特許 7152081 実装装置及び実装装置における平行度検出方法

(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】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】実装装置及び実装装置における平行度検出方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20221004BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 F

H01L21/60 311T

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021562897

(86)(22)【出願日】2020-07-30

(86)【国際出願番号】 JP2020029216

(87)【国際公開番号】W WO2022024291

(87)【国際公開日】2022-02-03

【審査請求日】2021-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】519294332

【氏名又は名称】株式会社新川

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 勇一郎

(72)【発明者】

【氏名】ジャンギーロブ アレクサンダー

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０１７３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３９６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１４１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０７６９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０７６９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００６１８５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／０２４３６４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５０－２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／６０－２１／６０７

Ｈ０１Ｌ ２１／６７－２１／６８７

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０５Ｋ １３／００－１３／０８

Ｇ０１Ｂ ５／２４－ ５／２５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被実装体に半導体チップを実装する実装装置における平行度検出方法であって、
前記被実装体が載置される載置面を含むステージと、前記ステージの前記載置面に対向する保持面で前記半導体チップを吸引保持するとともに前記ステージの前記載置面に沿うＸＹ方向と前記載置面に接離するＺ方向とに移動する実装ヘッドと、前記実装ヘッドの高さを検出するエンコーダと、を備える前記実装装置を準備する準備工程と、
前記ステージの前記載置面に所定高さの第１測定ツールを配置し、前記実装ヘッドを下降させて前記保持面が前記第１測定ツールの上端に接した際の前記実装ヘッドの第１高さを前記エンコーダで検出する動作を複数の測定位置で繰り返して実行して前記第１測定ツールの前記上端が前記保持面に接した際の前記実装ヘッドの複数の前記第１高さを検出する第１高さ検出工程と、
前記実装ヘッドの前記保持面に第２測定ツールを保持させ、前記実装ヘッドを下降させて前記保持面に保持させた前記第２測定ツールの下端が前記載置面に接した際の前記実装ヘッドの第２高さを前記エンコーダで検出する動作を複数の前記測定位置で繰り返して実行して前記第２測定ツールの下端が前記載置面に接した際の前記実装ヘッドの複数の前記第２高さを検出する第２高さ検出工程と、
複数の前記第１高さと複数の前記第２高さとに基づいて前記ステージの前記載置面と前記実装ヘッドの前記保持面との平行度を算出する平行度算出工程と、
を含むことを特徴とする平行度検出方法。

【請求項2】

請求項１に記載の平行度検出方法であって、
前記平行度算出工程は、
複数の前記測定位置における複数の前記第１高さの間の第１差と、複数の前記第２高さの間の第２差とを算出し、
前記第１差と前記第２差との差分の絶対値として前記平行度を算出すること、
を特徴とする平行度検出方法。

【請求項3】

請求項２に記載の平行度検出方法であって、
複数の前記測定位置は、Ｘ方向に並んだ一対の位置とＹ方向に並んだ他の一対の位置とであり、
前記平行度算出工程は、
前記一対の位置における一対の前記第１高さの間の第１Ｘ差と、一対の前記第２高さの間の第２Ｘ差とを算出し、
前記第１Ｘ差と前記第２Ｘ差の差分の絶対値としてＸ方向平行度を算出し、
前記他の一対の位置における他の一対の前記第１高さの間の第１Ｙ差と、他の一対の前記第２高さの間の第２Ｙ差とを算出し、
前記第１Ｙ差と前記第２Ｙ差の差分の絶対値としてＹ方向平行度を算出し、
前記Ｘ方向平行度と前記Ｙ方向平行度との和として前記平行度を算出すること、
を特徴とする平行度検出方法。

【請求項4】

請求項２に記載の平行度検出方法であって、
複数の前記測定位置は、Ｘ方向とＹ方向とに格子状に配置された４つの位置であり、
前記平行度算出工程は、
Ｘ方向に並んだ第１組の一対の位置における一対の前記第１高さの間の第１組第１Ｘ差と、Ｘ方向に並んだ第２組の一対の位置における一対の前記第１高さの間の第２組第１Ｘ差とを算出し、
前記第１組第１Ｘ差と前記第２組第１Ｘ差との平均値を第１Ｘ差として算出し、
前記第１組の一対の位置における一対の前記第２高さの間の第１組第２Ｘ差と、前記第２組の一対の位置における一対の前記第２高さの間の第２組第２Ｘ差とを算出し、
前記第１組第２Ｘ差と前記第２組第２Ｘ差との平均値を第２Ｘ差として算出し、
前記第１Ｘ差と前記第２Ｘ差との差分の絶対値としてＸ方向平行度を算出し、
Ｙ方向に並んだ第３組の一対の位置における一対の前記第１高さの間の第３組第１Ｙ差と、Ｙ方向に並んだ第４組の一対の位置における一対の前記第１高さの間の第４組第１Ｙ差とを算出し、
前記第３組第１Ｙ差と前記第４組第１Ｙ差との平均値を第１Ｙ差として算出し、
前記第３組の一対の位置における一対の前記第２高さの間の第３組第２Ｙ差と、前記第４組の一対の位置における一対の前記第２高さの間の第４組第２Ｙ差とを算出し、
前記第３組第２Ｙ差と第４組第２Ｙ差との平均値を第２Ｙ差として算出し、
前記第１Ｙ差と前記第２Ｙ差との差分の絶対値としてＹ方向平行度を算出し、
前記Ｘ方向平行度と前記Ｙ方向平行度との和として前記平行度を算出すること、
を特徴とする平行度検出方法。

