特許 7465197 素子実装装置

(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】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(54)【発明の名称】素子実装装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20240403BHJP

   H05K 13/04 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 311T

H05K13/04 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020187253

(22)【出願日】2020-11-10

(65)【公開番号】P2021097220

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2023-05-26

(31)【優先権主張番号】P 2019227159

(32)【優先日】2019-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】大河原 聡史

【審査官】堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７６１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７１３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１７１４８１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／５８

Ｈ０５Ｋ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項4】

前記接触センサ部が計測した、前記第１の所定位置から前記供給台に支持された前記基準基板までの距離をＡ、
前記接触センサ部が計測した、前記第２の所定位置から前記実装台に支持された前記基準基板までの距離をＢ、
前記第１の非接触センサが計測した前記供給台に支持された前記基準基板までの距離をＣ、
前記第３の非接触センサが計測した前記転写ヘッドまでの距離をＤ、
前記第２の非接触センサが計測した前記実装台に支持された前記基準基板までの距離をＥ、
前記第１の非接触センサが計測した前記供給基板上の素子までの距離をＦ、
前記第３の非接触センサが計測した前記転写ツールまでの距離をＧ、
前記第２の非接触センサが計測した前記実装基板までの距離をＨ、
とし、Ａ～Ｈに基づいて下記式（１）及び（２）により距離Ｌ、Ｍを求める演算部と、
前記距離Ｌに基づいて前記転写ヘッドを前記第１の所定位置から前記供給台へ向けて移動させ、前記距離Ｍに基づいて前記転写ヘッドを前記第２の所定位置から前記実装台へ向けて移動させる移動制御部と、
式（１）：Ｌ＝Ａ－（Ｃ－Ｆ）－（Ｄ－Ｇ）
式（２）：Ｍ＝Ｂ－（Ｅ－Ｈ）－（Ｄ－Ｇ）
を更に備える請求項１乃至３のいずれかに記載の素子実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、素子実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

回路パターンが形成された基板に半導体素子、抵抗及びコンデンサ等の素子を実装する素子実装装置が普及している。素子実装装置は、素子がストックされた供給基板と素子を実装する実装基板との間を往復する素子の移送部を有する。移送部は、素子を一つずつ供給基板からピックアップして、実装基板まで素子を保持して搬送し、実装基板上に素子を配置する。実装基板には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）、ＮＣＦ（Non Conductive Film）、ＮＣＰ（Non Conductive Paste）又は均質共晶半田等の接合材料が形成されており、この接合材料を介して、素子が実装基板に実装される。

【0003】

近年、素子の微小化が非常に速いペースで進展している。一辺のサイズが５０μｍや１０μｍといった２００μｍ以下の素子も提案されている。これら素子は、例えば５０μｍや１０μｍといったミニＬＥＤやマイクロＬＥＤであり、ディスプレイ用の表示基板にＲＧＢの各画素としてアレイ状（行列状）に配列され、またバックライトの発光体として照明基板に配列される。ＬＥＤを画素として表示基板に搭載する場合、表示基板が４Ｋ対応であれば、ＲＧＢのうちの一色で少なくとも８００万個以上のＬＥＤを表示基板に実装する必要があり、素子を一つずつ実装することは生産効率に問題があった。

【0004】

そこで、複数行複数列の素子を一度にピックアップして実装基板に実装することで、生産効率を改善する案が提案されている。移送部は、複数行複数列の素子を保持する転写ツールを備え、この転写ツールで複数行複数列の素子を一括してピックアップし、一括して実装する。この素子実装装置によれば、移送部の往復回数は、移送部で一度に保持できる素子の数で供給基板上の全素子の数を除した回数分に削減できる。

【0005】

転写ツールによる素子の保持方法としては、真空吸着や静電吸着等の吸着が使用されている。何れの場合も、転写ツールには複数行複数列の保持部が配設されている。真空吸着が採用される場合、保持部は吸引穴である。各吸引穴は、エジェクタ等を有する空気圧回路に接続されており、各吸引穴には負圧が発生する。移送部は、負圧により転写ツールの吸引穴に素子を吸い付けることで、供給基板から素子を一括してピックアップし、基板まで搬送し、真空破壊や大気開放等による負圧解除によって実装基板上に素子を配置し実装する。静電吸着が採用される場合、保持部はメサ形構造体である。ベース基板に多数のメサ形構造体が形成され、メサ形構造体に電極及び誘電体層が設けられる。このメサ形構造体を有する静電力発生部が素子に対する局所的な吸着点となって、電圧の印加による静電力によって各静電力発生部に素子を一括して吸い付ける。そして、電圧の印加解除によって実装基板上に素子を配置し実装する。

【0006】

素子のピックアップにおいては、素子をピックアップする転写ツールの素子に対する移動距離が不十分だと、転写ツールが十分に素子を吸着できずに素子のピックアップに失敗し、転写ツールが移動し過ぎると、転写ツールが過剰に素子に押し当たってしまい、素子または転写ツールが破損する虞がある。また、実装基板への素子の配置においては、素子を保持する転写ツールの実装基板に対する移動距離が不十分だと、転写ツールが十分に素子を実装基板に押し付けることができずに素子の配置に失敗し、転写ツールが移動し過ぎると、転写ツールが過剰に素子を押し付けてしまい、素子または転写ツールが破損する虞がある。このため、転写ツールからピックアップされる素子までの距離や実装基板までの距離を正確に計測する必要がある。

【0007】

これらの距離を計測する方法として、非接触センサを用いる非接触方式と接触センサを用いる接触方式がある。非接触方式が採用される場合、非接触センサは、例えばレーザ変位計であって、素子にレーザを照射してその反射光から当該素子までの距離を計測する。接触方式が採用される場合、素子と転写ツールを接触させて、接触センサが接触を検出した時点までの転写ツールの移動量を計測する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１５－２３０９４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

接触方式は、距離の計測に転写ツールと素子との接触を伴う。そこで、精度良く計測を行なうためには、接触における転写ツールの弾性変形を避けるため、転写ツールは、金属やセラミック、シリコンなどの硬い部材で形成することが好適である。

【0010】

しかしながら、転写ツールに金属やセラミック、シリコンなどの硬い部材を用いた場合、素子が微小であることから接触による素子や転写ツールにかかる応力が高く、素子や転写ツールが破損する虞がある。一方で、転写ツールに樹脂などで軟らかい部材を用いた場合、素子との接触により転写ツールが弾性変形するため、計測する転写ツールから素子までの距離の正確性が失われてしまう。

【0011】

非接触センサを用いた非接触方式は、距離を測定しようとした場合、予め、転写ツールを基準面等に接触させて、転写ツールの上下方向位置と非接触センサの計測値とを結び付ける必要がある。この際に、転写ツールの接触を伴うため、やはり、接触方式と同様の不具合の可能性がある。

【0012】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、素子や転写ツールを破損させる虞なく、転写ツールから素子までの距離を正確に計測することが可能な素子実装装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の素子実装装置は、基準基板、または素子がアレイ状に整列した供給基板が支持される盤面を有する供給台と、基準基板、または前記アレイ状に整列した素子が配置される実装基板が支持される盤面を有する実装台と、前記供給台と前記実装台が並ぶ方向に移動すると共に、前記供給台の前記盤面から対向方向に離隔した第１の所定位置から前記供給台までの間、および、前記実装台の前記盤面から対向方向に離隔した第２の所定位置から前記実装台までの間を移動する転写ヘッドと、前記転写ヘッドに設けられ、前記供給台または前記実装台に支持された前記基準基板に接触したことを検出することにより、前記第１の所定位置から前記供給台に支持された前記基準基板までの距離及び前記第２の所定位置から前記実装台に支持された前記基準基板までの距離を計測する接触センサ部と、を備える。

