電子部品実装装置
【課題】転写と描画の2通りのペースト供給方法を使い分けることができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】実装テーブル8を挟んで部品供給テーブル6と対向する側に位置し、基板24にペーストを供給するペースト供給手段が、基板24にペーストを転写する転写ヘッド5と、基板24にペーストを吐出して描画する描画ヘッド4とを備え、電子部品の品種に応じて転写ヘッド5もしくは描画ヘッド4の何れかを選択してペーストの供給を行うようにした。
【解決手段】実装テーブル8を挟んで部品供給テーブル6と対向する側に位置し、基板24にペーストを供給するペースト供給手段が、基板24にペーストを転写する転写ヘッド5と、基板24にペーストを吐出して描画する描画ヘッド4とを備え、電子部品の品種に応じて転写ヘッド5もしくは描画ヘッド4の何れかを選択してペーストの供給を行うようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品接合用のペースト接着材が転写または描画された基板に電子部品を搭載する電子部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子部品の実装において、電子部品を搭載する直前に基板にペースト状の接合剤を供給し、このペーストの上に電子部品を搭載する実装方法がある。ペーストを基板に供給するには、シリンジを用いてペーストを所定の形状に描画する方法(特許文献1参照)や、所定の形状を有する転写ピンを用いてペーストを転写する方法(特許文献2参照)等がある。
【0003】
描画はシリンジに設けられたノズル孔からペーストを吐出しながら行うため、速乾性のペーストの供給には有利であるが少量のペースト供給には適さず、比較的大きな電子部品の実装に用いられることが多い。これに対し転写は少量のペースト供給に適するので、遅乾性のペーストや微小な電子部品の実装に広く用いられている。
【特許文献1】特開2001−137756号公報
【特許文献2】特開2002−28568号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、電子機器は更なる小型化と高機能化が要求されており、これに伴って1つの基板に多種多様な電子部品を稠密に実装する機会が増えている。このとき転写によれば大小様々なサイズの電子部品の実装に対応することが可能であるが、基板に供給されるペーストの形状は予め用意した転写ピンの形状に制限されることになる。これに対しシリンジを移動させながらペーストを吐出する描画はペースト形状の自由度が高く、サイズの異なる電子部品に対してそれぞれ最適な形状でペーストを供給することが可能であるが、所定の塗布量を得るために基板表面とノズルとの隙間を管理する必要があり、基板に反りがある場合などには複雑な制御が必要となる。
【0005】
本発明は、転写と描画の2通りのペースト供給方法を状況に応じて使い分けることができる電子部品実装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】
請求項1に記載の電子部品実装装置は、複数の電子部品を収納する電子部品収納部と、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を挟んで前記電子部品供給部と対向する側に位置し、前記基板にペースト状の接合剤を供給するペースト供給手段と、前記ペーストが供給された前記基板に電子部品を移載する移載ヘッドとを備え、前記ペースト供給手段が、ペーストを貯留するペースト貯留部と、前記ペースト貯留部から前記基板にペーストを転写する転写ヘッドと、前記基板にペーストを吐出して描画する描画ヘッドとを備え、実装する電子部品の品種に応じて前記転写ヘッドもしくは前記描画ヘッドの何れかを選択して前記ペーストの供給を行う。
【0007】
請求項2に記載の電子部品実装装置は、請求項1に記載の電子部品実装装置であって、前記基板に予め定められた許容値を超える反りが生じている場合には、実装する電子部品の品種に関係なく前記転写ヘッドを選択して前記ペーストの供給を行う。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、基板に電子部品接合用のペースト接着材を供給する手段として、基板にペースト接着材を転写する転写ヘッドと、基板にペースト接着材を吐出して描画する描画ヘッドを備え、実装する電子部品の品種に応じて何れかのヘッドを選択することができるように構成されているので、対象となる電子部品の品種により適した形状でペースト接着材を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態における電子部品実装装置の構成図、図2は本発明の実施の形態におけるペースト接着材の形状の説明図、図3乃至図11は本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図である。
【0010】