【請求項5】

請求項４に記載の平行度検出方法であって、
前記保持面は四角面であり、
前記第１測定ツールの前記上端は前記保持面の四隅に順次接触すること、
を特徴とする平行度検出方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の平行度検出方法であって、
前記第１測定ツールと前記第２測定ツールとは、先端がとがった同一の錐体であり、
前記第１高さ検出工程で、前記錐体の底面が前記載置面に載置されると前記先端が前記第１測定ツールの前記上端となり、
前記第２高さ検出工程で、前記底面が前記保持面に保持されると前記先端が前記第２測定ツールの下端となること、
を特徴とする平行度検出方法。

【請求項7】

被実装体に半導体チップを実装する実装装置であって、
前記被実装体が載置される載置面を含むステージと、
前記ステージの前記載置面に対向する保持面で前記半導体チップを吸引保持するとともに前記ステージの前記載置面に沿うＸＹ方向と前記載置面に接離するＺ方向とに移動する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドの高さを検出するエンコーダと、
前記実装ヘッドの移動を調整する共に、前記エンコーダで検出した前記実装ヘッドの高さに基づいて前記ステージの前記載置面と前記実装ヘッドの前記保持面との平行度を算出する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ステージの前記載置面に所定高さの第１測定ツールを配置し、前記実装ヘッドを下降させて前記保持面が前記第１測定ツールの上端に接した際の前記実装ヘッドの第１高さを前記エンコーダで検出する動作を複数の測定位置で繰り返して実行して前記第１測定ツールの前記上端が前記保持面に接した際の前記実装ヘッドの複数の前記第１高さを検出し、
前記実装ヘッドの前記保持面に第２測定ツールを保持させ、前記実装ヘッドを下降させて前記保持面に保持させた前記第２測定ツールの下端が前記載置面に接した際の前記実装ヘッドの第２高さを前記エンコーダで検出する動作を複数の前記測定位置で繰り返して実行して前記第２測定ツールの下端が前記載置面に接した際の前記実装ヘッドの複数の前記第２高さを検出し、
複数の前記第１高さと複数の前記第２高さとに基づいて前記ステージの前記載置面と前記実装ヘッドの前記保持面との前記平行度を算出すること、
を特徴とする実装装置。

【請求項8】

請求項７に記載の実装装置であって、
前記制御部は、
複数の前記測定位置における複数の前記第１高さの間の第１差と、複数の前記第２高さの間の第２差とを算出し、
前記第１差と前記第２差との差分の絶対値として前記平行度を算出すること、
を特徴とする実装装置。

【請求項9】

請求項７または８に記載の実装装置であって、
前記第１測定ツールと前記第２測定ツールとは、先端がとがった同一の錐体であり、
底面が前記載置面に載置されると前記先端が前記第１測定ツールの前記上端となり、
前記底面が前記保持面に保持されると前記先端が前記第２測定ツールの下端となること、
を特徴とする実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板等の被実装体に半導体チップを実装する実装装置の構造及び、実装装置のステージと実装ヘッドとの平行度検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

実装ヘッドの先端の保持面に半導体チップを吸引保持した状態で実装ヘッドを駆動し、ステージの載置面の上に吸着保持された基板に半導体チップを実装する実装装置が広く知られている。このような実装装置においては、半導体チップを基板の表面に良好に接合するために、ステージの載置面と実装ヘッドの保持面とが高い精度で平行になっていることが求められる。

【0003】

このため、保持面の傾きを検出する方法も提案されている。例えば、特許文献１には、フリップチップボンディングを行うボンディング装置の中間ステージの上に突起を設け、実装ヘッドの保持面の複数個所を突起に接触させた際の実装ヘッドの複数の高さを検出し、検出した複数の高さに基づいて保持面の傾斜を検出する方法が開示されている。

【0004】

また、基板を載置するステージには基板を加熱するためのヒータが内蔵されており、温度の影響で載置面が傾斜する場合がある。このため、特許文献２には、ステージの上面にレーザ変位計を配置し、レーザ変位計をＸＹ方向に移動させてステージの高さの変化を測定し、ステージの平坦度を検出する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－１３９６２９号公報

【文献】特開平７－８６３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１，２に記載された従来技術では、保持面の傾斜とステージの傾斜とを別々の装置で検出するので、実装装置が複雑になってしまう場合があった。

【0007】

そこで、本発明は、簡便な方法でステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の、平行度検出方法は、被実装体に半導体チップを実装する実装装置における平行度検出方法であって、被実装体が載置される載置面を含むステージと、ステージの載置面に対向する保持面で半導体チップを吸引保持するとともにステージの載置面に沿うＸＹ方向と載置面に接離するＺ方向とに移動する実装ヘッドと、実装ヘッドの高さを検出するエンコーダと、を備える実装装置を準備する準備工程と、ステージの載置面に所定高さの第１測定ツールを配置し、実装ヘッドを下降させて保持面が第１測定ツールの上端に接した際の実装ヘッドの第１高さをエンコーダで検出する動作を複数の測定位置で繰り返して実行して第１測定ツールの上端が保持面に接した際の実装ヘッドの複数の第１高さを検出する第１高さ検出工程と、実装ヘッドの保持面に第２測定ツールを保持させ、実装ヘッドを下降させて保持面に保持させた第２測定ツールの下端が載置面に接した際の実装ヘッドの第２高さをエンコーダで検出する動作を複数の測定位置で繰り返して実行して第２測定ツールの下端が載置面に接した際の実装ヘッドの複数の第２高さを検出する第２高さ検出工程と、複数の第１高さと複数の第２高さとに基づいてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を算出する平行度算出工程とを含むことを特徴とする。

【0009】

これにより、実装ヘッドの高さを検出するという簡便な方法でステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を検出できる。

【0010】

本発明の平行度検出方法において、平行度算出工程は、複数の測定位置における複数の第１高さの間の第１差と、複数の第２高さの間の第２差とを算出し、第１差と第２差との差分の絶対値として平行度を算出してもよい。

