JP2715538B2 - 電子部品吸着用ノズルのθ方向回転駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子部品吸着用ノズルのθ方向回転駆動機構
に係り、殊にノズルに吸着された電子部品の精密なθ方
向の位置補正の為に、ノズルを正確に微小回転させるた
めの手段に関する。

（従来の技術） 電子部品実装装置の移載ヘッドのノズルに吸着されて
基板に実装される電子部品は、一般にXYθ方向の位置ず
れを有している。このうちXY方向の位置ずれは、移載ヘ
ッドのXY方向ストロークを加減したり、或いは基板をXY
テーブルによりXY方向に移動させることにより補正され
る。またθ方向（回転方向）の位置ずれは、電子部品を
吸着したノズルを、その軸心を中心にθ方向に回転させ
ることにより補正される。

このため、第６図に示すように、従来の移載ヘッド10
0には、ノズル101をθ方向に回転させるためのパルスモ
ータ102が装備されており、カメラ（図外）により検出
されたθ方向の位置ずれを補正すべく、パルスモータ10
2を駆動してノズル101を回転させたうえで、電子部品Ｐ
は基板103に実装される。

（発明が解決しようとする課題） パルスモータは、ワンパルスで小角度（例えば0.9゜
程度）回転するものであり、したがって0.9゜以下の微
小なθ方向の位置ずれは、パルスモータによって補正す
ることはできない。その対策としては、モータ102とノ
ズル101の間にギヤ，プーリ等の減速手段を介在させる
ことが考えられる。しかしなから減速手段を介在させる
と、大容量のモータが必要となり、また減速のためにス
ピードが低下する問題を生じる。

第７図はこのように微小角度の補正ができない移載ヘ
ッド100により、受光素子や発光素子のような素子（以
下ドットという）ｄが並設された電子部品（ベアチッ
プ）Ｐを、プリンタ等の読み取り，書き取り用基板103
に実装したものを示している。104は基板103に印刷され
たパターンであり、このパターン104上にベアチップＰ
を横列させてボンディングするのであるが、印刷誤差の
ために、このパターン104は微小角度α（例えば0.3゜程
度）傾斜している。

ところが、上述のように、この移載ヘッド100はノズ
ル101の微小な角度調整はできないため、ベアチップＰ
は角度補正することなしに階段状に実装されている。こ
のため、相隣るベアチップP,Pの相隣るドットd,dには、
ズレ△ｅが生じており、このようなズレ△ｅを有する基
板103をプリンタ等に組み込むと、読み取り誤差や、書
き取り誤差を生じる。

このような精密なθ方向の実装精度が要求されるもの
としては、上記プリンタ用基板以外にも、例えばフィル
ムキャリヤから打ち抜かれたアウターリードを有するデ
バイスのような電子部品を、そのアウターリードを基板
のパターンに正確に位置合わせして接合するアウターリ
ードボンディングなどがある。

したがって本発明は、基板に実装される電子部品のθ
方向の位置精度を出すために、ノズルを正確に微小回転
させることができる手段を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために本発明は、モータにより駆動されるカム
と、ばね材のばね力に付勢されてこのカムに当接するカ
ムフォロアと、このカムフォロアに連結された所定長さ
を有するシャフトと、一端部側が電子部品吸着用ノズル
に連結されまた他端部側が前記シャフトに当接する回転
部材とを備え、前記モータを駆動して前記カムを回転さ
せ前記カムフォロアを運動させることにより、前記シャ
フトで前記回転部材の他端部側を押して前記回転部材を
水平回転させ、前記電子部品吸着用ノズルをその軸心を
中心に微小回転させるようにしたものである。

（作用） 上記構成によれば、モータを駆動してカムを回転させ
るとカムフォロアは運動し、これに連動して回転部材が
ノズルを中心に水平回転することにより、この回転部材
に連結されたノズルはその軸心を中心に回転する。この
場合、ノズルの回転角度は、カムの形状，寸法，カムフ
ォロアの揺動量、回転部材の長さ等のパラメータにより
決定されるものであり、したがってカムの回転にともな
う回転部材の回転角度が小さくなるように上記パラメー
タを設定することにより、ノズルを正確に微小回転させ
ることができる。

