JPH0815237B2 - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をプリント基
板に自動装着する電子部品自動装着装置に係り、殊に半
導体チップが合成樹脂モールド体にモールドされていな
いベアチップを作業能率良く、しかも高精度でプリント
基板に複数個自動装着するための装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体チップがモールド体にモー
ルドされていない電子部品（一般にベアチップと呼ばれ
る）をプリント基板に自動装着する装置は種々提案され
ているが、この種電子部品自動装着装置は、電子部品を
基板の所定位置に精度良く確実に装着出来、しかも作業
能率をあげるために、装着時間を短くすることが益々要
求されてきている。

【０００３】図５は従来の電子部品自動装着装置の平面
図であって、プリント基板５は基板レール６７上を搬送
されて接着剤塗布ヘッド６８の下方位置（ｍ）に位置決
めされる。塗布ヘッド６８の前方には接着剤供給装置
（以下エポキシユニットという）２７が設けられてお
り、また塗布ヘッド６８はＸＹテーブル１に保持されて
いる。このものは、ＸＹテーブル１が駆動して、塗布ヘ
ッド６８がＸＹ方向（矢印Ｏ方向）に移動することによ
り、エポキシユニット２７の接着剤をプリント基板５の
所定位置に塗布する。図中、Ｂ１〜Ｂ４は、基板５に塗
布された接着剤である。

【０００４】次にプリント基板５はＭ方向へ搬送され、
移載ヘッド６９の下方位置（ｎ）に位置決めされる。７
は基板ホルダーである。この移載ヘッド６９もＸＹテー
ブル１に保持されており、ＸＹ方向に移動できる。

【０００５】基板ホルダー７の側方には、電子部品１１
の位置ずれを補正する位置ずれ補正装置（以下プリセン
ターという）７１が設けられており、更にプリセンター
７１の側方には、電子部品供給装置９が設けられてい
る。この電子部品供給装置９は、ベアチップである電子
部品１１が接着されたウェハーを装備する治具２１を備
えており、この治具２１はＸＹ方向（矢印Ａ方向）に移
動し、またインデックス装置１２により水平回転する。

【０００６】プリセンター７１と電子部品供給装置９の
側方には、回動アーム７２が設けられており、この回動
アーム７２が矢印Ｐ方向に回動することにより、治具２
１上の電子部品１１を回動アーム７２先端部のサブ移載
ヘッド７０によりピックアップして、プリセンター７１
に移載する。このプリセンター７１において、位置規正
爪７３を４方向から電子部品１１に押当することによ
り、電子部品１１の位置ずれが補正される。次に移載ヘ
ッド６９が矢印Ｎ方向に移動することにより、プリセン
ター７１上の電子部品１１をピックアップし、基板５に
予め塗布された接着剤Ｂ１〜Ｂ４上に移載する。このよ
うにして電子部品１１が装着された基板５は、コンベヤ
１７によりＬ方向（矢印）へ搬出されるようになってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来手段は、塗布
位置（ｍ）において基板５をを位置決めして、塗布ヘッ
ド６８により基板５の複数ポイントに接着剤を塗布した
後、コンベヤ６７により基板５を前方の移載ヘッド６９
による電子部品１１の装着位置（ｎ）へ移送し、この装
着位置（ｎ）において、基板５を再度位置決めするよう
になっている。

【０００８】すなわちこの従来手段は、基板５の位置決
めを２回行なわねばならないため、それだけ機構が複雑
になる問題点があった。しかも、基板５を位置（ｍ）と
位置（ｎ）で２回位置決めすると、両位置（ｍ），
（ｎ）において、基板５に相対的な位置ずれが生じてし
まい、ひいては接着剤Ｂ１〜Ｂ４上に電子部品１１を位
置精度よく搭載しにくい問題点があった。

【０００９】またサブ移載ヘッド７０は、塗布ヘッド６
８及び移載ヘッド６０と、コンベヤ６７や基板ホルダー
７を挟んでその反対側に設けられており、しかも回動ア
ーム７２の回動運動により、治具２１上の電子部品１１
をプリセンター７１へ移送搭載するようになっているた
め、多大な配設スペースを必要とする問題点があった。