【0011】

このように簡単な計算でステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を算出できる。

【0012】

本発明の平行度検出方法において、複数の測定位置は、Ｘ方向に並んだ一対の位置とＹ方向に並んだ他の一対の位置とであり、平行度算出工程は、一対の位置における一対の第１高さの間の第１Ｘ差と、一対の第２高さの間の第２Ｘ差とを算出し、第１Ｘ差と第２Ｘ差の差分の絶対値としてＸ方向平行度を算出し、他の一対の位置における他の一対の第１高さの間の第１Ｙ差と、他の一対の第２高さの間の第２Ｙ差とを算出し、第１Ｙ差と第２Ｙ差の差分の絶対値としてＹ方向平行度を算出し、Ｘ方向平行度とＹ方向平行度との和として平行度を算出してもよい。

【0013】

これにより、ステージの載置面と実装ヘッドの保持面とがＸ方向の平行度とＹ方向の平行度とを考慮して２つの面の平行度を検出できる。

【0014】

本発明の平行度検出方法において、複数の測定位置は、Ｘ方向とＹ方向とに格子状に配置された４つの位置であり、平行度算出工程は、Ｘ方向に並んだ第１組の一対の位置における一対の第１高さの間の第１組第１Ｘ差と、Ｘ方向に並んだ第２組の一対の位置における一対の第１高さの間の第２組第１Ｘ差とを算出し、第１組第１Ｘ差と第２組第１Ｘ差との平均値を第１Ｘ差として算出し、第１組の一対の位置における一対の第２高さの間の第１組第２Ｘ差と、第２組の一対の位置における一対の第２高さの間の第２組第２Ｘ差とを算出し、第１組第２Ｘ差と第２組第２Ｘ差との平均値を第２Ｘ差として算出し、第１Ｘ差と第２Ｘ差との差分の絶対値としてＸ方向平行度を算出し、Ｙ方向に並んだ第３組の一対の位置における一対の第１高さの間の第３組第１Ｙ差と、Ｙ方向に並んだ第４組の一対の位置における一対の第１高さの間の第４組第１Ｙ差とを算出し、第３組第１Ｙ差と第４組第１Ｙ差との平均値を第１Ｙ差として算出し、第３組の一対の位置における一対の第２高さの間の第３組第２Ｙ差と、第４組の一対の位置における一対の第２高さの間の第４組第２Ｙ差とを算出し、第３組第２Ｙ差と第４組第２Ｙ差との平均値を第２Ｙ差として算出し、第１Ｙ差と第２Ｙ差との差分の絶対値としてＹ方向平行度を算出し、Ｘ方向平行度とＹ方向平行度との和として平行度を算出してもよい。

【0015】

これにより、より正確にステージの載置面と実装ヘッドの保持面とがＸ方向の平行度とＹ方向の平行度を検出することができる。

【0016】

本発明の平行度検出方法において、保持面は四角面であり、第１測定ツールの上端は保持面の四隅に順次接触してもよい。

【0017】

これにより、より正確に平行度の検出を行うことができる。

【0018】

本発明の平行度検出方法において、第１測定ツールと第２測定ツールとは、先端がとがった同一の錐体であり、第１高さ検出工程で、錐体の底面が載置面に載置されると先端が第１測定ツールの上端となり、第２高さ検出工程で、底面が保持面に保持されると先端が第２測定ツールの下端となるようにしてもよい。

【0019】

これにより、一種類の測定ツールで平行度の検出を行うことができる。

【0020】

本発明の実装装置は、被実装体に半導体チップを実装する実装装置であって、被実装体が載置される載置面を含むステージと、ステージの載置面に対向する保持面で半導体チップを吸引保持するとともにステージの載置面に沿うＸＹ方向と載置面に接離するＺ方向とに移動する実装ヘッドと、実装ヘッドの高さを検出するエンコーダと、実装ヘッドの移動を調整する共に、エンコーダで検出した実装ヘッドの高さに基づいてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を算出する制御部と、を備え、制御部は、ステージの載置面に所定高さの第１測定ツールを配置し、実装ヘッドを下降させて保持面が第１測定ツールの上端に接した際の実装ヘッドの第１高さをエンコーダで検出する動作を複数の測定位置で繰り返して実行して第１測定ツールの上端が保持面に接した際の実装ヘッドの複数の第１高さを検出し、実装ヘッドの保持面に第２測定ツールを保持させ、実装ヘッドを下降させて保持面に保持させた第２測定ツールの下端が載置面に接した際の実装ヘッドの第２高さをエンコーダで検出する動作を複数の測定位置で繰り返して実行して第２測定ツールの下端が載置面に接した際の実装ヘッドの複数の第２高さを検出し、複数の第１高さと複数の第２高さとに基づいてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を算出すること、を特徴とする。

【0021】

本発明の実装装置において、制御部は、複数の測定位置における複数の第１高さの間の第１差と、複数の第２高さの間の第２差とを算出し、第１差と第２差との差分の絶対値として平行度を算出してもよい。

【0022】

本発明の実装装置において、第１測定ツールと第２測定ツールとは、先端がとがった同一の錐体であり、底面が載置面に載置されると先端が第１測定ツールの上端となり、底面が保持面に保持されると先端が第２測定ツールの下端となってもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、簡便な方法でステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態の実装装置の構成図である。

【図2】図１に示す実装装置においてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度の検出を実行する際の第１高さ検出工程を示す説明図である。

【図3】図１に示す実装装置においてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度の検出を実行する際の第２高さ検出工程を示す説明図である。

