１４ａに保持した半導体チップ６ａの姿勢を表裏反転させることが可能となっている。
【００１８】
図２に示すように、ユニット集合ステージ４および基板保持ステージ５は、ベースプレート３３の上面に設けられており、ベースプレート３３は基台２の上面に立設された複数の支持ポスト３２によって下方から支持されている。移動テーブル４ａをＸ方向に移動さ
せるＸ軸移動機構３０は、ベース部３１上にモータを駆動源とする送りねじ直動機構３０ａと直動ガイド機構３０ｂを配設して構成されている。
【００１９】
中継ステージ１６には、部品供給ステージ３からピックアップヘッド１４によって取り出された半導体チップ６ａが位置補正のために載置される（矢印ａ）。中継ステージ１６には中継位置［Ｐ２］が設定されており、第２カメラ２４は中継位置［Ｐ２］に対応して配置されている。Ｘ軸移動機構３０によって中継ステージ１６を移動させることにより、中継ステージ１６に載置された半導体チップ６ａを中継位置［Ｐ２］に位置させて第２カメラ２４によって撮像することができ、これにより中継ステージ１６に載置された半導体チップ６ａの位置が検出される。部品認識カメラ１８は中継ステージ１６に隣接して配置されており、同様にＸ軸移動機構３０を駆動することにより、部品認識位置［Ｐ３］に移動する。
【００２０】
基板保持ステージ５は、ＸＹテーブル機構３４上に基板７を保持する基板保持テーブル５ａを設けた構成となっている。基板保持ステージ５には、半導体チップ６ａを基板保持テーブル５ａに保持された基板７に実装するための実装作業位置［Ｐ４］が設定されており、第３カメラ２５は実装作業位置［Ｐ４］に対応して配置されている。第３カメラ２５によって基板７を撮像することにより、基板７に設定された部品実装点７ａの位置が検出される。そしてＸＹテーブル機構３４を駆動することにより、基板保持テーブル５ａは基板７とともにＸＹ方向に水平移動し、基板７に設定された任意の部品実装点７ａを実装作業位置［Ｐ４］に位置させることができる。
【００２１】
次に、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２について説明する。図２においてＹ軸フレーム８に設けられたＹ軸ガイド機構９の前面には、第１ヘッド１１および第２ヘッド１２をＹ方向にガイドするための２条のガイドレール９ａが設けられており、これらのガイドレール９ａの間には以下に説明する第１ヘッド１１および第２ヘッド１２をＹ方向に駆動するためのリニアモータを構成する固定子９ｂが配設されている。ガイドレール９ａには図示しないスライダがＹ方向にスライド自在に嵌合しており、このスライダは垂直な移動プレート１１ａ，１２ａの背面に固着されている。
【００２２】
移動プレート１１ａ，１２ａの背面には、固定子９ｂに対向してリニアモータを構成するする可動子（図示省略）が配設されている。これらのリニアモータを駆動することにより、第１ヘッド１１および第２ヘッド１２はガイドレール９ａによってガイドされて、それぞれＹ方向に移動する（矢印ｂ）。移動プレート１１ａ，１２ａの前面には、それぞれ昇降機構１１ｂ，１２ｂが配設されており、昇降機構１１ｂ，１２ｂの前面には昇降プレート１１ｃ，１２ｃが、スライドガイド機構（図示省略）により垂直方向にスライド自在に配設されている。昇降機構１１ｂ，１２ｂを駆動することにより、昇降プレート１１ｃ，１２ｃはそれぞれ昇降する（矢印ｃ）。昇降プレート１１ｃには、下部に部品保持ツール１９ａを備えた搭載ユニット１９が着脱自在に装着されている。昇降プレート１２ｃにはＸ軸駆動機構２２が装着されており、Ｘ軸駆動機構２２は反り測定ユニット２１を固定位置に保持するとともに、２基の塗布ユニット２０をＸ方向に移動させる。
【００２３】
搭載ユニット１９は部品保持ツール１９ａによって実装対象の部品である半導体チップ６ａを保持する機能を有しており、第１ヘッド１１をＹ方向に水平移動させて昇降プレート１１ｃが昇降することにより、搭載ユニット１９は部品供給ステージ３から供給された半導体チップ６ａを、基板保持ステージ５に保持された基板７に搭載する（矢印ｄ）。ここでは、搭載ユニット１９が装着された第１ヘッド１１による実装形態として、ピックアップヘッド１４によって部品供給ステージ３から取り出され中継ステージ１６上に載置された半導体チップ６ａを搭載ユニット１９によって保持して基板７に搭載するプリセンタ実装形態と、部品供給ステージ３の半導体チップ６ａを直接搭載ユニット１９によって保
持して基板７に搭載するダイレクト実装形態と、ピックアップヘッド１４によって部品供給ステージ３から取り出され表裏反転状態でピックアップヘッド１４に保持された半導体チップ６ａを搭載ユニット１９によって保持して基板７に搭載するフェイスダウン実装形態とを選択的に実行できるようになっている。すなわち搭載ユニット１９が装着された第１ヘッド１１は、部品供給ステージ３によって供給された半導体チップ６ａを吸着保持して、基板保持ステージ５に保持された基板７に実装する実装ヘッドとなっている。
【００２４】
次に図３を参照して、第２ヘッド１２の構成を説明する。図３において昇降プレート１２ｃには、Ｘ軸駆動機構２２が結合されている。Ｘ軸駆動機構２２を駆動することにより、Ｘ軸駆動機構２２の側面に設けられた移動プレート２２ａはＸ方向（矢印ｆ方向）に往復移動する。移動プレート２２ａには結合部材４０ａを介して２つの塗布ユニット２０を備えた塗布ヘッド４０が装着されている。Ｙ軸ガイド機構９およびＸ軸駆動機構２２を駆動することにより塗布ヘッド４０は基板保持テーブル５ａに保持された基板７に対してＸＹ方向に水平移動し、昇降機構１２ｂを駆動することによりこれらの塗布ユニット２０は昇降する。したがって、Ｙ軸ガイド機構９、Ｘ軸駆動機構２２は、塗布ヘッド４０を基板７に対して水平移動するヘッド移動機構となっており、昇降機構１２ｂは塗布ヘッド４０を昇降させる昇降機構となっている。
【００２５】
