(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO2013108367
(43)【国際公開日】20130725
【発行日】20150511
(54)【発明の名称】電子部品実装装置および電子部品実装方法
(51)【国際特許分類】
   H05K 13/04 20060101AFI20150414BHJP
   H05K 13/02 20060101ALI20150414BHJP
   H01L 21/52 20060101ALI20150414BHJP
【FI】
   !H05K13/04 Z
   !H05K13/04 B
   !H05K13/02 D
   !H01L21/52 F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】29
【出願番号】2013554118
(21)【国際出願番号】JP2012050848
(22)【国際出願日】20120117
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC,VN
(71)【出願人】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
【住所又は居所】神奈川県川崎市幸区新小倉1番1号
(71)【出願人】
【識別番号】596041928
【氏名又は名称】株式会社パイオニアFA
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号
(74)【代理人】
【識別番号】110000383
【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】望月 学
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】坂田 義昭
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】清水 寿治
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 弘和
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】渡部 貢司
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】須永 誠寿郎
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】荘 一成
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】小坂 浩之
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】藤森 昭一
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
(72)【発明者】
【氏名】廣田 浩義
【住所又は居所】埼玉県坂戸市千代田5丁目7番1号 株式会社パイオニアFA内
【テーマコード(参考)】
5E313
5F047
【Fターム(参考)】
5E313AA03
5E313AA11
5E313CC09
5E313DD01
5E313DD02
5E313DD03
5E313DD22
5E313DD23
5E313EE01
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5E313FF29
5E313FF33
5F047FA01
5F047FA05
5F047FA07
5F047FA31
5F047FA75
(57)【要約】
製造されたウエハ状の電子部品を効率よく用いて、最終製品において要求される一定の品質を保ちつつ、バラツキ抑えることが可能な電子部品実装装置を提供することである。
本発明の電子部品実装装置1は、ランクの異なる複数の電子部品100がウェハ状に配置されているウェハシート200を保持する電子部品保持テーブル11と、この電子部品保持テーブル11におけるウェハシート200上の電子部品100の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を格納する電子部品情報格納部41と、ウェハシート200から電子部品100を1または複数個ずつ取り出し、実装基板300へ移送実装する移載ヘッド30と、実装基板300における電子部品100の実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を格納する実装基板情報格納部42と、電子部品情報に基づいてウェハシート200上の電子部品100における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、電子部品ランク比率と実装基板情報に基づいて、実装基板300における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定部と、実装比率と電子部品情報に基づいて電子部品100を、実装基板300における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で実装するように移載ヘッド30を制御する制御部40とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを保持する電子部品保持テーブルと、
前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を格納する電子部品情報格納部と、
前記ウェハシートから前記電子部品を1または複数個づつ取り出し、基板へ移送実装する電子部品移送実装部と、
前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を格納する実装基板情報格納部と、
前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定部と、
前記実装比率と前記電子部品情報に基づいて前記電子部品を、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で実装するように前記電子部品移送実装部を制御する制御部とを
備えることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項2】
前記各ランクの前記電子部品が実装されるエリアを決定するエリア決定部を備えることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装装置。
【請求項3】
前記電子部品は発光ダイオード素子であり、前記基板は発光ダイオードモジュールであることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の電子部品実装装置。
【請求項4】
ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを電子部品保持テーブルに保持するウェハシート保持工程と、
前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を電子部品情報格納部に格納する電子部品情報格納工程と、
前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を実装基板情報格納部に格納する実装基板情報格納工程と、
前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定工程と、
前記実装比率と前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品を、1または複数個づつ取り出し、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で移送実装するように制御する制御工程とを
備えることを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チップなどの電子部品をピックアップし、移送実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関する。
背景技術
【0002】
近年、電子部品移送装置として、ダイシングにより分割され、ウェハ状に配置された電子部品をピックアップし、ランク毎に移送先に配列する装置が知られている。この種の電子部品移送装置では、真空ポンプに接続された吸着ノズルにより、電子部品を上側から吸着するとともに、下側から突き上げる動作により、電子部品を1つずつピックアップし、移送する。このとき電子部品移送装置は、同一ランクのもののみを、ある一定のスペースに配列し、後工程における基板への実装において利用しやすいようにしていた。
【0003】
ウェハ状に配置された電子部品は、非常に多くの電子部品で構成されるため、電子部品の移送を行う電子部品移送装置には、多くの電子部品を短時間で移送することが求められる。このため、移送工程のタクトタイムの短縮のために、同時に複数の電子部品を移送可能な特許文献1のような発明がなされている。