電子部品実装装置1は、図1に示すように、ピックアップヘッド2、ボンディングヘッド3、描画ヘッド4、転写ヘッド5の4つの作業ヘッドと、部品供給テーブル6、部品中継テーブル7、実装テーブル8、ペースト供給テーブル9の4つの作業テーブルと、4つのカメラ10、11、12、13を主要部として構成されている。作業テーブルは、電子部品実装装置1の奥行き方向に正面側から部品供給テーブル6、部品中継テーブル7、実装テーブル8、ペースト供給テーブル9の順に配列されている。
【0011】
ピックアップヘッド2は、ピックアップヘッド移動装置14によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a:基板24の搬送方向(矢印b)に対して直交関係にある方向)に移動可能であり、隣り合う部品供給テーブル6と部品中継テーブル7の間を移動し、ウェハシート15に貼り付けられているチップ16をピックアップして部品中継テーブル7に載置する。ウェハシート15に貼り付けられているチップ16の位置や向きは、鉛直上方に配置されたカメラ10による撮像画像の解析によってピックアップ前に確認し、位置ずれが確認された場合は部品供給テーブル6を移動させてチップ16の位置を修正し、チップ16の向きに応じてピックアップノズル17の角度を修正する。
【0012】
部品中継テーブル7は移動テーブル18の上部に配置されている。移動テーブル18は直動装置19によって基板搬送方向(矢印b)に移動可能である。移動テーブル18には、部品中継テーブル7の他にノズルストッカ20やカメラ13が配置されている。移動テーブル18の移動経路にはクリーニングヘッド21が配置されており、移動テーブル18がクリーニングヘッド21の下方を通過したときに部品中継テーブル7の上面(チップ載置面)の清掃や不要チップの排除を行う。
【0013】
ボンディングヘッド3は、ボンディングヘッド移動装置22、23によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a)に移動可能であり、隣り合う部品中継テーブル7と実装テーブル8の間を移動し、部品中継テーブル7に載置されているチップ16をピックアップして基板24に搭載する。基板24は、図示しない基板搬送装置によって電子部品実装装置1に搬入され、実装テーブル8の上部に固定されている。ボンディングヘッド3は、部品中継テーブル7からチップ16をピックアップするだけではなく、部品供給テーブル6まで移動して直接ウェハシート15からピックアップしたり、アーム25の先端で上下に反転したピックアップヘッド2から受け取ることも可能である。この場合はピックアップヘッド2の反転に伴って上下反転したチップ16を基板24に実装するフリップチップ実装となる。
【0014】
部品中継テーブル7に載置されているチップ16の位置や向きは、鉛直上方に配置されたカメラ11による撮像画像の解析によってピックアップ前に確認し、位置ずれが確認された場合は、ボンディングヘッド3の移動(矢印a)と部品中継テーブル7の移動(矢印b)によってボンディングノズル26とチップ16の位置関係を修正し、チップ16の向
きに応じてボンディングノズル26の角度を修正する。またボンディングヘッド3によってピックアップされたチップ16の位置や向きは、移動テーブル18に配置されているカメラ13によって鉛直下方から撮像され、基板24に実装される前に確認、修正することもできる。
【0015】
描画ヘッド4は、描画・転写ヘッド移動装置27、28によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a)に移動可能である。描画ヘッド4は、シリンジ29の内側に貯留しているペースト接着材を加圧によって下端の吐出ノズル30から吐出して基板24に供給する。描画ヘッド4の移動(矢印a)と基板24の移動(矢印b)によって吐出ノズル30と基板24の相対的な位置を変えることで、ペースト接着材を所定の形状31で基板24に描画することができる。
【0016】
転写ヘッド5は、描画・転写ヘッド移動装置27、28によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a)に移動可能である。ペースト供給テーブル9は、転写ヘッド5にペースト接着材を供給するペースト供給部である。ペースト供給テーブル9にはペースト接着材32が貯留されている。転写ヘッド5は、下端の転写ピン33をペースト接着材32に浸し、その後に転写ピン33を基板24に押し当てることで、転写ピン33に付着させた少量のペースト接着材を転写面の形状34で基板24に転写する。ペースト接着材の転写量は、転写ピン33を浸す部分のペースト接着材の深さを調節プレート35によって調節することにより、もしくは転写ピン33をペースト接着剤に浸す深さを調節することにより行う。
【0017】
基板24に描画されたペースト接着剤の形状31と、同じく転写されたペースト接着材の形状34は、実装テーブル8の鉛直上方に配置されたカメラ12による撮像画像の解析によって確認する。カメラ12は、ペースト接着剤の上に実装されたチップ16の位置や向きの確認にも用いられる。
【0018】
