電子部品の実装装置及び実装方法
【課題】この発明は半導体チップを基板に精度よく実装することができる実装装置を提供することにある。
【解決手段】半導体チップを供給するウエハテーブル２と、ウエハテーブルに設けられた半導体チップをピックアップする実装ツール１２と、実装ツールによってピックアップされた半導体チップを基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラ２１と、基板の半導体チップが実装される部位を撮像する基板カメラ２３と、チップカメラの撮像に基づいて半導体チップに設けられた第１の位置合わせマークの位置を算出するとともに、基板カメラの撮像に基づいて基板に設けられた第２の位置合わせマークの位置を算出する演算処理部１６と、この演算処理部で算出された第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの位置に基づいて実装ツールを基板に対して位置決めして半導体チップを実装させる駆動制御部１７を具備する。
【解決手段】半導体チップを供給するウエハテーブル２と、ウエハテーブルに設けられた半導体チップをピックアップする実装ツール１２と、実装ツールによってピックアップされた半導体チップを基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラ２１と、基板の半導体チップが実装される部位を撮像する基板カメラ２３と、チップカメラの撮像に基づいて半導体チップに設けられた第１の位置合わせマークの位置を算出するとともに、基板カメラの撮像に基づいて基板に設けられた第２の位置合わせマークの位置を算出する演算処理部１６と、この演算処理部で算出された第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの位置に基づいて実装ツールを基板に対して位置決めして半導体チップを実装させる駆動制御部１７を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は供給部から実装ツールによって電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品の実装装置及び実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品としてのたとえば半導体チップを実装する実装装置は実装ツールを備えている。この実装ツールは駆動手段によってＸ、Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（上下方向）に駆動されるようになっている。
【０００３】
上記実装装置は供給部から半導体チップをピックアップする。供給部は、たとえば多数の半導体チップに分割されて半導体ウエハを保持したウエハテーブルによって構成されている。このウエハテーブルは水平方向に駆動位置決めされるようになっている。
【０００４】
上記ウエハテーブルは、水平方向に駆動されて上記実装ツールによってピックアップされる半導体チップを所定の位置に位置決めする。位置決めされた半導体チップはチップカメラによって撮像され、その撮像信号に基いて上記実装ツールがピックアップされる半導体チップの上方で、しかもその軸中心を上記半導体チップの中心に一致するよう位置決めされる。
【０００５】
位置決めされた実装ツールは下降方向に駆動される。また、位置決めされた半導体チップは突き上げピンなどによって突き上げられる。そして、実装ツールは突き上げられた上記半導体チップを吸着する。ついで、実装ツールは上昇した後、この半導体チップを実装する基板の実装装置の上方に位置決めされる。基板の半導体チップが実装される実装位置は、この基板の上方に配置された基板カメラによって撮像され、その撮像信号を処理することによって予め算出されている。
【０００６】
したがって、基板カメラの撮像に基いて実装ツールを位置決めすれば、この実装ツールに保持された半導体チップを上記基板の所定の位置に実装することができる。
【０００７】
このような実装装置は特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−７８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、チップカメラと基板カメラを用いてウエハテーブルの半導体チップを実装ツールで取り出して基板に実装するようにすれば、通常の場合は上記半導体チップを基板の所定の実装位置に精度よく実装することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、上記チップカメラと基板カメラの撮像に基づいて、ウエハテーブルから半導体チップをピックアップする実装ツール及びこの実装ツールによってピックアップされる半導体チップが基板の実装位置に位置決めされても、実装ツールが突き上げピンによって突き上げられた半導体チップをピックアップする際、半導体チップが突き上げられることで位置ずれしたり、上記実装ツールが半導体チップを吸着する際に半導体チップが位置ずれするということがある。
【００１１】
位置ずれした状態で実装ツールに保持された半導体チップは、実装ツールに対する保持状態を確認されることなく、基板カメラの撮像に基づいて算出された実装位置に位置決めされて実装される。そのため、実装ツールにピックアップされた半導体チップに位置ずれが生じていると、その分だけ基板に対する実装精度が低下するということになる。
【００１２】
上記供給部にはウエハテーブルに代わって収容凹部が形成されたトレイが用いられることがある。その場合、半導体チップなどの電子部品はトレイの収容凹部に収容される。収容凹部は、通常、電子部品の外形よりも大きく形成されるから、電子部品は凹部内でずれ動くということがある。凹部内で電子部品がずれ動くと、実装ツールに対して電子部品が位置ずれした状態でピックアップされることになる。
したがって、そのような場合にも、上記電子部品を基板に対して精密に実装できなくなるということになる。
【００１３】
この発明は、実装ツールが供給部から電子部品をピックアップするときに位置がずれるようなことがあっても、その位置ずれを補正して基板に実装することができるようにした電子部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【００１５】
上記演算処理部は、上記チップカメラの撮像に基づく上記電子部品の外形形状から上記第１のパターン位置を算出することが好ましい。
【００１６】
上記チップカメラは、上記電子部品の下面から上面に設けられた上記第１のパターンを透過して撮像する赤外線カメラであることが好ましい。
【００１７】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによって上記電子部品をピックアップする前に、この電子部品を上方から撮像するピックアップカメラと、
上記実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記ピックアップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形形状とこの電子部品の上面に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形状から上記第１のパターンの位置を算出するときに、上記ピックアップカメラの撮像に基づいて算出された電子部品の外形状と第１のパターンとの位置関係に基づいて上記第１のパターンの位置を補正して算出する一方、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【００１８】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装方法であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品を実装ツールによってピックアップする工程と、