【0004】
特許文献1には、列状に配置された複数の吸着ノズルで、列毎に一括して半導体製品(電子部品)を吸着し、移送先へ移送する構成が開示されている。この構成では、半導体製品を吸着するにあたり、適切なランクの半導体製品を下側から突上げピンで突き上げることで、ピックアップの補助とピックアップする半導体製品のランク分けとを行っている。
【0005】
また特許文献2には、ウェハ状のチップ(電子部品)をダイボンディングする際に、チップの特性データと位置データから同一ランクに属するチップのみをダイボンディングする構成について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許登録第3712695号
【特許文献2】特開平4−262543号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、電子部品に対する検査の精密度が向上しており、ランクの設定も詳細になっている。また、最高ランクから使用が許容できるランクまでに複数のランクがあり、製品によっては必ずしも最高のランクのみを要求しない製品もある。また1つの製品、基板に対して複数個の電子部品が必要となるため、前工程において製造された電子部品をできるだけ無駄なく使用することによって、限りある資源の効率的活用と、コストを下げることが要求されている。
【0008】
しかしながら、上述したように従来の電子部品移送装置は、後工程の実装工程でダイボンディングがしやすいように同一のランクを移送し、配列する構成であった。また、ウェハ状のチップを、ウェハから直接ダイボンディングする構成はあるが、同一ランクに属するチップのみをダイボンディングする構成であった。
【0009】
つまり、従来の技術では、ランク毎に配列をしたり、同一ランクの電子部品を1つの製品、基板にボンディングすることは可能ではあるが、1つの製品、基板に対して複数のランクを混在させて製造することはできなかった。
【0010】
また、従来の技術では、ウェハ状に配置された複数のランクの電子部品から一定品質で、かつバラツキが少ない製品を作るには、同一の品質の電子部品を使用した製品を作ることしかできなかった。この場合、品質は劣るが許容できる程度の品質の電子部品を仕様することができず、非効率であった。
【0011】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的の一例は、製造されたウェハ状の電子部品を効率よく用いて、最終製品において要求される一定の品質を保ちつつ、バラツキ抑えることが可能な電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品実装装置は、ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを保持する電子部品保持テーブルと、前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を格納する電子部品情報格納部と、前記ウェハシートから前記電子部品を1または複数個づつ取り出し、基板へ移送実装する電子部品移送実装部と、前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を格納する実装基板情報格納部と、前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定部と、前記実装比率と前記電子部品情報に基づいて前記電子部品を、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で実装するように前記電子部品移送実装部を制御する制御部とを備える。
【0013】
さらに上記課題を解決するために、本発明の電子部品実装方法は、ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを電子部品保持テーブルに保持するウェハシート保持工程と、
前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を電子部品情報格納部に格納する電子部品情報格納工程と、
前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を実装基板情報格納部に格納する実装基板情報格納工程と、
前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定工程と、
前記実装比率と前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品を、1または複数個づつ取り出し、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で移送実装するように制御する制御工程とを
備える。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本実施形態の電子部品実装装置および電子部品実装方法の構成を示すブロック図である。
【図2】電子部品実装装置の各部の位置関係と動作方向を示す図である。
【図3】電子部品実装装置による電子部品のピックアップの態様を示す図である。
【図4】本実施形態の電子部品実装装置および電子部品実装方法の動作の流れを示すフローチャートである。
【図5】制御部における制御信号の生成・送信の流れを示すフローチャートである。
【図6】本実施形態のピックアップ動作の流れを示すフローチャートである。
【図7】本実施形態の実装動作の流れを示すフローチャートである。
【図8】ウェハシート上の発光ダイオード素子と、基板に実装された発光ダイオードモジュールを示したものの一例である。
【図9】ウェハシート上の発光ダイオード素子と、基板に実装された発光ダイオードモジュールを示したものの一例である。発明を実施するための形態
【0015】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の電子部品実装装置および電子部品実装方法の構成を示すブロック図である。
【0016】
本発明の電子部品実装装置の実施形態である電子部品実装装置1の構成を図1を参照しながら説明する。この図1のピックアップ部10及び実装部20内において、左右方向をX方向、手前側から奥側に向かう方向をY方向、上下方向をZ方向、XY平面における角度をθとして、以降の説明を行う。
【0017】
図1に示されるように、電子部品実装装置1は、ピックアップ部10、実装部20、電子部品移送実装部である移載ヘッド30、制御部40、電子部品情報格納部41、実装基板情報格納部42、実装基板内比率決定部43及びエリア決定部44を備えて構成されている。ピックアップ部10と実装部20とは、X方向に相互に離隔して配置される。本発明において、電子部品移送実装部は、吸着ノズルを備えた移載ヘッドおよびこれを作動させるヘッドアクチュエータから構成される。
【0018】
ピックアップ部10は、電子部品実装装置1において、電子部品100が配置されるウェハシート200から電子部品100のピックアップを行うユニットである。ピックアップ部10は、電子部品保持テーブル11、電子部品保持テーブルアクチュエータ12、ピックアップハンマ13、上円板カム14、ピックアップモータ15、突き上げ針16、下円板カム17、突き上げモータ18及びカメラ19を備えて構成される。
【0019】
ピックアップ部10においては、ウェハシート200に配置される電子部品100を移載ヘッド30によりピックアップするためのピックアップ位置Puが一ヶ所設定される。ピックアップ位置Puは、ピックアップ部10におけるX方向及びY方向の所定の位置を示す。
【0020】
電子部品保持テーブル11は、電子部品100が配置されるウェハシート200を保持可能な平坦な面を有する部材である。電子部品保持テーブル11は、ウェハシート200の周縁部を保持し、伸縮性のある粘着シートを伸長することで、ウェハシート200上に配置される電子部品100を互いに所定の距離離隔させる。
【0021】
電子部品保持テーブルアクチュエータ12は、電子部品保持テーブル11を電子部品100が配置される面内(言い換えれば、XY平面内)で移動させるとともに、この面内で電子部品保持テーブル11をθ方向に回転させるアクチュエータから成る。電子部品保持テーブルアクチュエータ12は、制御部40から供給される制御信号に応じて、電子部品保持テーブル11を移動させることで、ウェハシート200上に配置される所望の電子部品100をピックアップ位置Puに設定する。
【0022】
ピックアップハンマ13は、ピックアップ位置Puにおいて、ウェハシート200の上方に配設されるベアリング状の端部を有する構成である。ピックアップハンマ13のベアリング状の端部は、アームを介して上円板カム14に接続される。
【0023】