描画ヘッド4および転写ヘッド5によって描画または転写されたペースト接着材の形状について図2を参照して説明する。転写ピン33の先端の転写面36は、図2(a)に示すようにX字形に刻印されている。この転写ピン33を用いて基板に転写したペースト接着材の形状34を図2(b)に示している。X字型の部分は基板に押し付けられるため、実際の幅より広く転写されている。そして転写面36に刻印された2本の直線37、38が交差する部分39はペースト接着材が多く付着するため、転写量も多くなっている。
【0019】
吐出ノズル30の先端には、図2(c)に示すような小さな孔40が空いており、この孔40から孔40の面積と同じ断面積のペースト接着材が帯状に吐出する。孔40の径は目詰まり防止の観点から必要以上に小さくすることはできないため、図2(d)に示すように、描画されたペースト接着材32の量は、図2(b)に示す転写の場合に比べて多くなる。そのため、描画ヘッド4は、極めて少量のペースト接着材しか必要としない微小チップ実装に対しては用いられない場合があり、比較的大型のチップ実装に用いられることが多い。また、描画の場合は所定の塗布量を得るために基板表面と吐出ノズル30との隙間を管理する必要があり、基板に反りがある場合などには複雑な制御が必要となる。
【0020】
これとは逆に転写ヘッド5は、少量のペースト接着材の供給に優れるため、微小チップの実装に用いられることが多い。また、転写ヘッド5は、転写ピン33を基板24に押し付けることで基板24の上反りした箇所であっても平坦に均してしまうので、より正確な位置に転写を行うことができるという利点がある。従って、電子部品実装装置1は、微小チップに対しては転写ヘッド5を優先的に使用し、これ以外のチップに対しては、基板24に顕著な反りが存在しなければ描画ヘッド4を使用し、顕著な上反りのある箇所については転写ピン33をチップのサイズに対応したものに交換した転写ヘッド5を使用するこ
とが望ましい。
【0021】
描画ヘッド4と転写ヘッド5の選択については、チップ16のサイズや基板24の反り具合について予め設定したパラメータと、チップのサイズに関するデータや基板の反りに関するデータに基づいて、電子部品実装装置1の制御系が何れかのヘッドを自動で選択する。
【0022】
電子部品実装装置1におけるチップ実装動作について図3乃至図11を参照して説明する。図3において、部品供給テーブル6にはチップ50が保持されている。ピックアップヘッド2のピックアップノズル17とボンディングヘッド3のボンディングノズル26はチップ50の品種に対応したものを装着している。ノズルストッカ20には様々なチップの品種に対応したピックアップノズル17やボンディングノズル26が保管されている。部品供給テーブル6のチップの品種が変更されると、ピックアップヘッド2やボンディングヘッド3がノズルストッカ20の位置まで移動し、対応するノズルを装着する。チップの品種に対してはノズルの種類の他にペースト供給方法も対応付けられており、ここでは対象となるチップ50が微小チップではないので、描画ヘッド4を用いて基板24にペースト接着材を供給する。
【0023】
図4において、ピックアップヘッド2がエジェクタ51の補助を受けて吸着したチップ50を部品中継テーブル7まで運搬する。描画作業を終えた描画ヘッド4は基板24の側方に退避し、ボンディングヘッド3にボンディング作業のための領域を提供する。チップ50は別品種のチップと交換するため部品供給テーブル6からウェハシート15ごと取り外される。
【0024】
図5において、作業を終えたピックアップヘッド2が部品中継テーブル7の側方に退避し、ボンディングヘッド3が部品中継テーブル7に置かれたチップ50を吸着する。その間に部品供給テーブル6ではチップ50に換えて微小チップ52が準備されている。
【0025】
図6において、ボンディングヘッド3がチップ50を基板24に実装する。チップ50の実装箇所には事前にペースト接着材が所定の形状に描画されており、この上からチップ50を実装する。この間にピックアップヘッド2と転写ヘッド5は次の作業の準備を行う。ピックアップヘッド2は、次にピックアップする微小チップ52用のピックアップノズル53と交換する。このピックアップノズル53はノズルストッカ20に予め保管されている。一方、転写ヘッド5は描画ヘッド4よりも相対的に下方となるように高さ方向の位置を変更され、ペースト供給テーブル9に貯留されているペースト接着材に転写ピン33を浸す。
【0026】
図7において、ピックアップヘッド2がエジェクタ51の補助を受けて微小チップ52を吸着する。その間に転写ヘッド5はペースト接着材に浸した転写ピン33を基板24に押し付け、ペースト接着材を基板24に転写する。その間にボンディングヘッド3は次に実装する微小チップ52用のボンディングノズル54と交換する。
【0027】
図8において、ピックアップヘッド2が微小チップ52を部品中継テーブル7まで運搬する。ボンディングノズル54の交換を終えたボンディングヘッド3は、ピックアップヘッド2に作業のための領域を提供するため、上昇位置に退避している。また、転写作業を終えた転写ヘッド5は、基板24の側方に退避し、ボンディングヘッド3にボンディング作業のための領域を提供する。微小チップ52は別品種のチップと交換するため部品供給テーブル6から除かれている。
【0028】
図9において、作業を終えたピックアップヘッド2が部品中継テーブル7の側方に退避