【0014】

さらに、本発明の素子実装装置は、前記転写ヘッドに着脱可能に設けられ、前記供給台に支持された前記供給基板から複数行複数列の素子をピックアップし、ピックアップした素子を前記実装基板に配置する転写ツールと、前記供給台の前記盤面から対向方向に離隔した第３の所定位置から、前記供給台に支持された前記基準基板までの距離及び前記供給台に支持された前記供給基板上の素子までの距離を非接触で計測する第１の非接触センサと、前記実装台の前記盤面から対向方向に離隔した第４の所定位置から、前記実装台に支持された前記基準基板までの距離及び前記実装台に支持された前記実装基板までの距離を非接触で計測する第２の非接触センサと、前記供給台と前記実装台の間に設けられ、対向する前記転写ヘッドまでの距離及び対向する前記転写ツールまでの距離を非接触で計測する第３の非接触センサと、前記接触センサ部、前記第１の非接触センサ、前記第２の非接触センサ、および、前記第３の非接触センサが計測した距離に基づいて、前記転写ヘッドの移動を制御する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、素子や転写ツールを破損させる虞なく、転写ツールから素子までの距離を正確に計測することが可能な素子実装装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る素子実装装置の構成を示す模式図である。

【図2】転写ヘッド及び転写ツールの構成を示す模式図である。

【図3】実施形態に係る制御部の機能ブロック図である。

【図4】実施形態に係る各距離の計測動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】接触センサ部による供給台または実装台に支持された基準基板までの距離の計測を示す模式図である。

【図6】非接触センサによる供給台または実装台に支持された基準基板までの距離、及び転写ヘッドまでの距離の計測を示す模式図である。

【図7】非接触センサによる供給台に支持された供給基板上の素子までの距離、実装台に支持された実装基板までの距離、及び転写ツールまでの距離の計測を示す模式図である。

【図8】実施形態に係る素子実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図9】他の実施形態に係る素子実装装置の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

［実施形態］
［構成］
（概略構成）
図１は、実施形態に係る素子実装装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、素子実装装置１内には供給基板Ｒと実装基板Ｓとが搬入される。供給基板Ｒは、素子Ｔをアレイ状（行列状）に整列させてストックした矩形状の素子供給体である。素子Ｔは、電子回路に使用される部品であり、ＭＥＭＳ、半導体素子、抵抗及びコンデンサ等のチップが含まれ、半導体素子にはトランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ及びサイリスタ等のディスクリート半導体、並びにＩＣやＬＳＩ等の集積回路が含まれる。ＬＥＤには所謂ミニＬＥＤ及びマイクロＬＥＤが含まれる。特に、素子Ｔには一辺が２００μｍ以下の所謂微小部品が含まれる。実装基板Ｓは、回路パターンが形成されて成り、例えばミニＬＥＤが整列するバックライト用の照明基板、ＲＧＢの各マイクロＬＥＤが画素として配列される表示基板である。

【0018】

この素子実装装置１は、供給基板Ｒを支持する供給台３と、実装基板Ｓを支持する実装台４と、素子Ｔを供給基板Ｒから実装基板Ｓに移し替える移送部５と、を備える。この素子実装装置１には、位置固定のピックアップポジション２１及び実装ポジション２２が設定されており、移送部５は、ピックアップポジション２１において供給基板Ｒから素子Ｔをピックアップし、また実装ポジション２２において実装基板Ｓに素子Ｔを配置して実装する。すなわち、ピックアップポジション２１は、移送部５が素子Ｔをピックアップする位置であり、実装ポジション２２は、移送部５がピックアップした素子を配置する位置である。

【0019】

供給台３は、盤面と平行な２次元方向（本実施形態では、水平方向）に移動可能となっている。供給台３は、供給基板Ｒ上でアレイ状（行列状）に整列した素子Ｔのうちピックアップ対象となる複数行複数列の素子Ｔを、ピックアップポジション２１に位置するように移動させる。実装台４は、盤面と平行な２次元方向に移動可能となっている。実装台４は、実装基板Ｓ上の回路パターンのうち、移送部５によって複数行複数列の素子Ｔが実装される回路パターンの位置を、実装ポジション２２に位置するように移動させる。移送部５は、複数行複数列の素子Ｔを供給基板Ｒから一括してピックアップし、ピックアップした素子Ｔを実装基板Ｓに一括して移し替える。素子実装装置１は、移送部５を複数回稼働させ、複数行複数列の素子Ｔを実装基板Ｓに複数回に亘って移し替えることで、素子Ｔがアレイ状（行列状）に配列された素子実装基板を製造する。

【0020】

尚、移し替えられた素子Ｔは、最終的に実装基板Ｓに電気的及び／又は機械的に接合される。実装基板Ｓ上には、例えばＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＦ、ＮＣＰ又は均質共晶半田等の接合材料が予め形成されており、接合材料上に配置された素子Ｔは、接合材料上に保持される。前述のような接合材料は、粘着性や接着性を有しており、それにより素子Ｔは保持され、素子Ｔが実装基板Ｓに実装される。また、加熱、冷却、加圧などで、合金接合、導電粒子圧着、樹脂硬化、バンプ圧接等により実装基板Ｓと素子Ｔとが電気的及び／又は機械的に接続し、接合材料が硬化することで、実装基板Ｓと素子Ｔとが最終的に接合される。この最終的な接合は、素子実装装置１の移送部５や実装台４で行われてもよいし、素子実装装置１の内あるいは外の別の装置によって行われてもよい。最終的な接合処理の有無に関係なく、実装基板Ｓに素子Ｔが移し替えされて配置され、保持されることが実装することになる。

【0021】

供給台３は、供給基板Ｒを支持する前に基準基板Ｐを支持する。実装台４は、実装基板Ｓを支持する前に基準基板Ｑを支持する（図５参照）。基準基板Ｐ、Ｑは、例えばガラスからなり、後述する移送部５に設けられた接触センサ部５４によって移送部５と接触したことを検出するためのダミー基板である。

【0022】

接触センサ部５４によって、移送部５の基準基板Ｐ、Ｑとの接触を検出し、移送部５が素子Ｔを供給基板Ｒからピックアップする際に供給台３の盤面に対して垂直方向に移動する移動量を、また移送部５がピックアップした素子Ｔを実装基板Ｓに移し替える際に実装台４の盤面に対して垂直方向に移動する移動量を事前に計測する。この接触センサ部５４及び後述の非接触センサ７１～７３による計測が終わると、基準基板Ｐ、Ｑは素子実装装置１内から取り除かれ、代わりに供給基板Ｒと実装基板Ｓとが素子実装装置１内に搬入される。

【0023】

（詳細構成）
供給台３は、平坦な盤面（載置面）を有し、当該盤面に供給基板Ｒが支持される。実装台４は、平坦な盤面（載置面）を有し、当該盤面に実装基板Ｓが支持される。これら供給台３及び実装台４の盤面は、それぞれ、直交する２軸からなる直動機構３１、４１によって支持され、盤面と平行な２次元方向に移動可能となっている。直動機構３１、４１は、例えばリニアガイド及びボールネジからなり、供給台３及び実装台４の盤面は、それぞれ、この直動機構３１、４１のスライダに支持されている。

【0024】

供給台３は、直動機構３１による２次元方向の平行移動により、ピックアップポジション２１に位置付けられるピックアップ領域３２を変更する。ピックアップ領域３２は、供給基板Ｒ上の位置であり、この領域の複数行複数列の素子Ｔが転写ツール６によって一括してピックアップされる。つまり、ピックアップ領域３２は、ピックアップ予定となる複数行複数列の素子Ｔが存在する範囲を一単位として設定された範囲である。換言すると、図１で供給基板Ｒ上に破線で示されているような、複数行複数列の素子Ｔからなる素子群を取り囲む、この素子群が存在する領域と同じ大きさの仮想的な領域である。したがって、ピックアップ領域３２は、供給基板Ｒ上に素子Ｔの配列に応じて行列状に複数存在し、移送部５によるピックアップ毎にピックアップポジション２１に位置付けられる。