【００１０】またこの装置は、複数品種の電子部品１１
を基板５の複数箇所に搭載するものであるが、基板５は
ＸＹ方向には移動できないため、サブ移載ヘッド６８や
移載ヘッド６９がＸＹテーブル１に駆動されてＸＹ方向
に移動して、基板５の複数ポイントに接着剤Ｂ１〜Ｂ４
を塗布したり、あるいは電子部品１１を接着剤Ｂ１〜Ｂ
４上に搭載するようになっている。すなわちこのもの
は、塗布ヘッド６８をＸＹ方向に移動させながら、基板
５の複数ポイントに予め接着剤Ｂ１〜Ｂ４を塗布した
後、基板５をＭ方向に搬送して再度位置決めし、次いで
移載ヘッド６９をＸＹ方向に移動させながら、接着剤Ｂ
１〜Ｂ４上に複数個の電子部品１１を次々に搭載してい
くものであるが、このように位置（ｍ）において基板５
に接着剤を塗布した後、基板５を位置（ｎ）へ移動させ
ると、電子部品１１が搭載されるまでの間に、基板５に
塗布された接着剤Ｂ１〜Ｂ４が流動流出しやすい問題点
があった。

【００１１】したがって本発明は、上記従来手段の問題
点を解消できる電子部品自動装着装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、ベ
アチップである電子部品を基板に自動装着するための電
子部品自動装着装置であって、電子部品供給装置と、電
子部品の位置ずれ補正装置と基板を位置決めしてＸＹ方
向に移動させるＸＹ方向移動装置と、接着剤が貯溜され
た容器を備えた接着剤供給装置の４個の装置を横並びに
並設するとともに、上記電子部品供給装置と上記位置ず
れ補正装置の間を往復移動して上記電子部品供給装置に
備えられた電子部品をノズルに吸着して上記位置ずれ補
正装置に移載するサブ移載ヘッドと、上記位置ずれ補正
装置と上記ＸＹ方向移動装置の間を往復移動して上記位
置ずれ補正装置において位置補正がなされた電子部品を
ノズルに吸着して上記ＸＹ方向移動装置に位置決めされ
た基板に移載する移載ヘッドと、上記容器と上記基板の
間を往復移動して上記容器に貯溜された上記接着剤をそ
の下端部に付着させて上記基板に転写して塗布するノズ
ルを備えた接着剤塗布ヘッドの３個のヘッドを上記４個
の装置の上方に横並びに並設し、これらの３個のヘッド
を横方向に往復移動させながら上記サブ移載ヘッドによ
り上記電子部品供給装置から上記位置ずれ補正装置に電
子部品を移載する移載作業と、上記接着剤塗布ヘッドの
上記ノズルによる上記容器に貯溜された接着剤の上記基
板への塗布作業と、上記位置ずれ補正装置において位置
ずれ補正がなされた電子部品を上記移載ヘッドにより上
記基板に塗布された接着剤上に移載する移載作業の３つ
の作業を同時に並行して行うようにしたものである。

【００１３】

【作用】上記構成において、サブ移載ヘッドは電子部品
供給装置と位置ずれ補正装置の間を移動し、電子部品供
給装置の電子部品を位置ずれ補正装置に移載する。また
接着剤塗布ヘッドは接着剤供給装置とＸＹ方向移動装置
上の基板の間を往復移動し、ノズルにより基板に接着剤
を転写して塗布する。また移載ヘッドは位置ずれ補正装
置において位置ずれが補正された電子部品をピックアッ
プし、ＸＹ方向移動装置の基板の接着剤上に移載する。
すなわち、電子部品のピックアップ作業とそれに次ぐ位
置ずれ補正作業、接着剤の塗布作業、電子部品の移載作
業などの諸作業が、同時に並行して行われる。

【００１４】この場合、基板はＸＹ方向移動装置上に１
回だけ位置決めすればよく、ＸＹ方向移動装置が駆動す
ることにより、基板はＸＹ方向に移動し、同じステージ
において、接着剤塗布ヘッドによる接着剤の塗布と、接
着剤上への電子部品の移載が行われる。しかもこの場
合、接着剤塗布ヘッドのノズルにより基板のワンポイン
トに接着剤を転写して塗布すると、その都度、その直後
に直ちに移載ヘッドによりこの接着剤上に電子部品が移
載される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。