し、ボンディングヘッド3が部品中継テーブル7に置かれた微小チップ52を吸着する。その間に部品供給テーブル6では微小チップ52に換えてチップ55が準備されている。
【0029】
図10において、ボンディングヘッド3が微小チップ52を基板24に実装する。微小チップ52の実装箇所にはペースト接着材が転写されており、この上から微小チップ52を実装する。この間にピックアップヘッド2は、次にピックアップするチップ55用のピックアップノズル56と交換する。このピックアップノズル56はノズルストッカ20に予め保管されている。
【0030】
図11において、ピックアップヘッド2がエジェクタ51の補助を受けてチップ55を吸着する。その間に描画ヘッド4は転写ヘッド5よりも相対的に下方となるように高さ位置を変更され、基板24にペースト接着材を供給し、ボンディングヘッド3は次に実装するチップ55用のボンディングノズル57と交換する。
【0031】
このように電子部品実装装置1においては、対象となるチップが微小なものかそれ以外のものかによってピックアップヘッド2およびボンディングヘッド3に装着するノズルを適合するものに交換し、さらに描画ヘッド4もしくは転写ヘッド5の何れかを用いて基板24にペースト接着材を供給する。これにより、チップの品種に応じた最適な形状でペースト接着材の供給を行うことができるので、チップと基板との接合品質の向上が期待できる。
【0032】
なお、前述した電子部品実装装置1の実装動作に加え、基板24の実装箇所に予め定められた許容値を超える反りが生じている場合には、チップの品種に関係なく転写ヘッド5を使用するようにしてもよい。転写ヘッド5は、転写時に転写ピン33を基板24に押し付けるので、基板24の反りをある程度矯正した状態でより正確な位置にペースト接着材を供給することができる。また、基板上面の高さを検出する検出装置を用いて基板ごとに反りを検出するようにすれば、より適切に描画ヘッドと転写ヘッドを使い分けることができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明は、基板に電子部品接合用のペースト接着材を供給する手段として、基板にペースト接着材を転写する転写ヘッドと、基板にペースト接着材を吐出して描画する描画ヘッドを備え、実装する電子部品の品種に応じて何れかのヘッドを選択することができるように構成されているので、対象となる電子部品の品種により適した形状でペースト接着材を供給することができるという利点があり、1台の電子部品実装装置で多品種の電子部品を実装する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の構成図
【図2】本発明の実施の形態におけるペースト接着材の形状の説明図
【図3】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図4】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図5】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図6】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図7】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図8】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図9】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図10】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図11】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【符号の説明】
【0035】
1 電子部品実装装置
2 ピックアップヘッド
3 ボンディングヘッド
4 描画ヘッド
5 転写ヘッド
6 部品供給テーブル
7 部品中継テーブル
8 実装テーブル
9 ペースト供給テーブル
16、50、55 チップ
24 基板
52 微小チップ
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品接合用のペースト接着材が転写または描画された基板に電子部品を搭載する電子部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子部品の実装において、電子部品を搭載する直前に基板にペースト状の接合剤を供給し、このペーストの上に電子部品を搭載する実装方法がある。ペーストを基板に供給するには、シリンジを用いてペーストを所定の形状に描画する方法(特許文献1参照)や、所定の形状を有する転写ピンを用いてペーストを転写する方法(特許文献2参照)等がある。
【0003】
描画はシリンジに設けられたノズル孔からペーストを吐出しながら行うため、速乾性のペーストの供給には有利であるが少量のペースト供給には適さず、比較的大きな電子部品の実装に用いられることが多い。これに対し転写は少量のペースト供給に適するので、遅乾性のペーストや微小な電子部品の実装に広く用いられている。
