特開 2024-138581 ツールスライダ、チップスライダおよび実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024138581

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】ツールスライダ、チップスライダおよび実装装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241002BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 311T

H05K13/04 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049126

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【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

(72)【発明者】

【氏名】三原 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】晴 孝志

(72)【発明者】

【氏名】青木 進平

【テーマコード（参考）】

5E353

5F044

【Ｆターム（参考）】

5E353BB03

5E353EE02

5E353EE23

5E353EE52

5E353GG21

5E353JJ02

5E353JJ21

5E353JJ41

5E353JJ48

5E353KK02

5E353QQ02

5E353QQ12

5F044PP17

5F044PP18

(57)【要約】

【課題】 電極面同士を対向させて実装するフェイスダウン実装においてタクトタイムを悪化させることなく、高精度実装を実現すること。
【解決手段】 チップ部品を下面で保持するアタッチメントツールを搬送するのに用いるツールスライダであって、チップ部品を下面で保持するアタッチメントツールを搬送するのに用いるツールスライダであって、前記アタッチメントツールの下面の縁を支持する枠を備え、前記枠は、前記アタッチメントツールと接触する面に減圧流路に連通する吸着孔を有し、枠の内側に前記チップ部品が収まる形状を有するツールスライダ、チップスライダおよび実装装置を提供する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チップ部品を下面で保持するアタッチメントツールを搬送するのに用いるツールスライダであって、
前記アタッチメントツールの下面の縁を支持する枠を備え、
前記枠は、前記アタッチメントツールと接触する面に減圧流路に連通する吸着孔を有し、
枠の内側に前記チップ部品が収まる形状を有するツールスライダ。

【請求項2】

請求項１に記載のツールスライダと、
前記アタッチメントツールを用いてチップ部品を搬送するのに用いるチップスライダであって、
前記アタッチメントツールは、後工程の保持手段の減圧流路と連通して前記チップ部品を吸着する第１減圧流路と、前記第１減圧流路と独立して前記ツールスライダの減圧流路に連通して前記チップ部品を吸着する第２減圧流路と、前記チップ部品が有するチップ認識マークとの相対位置を認識するためのツール認識マークを有し、
前記ツール認識マークは前記枠の内側に配置され、前記ツールスライダの下側から前記チップ認識マークと前記ツール認識マークが観察可能なチップスライダ。

【請求項3】

請求項２に記載のチップスライダであって、
前記アタッチメントツールが透明性を有するチップスライダ。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載のチップスライダを備え、
前記後工程の保持手段が実装ヘッドであって、前記チップ部品を基板に実装する実装装置であって、
前記アタッチメントツールが前記チップ部品を保持する側から、前記チップ認識マークと前記ツール認識マークを撮像するチップ位置認識手段と、
前記アタッチメントが前記チップ部品を保持する面の反対側から、前記基板が有する基板認識マークと前記ツール認識マークを撮像する基板位置認識手段を更に備えた実装装置。

【請求項5】

請求項４に記載の実装装置であって、
前記チップスライダが前記チップ部品を前記実装ヘッドに搬送している途上で、
前記チップ位置認識手段が前記チップ認識マークと前記ツール認識マークを撮像する実装装置。

【請求項6】

請求項５に記載の実装装置であって、
前記基板を保持するステージと、
前記実装ヘッドと前記ステージの少なくとも何れかの位置を制御する機能と、前記チップ位置認識手段と前記基板位置認識手段の画像を取得して取得する機能と演算機能および記憶機能を有する制御部を更に備え、
前記チップ位置認識手段が取得した画像から、前記チップ認識マークと前記ツール認識マークの相対位置を算出し、
前記基板位置認識手段が取得した画像から算出した前記基板認識マークと前記ツール認識マークの相対位置と、既に取得済みの前記チップ認識マークと前記ツール認識マークの相対位置情報から、前記基板認識マークと前記チップ認識マークの相対位置を算出し、前記基板と前記チップ部品の位置合わせを行う実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はチップ部品を基板に実装する実装装置に関する。特に、基板の電極面にチップ部品の電極面を対向させて実装を行う実装装置に係る。

【背景技術】

【0002】

配線基板等の基板に半導体チップ等のチップ部品を実装する一つの形態として、基板の電極面にチップ部品の電極面を対向させて実装するフェイスダウン実装がある。

【0003】

フェイスダウン実装では、基板の電極とチップ部品の電極の位置を合わせて両電極を接合する。このため、基板とチップ部品の位置合わせは重要であり、基板の電極面とチップ部品の電極面の夫々に位置合わせ用の基板認識マークとチップ認識マークが設けられている。

【0004】

従来、基板認識マークとチップ認識マークの相対位置を求めるのに際して、上下２視野カメラが用いられており、上視野内にチップ認識マークを入れ、下視野に基板認識マークを入れて撮像することで、夫々の相対位置を求めている。