（実施例） 次に、上記のようなプリンタ用基板に、ベアチップを
実装する電子部品実装装置を例にとり、本発明の実施例
を説明する。

第１図は電子部品実装装置の正面図であって、ベーシ
ックマシンのような駆動装置Ａの下方に、ベアチップＰ
の供給装置１と、サブステージ２と、基板の位置決め用
XY方向移動装置３と、ボンド供給装置４を並設して構成
されている。供給装置１には、ウェハー５とウェハー５
上のベアチップＰを突き上げるダイエジェクタ12が、ま
たボンド供給装置４にはボンド皿６が設けられている。
またXY方向移動装置３は、XYテーブル17,18と、基板11
のクランプ材19から成っている。

7,8,9は駆動装置Ａに装備されたサブ移載ヘッド，移
載ヘッド，ボンド塗布ヘッドである。これらの３つのヘ
ッド７〜９は、ガイド装置10に沿って一緒に横方向に摺
動することにより、サブ移載ヘッド７はウェハー５上の
ベアチップＰをサブステージ２上に移送し、また移載ヘ
ッド８はサブステージ２で、位置補正爪により位置補正
されたベアチップＰをXY方向移動装置３上の基板11に移
送搭載し、またボンド塗布ヘッド９はボンド皿６のボン
ドを基板11に塗布する。21,22,23は、各ヘッド７〜９の
ノズル24,25,26を上下動させるための押圧子、M1,M2,M3
は各押圧子21〜23を駆動するためのモータである。

13は駆動部であって、、ダイエジェクタ12を駆動する
とともに、ロッド14,摺動部材15,水平ロッド16等を介し
て、各ヘッド７〜９を横方向に往復摺動させる。27,28
は、基板11の上方に設けられた基板認識用カメラ、及び
ベアチップＰのドット認識用カメラである。

第２図〜第４図は、上記移載ヘッド８とノズル25のθ
方向回転機構30の詳細な構造を示すものである。31は移
載ヘッド８の本体ケースであり、このケース31を貫通し
て、電子部品吸着用の上記ノズル25が立設されている。
32は、ノズル25の上部に装着されたカップリング33と、
本体ケース31に突設された止部34に取り付けられたコイ
ルばねであり、ノズル25を第３図において反時計方向に
回転させる方向に付勢している。なおノズル25の真空吸
引手段等の本発明と直接関連性のない機構は省略してい
る。次にθ方向回転機構30を説明する。

36は上記本体ケース31の側部に取り付けられたフレー
ムであり、その上にパルスモータ37が収納されたボック
ス38が設けられており、またフレーム36の下方にはモー
タ37に駆動されて回転するカム39が設けられている。40
はこのカム39に当接するカムフォロアであって、フレー
ム36の端部に垂設された支点部としての回転軸41に回転
自在に軸着された回転レバー42の先端部に装着されてい
る。43はカムフォロア40をカム39に弾接する方向に付勢
するばね材としてのコイルばね、44はカムフォロア40に
垂直に垂設されたシャフトである。

上記ノズル25の下部には、ノズル25と一体的に回転す
る筒体45が取り付けられている。46はこの筒体45に一端
部を連結され、シャフト44へ向って延出する杆状の回転
部材であって、その他端部にはシャフト44に当接するロ
ーラ47が装着されている。上記のように、ノズル25はコ
イルばね32により上記方向に付勢されており、したがっ
てそのばね力により、ローラ47はシャフト44に弾接され
ている。上記押圧子22が作動してノズル25が上下動する
ときは、ローラ47はシャフト44に沿って上下動する。