塗布ヘッド４０を構成する塗布ユニット２０は、部品接着用の樹脂接着剤であるペーストを収納したシリンジ２０ａおよびペーストを吐出する塗布ノズル２０ｂを備えている。塗布ヘッド４０を基板保持ステージ５に保持された基板７の上方に移動させて、塗布ユニット２０による塗布動作を行わせることにより（矢印ｅ）、塗布ノズル２０ｂから吐出したペーストを基板７の部品実装点７ａに塗布する。このとき、Ｙ軸ガイド機構９、Ｘ軸駆動機構２２を駆動することにより、塗布ノズル２０ｂを基板７に対して任意の描画パターンで水平移動させ、電子部品接着用の樹脂を描画塗布することができる。すなわち、部品実装装置１において第２ヘッド１２に塗布ヘッド４０が装着された構成は、基板保持ステージ５に保持された基板７に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置に相当する。
【００２６】
Ｘ軸駆動機構２２の側面には、反り測定ユニット２１が配設されている。反り測定ユニット２１は、基板保持ステージ５に保持された基板７の反り変形量を測定する機能を有しており、接触式の変位センサ４２を内蔵している。変位センサ４２は、測定対象に測定子であるプローブ４２ａを接触させることによりプローブ４２ａが押し込まれて変位する変位量を測定する機能を有している。すなわち測定対象の基板７に対して変位センサ４２を規定高さまで下降させて基板７の上面にプローブ４２ａを接触させ、このときのプローブ４２ａが押し込まれる変位量を測定することにより基板７の上面の高さ位置を測定し、この測定結果から当該基板７の反り変形を求めるようにしている。
【００２７】
本実施の形態においては、Ｘ軸駆動機構２２によるＸ方向の水平移動を駆動源として、測定動作時において変位センサ４２を規定高さまで下降させる機構を採用している。図３のＡ−Ａ矢視に示すように、移動プレート２２ａには板カム部材４１が結合されており、Ｘ軸駆動機構２２を駆動して板カム部材４１がＸ方向（矢印ｇ方向）に移動することにより、反り測定ユニット２１に内蔵された変位センサ４２を押し下げるようにしている。
【００２８】
以下、図４を参照して反り測定ユニット２１の構造を説明する。反り測定ユニット２１はＸ軸駆動機構２２のフレーム部に固定的に配設されており、図４において駆動方向を下向きにした垂直で配設されたシリンダ４３のロッド４３ａには、昇降部材４４が結合されている。昇降部材４４は垂直に配置されたガイドレール４６およびスライダ４５より成るガイド機構によって上下方向にガイドされており、昇降部材４４の一方側の端部４４ａにはセンサ押し下げ部４７が固着されている。センサ押し下げ部４７には変位センサ４２がプローブ４２ａを下向きにした姿勢で保持されており、シリンダ４３を駆動してロッド４
３ａを突出させることにより、昇降部材４４はセンサ押し下げ部４７とともに実線位置から鎖線位置まで下降する。図４に示す実線位置は、基板保持ステージ５を対象とした基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置に相当し、鎖線位置は、変位センサ４２が基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置に相当する。そしてシリンダ４３、スライダ４５、ガイドレール４６は、基板搬送時高さ位置と待機高さ位置との間で変位センサ４２を昇降させるセンサ昇降機構を構成する。
【００２９】
センサ押し下げ部４７が下降した状態における停止位置の側方には、図３に示す板カム部材４１が位置する。板カム部材４１には、センサ押し下げ部４７に近接した側の先端部４１ａに、下向き斜め方向のテーパカム面４１ｂが設けられている。Ｘ軸駆動機構２２を駆動することにより、板カム部材４１は鎖線位置まで下降したセンサ押し下げ部４７に対して側方から進退する（矢印ｈ）。
【００３０】
次に図５を参照してセンサ押し下げ部４７の構成および機能を説明する。図５（ａ）において、ベース部４７ａには上下方向にガイドレール４８が配設されており、ガイドレール４８に上下方向にスライド自在に嵌合したスライダ４９には、変位センサ４２が保持されたセンサホルダ５０が結合されている。変位センサ４２はセンサホルダ５０を介して引張りバネ部材５１によって上方に付勢されており（矢印ｉ）、通常時にはこの付勢力によって変位センサ４２はセンサホルダ５０とともに上昇した位置にある。センサ押し下げ部４７に設けられた引張りバネ部材５１は、前述構成のセンサ昇降機構によって昇降し変位センサ４２を上向きに付勢する付勢手段となっている。
【００３１】
センサホルダ５０の端部５０ａには、カムフォロア５２が配設されている。図５（ｂ）に示すように、昇降部材４４を図４に示す鎖線位置まで下降させて、変位センサ４２は前述の待機高さ位置に下降させると、センサ押し下げ部４７は板カム部材４１の側方に位置する。そしてこの状態でＸ軸駆動機構２２を駆動して板カム部材４１を進出させることにより（矢印ｊ）、板カム部材４１のテーパカム面４１ｂがカムフォロア５２に当接し、センサホルダ５０は変位センサ４２とともに引張りバネ部材５１の付勢力に抗して下方に押し下げられる（矢印ｋ）。
【００３２】
これにより変位センサ４２が下降して、プローブ４２ａが基板保持テーブル５ａに保持された基板７の部品実装点７ａに当接し、上面７ｂの高さ状態に応じた変位量だけ押し込まれる。これにより変位センサ４２はその変位量に応じた測定信号を測定部５３に対して出力し、測定部５３がこの測定信号に基づいて所定の演算を行うことにより、測定対象の基板７の上面７ｂの高さ位置Ｚを求めることができる。そしてこの高さ位置Ｚを本来の基板７の上面７ｂの高さ位置と比較することにより、基板７の反り変形量が測定される。すなわち変位センサ４２が押し下げられた位置は、プローブ４２ａが基板７に接触して変位を測定する測定高さ位置に相当する。そして板カム部材４１が反対方向に退避することにより、変位センサ４２は引張りバネ部材５１の付勢力によってセンサホルダ５０とともに上昇し、測定高さ位置から待機高さ位置に復帰する。
【００３３】