【0025】

実装台４は、直動機構４１による２次元方向の平行移動により、実装ポジション２２に位置付けられる実装領域４２を変更する。実装領域４２は、実装基板Ｓ上の位置であり、転写ツール６によって一括して複数行複数列の素子Ｔが実装される範囲である。換言すると、図１で実装基板Ｓ上に破線で示されているような、複数行複数列の素子Ｔからなる素子群を取り囲む、この素子群が配置される領域と同じ大きさの仮想的な領域である。実装領域４２は、実装領域４２上に実装される素子Ｔの配列に応じて行列状の配置で実装基板Ｓ上に設定されている。そして、各実装領域４２は、移送部５による実装毎に実装ポジション２２に位置付けられる。

【0026】

移送部５は、直動機構５１に昇降機構５２を介して支持され、ピックアップポジション２１及び実装ポジション２２に移動可能となっている。直動機構５１は、例えばリニアガイド及びボールネジであり、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２の間に架設され、供給基板Ｒの素子Ｔが配列された面と実装基板Ｓの実装領域４２が配列された面を臨むように延設されている。昇降機構５２は、例えばリニアガイド及びボールネジであり、直動機構５１のスライダに支持され、供給基板Ｒと実装基板Ｓに接離する方向（本実施形態では、水平方向に対して垂直に交わる鉛直方向、つまり、上下方向）に延設されている。移送部５は、この昇降機構５２のスライダに支持されている。

【0027】

移送部５は、転写ヘッド５３を備える。図２に示すように、転写ヘッド５３は、供給台３、実装台４に対向する面が接触面５３１となっている。この接触面５３１に転写ツール６が着脱可能に装着される。接触面５３１には、後述の転写ツール６の吸引穴である保持部６２に連通する吸引孔が設けられている。この吸引孔に負圧を発生させることによって素子Ｔを転写ツール６に吸着保持可能とする。

【0028】

転写ツール６は、弾性を有する部材で形成され、保持面６１を備える。保持面６１は、ピックアップポジション２１で供給基板Ｒと向かい合い、また実装ポジション２２で実装基板Ｓと向かい合う転写ツール６の端面である。この保持面６１には保持部６２が配設されている。保持部６２は複数行複数列に整列し、１個の保持部６２が１個の素子Ｔを保持する。保持部６２は、例えば、素子Ｔの辺長より小径の吸引穴であり、真空吸着によって素子Ｔを吸着保持する。各保持部６２は、連通する接触面５３１の吸引孔に負圧を発生させることにより素子Ｔを吸い付け、負圧が発生している間は素子Ｔを保持し、真空破壊や大気開放等による負圧解除によって素子Ｔを離す。なお、保持部６２の行数、列数と、供給基板Ｒ上でアレイ状に整列した素子Ｔの行数、列数とは一致していなくても一致していても良い。ここでは、保持部６２の行数、列数と、供給基板Ｒ上でアレイ状に整列した素子Ｔの行数、列数とは一致しておらず、保持部６２の行数、列数の方が供給基板Ｒ上でアレイ状に整列した素子Ｔの行数、列数より少ない。保持部６２の配置間隔は、供給基板Ｒ上で整列した素子Ｔの配置間隔と一致している。

【0029】

また、転写ヘッド５３は、供給基板Ｒと実装基板Ｓの搬入前に行われる、素子Ｔのピックアップ及び配置に係る移送部５の移動距離の計測に用いられる。この時には、基準基板Ｐ、Ｑが供給台３と実装台４とにそれぞれ支持されている。すなわち、転写ヘッド５３は、その接触面５３１を供給台３上に支持された基準基板Ｐ、または実装台４上に支持された基準基板Ｑへ向けて対向する。接触面５３１は、例えば金属やセラミックといった硬い部材からなり、移送部５の移動によって基準基板Ｐの盤面または基準基板Ｑの盤面に接触する面でもある。

【0030】

転写ヘッド５３には、接触センサ部５４が設けられている（図１参照）。接触面５３１が基準基板Ｐ、Ｑに接触したことは、転写ヘッド５３に設けられたこの接触センサ部５４によって検出される。接触センサ部５４は、例えば接触センサとエンコーダから成る。接触センサは、例えば渦電流センサなどのギャップセンサである。接触センサは、転写ヘッド５３の接触面５３１が基準基板Ｐ、Ｑに接触したことにより生じる、移送部５上での転写ヘッド５３の相対移動を検知する。エンコーダは、転写ヘッド５３の移動量を検出する。

【0031】

接触センサ部５４は、この接触センサが検出した接触情報と、エンコーダによる基準基板Ｐまたは基準基板Ｑに接触するまでの接触面５３１の移動量情報とに基づいて、転写ヘッド５３の初期位置（所定位置）から基準基板Ｐまでの距離Ａ及び基準基板Ｑまでの距離Ｂを計測する。なお、後述の制御部８は、接触面５３１が基準基板Ｐまたは基準基板Ｑの盤面に対して垂直方向に接近を開始する所定位置（初期位置）を、第１の所定位置Ｘ１または第２の所定位置Ｘ２として記憶している。換言すれば、第１の所定位置Ｘ１は、接触面５３１が供給台３から鉛直方向（対向方向）に離隔して供給台３の盤面を臨む位置であり、第２の所定位置Ｘ２は、接触面５３１が実装台４から鉛直方向（対向方向）に離隔して実装台４の盤面を臨む位置である（図５参照）。すなわち、第１の所定位置Ｘ１から基準基板Ｐまでの距離が距離Ａ、第２の所定位置Ｘ２から基準基板Ｑまでの距離が距離Ｂとして検出される。なお、本実施形態では、第１の所定位置Ｘ１と第２の所定位置Ｘ２とは同じ高さ位置としている。

【0032】

図１に戻ると、素子実装装置１は、３つの非接触センサ７１、７２、７３を備える。非接触センサ７１～７３は、例えば検出する対象にレーザを照射して、対象までの距離を計測するレーザ変位計である。図６、図７に示すように、非接触センサ７１（第１の非接触センサ）は、供給台３に支持された基準基板Ｐまでの距離Ｃ及び供給基板Ｒ上のピックアップ対象の複数行複数列の素子Ｔまでの距離Ｆを計測する。非接触センサ７２（第２の非接触センサ）は、実装台４に支持された基準基板Ｑまでの距離Ｅ及び実装基板Ｓまでの距離Ｈを計測する。非接触センサ７３（第３の非接触センサ）は、移送部５に設けられた転写ヘッド５３の接触面５３１までの距離Ｄ及び転写ツール６の保持面６１までの距離Ｇを計測する。なお、非接触センサ７１～７３が計測する距離Ｃ～Ｈの始点は、例えば非接触センサ７１～７３の光源の位置であるが、設定できるのであれば非接触センサ７１～７３のどの位置であってもよい。

【0033】

非接触センサ７１、７２は、移送部５と一体で移動することができる。すなわち、非接触センサ７１、７２は、移送部５との相対位置が不変であるように、直動機構５１に昇降機構５２を介して支持されている。例えば、図１に示すように、不図示のブラケットによって移送部５の転写ヘッド５３に搭載される。つまり、非接触センサ７１、７２は、ピックアップポジション２１及び実装ポジション２２に移動可能となっている。したがって、非接触センサ７１、７２は、ピックアップポジション２１及び実装ポジション２２で各距離の計測を行うことができる。また、非接触センサ７１、７２には、センサの種類によっては、適正に計測できる距離範囲が存在する。このような場合、昇降機構５２によって、測定対象までの間隔を調整でき、適正に計測できる距離の範囲内とすることができる。