【図4】ステージの載置面と実装ヘッドの保持面との傾斜方向が異なる場合の第１差と第２差とを示す模式図である。

【図5】ステージの載置面と実装ヘッドの保持面との傾斜方向が同一の場合の第１差と第２差とを示す模式図である。

【図6】図１に示す実装装置においてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度の検出の際に、格子状に配置された４つ位置での第１高さ検出工程を示す説明図である。

【図7】図１に示す実装装置においてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度の検出の際に、格子状に配置された４つ位置での第２高さ検出工程を示す説明図である。

【図8】図１に示す実装装置においてステージの載置面と実装ヘッドの保持面との平行度の検出の際に、Ｘ方向とＹ方向とに十字状に配置された４つの位置での第１高さ検出工程を示す説明図である。

【図9】第２測定ツールの他の実施形態を示す立面図である。

【図10】第２測定ツールの他の実施形態を示す立面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら、実施形態の実装装置１００と実装装置１００によるステージ１０の載置面１２と実装ヘッド２０の保持面２３との平行度検出方法について説明する。

【0026】

図１に示すように、実施形態の実装装置１００は、ステージ１０と、実装ヘッド２０と、エンコーダ２５と、制御部３０とを備え、基板１４に半導体チップ１５を実装する装置である。以下の説明では、ステージ１０の載置面１２に沿った１つの方向をＸ方向、載置面１２に沿ってＸ方向と直角方向をＹ方向、載置面１２に接離する方向をＺ方向又は上下方向として説明する。

【0027】

ステージ１０は、上側の面に被実装体である基板１４が載置される載置面１２を備えている。半導体チップ１５を基板１４の上に実装する場合には、基板１４は載置面１２の上に真空吸着されるとともに、内部に取付けられたヒータ（図示せず）によって加熱される。

【0028】

実装ヘッド２０は、本体２１と、実装ツール２２と、移動機構２４とで構成されている。本体２１は移動機構２４によってＸＹＺ方向に移動可能である。移動機構２４は、本体２１をＸＹＺ方向に移動可能に構成されていれば特に構造は特定されないが、一例を示すと、Ｙ方向に移動可能なガントリーフレームと、ガントリーフレームに取付けられてＸ方向に移動するスライダと、スライダに取付けられて本体２１をＺ方向に移動するＺ方向モータとで構成されていてもよい。実装ツール２２は、本体２１の下端に取付けられてステージ１０の載置面１２に対向する保持面２３で半導体チップ１５を吸引保持する。実装ヘッド２０は、実装ツール２２の保持面２３に吸引保持した半導体チップ１５を図示しないヒータで加熱するとともに基板１４に押圧することにより、半導体チップ１５を基板１４に実装する。なお、以下の説明では、実装ツール２２の中心を通りＺ方向に延びる一点鎖線を実装ヘッド２０の中心線２６として説明する。

【0029】

エンコーダ２５は、実装ヘッド２０の高さを検出する。エンコーダ２５は、実装ヘッド２０の色々な部分の高さを検出するように設定可能であるが、実施形態の実装装置１００では、基準面１９からの実装ツール２２の高さＨを検出するとして説明する。基準面１９は、実装装置１００に設定されている仮想面である。

【0030】

制御部３０は、内部に情報処理を行うプロセッサであるＣＰＵ３１と、プログラムやプログラムを実行するためのデータを格納するメモリ３２とを備えるコンピュータである。移動機構２４は制御部３０に接続されて制御部３０の指令によって実装ヘッド２０の本体２１をＸＹＺ方向に移動する。また、エンコーダ２５は、検出した高さＨを制御部３０に入力する。制御部３０のＣＰＵ３１は、エンコーダ２５から入力された高さＨのデータを処理してステージ１０の載置面１２と実装ヘッド２０の保持面２３との平行度の算出を行う。

【0031】

以下、図２から図５を参照しながら実装装置１００におけるステージ１０の載置面１２と実装ヘッド２０の保持面２３との平行度検出方法について説明する。以下の説明では、Ｘ方向の座位置が異なる載置面１２の上の点Ａと点Ｂの２点で高さを検出して載置面１２と保持面２３との平行度を検出する場合について説明する。ここで、点ＡのＸＹ座標は（ｘ１，ｙ１）であり、点ＢのＸＹ座標は（ｘ２，ｙ１）である。また、点Ａと点ＢとのＸ方向の距離（ｘ１－ｘ２）は、実装ツール２２のＸ方向の幅よりも短い。また、点ＡのＸＹ座標（ｘ１，ｙ１）と点ＢのＸＹ座標（ｘ２，ｙ１）は２つの測定位置である。

【0032】

最初に第１高さ検出工程について説明する。図２に示す様に、最初にステージ１０の載置面１２の上の点Ａと点Ｂとの間に第１測定ツールでもあり第２測定ツールでもある三角ピン４１を配置する。三角ピン４１は先端４２がとがった錐体であり、図２に示す様に、三角ピン４１の底面が載置面１２に載置されると尖った先端４２が第１測定ツールの上端となる。本実施形態では、第１測定ツールは先端が尖った錐体として説明するが、先端がとがっていればどのような形状でもよい。

【0033】

制御部３０のＣＰＵ３１は、実装ツール２２の保持面２３の高さが三角ピン４１の先端４２よりも高い移動高さで移動機構２４により実装ヘッド２０をＸＹ方向に移動させ、中心線２６のＸＹ座標を点ＡのＸＹ座標（ｘ１，ｙ１）に合わせる。次に、制御部３０のＣＰＵ３１は移動機構２４により実装ヘッド２０を下降させる。そして、実装ツール２２の保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接したら、制御部３０のＣＰＵ３１は、その際にエンコーダ２５が検出した実装ツール２２の高さを点Ａの第１高さＨＡ１として取得する。図２に示す様に三角ピン４１の先端４２は実装ツール２２の保持面２３のＸ方向マイナス側の端部の点２３ａに接する。

