專利名稱：元件封裝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種元件封裝系統(tǒng)，在該元件封裝系統(tǒng)中，從元件供應(yīng)部供應(yīng)的元件 被拾取，從而安裝在被保持于基板保持部的基板上。
背景技術(shù)：
在一些元件封裝系統(tǒng)中，在壓印頭將膏劑壓印在被保持于基板保持部上的基板上 之后，安裝頭拾取從元件供應(yīng)部供應(yīng)的元件，然后將這樣拾取的元件安裝在已經(jīng)壓印有膏 劑的基板上。在這些元件封裝系統(tǒng)中，已知這樣一種元件封裝系統(tǒng)，其中，代替從元件供應(yīng) 部拾取元件以將這樣拾取的元件直接安裝在基板上的安裝頭，用與安裝頭分開設(shè)置的拾取 頭拾取從元件供應(yīng)部供應(yīng)的元件，然后安裝頭直接從拾取頭或間接經(jīng)由設(shè)置在元件供應(yīng)部 與基板保持部之間的中間臺接收由拾取頭拾取的元件，從而將這樣接收到的元件安裝在被 保持于基板保持部上的基板上(專利文獻1)。專利文獻1 JP-A-2001-15533在安裝頭從拾取頭接收元件以將元件安裝在基板上的元件封裝系統(tǒng)中，不僅需要 安裝頭拾取元件的工具，還需要拾取頭拾取元件的工具。此外，必須要有類似壓印器(針) 的壓印工具，將諸如焊料膏劑的膏劑壓印到基板上。此外，由于需要根據(jù)元件的形狀來更換 這些工具，因此需要在諸如拾取頭、安裝頭和壓印頭的三個頭能夠接近的區(qū)域中預(yù)先設(shè)置 用于保持這種替換工具的工具保持構(gòu)件。為此，工具保持構(gòu)件按照期望設(shè)置在位于元件供 應(yīng)部與基板保持部之間的區(qū)域中。在近來的元件封裝系統(tǒng)中，從實現(xiàn)緊湊的元件封裝系統(tǒng)的觀點出發(fā)，各種元件和 機構(gòu)緊密地設(shè)置在基臺上，已經(jīng)存在難以將工具保持構(gòu)件安裝在位于元件供應(yīng)部與基板保 持部之間的區(qū)域中的問題。

發(fā)明內(nèi)容
這樣，為了解決該問題，已經(jīng)做出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種元件封裝系 統(tǒng)，即使可由諸如拾取頭、安裝頭和壓印頭的三個頭接近的工具保持構(gòu)件安裝在元件供應(yīng) 部與基板保持部之間，該元件封裝系統(tǒng)也可以作為整體是緊湊的。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種元件封裝系統(tǒng)，其包括元件供應(yīng)部，用于供 應(yīng)元件；基板保持部，用于保持基板；壓印頭，設(shè)置成能夠在水平的第一方向上移動，元件 供應(yīng)部和基板保持部在該第一方向上對準(zhǔn)，并且，通過利用壓印工具，該壓印頭將膏劑壓印 到被保持在基板保持部上的基板上；拾取頭，設(shè)置成能夠在第一方向上移動，用于通過拾取 工具拾取元件供應(yīng)部所供應(yīng)的元件；安裝頭，設(shè)置成能夠在第一方向上移動，用于通過安裝 工具接收拾取頭所拾取的元件，以將元件安裝在已經(jīng)由壓印頭壓印有膏劑的基板上；和工 具保持構(gòu)件，保持用于拾取工具、安裝工具和壓印工具的替換工具；其中，在位于元件供應(yīng) 部與基板保持部之間的區(qū)域中設(shè)置有移動工作臺，該移動工作臺能夠在水平的第二方向上 移動，該第二方向與第一方向成直角；并且其中，工具保持構(gòu)件設(shè)置在移動工作臺上的一區(qū)域中，在該區(qū)域中，拾取頭能夠移動的移動區(qū)域、安裝頭能夠移動的移動區(qū)域和壓印頭能夠 移動的移動區(qū)域重疊。