【0034】

非接触センサ７１は、供給台３上の基準基板Ｐまでの距離Ｃ、供給基板Ｒ上の複数の素子Ｔまでの距離Ｆを測定する時、ピックアップポジション２１でレーザ照射を行う。距離Ｆを測定する場合、レーザ照射の対象とする素子Ｔは、後述の制御部８に予め設定され、例えば、ピックアップ対象となる、供給基板Ｒ上の所定のピックアップ領域３２内における複数行複数列の素子Ｔの中心に位置する素子Ｔである。また、距離Ｃを測定する場合、必ずしもピックアップポジション２１である必要はなく、基準基板Ｐの盤面までの距離が計測できる位置ならばどこでもよい。

【0035】

また、非接触センサ７２は、実装台４上の基準基板Ｑまでの距離Ｅ、実装基板Ｓまでの距離Ｈを測定する時、実装ポジション２２でレーザ照射を行う。レーザ照射の対象とする位置は、後述の制御部８に予め設定され、例えば、実装基板Ｓ上の所定の実装領域４２の中心位置とすることができる。また、距離Ｅを測定する場合、必ずしも実装ポジション２２である必要はなく、基準基板Ｑの盤面までの距離が計測できる位置ならばどこでもよい。

【0036】

非接触センサ７３は、移送部５の移送経路の直下における、供給台３と実装台４との間に設けられる。非接触センサ７３は、転写ヘッド５３の接触面５３１または転写ツール６の保持面６１を当該非接触センサ７３に対向する位置に停止させた状態で、接触面５３１または保持面６１にレーザ照射を行い、接触面５３１までの距離Ｄ及び保持面６１までの距離Ｇを計測する。

【0037】

素子実装装置１は、各構成を制御する制御部８を更に備える。制御部８は、例えば、素子実装装置１の各構成を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び信号送信回路を有するコンピュータ又はマイコンであり、供給台３、実装台４及び移送部５の駆動源、及び各センサと接続されている。

【0038】

図３は、制御部８の機能ブロック図である。図３に示すように、制御部８は、記憶部８１、演算部８２、判定部８３、移動制御部８４を備える。記憶部８１は、ＨＤＤまたはＳＳＤ等の記録媒体である。記憶部８１には、システムの動作に必要なデータ、プログラムが予め記憶され、またシステムの動作に必要なデータを記憶する。より詳細には、記憶部８１は、各センサから受信したデータやこれらの情報に基づいて演算部８２が算出した数値、第１の所定位置Ｘ１及び第２の所定位置Ｘ２、ユーザが設定可能なレーザ照射対象となる素子Ｔの位置などを記憶する。制御部８は、転写ヘッド５３に設けられた接触センサ部５４が計測した当該転写ヘッド５３の移動量情報、すなわち第１の所定位置から基準基板Ｐまでの距離Ａ、第２の所定位置から基準基板Ｑまでの距離Ｂを受信する。制御部８の記憶部８１は、受信した距離Ａ及び距離Ｂを記憶する。また、制御部８は、非接触センサ７１～７３から距離Ｃ～Ｈの情報を受信し、制御部８の記憶部８１は、受信した距離Ｃ～Ｈの情報を記憶する。演算部８２は、これらの距離Ａ～Ｈに対して演算を行い、ピックアップ及び配置に係る移送部５の移動量を算出する。

【0039】

これらの距離Ａ～Ｈは、各距離それぞれ、基準基板Ｐ、Ｑ、供給基板Ｒ、実装基板Ｓの盤面、接触面５３１または保持面６１のそれぞれのどの位置で計測しても良い。また、基準基板Ｐ、Ｑ、供給基板Ｒ、実装基板Ｓの盤面に対しては、供給基板Ｒ、実装基板Ｓそれぞれに複数想定できるピックアップ領域や実装領域のうちの、どの領域で計測しても良い。また、複数の領域で計測してもよい。より厳密な計測結果を求めるのであれば、各距離それぞれ、基準基板Ｐ、Ｑ、供給基板Ｒ、実装基板Ｓの盤面、接触面５３１または保持面６１それぞれの複数個所で計測した数値を制御部８へと送信し、制御部８の演算部８２が当該複数個所で計測した数値を平均したものを距離Ａ～Ｈとしても良い。例えば、距離Ｆは、所定のピックアップ領域３２内の複数行複数列の素子Ｔのうち四隅に位置する素子Ｔからそれぞれ距離Ｆ１～Ｆ４を測定し、距離Ｆ＝（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）／４としてもよい。このような各距離の平均値の算出は、制御部８の演算部８２が行う。

【0040】

判定部８３は、各距離Ａ～Ｈに対し、それぞれの計測値が適切なものであるか（正常か否か）を判定する。それぞれの距離の計測値に対し、所定の閾値を設定し、各計測値をこの所定の閾値に基づいて適切なものであるかを判定する。適切でないと判断される場合、再度の計測を行ったり、報知したりする。それぞれの閾値は、判定対象とする計測値が必要とする範囲で適宜決定される。また、各所定の閾値は記憶部８１に記憶される。

【0041】

例えば、距離Ａ、Ｂの場合、各距離が設計上算出される値の±５％のように閾値を設けることができる。判定部８３は、計測された距離がこの閾値範囲にある場合適切なものと判定する。この閾値範囲外の場合、所定の基準位置がずれている、接触センサ部５４が正常でない、接触面における異物の付着、あるいは基準基板Ｐ、Ｑが水平に載置されていない、供給台３または実装台４の盤面が水平でない、などの異常と判断することができる。

【0042】

例えば、距離Ｃ、Ｆの場合、距離Ｃと距離Ｆの差分に対し、所定の閾値を設定し、判定部８３は、この閾値に基づいて距離Ｃあるいは距離Ｆのいずれかが適正な計測でないと判定することができる。例えば、基準基板Ｐ、供給基板Ｒが水平に載置されていない、レーザの照射位置がずれている、素子Ｔが欠けている、素子Ｔの倒れなど姿勢の異常、レーザの照射位置（ピックアップポジション２１）に素子Ｔが正しく位置付けられていない、などの異常と判断することができる。

【0043】

また、距離Ｅ、Ｈも同様に、距離Ｅと距離Ｈの差分によって、基準基板Ｑあるいは実装基板Ｓが水平に載置されていないなどの異常を判断することができる。

【0044】

例えば、距離Ｄ、Ｇの場合、距離Ｄと距離Ｇの差分に対し、所定の閾値を設定し、判定部８３は、この閾値に基づいて距離Ｄあるいは距離Ｇのいずれかが適正な計測でないと判定することができる。例えば、転写ツール６が適切に装着されていないなどの異常を判断することができる。

【0045】

さらに、判定部８３は、例えば距離Ｆが複数の距離Ｆ１～Ｆ４の平均として求められる場合に、その算出に先立って、非接触センサ７１が計測した距離Ｆ１～Ｆ４の差が所定の閾値を上回るか否かによって、計測をした素子Ｔが含まれる素子群が、実装するに適切なものであるかを判定することができる。距離Ｆ１～Ｆ４の差とは、例えば距離Ｆ１～Ｆ４のうち最大値と最小値との差や、距離Ｆ１～Ｆ４のうち最大値または最小値と、距離Ｆ１～Ｆ４の平均値との差である。供給基板Ｒ上でアレイ状（行列状）に整列した素子Ｔは、例えば製造上の誤差により厚みにバラツキがあり、中には許容範囲を越えて突出していたり陥没していたりする場合がある。このような素子Ｔをレーザ照射対象として距離Ｆを求めると、複数行複数列の素子Ｔのピックアップに係る移送部５の移動量に誤差が生じる、あるいはピックアップに失敗する虞がある。そこで、所定の閾値を設定し、判定部８３がこの所定の閾値に基づいてレーザ照射対象の素子Ｔが含まれる素子群が実装するのに適切なものであるかを判定する。すなわち、製造上の誤差等により許容範囲を越えて突出したり薄く陥没したりする素子Ｔが存在する場合には、判定部８３により、その素子Ｔを含む素子群は転写ツール６によるピックアップに不適切であると判定し、ピックアップの対象から除外することができる。つまり、当該素子群を実装する対象から除外することができる。なお、この所定の閾値は記憶部８１に記憶されている。また、距離Ｆ１～Ｆ４を計測する複数の素子Ｔは、素子群（ピックアップ領域３２）の中で一部に集中しているよりも、均等に分散していた方がよい。

