特許 6899364 平行度調整装置、ピックアップ装置、実装装置、平行度調整方法、ピックアップ方法、及び実装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6899364

(24)【登録日】2021年6月16日

(45)【発行日】2021年7月7日

(54)【発明の名称】平行度調整装置、ピックアップ装置、実装装置、平行度調整方法、ピックアップ方法、及び実装方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20210628BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20210628BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 F

   H05K13/04 B

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-202718(P2018-202718)

(22)【出願日】2018年10月29日

(65)【公開番号】特開2020-72109(P2020-72109A)

(43)【公開日】2020年5月7日

【審査請求日】2020年7月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219314

【氏名又は名称】東レエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100195752

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 一正

(72)【発明者】

【氏名】寺田 勝美

(72)【発明者】

【氏名】晴 孝志

【審査官】 小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０３２７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７４４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４７０４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０５Ｋ １３／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１対象部と第２対象部との平行度を調整する平行度調整装置であって、
第１方向において間隔をおいて配置され、対向する第２方向に向けて線状に線状レーザ光を発光可能な第１発光部及び第２発光部と、
前記第２方向において間隔をおいて配置され、前記第１発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第１受光部、及び前記第２発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第２受光部と、
前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する駆動部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記第１発光部及び前記第２発光部は、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第１受光部及び前記第２受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させることを特徴とする平行度調整装置。

【請求項2】

前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に間隔をおいて配置され、対向する第４方向に向けて線状に線状レーザ光を発光可能な第３発光部及び第４発光部と、
前記第４方向において間隔をおいて配置され、前記第３発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第３受光部、及び前記第４発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第４受光部と、を備え、
前記第３発光部及び前記第４発光部は、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第３受光部及び前記第４受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させるとともに、
前記制御部はさらに、前記第３受光部及び前記第４受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載の平行度調整装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記略対向状態において、前記第１受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第２受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記駆動部を制御するとともに、
前記略対向状態において、前記第３受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第４受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項２に記載の平行度調整装置。

【請求項4】

前記第１対象部は基板上に複数載置された微小部品群であり、前記第２対象部は前記微小部品群の少なくとも一部をピックアップ面で同時にピックアップ可能なヘッド部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平行度調整装置を用いたピックアップ装置。

【請求項5】

前記第１対象部は複数の微小部品からなる微小部品群を載置可能な回路基板であり、前記第２対象部はヘッド部のピックアップ面でピックアップしている前記微小部品群であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平行度調整装置を用いた実装装置。

【請求項6】

第１対象部と第２対象部との平行度を調整する平行度調整方法であって、
第１方向において間隔をおいて配置された第１発光部及び第２発光部から対向する第２方向に向けて線状に線状レーザ光を発光する第１第２発光工程と、
前記第２方向において間隔をおいて配置された第１受光部及び第２受光部において、前記第１発光部から発光された線状の線状レーザ光を第１受光部が受光し、前記第２発光部から発光された線状の線状レーザ光を第２受光部が受光する第１第２受光工程と、
前記第１受光部及び前記第２受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する調整工程と、を備え、
前記第１第２発光工程では、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第１発光部及び前記第２発光部から前記第１受光部及び前記第２受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させることを特徴とする平行度調整方法。

【請求項7】

前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に間隔をおいて配置された第３発光部及び第４発光部から対向する第４方向に向けて線状に線状レーザ光を発光する第３第４発光工程と、
前記第４方向において間隔をおいて配置された第３受光部及び第４受光部において、前記第３発光部から発光された線状レーザ光を第３受光部が受光し、前記第４発光部から発光された線状レーザ光を第４受光部が受光する第３第４受光工程と、を備え、
前記第３第４発光工程では、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第３発光部及び前記第４発光部から前記第３受光部及び前記第４受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させるとともに、
前記調整工程ではさらに、前記第３第４受光工程で、第３受光部及び前記第４受光部が受光したレーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整することを特徴とする請求項６に記載の平行度調整方法。