【特許文献1】特開2001−137756号公報
【特許文献2】特開2002−28568号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、電子機器は更なる小型化と高機能化が要求されており、これに伴って1つの基板に多種多様な電子部品を稠密に実装する機会が増えている。このとき転写によれば大小様々なサイズの電子部品の実装に対応することが可能であるが、基板に供給されるペーストの形状は予め用意した転写ピンの形状に制限されることになる。これに対しシリンジを移動させながらペーストを吐出する描画はペースト形状の自由度が高く、サイズの異なる電子部品に対してそれぞれ最適な形状でペーストを供給することが可能であるが、所定の塗布量を得るために基板表面とノズルとの隙間を管理する必要があり、基板に反りがある場合などには複雑な制御が必要となる。
【0005】
本発明は、転写と描画の2通りのペースト供給方法を状況に応じて使い分けることができる電子部品実装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】
請求項1に記載の電子部品実装装置は、複数の電子部品を収納する電子部品収納部と、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部を挟んで前記電子部品供給部と対向する側に位置し、前記基板にペースト状の接合剤を供給するペースト供給手段と、前記ペーストが供給された前記基板に電子部品を移載する移載ヘッドとを備え、前記ペースト供給手段が、ペーストを貯留するペースト貯留部と、前記ペースト貯留部から前記基板にペーストを転写する転写ヘッドと、前記基板にペーストを吐出して描画する描画ヘッドとを備え、実装する電子部品の品種に応じて前記転写ヘッドもしくは前記描画ヘッドの何れかを選択して前記ペーストの供給を行う。
【0007】
請求項2に記載の電子部品実装装置は、請求項1に記載の電子部品実装装置であって、前記基板に予め定められた許容値を超える反りが生じている場合には、実装する電子部品の品種に関係なく前記転写ヘッドを選択して前記ペーストの供給を行う。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、基板に電子部品接合用のペースト接着材を供給する手段として、基板にペースト接着材を転写する転写ヘッドと、基板にペースト接着材を吐出して描画する描画ヘッドを備え、実装する電子部品の品種に応じて何れかのヘッドを選択することができるように構成されているので、対象となる電子部品の品種により適した形状でペースト接着材を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態における電子部品実装装置の構成図、図2は本発明の実施の形態におけるペースト接着材の形状の説明図、図3乃至図11は本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図である。
【0010】
電子部品実装装置1は、図1に示すように、ピックアップヘッド2、ボンディングヘッド3、描画ヘッド4、転写ヘッド5の4つの作業ヘッドと、部品供給テーブル6、部品中継テーブル7、実装テーブル8、ペースト供給テーブル9の4つの作業テーブルと、4つのカメラ10、11、12、13を主要部として構成されている。作業テーブルは、電子部品実装装置1の奥行き方向に正面側から部品供給テーブル6、部品中継テーブル7、実装テーブル8、ペースト供給テーブル9の順に配列されている。
【0011】
ピックアップヘッド2は、ピックアップヘッド移動装置14によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a:基板24の搬送方向(矢印b)に対して直交関係にある方向)に移動可能であり、隣り合う部品供給テーブル6と部品中継テーブル7の間を移動し、ウェハシート15に貼り付けられているチップ16をピックアップして部品中継テーブル7に載置する。ウェハシート15に貼り付けられているチップ16の位置や向きは、鉛直上方に配置されたカメラ10による撮像画像の解析によってピックアップ前に確認し、位置ずれが確認された場合は部品供給テーブル6を移動させてチップ16の位置を修正し、チップ16の向きに応じてピックアップノズル17の角度を修正する。
【0012】
部品中継テーブル7は移動テーブル18の上部に配置されている。移動テーブル18は直動装置19によって基板搬送方向(矢印b)に移動可能である。移動テーブル18には、部品中継テーブル7の他にノズルストッカ20やカメラ13が配置されている。移動テーブル18の移動経路にはクリーニングヘッド21が配置されており、移動テーブル18がクリーニングヘッド21の下方を通過したときに部品中継テーブル7の上面(チップ載置面)の清掃や不要チップの排除を行う。
【0013】