【0005】

この上下２視野カメラで得られたチップ部品認識マークと基板認識マークの相対位置情報を基にチップ部品と基板の相対位置を是正することにより、最大誤差が数μｍ程度の実装が可能である。

【0006】

最大誤差の数μｍという数値は、所謂フリップチップ実装と言われるフェイスダウン実装において、チップ部品の電極としてハンダバンプを用いるような電極ピッチが１００μｍ以上であれば充分であったが、ピラーバンプを用いるような電極ピッチが５０μｍ程になると余裕がなく、更に高密度実装が進み電極ピッチが狭くなる現状において精度が不充分な用途もある。

【0007】

そこで、上下２視野カメラを用いる手法の改善による更なる実装誤差１μｍ以下の様な高精度化を図っているが、（基板とチップ部品が離れている）上下２視野カメラで高精度に位置合わせを行っても（基板の電極とチップの電極が接合する）実装を行うまでの間に、チップ部品の降下方向に傾きがあると位置ズレを生じる。また、上下２視野カメラでは、上カメラと下カメラの光軸を合わせることが難しく、相対ズレが発生するため、相対ズレの補正も必要である。

【0008】

このような状況において、上下２視野カメラを用いる以外の手法でフェイスダウン実装の更なる高精度化を図るべき、本願出願人はフェイスアップ実装で用いている位置合わせ手法も組み合わせて、チップ部品を基板に接近させた状態で位置合わせが行える手法を発明した（特許文献１）。

【0009】

これは、図１３に示す実装装置１００において、チップ部品を保持するアタッチメントツール４２にツール認識マークを付し、このツール認識マークを介して位置合わせを行うものである。具体的には、チップ位置認識手段７００を用いてチップ認識マークとツール認識マークの相対位置関係を求めてから、チップ部品を基板に接近させた状態で基板位置認識手段５を用いてツール認識マークと基板認識マークの位置関係を求め、チップ部品と基板の位置合わせを行うものである。この方法では、何れの位置関係を求める場合も、同一視野で撮像した画像を用いるため、上下２視野カメラで生じたような相対ズレの問題がない。また、チップ部品と基板を極力接近させた状態で位置合わせを行うため、位置合わせから実装の間に生じる位置ズレも殆どなく、位置合わせ精度が実装まで維持出来る。

【0010】

なお、実装装置１００の例においてチップ部品Ｃは、図１４に示すようにチップスライダ６１０に電極面側を保持された状態で搬送され、実装ヘッド直下に移動してからアタッチメントツール４２に受け渡される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特願２０２２－００７５１３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

図１３の実装装置１００でチップ部品と基板の位置合わせを行う際に、実装ヘッドにアチップ部品を保持したアタッチメントツール４２が実装ヘッドに配置された状態で、チップ位置認識手段７００を用いてチップ認識マークとツール認識マークの相対位置情報を取得してから、基板位置認識手段５を用いてツール認識マークと基板認識マークの位置情報を取得して位置合わせを行う必要がある。すなわち、位置合わせに２ステップを要しており、それに伴いタクトタイムが増加して、生産性が低下する。このように、実装装置として生産性が低下することは好ましいことではない。

【0013】

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、電極面同士を対向させて実装するフェイスダウン実装においてタクトタイムを悪化させることなく、高精度実装を実現するための、ツールスライダ、チップスライダおよび実装装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
チップ部品を下面で保持するアタッチメントツールを搬送するのに用いるツールスライダであって、
チップ部品を下面で保持するアタッチメントツールを搬送するのに用いるツールスライダであって、
前記アタッチメントツールの下面の縁を支持する枠を備え、
前記枠は、前記アタッチメントツールと接触する面に減圧流路に連通する吸着孔を有し、枠の内側に前記チップ部品が収まる形状を有するツールスライダである。

【0015】

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のツールスライダと、前記アタッチメントツールを用いてチップ部品を搬送するのに用いるチップスライダであって、
前記アタッチメントツールは、後工程の保持手段の減圧流路と連通して前記チップ部品を吸着する第１減圧流路と、前記第１減圧流路と独立して前記ツールスライダの減圧流路に連通して前記チップ部品を吸着する第２減圧流路と、前記チップ部品が有するチップ認識マークとの相対位置を認識するためのツール認識マークを有し、
前記ツール認識マークは前記枠の内側に配置され、前記ツールスライダの下側から前記チップ認識マークと前記ツール認識マークが観察可能なチップスライダである。