【請求項8】

前記調整工程では、前記略対向状態において、前記第１受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第２受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動するとともに、
前記略対向状態において、前記第３受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第４受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動することを特徴とする請求項７に記載の平行度調整方法。

【請求項9】

前記第１対象部は基板上に複数載置された微小部品群であり、前記第２対象部は前記微小部品群の少なくとも一部をピックアップ面で同時にピックアップ可能なヘッド部であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の平行度調整方法を用いたピックアップ方法。

【請求項10】

前記第１対象部は複数の微小部品からなる微小部品群を載置可能な回路基板であり、前記第２対象部はヘッド部のピックアップ面でピックアップしている前記微小部品群であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の平行度調整方法を用いた実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロＬＥＤ等の微小部品を複数同時にピックアップ又は実装する際の平行度を調整する平行度調整装置、及び平行度調整方法であり、また、それを用いたピックアップ装置及び実装装置、及びピックアップ方法及び実装方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体チップは、コスト低減のために小型化が進み、高速・高精度に実装するための取組みが行われている。特に、ディスプレイに用いられるＬＥＤはマイクロＬＥＤと呼ばれる５０μm×５０μm以下のＬＥＤチップを数μmの精度で高速に実装することが求められている。マイクロＬＥＤは、キャリア基板上にマトリックスに複数並べられており、これの少なくとも一部を同時にピックアップし、回路基板上に同時に実装することが行われている。その際、複数のマイクロＬＥＤとピックアップするヘッド面、又はヘッドが保持している複数のマイクロＬＥＤと実装対象の回路基板との平行度を正確に調整することが実装精度およびマイクロＬＥＤの転写の成功率を確保する上で極めて重要となっている。

【0003】

特許文献１には、予めヘッド自身の平行度を治具により調整した後、ヘッド端部に搭載した３つのレーザ変位計からレーザ光を実装対象の回路基板に照射して距離を測定して、ヘッドと回路基板との平行度を調整するする構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

特許文献１：特開２０１８−３２７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１記載のものは、予めヘッド自身の平行度を治具により調整する必要があって手間がかかるとともに、距離を測定する対象物が透明体であれば正確に測定することが困難であり、正確に平行度調整ができないという問題があった。

【0006】

本発明は、上記問題点を解決して、手間がかからず、正確に平行度調整することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本発明は、第１対象部と第２対象部との平行度を調整する平行度調整装置であって、
第１方向において間隔をおいて配置され、対向する第２方向に向けて線状に線状レーザ光を発光可能な第１発光部及び第２発光部と、
前記第２方向において間隔をおいて配置され、前記第１発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第１受光部、及び前記第２発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第２受光部と、
前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する駆動部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記第１発光部及び前記第２発光部は、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第１受光部及び前記第２受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させることを特徴とする平行度調整装置を提供するものである。

【0008】

この構成により、手間がかからず、正確に平行度調整することができる。

【0009】

前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に間隔をおいて配置され、対向する第４方向に向けて線状に線状レーザ光を発光可能な第３発光部及び第４発光部と、 前記第４方向において間隔をおいて配置され、前記第３発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第３受光部、及び前記第４発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第４受光部と、を備え、 前記第３発光部及び前記第４発光部は、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第３受光部及び前記第４受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させるとともに、 前記制御部はさらに、前記第３受光部及び前記第４受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記駆動部を制御する構成としてもよい。

【0010】

この構成により、第１、第２方向及び第３、第４方向の両方向において正確に平行度調整することができる。

【0011】

前記制御部は、前記略対向状態において、前記第１受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第２受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記駆動部を制御するとともに、
前記略対向状態において、前記第３受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第４受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記駆動部を制御する構成としてもよい。

【0012】

この構成により、手間のかからない平行度調整を実現できる。

【0013】

前記第１対象部は基板上に複数載置された微小部品群であり、前記第２対象部は前記微小部品群の少なくとも一部をピックアップ面で同時にピックアップ可能なヘッド部である上述の平行度調整装置を用いたピックアップ装置としてもよい。