上円板カム14は、ピックアップモータ15の回転に応じて回転可能な円板状のカムである。ピックアップモータ15は、制御部40から供給される制御信号に応じて回転し、上円板カム14を回転させる。ピックアップハンマ13は、上円板カム14の回転に応じてアームが移動することで、ベアリング状の端部がZ方向に往復移動する。
【0024】
突き上げ針16は、ピックアップ位置Puにおいて、ウェハシート200の下方に配設される針状の構成である。突き上げ針16は、アームを介して下円板カム17に接続され、下円板カム17の回転に伴って、Z方向に移動する。
【0025】
突き上げ針16が、下円板カム17の回転によりZ方向を上方に移動するに従って、突き上げ針16の上端はウェハシート200に接触する。突き上げ針16は、移動範囲の上端において、ウェハシート200を貫通し、電子部品100に接触するとともに、電子部品100を突き上げる。
【0026】
突き上げ針16は、針状の上端がピックアップ位置Puにおいて配置される電子部品100を突き上げ可能な態様で配設される。突き上げモータ18は、制御部40から供給される制御信号に応じて、下円板カム17を回転させる。
【0027】
カメラ19は、ウェハシート200上のピックアップ位置Puに位置調整して配置される電子部品100及びその周辺に配置される電子部品100を撮像範囲に収められるよう構成され、配設される。カメラ19において撮像された電子部品100の画像は、制御部40に送信される。
【0028】
実装部20は、ピックアップ部10において、吸着ノズル31により吸着された電子部品100を実装基板300に実装するユニットであって、実装基板保持台21、実装基板保持台アクチュエータ22、実装ハンマ23、円板カム24、実装モータ25及びカメラ26を備えて構成される。
【0029】
また、実装部20においては、吸着ノズル31に吸着される電子部品100を実装基板300上に実装するための実装位置Plが一ヶ所設定される。
【0030】
実装位置Plは、実装部20におけるX方向及びY方向の所定の位置を示す。なお、実装位置Plは、ピックアップ位置PuからX方向に所定の距離離隔した位置に設定される。
【0031】
実装基板保持台21は、電子部品100が実装される実装基板300を保持可能な平坦な面を有する部材である。実装基板300は、セラミック基板、ガラス基板、プリント基板などの基板である。
【0032】
実装基板保持台アクチュエータ22は、実装基板保持台21を電子部品100が実装される面方向(言い換えれば、X方向、Y方向及びθ方向)で移動可能である可動軸を有するアクチュエータである。
【0033】
実装基板保持台21上に保持される実装基板300には、移載ヘッド30の吸着ノズル31によって吸着される複数の電子部品100がそれぞれ所定のマージン離隔して実装される。以降、実装基板300上のそれぞれの電子部品100が実装されるべき位置を、電子部品実装位置と称して説明する。なお、電子部品実装位置は、例えば、実装基板300上に複数の列及び行から成るマトリックス状に設定される。
【0034】
実装ハンマ23は、ベアリング状の端部がアームに接続され、該アームを介して円板カム24に接続される。円板カム24は、実装モータ25の駆動に応じて回転可能に構成される。
【0035】
円板カム24の回転に伴ってアームが移動することで、実装ハンマ23のベアリング状の端部がZ方向に往復移動する。実装モータ25は、制御部40から供給される制御信号に応じて、円板カム24を回転させる。
【0036】
カメラ26は、実装基板300上の実装位置Plに実装される電子部品100及び周辺を撮像範囲に収められるよう構成され、配設される。カメラ26において撮像された実装基板300の画像は、制御部40に送信される。
【0037】
移載ヘッド30は、円筒状の吸着ノズル31を複数保持し、ヘッドアクチュエータ32の動作の下、ピックアップ部10と実装部20との間を移動し、電子部品100のピックアップ動作及び実装動作を行う。移載ヘッド30は、ピックアップ部10の電子部品保持テーブル11及び実装部20の実装基板台21に対して、Z方向上方に配設される。
【0038】
吸着ノズル31は、移載ヘッド30内に設けられる吸気通路(図示せず)を介して、真空ポンプなどの減圧装置(図示せず)に接続されており、制御部40から供給される制御信号に応じて、当接する電子部品100の吸着及び吸着の解除を行う。
【0039】
ヘッドアクチュエータ32は、制御部40から供給される制御信号に応じて、移載ヘッド30をX方向に移動可能な一軸のアクチュエータである。ヘッドアクチュエータ32は、移載ヘッド30をピックアップ位置Puと実装位置Plとを結ぶ直線に沿って、図1の矢印で示されるようにピックアップ部10及び実装部20の間を移動させる。
【0040】
移載ヘッド30は、吸着ノズル31の下端が電子部品100の上端からZ方向に所定距離離隔するよう保持し、更に吸着ノズル31を保持位置において安定に固定するようZ方向上方に付勢するバネ機構を有する。
【0041】
実装基板保持台アクチュエータ22、電子部品保持テーブルアクチュエータ12、ヘッドアクチュエータ32に制御信号を送り、それぞれを制御する制御部40は、電子部品情報格納部41及び実装基板情報格納部42と接続されている。
【0042】
電子部品情報格納部41は、前工程またはプローブ検査機から、ウェハシート200上の電子部品100の位置情報およびランク情報を含む電子部品情報を取得し格納している。
【0043】
この電子部品情報はLANによるサーバ経由などの方法やCD、メモリーなどの電子記憶媒体などの方法により取得される。位置情報はウェハシート200上のインデックスを含み、ランク情報は光量、波長、抵抗値、処理速度、耐高電圧、電流増幅率などの情報を含む。また、ランク情報は、光量、波長、抵抗値、処理速度、耐高電圧、電流増幅率などの情報から予め決められたランクに分けられていてもよい。
【0044】
実装基板情報格納部42は、実装基板保持台21に配置される実装基板300における電子部品100の実装基板情報を格納している。実装基板情報は、実装基板内での各電子部品の実装位置、及び実装基板での電子部品の必要実装数の情報を少なくとも含んでいる。
【0045】
制御部40は、電子部品情報に基づいてウェハシート200上の電子部品100における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、この電子部品ランク比率と実装基板情報に基づいて、実装基板300における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定部43と、実装基板300内において各ランクの電子部品100が実装されるエリアを決定するエリア決定部44を備える。
【0046】
図2は、電子部品実装装置の各部の位置関係と動作方向を示す図である。
【0047】
図2を参照して、電子部品実装装置1の各部の位置関係について更に説明する。図2は、図1の電子部品実装装置1をZ方向上方から見た場合のピックアップ部10の電子部品保持テーブル11、実装部20の実装基板保持台21及び移載ヘッド30の配置及び動作方向を示す図である。
【0048】
図2に示されるように、移載ヘッド30は、ピックアップ部10のピックアップ位置Puと、実装部20の実装位置Plとを結ぶ直線上に、複数の吸着ノズル31をそれぞれ所定のマージン離隔した上で一列に保持する。
【0049】
従って、ピックアップ部10においては、ヘッドアクチュエータ32の動作により移載ヘッド30がX方向に移動されることで、移載ヘッド30に保持される吸着ノズル31が一つ一つピックアップ位置Puに移送される。他方で、実装部20においては、ヘッドアクチュエータ32の動作により移載ヘッド30がX方向に移動されることで、移載ヘッド30に保持される吸着ノズル31が一つ一つ実装位置Plに移送される。
【0050】
制御部40は、ピックアップ部10、実装部20及び移載ヘッド30の各部の動作を制御する制御用のCPUであって、関連各部と接続され、制御信号を供給することなどによって動作の制御を行う。
【0051】
制御部40は、例えばカメラ19より送信されるウェハシート200上の電子部品100の画像を解析することで、各電子部品100に位置座標を設定する。制御部40は、所望の電子部品100の位置座標に応じて電子部品保持テーブルアクチュエータ12を動作させることによって、電子部品100がピックアップ位置Puに来るよう、電子部品保持テーブル11の位置調整を行う。
【0052】
また、制御部40は、実装基板300上に位置座標を設定し、所望の座標を電子部品実装位置として電子部品の実装位置が実装位置Plに来るよう、実装基板保持台アクチュエータ22を動作させて実装基板保持台21の位置調整を行う。
【0053】
また、制御部40は、カメラ26より送信される画像解析結果に基づいて、実装基板300上に配置された電子部品100の品質の検査や位置情報の取得などを行う。
【0054】