ピックアップされて上記実装ツールに保持された電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像する工程と、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出する工程と、
基板の撮像に基づいてこの基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する工程と、
算出された上記電子部品の第１のパターンが上記基板の第２のパターンに一致するよう上記電子部品を位置決めして上記基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法にある。
【００１９】
上記供給部から上記電子部品をピックアップする前にその電子部品を上方から撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するときに、この第１のパターンの位置を上記電子部品の上方からの撮像に基づいて算出される上記第１のパターンの位置によって補正する工程をさらに具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、電子部品が供給部から実装ツールによってピックアップされて基板に実装される前に下方から撮像し、その撮像に基づいて電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するようにした。
【００２１】
そのため、供給部から実装ツールによって電子部品をピックアップするとき、実装ツールに対して電子部品が位置ずれしても、その位置ずれを補正して基板に実装することが可能となる。
【００２２】
この発明によれば、電子部品が供給部から実装ツールによってピックアップする前に上方から撮像し、その撮像に基づいて電子部品の外形形状と上面に設けられた第１のパターンの位置を算出する一方、電子部品が基板に実装される前に下方から撮像し、その撮像に基づいて電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するとき、この第１のパターンの位置を上方から撮像して算出された電子部品の外形形状と第１のパターンの位置関係によって補正するようにした。
【００２３】
そのため、供給部から実装ツールによって電子部品をピックアップするとき、実装ツールに対して電子部品が位置ずれしても、その位置ずれを補正して基板に実装することが可能となるばかりか、電子部品の外形状が予め予定された外形状と異なる場合であっても、その電子部品を精密に位置決めして実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。
【図２】制御系統のブロック図。
【図３】（ａ）は第１の位置合わせマークが設けられた半導体チップの平面図、（ｂ）は第２の位置合わせマークが設けられた基板の一部を示す平面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１に示すこの発明の実装装置はベース１を備えている。このベース１の一端部には電子部品の供給部としてのウエハテーブル２が設けられている。このウエハテーブル２はＸテーブル３とＹテーブル４によって水平方向であるＸ、Ｙ方向に駆動されて位置決めされるようになっている。Ｘ方向は図１に矢印で示す。
【００２６】
上記ウエハテーブル２にはウエハリング７が供給される。このウエハリング７には、図示しない樹脂シートに接着された半導体ウエハ５が保持されている。この半導体ウエハ５は賽の目状の多数の半導体チップ６に分断されている。
【００２７】
上記ウエハリング７は上記Ｘテーブル３とＹテーブル４によって水平方向に駆動され、後述する実装ツール１２によってピックアップされる半導体チップ６が所定の位置に位置決めされる。位置決めされた半導体チップ６は、上記ウエハテーブル２の下方に配置された突き上げ装置８の突き上げピン９によって突き上げられる。
【００２８】
ピックアップされる半導体チップ６は上記突き上げピン９によって突き上げられる前に、ウエハテーブル２の上方に設けられたピックアップカメラ１１によって撮像される。つまり、ピックアップされる半導体チップ６はその中心が上記ピックアップカメラ１１の光軸中心に一致するよう上記ウエハテーブル２によって位置決めされる。
【００２９】
位置決めされた半導体チップ６は上記突き上げピン９によって突き上げられた後、上記実装ツール１２によってピックアップされる。この実装ツール１２は駆動手段１３によって水平方向としてのＸ、Ｙ、θ方向及び上下方向としてのＺ方向に駆動されるようになっている。
【００３０】
上記実装ツール１２は、ピックアップ位置に位置決めされた上記半導体チップ６をピックアップする際、上記ピックアップカメラ１１の撮像に基づいて図１に鎖線で示すようにピックアップされる半導体チップ６の上方に位置決めされる。
【００３１】
すなわち、図２に示すように上記ピックアップカメラ１１の撮像信号は画像処理部１４に出力されて二値化処理された後、制御装置１５に設けられた演算処理部１６に出力され、ここでピックアップされる上記半導体チップ６の中心座標、半導体チップ６の外形形状及び半導体チップ６の上面に設けられた一対の第１のパターンとしての第１の位置合わせマークＰ１（図３（ａ）に示す）の位置が算出される。
【００３２】
演算処理部１６で算出された座標信号は駆動制御部１７に出力される。駆動制御部１７は演算処理部１６からの座標信号に基づいて駆動手段１３を駆動し、上記実装ツール１２をその軸中心が上記半導体チップ６の中心座標に一致するよう、Ｘ、Ｙ方向に位置決めした後、図１に矢印で示すＺ方向下方に駆動する。
【００３３】
ピックアップされる半導体チップ６が位置決めされてピックアップカメラ１１によって撮像されると、この半導体チップ６は上記制御装置１５の駆動制御部１７によって駆動される突き上げ装置８の突き上げピン９によって突き上げられる。
【００３４】
それによって、突き上げられた半導体チップ６はＺ方向下方に駆動された上記実装ツール１２によって吸着されてピックアップされる。なお、上記実装ツール１２は半導体チップ６が突き上げピン９によって突き上げられてから、Ｚ方向下方に駆動される。
【００３５】
上記ベース１上には上記ウエハテーブル２からＸ方向に所定距離離れた位置に、搬送手段として平行に離間した一対のガイドレール２０がたとえばＸ方向と交差するＹ方向に沿って配置されている。このガイドレール２０には上記半導体チップ６が後述するように実装されるリードフレームなどの基板Ｗが図示しない搬送手段によって搬送位置決めされるようになっている。つまり、基板Ｗは上記半導体チップ６が上記実装ツール１２によって実装される実装位置に位置決めされる。
【００３６】
上記ウエハテーブル２から半導体チップ６をピックアップした上記実装ツール１２は上記実装位置に向かって駆動される。上記実装ツール１２は、上記ウエハテーブル２と上記実装位置との間で一時停止し、その先端面に吸着保持された半導体チップ６が第１の撮像手段としてのチップカメラ２１によって撮像される。つまり、半導体チップ６は基板Ｗに実装される前にチップカメラ２１によって撮像される。
【００３７】