したがって板カム部材４１、センサ押し下げ部４７は、ヘッド移動機構を構成するＸ軸駆動機構２２による水平方向の移動動作によって駆動され、待機高さ位置からプローブ４２ａが基板７に接触して変位を測定する測定高さ位置まで、変位センサ４２を引張りバネ部材５１の上向きの付勢力に抗して押し下げるセンサ押し下げ機構となっている。そして変位センサ４２，前述構成のセンサ昇降機構、センサ押し下げ機構、付勢手段は、基板保持ステージ５に保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定手段を構成する。このように、Ｘ軸駆動機構２２による水平方向の移動動作によって変位センサ４２を押し下げる構成を採用することにより、別途駆動機構を設ける場合と比較して、設備コストを低減させることが可能となっている。
【００３４】
次に図６を参照して、反り測定ユニット２１によって、基板保持テーブル５ａに保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定方法について説明する。図６（ａ）は、シリンダ４３のロッド４３ａが没入して、変位センサ４２が基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置にある状態を示している。この状態では、変位センサ４２と基板保持テーブル５ａとの間には十分なクリアランスが確保され、基板保持テーブル５ａ上への基板７の搬入・搬出動作が妨げられることなく実行できるようになっている。
【００３５】
図６（ｂ）は、シリンダ４３のロッド４３ａを突出させてセンサ押し下げ部４７を下降させ（矢印ｌ）、基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置に、変位センサ４２を位置させた状態を示している。これにより、プローブ４２ａは基板保持テーブル５ａに保持された基板７の上方の直近に位置する。
【００３６】
次いで図６（ｃ）は、測定状態を示している。すなわち、Ｘ軸駆動機構２２を駆動して板カム部材４１をセンサ押し下げ部４７に対して進出させる（矢印ｍ）。これによりカムフォロア５２が所定の押し下げ量だけ押し下げられて、変位センサ４２が測定高さ位置まで下降する（矢印ｎ）。これによりプローブ４２ａが基板７に当接し、基板７の反り変形量が測定される。このとき、プローブ４２ａは予め基板７の上方の直近位置に位置しているため、測定時の昇降ストロークは短くて済み、短い動作時間で速やかに作業効率よく測定を実行することができる。
【００３７】
上記説明したように、本発明は、基板保持ステージ５に保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定手段において、接触式の変位センサ４２を基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と、基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間でセンサ昇降機構によって昇降させ、待機高さ位置からプローブ４２ａが基板７に接触して変位を測定する測定高さ位置までの下降動作を、Ｘ軸移動機構２２による水平方向の移動動作によって駆動されるセンサ押し下げ機構によって行うように構成している。
【００３８】
これにより、変位センサ４２の昇降のための機構を簡略化するとともに、昇降のための動作時間を短縮して、低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電子部品接着用の樹脂塗布装置は、低い設備コストで作業効率に優れるという効果を有し、リードフレームや樹脂基板などに部品を接着するための樹脂塗布を行う分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の全体斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着された樹脂塗布用の塗布ヘッドの構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装装置の塗布ヘッドに用いられる反り測定ユニットの構成説明図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられるセンサ押し下げ機構の構成説明図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装装置における基板の反り測定方法の動作説明図
【符号の説明】
【００４１】
１ 部品実装装置
３ 部品供給ステージ
４ ユニット集合ステージ
５ 基板保持ステージ
６ 半導体ウェハ
６ａ 半導体チップ
７ 基板
９ Ｙ軸ガイド機構
１１ 第１ヘッド
１２ 第２ヘッド
１９ 搭載ユニット
２０ 塗布ユニット
２１ 反り測定ユニット
２２ Ｘ軸駆動機構
４１ 板カム部材
４２ 変位センサ
４２ａ プローブ
４７ センサ押し下げ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどの部品はウェハシートが装着されたウェハテーブルなどの部品供給部から取り出され、リードフレームや樹脂基板などの基板に樹脂接着剤を介して実装される。このような部品実装作業を行う部品実装装置は、基板に樹脂接着剤を塗布する樹脂塗布装置と組み合わされて使用され、部品の搭載に先だって基板の部品実装位置には電子部品接着用の樹脂接着剤が樹脂塗布装置に装着されたディスペンサによって塗布される。
【０００３】
このような樹脂接着剤による部品実装においては、規定量の樹脂接着剤を規定の塗布形状で正しく塗布することが求められる。そしてディスペンサによる樹脂塗布においては、基板の表面に対してディスペンサの塗布ノズルを適正な高さまで下降させることが重要であるため、塗布対象となる基板の表面の高さを測定して基板の反り変形状態を検出することが行われる（特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術においては、非接触式の光学検出手段を樹脂接着剤の塗布ヘッドに近接して設けるようにしている。