また、制御部40は、カメラ19、カメラ26により撮像された画像を参照し、電子部品100がXY平面においてθ方向にずれて配置されている場合には、電子部品保持テーブルアクチュエータ13と実装基板保持台アクチュエータ22に制御信号を送信し、電子部品保持テーブル11、実装基板保持台21をそれぞれθ方向に動かし補正を行う。これにより、電子部品のピックアップ及び実装がより確実に行われる。
【0055】
制御部40は、上記動作を電子部品情報格納部41と実装基板情報格納部42からの情報に応じて、実装基板内比率決定部43及びエリア決定部44での決定した結果に応じて制御を行う。例えば、電子部品情報格納部41のランク情報と、実装基板情報格納部42の実装基板300において必要な数から、実装基板内比率決定部43において、実装比率を算出し、この実装比率に基いて、ウェハシート200上の指定のランクの電子部品100を実装基板300内の指定の場所(エリア)に実装していくことで、効率よく電子部品100を実装する。
【0056】
図3は、電子部品実装装置による電子部品のピックアップの態様を示す図である。
【0057】
次に、図3を参照して、移載ヘッド30の吸着ノズル31がウェハシート200上の電子部品100を吸着によりピックアップする動作について説明する。図3では、各部の位置関係を状態1から状態4に分けて記載した。以下に説明する各部の動作は、制御部40の制御の下、実施される。
【0058】
電子部品100のピックアップ動作においては、先ず、電子部品保持テーブルアクチュエータ12が電子部品保持テーブル11を移動させ、ピックアップ位置Pu(一点破線で示した軸上)に所望の電子部品100を移動する。
【0059】
同時に、又は相前後して、ヘッドアクチュエータ32が移載ヘッド30を移動させ、ピックアップ位置Puに所望の吸着ノズル31を移動する(状態1)。この状態におけるピックアップハンマ13、突き上げ針、吸着ノズル31のZ方向の位置が、それぞれのZ方向における初期位置となる。
【0060】
続いて、ピックアップモータ15が上円板カム14を回転させ、ピックアップハンマ13を下方に移動させる。ピックアップハンマ13は、移動に伴い、吸着ノズル31の上端に接触した後、吸着ノズル31を上方に付勢するバネ機構の付勢力に抗して吸着ノズル31を下方に押し下げる。
【0061】
押し下げられた吸着ノズル31は、ピックアップハンマ13が移動範囲の下端に達した位置で、電子部品100に当接し、あらかじめ制御部40が電子部品100を吸着するために吸着ノズル31の吸着を動作させ、電子部品100を吸着する。また、突き上げモータ18が下円板カム17を回転させ、突き上げ針16を電子部品100に向かって移動させる(状態2)。
【0062】
続いて、ピックアップモータ15が上円板カム14を回転させ、ピックアップハンマ13を上方に移動させることで、吸着ノズル31の押し下げを解除する。押し下げが解除された吸着ノズル31は、バネ機構による付勢力により、電子部品100を吸着した状態で上方向に移動する。同時に、突き上げ針16の上端がウェハシート200を貫通して電子部品100を上方向に突き上げ、電子部品100の下端をウェハシート200から剥離させる方向に向かって移動させる(状態3)。
【0063】
ピックアップハンマ13、及び突き上げ針16が、それぞれの初期位置に戻り、電子部品100を下端に吸着させた吸着ノズル31もZ方向における初期位置に戻る。その後、電子部品保持テーブルアクチュエータ12が電子部品保持テーブル11を、次のピックアップ位置Puに次の電子部品100がくるように移動させる。同時に、又は相前後して、ヘッドアクチュエータ32が移載ヘッド30を移動させ、ピックアップ位置Puに次の吸着ノズル31を移動する(状態4)。
【0064】
以上、説明した動作により、電子部品100が移載ヘッド30の吸着ノズル31に吸着される。上述した動作を複数回繰り返すことにより、移載ヘッド30に保持される複数の吸着ノズル31のそれぞれに電子部品100が吸着される。
【0065】
なお、実装部20における実装動作についても、同様の手順で実施される。具体的な手順について以下に説明する。電子部品100の実装動作においては、先ず、実装基板保持台アクチュエータ22が実装基板保持台21を移動させ、実装基板300上の所望の電子部品実装位置を実装位置Plに移動する。同時に、又は相前後して、ヘッドアクチュエータ32が移載ヘッド30を移動させ、実装位置Plに電子部品100を吸着する吸着ノズル31を移動する。このとき、実装ハンマ23は、Z方向における初期位置にある。
【0066】
続いて、実装モータ25が円板カム24を回転させ、実装ハンマ23を下方に移動させる。実装ハンマ23は、移動に伴い、吸着ノズル31の上端に接触した後、吸着ノズル31を上方に付勢するバネ機構の付勢力に抗して吸着ノズル31を下方に押し下げる。押し下げられた吸着ノズル31に吸着される電子部品100は、実装ハンマ23が移動範囲の下端に達した位置で、実装基板300に当接する。
【0067】
このとき、制御部40が電子部品100を吸着する吸着ノズル31の吸着を解除することで、電子部品100が実装基板300上の電子部品実装位置に配置される。実装基板300は粘着性を有するため、電子部品100は電子部品実装位置において実装基板300に接着する。
【0068】
続いて、実装モータ25が円板カム24を回転させ、実装ハンマ23を上方に移動することで、吸着ノズル31の押し下げを解除する。押し下げが解除された吸着ノズル31は、バネ機構による付勢により、電子部品100を吸着していない状態で上方向に移動する。
【0069】
実装ハンマ23が初期位置に戻り、電子部品100の配置を終えた吸着ノズル31もZ方向における初期位置に戻った後、実装基板保持台アクチュエータ22が実装基板保持台21を移動させ、実装位置Plに次の実装位置を移動する。
【0070】
同時に、又は相前後して、ヘッドアクチュエータ32が移載ヘッド30を移動させ、実装位置Plに次の電子部品100を吸着する吸着ノズル31を移動する。
【0071】
以上、説明した動作により、移載ヘッド30により移送された電子部品100が実装基板300上に実装される。上述した動作を複数回繰り返すことにより、移載ヘッド30に備えられる複数の吸着ノズル31にそれぞれ吸着される電子部品100が実装基板300上に実装される。
【0072】
図4は、本実施形態の電子部品実装装置および電子部品実装方法の動作の流れを示すフローチャートである。次に、電子部品実装装置1によるピックアップ動作及び実装動作を含む、全体的な動作の流れを示すフローチャートである図4を参照して電子部品実装装置1の動作を説明する。
【0073】
電子部品実装装置1では、一連の動作の開始時に、電子部品100が保持されるウェハシート200がピックアップ部10の電子部品保持テーブル11の上に設置される(ステップS1)。このウェハシート200上には、ランクの異なる複数の電子部品100がウェハ状に配置されている。
【0074】
同時に、又は相前後して、電子部品100が実装される実装基板300が実装部20の実装基板保持台21上に設置される(ステップS2)。
【0075】
次に制御部40が、各アクチュエータを制御するための制御信号を生成し、送信する(ステップS3)。この制御信号により、電子部品保持テーブルアクチュエータ12、ピックアップモータ15、実装基板保持台アクチュエータ22、ヘッドアクチュエータ32などを制御し、電子部品100のピックアップ、実装を制御する。なお、制御信号の生成・送信については後述する。
【0076】
次に、制御部40は、移載ヘッド30をピックアップ部10へと移動させ(ステップS4)、ピックアップ動作を実行する(ステップS5)。
【0077】
かかるピックアップ動作により、ウェハシート200上に配置される電子部品100が、移載ヘッド30の複数の吸着ノズル31のそれぞれに吸着される。なお、ピックアップ動作については後述する。
【0078】
続いて、制御部40は、移載ヘッド30を実装部20へと移動させ(ステップS6)、実装動作を実行する(ステップS7)。
【0079】
かかる実装動作により、移載ヘッド30内の複数の吸着ノズル31のそれぞれに吸着されている電子部品100が、実装基板300へと実装される。なお、実装動作については後述する。
【0080】
制御部40は、ウェハシート200上の移動されるべき全ての電子部品100が実装基板300に実装されるまで(ステップS8:Yes)、ステップS4からステップS7までの一連の動作を繰り返したのち、動作を終了する。
【0081】
図5は、制御部40における制御信号の生成・送信の流れを示すフローチャートである。次に電子部品実装装置1の制御部40による制御信号の生成・送信の流れ(図4のステップ3)について、図5のフローチャートを参照して説明する。
【0082】
制御部40は、電子部品情報格納部41から電子部品情報(ランク情報と位置情報を含む)を取得する。同時に、又は相前後して制御部40は、ピックアップ部10のカメラ19が撮影したウェハシート200上に配置される全ての電子部品100について画像を取得する。制御部40は、取得した画像情報に基づき、ウェハシート200上のインデックスと、電子部品情報格納部41から取得した電子部品情報(ランク情報と位置情報を含む)に含まれたインデックスとを照合する。