【0034】

保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接したことの検出は、いろいろな方法で検出できるが、例えば、ＣＰＵ３１が移動機構２４に出力する高さ指令値とエンコーダ２５の検出した高さＨとに所定の差が発生した場合に接触を検出してもよいし、移動機構２４に実装ヘッド２０を下降させる指令を出力してもエンコーダ２５から入力される検出高さが変化しないことで検出してもよい。また、本体２１に実装ツール２２に加わるＺ方向の荷重を検出する荷重センサ（図示せず）を取付けておき、荷重センサの検出したＺ方向荷重が所定の閾値以上となった際に接触を検出するようにしてもよい。

【0035】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、実装ヘッド２０の保持面２３の高さ移動高さまで上昇させた後、図２中に破線で示す様に、移動機構２４により実装ヘッド２０をＸ方向マイナス側に移動させ、中心線２６のＸＹ座標を点ＢのＸＹ座標（ｘ２，ｙ１）に合わせる。そして、点Ａの場合と同様に、移動機構２４により実装ヘッド２０を下降させ、実装ヘッド２０の保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接したら、制御部３０のＣＰＵ３１は、その際にエンコーダ２５が検出した実装ツール２２の高さを点Ｂの第１高さＨＢ１として取得する。図２に破線で示す様に三角ピン４１の先端４２は実装ツール２２の保持面２３のＸ方向プラス側の端部の点２３ｂに接する。なお、点Ａが接した保持面２３の点２３ａは、点ＢよりもＸ方向マイナス側に移動している。

【0036】

次に図３を参照しながら第２高さ検出工程について説明する。図３に示す様に先端４２がステージ１０の載置面１２に向かって延びるように、第１測定ツールでもあり第２測定ツールでもある三角ピン４１の底面を保持面２３に吸引保持させる。図３に示す様に、三角ピン４１の底面が保持面２３に吸引保持されると尖った先端４２は第２測定ツールの下端となる。制御部３０のＣＰＵ３１は、第１高さ検出工程と同様、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標を点ＡのＸＹ座標（ｘ１，ｙ１）に合わせた後、実装ヘッド２０を下降させて三角ピン４１の先端４２が載置面１２に接した際の実装ツール２２の高さを点Ａの第２高さＨＡ２として取得する。第２高さ検出工程において、三角ピン４１の先端４２が載置面１２への接触の検出は、第１高さ検出工程において保持面２３が三角ピン４１の先端４２への接触の検出と同様の方法行う。

【0037】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標を点ＢのＸＹ座標（ｘ２，ｙ１）に合わせた後、実装ヘッド２０を下降させて三角ピン４１の先端４２が載置面１２に接した際の実装ツール２２の高さを点Ｂの第２高さＨＢ２として取得する。

【0038】

次に、図４を参照しながら平行度算出工程について説明する。図４は、ステージ１０の載置面１２と実装ヘッド２０の保持面２３との傾斜方向が異なる場合の点Ａの第１高さＨＡ１と第２高さＨＡ２と、点Ｂの第１高さＨＢ１と第２高さＨＢ２と、第１差ΔＨ１、第２差ΔＨ２を示す模式図である。

【0039】

図４中に実線で示す実装ツール２２は、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標が点ＡのＸＹ座標（ｘ１，ｙ１）にある場合に実装ツール２２の保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接した状態を示す。また、図４中に破線で示す実装ツール２２は、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標が点ＢのＸＹ座標（ｘ２，ｙ１）にある場合に実装ツール２２の保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接した状態を示す。また、図４中に１点鎖線で示す実装ツール２２と三角ピン４１とは実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標が点ＡのＸＹ座標（ｘ１，ｙ１）にある場合に三角ピン４１の先端４２が載置面１２に接した状態を示す。また、図４中に２点鎖線で示す実装ツール２２と三角ピン４１とは実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標が点ＢのＸＹ座標（ｘ２，ｙ１）にある場合に三角ピン４１の先端４２が載置面１２に接した状態を示す。

【0040】

最初に、制御部３０のＣＰＵ３１は、点Ａの第１高さＨＡ１と点Ｂの第１高さＨＢ１との差である第１差ΔＨ１を算出する。
ΔＨ１＝ＨＡ１－ＨＢ１ －－－－－－－－－ （式１）
図４に示す場合は、ＨＡ１＞ＨＢ１であるから、ΔＨ１＞０となる。

【0041】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、点Ａと点Ｂにおける第２高さＨＡ２と第２高さＨＢ２との差を第２差ΔＨ２として算出する。
ΔＨ２＝ＨＡ２－ＨＢ２ －－－－－－－－－ （式２）
図４に示す場合は、ＨＡ２＜ＨＢ２であるから、ΔＨ２＜０となる。

【0042】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１差ΔＨ１と第２差ΔＨ２と差の絶対値として載置面１２と保持面２３との平行度を算出する。
平行度＝｜ΔＨ１－ΔＨ２｜
＝｜（ＨＡ１－ＨＢ１）－（ＨＡ２－ＨＢ２）｜ －－ （式３）
先に述べたように、図４に示す場合は、ΔＨ２＜０なので、平行度は、ΔＨ１よりも大きくなる。

【0043】

次に、図５を参照しながらステージ１０の載置面１２と実装ヘッド２０の保持面２３との傾斜方向が同一の場合の平行度の算出について説明する。図４と同様、図５中の実線の実装ツール２２と１点鎖線の実装ツール２２と三角ピン４１とは実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標が点ＡのＸＹ座標にある場合を示し、破線の実装ツール２２と２点鎖線の実装ツール２２と三角ピン４１とは実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標が点ＢのＸＹ座標にある場合を示す。