【特許文献１】特開平３−９１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の先行技術においては、非接触式の光学検出手段を用いることに起因して、設備費用が増大するという難点があった。すなわち非接触式の光学検出手段としては、レーザ変位計など高価格の変位計測器を用いる必要があるため、低コストの設備を実現することが困難であった。またこのような設備費用の増大を避けるため、接触式の変位計を用いる場合には、基板の表面を対象とした高さ測定動作の都度変位計を昇降させる必要があり、高さ測定に時間を要して作業タクトタイムの遅延を招く結果となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置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】
【０００６】
本発明の電子部品接着用の樹脂塗布装置は、基板保持部に保持された基板に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置であって、前記樹脂を吐出する塗布ユニットが装着された塗布ヘッドと、この塗布ヘッドを昇降させる昇降機構と、前記塗布ヘッドを前記基板に対して水平移動させるヘッド移動機構と、前記基板保持部に保持された基板の反り変形量を測定する反り測定手段とを備え、前記反り測定手段は、測定対象に測定子を接触させることによりこの測定子が押し込まれて変位する変位量を測定する接触式の変位センサと、前記基板保持部を対象とした基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と前記基板を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間で前記変位センサを昇降させるセンサ昇降機構と、前記センサ昇降機構によって昇降し前記変位センサを上向きに付勢する付勢手段と、前記ヘッド移動機構による水平方向の移動動作によって駆動され、前記待機高さ位置から前記測定子が前記基板に接触して前記変位を測定する測定高さ位置まで、前記変位センサを前記付勢手段の上向きの付勢力に抗して押し下げるセンサ押し下げ機構とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板保持部に保持された基板の反り変形量を測定する反り測定手段に
おいて、接触式の変位センサを基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と基板を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間でセンサ昇降機構によって昇降させ、待機高さ位置から測定子が基板に接触して変位を測定する測定高さ位置までの下降動作を、ヘッド移動機構による水平方向の移動動作によって駆動されるセンサ押し下げ機構によって行う構成とすることにより、変位センサの昇降のための機構を簡略化するとともに昇降のための動作時間を短縮して、低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の部品実装装置の全体斜視図、図２は本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図、図３は本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着された樹脂塗布用の塗布ヘッドの構成説明図、図４は本発明の一実施の形態の部品実装装置の塗布ヘッドに用いられる反り測定ユニットの構成説明図、図５は本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられるセンサ押し下げ機構の構成説明図、図６は本発明の一実施の形態の部品実装装置における基板の反り測定方法の動作説明図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して、部品実装装置１の全体構成を説明する。部品実装装置１は基板に半導体チップなどの部品をボンディングによって実装する機能を有するものである。図１において基台２上には、部品供給ステージ３（部品供給部）、ユニット集合ステージ４および基板保持ステージ５（基板保持部）がＹ方向に配列されている。部品供給ステージ３に備えられたウェハ保持テーブル３ａには、実装対象となる部品である複数の半導体チップ６ａが配列された半導体ウェハ６が保持されている。基板保持ステージ５は、基板７を保持する基板保持テーブル５ａをＸＹテーブル機構３４（図２参照）によって水平駆動する構成となっており、基板７には半導体チップ６ａが実装される。
【００１０】
ユニット集合ステージ４は、直動機構（図２に示すＸ軸移動機構３０）によってＸ方向に往復動する移動テーブル４ａに、後述するツールストッカ１５、中継ステージ１６、部品回収箱１７、部品認識カメラ１８などの機能ユニットを集合的に配設した構成となっている。ツールストッカ１５には、搭載ユニット１９に装着される部品保持ツール１９ａなど、部品種に応じて交換されて使用される複数の作業ツールが各部品種毎に収納される。部品回収箱１７は、部品供給ステージ３から取り出された後に、不良部品や混入した異種部品など基板７への実装が不適と判断された部品を廃棄回収する機能を有している。
【００１１】
部品供給ステージ３、ユニット集合ステージ４および基板保持ステージ５の上方には、基台２のＸ方向の端部に位置して、Ｙ軸フレーム８が支持ポスト８ａによって両端部を支持されてＹ方向に架設されている。Ｙ軸フレーム８の前面には、以下に説明する第１ヘッド１１、第２ヘッド１２をリニアモータ駆動によりＹ方向に案内して駆動するＹ軸ガイド機構９が組み込まれている。第１ヘッド１１には半導体チップ６ａを保持して基板７に搭載する機能を有する搭載ユニット１９が装着されている。第２ヘッド１２には、基板７に電子部品接合用の接着剤を塗布する機能を有する塗布ユニット２０、塗布ユニット２０をＸ方向に移動させるためのＸ軸駆動機構２２および基板７の反り変形を測定するための反り測定ユニット２１が装着されている。