【0083】
制御部40は、照合が一致した電子部品情報(ランク情報と位置情報を含む)の位置情報と、上記カメラ19によって撮像された画像情報に基いて各電子部品100に座標を設定し、生成された位置情報とをリンクさせる。これによって、制御部40は、ウェハシート200上に配置された電子部品100の位置とランクを認識可能となる。なお、電子部品情報格納部41は、前工程のプローブ検査装置の記憶部またはサーバ上にある記憶部などから電子部品情報を取得・格納している(ステップS10)。
【0084】
続いて、制御部40は、取得した電子部品情報からウェハシート200上の電子部品100の電子部品ランク比率を算出する(ステップS11)。
【0085】
次に制御部40は、実装基板情報格納部42から実装基板での必要電子部品数と実装位置からなる実装基板情報を取得する。実装基板情報格納部42には実装基板での必要電子部品数と実装位置からなる実装基板情報が格納されている(ステップS12)。
【0086】
制御部40の実装基板内比率決定部43は、電子部品ランク比率と実装基板情報から実装比率を算出する(ステップS13)。実装比率とは、実装基板において実装される電子部品のランクの比率である。
【0087】
制御部40のエリア決定部44は、実装比率と実装基板情報から、各ランクの電子部品100が実装されるエリアを決定する(ステップS14)。
【0088】
制御部40は、実装比率とエリアに応じて制御信号を生成し、送信する(ステップS15)。エリアとは、実装基板において電子部品が実装される区域である。
【0089】
ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを電子部品保持テーブルに保持するウェハシート保持工程は、ステップS1に対応する。
【0090】
電子部品保持テーブルにおけるウェハシート上の電子部品の位置情報と電子部品のランク情報からなる電子部品情報を電子部品情報格納部に格納する電子部品情報格納工程は、ステップS10に対応する。
【0091】
基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を実装基板情報格納部に格納する実装基板情報格納工程は、ステップS12に対応する。
【0092】
電子部品情報に基づいてウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、電子部品ランク比率と実装基板情報に基づいて、基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定工程は、ステップS11,13に対応する。
【0093】
実装比率と電子部品情報に基づいてウェハシート上の電子部品を、1または複数個づつ取り出し、基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で移送実装するように制御する制御工程は、ステップS4−7に対応する。
【0094】
図6は、本実施形態のピックアップ動作の流れを示すフローチャートである。次に電子部品実装装置1のピックアップ部10による電子部品100のピックアップ動作(図4のステップ5)について、図6のフローチャートを参照して説明する。
【0095】
先ず、制御部40は、最初にピックアップを行う電子部品100を基準電子部品に設定する。カメラ19は、この基準電子部品について画像を撮像し、制御部40へと画像情報を送信する。制御部40は、送信された画像情報に基づき、基準電子部品に再度座標を設定し、位置情報を生成する(ステップS101)。
【0096】
制御部40は、初めにカメラ19による撮像された画像より取得された(図5、ステップS10)全電子部品100の位置情報と、改めて取得された基準電子部品の位置情報とを比較し、基準電子部品の位置が最初の(即ち、ステップS10において検出された)位置からどれだけずれているかを検出し、ずれを補正するための位置補正量を算出する(ステップS102)。
【0097】
制御部40は、改めて取得された基準電子部品の位置情報を適用して、格納される基準電子部品の位置情報を更新する(ステップS103)。
【0098】
次に、制御部40は、基準電子部品の更新後の位置情報に基づいて電子部品保持テーブルアクチュエータ12を動作させ、基準電子部品がピックアップ位置Puに移動されるよう、電子部品保持テーブル11を移動させる(ステップS104)。
【0099】
同時に、又は相前後して、制御部40は、ヘッドアクチュエータ32を動作させ、電子部品100を吸着していない吸着ノズル31がピックアップ位置Puに移動されるよう、移載ヘッド30を移動させる(ステップS105)。
【0100】
続いて、制御部40は、吸着ノズル31に基準電子部品を吸着させ、電子部品100のピックアップを行う(ステップS106)。
【0101】
具体的には、制御部40は、ピックアップモータ15を駆動させ、ピックアップハンマ13に吸着ノズル31を押し下げさせる。同時に、制御部40は、突き上げモータ18を駆動させ、突き上げ針16に電子部品100を突き上げさせる。
【0102】
電子部品100は、ピックアップハンマ13に押し下げられた吸着ノズル31と接触することで吸着され、更に吸着ノズル31が上方向に移動するとともに、突き上げ針16により突き上げられることで、ウェハシート200より剥離しピックアップされる。
【0103】
次に、ピックアップ可能な電子部品100が存在し(ステップS107:Yes)、且つ、電子部品100を吸着していない吸着可能な吸着ノズル31が存在する場合(ステップS108:Yes)、次の電子部品100のピックアップが行われる。
【0104】
制御部40は、次の電子部品100について格納されている位置情報を読み出し、この電子部品100の座標と更新前の基準電子部品の座標(即ち、ステップS10において検出された座標)とを比較し、この電子部品100の位置が補正量適用エリア内であるか否かの判定を行う。
【0105】
補正量適用エリアは、基準電子部品の位置座標を起点とする所定の範囲を示す。かかる補正量適用エリア内では、各電子部品100について、最初の電子部品100位置の検出(即ち、図5のステップS10)から、基準電子部品の位置の再検出(即ち、図6のステップS101)との間に生じた位置のずれが同様であると見なすことが出来る。
【0106】
電子部品100位置のずれは、伸長されるウェハシート200の伸縮が大きな要因となっており、ある程度近い範囲内の電子部品100であれば、位置のずれは同程度であると考えられる。
【0107】
基準電子部品のピックアップを行った後に、ピックアップされる電子部品が補正量適用エリア内に存在するのであれば、電子部品の位置のずれは、基準電子部品の位置のずれと同程度であると考えられる。このため、この電子部品について改めて座標を検出して、位置情報の取得を行わなくとも、基準電子部品の補正量を適用することで、次にピックアップされる電子部品についてずれた後の位置情報を算出できると考えられる。
【0108】
なお、補正量適用エリアを規定する、基準電子部品を中心とする所定の範囲は、適宜変更されてよく、例えば、電子部品100の位置のずれの要因となるウェハシート200の伸縮性などに応じて適宜変更されてよい。
【0109】
制御部40は、次の電子部品100の位置が基準電子部品を基準とする補正量適用エリア内である場合(ステップS109:Yes)、基準電子部品の位置補正量を用いて、この電子部品100の位置情報の補正を行う(ステップS110)。
【0110】
具体的には、格納されたこの電子部品100の位置情報に対し、基準電子部品の位置補正量を適用したものを補正後の位置情報とする。
【0111】
制御部40は、次の電子部品100の補正後の位置情報に基づいて、電子部品保持テーブルアクチュエータ12を動作させ、この電子部品100がピックアップ位置Puに移動されるよう、電子部品保持テーブル11を移動させる(ステップS111)。
【0112】
続いて、電子部品100を吸着していない次の吸着ノズル31をピックアップ位置Puに移動させ(ステップS105)、次の電子部品100のピックアップを行わせる。
【0113】
他方で、次の電子部品100の位置が基準電子部品を基準とする補正量適用エリア外である場合(ステップS109:No)、制御部40は、この電子部品100を新しい基準電子部品に設定する。
【0114】
制御部40は、新しい基準電子部品について、画像の撮像による位置情報の取得(ステップS101)、位置補正量の算出(ステップS102)、及び位置情報の更新(ステップS103)を行い、ステップS104以降のピックアップ動作を実行させる。
【0115】
以上、説明した構成によれば、移載ヘッド30に保持される複数の吸着ノズル31について、連続してウェハシート200上に配置される電子部品100の吸着動作を行うことが可能となる。このため、移載ヘッド30の一度の移動で、複数の電子部品100をまとめて実装部20へ移送することが可能となる。