【0044】

図５に示す場合も、図４に示す場合と同様、制御部３０のＣＰＵ３１は式１により第１差ΔＨ１を算出し、式２により第２差ΔＨ２を算出する。そして、式３で載置面１２と保持面２３との平行度を算出する。図５に示す場合、ΔＨ１＞０、ΔＨ２＞０であるから、平行度はΔＨ１よりも小さくなる。

【0045】

以上説明したように、実施形態の平行度検出方法は、実装ツール２２の保持面２３とステージ１０の載置面１２との間に三角ピン４１を介在させて、三角ピン４１の先端４２が保持面２３或いは載置面１２に接する際の実装ヘッド２０の高さＨを検出するという簡便な方法でステージ１０の載置面１２と実装ヘッド２０の保持面２３との平行度を検出できる。

【0046】

以上の説明では、Ｘ方向の座標位置が異なる載置面１２の上の点Ａと点Ｂの２点で高さを検出して載置面１２と保持面２３との平行度を検出する場合について説明したが、次に、図６，７を参照しながらＸ方向とＹ方向とに格子状に配置されたＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの点で高さを検出して載置面１２と保持面２３との平行度を検出する場合について説明する。点ＡのＸＹ座標は（ｘ１，ｙ１）、点ＢのＸＹ座標は（ｘ２，ｙ１）、点ＣのＸＹ座標は（ｘ１，ｙ２）、点ＤのＸＹ座標は（ｘ２，ｙ２）である。

【0047】

図６に示す様に、点Ａと点Ｂとは、載置面１２の上でＸ方向に延びる第１線９１の上にＸ方向に並んで配置されている。点Ｃと点Ｄとは、載置面１２の上でＸ方向に延びる第２線９２の上にＸ方向に並んで配置されている。また、点Ａと点ＣとはＹ方向に延びる第３線９３の上にＹ方向に並んで配置されており、点Ｂと点ＤとはＹ方向に延びる第４線９４の上にＹ方向に並んで配置されている。このように、４つの点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、Ｘ方向とＹ方向とに格子状に配置された第１線９１～第４線９４の各交点に配置されている。そして、点Ａと点ＢとはＸ方向に並んだ第１組の一対の位置に対応し、点Ｃと点ＤとはＸ方向に並んだ第２組の一対の位置に対応し、点Ａと点ＣとはＹ方向に並んだ第３組の一対の位置に対応し、点Ｂと点ＤとはＹ方向に並んだ第４組の一対の位置に対応する。なお、図６、図７において、１点鎖線２２ｘ，２２ｙは、それぞれ実装ツール２２のＸ方向の中心線とＹ方向の中心線とを示す。また、本例では、実装ツール２２は長方形又は正方形の四角形であり、保持面２３は四角面である。

【0048】

最初に第１高さ検出工程について説明する。先に図２～図５を参照して説明したと同様、載置面１２の上に三角ピン４１を設定する。図６に示す様に、三角ピン４１は、第１線９１～第４線９４で囲まれる四角形の中に配置される。最初に、制御部３０のＣＰＵ３１は、移動機構２４によって実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標を点ＡのＸＹ座標に合わせ、その後、移動機構２４で実装ヘッド２０を下降させ、保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接した際にエンコーダ２５で基準面１９から実装ツール２２までの第１高さＨＡ１を検出する。この際、三角ピン４１の先端４２は、保持面２３のＸ方向マイナス側でＹ方向プラス側の隅部に接触する。

【0049】

同様に、制御部３０のＣＰＵ３１は、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標を点ＢのＸＹ座標に合わせて実装ヘッド２０を下降させて第１高さＨＢ１を検出する。この際、三角ピン４１の先端４２は、保持面２３のＸ方向プラス側でＹ方向プラス側の隅部に接する。次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標を点ＣのＸＹ座標に合わせて実装ヘッド２０を下降させて第１高さＨＣ１を検出する。この際、三角ピン４１の先端４２は、保持面２３のＸ方向マイナス側でＹ方向マイナス側の隅部に接する。最後に、制御部３０のＣＰＵ３１は、実装ヘッド２０の中心線２６のＸＹ座標を点ＤのＸＹ座標に合わせて実装ヘッド２０を下降させて第１高さＨＤ１を検出する。この際、三角ピン４１の先端４２は、保持面２３のＸ方向プラス側でＹ方向マイナス側の隅部に接する。このように、制御部３０のＣＰＵ３１は、点Ａ～点Ｄに実装ヘッド２０の中心線２６を合わせた後、実装ヘッド２０を下降させて保持面２３が三角ピン４１の先端４２に接した際の実装ツール２２の高さの測定を繰り返して実行し、４つの第１高さＨＡ１、ＨＢ１、ＨＣ１、ＨＤ１を取得する。この際、三角ピン４１の先端４２は保持面２３の四隅に順次接触する。

【0050】

次に、第２高さ検出工程について説明する。先に、図２～図５を参照して説明したと同様、図７に示す様に先端４２がステージ１０の載置面１２に向かって延びるように、三角ピン４１の底面を保持面２３に吸引保持させる。そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１高さ検出工程と同様、点Ａ～点Ｄに実装ヘッド２０の中心線２６を合わせた後、実装ヘッド２０を下降させて三角ピン４１の先端４２が載置面１２に接した際の実装ツール２２の高さの測定を繰り返して実行し、４つの第２高さＨＡ２、ＨＢ２、ＨＣ２、ＨＤ２を取得する。