上記半導体チップ６を撮像した上記チップカメラ２１の撮像信号は図２に示すように上記画像処理部１４に入力されて画像処理された後、上記演算処理部１６で上記半導体チップ６の外形形状を算出し、その外形形状から上記実装ツール１２に対する上記半導体チップ６のθ方向の回転角度、及び図３（ａ）に示す半導体チップ６の上面に設けられた上記第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）が算出される。
【００３８】
なお、一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）は、チップカメラ２１の撮像信号から算出された半導体チップ６の外形形状に基づいて求められる。つまり、半導体チップ６の上面に設けられた一対の第１の位置合わせマークＰ１の座標は、この半導体チップ６の形状（大きさ）に応じて設定位置が決定されている。
【００３９】
したがって、基板Ｗに実装される半導体チップ６の大きさを、上記演算処理部１６に格納部１８を介して接続された設定部２２によって設定しておけば、半導体チップ６を撮像したチップカメラ２１の撮像信号によって求められた外形形状から一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を算出することができる。
【００４０】
なお、上記ピックアップカメラ１１の撮像に基づいて上記演算処理部１６で算出された上記ウエハリング７に設けられたピックアップされる前の半導体チップ６の外形形状、第１の位置合わせマークＰ１の位置及び中心座標の情報は上記格納部１８に格納される。
【００４１】
上記第１の位置合わせマークＰ１の中心座標は、実装ツール１２の軸線の座標を基準にして求めればよい。半導体チップ６がチップカメラ２１によって撮像されるときの実装ツール１２の軸線の座標は、実装ツール１２を駆動する駆動手段１３に制御装置１５の駆動制御部１７から出力される駆動信号によって求めることができる。
【００４２】
図１に示すように、上記実装位置の上方には基板Ｗを撮像する第２の撮像手段としての基板カメラ２３が配置されている。この基板カメラ２３は、実装位置に位置決めされた基板Ｗの、図３（ｂ）に鎖線で示す上記半導体チップ６が実装される部位２４の中心Ｏに光軸が一致するよう配置されている。
【００４３】
上記基板カメラ２３は上記基板Ｗの上記半導体チップ６が実装される部位２４を撮像する。この部位２４には、半導体チップ６の上面に設けられた一対の第１の位置合わせマークＰ１を位置決めするための第２のパターンとしての一対の第２の位置合わせマークＰ２が上記一対の第１の位置合わせマークＰ１と対応する位置に設けられている。
【００４４】
上記基板カメラ２３の撮像信号は上記画像処理部１４に入力されて画像処理された後、上記演算処理部１６に出力される。この演算処理部１６では一対の第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）が算出される。
【００４５】
上記演算処理部１６から上記駆動制御部１７には、この演算処理部１６で算出された一対の第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）と、上記実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）との差に応じたＸ、Ｙ及びθ方向の駆動信号が上記駆動手段１３に出力される。
【００４６】
それによって、駆動手段１３は、基板Ｗの第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）に対して半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）が一致するよう、上記実装ツール１２を図１に鎖線で示すように位置決めする。
【００４７】
ついで、上記駆動制御部１７から上記駆動手段１３には実装ツール１２を矢印で示すＺ方向に下降させる駆動信号が出力される。それによって、実装ツール１２に保持された半導体チップ６は上記基板Ｗの実装位置に精密に位置決めされて実装されることになる。
【００４８】
ガイドレール２０に保持された基板Ｗの半導体チップ６が実装される部位２４の下方にはバックアップテーブル２６が上下駆動源２７によって上下方向に駆動可能に設けられている。上記バックアップテーブル２６は、基板Ｗに半導体チップ６を実装するときに上昇方向に駆動されて上記基板Ｗの下面を支持すようになっている。
【００４９】
上記構成の実装装置においては、ウエハテーブル２によってピックアップ位置に位置決めされた半導体チップ６はピックアップカメラ１１によって撮像されてから、実装ツール１２によってピックアップされる。この実装ツール１２は実装位置で基板Ｗに半導体チップ６を実装する前に、上記ピックアップ位置と上記実装位置との間で、上記実装ツール１２に保持された半導体チップ６がチップカメラ２１によって下方から撮像される。
【００５０】
上記チップカメラ２１が半導体チップ６を撮像したならば、その撮像信号によって半導体チップ６の外形形状を算出し、その外形形状である半導体チップ６の大きさによって上面に設けられた一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）が求められる。
【００５１】
つまり、第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）は、設定部２２によって演算処理部１６に設定された半導体チップ６の大きさと第１の位置合わせマークＰ１の位置関係とのデータ及び半導体チップ６がチップカメラ２１によって撮像されるときに位置決めされた実装ツール１２に軸線の座標から求めることができる。
【００５２】
半導体チップ６の大きさは、半導体ウエハ５から半導体チップ６をダイシングソーによって分断するときに、そのダイシングソーの磨耗状態などによって数μｍ単位で誤差が生じることがある。
【００５３】
そのような場合、実装ツール１２に保持された半導体チップ６をチップカメラ２１によって下方から撮像して外形形状を求め、その外形形状に基づいて設定部２２に設定された一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）を設定すると、その中心座標は外形形状の差によって実際の半導体チップ６、つまり実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標と一致しないということがある。
【００５４】
したがって、チップカメラ２１によって撮像された半導体チップ６の外形形状に基づいて一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）を算出する際、ピックアップカメラ１１によって上面側から撮像された半導体チップ６の外形形状と一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）との関係に基づいて上記設定部２２によって設定された中心座標を補正する。
【００５５】
それによって、半導体チップ６の外形形状が設定部２２によって予め設定された外形形状に対して誤差があっても、その誤差に影響されずに、実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を精密に算出することが可能となる。
【００５６】
一方、実装位置に位置決めされた基板Ｗの上記半導体チップ６が実装される部位２４は基板カメラ２３によって撮像され、その撮像信号によって上記基板Ｗに設けられた一対の第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）が算出される。
【００５７】
