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公開番号2024139939
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023050892
出願日2023-03-28
発明の名称実装装置
出願人東レエンジニアリング株式会社
代理人
主分類H05K 13/04 20060101AFI20241003BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】位置調整時の回転中心座標を正確に把握し、配線基板等の基板にチップ部品を実装する際の高精度位置合せが可能となる実装装置を提供すること。
【解決手段】前記チップ部品を保持するアタッチメントツールと、アタッチメントツールの位置をXYθ方向に調整するヘッド側ステージを有した実装ヘッドと、前記アタッチメントツールの面に垂直な方向から画像を取得する認識手段と、前記実装ヘッドおよび前記認識手段に接続された制御部を備え、前記アタッチメントツールと連動する部位に中心特定マークを設け、前記制御部が、前記ヘッド側ステージの回転角度を複数回変化させて前記中心特定マークの画像を前記認識手段により取得し、複数の前記中心特定マークの位置情報から前記ヘッド側ステージの回転中心座標を算出する機能を有した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】
チップ部品を基板に実装する実装装置であって、
前記チップ部品を保持するアタッチメントツールと、アタッチメントツールの位置をＸＹθ方向に調整するヘッド側ステージを有した実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを前記基板に対して垂直なＺ方向に昇降させる昇降手段と、
前記基板を保持する基板ステージと、
前記アタッチメントツールの面に垂直な方向から画像を取得する認識手段と、
前記実装ヘッド、前記昇降手段、前記基板ステージおよび前記認識手段に接続された制御部を備え、
前記アタッチメントツールと連動する部位に中心特定マークを設け、
前記制御部が、前記ヘッド側ステージの回転角度を複数回変化させて前記中心特定マークの画像を前記認識手段により取得し、
複数の前記中心特定マークの位置情報から前記ヘッド側ステージの回転中心座標を算出する機能を有した実装装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
請求項１に記載の実装装置であって、
前記アタッチメントツールに前記中心特定マークを記した実装装置。
【請求項３】
請求項２に記載の実装装置であって、
前記実装ヘッドから外れた前記アタッチメントツールを保持するツール保持手段を備えた実装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の実装装置であって、
前記中心特定マークと前記回転中心座標との相対位置を算出後、
前記実装ヘッドから前記アタッチメントツールを外した状態で、
前記ヘッド側ステージにより前記回転中心座標を前記中心特定マークの位置に合わせてから、
前記実装ヘッドが前記アタッチメントツールを保持する実装装置。
【請求項５】
請求項１に記載の実装装置であって、
前記アタッチメントツールにダミーチップを保持させ、前記ダミーチップに前記中心特定マークを記した実装装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかに記載の実装装置であって、
前記アタッチメントマークにＸ方向とＹ方向の少なくとも一方の方向を示す線を記した実装装置。
【請求項７】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の実装装置であって、
前記アタッチメントツールの前記チップ部品を保持する面の中心に前記中心特定マークを記した実装装置。

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、基板の所定位置にチップ部品を高精度に位置合わせする実装装置に係る。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
実装装置が、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とき、図１６に示すように複数の実装箇所ＳＣを有する基板Ｓの個々の実装箇所ＳＣにチップ部品Ｃを位置合わせして実装する。位置合わせに際しては、個々の実装箇所ＳＣに付されている基板認識マークＡＳ（対角線上に配置された基板認識第１マークＡＳ１および基板認識第２マークＡＳ２）を基準として用いている。
【０００３】