【0016】

請求項３に記載の発明は、 請求項２に記載のチップスライダであって、
前記アタッチメントツールが透明性を有するチップスライダである。

【0017】

請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のチップスライダを備え、
前記後工程の保持手段が実装ヘッドであって、前記チップ部品を基板に実装する実装装置であって、
前記アタッチメントツールが前記チップ部品を保持する側から、前記チップ認識マークと前記ツール認識マークを撮像するチップ位置認識手段と、前記アタッチメントが前記チップ部品を保持する面の反対側から、前記基板が有する基板認識マークと前記ツール認識マークを撮像する基板位置認識手段を更に備えた実装装置である。

【0018】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の実装装置であって、
前記チップスライダが前記チップ部品を前記実装ヘッドに搬送している途上で、
前記チップ位置認識手段が前記チップ認識マークと前記ツール認識マークを撮像する実装装置である。

【0019】

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の実装装置であって、
前記基板を保持するステージと、前記実装ヘッドと前記ステージの少なくとも何れかの位置を制御する機能と、前記チップ位置認識手段と前記基板位置認識手段の画像を取得して取得する機能と演算機能および記憶機能を有する制御部を更に備え、
前記チップ位置認識手段が取得した画像から、前記チップ認識マークと前記ツール認識マークの相対位置を算出し、前記基板位置認識手段が取得した画像から算出した前記基板認識マークと前記ツール認識マークの相対位置と、既に取得済みの前記チップ認識マークと前記ツール認識マークの相対位置情報から、前記基板認識マークと前記チップ認識マークの相対位置を算出し、前記基板と前記チップ部品の位置合わせを行う実装装置である。

【発明の効果】

【0020】

本発明により、フェイスダウン実装におけるチップ部品と基板の位置合わせを、チップ部品と基板を極力接近させて行なうことが出来るとともに、これに伴うタクトタイム増加もない。このため、高精度実装を高速に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る実装装置の概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る制御系を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る、（ａ）ツール搬送手段について説明する図であり、（ｂ）ツールスライダがアタッチメントツールを保持したチップスライダについて説明する図である。

【図4】チップスライダの構成を説明するための図であり、（ａ）ツールスライダの外観を示す図であり、（ｂ）アタッチメントツールとツールスライダの断面図であり、（ｃ）ツールスライダがアタッチメントツールを保持してチップスライダとして機能しているときの断面図である。

【図5】ツールスライダの枠形状について説明するもので（ａ）枠が全周を囲う例の上面図であり、（ｂ）枠の一辺が欠けている例の上面図である。

【図6】チップスライダがチップ部品を保持している状態を下から見た図である。

【図7】ツールスライダの下に透明窓を設けた例を示すもので、（ａ）断面図であり、（ｂ）下から見た図である。

【図8】本発明の実施形態に係る実装装置を用いたツールスライダへのチップ部品受け渡し過程について説明する図であり、（ａ）前工程ツール保持手段にチップ部品を保持したアタッチメントツールに保持されている状態であり、（ｂ）チップ部品を保持したアタッチメントツールをツールスライダに受け渡す途上の状態であり、（ｃ）チップ部品を保持したアタッチメントツールがツールスライダに受け渡された後の状態である。

【図9】本発明の実施形態に係る実装装置のチップスライダがチップ部品を搬送するチップ部品搬送過程について説明する図であり、（ａ）チップ部品の搬送を開始した状態であり、（ｂ）搬送途上にチップ位置認識手段がチップ認識マークとツール認識マークの組み合わせの位置情報を取得している状態であり、（ｃ）チップ部品を移動した後にチップ位置認識手段が別のチップ認識マークとツール認識マークの組み合わせの位置情報を取得している状態であり、（ｄ）チップ部品を実装ヘッド直下に向けて搬送している状態である。

【図10】本発明の実施形態に係る実装装置のツールスライダによる、実装ヘッドへのチップ部品受け渡し過程について説明する図であり、（ａ）ツールスライダが実装ヘッド直下に到達した状態であり、（ｂ）チップ部品を保持したアタッチメントツールを実装ヘッドに受け渡す途上の状態であり、（ｃ）チップ部品を保持したアタッチメントツールを実装ヘッドに受け渡された後の状態であり、（ｄ）アタッチメントツールに保持されたチップ部品が実装ヘッドの下降に伴い基板に接近する状態である。

【図11】本発明の実施形態に係る実装装置の基板位置情報取得過程について説明する図であり、（ａ）実装ヘッドを降下させてチップ部品を基板に極力接近させた状態であり、（ｂ）同状態で基板位置認識手段が基板認識マークとツール認識マークの組み合わせの位置情報を取得している様子を示し、（ｃ）基板位置認識手段を移動させて別の基板認識マークとツール認識マークの組み合わせの位置情報を取得している様子を示している。

【図12】本発明の実施形態に係る実装装置の実装過程について説明する図であり、（ａ）チップ部品と基板の位置合わせを行った後にチップ部品を基板に熱圧着している状態であり、（ｂ）熱圧着完了後、アタッチメントツールがチップ部品の保持を解除して実装ヘッドとともに上昇している状態である。