ボンディングヘッド3は、ボンディングヘッド移動装置22、23によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a)に移動可能であり、隣り合う部品中継テーブル7と実装テーブル8の間を移動し、部品中継テーブル7に載置されているチップ16をピックアップして基板24に搭載する。基板24は、図示しない基板搬送装置によって電子部品実装装置1に搬入され、実装テーブル8の上部に固定されている。ボンディングヘッド3は、部品中継テーブル7からチップ16をピックアップするだけではなく、部品供給テーブル6まで移動して直接ウェハシート15からピックアップしたり、アーム25の先端で上下に反転したピックアップヘッド2から受け取ることも可能である。この場合はピックアップヘッド2の反転に伴って上下反転したチップ16を基板24に実装するフリップチップ実装となる。
【0014】
部品中継テーブル7に載置されているチップ16の位置や向きは、鉛直上方に配置されたカメラ11による撮像画像の解析によってピックアップ前に確認し、位置ずれが確認された場合は、ボンディングヘッド3の移動(矢印a)と部品中継テーブル7の移動(矢印b)によってボンディングノズル26とチップ16の位置関係を修正し、チップ16の向
きに応じてボンディングノズル26の角度を修正する。またボンディングヘッド3によってピックアップされたチップ16の位置や向きは、移動テーブル18に配置されているカメラ13によって鉛直下方から撮像され、基板24に実装される前に確認、修正することもできる。
【0015】
描画ヘッド4は、描画・転写ヘッド移動装置27、28によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a)に移動可能である。描画ヘッド4は、シリンジ29の内側に貯留しているペースト接着材を加圧によって下端の吐出ノズル30から吐出して基板24に供給する。描画ヘッド4の移動(矢印a)と基板24の移動(矢印b)によって吐出ノズル30と基板24の相対的な位置を変えることで、ペースト接着材を所定の形状31で基板24に描画することができる。
【0016】
転写ヘッド5は、描画・転写ヘッド移動装置27、28によって鉛直方向および電子部品実装装置1の奥行き方向(矢印a)に移動可能である。ペースト供給テーブル9は、転写ヘッド5にペースト接着材を供給するペースト供給部である。ペースト供給テーブル9にはペースト接着材32が貯留されている。転写ヘッド5は、下端の転写ピン33をペースト接着材32に浸し、その後に転写ピン33を基板24に押し当てることで、転写ピン33に付着させた少量のペースト接着材を転写面の形状34で基板24に転写する。ペースト接着材の転写量は、転写ピン33を浸す部分のペースト接着材の深さを調節プレート35によって調節することにより、もしくは転写ピン33をペースト接着剤に浸す深さを調節することにより行う。
【0017】
基板24に描画されたペースト接着剤の形状31と、同じく転写されたペースト接着材の形状34は、実装テーブル8の鉛直上方に配置されたカメラ12による撮像画像の解析によって確認する。カメラ12は、ペースト接着剤の上に実装されたチップ16の位置や向きの確認にも用いられる。
【0018】
描画ヘッド4および転写ヘッド5によって描画または転写されたペースト接着材の形状について図2を参照して説明する。転写ピン33の先端の転写面36は、図2(a)に示すようにX字形に刻印されている。この転写ピン33を用いて基板に転写したペースト接着材の形状34を図2(b)に示している。X字型の部分は基板に押し付けられるため、実際の幅より広く転写されている。そして転写面36に刻印された2本の直線37、38が交差する部分39はペースト接着材が多く付着するため、転写量も多くなっている。
【0019】
吐出ノズル30の先端には、図2(c)に示すような小さな孔40が空いており、この孔40から孔40の面積と同じ断面積のペースト接着材が帯状に吐出する。孔40の径は目詰まり防止の観点から必要以上に小さくすることはできないため、図2(d)に示すように、描画されたペースト接着材32の量は、図2(b)に示す転写の場合に比べて多くなる。そのため、描画ヘッド4は、極めて少量のペースト接着材しか必要としない微小チップ実装に対しては用いられない場合があり、比較的大型のチップ実装に用いられることが多い。また、描画の場合は所定の塗布量を得るために基板表面と吐出ノズル30との隙間を管理する必要があり、基板に反りがある場合などには複雑な制御が必要となる。
【0020】
これとは逆に転写ヘッド5は、少量のペースト接着材の供給に優れるため、微小チップの実装に用いられることが多い。また、転写ヘッド5は、転写ピン33を基板24に押し付けることで基板24の上反りした箇所であっても平坦に均してしまうので、より正確な位置に転写を行うことができるという利点がある。従って、電子部品実装装置1は、微小チップに対しては転写ヘッド5を優先的に使用し、これ以外のチップに対しては、基板24に顕著な反りが存在しなければ描画ヘッド4を使用し、顕著な上反りのある箇所については転写ピン33をチップのサイズに対応したものに交換した転写ヘッド5を使用するこ
とが望ましい。
【0021】
描画ヘッド4と転写ヘッド5の選択については、チップ16のサイズや基板24の反り具合について予め設定したパラメータと、チップのサイズに関するデータや基板の反りに関するデータに基づいて、電子部品実装装置1の制御系が何れかのヘッドを自動で選択する。
【0022】