【0014】

この構成により、微小部品群とヘッド部との平行度を正確に調整可能なピックアップ装置とすることができる。

【0015】

前記第１対象部は複数の微小部品からなる微小部品群を載置可能な回路基板であり、前記第２対象部はヘッド部のピックアップ面でピックアップしている前記微小部品群である上述の平行度調整装置を用いた実装装置としてもよい。

【0016】

この構成により、回路基板と微小部品群との平行度を正確に調整可能な実装装置とすることができる。

【0017】

また、上記課題を解決するために本発明は、第１対象部と第２対象部との平行度を調整する平行度調整方法であって、 第１方向において間隔をおいて配置された第１発光部及び第２発光部から対向する第２方向に向けて線状に線状レーザ光を発光する第１第２発光工程と、 前記第２方向において間隔をおいて配置された第１受光部及び第２受光部において、前記第１発光部から発光された線状の線状レーザ光を第１受光部が受光し、前記第２発光部から発光された線状の線状レーザ光を第２受光部が受光する第１第２受光工程と、 前記第１受光部及び前記第２受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する調整工程と、を備え、 前記第１第２発光工程では、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第１発光部及び前記第２発光部から前記第１受光部及び前記第２受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させることを特徴とする平行度調整方法を提供するものである。

【0018】

この構成により、手間がかからず、正確に平行度調整することができる。

【0019】

前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に間隔をおいて配置された第３発光部及び第４発光部から対向する第４方向に向けて線状に線状レーザ光を発光する第３第４発光工程と、
前記第４方向において間隔をおいて配置された第３受光部及び第４受光部において、前記第３発光部から発光された線状レーザ光を第３受光部が受光し、前記第４発光部から発光された線状レーザ光を第４受光部が受光する第３第４受光工程と、を備え、
前記第３第４発光工程では、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第３発光部及び前記第４発光部から前記第３受光部及び前記第４受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させるとともに、
前記調整工程ではさらに、前記第３第４受光工程で、第３受光部及び前記第４受光部が受光したレーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する構成としてもよい。

【0020】

この構成により、第１、第２方向及び第３、第４方向の両方向において正確に平行度調整することができる。

【0021】

前記調整工程では、前記略対向状態において、前記第１受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第２受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動するとともに、 前記略対向状態において、前記第３受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さと、前記第４受光部が受光した前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光における線状方向の受光長さとの差が所定値以下になるように、前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動する構成としてもよい。

【0022】

この構成により、手間のかからない平行度調整を実現できる。

【0023】

前記第１対象部は基板上に複数載置された微小部品群であり、前記第２対象部は前記微小部品群の少なくとも一部をピックアップ面で同時にピックアップ可能なヘッド部である上述の平行度調整方法を用いたピックアップ方法としてもよい。

【0024】

この構成により、微小部品群とヘッド部との平行度を正確に調整可能なピックアップ方法とすることができる。

【0025】

前記第１対象部は複数の微小部品からなる微小部品群を載置可能な回路基板であり、前記第２対象部はヘッド部のピックアップ面でピックアップしている前記微小部品群である上述の平行度調整方法を用いた実装方法としてもよい。

【0026】

この構成により、回路基板と微小部品群との平行度を正確に調整可能な実装方法とすることができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の平行度調整装置、ピックアップ装置、実装装置、平行度調整方法、ピックアップ方法、及び実装方法により、手間がかからず、正確に平行度調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施例１におけるピックアップ方法を説明する図である。