【００１２】
部品供給ステージ３、中継ステージ１６および基板保持ステージ５の上方には、位置認識のために第１カメラ２３、第２カメラ２４、第３カメラ２５が配設されている。第１カメラ２３は部品供給ステージ３において取り出し対象の半導体チップ６ａを撮像する。第２カメラ２４は部品供給ステージ３から取り出されて中継ステージ１６に位置補正のために仮置きされた半導体チップ６ａを撮像する。また第３カメラ２５は、基板保持ステージ５に保持された基板７を撮像して部品実装点の位置を認識する。またユニット集合ステー
ジ４に配設された部品認識カメラ１８は、部品供給ステージ３から取り出された半導体チップ６ａを下方から撮像する。
【００１３】
図２に示すように、部品供給ステージ３はＸＹテーブル機構２６を備えており、ＸＹテーブル機構２６の上面に装着された水平な移動プレート２７には、複数の支持部材２８が立設されている。支持部材２８は、上面に半導体ウェハ６が装着保持されるウェハ保持テーブル３ａを支持している。半導体ウェハ６はウェハシート６ｂに複数の半導体チップ６ａを所定配列で貼着した構成となっており、半導体チップ６ａはウェハシート６ｂに能動面を上向きにしたフェイスアップ姿勢で個片に分割された状態で貼着保持されている。
【００１４】
部品供給ステージ３には、半導体ウェハ６から半導体チップ６ａをピックアップするためのピックアップ作業位置［Ｐ１］が設定されている。第１カメラ２３の位置はピックアップ作業位置［Ｐ１］に対応しており、第１カメラ２３によって半導体ウェハ６を撮像した撮像結果を認識処理することにより、ピックアップ対象の半導体チップ６ａの位置が検出される。ウェハ保持テーブル３ａの内部においてピックアップ作業位置［Ｐ１］に対応する位置には、エジェクタ機構２９が配設されている。エジェクタ機構２９は、ウェハシート６ｂの下面側から半導体チップ６ａをピンで突き上げることにより、半導体チップ６ａのウェハシート６ｂからの剥離を促進する機能を有している。半導体チップ６ａの取り出し時にエジェクタ機構２９を昇降させてウェハシート６ｂの下面に当接させることにより、後述するピックアップヘッド１４による半導体チップ６ａのウェハシート６ｂからの取り出しを容易に行うことができる。
【００１５】
部品取り出し動作においては、ＸＹテーブル機構２６を駆動してウェハシート６ｂをＸＹ方向に水平移動させることにより、ウェハシート６ｂに貼着された複数の半導体チップ６ａのうち、取り出し対象となる所望の半導体チップ６ａをピックアップ作業位置［Ｐ１］に位置させる。なおここでは、部品供給ステージ３として、ウェハシート６ｂに貼着されたウェハ状態の部品を供給する方式のウェハテーブルを用いる例を示したが、複数の部品を所定の平面配列で供給する部品トレイを、ウェハテーブルと交換自在に部品供給ステージ３に配置するようにしてもよい。
【００１６】
部品供給ステージ３の上方には、半導体チップ６ａを吸着して保持するピックアップノズル１４ａを備えたピックアップヘッド１４が配設されている。ピックアップヘッド１４はピックアップアーム１３ａによって保持されており、ピックアップアーム１３ａは、Ｙ軸フレーム８の下面に縣吊して配置されたピックアップヘッド移動機構１３から、部品供給ステージ３の上方に延出して設けられている。ピックアップヘッド移動機構１３を駆動することにより、ピックアップアーム１３ａはＸＹＺ方向に移動するとともに、Ｘ方向の軸廻りに回転する。
【００１７】
これにより、ピックアップヘッド１４は部品供給ステージ３の上方とユニット集合ステージ４の上方との間でＹ方向に移動するとともに、Ｚ方向に昇降する。これによりピックアップヘッド１４は、部品供給ステージ３から半導体チップ６ａをピックアップして、ユニット集合ステージ４に設けられた中継ステージ１６に移送する動作を行う。また必要時には、ピックアップヘッド１４をピックアップ作業位置［Ｐ１］の上方からＸ方向に退避させることが可能となっており、さらにピックアップアーム１３ａを回転させてピックアップヘッド１４を反転させることにより、ピックアップノズル１４ａに保持した半導体チップ６ａの姿勢を表裏反転させることが可能となっている。
【００１８】
図２に示すように、ユニット集合ステージ４および基板保持ステージ５は、ベースプレート３３の上面に設けられており、ベースプレート３３は基台２の上面に立設された複数の支持ポスト３２によって下方から支持されている。移動テーブル４ａをＸ方向に移動さ
せるＸ軸移動機構３０は、ベース部３１上にモータを駆動源とする送りねじ直動機構３０ａと直動ガイド機構３０ｂを配設して構成されている。
【００１９】
中継ステージ１６には、部品供給ステージ３からピックアップヘッド１４によって取り出された半導体チップ６ａが位置補正のために載置される（矢印ａ）。中継ステージ１６には中継位置［Ｐ２］が設定されており、第２カメラ２４は中継位置［Ｐ２］に対応して配置されている。Ｘ軸移動機構３０によって中継ステージ１６を移動させることにより、中継ステージ１６に載置された半導体チップ６ａを中継位置［Ｐ２］に位置させて第２カメラ２４によって撮像することができ、これにより中継ステージ１６に載置された半導体チップ６ａの位置が検出される。部品認識カメラ１８は中継ステージ１６に隣接して配置されており、同様にＸ軸移動機構３０を駆動することにより、部品認識位置［Ｐ３］に移動する。
【００２０】
基板保持ステージ５は、ＸＹテーブル機構３４上に基板７を保持する基板保持テーブル５ａを設けた構成となっている。基板保持ステージ５には、半導体チップ６ａを基板保持テーブル５ａに保持された基板７に実装するための実装作業位置［Ｐ４］が設定されており、第３カメラ２５は実装作業位置［Ｐ４］に対応して配置されている。第３カメラ２５によって基板７を撮像することにより、基板７に設定された部品実装点７ａの位置が検出される。そしてＸＹテーブル機構３４を駆動することにより、基板保持テーブル５ａは基板７とともにＸＹ方向に水平移動し、基板７に設定された任意の部品実装点７ａを実装作業位置［Ｐ４］に位置させることができる。