【0046】

ここで、不適切と判定された素子群（ピックアップ領域３２）をピックアップ対象から除外する場合、当該ピックアップ領域３２の位置情報を記憶部８１に記憶させておき、素子Ｔの移送時に当該ピックアップ領域３２がピックアップポジション２１を素通りするように制御するとよい。

【0047】

移動制御部８４は、素子実装装置１の各構成、すなわち供給台３、実装台４、移送部５の移動を制御する。この制御は、記憶部８１に予め記憶されているシステムの動作に必要なデータ、プログラム、演算部８２の演算結果、判定部８３の判定結果などに基づくものであるが、例えば図示しない入力装置から入力されるユーザの命令に基づくものであっても良い。

【0048】

［動作］
前述のように、移送部５は供給基板Ｒから素子Ｔをピックアップし、実装基板Ｓへ移送し、実装基板Ｓに素子Ｔを配置して実装する。

【0049】

まず、移送部５が、ピックアップのための初期位置から供給基板Ｒに向かって移動すべき距離、配置のための実装基板Ｓへ向かって移動すべき距離を算出する。その算出した各距離に基づいて素子Ｔのピックアップ及び配置が行われる。

【0050】

（移送部が移動すべき距離の算出）
図４は、本実施形態に係る各距離の計測動作の一例を示すフローチャートである。この動作を説明する前提として、予め供給台３の盤面に基準基板Ｐが配置され、実装台４の盤面に基準基板Ｑが配置されているものとする。また、移送部５の転写ヘッド５３に転写ツール６は設けられていないものとする。

【0051】

図５（ａ）に示すように、まず、移送部５を供給台３の上方の位置である第１の所定位置Ｘ１へと移動させる。次に、移送部５を第１の所定位置Ｘ１から基準基板Ｐへ向けて移動させ、移送部５が基準基板Ｐの盤面に接触したことを検出して停止させる。具体的には、移送部５が備える転写ヘッド５３の接触面５３１を、直動機構５１により第１の所定位置Ｘ１へと移動させ、第１の所定位置Ｘ１に位置した接触面５３１を基準基板Ｐの盤面へ向けて移動させる。接触面５３１が基準基板Ｐの盤面に接触すると、転写ヘッド５３の接触センサ部５４が備える接触センサが接触面５３１の接触を検出し、転写ヘッド５３は停止する。接触センサ部５４のエンコーダは、このときの第１の所定位置Ｘ１からの移動量を計測し、制御部８は、この移動量情報を受信する。制御部８の記憶部８１はこの移動量を距離Ａとして記憶する（ステップＳ０１）。換言すると、距離Ａは、第１の所定位置Ｘ１から基準基板Ｐの盤面まで転写ヘッド５３が移動した距離である。

【0052】

図５（ｂ）に示すように、第２の所定位置Ｘ２から実装台４に支持された基準基板Ｑの盤面までの距離である距離Ｂも距離Ａと同様に計測される。まず、移送部５を実装台４の上方の位置である第２の所定位置Ｘ２へと移動させる。次に、移送部５を第２の所定位置Ｘ２から基準基板Ｑへ向けて移動させ、移送部５が基準基板Ｑの盤面に接触したことを検出して停止させる。具体的には、移送部５が備える転写ヘッド５３の接触面５３１を、直動機構５１により第２の所定位置Ｘ２へと移動させ、第２の所定位置Ｘ２に位置した接触面５３１を基準基板Ｑの盤面へ向けて移動させる。接触面５３１が基準基板Ｑの盤面に接触すると、転写ヘッド５３の接触センサ部５４が備える接触センサが接触面５３１の接触を検出し、転写ヘッド５３は停止する。接触センサ部５４のエンコーダがこのときの第２の所定位置Ｘ２からの移動量を計測し、制御部８は、この移動量情報を受信する。制御部８の記憶部８１はこの移動量を距離Ｂとして記憶する（ステップＳ０２）。換言すると、距離Ｂは、第２の所定位置Ｘ２から基準基板Ｑの盤面まで転写ヘッド５３が移動した距離である。

【0053】

続いて、図６に示すように、非接触センサ７１、７２を用いて、非接触センサ７１から基準基板Ｐの盤面まで、非接触センサ７２から基準基板Ｑの盤面までの距離を計測する。制御部８は、非接触センサ７１、７２からこの計測情報を受信し、制御部８の記憶部８１は、それぞれの距離を距離Ｃ、Ｅとして記憶する（ステップＳ０３）。さらに、非接触センサ７３を用いて、非接触センサ７３から転写ヘッド５３の接触面５３１までの距離を計測する。なお、接触面５３１までの距離を計測する際、直動機構５１により接触面５３１は非接触センサ７３に対向する位置に位置付けされる。制御部８は、非接触センサ７３からこの計測情報を受信し、制御部８の記憶部８１は、この距離を距離Ｄとして記憶する（ステップＳ０４）。なおここで、非接触センサ７１、７２は、移送部５の直動機構５１に昇降機構５２を介して支持されているので、上述の基準基板Ｐ、Ｑの盤面までの距離の計測を、予め設定された所定の高さ位置（第３の所定位置および第４の所定位置）において行うことができる。本実施形態では、例えば、第３の所定位置は、第１の所定位置Ｘ１と同じ高さ位置とし、また第４の所定位置は、第２の所定位置Ｘ２と同じ高さ位置としている。また、非接触センサ７３で接触面５３１までの距離を計測するときの転写ヘッド５３の高さ位置も、接触面５３１が予め設定された高さ位置に設定して行うことができる。本実施形態では、例えば、第１の所定位置Ｘ１となるように設定するものとする。

【0054】

距離Ａ～Ｅの計測が完了すると、基準基板Ｐ、Ｑは供給台３及び実装台４から取り除かれ、替わりに供給基板Ｒと実装基板Ｓが搬入される。また、転写ヘッド５３の接触面５３１側に転写ツール６が設けられる（ステップＳ０５）。

【0055】

続いて、図７に示すように、非接触センサ７１、７２を用いて、非接触センサ７１から供給基板Ｒ上の素子Ｔまでの距離、非接触センサ７２から実装基板Ｓの盤面までの距離を計測する。なお、供給基板Ｒ上の素子Ｔまでの距離、実装基板Ｓの盤面までの距離を計測する際、直動機構５１により非接触センサ７１、７２は、それぞれピックアップポジション２１、実装ポジション２２に位置付けされる。上述のように、供給基板Ｒ上の素子Ｔのうち非接触センサ７１のレーザ照射対象となる素子Ｔは、制御部８の記憶部８１に設定されている通りに選択される。例えば、ピックアップ対象の複数行複数列の素子Ｔの中心に位置する素子Ｔが、非接触センサ７１のレーザ照射対象とされる。制御部８は、非接触センサ７１からこの計測情報を受信し、制御部８の記憶部８１は、この距離を距離Ｆとして記憶する（ステップＳ０６）。また、制御部８は、非接触センサ７２から実装基板Ｓの盤面までの距離の計測情報を受信し、制御部８の記憶部８１は、この距離を距離Ｈとして記憶する（ステップＳ０７）。ここで、非接触センサ７１、７２による供給基板Ｒ上の素子Ｔまでの距離、および、実装基板Ｓの盤面までの距離の計測は、上述の基準基板Ｐ、Ｑの盤面までの距離の計測と同じく、各盤面から対向方向に離隔した第３の所定位置および第４の所定位置で行うことができる。