【図13】フェイスアップ実装の構成を応用したフェイスダウン実装装置の例を示す図である。

【図14】フェイスダウン実装装置においてチップ部品を搬送する形態の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本発明の実施形態における実装装置１の概略図である。

【0023】

実装装置はチップ部品を配線基板等の基板に実装するものであるが、図１の実装装置１は、チップ部品の電極面を基板の電極面と対向させて実装するフェイスダウン実装を行う構成となっている。

【0024】

実装装置１は基板ステージ２、昇降手段３、実装ヘッド４、基板位置認識手段５、ツール搬送手段６およびチップ位置認識手段７を構成要素としている。また、実装装置１は図２のブロック図で示すように、基板ステージ２、昇降手段３、実装ヘッド４、基板位置認識手段５、ツール搬送手段６およびチップ位置認識手段７と接続する制御部１０を備えている。ここで、制御部１０は（図１には示していない）前工程ツール保持手段８と接続していてもよい。

【0025】

図１の実装装置１において、基板ステージ２は、ステージ移動制御手段２０と吸着テーブル２３によって構成される。吸着テーブル２３は表面上に配置した基板を吸着保持するものであり、吸着テーブル２３は、ステージ移動制御手段２０により、基板を保持した状態で、基板面の面内方向に移動することが可能である。

【0026】

ステージ移動制御手段２０は、吸着テーブル２３をＹ方向に直線移動可能なＹ方向ステージ移動制御手段２２と、Ｙ方向ステージ移動制御手段２２をＸ方向に直線移動可能で基台２００上に設けられたＸ方向ステージ移動制御手段２１によって構成されている。 Ｙ方向移動制御手段２２はスライドレール上に配置した可動部に吸着テーブル２３を搭載しており、可動部はＹ方向サーボ２２１により移動および位置制御される。また、Ｘ方向移動制御手段２１はスライドレール上に配置した可動部にＹ方向移動制御手段２２を搭載しており、可動部はＸ方向サーボ２１１により移動および位置制御される。

【0027】

昇降手段３は図示していない門型フレームに固定されており、上下駆動軸が吸着テーブル２３に対して垂直方向に設けられており、上下駆動軸に実装ヘッド４を連結している。昇降手段３は実装ヘッド４を上下駆動するとともに、設定に応じた加圧力を印加する機能を有している。また、実装装置１では、昇降手段３を（図示しない門型フレームにより）２方向から支持するとともに、実装ヘッド４に直線的に連結しているため、加圧時に実装ヘッド４への横方向の力は加わり難くなっている。

【0028】

実装ヘッド４は、チップ部品Ｃを保持して（基板ステージ２の吸着テーブル２３に保持された）基板と平行な状態で圧着するものである。実装ヘッド４は、ヘッド本体４０、ヒーター部４１、アタッチメントツール４２およびツール位置制御手段４３を構成要素としている。ヘッド本体４０はツール位置制御手段４３を介して昇降手段３と連結しており、下側にヒーター部４１を固定配置している。ヒーター部４１は発熱機能を有し、アタッチメントツール４２を介してチップ部品Ｃを加熱するものである。また、ヒーター部４１は減圧流路を用いてアタッチメントツール４２を吸着保持する機能を有している。アタッチメントツール４２はチップ部品Ｃを吸着保持するものであり、チップ部品Ｃの形状に応じて交換される。ツール位置制御手段４３は、昇降手段３の上下駆動軸に対する鉛直面内方向にヘッド本体４０の位置を微調整するものであり、これに応じてアタッチメントツール４２および、アタッチメントツール４２が保持するチップ部品Ｃの（図のＸＹ面内における）位置が調整される。

【0029】

ツール位置制御手段４３は、Ｘ方向ツール位置制御手段４３１、Ｙ方向ツール位置制御手段４３２、ツール回転制御手段４３３を構成要素としている。図１に示す実施形態では、ツール回転制御手段４３３がヘッド本体４０の回転方向を調整し、Ｙ方向ツール位置制御手段４３２がツール回転制御手段４３３のＹ方向位置を調整し、Ｘ方向ツール位置制御手段４３１がＹ方向位置制御手段のＸ方向位置を調整する構成となっているが、これに限定されるものではなく、アタッチメントツール４２のＸ方向位置、Ｙ方向位置、回転角の調整ができればよい。

【0030】

また、後述するように、アタッチメントツール４２のチップ部品Ｃを保持する面にツール認識マークＡＴが設けられており、保持するチップ部品Ｃのチップ認識第１マークＡＣ１およびチップ認識第２マークＡＣ２の位置に対応するようにツール認識第１マークＡＴ１とツール認識第２マークＡＴ２を配している。