チップ部品Ｃを基板Ｓの実装箇所ＳＣに位置合わせするのは、基板Ｓの電極に対するチップ部品Ｃの電極位置を合わせて確実な導通を確保するためであり、チップ部品Ｃの位置合わせに用いるチップ認識マークは電極位置を高精度に認識できるよう電極面に付されている。
【０００４】
このため、基板Ｓの電極とチップ部品Ｃの電極が同方向を向くフェイスアップ実装では、図１７（ａ）に示すように、基板認識マークＡＳとチップ認識マークＡＣ（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）が同方向を向く。また、基板Ｓの電極とチップ部品Ｃの電極が対向するフェイスダウン実装では、図１７（ｂ）に示すように、基板認識マークＡＳとチップ認識マークＡＣ（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）が対向する。
【０００５】
フェイスアップ実装とフェイスダウン実装において、基板認識マークＡＳとチップ認識マークＡＣを認識する手法は異なるが（例えばフェイスアップ実装で特許文献１、フェイスダウン実装で特許文献２）、両位置関係を認識した後の位置合わせ動作は共通している。すなわち、図１８（ａ）のような基板認識第１マークＡＳ１と基板認識マークＡＳ２の付された基板Ｓに対して、チップ部品第１マークＡＣ１とチップ部品ＡＣ２の付されたチップ部品Ｃの位置合わせを行う。すなわち、図１８（ｂ）のように、基板認識第１マークＡＳ１に対してチップ認識マークＡＣ１の相対位置と、基板認識第２マークＡＳ２に対してチップ認識第２マークＡＣ２の相対位置を合わせて、実装箇所ＳＣにチップ部品Ｃが配置される。
【０００６】
具体的な位置合わせ方法については図１９を用いて説明する。まず、図１９（ａ）は図１７において、アタッチメントツール４２がチップ部品Ｃを保持した状態であり、図１７（ａ）のフェイスアップ実装と図１７（ｂ）のフェイスダウン方法では認識方法に違いがあるものの、基板認識第１マークＡＳ１、基板認識第２マークＡＳ２、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を認識して、各位置情報を得る。ここで得た各認識マークの位置情報から、基板Ｓに対するチップ部品Ｃの回転角θと、実装箇所ＳＣ中心ＳＣＣに対するチップ部品中心ＣＣの水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）位置ズレが求まる。
【０００７】
そこで、原理的にはチップ部品中心ＣＣを中心にチップ部品Ｃを回転させて角度θ分の補正を行ってから、実装箇所中心ＳＣＣに対するチップ部品中心ＣＣの位置ズレを補正すれば、位置合わせが完了となる。しかし、アタッチメントツール４２の回転軸とチップ部品中心ＣＣは必ずしも一致していない。そこで、図１９（ｂ）のように、まずアタッチメントツール４２の回転軸が通る回転中心の位置を予測して仮想中心ＶＣとし、仮想中心ＶＣを中心にチップ部品Ｃが角度θ分の補正が行われることを前提に、回転角修正後の水平方向補正（Ｘ方向のΔＸ、Ｙ方向のΔＹ）が算出され、図１９（Ｃ）のようにΔＸ、ΔＹの補正により、チップ部品Ｃは所定の実装箇所ＳＣに位置合わせされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１７－２０８５２２号公報
特開２０１８－１９０９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１９における仮想中心ＶＣは回転方向の補正における回転軸の中心座標の基準であり、アタッチメントツール４２を回転角１０°程度を回転させたときのチップ認識マークＡＣ等を認識手段で撮像して画像処理した軌跡から演算して推定している。しかし、この仮想中心ＶＣの位置の算出に際しては種々の誤差要因を含んでいて、実際の回転中心とは一致し難い。そこで、仮想中心が回転中心と一致しない影響について図２０を用いて説明する。
【００１０】
図２０（ａ）はアタッチメントツール４２がチップ部品Ｃを保持した状態であり、基板認識第１マークＡＳ１、基板認識第２マークＡＳ２、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を認識して、各位置情報を得る。その後、アタッチメントツール４２の仮想中心ＶＣを回転中心としてチップ部品Ｃが角度θ分の補正が行われることを前提に、回転角修正後の水平方向補正（Ｘ方向のΔＸ、Ｙ方向のΔＹ）が算出される。しかし、この段階で、仮想中心ＶＣの位置は回転中心ＲＣに対してＸ方向にｄｘ１、Ｙ方向にｄｙ１の誤差を含んでいる（図２０（ｂ））。
（【００１１】以降は省略されています）

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