【0116】
電子部品実装装置1では、電子部品100の取り出しを行う位置であるピックアップ位置Puを定め、このピックアップ位置Puに1つずつ順番に吸着ノズル31及び電子部品100を移送している。このため、比較的短時間で位置決めを行うことが可能となり、タクトタイムの短縮が実現出来る。
【0117】
なお、電子部品100の移送と、吸着ノズル31の移送を並行して行うことで、更なるタクトタイムの短縮が見込まれる。また、電子部品100の状態や形状、ランクに応じて、吸着する電子部品100を適宜選択することで、電子部品100の仕分けが可能となる。
【0118】
図7は、本実施形態の実装動作の流れを示すフローチャートである。次に電子部品実装装置1の実装部20による電子部品100の実装動作(図4のステップ7)について、図7のフローチャートを参照して説明する。
【0119】
制御部40は、実装基板保持台アクチュエータ22を動作させる制御信号を送信し、実装基板300上の所望の電子部品実装位置が実装位置Plに移動されるよう、実装基板保持台21を移動させる(ステップS201)。
【0120】
同時に、又は相前後して、制御部40は、ヘッドアクチュエータ32を動作させ、電子部品100を吸着している吸着ノズル31が実装位置Plに移動されるよう、移載ヘッド30を移動させる(ステップS202)。
【0121】
続いて、制御部40は、吸着ノズル31に吸着される電子部品100が実装基板300上の電子部品実装位置に実装されるよう、吸着の解除を行う(ステップS203)。
【0122】
具体的には、制御部40は、実装モータ25を駆動させ、実装ハンマ23に吸着ノズル31を押し下げさせる。押し下げられた吸着ノズル31に吸着される電子部品100が実装基板300に接触した後に、制御部40は、この吸着ノズル31の吸着を解除し、電子部品100を実装基板300上の電子部品実装位置に実装する。
【0123】
次に、移載ヘッド30に設けられた吸着ノズル31が吸着している電子部品が存在しなくなるまで(ステップS204:Yes)、制御部40は、ステップS201からステップS203までの一連の動作を繰り返させる。
【0124】
吸着ノズル31に電子部品が存在しているか否かは、制御部40によって、指定された移送されるべき数と、カメラ26により撮像された画像上の移送済みの数が一致した場合に、吸着ノズル31に電子部品が存在していないと見做すことができる。
【0125】
なお、実装基板情報によって設定された電子部品100の実装数、または設定された電子部品100のランク毎の実装数まで、実装基板300に電子部品100を実装し、次の検査工程へ移ってもよい。
【0126】
吸着ノズル31に吸着される全ての電子部品100が実装基板300に実装された後(ステップS204:Yes)、制御部40は、カメラ26により実装基板300に実装された電子部品100の画像を撮像し、画像情報の入力を受ける。そして入力された画像情報に基づいて、電子部品100が実装されているか否か、電子部品100の配列の精度及び電子部品100の外観について検査を行う(ステップS205)。電子部品100検査後、制御部40は、実装動作を終了させる。
【0127】
次に図8、9を参照して、電子部品として発光ダイオード素子を適用した場合における、ウェハシートから基板への実装について説明する。なお、電子部品実装装置1による移送・実装については、上述した構成及び動作がそのまま適用可能であるので、説明を省略する。
【0128】
図8は、ウェハシート上の発光ダイオード素子と、基板に実装された発光ダイオードモジュールを示したものの一例である。ここで、電子部品100は発光ダイオード素子であり、実装基板300はセラミック基板又はガラス基板など、発光ダイオードモジュールの基板として、発光ダイオード素子が実装可能な基板である。
【0129】
ウェハシート200上の発光ダイオード素子には、前工程における発光ダイオード素子の製造工程での製造条件などにより、品質にバラツキがある状態で受け取る。この品質のバラツキは、発光ダイオード素子製造時のチャンバー内の雰囲気や発光ダイオード素子の洗浄、発光ダイオード素子の膜厚のバラツキなどから生じる製造上避けられないバラツキである。このバラツキを考慮せずに製品やモジュールを製造すると、完成品においてバラツキが生じ、最終的に歩留りが悪くなる。
【0130】
従って、プローブ検査などにより、発光ダイオード素子1つ1つを検査し、検査結果に応じてランク分けを行う。図8のウェハシートは、検査結果を模式的に示したものであり、○がAランク、●がBランク、×がCランクを示している。実際には、数十のランクが存在するが、本実施形態の説明においては3ランクで説明する。ランクが数十ランクになっても、本発明の適用は可能である。
【0131】
この検査結果とランク分けの情報は、位置情報と結び付けられ、1枚1枚に付されたウェハシートのインデックス番号またはコードなどとともに、サーバ上または前工程の検査装置の記憶部などに格納される。または電子部品情報格納部41に直接格納するようにしてもよい。
【0132】
電子部品情報格納部41は、前工程の検査装置または上記記憶部から電子部品情報を取得する。一方、実装基板情報格納部42では、基板における実装すべき発光ダイオード素子の必要数と位置に関する情報である実装基板情報が入力されている。
【0133】
ウェハシート200上の発光ダイオード素子のランク比率が、実装基板内比率決定部43によって算出される。図8におけるウェハシート200上の発光ダイオード素子のランク比率は、Aランク:Bランク:Cランクが80:16:4となっている。
【0134】
実装基板内比率決定部43は、更に、算出されたウエハシート200上のランク比率に基づいて実装基板300におけるランク比率を決定する。25個の発光ダイオード素子から成る発光ダイオードモジュールにおいては、Aランクが20個、Bランクが4個、Cランクが1個用いられて構成される。これを実装基板300におけるランク比率として実装比率ともいう。
【0135】
この実装時、実装比率や実装基板情報に基いて、実装基板300における各ランクの実装エリアが、エリア決定部44によって決定される。図8では、ランクが高いAランクの発光ダイオード素子が周辺エリアに実装されるよう決定され、ランクが低いCランクの発光ダイオード素子が中心エリアに実装されるよう決定されている。
【0136】
このウェハシート200上の発光ダイオード素子のランク比率を実装比率として実装基板300へ各ランクの発光ダイオード素子を実装する。
【0137】
発光ダイオードモジュールにおけるランク情報と位置情報について、具体的に説明する。図8における、基板に対して各ランクの実装工程を経て、発光ダイオードモジュールとして完成した状態3を参照して説明する。
【0138】
発光ダイオードモジュールの場合、モジュールに使用される全ての発光ダイオード素子が必ずしも最高ランクである必要がない。これは、モジュールとして光量や光度が結果としてバラツキが少なく、仕様上、許容可能な範囲で製造できればいいからである。
【0139】
このため、発光ダイオードモジュールには、最高ランク以外のランクの発光ダイオード素子も実装される。ただし、端部はコントラストなどの関係からランクが比較的高いものが要求され、中心部はランクが低いものであってもよいなど、その発光ダイオードモジュールの仕様に応じての制約はある。
【0140】
図8の状態3の発光ダイオードモジュールでは、端部は最高ランクであるAランクが使用され、中心に行くに従って、ランクの低いものを採用するように実装している。つまり、ランクの低いCランクを中心に実装し、その周りをBランク、その周りをAランクで囲うように実装し、モジュール全体の光度、光量を担保するように実装している。
【0141】
このように配列のパターンは、最終製品で求められる仕様に応じて必要なランクの発光ダイオード素子を、適切な位置に実装するという考えから複数のパターンが用意される。従って、例えば、実装部20の実装基板保持台21に複数の基板が保持されているときに、その複数の基板それぞれに対して同一の配列パターンで実装することも、異なるパターンで実装することも可能となる。
【0142】
制御部40は、実装比率に応じて電子部品情報を参照して、ウェハシート200上のどの位置の、どのランクの発光ダイオード素子をピックアップし、基板への実装するかを算出し、電子部品保持テーブルアクチュエータ12、実装基板保持台アクチュエータ22、移載ヘッド30に制御信号を送信する。
【0143】
これにより、発光ダイオード素子は、移載ヘッド30の吸着ノズル31によってウェハシート200からピックアップされ、基板へと実装される。
【0144】
例えば、図8では、実装基板保持台21に配置された1枚の基板に対して、実装すべき発光ダイオード素子のうち一番多い発光ダイオード素子であるAランクの発光ダイオード素子をまず、基板へ実装している(状態1)。
【0145】