そして、上記実装ツール１２は、この実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１が、上記基板Ｗの一対の第２の位置合わせマークＰ２に一致するよう、上記実装ツール１２が駆動手段１３によってＸ、Ｙ及びθ方向に駆動位置決めされてから、Ｚ方向下方に駆動される。それによって、半導体チップ６は基板Ｗの実装位置に精密に位置決めされて実装されることになる。
【００５８】
このようにして半導体チップ６を基板Ｗに実装すれば、実装ツール１２が半導体チップ６をウエハテーブル２からピックアップするとき、実装ツール１２に対して半導体チップ６が種々の原因よって位置ずれして吸着されても、その位置ずれが補正されて基板Ｗに実装されることになる。つまり、基板Ｗに対する半導体チップ６の実装精度を向上させることができる。
【００５９】
しかも、実装ツール１２によってピックアップされる前の半導体チップ６をピックアップカメラ１１によって上方から撮像し、その撮像に基づいて半導体チップ６の外形形状と一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標の位置を算出して格納部１８に格納しておくようにした。
【００６０】
そして、実装される前の半導体チップ６をチップカメラ２１によって下方から撮像し、その撮像によって算出された半導体チップ６の外形形状から実装ツール１２に保持された半導体チップ６の上面側の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を設定部２２によって設定されたデータから求めるとき、中心座標をピックアップカメラ１１の撮像に基づいて算出された実際の半導体チップ６の外形形状と第１の位置合わせマークＰ１の中心座標の関係に基づいて補正するようにした。
【００６１】
そのため、半導体チップ６の外形形状が一定でなくても、その外形形状に影響を受けることなく、半導体チップ６の上面側に設けられた第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を精密に算出することができるから、それに応じて実装精度も向上することになる。
【００６２】
なお、ピックアップカメラ１１の撮像に基づく半導体チップ６の中心座標の補正は、要求される実装精度によっては行わなくてもよい場合もあるが、実装精度をより一層、向上させる場合には行った方がよいことは勿論である。
【００６３】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものではない。たとえば、ウエハテーブルから実装ツールによって半導体チップ６をピックアップするとき、ピックアップカメラの撮像に基づいて実装ツールを位置決めするようにしたが、ピックアップカメラを用いずに、ピックアップされるためにウエハテーブルによって位置決めされた半導体チップの位置決め座標に対して実装ツールを軸線が一致するよう位置決めするようにしてもよい。
【００６４】
そのようにしても、半導体チップを実装ツールによりピックアップするようにしても、その半導体チップは基板に実装される前に、一対の第１の位置合わせマークの座標がチップカメラの撮像に基づいて算出される。したがって、半導体チップを実装精度の低下を招くことなく実装することができる。つまり、チップカメラを用いることで、ピックアップカメラを省略することもできる。
【００６５】
チップカメラによって実装ツールに保持された半導体チップを下方から撮像し、その撮像に基づいて半導体チップの外形形状を算出し、その外形形状及び予め設定された半導体チップの大きさに基づいて上面に設けられた第１のパターンである第１の位置合わせマークの座標を算出するようにしたが、チップカメラに赤外線カメラを用いれば、半導体チップの下面側から上面に設けられた第１の位置合わせマークを、半導体チップを透視して撮像することができる。
【００６６】
したがって、半導体チップの上面に設けられた第１の位置合わせマークを下面側から撮像して座標を求めることが可能となる。つまり、半導体チップの外形形状を算出することなく、第１の位置合わせマークの座標を算出できる。
【００６７】
なお、チップカメラに赤外線カメラを用いる場合、半導体チップの厚さなどの種々の条件によっては、その上面に設けられた第１の位置合わせマークを確実に撮像できないから、そのような場合には上述したようにピックアップカメラとチップカメラの撮像に基づいて第１の位置合わせマークの位置を求めるようにすれば、半導体チップを高精度で実装することができる。
【００６８】
また、第１、第２のパターンとしては第１、第２の位置合わせマークに限られず、半導体チップと基板に設けられた回路パターンであってもよい。
【００６９】
また、供給部としてはウエハテーブルに限られず、電子部品が収容される収容凹部が形成されたトレイをであってもよく、電子部品としては半導体チップ以外のものであっても差し支えない。
【符号の説明】
【００７０】
２…ウエハテーブル（供給部）、６…半導体チップ（電子部品）、１１…ピックアップカメラ、１２…実装ツール、１３…駆動手段、１４…画像処理部、１５…制御装置、１６…演算処理部、１７…駆動制御部、２１…チップカメラ（第１の撮像手段）、２２…設定部、２３…基板カメラ（第２の撮像手段）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は供給部から実装ツールによって電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品の実装装置及び実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品としてのたとえば半導体チップを実装する実装装置は実装ツールを備えている。この実装ツールは駆動手段によってＸ、Ｙ方向（水平方向）及びＺ方向（上下方向）に駆動されるようになっている。
【０００３】
上記実装装置は供給部から半導体チップをピックアップする。供給部は、たとえば多数の半導体チップに分割されて半導体ウエハを保持したウエハテーブルによって構成されている。このウエハテーブルは水平方向に駆動位置決めされるようになっている。
【０００４】
上記ウエハテーブルは、水平方向に駆動されて上記実装ツールによってピックアップされる半導体チップを所定の位置に位置決めする。位置決めされた半導体チップはチップカメラによって撮像され、その撮像信号に基いて上記実装ツールがピックアップされる半導体チップの上方で、しかもその軸中心を上記半導体チップの中心に一致するよう位置決めされる。
【０００５】
位置決めされた実装ツールは下降方向に駆動される。また、位置決めされた半導体チップは突き上げピンなどによって突き上げられる。そして、実装ツールは突き上げられた上記半導体チップを吸着する。ついで、実装ツールは上昇した後、この半導体チップを実装する基板の実装装置の上方に位置決めされる。基板の半導体チップが実装される実装位置は、この基板の上方に配置された基板カメラによって撮像され、その撮像信号を処理することによって予め算出されている。
【０００６】
したがって、基板カメラの撮像に基いて実装ツールを位置決めすれば、この実装ツールに保持された半導体チップを上記基板の所定の位置に実装することができる。
【０００７】