【0056】

ステップＳ０６において、例えば、距離Ｆを所定のピックアップ領域３２内の複数の素子Ｔを対象として計測する場合、制御部８の判定部８３は、計測した複数の距離Ｆのうち最大値と最小値の差、或いは、この最大値または最小値と複数の距離Ｆの平均値との差を記憶部８１に記憶された所定の閾値と比較してもよい。判定部８３は、距離Ｆの差が所定の閾値を上回る場合、当該素子Ｔを含む複数行複数列の素子Ｔ（素子群、つまり、ピックアップ領域３２）をピックアップ対象から除外すべく、記憶部８１に当該素子群を不適切な素子群として記憶することができる。このように除外される場合、距離Ｆの計測を当該素子群とは異なる素子群に変更するようにしてもよい。そして、非接触センサ７１は、変更した素子群内に位置する素子Ｔまでの距離を測定し、再度閾値と比較するようにしてもよい。またさらに、予め設定された回数繰り返しても距離Ｆの差が閾値を上回る場合、異常を報知すると共に中断するようにしてもよい。

【0057】

さらに、非接触センサ７３を用いて転写ツール６の保持面６１までの距離を計測する。なお、保持面６１までの距離を計測する際、直動機構５１により保持面６１は非接触センサ７３に対向する位置に移動している。制御部８は、非接触センサ７３からこの計測情報を受信し、制御部８の記憶部８１は、この距離を距離Ｇとして記憶する（ステップＳ０８）。ここで、非接触センサ７３による保持面６１までの距離の計測は、転写ヘッド５３の接触面５３１が予め設定された高さ位置、例えば、接触面５３１までの距離を計測するときと同じ高さ位置になるように設定して行う。

【0058】

最後に、制御部８の演算部８２が、素子Ｔのピックアップ及び配置に係る移送部５の移動量として、転写ツール６の保持面６１から供給基板Ｒ上の素子Ｔまでの距離Ｌ及び、転写ツール６の保持面６１から実装基板Ｓまでの距離Ｍを算出する。距離Ｌ、Ｍは、記憶部８１に記憶されている距離Ａ～Ｈから、次の式（１）、（２）によってそれぞれ算出される（ステップＳ０９）。
（数１）
Ｌ＝Ａ－（Ｃ－Ｆ）－（Ｄ－Ｇ） ・・・（１）
（数２）
Ｍ＝Ｂ－（Ｅ－Ｈ）－（Ｄ－Ｇ） ・・・（２）

【0059】

以上のように、制御部８は、各センサからの計測データに基づいて、素子Ｔのピックアップ及び配置に係る移送部５の移動量を算出する。

【0060】

式（１）は、接触センサ部が計測した距離Ａから、非接触センサが計測した距離ＣとＦの差分、及び距離ＤとＧの差分を差し引くものである。換言すれば、転写ヘッド５３の接触面５３１が供給台３の盤面に対して垂直方向に接近移動を開始する第１の所定位置Ｘ１から基準基板Ｐまでの距離を基準とし、基準基板Ｐの盤面から供給基板Ｒ上の素子Ｔの表面までの距離を差し引き、さらに接触面５３１から転写ツール６の保持面６１までの距離を差し引くことにより、転写ツール６の保持面６１から供給基板Ｒ上の素子Ｔまでの距離Ｌを算出している。接触センサ部が計測した距離Ａを基準に、非接触センサが計測した距離を利用することにより、転写ツール６と素子Ｔを接触させずに、素子Ｔのピックアップに係る移送部５の移動量を正確に算出することができる。

【0061】

式（２）は、接触センサ部が計測した距離Ｂから、非接触センサが計測した距離ＥとＨの差分、及び距離ＤとＧの差分を差し引くものである。換言すれば、転写ヘッド５３の接触面５３１が実装台４の盤面に対して垂直方向に接近移動を開始する第２の所定位置Ｘ２から基準基板Ｑまでの距離を基準とし、基準基板Ｑの盤面から実装基板Ｓの盤面までの距離を差し引き、さらに接触面５３１から転写ツール６の保持面６１までの距離を差し引くことにより、転写ツール６の保持面６１から実装基板Ｓまでの距離Ｍを算出している。接触センサ部が計測した距離Ｂを基準に、非接触センサが計測した距離を利用することにより、転写ツール６と実装基板Ｓを接触させずに、素子Ｔの配置に係る移送部５の移動量を正確に算出することができる。

【0062】

（素子の実装）
図８は、本実施形態に係る素子実装装置の動作の一例を示すフローチャートである。この動作を説明する前提として、予め供給台３の盤面に供給基板Ｒが配置され、実装台４の盤面に実装基板Ｓが配置されているものとする。また、移送部５の転写ヘッド５３に転写ツール６が設けられているものとする。

【0063】

まず、供給台３を直動機構３１によって２次元平面上を移動させ、所定のピックアップ領域３２の中心位置がピックアップポジション２１に位置するように停止させる。また、実装台４を直動機構４１によって２次元平面上を移動させ、所定の実装領域４２の中心位置が実装ポジション２２に位置するように停止させる（ステップＳ１１）。

【0064】

次に、移送部５をピックアップポジション２１に移動させて、転写ツール６によりピックアップ領域３２における複数行複数列の素子Ｔを一括してピックアップする。具体的には、移送部５を、直動機構５１によりピックアップポジション２１へと移動させ、続いてピックアップポジション２１上の第１の所定位置Ｘ１から転写ヘッド５３を昇降機構５２により、演算部８２が算出した距離Ｌだけ移動（下降）させる（ステップＳ１２）。この結果、転写ツール６の保持面６１が各素子Ｔに当接し、転写ツール６の保持面６１は、負圧により各素子Ｔを吸着保持する。

【0065】

そして、保持面６１で複数行複数列の素子Ｔからなる素子群を保持した状態で昇降機構５２により移送部５を供給台３から離間する方向へと移動させ、直動機構５１によって実装ポジション２２へ移送させる（ステップＳ１３）。

【0066】

最後に、実装ポジション２２上の第２の所定位置Ｘ２から転写ツール６を昇降機構５２により、演算部８２が算出した距離Ｍだけ移動（下降）させる（ステップＳ１４）。これにより、転写ツール６の保持面６１に保持された素子Ｔが実装基板Ｓに当接されて実装領域４２に配置される。ここで、上述の式（２）により算出される距離Ｍは、転写ツール６に保持された素子Ｔの厚みは考慮されていない。つまり、距離Ｂから素子Ｔの厚さを差し引いた値ではない。しかしながら、本実施形態の転写ツール６は弾性を有する部材で形成されていることから、数十μｍ程度の素子Ｔの厚みはその弾性変形によって吸収することが可能であり、素子Ｔを損傷することはない。なお、素子Ｔの厚みを考慮する必要があるのであれば、距離Ｍから素子Ｔの厚み分を差し引けばよい。

【0067】

このように、素子実装装置１は、ステップＳ１１～Ｓ１４のように供給基板Ｒからの複数行複数列の素子Ｔからなる素子群のピックアップ、移送、及び実装基板Ｓへの配置を、供給基板Ｒ上からピックアップ対象となる複数行複数列の素子Ｔが無くなるまで繰り返す。