次に、Bランクの発光ダイオード素子をウェハシート200上からピックアップし(状態2)、実装し、最後にCランクの発光ダイオード素子をウェハシート200上からピックアップし、実装する(状態3)。
【0146】
なお、この実装時に各ランクの発光ダイオード素子の実装後に、実装済みの電子部品について検査をするようにしてもよい。このような検査を各ランクの実装後に行うことで、タクトタイムの短縮が可能となり、またAランクなど、ウェハシート200上に多い発光ダイオード素子から検査を行った場合、Aランクの実装後の検査で問題を検出した場合に、その基板への実装を停止し、より少ない電子部品であるBランクやCランクの発光ダイオード素子を無駄に使用することを防ぐことも可能となる。
【0147】
また、検査は、基板への実装終了後、基板毎に行ってもよい。検査は、実装部20のカメラ26によって撮像された画像に基いて行われる。
【0148】
カメラ26によって撮像された画像において、各発光ダイオード素子があるべき位置に存在しているか、あるべき位置に他の発光ダイオード素子と所定の距離離間して実装されているか、斜めや横になって実装されていないかなどを、検査する。
【0149】
なお、図8の説明において、基板上で一番多く実装されるAランクの発光ダイオード素子から実装することを説明したが、実装順序はこれに限らず、基板上で一番少なく実装されるランクの発光ダイオード素子からや、ウェハシート200上で一番多いランクの発光ダイオード素子や一番少ない発光ダイオード素子から実装してもよい。
【0150】
また、エリア決定において、ランクの位で周辺部と中心部を決定したが、ランクの比率に応じてエリアを決定するようにしてもよい。また、ランクの比率だけでなく、ランクの位も参照しエリアを決定してもよい。このようにすることで、ウェハシート200上の発光ダイオード素子が効率的に基板に実装される。
【0151】
図9は、ウェハシート200上の発光ダイオード素子と、基板に実装された発光ダイオードモジュールを示したものの一例である。次に、図9を参照して、ウェハシート上の発光ダイオード素子と、基板に実装された発光ダイオードモジュールの他の例を説明する。
【0152】
図9において、ウェハシート200上の発光ダイオード素子のランク比率は、Aランク:Bランク:Cランクが64:24:12となっている。
【0153】
従って、25個の発光ダイオード素子から成る発光ダイオードモジュールにおいては、Aランクが16個、Bランクが6個、Cランクが3個用いられて構成される。
【0154】
この実装時、実装比率や実装基板情報に基いて、各ランクの実装エリアが、エリア決定部によって決定される。図9では、ランク情報と実装比率から、ランクが高いAランクの発光ダイオード素子が周辺エリアに実装されるよう決定され、ランクが低いBランクとCランクの発光ダイオード素子が中心エリアに並んで実装されるよう決定されている。
【0155】
図8、図9では、ランクが3つある場合について説明したが、数十ランクある場合についても、同様に適用可能である。また、一番悪いランクの電子部品を使用しないように設定したり、比率が少ないランクの電子部品を使用しないように設定したり、不良の電子部品を判別し、使用しないようにすることも可能である。例えば、20ランクある場合に、一番悪いランクの電子部品を使用しないように設定することが可能である。
【0156】
また、ウェハシート200上に1%しか存在しない電子部品は使用しないように設定することも可能である。このように設定することで、バラツキが少なく、かつウェハシート200上の電子部品を効率よく、無駄なく使用することが可能となる。
【0157】
<実施形態の構成及び効果>
本実施形態における電子部品実装装置は、ランクの異なる複数の発光ダイオード素子がウェハ状に配置されているウェハシートを保持する電子部品保持テーブルと、電子部品保持テーブルにおけるウェハシート上の発光ダイオード素子の位置情報とこの発光ダイオード素子のランク情報からなる電子部品情報を格納する電子部品情報格納部と、ウェハシートから発光ダイオード素子を1または複数個づつ取り出し、基板へ移送実装する電子部品移送実装部と、基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を格納する実装基板情報格納部と、電子部品情報に基づいてウェハシート上の発光ダイオード素子における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、電子部品ランク比率と実装基板情報に基づいて、基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定部と、実装比率と電子部品情報に基づいて発光ダイオード素子を、基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で実装するように電子部品移送実装部を制御する制御部とを備える。
【0158】
上記のように構成したことで、ウェハシートから直接基板へと実装するに際し、ウェハシート上の発光ダイオード素子を効率よく実装することができ、無駄を減らすことが可能となる。
【0159】
また、ウェハシート側の発光ダイオード素子のランク比率を基準にして、基板への実装を行うので、ウェハシート側に最終的に残る発光ダイオード素子を減らすことができる。
【0160】
さらに、各ランクの発光ダイオード素子が実装されるエリアを決定するエリア決定部を備える。
【0161】
これにより、同一ランクの発光ダイオード素子が、基板上の一定のエリア内に配置させることができる。
【0162】
本実施形態における電子部品実装方法は、ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを電子部品保持テーブルに保持するウェハシート保持工程と、電子部品保持テーブルにおけるウェハシート上の電子部品の位置情報と電子部品のランク情報からなる電子部品情報を電子部品情報格納部に格納する電子部品情報格納工程と、基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を実装基板情報格納部に格納する実装基板情報格納工程と、電子部品情報に基づいてウェハシート上の電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、電子部品ランク比率と実装基板情報に基づいて、基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定工程と、実装比率と電子部品情報に基づいてウェハシート上の電子部品を、1または複数個づつ取り出し、基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で移送実装するように制御する制御工程とを備える。
【0163】
上記のように構成したことで、ウェハシートから直接基板へと実装するに際し、ウェハシート上の発光ダイオード素子を効率よく実装することができ、無駄を減らすことが可能となる。
【0164】
<定義部>
本発明において、電子部品は、一例として発光ダイオード素子を用いたが、例えば、半導体素子、抵抗素子、トランジスタなどでもよく、また、その性質によって複数のランクに分けることが可能な電子部品であれば、どのような電子部品であってもよい。
【0165】
本発明において、基板とは、例えば、セラミック基板、ガラス基板、プリント基板などの基板であり、電子部品を実装可能な基板であればよい。
【0166】
本発明において、電子部品情報とは、例えば、ウェハシート上のインデックスを含む、各発光ダイオード素子の位置情報と、光量、波長などの情報を含むランク情報のことである。また、ランク情報は、光量、波長などの情報から予め決められたランクに分けられたランク情報でもよい。なお、電子部品情報格納部は、電子部品実装装置の記憶部内以外にも、電子部品実装装置の外部の記憶装置、例えば、前工程のプローブ検査装置の記憶部や、このプローブ検査装置と接続されたサーバ、CD、メモリーなどの記憶媒体のことであり、記憶可能なものであれば、どのようなものであってもよい。
【0167】
本発明において、実装基板情報とは、基板内での各発光ダイオード素子の実装位置情報、及び基板への実装数や基板の形状のことである。なお、実装基板情報格納部電子部品実装装置の記憶部内以外にも、電子部品実装装置の外部の記憶装置、例えば、電子部品実装装置と接続されたコンピュータ、サーバ、CD、メモリーなどの記憶媒体のことであり、記憶可能なものであれば、どのようなものであってもよい。
【符号の説明】
【0168】
1 電子部品実装装置
10 ピックアップ部
11 電子部品保持テーブル
12 電子部品保持テーブルアクチュエータ
13 ピックアップハンマ
14 上円板カム
15 ピックアップモータ
16 突き上げ針
17 下円板カム
18 突き上げモータ
19 カメラ
20 実装部
21 実装基板保持台
22 実装基板保持台アクチュエータ
23 実装ハンマ
24 円板カム
25 実装モータ
26 カメラ
30 移載ヘッド
31 吸着ノズル
32 ヘッドアクチュエータ