ここで、ノズル25の上下動作にともなってローラ47が
シャフト44に沿って上下動できるように、シャフト44は
所定の長さを有している。

本装置は上記のような構成より成り、次に動作の説明
を行う。

サブ移載ヘッド７により、供給装置１からサブステー
ジ２に移送されたベアチップＰをテイクアップした移載
ヘッド８は、基板11の上方へ移動し、ノズル25を昇降さ
せて、このベアチップＰを基板11に搭載するが、これに
先立ち、カメラ27により、基板11に印刷されたパターン
のXYθ方向の位置ずれを観察する。そして、XY方向の位
置ずれは、XYテーブル17,18を移動させることにより補
正する。またθ方向の位置ずれの補正は、以下のように
して行う。すなわち、モータ37を駆動すると、カム39は
回転し、カム39のカム曲線に従ってカムフォロア40は回
転軸41を中心に回動する。すると回転部材46はノズル25
を中心に水平回転し、この回転部材46に連結されたノズ
ル25は同方向にわずかに回転して、θ補正が行われる。

ここでモータ37の回転角度とノズル25の回転角度の比
は、カム39の形状，寸法，回転軸41を中心とするカムフ
ォロア40の回動半径，回転部材46の長さ等のパラメータ
である。したがってモータ37の回転角度に対して、ノズ
ル25の回転角度が極めて小さくなるようパラメータを設
定することにより、ノズル25を微小角度回転させること
ができる。

第５図は上記のような微小なθ方向の位置補正を行っ
て、ベアチップＰを基板11のパターン50上に実装したも
のを示している。パターン50は印刷誤差により微小角度
α（約0.3゜）傾斜しているが、上記のようにカメラ27
によりこの誤差を検出して補正を行ったことにより、ベ
アチップＰはパターン50に沿ってまっすぐに実装されて
おり、したがって相隣るベアチップP,Pの相隣るドット
d,dは、ズレなく直線Ｎ上にまっすぐ並んでいる。51は
基板11の位置ずれ検出用マークである。

本発明に係るθ方向回転機構は、上記電子部品実装装
置に限らず、キャリヤテープから打ち抜かれたデバイス
のアウターリードを、基板のパターンに接合させてボン
ディングするアウターリードボンダーのような他の電子
部品実装装置にも適用できるものである。

（発明の効果） 本発明によれば、きわめて簡単な構成により、ノズル
を正確に微小角度回転させて、電子部品の精密なθ補正
を行ったうえで、基板に実装することができる。

またシャフトをカムフォロアに垂直に垂設し、電子部
品吸着用ノズルが上下動するときは回転部材をシャフト
に沿って上下動させることにより、電子部品吸着用ノズ
ルに上下動作を行わせながら、これと並行してノズルを
回転させて電子部品のθ補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は電子
部品実装装置の正面図、第２図は移載ヘッドとθ方向回
転機構の斜視図、第３図及び第４図は同平面図及び側面
図、第５図は基板の平面図、第６図は従来の移載ヘッド
の側面図、第７図は基板の平面図である。 ８……移載ヘッド 25……ノズル 30……θ方向回転機構 37……モータ 39……カム 40……カムフォロア 41……支点部 46……回転部材 Ｐ……電子部品

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータにより駆動されるカムと、ばね材の
   ばね力に付勢されてこのカムに当接するカムフォロア
   と、このカムフォロアに連結された所定長さを有するシ
   ャフトと、一端部側が電子部品吸着用ノズルに連結され
   また他端部側が前記シャフトに当接する回転部材とを備
   え、前記モータを駆動して前記カムを回転させ前記カム
   フォロアを運動させることにより、前記シャフトで前記
   回転部材の他端部側を押して前記回転部材を水平回転さ
   せ、前記電子部品吸着用ノズルをその軸心を中心に微小
   回転させるようにしたことを特徴とする電子部品吸着用
   ノズルのθ方向回転駆動機構。
2. 【請求項２】前記シャフトが前記カムフォロアに垂直に
   垂設され、前記電子部品吸着用ノズルが上下動するとき
   は前記回転部材が前記シャフトに沿って上下動するよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品吸着
   用ノズルのθ方向回転駆動機構。