【００２１】
次に、第１ヘッド１１、第２ヘッド１２について説明する。図２においてＹ軸フレーム８に設けられたＹ軸ガイド機構９の前面には、第１ヘッド１１および第２ヘッド１２をＹ方向にガイドするための２条のガイドレール９ａが設けられており、これらのガイドレール９ａの間には以下に説明する第１ヘッド１１および第２ヘッド１２をＹ方向に駆動するためのリニアモータを構成する固定子９ｂが配設されている。ガイドレール９ａには図示しないスライダがＹ方向にスライド自在に嵌合しており、このスライダは垂直な移動プレート１１ａ，１２ａの背面に固着されている。
【００２２】
移動プレート１１ａ，１２ａの背面には、固定子９ｂに対向してリニアモータを構成するする可動子（図示省略）が配設されている。これらのリニアモータを駆動することにより、第１ヘッド１１および第２ヘッド１２はガイドレール９ａによってガイドされて、それぞれＹ方向に移動する（矢印ｂ）。移動プレート１１ａ，１２ａの前面には、それぞれ昇降機構１１ｂ，１２ｂが配設されており、昇降機構１１ｂ，１２ｂの前面には昇降プレート１１ｃ，１２ｃが、スライドガイド機構（図示省略）により垂直方向にスライド自在に配設されている。昇降機構１１ｂ，１２ｂを駆動することにより、昇降プレート１１ｃ，１２ｃはそれぞれ昇降する（矢印ｃ）。昇降プレート１１ｃには、下部に部品保持ツール１９ａを備えた搭載ユニット１９が着脱自在に装着されている。昇降プレート１２ｃにはＸ軸駆動機構２２が装着されており、Ｘ軸駆動機構２２は反り測定ユニット２１を固定位置に保持するとともに、２基の塗布ユニット２０をＸ方向に移動させる。
【００２３】
搭載ユニット１９は部品保持ツール１９ａによって実装対象の部品である半導体チップ６ａを保持する機能を有しており、第１ヘッド１１をＹ方向に水平移動させて昇降プレート１１ｃが昇降することにより、搭載ユニット１９は部品供給ステージ３から供給された半導体チップ６ａを、基板保持ステージ５に保持された基板７に搭載する（矢印ｄ）。ここでは、搭載ユニット１９が装着された第１ヘッド１１による実装形態として、ピックアップヘッド１４によって部品供給ステージ３から取り出され中継ステージ１６上に載置された半導体チップ６ａを搭載ユニット１９によって保持して基板７に搭載するプリセンタ実装形態と、部品供給ステージ３の半導体チップ６ａを直接搭載ユニット１９によって保
持して基板７に搭載するダイレクト実装形態と、ピックアップヘッド１４によって部品供給ステージ３から取り出され表裏反転状態でピックアップヘッド１４に保持された半導体チップ６ａを搭載ユニット１９によって保持して基板７に搭載するフェイスダウン実装形態とを選択的に実行できるようになっている。すなわち搭載ユニット１９が装着された第１ヘッド１１は、部品供給ステージ３によって供給された半導体チップ６ａを吸着保持して、基板保持ステージ５に保持された基板７に実装する実装ヘッドとなっている。
【００２４】
次に図３を参照して、第２ヘッド１２の構成を説明する。図３において昇降プレート１２ｃには、Ｘ軸駆動機構２２が結合されている。Ｘ軸駆動機構２２を駆動することにより、Ｘ軸駆動機構２２の側面に設けられた移動プレート２２ａはＸ方向（矢印ｆ方向）に往復移動する。移動プレート２２ａには結合部材４０ａを介して２つの塗布ユニット２０を備えた塗布ヘッド４０が装着されている。Ｙ軸ガイド機構９およびＸ軸駆動機構２２を駆動することにより塗布ヘッド４０は基板保持テーブル５ａに保持された基板７に対してＸＹ方向に水平移動し、昇降機構１２ｂを駆動することによりこれらの塗布ユニット２０は昇降する。したがって、Ｙ軸ガイド機構９、Ｘ軸駆動機構２２は、塗布ヘッド４０を基板７に対して水平移動するヘッド移動機構となっており、昇降機構１２ｂは塗布ヘッド４０を昇降させる昇降機構となっている。
【００２５】
塗布ヘッド４０を構成する塗布ユニット２０は、部品接着用の樹脂接着剤であるペーストを収納したシリンジ２０ａおよびペーストを吐出する塗布ノズル２０ｂを備えている。塗布ヘッド４０を基板保持ステージ５に保持された基板７の上方に移動させて、塗布ユニット２０による塗布動作を行わせることにより（矢印ｅ）、塗布ノズル２０ｂから吐出したペーストを基板７の部品実装点７ａに塗布する。このとき、Ｙ軸ガイド機構９、Ｘ軸駆動機構２２を駆動することにより、塗布ノズル２０ｂを基板７に対して任意の描画パターンで水平移動させ、電子部品接着用の樹脂を描画塗布することができる。すなわち、部品実装装置１において第２ヘッド１２に塗布ヘッド４０が装着された構成は、基板保持ステージ５に保持された基板７に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置に相当する。
【００２６】
Ｘ軸駆動機構２２の側面には、反り測定ユニット２１が配設されている。反り測定ユニット２１は、基板保持ステージ５に保持された基板７の反り変形量を測定する機能を有しており、接触式の変位センサ４２を内蔵している。変位センサ４２は、測定対象に測定子であるプローブ４２ａを接触させることによりプローブ４２ａが押し込まれて変位する変位量を測定する機能を有している。すなわち測定対象の基板７に対して変位センサ４２を規定高さまで下降させて基板７の上面にプローブ４２ａを接触させ、このときのプローブ４２ａが押し込まれる変位量を測定することにより基板７の上面の高さ位置を測定し、この測定結果から当該基板７の反り変形を求めるようにしている。
【００２７】
本実施の形態においては、Ｘ軸駆動機構２２によるＸ方向の水平移動を駆動源として、測定動作時において変位センサ４２を規定高さまで下降させる機構を採用している。図３のＡ−Ａ矢視に示すように、移動プレート２２ａには板カム部材４１が結合されており、Ｘ軸駆動機構２２を駆動して板カム部材４１がＸ方向（矢印ｇ方向）に移動することにより、反り測定ユニット２１に内蔵された変位センサ４２を押し下げるようにしている。