【００１６】図２において、１は移載装置であり、その
背面側にプリント基板５をストックする基板ストッカ４
と、リフター装置（ローダ）３と、プリント基板５を押
し出し供給する押し出し装置２と、搬入コンベヤ６が設
けられている。また搬入コンベヤ６の前方にはＸＹ方向
に移動するＸＹ方向移動装置７が設けられている（図１
も参照）。８は搬送装置である。

【００１７】ストッカ４の基板５は、コンベヤ６上を搬
送されて、ＸＹ方向移動装置７上に位置決めされる。ま
たＸＹ方向移動装置７上において電子部品１１が装着さ
れた基板５は、搬出コンベヤ１７と搬送装置１５により
リフター装置（アンローダ）１４に保持された基板スト
ッカ４に回収される。

【００１８】図１〜図４において、中央手前にＸＹテー
ブル１０が設けられている。このＸＹテーブル１０上に
は電子部品供給装置９とインデックス装置１２が設けら
れている。図１に示すように、このインデックス装置１
２には、治具２１がネジ２２により装着固定されてお
り、治具２１には電子部品１１が装着されている。ＸＹ
テーブル１０が駆動すると、治具２１はＸＹ方向に移動
し、またインデックス装置１２が駆動すると、治具２１
は水平回転する。

【００１９】図１及び図２において、治具２１の下部に
は、電子部品１１をＣ方向（矢印）に突き上げる突き上
げピン２４を有する突き上げ装置２３（以下エジェクタ
ーという）が設けられている。またその側方には、電子
部品１１の位置ずれを補正する位置ずれ補正装置１３
（以下プリセンターという）が設けられている。この電
子部品は、半導体チップがモールド体にモールドされて
いない所謂ベアチップである。３９はプリセンター１３
に設けられた位置規正爪である。又、その側方にＸ軸を
駆動するモータ２６とＹ軸を駆動するモータ２５を有す
る上記ＸＹ方向移動装置７が設けられており、Ｂ方向
（ＸＹ方向）に基板５を移動させる。

【００２０】更にその側方に接着剤供給装置（以下、エ
ポキシユニットという）２７が設けられている。このエ
ポキシユニット２７はリング状の溝を有する容器として
のリング２９を備えており、このリング２９には接着剤
が貯溜されている。２８はモータであり、リング２９を
水平回転させる。

【００２１】前記電子部品供給装置９、プリセンター１
３、ＸＹ方向移動装置７、エキポシユニット２７の４個
の装置は横並びに並設されており、これらの上方に上記
移載装置１のサブ移載ヘッド４０ａ，移載ヘッド４０
ｂ，接着剤塗布ヘッド４０ｃの３個のヘッドが位置して
いる。また上記搬入コンベヤ６と搬出コンベヤ１７は、
この横並び方向と直交する方向に配設されている。この
ように装置全体をレイアウトすることにより、装置全体
をコンパクトに構成できる。次に移載装置１の詳細な構
造を説明する。

【００２２】図１において、横並びの前記各装置９，１
３，７，２７の背面にはブロック３１が設けられてい
る。このブロック３１には、ガイドレール７６が設けら
れ、ガイドレールナット３８を介して、プレート４４
ａ，４４ｂが設けられている。プレート４４ｂには、サ
ブ移載ヘッド４０ａが設けられている。このサブ移載ヘ
ッド４０ａは、ガイドレール７６に沿って横方向に移動
することにより、電子部品供給装置９とプリセンター１
３の間を往復移動し、エジェクター２３のピン２４に突
き上げられた電子部品１１をノズル７３がＨ方向に上下
動してピックアップし、プリセンター１３に移送搭載す
る。このサブ移載ヘッド４０ａには、ノズル７３に吸着
された電子部品１１の角度を補正するためのモータ４１
が設けられている。