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了如第一方面中提出的元件封裝系統(tǒng)，其中，拾取 頭、安裝頭和壓印頭對準(zhǔn)的順序與替換拾取工具、替換安裝工具和替換壓印工具在工具保 持構(gòu)件上對準(zhǔn)的順序相同。在本發(fā)明中，移動工作臺設(shè)置在位于元件供應(yīng)部與基板保持部之間的區(qū)域中，其 可以在與元件供應(yīng)部和基板保持部對準(zhǔn)的水平方向(第一方向)成直角的水平方向(第二 方向)上自由地移動，并且，工具保持構(gòu)件設(shè)置在移動工作臺上的一區(qū)域中，在該區(qū)域中， 拾取頭能夠移動的移動區(qū)域、安裝頭能夠移動的移動區(qū)域和壓印頭能夠移動的移動區(qū)域重 疊。因此，即使可以由諸如拾取頭、安裝頭和壓印頭3的三個頭接近的工具保持構(gòu)件安裝在 元件供應(yīng)部與基板保持部之間，也可以使該元件封裝系統(tǒng)作為一個整體是緊湊的。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)的透視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)的主要部分的正視圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)的主要部分的正視圖。圖5是包括在根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)中的移動工作臺和移動工作臺 移動機構(gòu)的透視圖。圖6是包括在根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)中的移動工作臺和移動工作臺 移動機構(gòu)的透視圖。圖7(a)和(b)是包括在根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)中的工具保持構(gòu)件的 平面圖。圖8是示出包括在根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)中的工具保持構(gòu)件的一部 分連同替換工具一起的透視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的元件封裝系統(tǒng)的主要部分的正視圖。
具體實施例方式在圖1和2中，在元件封裝系統(tǒng)1中，元件供應(yīng)臺3和基板保持臺4設(shè)置成在基臺 2的前后方向(稱為Y軸方向)上對準(zhǔn)。在基臺的其中一個側(cè)部，沿Y軸方向延伸的Y軸 框架5設(shè)置成被支撐在直立于基臺2的上表面上的兩個支撐柱5a上，從而在Y軸方向上前 后對準(zhǔn)。在下文中，在該實施例中，在基臺2的前后方向上，設(shè)置有元件供應(yīng)臺3的一側(cè)被 稱為前側(cè)，設(shè)置有基板保持臺4的一側(cè)被稱為后側(cè)。此外，與Y軸方向成直角的水平方向被 稱為X軸方向。在X軸方向上，設(shè)置有Y軸框架5的一側(cè)被稱為右側(cè)，相反的一側(cè)被稱為左 側(cè)。在圖2中，元件供應(yīng)臺移動機構(gòu)6設(shè)置在基臺2的前部區(qū)域，元件供應(yīng)臺3安裝在 元件供應(yīng)臺移動機構(gòu)6上。元件供應(yīng)臺移動機構(gòu)6由XY工作臺單元構(gòu)成，可以通過驅(qū)動元 件供應(yīng)臺移動機構(gòu)6使元件供應(yīng)臺3在水平面上向里移動。