【0068】

［効果］
（１）本実施形態の素子実装装置１は、基準基板Ｐ、または素子Ｔがアレイ状に整列した供給基板Ｒが支持される盤面を有する供給台３と、基準基板Ｑ、または前記アレイ状に整列した素子Ｔが配置される実装基板Ｓが支持される盤面を有する実装台４と、供給台３と実装台４が並ぶ方向に移動すると共に、供給台３の盤面から対向方向に離隔した第１の所定位置Ｘ１から供給台３までの間、および、実装台４の盤面から対向方向に離隔した第２の所定位置Ｘ２から実装台４までの間を移動する転写ヘッド５３と、転写ヘッド５３に設けられ、供給台３または実装台４に支持された基準基板Ｐ、Ｑに接触したことを検出することにより、第１の所定位置Ｘ１から供給台３に支持された基準基板Ｐまでの距離及び第２の所定位置Ｘ２から実装台４に支持された基準基板Ｑまでの距離を計測する接触センサ部５４と、を備える。

【0069】

さらに、本実施形態の素子実装装置１は、転写ヘッド５３に着脱可能に設けられ、供給台３に支持された供給基板Ｒから複数行複数列の素子Ｔをピックアップし、ピックアップした素子Ｔを実装基板Ｓに配置する転写ツール６と、供給台３の盤面から対向方向に離隔した第３の所定位置から、供給台３に支持された基準基板Ｐまでの距離及び供給台３に支持された供給基板Ｒ上の素子Ｔまでの距離を非接触で計測する第１の非接触センサ７１と、実装台４の盤面から対向方向に離隔した第４の所定位置から、実装台４に支持された基準基板Ｑまでの距離及び実装台４に支持された実装基板Ｓまでの距離を非接触で計測する第２の非接触センサ７２と、供給台３と実装台４の間に設けられ、対向する転写ヘッド５３までの距離及び対向する転写ツール６までの距離を非接触で計測する第３の非接触センサ７３と、接触センサ部５４、第１の非接触センサ７１、第２の非接触センサ７２、および、第３の非接触センサ７３が計測した距離に基づいて、転写ヘッド５３の移動を制御する制御部８と、を備える。

【0070】

このように、本実施形態の素子実装装置１は、素子Ｔに対して転写ツール６を直接接触させることなく非接触センサ７１、７２の計測値を接触センサ部５４が計測した距離と結び付けることができるので、接触の際に生じる応力によって転写ツール６または素子Ｔを破損させる虞がない。その結果、実装基板Ｓへの素子Ｔのより正確な実装を行うことができ、また転写ツール６または素子Ｔの破損を回避できるので、歩留まりを向上させることができる。

【0071】

（２）供給基板Ｒ上のピックアップされる素子Ｔまでの距離は、複数行複数列の素子Ｔのうち予め定められた複数の素子Ｔまでの各距離の平均値とすることができる。これにより、より正確に素子Ｔまでの距離を計測することができるので、この計測した距離を基準とした移送部５の移動量も正確なものとなり、確実なピックアップを可能とする。

【0072】

（３）本実施形態の制御部８は、第１の非接触センサ７１によって計測された予め定められた複数の素子Ｔまでの距離同士を比較し、距離の差が所定の閾値を上回るか否かを判定する判定部８３を更に備え、制御部８は、距離の差が所定の閾値を上回ると判定部８３が判定した場合、距離の差が所定の閾値を上回ると判定された素子Ｔを除外して他の素子Ｔをピックアップするように供給台３および転写ヘッド５３を制御するようにした。これにより、供給基板Ｒ上の素子Ｔのうち、例えば製造上の不良で突出しているものをピックアップすることがないので、ピックアップの失敗を回避することが出来、歩留まりを向上させることができる。

【0073】

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。

【0074】

（１）上記実施形態では、非接触センサ７１～７３による各距離の計測の後、移送部５による素子Ｔの実装を行ったが、直動機構５１による移動が、移送部５の移動と非接触センサ７１、７２の移動とを連動させることを利用し、一部を同時に行っても良い。この場合、上記実施形態に比較して、距離Ｆ、距離Ｈの計測タイミングが異なる。

【0075】

転写ヘッド５３に転写ツール６を装着せず、供給台３に基準基板Ｐ、実装台４に基準基板Ｑを載置する。その状態で、接触センサ部５４による距離Ａ、Ｂの計測の後、非接触センサ７１～７３によって距離Ｃ、Ｄ、Ｅを計測する。続いて、転写ヘッド５３に転写ツール６を装着し、供給台３に供給基板Ｒ、実装台４に実装基板Ｓを載置する。その状態で実装動作に移る。非接触センサ７１の素子Ｔに対するレーザ照射を移送部５のピックアップポジション２１への移動中に行い、距離Ｆを計測する。すなわち、非接触センサ７１は、転写ヘッド５３と一体で移動する。そのため、転写ヘッド５３がピックアップポジション２１へ移動する際、非接触センサ７１は、ピックアップポジション２１に位置付けられた今回ピックアップの対象となるピックアップ領域３２の上方を通過する。このとき非接触センサ７１を第３の所定位置に位置付けて移動させれば、非接触センサ７１の移動軌跡上に位置する素子Ｔまでの距離Ｆを計測することができる。転写ヘッド５３がピックアップポジション２１に到達するまでに、演算部８２が昇降機構５２による移動量である距離Ｌを算出すれば、続けて昇降機構５２により移送部５を供給基板Ｒ上の素子Ｔまで移動させることができる。

【0076】

非接触センサ７２の実装基板Ｓに対するレーザ照射を移送部５の実装ポジション２２への移動中に行い、距離Ｈを計測する。すなわち、非接触センサ７２は、転写ヘッド５３と一体で移動する。そのため、転写ヘッド５３が実装ポジション２２へ移動する際、非接触センサ７２は、実装ポジション２２上方を通過する。このとき非接触センサ７２を第４の所定位置に位置付けて移動させれば、非接触センサ７２の移動軌跡上に位置する実装基板Ｓまでの距離Ｈを計測することができる。

【0077】

（２）上記実施形態では、素子Ｔの配置に係る移送部５の移動量の算出において、転写ヘッド５３の接触面５３１と転写ツール６の保持面６１の差分を利用したが、転写ヘッド５３の接触面５３１と転写ツール６の保持面６１上の素子Ｔの差分を利用しても良い。この場合、非接触センサ７３による距離Ｇの計測を、素子Ｔの移送時に行なう。すなわち、素子Ｔをピックアップした移送部５（転写ツール６）が実装ポジション２２へ移動する過程で、転写ツール６は非接触センサ７３の上を通過する。その際、転写ヘッド５３の接触面５３１を所定の高さ位置に位置させると共に、転写ツール６に保持された素子群のうちの所定の素子Ｔを非接触センサ７３の真上に位置付けるように停止させる、或いは、真上を通過するように移動させる。そして、真上に位置付けられた素子Ｔ、或いは、真上を通過する素子Ｔまでの距離を非接触センサ７３によって計測し、距離Ｇを求める。このとき計測する素子Ｔの数は、１つであっても複数であってもよい。転写ツール６に保持された素子群は直動機構５１による移動方向に沿って整列されている。そのため、転写ツール６を移動させながら非接触センサ７３による計測を行なうようにすれば、非接触センサ７３の真上を通過する複数の素子Ｔまでの距離を連続して計測することができる。なお、複数の素子Ｔを計測対象とする場合、各測定距離の平均値を距離Ｇとすればよい。

【0078】

上記実施形態では、距離Ｍには素子Ｔの厚みが考慮されていなかったが、接触面５３１と転写ツール６の保持面６１上の素子Ｔの差分を利用することで、素子Ｔの厚さも考慮したより正確な配置ができる。これにより、転写ツール６として弾性変形しにくく硬い素材であって、弾性変形によって素子Ｔの厚みを吸収することが難しい場合でも、素子Ｔを破損することなく配置することができる。