【００２８】
以下、図４を参照して反り測定ユニット２１の構造を説明する。反り測定ユニット２１はＸ軸駆動機構２２のフレーム部に固定的に配設されており、図４において駆動方向を下向きにした垂直で配設されたシリンダ４３のロッド４３ａには、昇降部材４４が結合されている。昇降部材４４は垂直に配置されたガイドレール４６およびスライダ４５より成るガイド機構によって上下方向にガイドされており、昇降部材４４の一方側の端部４４ａにはセンサ押し下げ部４７が固着されている。センサ押し下げ部４７には変位センサ４２がプローブ４２ａを下向きにした姿勢で保持されており、シリンダ４３を駆動してロッド４
３ａを突出させることにより、昇降部材４４はセンサ押し下げ部４７とともに実線位置から鎖線位置まで下降する。図４に示す実線位置は、基板保持ステージ５を対象とした基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置に相当し、鎖線位置は、変位センサ４２が基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置に相当する。そしてシリンダ４３、スライダ４５、ガイドレール４６は、基板搬送時高さ位置と待機高さ位置との間で変位センサ４２を昇降させるセンサ昇降機構を構成する。
【００２９】
センサ押し下げ部４７が下降した状態における停止位置の側方には、図３に示す板カム部材４１が位置する。板カム部材４１には、センサ押し下げ部４７に近接した側の先端部４１ａに、下向き斜め方向のテーパカム面４１ｂが設けられている。Ｘ軸駆動機構２２を駆動することにより、板カム部材４１は鎖線位置まで下降したセンサ押し下げ部４７に対して側方から進退する（矢印ｈ）。
【００３０】
次に図５を参照してセンサ押し下げ部４７の構成および機能を説明する。図５（ａ）において、ベース部４７ａには上下方向にガイドレール４８が配設されており、ガイドレール４８に上下方向にスライド自在に嵌合したスライダ４９には、変位センサ４２が保持されたセンサホルダ５０が結合されている。変位センサ４２はセンサホルダ５０を介して引張りバネ部材５１によって上方に付勢されており（矢印ｉ）、通常時にはこの付勢力によって変位センサ４２はセンサホルダ５０とともに上昇した位置にある。センサ押し下げ部４７に設けられた引張りバネ部材５１は、前述構成のセンサ昇降機構によって昇降し変位センサ４２を上向きに付勢する付勢手段となっている。
【００３１】
センサホルダ５０の端部５０ａには、カムフォロア５２が配設されている。図５（ｂ）に示すように、昇降部材４４を図４に示す鎖線位置まで下降させて、変位センサ４２は前述の待機高さ位置に下降させると、センサ押し下げ部４７は板カム部材４１の側方に位置する。そしてこの状態でＸ軸駆動機構２２を駆動して板カム部材４１を進出させることにより（矢印ｊ）、板カム部材４１のテーパカム面４１ｂがカムフォロア５２に当接し、センサホルダ５０は変位センサ４２とともに引張りバネ部材５１の付勢力に抗して下方に押し下げられる（矢印ｋ）。
【００３２】
これにより変位センサ４２が下降して、プローブ４２ａが基板保持テーブル５ａに保持された基板７の部品実装点７ａに当接し、上面７ｂの高さ状態に応じた変位量だけ押し込まれる。これにより変位センサ４２はその変位量に応じた測定信号を測定部５３に対して出力し、測定部５３がこの測定信号に基づいて所定の演算を行うことにより、測定対象の基板７の上面７ｂの高さ位置Ｚを求めることができる。そしてこの高さ位置Ｚを本来の基板７の上面７ｂの高さ位置と比較することにより、基板７の反り変形量が測定される。すなわち変位センサ４２が押し下げられた位置は、プローブ４２ａが基板７に接触して変位を測定する測定高さ位置に相当する。そして板カム部材４１が反対方向に退避することにより、変位センサ４２は引張りバネ部材５１の付勢力によってセンサホルダ５０とともに上昇し、測定高さ位置から待機高さ位置に復帰する。
【００３３】
したがって板カム部材４１、センサ押し下げ部４７は、ヘッド移動機構を構成するＸ軸駆動機構２２による水平方向の移動動作によって駆動され、待機高さ位置からプローブ４２ａが基板７に接触して変位を測定する測定高さ位置まで、変位センサ４２を引張りバネ部材５１の上向きの付勢力に抗して押し下げるセンサ押し下げ機構となっている。そして変位センサ４２，前述構成のセンサ昇降機構、センサ押し下げ機構、付勢手段は、基板保持ステージ５に保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定手段を構成する。このように、Ｘ軸駆動機構２２による水平方向の移動動作によって変位センサ４２を押し下げる構成を採用することにより、別途駆動機構を設ける場合と比較して、設備コストを低減させることが可能となっている。
【００３４】
次に図６を参照して、反り測定ユニット２１によって、基板保持テーブル５ａに保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定方法について説明する。図６（ａ）は、シリンダ４３のロッド４３ａが没入して、変位センサ４２が基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置にある状態を示している。この状態では、変位センサ４２と基板保持テーブル５ａとの間には十分なクリアランスが確保され、基板保持テーブル５ａ上への基板７の搬入・搬出動作が妨げられることなく実行できるようになっている。
【００３５】
図６（ｂ）は、シリンダ４３のロッド４３ａを突出させてセンサ押し下げ部４７を下降させ（矢印ｌ）、基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置に、変位センサ４２を位置させた状態を示している。これにより、プローブ４２ａは基板保持テーブル５ａに保持された基板７の上方の直近に位置する。
【００３６】