【0051】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１組第１Ｘ差と第２組第１Ｘ差と第１Ｘ差とを以下のように算出する。第１組第１Ｘ差は、Ｘ方向に並んだ第１組の一対の位置に配置されている点Ａと点Ｂとの第１高さＨＡ１とＨＢ１との差であり式４で計算される。
第１組第１Ｘ差＝ＨＡ１－ＨＢ１ －－－－－－－－－ （式４）
第２組第１Ｘ差は、Ｘ方向に並んだ第２組の一対の位置に配置されている点Ｃと点Ｄとの第１高さＨＣ１とＨＤ１との差であり、制御部３０のＣＰＵ３１は下記の式５で第２組第１Ｘ差を計算する。
第２組第１Ｘ差＝ＨＣ１－ＨＤ１ －－－－－－－－－ （式５）

【0052】

制御部３０のＣＰＵ３１は第１組第１Ｘ差と第２組第１Ｘ差との平均値として第１Ｘ差を下記の式６で計算する。
第１Ｘ差＝（第１組第１Ｘ差＋第２組第１Ｘ差）／２
＝［（ＨＡ１－ＨＢ１）＋（ＨＣ１－ＨＤ１）］／２
＝（ＨＡ１＋ＨＣ１）／２－（ＨＢ１＋ＨＤ１）／２ － （式６）

【0053】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は第１組第２Ｘ差と第２組第２Ｘ差と第２Ｘ差とを以下のように計算する。第１組第２Ｘ差は、第１組の点Ａと点Ｂの第２高さＨＡ２とＨＢ２との差であり、第２組第２Ｘ差は、第２組の点Ｃと点Ｄの第２高さＨＣ２とＨＤ２との差であり、制御部３０のＣＰＵ３１は、以下の式７、式８で第１組第２Ｘ差と第２組第２Ｘ差とを計算する。
第１組第２Ｘ差＝ＨＡ２－ＨＢ２ －－－－－－－－－ （式７）
第２組第２Ｘ差＝ＨＣ２－ＨＤ２ －－－－－－－－－ （式８）

【0054】

制御部３０のＣＰＵ３１は、第１組第２Ｘ差と第２組第２Ｘ差との平均値として第２Ｘ差を下記の式９の様に計算する。
第２Ｘ差＝（第１組第２Ｘ差＋第２組第２Ｘ差）／２
＝［（ＨＡ２－ＨＢ２）＋（ＨＣ２－ＨＤ２）］／２
＝（ＨＡ２＋ＨＣ２）／２－（ＨＢ２＋ＨＤ２）／２ － （式９）

【0055】

そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１Ｘ差と第２Ｘ差とからＸ方向平行度を下記の式１０の様に算出する。
Ｘ方向平行度＝｜第１Ｘ差－第２Ｘ差｜ －－－－－－－－ （式１０）

【0056】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は、第３組第１Ｙ差と第４組第１Ｙ差と第１Ｙ差とを以下のように算出する。第３組第１Ｙ差は、Ｙ方向に並んだ第３組の一対の位置に配置されている点Ａと点Ｃとの第１高さＨＡ１とＨＣ１との差であり式１１で計算される。
第３組第１Ｙ差＝ＨＡ１－ＨＣ１ －－－－－－－－－ （式１１）
第４組第１Ｙ差は、Ｙ方向に並んだ第４組の一対の位置に配置されている点Ｂと点Ｄとの第１高さＨＢ１とＨＤ１との差であり、制御部３０のＣＰＵ３１は下記の式５で第４組第１Ｙ差を計算する。
第４組第１Ｙ差＝ＨＢ１－ＨＤ１ －－－－－－－－－ （式１２）

【0057】

制御部３０のＣＰＵ３１は第３組第１Ｙ差と第４組第１Ｙ差との平均値として第１Ｙ差を下記の式１３で計算する。
第１Ｙ差＝（第３組第１Ｙ差＋第４組第１Ｙ差）／２
＝［（ＨＡ１－ＨＣ１）＋（ＨＢ１－ＨＤ１）］／２
＝（ＨＡ１＋ＨＢ１）／２－（ＨＣ１＋ＨＤ１）／２ － （式１３）

【0058】

次に、制御部３０のＣＰＵ３１は第３組第２Ｙ差と第４組第２Ｙ差と第２Ｙ差とを以下のように計算する。第３組第２Ｙ差は、第３組の点Ａと点Ｃの第２高さＨＡ２とＨＣ２との差であり、第４組第２Ｙ差は、第４組の点Ｂと点Ｄの第２高さＨＢ２とＨＤ２との差であり、制御部３０のＣＰＵ３１は、以下の式１４、式１５で第３組第２Ｙ差と第４組第２Ｙ差とを計算する。
第３組第２Ｙ差＝ＨＡ２－ＨＣ２ －－－－－－－－－ （式１４）
第４組第２Ｙ差＝ＨＢ２－ＨＤ２ －－－－－－－－－ （式１５）

【0059】

制御部３０のＣＰＵ３１は、第３組第２Ｙ差と第４組第２Ｙ差との平均値として第２Ｙ差を下記の式１６の様に計算する。
第２Ｙ差＝（第３組第２Ｙ差＋第４組第２Ｙ差）／２
＝［（ＨＡ２－ＨＣ２）＋（ＨＢ２－ＨＤ２）］／２
＝（ＨＡ２＋ＨＢ２）／２－（ＨＣ２＋ＨＤ２）／２ － （式１６）

【0060】

そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１Ｙ差と第２Ｙ差とからＹ方向平行度を下記の式１７の様に算出する。
Ｙ方向平行度＝｜第１Ｙ差－第２Ｙ差｜ －－－－－－－－ （式１７）

【0061】

最後に制御部３０のＣＰＵ３１は、Ｘ方向平行度とＹ方向平行度を合計して載置面１２と保持面２３との平行度を以下の式１８の様に計算する。
平行度＝Ｘ方向平行度＋Ｙ方向平行度
＝｜第１Ｘ差－第２Ｘ差｜＋｜第１Ｙ差－第２Ｙ差｜ － （式１８）