【図2】本発明の実施例１における平行度調整方法を説明する図であり、（ａ）は、平行度が調整された状態、（ｂ）は平行度が調整されていない状態を示す。

【図3】本発明の実施例１における平行度調整装置を説明する側面図である。

【図4】本発明の実施例１における平行度調整装置を説明する上面図である。

【図5】本発明の実施例２における実装方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0029】

本発明の実施例１について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１におけるピックアップ方法を説明する図である。図２は、本発明の実施例１における平行度調整方法を説明する図であり、（ａ）は、平行度が調整された状態、（ｂ）は平行度が調整されていない状態を示す。図３は、本発明の実施例１における平行度調整装置を説明する側面図である。図４は、本発明の実施例１における平行度調整装置を説明する上面図である。

【0030】

実施例１においては、キャリア基板２にマトリックス状に載置された複数のマイクロＬＥＤ１（図１の奥行き方向にも載置されている）をヘッド１１に設けた複数のノズル１２（図１の奥行き方向にも設けられている）でピックアップする場合の平行度調整方法及び平行度調整装置について説明する。すなわち、実施例１においては、複数のマイクロＬＥＤ１を微小部品群とする。

【0031】

ヘッド１１に設けた各ノズルはポリマー系樹脂で構成され、粘着性を有しており、マイクロＬＥＤ１のＸＹ方向に配列ピッチのＮ倍のピッチでアレイ状にピックアップ可能に設けられている。ここで、マイクロＬＥＤ１のＸＹ方向に配列ピッチのＮ倍のピッチでピックアップするとは、実装対象の回路基板にマイクロＬＥＤ１を実装する場合に回路基板のディスプレイの画素ピッチに配列することを可能とするためである。つまり、マイクロＬＥＤ１はキャリア基板２からＮ回ピックアップすると配列ピッチのＮ倍＝画素ピッチとすることでピッチ変更なしに所定の場所に無駄なく回路基板に実装することができる。同様にＲ、Ｇ、Ｂの各色を１画素として、それぞれのキャリア基板から回路基板に実装することができる。

【0032】

この粘着性を有した各ノズル１２でキャリア基板２上に載置されたマイクロＬＥＤ１をピックアップする。つまり、図１（ａ）に示すように、ノズル１２がマイクロＬＥＤ１の真上に位置するようにヘッド１１を移動させて位置決めした後、微小部品群であるマイクロＬＥＤ１に向かって下降させる。図１（ｂ）に示すように、ノズル１２の先端がマイクロＬＥＤ１の上部に接触するとヘッドの下降を停止させる。キャリア基板２とマイクロＬＥＤ１とは粘着性のある部材で粘着されているが、ノズル１２の先端面の粘着度の方がキャリア基板２の粘着度よりも大きいのでノズル１２を接触させて上昇させることにより、マイクロＬＥＤ１をピックアップすることができる（図１（ｃ））

【0033】

このピックアップ時に、例えば、ヘッド１１又はキャリア基板２が傾いているとヘッド１１のいずれかの端部に近いノズル１２とマイクロＬＥＤ１とが接触することができず、又は位置がずれて、ピックアップすることができない場合が考えられる。そのため、実施例１においては、ヘッド１１のノズル１２とキャリア基板２上のマイクロＬＥＤ１との平行度を調整してピックアップするように構成している。また、後述するように、ヘッド１１のノズル１２でピックアップしたマイクロＬＥＤ１を回路基板３に実装する場合も同様の平行度を調整して実装することが重要である。 ここで、ヘッド１１は図示しないヘッドホルダーに吸着又はその他の保持手段で脱着可能に保持され、キャリア基板２及び回路基板３は図示しない載置台に吸着又はその他の保持手段で脱着可能に保持されている。そして、平行度調整においては、ヘッド１１、キャリア基板２、回路基板３のそれぞれの平坦度が担保されていれば、ヘッドホルダーと載置台の間の平行度を調整する方法でも構わない。