このような実装装置は特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−７８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、チップカメラと基板カメラを用いてウエハテーブルの半導体チップを実装ツールで取り出して基板に実装するようにすれば、通常の場合は上記半導体チップを基板の所定の実装位置に精度よく実装することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、上記チップカメラと基板カメラの撮像に基づいて、ウエハテーブルから半導体チップをピックアップする実装ツール及びこの実装ツールによってピックアップされる半導体チップが基板の実装位置に位置決めされても、実装ツールが突き上げピンによって突き上げられた半導体チップをピックアップする際、半導体チップが突き上げられることで位置ずれしたり、上記実装ツールが半導体チップを吸着する際に半導体チップが位置ずれするということがある。
【００１１】
位置ずれした状態で実装ツールに保持された半導体チップは、実装ツールに対する保持状態を確認されることなく、基板カメラの撮像に基づいて算出された実装位置に位置決めされて実装される。そのため、実装ツールにピックアップされた半導体チップに位置ずれが生じていると、その分だけ基板に対する実装精度が低下するということになる。
【００１２】
上記供給部にはウエハテーブルに代わって収容凹部が形成されたトレイが用いられることがある。その場合、半導体チップなどの電子部品はトレイの収容凹部に収容される。収容凹部は、通常、電子部品の外形よりも大きく形成されるから、電子部品は凹部内でずれ動くということがある。凹部内で電子部品がずれ動くと、実装ツールに対して電子部品が位置ずれした状態でピックアップされることになる。
したがって、そのような場合にも、上記電子部品を基板に対して精密に実装できなくなるということになる。
【００１３】
この発明は、実装ツールが供給部から電子部品をピックアップするときに位置がずれるようなことがあっても、その位置ずれを補正して基板に実装することができるようにした電子部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【００１５】
上記演算処理部は、上記チップカメラの撮像に基づく上記電子部品の外形形状から上記第１のパターン位置を算出することが好ましい。
【００１６】
上記チップカメラは、上記電子部品の下面から上面に設けられた上記第１のパターンを透過して撮像する赤外線カメラであることが好ましい。
【００１７】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによって上記電子部品をピックアップする前に、この電子部品を上方から撮像するピックアップカメラと、
上記実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記ピックアップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形形状とこの電子部品の上面に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形状から上記第１のパターンの位置を算出するときに、上記ピックアップカメラの撮像に基づいて算出された電子部品の外形状と第１のパターンとの位置関係に基づいて上記第１のパターンの位置を補正して算出する一方、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【００１８】
この発明は、基板に電子部品を実装する実装方法であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品を実装ツールによってピックアップする工程と、
ピックアップされて上記実装ツールに保持された電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像する工程と、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出する工程と、
基板の撮像に基づいてこの基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する工程と、
算出された上記電子部品の第１のパターンが上記基板の第２のパターンに一致するよう上記電子部品を位置決めして上記基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法にある。
【００１９】
上記供給部から上記電子部品をピックアップする前にその電子部品を上方から撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するときに、この第１のパターンの位置を上記電子部品の上方からの撮像に基づいて算出される上記第１のパターンの位置によって補正する工程をさらに具備することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、電子部品が供給部から実装ツールによってピックアップされて基板に実装される前に下方から撮像し、その撮像に基づいて電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するようにした。
【００２１】
そのため、供給部から実装ツールによって電子部品をピックアップするとき、実装ツールに対して電子部品が位置ずれしても、その位置ずれを補正して基板に実装することが可能となる。
【００２２】
この発明によれば、電子部品が供給部から実装ツールによってピックアップする前に上方から撮像し、その撮像に基づいて電子部品の外形形状と上面に設けられた第１のパターンの位置を算出する一方、電子部品が基板に実装される前に下方から撮像し、その撮像に基づいて電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するとき、この第１のパターンの位置を上方から撮像して算出された電子部品の外形形状と第１のパターンの位置関係によって補正するようにした。
【００２３】
そのため、供給部から実装ツールによって電子部品をピックアップするとき、実装ツールに対して電子部品が位置ずれしても、その位置ずれを補正して基板に実装することが可能となるばかりか、電子部品の外形状が予め予定された外形状と異なる場合であっても、その電子部品を精密に位置決めして実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略的構成図。
【図２】制御系統のブロック図。
【図３】（ａ）は第１の位置合わせマークが設けられた半導体チップの平面図、（ｂ）は第２の位置合わせマークが設けられた基板の一部を示す平面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１に示すこの発明の実装装置はベース１を備えている。このベース１の一端部には電子部品の供給部としてのウエハテーブル２が設けられている。このウエハテーブル２はＸテーブル３とＹテーブル４によって水平方向であるＸ、Ｙ方向に駆動されて位置決めされるようになっている。Ｘ方向は図１に矢印で示す。
【００２６】
上記ウエハテーブル２にはウエハリング７が供給される。このウエハリング７には、図示しない樹脂シートに接着された半導体ウエハ５が保持されている。この半導体ウエハ５は賽の目状の多数の半導体チップ６に分断されている。
【００２７】
上記ウエハリング７は上記Ｘテーブル３とＹテーブル４によって水平方向に駆動され、後述する実装ツール１２によってピックアップされる半導体チップ６が所定の位置に位置決めされる。位置決めされた半導体チップ６は、上記ウエハテーブル２の下方に配置された突き上げ装置８の突き上げピン９によって突き上げられる。
【００２８】
ピックアップされる半導体チップ６は上記突き上げピン９によって突き上げられる前に、ウエハテーブル２の上方に設けられたピックアップカメラ１１によって撮像される。つまり、ピックアップされる半導体チップ６はその中心が上記ピックアップカメラ１１の光軸中心に一致するよう上記ウエハテーブル２によって位置決めされる。