【0062】

以上説明したように、Ｘ方向とＹ方向とに格子状に配置されたＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの点で実装ツール２２の高さを検出して載置面１２と保持面２３との平行度を検出する場合には、Ｘ方向の平行度とＹ方向の平行度とを考慮してステージ１０の載置面１２と実装ツール２２の保持面２３との平行度を検出できるのでより正確に平行度の検出を行うことができる。

【0063】

４つの点で実装ツール２２の高さを検出して載置面１２と保持面２３との平行度の検出を行う場合、４つの点は、Ｘ方向とＹ方向とに格子状に配置されていなくともよい。例えば、ひし形や台形の頂点の位置に配置されていてもよい。

【0064】

また、図８に示す様に、４つの点はＸ方向とＹ方向とに十字状に配置されてもよい。図８に示す様に４つの点は、Ｘ方向に延びる線９５の上に配置された点Ｅと点Ｆとの２点と、線９５に直交するようにＹ方向に延びる線９６の上に配置された点Ｇと点Ｈの２点で構成されていてもよい。この場合、点Ｅと点ＦとはＸ方向に並んだ一対の位置に対応し、点Ｇと点ＨとはＹ方向に並んだ他の一対の位置に対応する。

【0065】

この場合、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１Ｘ差を点Ｅと点Ｆの第１高さＨＥ１とＨＦ１との差として以下の式１９のように算出する。
第１Ｘ差＝ＨＥ１－ＨＦ１ －－－－－－－－－ （式１９）
また、第２Ｘ差を点Ｅと点Ｆの第２高さＨＥ２，ＨＦ２の差として以下の式２０の様に算出する。
第２Ｘ差＝ＨＥ２－ＨＦ２ －－－－－－－－－ （式２０）
そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、先に説明した式１０と同様、下記の式２１によってＸ方向平行度を算出する。
Ｘ方向平行度＝｜第１Ｘ差－第２Ｘ差｜ －－－－－－－ （式２１）

【0066】

同様に、制御部３０のＣＰＵ３１は、第１Ｙ差を点Ｇと点Ｈの第１高さＨＧ１とＨＨ１との差として以下の式２２のように算出する。
第１Ｙ差＝ＨＧ１－ＨＨ１ －－－－－－－－－ （式２２）
また、第２Ｙ差を点Ｇと点Ｈの第２高さＨＧ２，ＨＨ２の差として以下の式２３の様に算出する。
第２Ｙ差＝ＨＧ２－ＨＨ２ －－－－－－－－－ （式２３）
そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、先に説明した式１７と同様、下記の式２４によってＹ方向平行度を算出する。
Ｙ方向平行度＝｜第１Ｙ差－第２Ｙ差｜ －－－－－－－ （式２４）

【0067】

そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、式１８と同様、Ｘ方向平行度とＹ方向平行度を合計して載置面１２と保持面２３との平行度を以下の式２５の様に計算する。
平行度＝Ｘ方向平行度＋Ｙ方向平行度
＝｜第１Ｘ差－第２Ｘ差｜＋｜第１Ｙ差－第２Ｙ差｜ － （式２５）

【0068】

この方法は、先に説明したＸ方向とＹ方向とに格子状に配置されたＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの点で実装ツール２２の高さを検出するよりも計算量が少なく、Ｘ方向の平行度とＹ方向の平行度とを考慮してステージ１０の載置面１２と実装ツール２２の保持面２３との平行度を検出できる。

【0069】

以上の説明では、三角ピン４１の底面を載置面１２に載置して第１測定ツールとして用い、同一の三角ピン４１の底面を保持面２３に保持させて第２測定ツールとして用いることとして説明したが、これに限らない。

【0070】

例えば、第２測定ツールとして図９に示すような三角ピン組立体４４を用いてもよい。三角ピン組立体４４は、ベース４３の上に三角ピン４１の底面を固定したものである。ベース４３は、三角ピン４１から離れる方向に向かって延びており、三角ピン４１が実装ツール２２に干渉せずに保持面２３に上面４３ａを吸着保持可能となっている。実装ツール２２の保持面２３にベース４３の上面４３ａを吸着収した状態で、矢印９９のように実装ヘッド２０を所定の位置に移動させ、実装ツール２２の真空吸着を停止すると、載置面１２の上の所定の位置に三角ピン組立体４４を設定することができる。

【0071】

また、図１０に示すように、ステージ１０の載置面１２の上に複数の穴４５が設けられた治具４６を載置し、穴４５の中にそれぞれ三角ピン４１の底面が下側になるように挿入して複数の三角ピン４１を載置面１２の上に配置して第２測定ツールを構成してもよい。この場合、複数の三角ピン４１と、治具４６とは、第２測定ツールである三角ピン配置体４７となる。

【0072】

また、以上の説明では、実装ヘッド２０の中心線２６を点Ａ、点Ｂ、或いは、点Ａ～点Ｄの各ｘｙ座標に合わせて第１高さ、第２高さの検出を行うこととして説明したが、これに限らない。例えば、中心線２６に代えて、実装ヘッド２０の基準点を設定し、この基準点の座標位置を点Ａ、点Ｂ、或いは、点Ａ～点Ｄの各ｘｙ座標に合わせて第１高さ、第２高さの検出を行うようにしてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１０ ステージ、１２ 載置面、１４ 基板、１５ 半導体チップ、１９ 基準面、２０ 実装ヘッド、２１ 本体、２２ 実装ツール、２３ 保持面、２４ 移動機構、２５ エンコーダ、２６ 中心線、３０ 制御部、３１ ＣＰＵ、３２ メモリ、４１ 三角ピン、４２ 先端、４３ ベース、４３ａ 上面、４４ 三角ピン組立体、４５ 穴、４６ 治具、４７ 三角ピン配置体、１００ 実装装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】