【0034】

図２を参照して、本発明における平行度調整方法について説明する。図２（ａ）は、ヘッド１１のノズル１２（第２対象部）と微小部品群である複数のマイクロＬＥＤ１（第１対象部）とが隙間を有して略対向され、ノズル１２の先端と複数のマイクロＬＥＤ１との平行度が調整された状態を示している。ＬＢ２１及びＬＢ２２は、図２の奥行き方向から手前方向に第１発光部２１及び第２発光部２２から発光された（第１第２発光工程）線状レーザ光を示しており、ノズル１２の先端からマイクロＬＥＤ１の先端まで透過しているが、ノズル１２及びマイクロＬＥＤ１に照射された線状レーザ光は透過していない。そして、透過した線状レーザ光ＬＢ２１及び線状レーザ光ＬＢ２２を第１受光部３１及び第２受光部３２が受光する（第１第２受光工程）。図２（ａ）では、線状レーザ光ＬＢ２１及び線状レーザ光ＬＢ２２の線状方向（Ｚ方向）の長さがＬ０で同じとなっておりその長さの差はゼロである。

【0035】

図２（ｂ）は、ヘッド１１のノズル１２の先端と微小部品群である複数のマイクロＬＥＤ１とが隙間を有して略対向され、ノズル１２の先端と複数のマイクロＬＥＤ１との平行度が調整されておらずθだけ傾いた状態を示している。線状レーザ光ＬＢ２１及び線状レーザ光ＬＢ２２は、図２の奥行き方向から手前方向に第１第２発光工程にて発光された線状レーザ光を示しており、ノズル１２の先端からマイクロＬＥＤ１の先端まで透過している。線状レーザ光ＬＢ２１及び線状レーザ光ＬＢ２２は、第１第２受光工程にて第１受光部３１及び第２受光部３２が受光する。図２（ｂ）では、線状レーザ光ＬＢ２１の線状方向（Ｚ方向）の長さＬ２が線状レーザ光ＬＢ２２の線状方向（Ｚ方向）の長さＬ１よりも長く、その長さの差はＬ２−Ｌ１である。

【0036】

すなわち、実施例１においては、線状レーザ光ＬＢ２１の線状方向の受光長さＬ２と線状レーザ光ＬＢ２２の線状方向の受光長さＬ１との差により平行度が調整されているか否かを知ることができ、当該差に基づいて第１対象部であるキャリア基板２上に複数載置された微小部品群（マイクロＬＥＤ１）と、第２対象部であるヘッド部（ヘッド１１のノズル１２）との平行度を調整するように構成している。つまり、線状レーザ光ＬＢ２１の線状方向の受光長さＬ２と線状レーザ光ＬＢ２２の線状方向の受光長さＬ１との差が所定値以下になるようにヘッド１１を駆動して平行度を調整する調整工程を実施する。

【0037】

なお、実施例１においては、第２対象部を駆動して平行度を調整するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、第１対象部を駆動して平行度を調整するように構成してもよいし、第１対象部及び第２対象部の双方を駆動して平行度を調整するように構成してもよい。

【0038】

次に、図３、図４を参照して、実施例１における平行度調整装置について説明する。図３は、本発明の実施例１における平行度調整装置を説明する側面図である。図４は、本発明の実施例１における平行度調整装置を説明する上面図である。

【0039】

図３、図４に示すように、＋Ｘ方向（第１方向）において間隔をおいて配置され、対向する−Ｘ方向（第２方向）に向けて線状に線状レーザ光ＬＢ２１を発光可能な第１発光部２１及び線状レーザ光ＬＢ２１を発光可能な第２発光部が設けられている。また、−Ｘ方向（第２方向）において間隔をおいて配置され、第１発光部２１から発光された線状レーザ光ＬＢ２１を受光可能な第１受光部３１、及び第２発光部２２から発光された線状レーザ光ＬＢ２２を受光可能な第２受光部３２が設けられている。

【0040】

また、第１方向及び第２方向と直交する＋Ｙ方向（第３方向）において間隔をおいて配置され、対向する−Ｙ方向（第４方向）に向けて線状に線状レーザ光ＬＢ２３を発光可能な第３発光部２３及び線状レーザ光ＬＢ２４を発光可能な第４発光部２４が設けられている。また、−Ｙ方向（第４方向）において間隔をおいて配置され、第３発光部２３から発光された線状レーザ光ＬＢ２３を受光可能な第３受光部３３、及び第４発光部２４から発光された線状レーザ光ＬＢ２４を受光可能な第４受光部３４が設けられている。