【0031】

実装装置１では、基板認識マークＡＳおよびツール認識マークＡＴを実装ヘッド４越しに観察することが可能な構成としており、アタッチメントツール４２を透明部材で形成したり、基板認識マークＡＳの位置に合わせた貫通孔を設けたりしている。また、ヒーター部４１についてもツール認識マークＡＴが観察できるように透明部材を用いるか開口部を設ける必要がある。また、実装ヘッド４は、基板認識マークＡＳとツール認識マークＡＴの少なくとも一方を観察するため、基板位置認識手段５の画像取込部５０が移動できる空間が必要であり、本実施形態では図１に示すようにヘッド空間４０Ｖを設けている。すなわち、ヘッド本体４０は、ヒーター４１上で連結した側板、両側板を連結する天板にて構成される構造となっている。

【0032】

基板位置認識手段５は、（アタッチメントツール４２およびヒーター部４１を透過して）実装ヘッド４越しに焦点を合わせて撮像される、基板認識マークＡＳとツール認識マークＡＴの少なくとも一方の位置情報を取得するものである。本実施形態において、基板位置認識手段５は、画像取込部５０、光路５２、ならびに光路５２に連結する撮像手段５３を構成要素としている。

【0033】

画像取込部５０は、撮像手段５３が画像を取得する認識対象の上部に配置され、認識対象を視野内に納めるものである。

【0034】

また、基板位置認識手段５は図示していない駆動機構により、ヘッド空間４０Ｖ内で、基板Ｓ（およびチップ部品Ｃ）の面内方向で移動することが可能な構成となっている。更に、焦点位置が調整できるように、基板Ｓの垂直方向（Ｚ方向）の移動も可能であることが望ましい。

【0035】

実装ヘッド４は昇降手段３により基板Ｓと垂直方向に移動するが、この動作は基板位置認識手段５の動作と独立して行うことが可能である。このため、実装ヘッド４が垂直方向に移動しても、ヘッド空間４０Ｖに進入した基板位置認識手段５が干渉しない寸法にヘッド空間４０Ｖを設計する必要がある。

【0036】

ツール搬送手段６は、図３（ａ）に示すように、搬送レール６０とツールスライダ６１によって構成され、搬送レール６０に沿ってツールスライダ６１を移動させることができ、ツールスライダ６１を前工程と実装ヘッド４直下で往復させるものである。

【0037】

ツールスライダ６１は、開口部６１０を囲う枠６１１からなり、枠６１１上面には吸着孔６１Ｈが設けてある。吸着孔６１Ｈは、減圧流路を経て、図４（ａ）に示す排気孔６１Ｖに通じており、排気孔６１Ｖ側から減圧することで枠６１１上面に配置した板状物を吸着することが可能である。ところで、枠６１１の形状としては、図５（ａ）のように全周を囲うものに限定されない。例えば、図５（ｂ）のように辺が欠けている形状であってもよい。

【0038】

図３（ｂ）は、ツールスライダ６１の上面にアタッチメントツール４２を搭載した状態を示している。ツールスライダ６１がアタッチメントツール４２を搭載する際は、図４（ｂ）のようにアタッチメントツール４２のチップ部品を保持する面を下にする。また、図４（ｃ）のように、枠６１１の形状は、アタッチメントツール４２が保持するチップ部品Ｃがツールスライダ６１の開口部６１０に収まるとともに、アタッチメントツール４２に設けたツール認識マークＡＴ（ツール認識第１マークＡＴ１とツール認識第２マークＡＴ２）も開口部６１０に収まって、下側から図６のような状態が観察できればよい。

【0039】

アタッチメントツール４２は、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、吸着孔４２１Ｈから排気孔４２１Ｖに通じる第１減圧流路４２１Ｐと、吸着孔４２２Ｈから排気孔４２２Ｖに通じる第２減圧流路４２２Ｐを有しており、排気孔４２１Ｖと排気孔４２２Ｖの少なくとも何れか一方から減圧することでチップ部品Ｃを保持することができる。

【0040】

図４（ｃ）に示すように、アタッチメントツール４２の排気孔４２２Ｖとツールスライダ６１の吸着孔６１Ｈの位置が揃うように設計しておけば、ツールスライダ６１の排気孔６１Ｖ側から減圧することでチップ部品Ｃを保持した状態のアタッチメントツール４２を保持することが可能である。すなわち、アタッチメントツール４２をツールスライダ６１が保持することで、チップスライダ６２として機能させることができる。ところで、図４（ｃ）においてツールスライダ６１に設けた減圧流路は、アタッチメントツール４２の第２減圧流路４２２Ｐに連通したもののみであるが、アタッチメントツール４２のみを吸着保持するための減圧流路を別に設けてもよい。