【００２３】プレート４４ａには、移載ヘッド４０ｂ
と、接着剤塗布ヘッドとしての接着剤塗布手段４０ｃが
装着されている。移載ヘッド４０ｂは、ガイドレール７
６に沿って横方向に移動することにより、プリセンター
１３とＸＹ方向移動装置７の間を往復移動し、プリセン
ター１３において位置ずれが補正された電子部品１１
を、ＸＹ方向移動装置７上に位置決めされた基板５に移
送搭載する。また接着剤塗布手段４０ｃは、同様にして
エポキシユニット２７とＸＹ方向移動装置７の間を往復
移動し、エポキシユニット２７の接着剤をノズル７５
（図１）の下端部に付着させて、この接着剤を基板５に
転写して塗布する。

【００２４】移載ヘッド４０ｂは電子部品１１を吸着す
るためのノズル７４を複数本備えており、モータ４２を
駆動して回転させることにより、電子部品１１の大き
さ、形状に適合するノズル７４を選択する。またこれと
同様に、接着剤塗布手段４０ｃも複数本のノズル７５を
有しており、モータ４３を駆動して回転させることによ
り、電子部品１１の大きさ、形状に適合するノズル７５
を選択する。そして、選択されたノズル７４，７５のみ
が、上下動手段（後述）により、Ｈ方向に上下動する。

【００２５】図１において、ブロック３１の側面に装着
された軸受６６には、ベアリングを介してその軸心線を
中心に回転するシャフト３３が設けられている。このシ
ャフト３３には、サブ移載ヘッド４０ａ、移載ヘッド４
０ｂ、接着剤塗布手段４０ｃが停止する位置、すなわち
プリセンター１３、ＸＹ方向移動装置７、エポキシユニ
ット２７の上方に、各々のノズル７３，７４，７５を上
下動させるための上下動手段としてのレバー３６，３７
が設けられている。３５はレバー３６に装着されたプレ
ート、３４はトラブル等に対応して独立して作動するソ
レノイドである。シャフト３３がその軸心線を中心に回
転すると、各々のレバー３６，３７は同時に揺動し、上
述のようにして選択されたノズル７３，７４，７５を上
下動させる。

【００２６】図３、図４において、５４はモータ、５５
はカム駆動装置、５６はカム駆動装置５５に駆動されて
Ｉ方向に上下動するロッド、５７はピン５８を中心にＪ
方向に揺動するレバー、５９はレバー５７に駆動されて
Ｅ方向に往復動するロッドである。上記プレート４４
ａ，４４ｂはこのロッド５９に結合されており、したが
ってモータ５４が駆動すると、上記サブ移載ヘッド４０
ａ，移載ヘッド４０ｂ、接着剤塗布手段４０ｃは、上述
したようにガイドレール７６に沿って横方向に往復移動
する。

【００２７】また上記シャフト３３は、ロッド６０、ボ
ールジョイント６４、アーム６５を介してカム駆動装置
５５に連結されており、モータ５４が駆動すると、ロッ
ド６０はＧ方向に上下動し、シャフト３３はその軸心線
を中心に回転して、上記レバー３６，３７は揺動し、ノ
ズル７３，７４，７５は上下動する。

【００２８】また上記エジェクター２３は、ロッド６
１、ピン６２に軸支されたレバー６３を介してカム駆動
装置５５に連結されている。モータ５４が駆動すると、
ロッド６１はＫ方向に往復動し、レバー６３はピン６２
を中心に揺動して、ピン２４は上下動し、治具２１上の
電子部品１１を突き上げる。上記サブ移載ヘッド４０ａ
は、ピン２４により突き上げられた電子部品１１を、ノ
ズル７３に吸着してピックアップする。

【００２９】このように本装置は、１個のモータ５４に
より、サブ移載ヘッド４０ａ、移載ヘッド４０ｂ、接着
剤塗布手段４０ｃの横方向の往復動と、各々のノズル７
３，７４，７５の上下動と、エジェクター２３のピン２
４の上下動を行なうようにして、これらの駆動系を簡単
化し、且つ各々の動作のタイミングを取りやすくしてい
る。殊に、突き上げピン２４とサブ移載ヘッド４０ａの
ノズル７３を同一モータ５４で駆動することにより、ピ
ン２４の突き上げタイミングとノズル７３のピックアッ
プタイミングを確実に一致させ、両タイミングの狂いに
よる電子部品１１のピックアップミスを解消している。