【0041】

第１発光部２１、第２発光部２２、第３発光部２３、及び第４発光部２４は、いずれも同じ構成を有しており、半導体レーザ源を線状に配列して構成されている。また、第１受光部３１、第２受光部３２、第３受光部３３、及び第４受光部３４は、いずれも同じ構成を有しており、線状に配列したＣＣＤセンサーからなっている。

【0042】

ここで、第１発光部２１と第２発光部との間隔、及び第３発光部と第４発光部との間隔は、できるだけ離れていることが好ましい。ヘッド１１の両端部のノズル１２付近が最も好ましい。図２においては、マイクロＬＥＤ１のある場所に線状レーザ光ＬＢ２１及び線状レーザ光ＬＢ２２が照射されているが、マイクロＬＥＤ１がない場所であってもよい。

【0043】

また、第１発光部２１と第１受光部３１、第２発光部２２と第２受光部３２、第３発光部２３と第３受光部３３、及び第４発光部２４と第４受光部３４は、それぞれＸ軸又はＹ軸方向に平行に配置して対向させ、第１発光部２１と第１受光部３１、及び第２発光部２２と第２受光部３２に対して直交する方向に第３発光部２３と第３受光部３３、及び第４発光部２４と第４受光部３４を配置しているが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、第１発光部２１と第１受光部３１及び第２発光部２２と第２受光部３２、又は第３発光部２３と第３受光部３３、及び第４発光部２４と第４受光部３４を、Ｘ軸又はＹ軸に対して角度を有した状態で対向させてもよいし、第１発光部２１と第１受光部３１及び第２発光部２２と第２受光部３２のみをＸ軸又はＹ軸と角度を有した状態で対向させてもよい。少なくとも第１発光部２１と第１受光部３１及び第２発光部２２と第２受光部３２に対して公差する方向に第３発光部２３と第３受光部３３及び第４発光部２４と第４受光部３４を配置すればよい。

【0044】

第１発光部２１、第２発光部２２、第３発光部２３、及び第４発光部２４からは、ヘッド１１のノズル１２（第２対象部）と複数のマイクロＬＥＤ１（第１対象部）とを隙間を有して略対向させた略対向方向と直交する方向（Ｚ方向）の線状レーザ光をそれぞれ第１受光部３１、第２受光部３２、第３受光部３３、及び第４受光部３４に向かって線状に発光する。発光した線状レーザ光は直進し、図３に示すＬＢ２１のように、ノズル１２やマイクロＬＥＤ１等の障害物に遮断され、障害物のない空間のみを通過してそれぞれ対応する受光部に到達する。

【0045】

そして、図２（ａ）に示すように平行度が調整された状態であれば、例えば、第１第２発光工程で発行された線状レーザ光を、第１第２受光工程で第１受光部３１が受光した線状レーザ光ＬＢ２１における線状方向（Ｚ方向）の受光長さＬ０と、第２受光部３２が受光した線状レーザ光ＬＢ２２における線状方向（Ｚ方向）の受光長さＬＯとは同じ長さとなり、その差はゼロとなる。

【0046】

また、図２（ｂ）に示すように平行度が調整されていない状態であれば、例えば、第１第２発光工程で発行された線状レーザ光を、第１第２受光工程で第１受光部３１が受光した線状レーザ光ＬＢ２１における線状方向（Ｚ方向）の受光長さＬ２と、第２受光部３２が受光した線状レーザ光ＬＢ２２における線状方向（Ｚ方向）の受光長さＬ１とは同じ長さとはならず、その差はＬ２−Ｌ１となりゼロではない。