【００２９】
位置決めされた半導体チップ６は上記突き上げピン９によって突き上げられた後、上記実装ツール１２によってピックアップされる。この実装ツール１２は駆動手段１３によって水平方向としてのＸ、Ｙ、θ方向及び上下方向としてのＺ方向に駆動されるようになっている。
【００３０】
上記実装ツール１２は、ピックアップ位置に位置決めされた上記半導体チップ６をピックアップする際、上記ピックアップカメラ１１の撮像に基づいて図１に鎖線で示すようにピックアップされる半導体チップ６の上方に位置決めされる。
【００３１】
すなわち、図２に示すように上記ピックアップカメラ１１の撮像信号は画像処理部１４に出力されて二値化処理された後、制御装置１５に設けられた演算処理部１６に出力され、ここでピックアップされる上記半導体チップ６の中心座標、半導体チップ６の外形形状及び半導体チップ６の上面に設けられた一対の第１のパターンとしての第１の位置合わせマークＰ１（図３（ａ）に示す）の位置が算出される。
【００３２】
演算処理部１６で算出された座標信号は駆動制御部１７に出力される。駆動制御部１７は演算処理部１６からの座標信号に基づいて駆動手段１３を駆動し、上記実装ツール１２をその軸中心が上記半導体チップ６の中心座標に一致するよう、Ｘ、Ｙ方向に位置決めした後、図１に矢印で示すＺ方向下方に駆動する。
【００３３】
ピックアップされる半導体チップ６が位置決めされてピックアップカメラ１１によって撮像されると、この半導体チップ６は上記制御装置１５の駆動制御部１７によって駆動される突き上げ装置８の突き上げピン９によって突き上げられる。
【００３４】
それによって、突き上げられた半導体チップ６はＺ方向下方に駆動された上記実装ツール１２によって吸着されてピックアップされる。なお、上記実装ツール１２は半導体チップ６が突き上げピン９によって突き上げられてから、Ｚ方向下方に駆動される。
【００３５】
上記ベース１上には上記ウエハテーブル２からＸ方向に所定距離離れた位置に、搬送手段として平行に離間した一対のガイドレール２０がたとえばＸ方向と交差するＹ方向に沿って配置されている。このガイドレール２０には上記半導体チップ６が後述するように実装されるリードフレームなどの基板Ｗが図示しない搬送手段によって搬送位置決めされるようになっている。つまり、基板Ｗは上記半導体チップ６が上記実装ツール１２によって実装される実装位置に位置決めされる。
【００３６】
上記ウエハテーブル２から半導体チップ６をピックアップした上記実装ツール１２は上記実装位置に向かって駆動される。上記実装ツール１２は、上記ウエハテーブル２と上記実装位置との間で一時停止し、その先端面に吸着保持された半導体チップ６が第１の撮像手段としてのチップカメラ２１によって撮像される。つまり、半導体チップ６は基板Ｗに実装される前にチップカメラ２１によって撮像される。
【００３７】
上記半導体チップ６を撮像した上記チップカメラ２１の撮像信号は図２に示すように上記画像処理部１４に入力されて画像処理された後、上記演算処理部１６で上記半導体チップ６の外形形状を算出し、その外形形状から上記実装ツール１２に対する上記半導体チップ６のθ方向の回転角度、及び図３（ａ）に示す半導体チップ６の上面に設けられた上記第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）が算出される。
【００３８】
なお、一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）は、チップカメラ２１の撮像信号から算出された半導体チップ６の外形形状に基づいて求められる。つまり、半導体チップ６の上面に設けられた一対の第１の位置合わせマークＰ１の座標は、この半導体チップ６の形状（大きさ）に応じて設定位置が決定されている。
【００３９】
したがって、基板Ｗに実装される半導体チップ６の大きさを、上記演算処理部１６に格納部１８を介して接続された設定部２２によって設定しておけば、半導体チップ６を撮像したチップカメラ２１の撮像信号によって求められた外形形状から一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を算出することができる。
【００４０】
なお、上記ピックアップカメラ１１の撮像に基づいて上記演算処理部１６で算出された上記ウエハリング７に設けられたピックアップされる前の半導体チップ６の外形形状、第１の位置合わせマークＰ１の位置及び中心座標の情報は上記格納部１８に格納される。
【００４１】
上記第１の位置合わせマークＰ１の中心座標は、実装ツール１２の軸線の座標を基準にして求めればよい。半導体チップ６がチップカメラ２１によって撮像されるときの実装ツール１２の軸線の座標は、実装ツール１２を駆動する駆動手段１３に制御装置１５の駆動制御部１７から出力される駆動信号によって求めることができる。
【００４２】
図１に示すように、上記実装位置の上方には基板Ｗを撮像する第２の撮像手段としての基板カメラ２３が配置されている。この基板カメラ２３は、実装位置に位置決めされた基板Ｗの、図３（ｂ）に鎖線で示す上記半導体チップ６が実装される部位２４の中心Ｏに光軸が一致するよう配置されている。
【００４３】
上記基板カメラ２３は上記基板Ｗの上記半導体チップ６が実装される部位２４を撮像する。この部位２４には、半導体チップ６の上面に設けられた一対の第１の位置合わせマークＰ１を位置決めするための第２のパターンとしての一対の第２の位置合わせマークＰ２が上記一対の第１の位置合わせマークＰ１と対応する位置に設けられている。
【００４４】
上記基板カメラ２３の撮像信号は上記画像処理部１４に入力されて画像処理された後、上記演算処理部１６に出力される。この演算処理部１６では一対の第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）が算出される。
【００４５】
上記演算処理部１６から上記駆動制御部１７には、この演算処理部１６で算出された一対の第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）と、上記実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）との差に応じたＸ、Ｙ及びθ方向の駆動信号が上記駆動手段１３に出力される。
【００４６】
それによって、駆動手段１３は、基板Ｗの第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）に対して半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）が一致するよう、上記実装ツール１２を図１に鎖線で示すように位置決めする。
【００４７】
ついで、上記駆動制御部１７から上記駆動手段１３には実装ツール１２を矢印で示すＺ方向に下降させる駆動信号が出力される。それによって、実装ツール１２に保持された半導体チップ６は上記基板Ｗの実装位置に精密に位置決めされて実装されることになる。
【００４８】
ガイドレール２０に保持された基板Ｗの半導体チップ６が実装される部位２４の下方にはバックアップテーブル２６が上下駆動源２７によって上下方向に駆動可能に設けられている。上記バックアップテーブル２６は、基板Ｗに半導体チップ６を実装するときに上昇方向に駆動されて上記基板Ｗの下面を支持すようになっている。
【００４９】
上記構成の実装装置においては、ウエハテーブル２によってピックアップ位置に位置決めされた半導体チップ６はピックアップカメラ１１によって撮像されてから、実装ツール１２によってピックアップされる。この実装ツール１２は実装位置で基板Ｗに半導体チップ６を実装する前に、上記ピックアップ位置と上記実装位置との間で、上記実装ツール１２に保持された半導体チップ６がチップカメラ２１によって下方から撮像される。