被切割成多個元件(芯片)7 的半導(dǎo)體晶片8以貼附到板狀構(gòu)件(sheet-like member)9的上表面的方式被支撐在元件供應(yīng)臺3上。彈射裝置10設(shè)置在半導(dǎo)體晶片8的下方，適于從下面上推元件7。在圖2中，支架構(gòu)件12設(shè)置在基臺2的后部區(qū)域，以從基臺2直立，并且該支架構(gòu) 件12包括水平載置部11，該水平載置部11從上方覆蓋元件供應(yīng)臺3的一部分(后部)。基 板保持臺移動機構(gòu)13設(shè)置在支架構(gòu)件12的載置部11的后部，并且基板保持臺4安裝在該 基板保持臺移動機構(gòu)13上?；灞３峙_4由XY工作臺單元構(gòu)成，并且可以通過驅(qū)動基板 保持臺移動機構(gòu)13而使基板保持臺4在水平方向上移動。基板14被保持在基板保持臺4 上，該基板14構(gòu)成從元件供應(yīng)臺3供應(yīng)來的元件7要安裝到的目標(biāo)基板。在圖2中，支架構(gòu)件12的載置部11的前部區(qū)域Ila定位在元件供應(yīng)臺3與基板 保持臺4之間。移動工作臺15設(shè)置于載置部11的前部區(qū)域11a，并且該移動工作臺15適 于在X軸方向上自由地移動。設(shè)置在該移動工作臺15上的是中間臺16和元件識別照相機 17，該元件識別照相機17的圖像捕獲平面17a向上取向。在圖1中，拾取頭移動機構(gòu)20設(shè)置在Y軸框架5的下表面上。拾取頭移動機構(gòu)20 包括沿X軸方向(向左)突出以水平地延伸的拾取頭保持臂21。拾取頭22設(shè)置在拾取頭 保持臂21的前端(左端)。由抽吸噴嘴構(gòu)成的拾取工具23可拆卸地附接到拾取頭22。拾取頭移動機構(gòu)20使拾取頭保持臂21沿X和Y方向(水平方向)以及垂直方向 (Z軸方向)移動。拾取頭抽吸機構(gòu)24 (圖3)設(shè)置在拾取頭22中，并且該拾取頭抽吸機構(gòu) 24操作以經(jīng)由拾取工具23抽吸元件7。在圖1和2中，頭移動引導(dǎo)裝置25設(shè)置在Y軸框架5的左側(cè)。該頭移動引導(dǎo)裝置 25構(gòu)成直線電機的定子，并沿Y軸方向延伸。水平延伸的兩個導(dǎo)軌部26形成在頭移動引導(dǎo) 裝置25的左側(cè)，從而垂直地分開。構(gòu)成直線電機的轉(zhuǎn)子(mover)的前移動板27和后移動 板28設(shè)置在這兩個導(dǎo)軌部26上，從而沿著導(dǎo)軌部26 (沿著頭移動引導(dǎo)裝置25)自由地在 水平方向(Y軸方向)上單獨移動。頭移動引導(dǎo)裝置25的前端部向前延伸(即，向著與基 板保持臺4相反的一側(cè))，以超過元件供應(yīng)臺3上方的位置。頭移動引導(dǎo)裝置25的后端部 與基板保持臺4相比進一步向后延伸。頭移動弓I導(dǎo)裝置25和前移動板27構(gòu)成直線電機，在該直線電機中，頭移動弓I導(dǎo)裝 置25用作定子，而前移動板27用作轉(zhuǎn)子。該直線電機構(gòu)成用于通過切換前移動板27的磁 極使前移動板27沿著頭移動引導(dǎo)裝置25在水平方向(Y軸方向)上移動的安裝頭水平移 動機構(gòu)30 (圖3)。安裝頭升降板32經(jīng)由安裝頭升降機構(gòu)31附接到前移動板27的左側(cè)。安裝頭33 附接到安裝頭升降板32的下部。當(dāng)安裝頭升降機構(gòu)31被驅(qū)動時，安裝頭升降板32相對于 前移動板27向上或向下移動，從而附接到安裝頭升降板32的安裝頭33上升或下降。