【0047】

図２では、第１第２発光工程及び第１第２受光工程における平行度調整方法について示しているが、第３発光部２３及び第４発光部２４が線状レーザ光を発光する第３第４発光工程、及び第３受光部３３及び第４受光部３４が線状レーザ光を受光する第３第４発光工程においても同様である。

【0048】

実施例１における平行度調整装置は、第２対象部であるヘッド部（ヘッド１１のノズル１２）を駆動させて第１対象部であるキャリア基板２上に複数載置された微小部品群（マイクロＬＥＤ１）との平行度を調整する駆動部と、線状レーザ光における線状方向の受光長さＬ１及びＬ２に基づいて駆動部を制御する制御部を備えている。

【0049】

制御部は、上述のそれぞれの受光長さの差であるＬ２−Ｌ１が所定値以下となるように駆動部を駆動させて平行度を調整する調整工程を実行する。駆動部は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ傾きを変更する手段を設けてもよいし、Ｘ方向及びＹ方向の傾きを同時に変更する手段を設けてもよい。

【0050】

ここで、所定値以下とは、複数のマイクロＬＥＤ１の全てがヘッド１１の複数のノズル１２にピックアップ可能な値であればよく、好ましくは１μｍ以下であればよく、最も好ましくは０．５μｍ以下が望ましい。また、第１第２受光工程で受光した線状レーザ光の受光長さの差に基づいて平行度調整する際の所定値と、第３第４受光工程で受光した線状レーザ光の受光長さの差に基づいて平行度調整する際の所定値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

【0051】

なお、実施例１においては、第１方向、第２方向（Ｘ方向）に第１発光部２１、及び第２発光部２２を設け、第３方向、第４方向（Ｙ方向）に第３発光部２３、及び第４発光部２４を設け、それぞれ対向する第１受光部３１、第２受光部３２、第３受光部３３、及び第４受光部３４を設けるように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、第１方向、第２方向（Ｘ方向）さえ平行度調整すれば、第３方向、第４方向（Ｙ方向）の平行度は満足される場合は、第１方向、第２方向（Ｘ方向）に第１発光部２１、及び第２発光部２２を設けるとともに対向する第１受光部３１、第２受光部３２を設けるのみでよい。

【0052】

なお、実施例１においては、ヘッド１１のノズル１２（第２対象部）と複数のマイクロＬＥＤ１（第１対象部）とを隙間を有して略対向させて第１第２発光工程、第３第４発光工程、第１第２受光工程、及び第３第４受光工程を実行しているが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、隙間を有さずに略対向させて第１第２発光工程、第３第４発光工程、第１第２受光工程、及び第３第４受光工程を実行してもよい。この場合もＬ２−Ｌ１が所定値以下になるように平行度を調整すればよい。

【0053】

第１発光部２１、第２発光部２２、第３発光部２３、及び第４発光部２４からは、第２対象部と第１対象部とを略対向させた略対向方向と直交する方向（Ｚ方向）の線状レーザ光を線状に発光するように構成したが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、略対向方向とは直交せず所定の角度を有した方向に線状レーザ光を線状に発光するように構成してもよい。少なくとも略対向方向と交差する方向に線状レーザ光を線状に発光するように構成すればよい。

【0054】

このように実施例１においては、第１対象部と第２対象部との平行度を調整する平行度調整装置であって、
第１方向において間隔をおいて配置され、対向する第２方向に向けて線状に線状レーザ光を発光可能な第１発光部及び第２発光部と、
前記第２方向において間隔をおいて配置され、前記第１発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第１受光部、及び前記第２発光部から発光された線状レーザ光を受光可能な第２受光部と、
前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する駆動部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記第１発光部及び前記第２発光部は、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第１受光部及び前記第２受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させることを特徴とする平行度調整装置により、手間がかからず、正確に平行度調整することができる。