【0041】

なお、図４（ｂ）、図４（ｃ）（およびこの後の図）において、ツールスライダ６１とアタッチメントツール４２の外径寸法を等しく描いているが、両寸法が等しい必要はなく、吸着孔６１Ｈと排気孔４２２Ｖの位置が揃うとともに、図６に示すように下側からチップ認識マークＡＣ（チップ認識第１マークＡＣ１とチップ認識第２マークＡＣ２）およびツール認識マークＡＴ（ツール認識第１マークＡＴ１とツール認識第２マークＡＴ２）が観察できればよい。

【0042】

また、ツールスライダ６１の下面は開口している必要はなく、図７に示すように透明窓６１Ｗを設けてもよい。

【0043】

チップ位置認識手段７は、ツールスライダ６１が前工程から実装ヘッド４直下に移動する間に、アタッチメントツール４２に保持された状態のチップ部品Ｃのチップ認識マークＡＣを撮像するとともにツール認識マークＡＴを撮像して、チップ認識マークＡＣとツール認識マークＡＴの位置情報取得するものである。

【0044】

実装装置１は図２のブロック図で示すように、基板ステージ２、昇降手段３、実装ヘッド４、基板位置認識手段５、ツール搬送手段６およびチップ位置認識手段７と接続する制御部１０を備えている。

【0045】

制御部１０は、実体的にはＣＰＵと記憶装置を主要な構成要素とし、必要に応じてインターフェイスを各装置と介在させている。また、制御部１０はプログラムを内蔵することにより、取得データを用いた演算を行い、演算結果に応じた出力を行うこともできる。更に、取得データや演算結果を記録して新たな演算用のデータとして用いる機能も備えていることが望ましい。

【0046】

制御部１０は、基板ステージ２と接続し、Ｘ方向ステージ移動制御手段２１とＹ方向ステージ移動制御手段２２の動作制御を行って吸着テーブル２３の面内移動制御を行う。また、制御部１０は、吸着テーブル２３を制御して、基板Ｓの吸着保持および解除の制御を行う。

【0047】

制御部１０は、昇降手段３と接続し、実装ヘッド４の上下方向（Ｚ方向）の位置制御を行うとともに、チップ部品Ｃを基板Ｓに圧着する際の加圧力を制御する機能を有している。

【0048】

制御部１０は実装ヘッド４と接続し、アタッチメントツール４２によるチップ部品Ｃの吸着保持および解除、ヒーター部４１の加熱温度、ヘッド本体４０（およびヒーター部４１、アタッチメントツール４２）のＸＹ面内での位置をツール位置制御手段４３で制御する機能を有している。

【0049】

制御部１０は基板位置認識手段５と接続し、水平（ＸＹ面内）方向および垂直方向（Ｚ方向）の駆動を制御するとともに、撮像手段５３を制御して画像データを取得する機能を有している。更に制御部１０は画像処理機能を有しており、撮像手段５３が取得した画像から基板認識マークＡＳとツール認識マークＡＴの少なくとも一方の位置を算出する機能を有している。

【0050】

制御部１０はツール搬送手段６と接続し、搬送レール６０に沿って移動するツールスライダ６１の位置を制御するとともの、吸着孔６１Ｈに連通する流路の排気有無を制御する機能を有している。

【0051】

制御部１０はチップ位置認識手段７と接続し図示しない撮像手段を制御して画像データを取得する機能を有している。更に制御部１０の画像処理機能は、チップ認識マークＡＣとツール認識マークＡＴの少なくとも一方の位置を算出する機能を有している。

【0052】

以下、実装装置１がチップ部品Ｃを前工程から実装ヘッド４直下に搬送して基板に実装するまでの工程を図８から図１２で説明する。

【0053】

まず、図８は、前工程からチップ部品Ｃをアタッチメントツール４２とともにツールスライダ６１に受け渡す、ツールスライダへのチップ部品受け渡し過程について説明する図である。

【0054】

図８（ａ）は、チップ部品Ｃを保持したアタッチメントツール４２が前工程ツール保持手段８に保持されている状態で、ツールスライダ６１をアタッチメントツール４２の下側に配置した状態を示しており、前工程ツール保持手段８がアタッチメントツール４２を介してチップ部品Ｃを吸着孔４２１Ｈの部分から第１減圧流路４２１P経由で吸着保持している。

【0055】

この後、図８（ｂ）のように、排気孔４２２Ｖと吸着孔６１Ｈの位置が揃う状態でアタッチメントツール４２をツールスライダ６１に搭載してから、吸着孔６１Ｈから外部に連通する流路を減圧することでチップ部品Ｃは吸着孔４２２Ｈの部分でも第２減圧流路４２２P経由で吸着保持される。そこで、前工程ツール保持手段８によるアタッチメントツール４２の吸着およびアタッチメントツール４２を介したチップ部品の吸着を解除すると、図８（ｃ）のようにチップ部品Ｃを保持した状態のアタッチメントツール４２はツールスライダ６１に受け渡される。