由抽吸噴嘴構(gòu)成的安裝工具34可拆卸地附接到安裝頭33，從而向下延伸。安裝頭 抽吸機構(gòu)35(圖3)設(shè)置在安裝頭33內(nèi)，并且該安裝頭抽吸機構(gòu)35經(jīng)由安裝工具34執(zhí)行 抽吸操作。頭移動弓I導(dǎo)裝置25和后移動板28構(gòu)成直線電機，在該直線電機中，頭移動弓I導(dǎo)裝 置25用作定子，而后移動板28用作轉(zhuǎn)子。該直線電機構(gòu)成用于通過切換后移動板28的磁 極而使后移動板28沿著頭移動引導(dǎo)裝置25在水平方向(Y軸方向)上移動的壓印頭水平 移動機構(gòu)40 (圖3)。壓印頭升降板42經(jīng)由壓印頭升降機構(gòu)41附接到后移動板28的左側(cè)。壓印頭43附接到壓印頭升降板42的下部。類似壓印器(類似針)的壓印工具44可拆卸地附接到壓 印頭43。當(dāng)壓印頭升降機構(gòu)41被驅(qū)動時，壓印頭升降板42相對于后移動板28向上或向 下移動，從而附接到壓印頭升降板42的壓印頭43上升或下降。此外，膏劑容器45安裝在 Y軸框架5的后端部的下方，并且該膏劑容器45裝有將要被壓印頭43壓印到基板14的膏 劑(例如，焊料膏劑)。在圖2和4中，拾取頭22可以拾取供應(yīng)到元件供應(yīng)臺3的元件7。拾取頭22可 以在作為定義在Y軸方向上的移動區(qū)域的區(qū)域Rl上移動，以將拾取的元件7運送到中間臺 16上的后方位置。拾取頭22的該移動區(qū)域Rl包括拾取供應(yīng)到元件供應(yīng)臺3的元件7的 點(下文中稱為拾取點Pl)和運送這樣拾取的元件7以將其放置在中間臺16上的點(下 文中稱為中間點P2)。拾取點Pl和中間點P2分別限定在元件供應(yīng)臺3和中間臺16上，作 為基于基臺2的坐標(biāo)系統(tǒng)的固定點。在圖4中，安裝頭33可以在作為沿Y軸方向定義在安裝頭33移動到頭移動引導(dǎo) 裝置25前端側(cè)的極限位置(參照由交替的長短虛線表示的安裝頭33)的最前面移動位置 與安裝頭33移動到頭移動引導(dǎo)裝置25后端側(cè)的極限位置(參照由實線表示的安裝頭33) 的最后面移動位置之間的移動區(qū)域的區(qū)域R2上移動。除了拾取點Pl和中間點P2以外，安 裝頭33的該移動區(qū)域R2還包括對在中間點P2處拾取的元件7進行封裝的點(下文中稱 為封裝點3)。該封裝點3限定在基板保持臺4上，作為基于基臺2的坐標(biāo)系統(tǒng)的固定點。此外，在圖4中，壓印頭43也可以在作為沿Y軸方向定義在壓印頭43移動到頭移 動引導(dǎo)裝置25前端側(cè)的極限位置(參照由交替的長短虛線表示的壓印頭43)的最前面移 動位置與壓印頭43移動到頭移動引導(dǎo)裝置25后端側(cè)的極限位置(參照由實線表示的壓印 頭43)的最后面移動位置之間的移動區(qū)域的區(qū)域R3上移動。如同安裝頭33的移動區(qū)域R2 一樣，除了拾取點Pl和中間點P2以外，壓印頭43的該移動區(qū)域R3還包括封裝點3。正如之前已經(jīng)描述的，支架構(gòu)件12的載置部11的前部區(qū)域Ila定位在限定于元 件供應(yīng)臺3與基板保持臺4之間(拾取點Pl與封裝點P3之間)的區(qū)域RO內(nèi)。在載置部 11的前部區(qū)域Ila中，導(dǎo)軌構(gòu)件51設(shè)置成被支撐在框架構(gòu)件52上，并且導(dǎo)軌構(gòu)件51沿與 元件供應(yīng)臺3和基板保持臺4對準(zhǔn)的水平方向(即，Y軸方向)成直角的水平方向(即，X 軸方向)延伸。