【００３０】本装置は上記のような構成より成り、次に
動作の説明を行なう。押し出し装置２により、ストッカ
４から押し出された基板５は、搬入コンベヤ６によりＸ
Ｙ方向移動装置７上へ送られ、このＸＹ方向移動装置７
上に位置決めされる。次いでモータ５４が駆動すること
により、図３に示すように、サブ移載ヘッド４０ａ、移
載ヘッド４０ｂ、接着剤塗布手段４０ｃは、それぞれエ
ジェクター２３、プリセンター１３ＸＹ方向移動装置基
７の直上で停止する。この状態で、シャフト３３が回転
することにより、レバー３６，３７は揺動し、各々のノ
ズル７３，７４，７５は上下動する。これと同時に、エ
ジェクター２３のピン２４は治具２１の電子部品１１を
下方から突き上げ、ノズル７３は上下動しながらこの電
子部品１１を吸着してピックアップする。また移載ヘッ
ド４０ｂのノズル７４は、上下動しながらプリセンター
１３で位置ずれが補正された電子部品１１をピックアッ
プし、また接着剤塗布手段４０ｃのノズル７５は、上下
動しながらその下端部に付着した接着剤を基板５に塗布
する。

【００３１】次いで、モータ５４が更に駆動することに
より、図４に示すように、サブ移載ヘッド４０ａ、移載
ヘッド４０ｂ、接着剤塗布手段４０ｃは、ガイドレール
７６に沿って右方へ移動して、それぞれプリセンター１
３、ＸＹ方向移動装置７、エポキシユニット２７の直上
で停止する。次いでレバー３６，３７が揺動することに
より、ノズル７３は上下動して、電子部品１１をプリセ
ンター１３に移載し、またノズル７４も上下動して、そ
の下端部に吸着した電子部品１１を上記のようにして予
め基板５に塗布された接着剤上に搭載し、またノズル７
５も上下動して、リング２９に貯溜された接着剤をその
下端部に付着させる。すなわちこのものは、接着剤塗布
手段４０ｃにより基板５にワンポイントづつ接着剤を塗
布しながら、その都度、その直後に直ちに移載ヘッド４
０ｂによりこの接着剤上に電子部品１１が接着される。

【００３２】次いでモータ５４が更に駆動することによ
り、サブ移載ヘッド４０ａ、移載ヘッド４０ｂ、接着剤
塗布手段４０ｃは左方へ移動して、それぞれエジェクタ
ー２３、プリセンター１３、ＸＹ方向移動装置７で停止
して、図３に示す状態に復帰する。次いでノズル７３は
上下動して治具２１上の電子部品１１をピックアップ
し、またノズル７４はプリセンター１３上の電子部品１
１をピックアップし、またノズル７５はその下端部に付
着した接着剤を基板５に塗布する。

【００３３】以上のようにモータ５４が駆動して、サブ
移載ヘッド４０ａ、移載ヘッド４０ｂ、接着剤塗布手段
４０ｃが横方向に同時に往復移動することにより、治具
２１上の電子部品１１のプリセンター１３への移載と、
プリセンター１３上の基板５への移載と、基板５の電子
部品搭載位置への接着剤の塗布が一連の作業として同時
進行しながら繰り返し行なわれ、電子部品１１の搭載が
終了した基板５は、搬出コンベヤ１７に搬送されてスト
ッカ４に回収される。

【００３４】本装置は、基板５に複数品種の電子部品１
１を搭載するものである。したがって図１、図２に示す
ように、電子部品供給装置９には、インデックス装置１
２を中心に、複数個の治具２１が配設されており、各々
の治具２１に、様々な品種の電子部品１１が装備されて
いる。またインデックス装置１２は、ＸＹテーブル１０
上に設置されて、ＸＹ方向に移動できるようになってい
る。したがってインデックス装置１２を駆動して、各治
具２１を水平回転させることにより、所望の電子部品１
１を装備する治具２１をエジェクター２３の直上に位置
させる。またその状態で、ＸＹテーブル１０を駆動し
て、治具２１をＸＹ方向に移動させることにより、所定
の電子部品１１をピン２４の直上に停止させ、サブ移載
ヘッド４０ａのノズル７３によりピックアップする。