次いで図６（ｃ）は、測定状態を示している。すなわち、Ｘ軸駆動機構２２を駆動して板カム部材４１をセンサ押し下げ部４７に対して進出させる（矢印ｍ）。これによりカムフォロア５２が所定の押し下げ量だけ押し下げられて、変位センサ４２が測定高さ位置まで下降する（矢印ｎ）。これによりプローブ４２ａが基板７に当接し、基板７の反り変形量が測定される。このとき、プローブ４２ａは予め基板７の上方の直近位置に位置しているため、測定時の昇降ストロークは短くて済み、短い動作時間で速やかに作業効率よく測定を実行することができる。
【００３７】
上記説明したように、本発明は、基板保持ステージ５に保持された基板７の反り変形量を測定する反り測定手段において、接触式の変位センサ４２を基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と、基板７を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間でセンサ昇降機構によって昇降させ、待機高さ位置からプローブ４２ａが基板７に接触して変位を測定する測定高さ位置までの下降動作を、Ｘ軸移動機構２２による水平方向の移動動作によって駆動されるセンサ押し下げ機構によって行うように構成している。
【００３８】
これにより、変位センサ４２の昇降のための機構を簡略化するとともに、昇降のための動作時間を短縮して、低い設備コストで作業効率に優れた電子部品接着用の樹脂塗布装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の電子部品接着用の樹脂塗布装置は、低い設備コストで作業効率に優れるという効果を有し、リードフレームや樹脂基板などに部品を接着するための樹脂塗布を行う分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態の部品実装装置の全体斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の部品実装装置の正面図
【図３】本発明の一実施の形態の部品実装装置に装着された樹脂塗布用の塗布ヘッドの構成説明図
【図４】本発明の一実施の形態の部品実装装置の塗布ヘッドに用いられる反り測定ユニットの構成説明図
【図５】本発明の一実施の形態の部品実装装置に用いられるセンサ押し下げ機構の構成説明図
【図６】本発明の一実施の形態の部品実装装置における基板の反り測定方法の動作説明図
【符号の説明】
【００４１】
１ 部品実装装置
３ 部品供給ステージ
４ ユニット集合ステージ
５ 基板保持ステージ
６ 半導体ウェハ
６ａ 半導体チップ
７ 基板
９ Ｙ軸ガイド機構
１１ 第１ヘッド
１２ 第２ヘッド
１９ 搭載ユニット
２０ 塗布ユニット
２１ 反り測定ユニット
２２ Ｘ軸駆動機構
４１ 板カム部材
４２ 変位センサ
４２ａ プローブ
４７ センサ押し下げ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持部に保持された基板に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置であって、
前記樹脂を吐出する塗布ユニットが装着された塗布ヘッドと、この塗布ヘッドを昇降させる昇降機構と、前記塗布ヘッドを前記基板に対して水平移動させるヘッド移動機構と、前記基板保持部に保持された基板の反り変形量を測定する反り測定手段とを備え、
前記反り測定手段は、測定対象に測定子を接触させることによりこの測定子が押し込まれて変位する変位量を測定する接触式の変位センサと、前記基板保持部を対象とした基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と前記基板を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間で前記変位センサを昇降させるセンサ昇降機構と、前記センサ昇降機構によって昇降し前記変位センサを上向きに付勢する付勢手段と、
前記ヘッド移動機構による水平方向の移動動作によって駆動され、前記待機高さ位置から前記測定子が前記基板に接触して前記変位を測定する測定高さ位置まで、前記変位センサを前記付勢手段の上向きの付勢力に抗して押し下げるセンサ押し下げ機構とを有することを特徴とする樹脂塗布装置。
【請求項１】
基板保持部に保持された基板に電子部品接着用の樹脂を塗布する樹脂塗布装置であって、
前記樹脂を吐出する塗布ユニットが装着された塗布ヘッドと、この塗布ヘッドを昇降させる昇降機構と、前記塗布ヘッドを前記基板に対して水平移動させるヘッド移動機構と、前記基板保持部に保持された基板の反り変形量を測定する反り測定手段とを備え、
前記反り測定手段は、測定対象に測定子を接触させることによりこの測定子が押し込まれて変位する変位量を測定する接触式の変位センサと、前記基板保持部を対象とした基板搬送動作のために設定された基板搬送時高さ位置と前記基板を対象とする測定動作の実行前に待機するために設定された待機高さ位置との間で前記変位センサを昇降させるセンサ昇降機構と、前記センサ昇降機構によって昇降し前記変位センサを上向きに付勢する付勢手段と、
前記ヘッド移動機構による水平方向の移動動作によって駆動され、前記待機高さ位置から前記測定子が前記基板に接触して前記変位を測定する測定高さ位置まで、前記変位センサを前記付勢手段の上向きの付勢力に抗して押し下げるセンサ押し下げ機構とを有することを特徴とする樹脂塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１６７３２２（Ｐ２０１０−１６７３２２Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９４９３（Ｐ２００９−９４９３）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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