電子部品実装装置1におけるチップ実装動作について図3乃至図11を参照して説明する。図3において、部品供給テーブル6にはチップ50が保持されている。ピックアップヘッド2のピックアップノズル17とボンディングヘッド3のボンディングノズル26はチップ50の品種に対応したものを装着している。ノズルストッカ20には様々なチップの品種に対応したピックアップノズル17やボンディングノズル26が保管されている。部品供給テーブル6のチップの品種が変更されると、ピックアップヘッド2やボンディングヘッド3がノズルストッカ20の位置まで移動し、対応するノズルを装着する。チップの品種に対してはノズルの種類の他にペースト供給方法も対応付けられており、ここでは対象となるチップ50が微小チップではないので、描画ヘッド4を用いて基板24にペースト接着材を供給する。
【0023】
図4において、ピックアップヘッド2がエジェクタ51の補助を受けて吸着したチップ50を部品中継テーブル7まで運搬する。描画作業を終えた描画ヘッド4は基板24の側方に退避し、ボンディングヘッド3にボンディング作業のための領域を提供する。チップ50は別品種のチップと交換するため部品供給テーブル6からウェハシート15ごと取り外される。
【0024】
図5において、作業を終えたピックアップヘッド2が部品中継テーブル7の側方に退避し、ボンディングヘッド3が部品中継テーブル7に置かれたチップ50を吸着する。その間に部品供給テーブル6ではチップ50に換えて微小チップ52が準備されている。
【0025】
図6において、ボンディングヘッド3がチップ50を基板24に実装する。チップ50の実装箇所には事前にペースト接着材が所定の形状に描画されており、この上からチップ50を実装する。この間にピックアップヘッド2と転写ヘッド5は次の作業の準備を行う。ピックアップヘッド2は、次にピックアップする微小チップ52用のピックアップノズル53と交換する。このピックアップノズル53はノズルストッカ20に予め保管されている。一方、転写ヘッド5は描画ヘッド4よりも相対的に下方となるように高さ方向の位置を変更され、ペースト供給テーブル9に貯留されているペースト接着材に転写ピン33を浸す。
【0026】
図7において、ピックアップヘッド2がエジェクタ51の補助を受けて微小チップ52を吸着する。その間に転写ヘッド5はペースト接着材に浸した転写ピン33を基板24に押し付け、ペースト接着材を基板24に転写する。その間にボンディングヘッド3は次に実装する微小チップ52用のボンディングノズル54と交換する。
【0027】
図8において、ピックアップヘッド2が微小チップ52を部品中継テーブル7まで運搬する。ボンディングノズル54の交換を終えたボンディングヘッド3は、ピックアップヘッド2に作業のための領域を提供するため、上昇位置に退避している。また、転写作業を終えた転写ヘッド5は、基板24の側方に退避し、ボンディングヘッド3にボンディング作業のための領域を提供する。微小チップ52は別品種のチップと交換するため部品供給テーブル6から除かれている。
【0028】
図9において、作業を終えたピックアップヘッド2が部品中継テーブル7の側方に退避
し、ボンディングヘッド3が部品中継テーブル7に置かれた微小チップ52を吸着する。その間に部品供給テーブル6では微小チップ52に換えてチップ55が準備されている。
【0029】
図10において、ボンディングヘッド3が微小チップ52を基板24に実装する。微小チップ52の実装箇所にはペースト接着材が転写されており、この上から微小チップ52を実装する。この間にピックアップヘッド2は、次にピックアップするチップ55用のピックアップノズル56と交換する。このピックアップノズル56はノズルストッカ20に予め保管されている。
【0030】
図11において、ピックアップヘッド2がエジェクタ51の補助を受けてチップ55を吸着する。その間に描画ヘッド4は転写ヘッド5よりも相対的に下方となるように高さ位置を変更され、基板24にペースト接着材を供給し、ボンディングヘッド3は次に実装するチップ55用のボンディングノズル57と交換する。
【0031】
このように電子部品実装装置1においては、対象となるチップが微小なものかそれ以外のものかによってピックアップヘッド2およびボンディングヘッド3に装着するノズルを適合するものに交換し、さらに描画ヘッド4もしくは転写ヘッド5の何れかを用いて基板24にペースト接着材を供給する。これにより、チップの品種に応じた最適な形状でペースト接着材の供給を行うことができるので、チップと基板との接合品質の向上が期待できる。
【0032】
なお、前述した電子部品実装装置1の実装動作に加え、基板24の実装箇所に予め定められた許容値を超える反りが生じている場合には、チップの品種に関係なく転写ヘッド5を使用するようにしてもよい。転写ヘッド5は、転写時に転写ピン33を基板24に押し付けるので、基板24の反りをある程度矯正した状態でより正確な位置にペースト接着材を供給することができる。また、基板上面の高さを検出する検出装置を用いて基板ごとに反りを検出するようにすれば、より適切に描画ヘッドと転写ヘッドを使い分けることができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明は、基板に電子部品接合用のペースト接着材を供給する手段として、基板にペースト接着材を転写する転写ヘッドと、基板にペースト接着材を吐出して描画する描画ヘッドを備え、実装する電子部品の品種に応じて何れかのヘッドを選択することができるように構成されているので、対象となる電子部品の品種により適した形状でペースト接着材を供給することができるという利点があり、1台の電子部品実装装置で多品種の電子部品を実装する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の構成図