【0056】

図８（ｃ）のように前工程ツール保持手段８から解放されたアタッチメントツール４２およびチップ部品Ｃはツールスライダ６１とともに搬送レール６０に沿って移動可能となる。

【0057】

図９は、ツールスライダ６１とアタッチメントツール４２からなるチップスライダ６２がチップ部品Ｃを実装ヘッド４の直下まで搬送するチップ部品搬送過程について説明する図であり、図９（ａ）は実装ヘッド４の方向にチップスライダ６２が移動を開始した状態である
。

【0058】

図９（ｂ）および図９（ｃ）は、図１に示す実装装置１のチップ位置認識手段７の上部にツールスライダ６１が位置している状態であり、図９（ｂ）の状態においてチップ位置認識手段７の画像取込部７０の視野内にはツール認識第２マークＡＴ２およびチップ認識第２マークＡＣ２が入り、夫々の位置情報を取得する。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の状態からツールスライダ６１と画像取込部７０の少なくとも一方を移動させて、画像取込部７０の視野内にはツール認識第１マークＡＴ１およびチップ認識第１マークＡＣ１が入り、夫々の位置情報を取得している状態である。図９（ｂ）および図９（ｃ）によって取得した情報により、アタッチメントツール４２に対するチップ部品Ｃの相対位置情報が得られ、この後は図９（ｄ）のようにツールスライダ６１およびアタッチメントツール４２からなるチップスライダ６２はチップ部品Ｃを実装ヘッド４の直下に向けて搬送する。

【0059】

前述のとおり、図９はチップ部品搬送過程について説明するものであるが、本発明においてはチップ部品搬送過程においてチップ位置情報取得過程も行われている。
図１０は、実装ヘッド４の直下に到達したツールスライダ６１がチップ部品Ｃをアタッチメントツール４２とともに実装ヘッド４に受け渡す、実装ヘッドへのチップ部品受け渡し過程について説明する図である。ここで、チップ部品Ｃを保持するアタッチメントツール４２を受け渡すため、実装ヘッド４のヒーター部４１が受け渡し先となる。

【0060】

図１０（ａ）はツールスライダ６１が実装ヘッド４（のヒーター部４１）の直下に到達した状態である。図１０（ａ）において、吸着孔４１０Ｈは減圧流路４１０Ｐを減圧することでアタッチメントツール４２をヒーター部４１に吸着させるものである。また、吸着孔４１１Ｈは第１排気孔４２１Ｖと位置を合わせておけば減圧流路４１１Ｐを減圧することでチップ部品Ｃをアタッチメントツール４２に吸着させることができる。

【0061】

図１０（ａ）の状態から、実装ヘッド４を降下（或いはツールスライダ６１を上昇）させて、吸着孔４１１Ｈと第１排気孔４２１Ｖの位置を合わせた状態でアタッチメントツール４２をヒーター部４１に密着させる。この状態で減圧流路４１０Pと減圧流路４１１Pを減圧した状態が図１０（ｂ）であり、アタッチメントツール４２は吸着孔４１０Ｈの部分で吸着されてヒーター部４１に固定されるとともに、チップ部品Ｃはアタッチメントツール４２の吸着孔４２１Ｈの部分でも第１減圧流路４２１P経由で吸着される。このため、ツールスライダ６１の吸着孔６１Ｈに連通する流路の減圧を解除して大気圧（または大気圧より僅かに高めの圧力）にして、実装ヘッド４を上昇させれば、チップ部品Ｃを保持したアタッチメントツール４２は、ツールスライダ６１から解放され、ヒーター部４２に密着した状態で上昇する。

【0062】

ところで、図１０（ｂ）に示すように、アタッチメントツール４２に保持されるチップ部品Ｃは、吸着孔４２２Ｈの部分での吸着から吸着孔４２１Ｈの部分での吸着に切り替わるのに際して、吸着孔４２２Ｈと吸着孔４２１Ｈの両方で吸着される期間がある。このため、チップ部品Ｃを保持したアタッチメントツール４２の保持が、ツールスライダ６１から実装ヘッド４（のヒーター部４１）に替わる際に、アタッチメントツール４２の吸着面内におけるチップ部品Ｃに位置ズレが生じることはない。

【0063】

図１０（ｃ）の後、ツールスライダ６１を実装ヘッド４の直下から退避させ、それから図１０（ｄ）のように実装ヘッド４を降下させて基板Ｓにチップ部品Ｃを接近させる。

【0064】

図１１は、チップ部品Ｃと基板Ｓの精密位置合わせを行うのに際して行う基板位置情報取得過程について説明する図であり、図１１（ａ）はチップ部品Ｃを基板Ｓに極力接近させた状態を示している。極力接近させたとは、チップ部品Ｃの電極Ｂと基板の電極Ｅが接触せず、基板Ｓの面内方向にチップ部品Ｃが干渉することなく移動させることが可能な限度である。