【００３５】また基板５も、ＸＹ方向移動装置７が駆動
することにより、ＸＹ方向に移動し、所定の座標位置
に、ノズル７５により接着剤を塗布し、またこの接着剤
上に、移載ヘッド４０ｂのノズル７４に吸着された電子
部品１１を搭載する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
ブ移載ヘッドと移載ヘッドと接着剤塗布ヘッドの３個の
ヘッドを、電子部品供給装置と電子部品の位置ずれ補正
装置と基板を位置決めするＸＹ方向移動装置と接着剤供
給装置の４個の装置の上方において横方向に往復移動さ
せながら、サブ移載ヘッドにより電子部品供給装置から
位置ずれ補正装置に電子部品を移載する移載作業と、接
着剤塗布ヘッドのノズルによる容器に貯溜された接着剤
の基板への塗布作業と、位置ずれ補正装置において位置
ずれ補正がなされた電子部品を移載ヘッドにより基板に
塗布された接着剤上に移載する移載作業の３つの作業を
同時に並行して行うようにしているので、電子部品を基
板に自動装着するための諸作業を並行して同時に作業性
よく高速度で行うことができる。また基板は１回位置決
めすればよく、その状態で接着剤をワンポイントづつ塗
布しながら、その都度、その直後に直ちに電子部品を次
々に装着していくので、複数個の電子部品を基板に作業
性よく、しかも位置精度よく確実に搭載することがで
き、さらには上記諸作業を行うための装置の全体構成を
コンパクトに構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電子部品自動装着装置
の斜視図

【図２】同斜視図

【図３】装置の正面図

【図４】装置の正面図

【図５】従来の電子部品自動装着装置の平面図

【符号の説明】

５ 基板 ７ ＸＹ方向移動装置 ９ 電子部品供給装置 １１ 電子部品 １３ プリセンター（位置ずれ補正装置） ４０ａ サブ移載ヘッド ４０ｂ 移載ヘッド ４０ｃ 接着剤塗布手段 ７３ ノズル ７４ ノズル ７５ ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベアチップである電子部品を基板に自動装
   着するための電子部品自動装着装置であって、電子部品
   供給装置と、電子部品の位置ずれ補正装置と、基板を位
   置決めしてＸＹ方向に移動させるＸＹ方向移動装置と、
   接着剤が貯溜された容器を備えた接着剤供給装置の４個
   の装置を横並びに並設するとともに、上記電子部品供給
   装置と上記位置ずれ補正装置の間を往復移動して上記電
   子部品供給装置に備えられた電子部品をノズルに吸着し
   て上記位置ずれ補正装置に移載するサブ移載ヘッドと、
   上記位置ずれ補正装置と上記ＸＹ方向移動装置の間を往
   復移動して上記位置ずれ補正装置において位置補正がな
   された電子部品をノズルに吸着して上記ＸＹ方向移動装
   置に位置決めされた基板に移載する移載ヘッドと、上記
   容器と上記基板の間を往復移動して上記容器に貯溜され
   た上記接着剤をその下端部に付着させて上記基板に転写
   して塗布するノズルを備えた接着剤塗布ヘッドの３個の
   ヘッドを上記４個の装置の上方に横並びに並設し、これ
   らの３個のヘッドを横方向に往復移動させながら上記サ
   ブ移載ヘッドにより上記電子部品供給装置から上記位置
   ずれ補正装置に電子部品を移載する移載作業と、上記接
   着剤塗布ヘッドの上記ノズルによる上記容器に貯溜され
   た接着剤の上記基板への塗布作業と、上記位置ずれ補正
   装置において位置ずれ補正がなされた電子部品を上記移
   載ヘッドにより上記基板に塗布された接着剤上に移載す
   る移載作業の３つの作業を同時に並行して行うことを特
   徴とする電子部品自動装着装置。