【００５０】
上記チップカメラ２１が半導体チップ６を撮像したならば、その撮像信号によって半導体チップ６の外形形状を算出し、その外形形状である半導体チップ６の大きさによって上面に設けられた一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）が求められる。
【００５１】
つまり、第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）は、設定部２２によって演算処理部１６に設定された半導体チップ６の大きさと第１の位置合わせマークＰ１の位置関係とのデータ及び半導体チップ６がチップカメラ２１によって撮像されるときに位置決めされた実装ツール１２に軸線の座標から求めることができる。
【００５２】
半導体チップ６の大きさは、半導体ウエハ５から半導体チップ６をダイシングソーによって分断するときに、そのダイシングソーの磨耗状態などによって数μｍ単位で誤差が生じることがある。
【００５３】
そのような場合、実装ツール１２に保持された半導体チップ６をチップカメラ２１によって下方から撮像して外形形状を求め、その外形形状に基づいて設定部２２に設定された一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）を設定すると、その中心座標は外形形状の差によって実際の半導体チップ６、つまり実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標と一致しないということがある。
【００５４】
したがって、チップカメラ２１によって撮像された半導体チップ６の外形形状に基づいて一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）を算出する際、ピックアップカメラ１１によって上面側から撮像された半導体チップ６の外形形状と一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）との関係に基づいて上記設定部２２によって設定された中心座標を補正する。
【００５５】
それによって、半導体チップ６の外形形状が設定部２２によって予め設定された外形形状に対して誤差があっても、その誤差に影響されずに、実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を精密に算出することが可能となる。
【００５６】
一方、実装位置に位置決めされた基板Ｗの上記半導体チップ６が実装される部位２４は基板カメラ２３によって撮像され、その撮像信号によって上記基板Ｗに設けられた一対の第２の位置合わせマークＰ２の中心座標（Ｘ１１、Ｙ１１）及び（Ｘ２２、Ｙ２２）が算出される。
【００５７】
そして、上記実装ツール１２は、この実装ツール１２に保持された半導体チップ６の一対の第１の位置合わせマークＰ１が、上記基板Ｗの一対の第２の位置合わせマークＰ２に一致するよう、上記実装ツール１２が駆動手段１３によってＸ、Ｙ及びθ方向に駆動位置決めされてから、Ｚ方向下方に駆動される。それによって、半導体チップ６は基板Ｗの実装位置に精密に位置決めされて実装されることになる。
【００５８】
このようにして半導体チップ６を基板Ｗに実装すれば、実装ツール１２が半導体チップ６をウエハテーブル２からピックアップするとき、実装ツール１２に対して半導体チップ６が種々の原因よって位置ずれして吸着されても、その位置ずれが補正されて基板Ｗに実装されることになる。つまり、基板Ｗに対する半導体チップ６の実装精度を向上させることができる。
【００５９】
しかも、実装ツール１２によってピックアップされる前の半導体チップ６をピックアップカメラ１１によって上方から撮像し、その撮像に基づいて半導体チップ６の外形形状と一対の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標の位置を算出して格納部１８に格納しておくようにした。
【００６０】
そして、実装される前の半導体チップ６をチップカメラ２１によって下方から撮像し、その撮像によって算出された半導体チップ６の外形形状から実装ツール１２に保持された半導体チップ６の上面側の第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を設定部２２によって設定されたデータから求めるとき、中心座標をピックアップカメラ１１の撮像に基づいて算出された実際の半導体チップ６の外形形状と第１の位置合わせマークＰ１の中心座標の関係に基づいて補正するようにした。
【００６１】
そのため、半導体チップ６の外形形状が一定でなくても、その外形形状に影響を受けることなく、半導体チップ６の上面側に設けられた第１の位置合わせマークＰ１の中心座標を精密に算出することができるから、それに応じて実装精度も向上することになる。
【００６２】
なお、ピックアップカメラ１１の撮像に基づく半導体チップ６の中心座標の補正は、要求される実装精度によっては行わなくてもよい場合もあるが、実装精度をより一層、向上させる場合には行った方がよいことは勿論である。
【００６３】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものではない。たとえば、ウエハテーブルから実装ツールによって半導体チップ６をピックアップするとき、ピックアップカメラの撮像に基づいて実装ツールを位置決めするようにしたが、ピックアップカメラを用いずに、ピックアップされるためにウエハテーブルによって位置決めされた半導体チップの位置決め座標に対して実装ツールを軸線が一致するよう位置決めするようにしてもよい。
【００６４】
そのようにしても、半導体チップを実装ツールによりピックアップするようにしても、その半導体チップは基板に実装される前に、一対の第１の位置合わせマークの座標がチップカメラの撮像に基づいて算出される。したがって、半導体チップを実装精度の低下を招くことなく実装することができる。つまり、チップカメラを用いることで、ピックアップカメラを省略することもできる。
【００６５】
チップカメラによって実装ツールに保持された半導体チップを下方から撮像し、その撮像に基づいて半導体チップの外形形状を算出し、その外形形状及び予め設定された半導体チップの大きさに基づいて上面に設けられた第１のパターンである第１の位置合わせマークの座標を算出するようにしたが、チップカメラに赤外線カメラを用いれば、半導体チップの下面側から上面に設けられた第１の位置合わせマークを、半導体チップを透視して撮像することができる。
【００６６】
したがって、半導体チップの上面に設けられた第１の位置合わせマークを下面側から撮像して座標を求めることが可能となる。つまり、半導体チップの外形形状を算出することなく、第１の位置合わせマークの座標を算出できる。
【００６７】
なお、チップカメラに赤外線カメラを用いる場合、半導体チップの厚さなどの種々の条件によっては、その上面に設けられた第１の位置合わせマークを確実に撮像できないから、そのような場合には上述したようにピックアップカメラとチップカメラの撮像に基づいて第１の位置合わせマークの位置を求めるようにすれば、半導体チップを高精度で実装することができる。
【００６８】
また、第１、第２のパターンとしては第１、第２の位置合わせマークに限られず、半導体チップと基板に設けられた回路パターンであってもよい。
【００６９】
また、供給部としてはウエハテーブルに限られず、電子部品が収容される収容凹部が形成されたトレイをであってもよく、電子部品としては半導体チップ以外のものであっても差し支えない。