【図2】本発明の実施の形態におけるペースト接着材の形状の説明図
【図3】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図4】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図5】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図6】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図7】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図8】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図9】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図10】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【図11】本発明の実施の形態における電子部品実装装置の実装動作の説明図
【符号の説明】
【0035】
1 電子部品実装装置
2 ピックアップヘッド
3 ボンディングヘッド
4 描画ヘッド
5 転写ヘッド
6 部品供給テーブル
7 部品中継テーブル
8 実装テーブル
9 ペースト供給テーブル
16、50、55 チップ
24 基板
52 微小チップ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の電子部品を収納する電子部品収納部と、
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部を挟んで前記電子部品供給部と対向する側に位置し、前記基板にペースト状の接合剤を供給するペースト供給手段と、
前記ペーストが供給された前記基板に電子部品を移載する移載ヘッドと、
を備え、
前記ペースト供給手段が、ペーストを貯留するペースト貯留部と、前記ペースト貯留部から前記基板にペーストを転写する転写ヘッドと、前記基板にペーストを吐出して描画する描画ヘッドとを備え、実装する電子部品の品種に応じて前記転写ヘッドもしくは前記描画ヘッドの何れかを選択して前記ペーストの供給を行うことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項2】
前記基板に予め定められた許容値を超える反りが生じている場合には、実装する電子部品の品種に関係なく前記転写ヘッドを選択して前記ペーストの供給を行うことをすることを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装装置。
【請求項1】
複数の電子部品を収納する電子部品収納部と、
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部を挟んで前記電子部品供給部と対向する側に位置し、前記基板にペースト状の接合剤を供給するペースト供給手段と、
前記ペーストが供給された前記基板に電子部品を移載する移載ヘッドと、
を備え、
前記ペースト供給手段が、ペーストを貯留するペースト貯留部と、前記ペースト貯留部から前記基板にペーストを転写する転写ヘッドと、前記基板にペーストを吐出して描画する描画ヘッドとを備え、実装する電子部品の品種に応じて前記転写ヘッドもしくは前記描画ヘッドの何れかを選択して前記ペーストの供給を行うことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項2】
前記基板に予め定められた許容値を超える反りが生じている場合には、実装する電子部品の品種に関係なく前記転写ヘッドを選択して前記ペーストの供給を行うことをすることを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−225968(P2010−225968A)
【公開日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−73294(P2009−73294)
【出願日】平成21年3月25日(2009.3.25)
【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10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年3月25日(2009.3.25)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]