【0055】

また、第１対象部と第２対象部との平行度を調整する平行度調整方法であって、
第１方向において間隔をおいて配置された第１発光部及び第２発光部から対向する第２方向に向けて線状に線状レーザ光を発光する第１第２発光工程と、
前記第２方向において間隔をおいて配置された第１受光部及び第２受光部において、前記第１発光部から発光された線状の線状レーザ光を第１受光部が受光し、前記第２発光部から発光された線状の線状レーザ光を第２受光部が受光する第１第２受光工程と、
前記第１受光部及び前記第２受光部が受光した線状レーザ光における線状方向の受光長さに基づいて前記第１対象部又は前記第２対象部を駆動させて前記第１対象部と前記第２対象部との平行度を調整する調整工程と、を備え、
前記第１第２発光工程では、前記第１対象部と前記第２対象部とを略対向させた略対向状態で、前記第１発光部及び前記第２発光部から前記第１受光部及び前記第２受光部に向けて、前記略対向方向と交差する方向の線状レーザ光を発光させることを特徴とする平行度調整方法により、手間がかからず、正確に平行度調整することができる。

【0056】

さらに、上述の平行度調整装置をピックアップ装置に適用して、平行度調整方法を実行することにより精度が高く確実なピックアップ方法を実現することができる。

【実施例2】

【0057】

本発明の実施例２は、平行度調整装置を実装装置に適用し、平行度調整方法を実装方法に適用した点で実施例１と異なっている。実施例２について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例２における実装方法を説明する図である。

【0058】

図５（ａ）に示すように、ヘッド１１の複数のノズル１２には、それぞれマイクロＬＥＤ１がピックアップされている。そして、これらマイクロＬＥＤ１の実装対象である回路基板３の所定位置上方に位置決めした後、回路基板３に向かって下降させる。その際、ピックアップされている複数のマイクロＬＥＤ１（微小部品群）と回路基板３とは平行度が調整されていないといずれかのマイクロＬＥＤ１が回路基板３上の所定位置に実装できず位置ずれを起こしたり、隙間によって実装出来なかったり、実装の衝撃でマイクロＬＥＤ１を破壊したりすることがある。

【0059】

そのため、上述した平行度調整装置を用いて平行度調整方法を実行する。実施例２においては、第1対象部は複数のマイクロＬＥＤ１（微小部品）からなる微小部品群を載置可能な回路基板３であり、第２対象部はヘッド部（ヘッド１１のノズル１２）のピックアップ面でピックアップしている複数のマイクロＬＥＤ１（微小部品）からなる微小部品群である。

【0060】

平行度調整を完了した後、ヘッド１１が下降し、複数のノズル１２でピックアップしている複数のマイクロＬＥＤ１の実装面が全て回路基板３に接触すると下降を停止する（図５（ｂ））。次に、ヘッド１１を上昇させるとマイクロＬＥＤ１は全て回路基板３上に保持される。これは、回路基板３の実装位置にも図示しない粘着層が設けられており、この粘着層の粘着度の方がノズル１２の粘着度よりも大きく構成しているためである。つまり、キャリア基板２の粘着度＜ノズル１２の粘着度＜回路基板の粘着度、の関係を有している。

【0061】

このように、実施例２においては、平行度調整装置を実装装置に適用して平行度調整方法を実行することにより、転写ミスのない高い成功率と精度の高い実装を実現することができる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明における平行度調整装置、ピックアップ装置、実装装置、平行度調整方法、ピックアップ方法、及び実装方法は、マイクロＬＥＤに限らずチップコンデンサ等の微小部品を高速・高精度に確実に実装する分野に広く用いることができる。

【符号の説明】

【0063】

１：マイクロＬＥＤ ２：キャリア基板 ３：回路基板 １１：ヘッド １２：ノズル ２１：第１発光部 ２２：第２発光部 ２３：第３発光部 ２４：第４発光部 ３１：第１受光部 ３２：第２受光部 ３３：第３受光部 ３４：第４受光部 ＬＢ２１：線状レーザ光 ＬＢ２２：線状レーザ光 ＬＢ２３：線状レーザ光 ＬＢ２４：線状レーザ光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】