【符号の説明】
【００７０】
２…ウエハテーブル（供給部）、６…半導体チップ（電子部品）、１１…ピックアップカメラ、１２…実装ツール、１３…駆動手段、１４…画像処理部、１５…制御装置、１６…演算処理部、１７…駆動制御部、２１…チップカメラ（第１の撮像手段）、２２…設定部、２３…基板カメラ（第２の撮像手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
上記演算処理部は、上記チップカメラの撮像に基づく上記電子部品の外形形状から上記第１のパターン位置を算出することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項３】
上記チップカメラは、上記電子部品の下面から上面に設けられた上記第１のパターンを透過して撮像する赤外線カメラであることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項４】
基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによって上記電子部品をピックアップする前に、この電子部品を上方から撮像するピックアップカメラと、
上記実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記ピックアップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形形状とこの電子部品の上面に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形状から上記第１のパターンの位置を算出するときに、上記ピックアップカメラの撮像に基づいて算出された電子部品の外形状と第１のパターンとの位置関係に基づいて上記第１のパターンの位置を補正して算出する一方、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項５】
基板に電子部品を実装する実装方法であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品を実装ツールによってピックアップする工程と、
ピックアップされて上記実装ツールに保持された電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像する工程と、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出する工程と、
基板の撮像に基づいてこの基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する工程と、
算出された上記電子部品の第１のパターンが上記基板の第２のパターンに一致するよう上記電子部品を位置決めして上記基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項６】
上記供給部から上記電子部品をピックアップする前にその電子部品を上方から撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するときに、この第１のパターンの位置を上記電子部品の上方からの撮像に基づいて算出される上記第１のパターンの位置によって補正する工程をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の電子部品の実装方法。
【請求項１】
基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
上記演算処理部は、上記チップカメラの撮像に基づく上記電子部品の外形形状から上記第１のパターン位置を算出することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項３】
上記チップカメラは、上記電子部品の下面から上面に設けられた上記第１のパターンを透過して撮像する赤外線カメラであることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項４】
基板に電子部品を実装する実装装置であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品をピックアップする実装ツールと、
この実装ツールによって上記電子部品をピックアップする前に、この電子部品を上方から撮像するピックアップカメラと、
上記実装ツールによってピックアップされた電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像するチップカメラと、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する基板カメラと、
上記ピックアップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形形状とこの電子部品の上面に設けられた第１のパターンの位置を算出するとともに、上記チップカメラの撮像に基づいて上記電子部品の外形状から上記第１のパターンの位置を算出するときに、上記ピックアップカメラの撮像に基づいて算出された電子部品の外形状と第１のパターンとの位置関係に基づいて上記第１のパターンの位置を補正して算出する一方、上記基板カメラの撮像に基づいて上記基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する演算処理部と、
この演算処理部で算出された上記第１のパターンと第２のパターンの位置に基づいて上記実装ツールを上記基板に対して位置決めして上記電子部品を実装させる駆動制御部と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項５】
基板に電子部品を実装する実装方法であって、
上記電子部品の供給部と、
この供給部に設けられた電子部品を実装ツールによってピックアップする工程と、
ピックアップされて上記実装ツールに保持された電子部品を上記基板に実装する前に下方から撮像する工程と、
上記基板の上記電子部品が実装される部位を撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出する工程と、
基板の撮像に基づいてこの基板に設けられた第２のパターンの位置を算出する工程と、
算出された上記電子部品の第１のパターンが上記基板の第２のパターンに一致するよう上記電子部品を位置決めして上記基板に実装する工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項６】
上記供給部から上記電子部品をピックアップする前にその電子部品を上方から撮像する工程と、
上記電子部品の下方からの撮像に基づいてこの電子部品に設けられた第１のパターンの位置を算出するときに、この第１のパターンの位置を上記電子部品の上方からの撮像に基づいて算出される上記第１のパターンの位置によって補正する工程をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の電子部品の実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−９６８４１（Ｐ２０１１−９６８４１Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９１２５（Ｐ２００９−２４９１２５）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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