【0079】

また、転写ヘッド５３の接触面５３１と転写ツール６の保持面６１の差分を利用して距離Ｌを算出し、転写ヘッド５３の接触面５３１と転写ツール６の保持面６１上の素子Ｔの差分を利用して距離Ｍを算出しても良い。つまり、ピックアップでは転写ツール６の保持面６１の高さ位置、配置では転写ツール６に保持された素子Ｔの下面の高さ位置を基に、ピックアップと配置における計測を、それぞれより正確な高さ位置で行うことができる。

【0080】

（３）基準基板Ｐ、Ｑ上の所定の領域毎、例えば、ピックアップ領域３２や実装領域４２に対応する領域毎、或いは、供給基板Ｒ上の所定の領域毎、例えば、ピックアップ領域３２毎、実装基板Ｓ上の所定の領域毎、例えば、実装領域４２毎に、個別に距離Ａ～ＣおよびＥ、Ｆ、Ｈを求めるようにしてもよい。特に、距離Ｆは、初めに供給基板Ｒ上のすべてのピックアップ領域に対し計測を行い、判定部８３による判定で、除外すべき領域を決定してもよい。

【0081】

（４）上記実施形態では、第１の所定位置Ｘ１と第２の所定位置Ｘ２とは同じ高さ位置とし、第３の所定位置と第４の所定位置についても第１の所定位置および第２の所定位置Ｘ２とは同じ高さ位置としたが、これに限られるものではなく、それぞれ異なる高さ位置であってもよい。すなわち、距離の測定毎に所定位置を変更しなければ、それぞれの所定位置は異なる高さ位置であっても同じ高さ位置であってもよい。

【0082】

（５）上記実施形態では、最初に基準基板Ｐ、Ｑ載置状態、転写ツール６未装着状態で距離の計測を行った。しかし、距離Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅの計測は、素子実装装置１を稼働させる最初だけでもよいし、供給基板Ｒ、実装基板Ｓの交換毎に、その交換に合わせて実施してもよい。この時、基板交換に合わせた計測は、距離Ｃ、Ｅのみとしてもよい。距離Ｄは、転写ツール６の交換毎としてもよい。また、距離Ｇは、転写ツール６の交換毎に計測するのが好ましい。距離Ｌ、Ｍの算出も各距離が再計測された場合、再度計算するのが好ましい。

【0083】

（６）上記実施形態では、非接触センサ７１がピックアップポジション２１での距離の計測を行い、非接触センサ７２が実装ポジション２２での距離の計測を行ったが、非接触センサ７１と非接触センサ７２が一つのセンサであってもよい。一つの非接触センサ７１（７２）が、移送部５と一体あるいは別体で移動することで、ピックアップポジション２１及び実装ポジション２２の各距離の計測を行ってもよい。

【0084】

（７）上記実施形態では、非接触センサ７１、７２は、移送部５と一体で移動していたが、これに限られず、移送部５とは独立して移動できてもよく、また固定配置であってもよい。例えば、図９に示すように、非接触センサ７１はピックアップポジション２１上に固定的に配置することができる。また、非接触センサ７２は実装ポジション２２上に固定的に配置することができる。さらに、いずれかを固定的に配置し、いずれかを移送部５に搭載することもできる。非接触センサ７１の計測によって距離Ａと距離Ｃとの比較、非接触センサ７２の計測によって距離Ｂと距離Ｄを比較ができればよく、測定するときの高さ位置さえ決めておけば、非接触センサ７１、７２の取り付ける場所、部材は適宜決定できる。

【0085】

（８）上記実施形態では、基準基板Ｐを用いたが、基準基板Ｐの代わりに供給台３の盤面を用いてもよい。また、基準基板Ｑを用いたが、基準基板Ｑの代わりに実装台４の盤面を用いてもよい。上記実施形態での基準基板Ｐ、Ｑをそれぞれ供給台３、実装台４に置き換えることで、全く同様に実施することができる。この場合、各基準基板Ｐ、Ｑを設置、排除することを無くすことができる。

【0086】

（９）上記実施形態では、距離Ａ、Ｂを計測するのに、転写ヘッド５３の接触面５３１を用いたが、転写ツール６が硬い部材からなり、基準基板Ｐ、Ｑに接触することを厭わなければ、転写ツール６を用いてもよい。この場合でも、接触面５３１を用いるのと同様に、距離Ａ、Ｂを計測することができる。そして、素子Ｔや実装基板Ｓに直接接触させることなく非接触センサ７１、７２の計測値を接触センサ部５４が計測した距離と結び付けることができるので、接触の際に生じる応力によって素子Ｔを破損させる虞がない。その結果、実装基板Ｓへの素子Ｔのより正確な実装を行うことができ、また素子Ｔの破損を回避できるので、歩留まりを向上させることができる。

【0087】

この場合、距離Ｄ及び距離Ｇの計測はしなくてもよく、その為の非接触センサ７３も不要とできる。距離Ａ、Ｂに、距離Ｄと距離Ｇとの差分が含まれることになるので、式（１）、式（２）における（Ｄ－Ｇ）をゼロと見なして、距離Ｌ、距離Ｍを算出すればよい。つまり、Ｌ＝Ａ－（Ｃ－Ｆ）、Ｍ＝Ｂ－（Ｅ－Ｈ）で算出することができる。

【0088】

（１０）上記実施形態では、転写ツール６として吸引吸着で説明したが、静電吸着によっても同様に適用でき、同様の効果を得ることができる。

【0089】

また、転写ツール６として粘着材を用いることもできる。供給基板Ｒに素子Ｔがストックされるとき、その保持のため粘着材が用いられる時がある。この場合、転写ツール６で素子Ｔをピックアップするには、そのストックの粘着力より大きな保持力を必要とする。吸引吸着では大気圧以上の保持力は出せず、必要な保持力とできない場合がある。また、静電吸着の場合、大きな電圧を印加して必要な保持力となる静電力とすることもできるが、素子Ｔによっては静電破壊を起こしてしまう場合もある。

【0090】

粘着材では、容易に必要な保持力となる粘着力を得ることができる。また、吸引や静電力発生の為の複雑な構造や制御を必要としない。さらに、粘着材が柔らかく素子Ｔへのダメージも与えにくい。このように、転写ツール６として粘着材を用いた場合、素子Ｔを破損することなく、シンプルな構成で、確実に供給基板Ｒから素子Ｔをピックアップすることができる。

【0091】

しかしながら、転写ツール６として粘着材を転写ヘッド５３に装着した場合、その状態で接触方式による高さ位置の計測はできない。高さ位置の計測を行うために、粘着材を基準基板や素子Ｔ、実装基板に接触させると、その状態で転写ツール６と対象が粘着してしまい、計測状態が解除できない。したがって、粘着材からなる転写ツール６を装着しないで高さ位置を計測する必要がある。この場合においても、上記実施形態での計測を実施することで、正確な高さ位置を計測することができ、同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0092】

１ 素子実装装置
２１ ピックアップポジション
２２ 実装ポジション
３ 供給台
３１ 直動機構
３２ ピックアップ領域
４ 実装台
４１ 直動機構
４２ 実装領域
５ 移送部
５１ 直動機構
５２ 昇降機構
５３ 転写ヘッド
５３１ 接触面
５４ 接触センサ部
６ 転写ツール
６１ 保持面
６２ 保持部
７１～７３ 非接触センサ
８ 制御部
８１ 記憶部
８２ 演算部
８３ 判定部
８４ 移動制御部
Ａ～Ｈ、Ｌ、Ｍ 距離
Ｐ、Ｑ 基準基板
Ｒ 供給基板
Ｓ 実装基板
Ｔ 素子
Ｘ１ 第１の所定位置
Ｘ２ 第２の所定位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】