【0065】

このようにチップ部品Ｃを基板Ｓに極力接近させた状態として、基板認識マークＡＳとツール認識マークＡＴの位置情報を取得している様子を示しているのが、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）である。

【0066】

図１１（ｂ）において、基板位置認識手段７の画像取込部７０を基板認識第１マークＡＳ１とツール認識第１マークＡＴ１が視野内に入るよう配置し、夫々の位置情報を取得する。図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）の状態から画像取込部７０（乃至は吸着テーブル２３）を移動させ、視野内に基板認識第１マークＡＳ１とツール認識第１マークＡＴ１が視野内に入る位置に移動して夫々の位置情報を取得する。

【0067】

この基板位置情報取得過程において、チップ認識マークＡＣを認識することは困難であるが、先のチップ部品搬送過程内に行ったチップ位置情報取得過程において、チップ認識マークＡＣとツール認識マークＡＴの相対位置情報は取得済であるため、ツール認識マークＡＴを介して、基板認識マークＡＳとチップ認識マークＡＣの位置関係を掌握することができる。そこで、基板認識マークＡＳに対するチップ認識マークＡＣの相対位置情報を用いて、制御部１０は、ステージ移動制御手段２０とツール位置制御手段４３の少なくとも一方を制御して基板Ｓとチップ部品Ｃの位置合わせを行う。

【0068】

基板Ｓとチップ部品Ｃの位置合わせが完了したら実装過程となる。実装過程では、図１２（ａ）に示すようにチップ部品Ｃの電極Ｂを基板Ｓの電極Ｅと接触させてから熱圧着して、両電極を接合する。ここで、図１１に示した基板位置情報取得過程から実装工程の間で、チップ部品Ｃが降下する距離は極めて短いため、この間にチップ部品Ｃの面内方向への位置ズレは殆ど生じない。このため、高精度な位置合わせが実装においても維持される。

【0069】

図１２（ｂ）は熱圧着完了後に、実装ヘッド４は、アタッチメントツール４２を保持した状態で減圧流路４１１Ｐの減圧を解除してから上昇する。こうすることで、チップ部品Ｃはアタッチメントツール４２から解放され、基板Ｓに固定される。

【0070】

実装ヘッド４に保持されたアタッチメントツール４２は、ツールスライダ６１に受け渡されて前工程に戻ってもよいが、それに伴う時間的ロスが生じるため、回収手段に受け渡すのが好ましい。そのような構成にすることにより、比較的時間を要するチップ部品Ｃを実装過程と同時に、次に実装するチップ部品についてチップ位置情報取得過程を行なうことが出来る。

【0071】

以上のように、本発明は、フェイスダウン実装の高精度化に際して、チップ部品と基板を極力接近させた状態で位置合わせを行うため、アタッチメントツールに設けた認識マークを介在させる手法を改善したものである。すなわち、チップ部品を保持したアタッチメントツールを搬送できるツールスライダを用いることで、前工程から実装ヘッドにチップ部品を搬送する途上でチップ部品とアタッチメントツールの位置関係に関する情報が入手できるので、タクトタイムの増加を伴うことなくフェイスダウン実装の高精度化が可能となる。

【符号の説明】

【0072】

１ 実装装置
２ 基板ステージ
３ 昇降手段
４ 実装ヘッド
５ 基板位置認識手段
６ ツール搬送手段
７ チップ位置認識手段
８ 前工程ツール保持手段
１０ 制御部
２０ ステージ移動制御手段
２１ Ｘ方向ステージ移動制御手段
２２ Ｙ方向ステージ移動制御手段
２３ 吸着テーブル
４０ ヘッド本体
４１ ヒーター部
４２ アタッチメントツール
４３ ツール位置制御手段
５０ 画像取込部
５２ 光路
５３ 撮像手段
６０ 搬送レール
６１ ツールスライダ
６１Ｈ 吸着孔
６１Ｖ 排気孔
６２ チップスライダ
７０ 画像取込部
４２１Ｈ 第１吸着孔
４２１Ｐ 第１減圧流路
４２１Ｖ 第１排気孔
４２２Ｈ 第２吸着孔
４２２Ｐ 第２減圧流路
４２２Ｖ 第２排気孔
６１０ 開口部
６１１ 枠
ＡＣ、ＡＣ１、ＡＣ２ チップ認識マーク
ＡＳ、ＡＳ１、ＡＳ２ 基板認識マーク
ＡＴ、ＡＴ１、ＡＴ２ ツール認識マーク
Ｃ チップ部品
Ｓ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】