40 制御部
41 電子部品情報格納部
42 実装基板情報格納部
43 実装基板内比率決定部
44 エリア決定部
100 電子部品
200 ウェハシート
300 実装基板
Pu ピックアップ位置
Pl 実装位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】

【手続補正書】
【提出日】20150206
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを保持する電子部品保持テーブルと、
前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を格納する電子部品情報格納部と、
前記ウェハシートから前記電子部品を1または複数個ずつ取り出し、基板へ移送実装する電子部品移送実装部と、
前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を格納する実装基板情報格納部と、
前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率と、各ランクの電子部品が実装される実装エリアを決定する決定部と、
前記実装比率と前記実装エリアと前記電子部品情報に基づいて前記電子部品を、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で実装するように前記電子部品移送実装部を制御する制御部とを備え
前記決定部は、前記電子部品を前記基板に実装した後のモジュールの品質が、複数の前記モジュール間においてそれぞれ同程度となるように、前記実装比率及び前記実装エリアを決定することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項2】
前記各ランクの前記電子部品が実装されるエリアを決定するエリア決定部を備えることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装装置。
【請求項3】
前記電子部品は発光ダイオード素子であり、前記基板は発光ダイオードモジュールであることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の電子部品実装装置。
【請求項4】
端部にランクの高い電子部品を実装し、中心に行くに従ってランクの低いものを採用するように実装する請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子部品実装装置。
【請求項5】
ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを電子部品保持テーブルに保持するウェハシート保持工程と、
前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を電子部品情報格納部に格納する電子部品情報格納工程と、
前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を実装基板情報格納部に格納する実装基板情報格納工程と、
前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率と、各ランクの電子部品が実装される実装エリアを決定する決定工程と、
前記実装比率と前記実装エリアと前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品を、1または複数個ずつ取り出し、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で移送実装するように制御する制御工程とを備え
前記決定工程は、前記電子部品を前記基板に実装した後のモジュールの品質が、複数の前記モジュール間においてそれぞれ同程度となるように、前記実装比率及び前記実装エリアを決定することを特徴とする電子部品実装方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明の電子部品実装装置は、ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを保持する電子部品保持テーブルと、前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を格納する電子部品情報格納部と、前記ウェハシートから前記電子部品を1または複数個ずつ取り出し、基板へ移送実装する電子部品移送実装部と、前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を格納する実装基板情報格納部と、前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率と、各ランクの電子部品が実装される実装エリアを決定する決定部と、前記実装比率と前記実装エリアと前記電子部品情報に基づいて前記電子部品を、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で実装するように前記電子部品移送実装部を制御する制御部とを備え、前記決定部は、前記電子部品を前記基板に実装した後のモジュールの品質が、複数の前記モジュール間においてそれぞれ同程度となるように、前記実装比率及び前記実装エリアを決定する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
さらに上記課題を解決するために、本発明の電子部品実装方法は、ランクの異なる複数の電子部品がウェハ状に配置されているウェハシートを電子部品保持テーブルに保持するウェハシート保持工程と、
前記電子部品保持テーブルにおける前記ウェハシート上の前記電子部品の位置情報と前記電子部品のランク情報からなる電子部品情報を電子部品情報格納部に格納する電子部品情報格納工程と、
前記基板における実装位置及び必要な数からなる実装基板情報を実装基板情報格納部に格納する実装基板情報格納工程と、
前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、前記電子部品ランク比率と前記実装基板情報に基づいて、前記基板における各ランクの実装比率と、各ランクの電子部品が実装される実装エリアを決定する決定工程と、前記実装比率と前記実装エリアと前記電子部品情報に基づいて前記ウェハシート上の前記電子部品を、1または複数個ずつ取り出し、前記基板における所定の位置へ、複数のランクが混在した状態で移送実装するように制御する制御工程とを備え、前記決定工程は、前記電子部品を前記基板に実装した後のモジュールの品質が、複数の前記モジュール間においてそれぞれ同程度となるように、前記実装比率及び前記実装エリアを決定する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
図1に示されるように、電子部品実装装置1は、ピックアップ部10、実装部20、電子部品移送実装部である移載ヘッド30、制御部40、電子部品情報格納部41、実装基板情報格納部42、実装基板内比率決定部43及びエリア決定部44を備えて構成されている。ピックアップ部10と実装部20とは、X方向に相互に離隔して配置される。本発明において、電子部品移送実装部は、吸着ノズルを備えた移載ヘッドおよびこれを作動させるヘッドアクチュエータから構成される。なお、実装基板内比率決定部43及びエリア決定部44を決定部とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0055
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0055】
制御部40は、上記動作を電子部品情報格納部41と実装基板情報格納部42からの情報に応じて、決定部、つまり実装基板内比率決定部43及びエリア決定部44での決定した結果に応じて制御を行う。例えば、電子部品情報格納部41のランク情報と、実装基板情報格納部42の実装基板300において必要な数から、実装基板内比率決定部43において、実装比率を算出し、この実装比率に基いて、ウェハシート200上の指定のランクの電子部品100を実装基板300内の指定の場所(エリア)に実装していくことで、効率よく電子部品100を実装する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0092
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0092】
電子部品情報に基づいてウェハシート上の前記電子部品における各ランクの電子部品ランク比率を求めるとともに、電子部品ランク比率と実装基板情報に基づいて、基板における各ランクの実装比率を決定する実装基板内比率決定工程は、ステップS11,13に対応する。また、実装比率を決定する実装基板内比率決定工程と実装比率と実装基板情報から、各ランクの電子部品100が実装されるエリアを決定する工程を合わせて決定工程とする。
【国際調査報告】