滑塊部15a形成在移動工作臺15的下表面上，并且使該滑塊部15a與導(dǎo)軌 構(gòu)件15接合，從而允許整個移動工作臺15沿X軸方向移動。在圖5和6中，螺桿支撐構(gòu)件53、54直立于框架構(gòu)件52的左右端部。平行于導(dǎo)軌 構(gòu)件51延伸(即，沿X軸方向)的進給螺桿55的端部可旋轉(zhuǎn)地支撐在兩個螺桿支撐構(gòu)件 53,54中。螺母部15b (圖2)設(shè)置在移動工作臺15的下表面上，并且螺母部15b旋擰在進 給螺桿55上。當(dāng)進給螺桿55在附接到右手的螺桿支撐構(gòu)件54的工作臺移動電機56的作 用下圍繞X軸旋轉(zhuǎn)時，移動工作臺15沿著導(dǎo)軌構(gòu)件51在X軸方向上移動。以此方式，滑塊 部15a、螺母部15b、導(dǎo)軌構(gòu)件51和工作臺移動電機56構(gòu)成用于使定位在元件供應(yīng)臺3與 基板保持臺4之間的移動工作臺15在X軸方向上移動的移動工作臺移動機構(gòu)57(圖3)。在圖5和6中，中間臺16、基準(zhǔn)臺61、元件處置部62和工具保持構(gòu)件63以從左開 始的順序依次設(shè)置在移動工作臺15的上表面上。此外，元件識別照相機17以其圖像捕獲 平面17a向上取向的姿態(tài)設(shè)置在移動工作臺15的后部?；鶞?zhǔn)臺61包括位于其上表面上的 基準(zhǔn)標(biāo)記61a。在元件處置部62的上表面中開有廢棄元件處置口 62a。保持在工具保持構(gòu)件63上的是設(shè)置在拾取頭22上的拾取工具23的替換拾取工具(由附圖標(biāo)記23a表示)、 設(shè)置在安裝頭33上的安裝工具34的替換安裝工具(由附圖標(biāo)記34a表示)、以及設(shè)置在壓 印頭43上的壓印頭44的替換工具(由附圖標(biāo)記44a表示)。這里，基準(zhǔn)標(biāo)記61a旨在用于 修正(校準(zhǔn))因熱膨脹等引起的移動工作臺15的位置誤差。拾取頭22的替換拾取工具23a、安裝頭33的替換安裝工具34a和壓印頭43的替 換壓印工具44a在工具保持構(gòu)件63上作為單獨的替換工具23a、34a、44a的組而設(shè)置。例 如，如圖5和6所示，在替換工具容納部布置成兩排的情況下，這兩排替換工具容納部分成 例如三個區(qū)域(第一區(qū)域Si、第二區(qū)域S2和第三區(qū)域S3)，如圖7(a)所示。這樣，替換拾 取工具23a容納在第一區(qū)域Sl中，替換安裝工具34a容納在第二區(qū)域S2中，替換壓印工具 44a容納在第三區(qū)域S3中。這樣一來，各組替換工具優(yōu)選地設(shè)置在接近替換工具要附接的 頭的側(cè)部。結(jié)果，如在該實施例中，在拾取頭22、安裝頭33和壓印頭43設(shè)置成自工具保持 構(gòu)件63的前方以該順序依次對準(zhǔn)的情況下，如圖7 (a)所示，容納替換拾取工具23a的第一 區(qū)域Sl設(shè)置在前排，容納替換壓印工具44a的第三區(qū)域S3設(shè)置在后排。此外，如圖7(b)所示，在工具保持構(gòu)件63構(gòu)造成替換工具容納部被分成沿Y軸 方向?qū)?zhǔn)的三排的情況下，可以使替換工具23a、34a、44a的布置順序與對應(yīng)的頭(拾取頭 22、安裝頭33和壓印頭43)的布置順序(頭的移動方向，即，頭在Y軸方向上對準(zhǔn)的順序) 相同。在該實施例中，可取的是，容納替換拾取工具23a的第一區(qū)域Si、容納替換安裝工具 34a的第二區(qū)域S2和容納替換壓印工具44a的第三區(qū)域S3以該順序從前方依次對準(zhǔn)。此外，標(biāo)記M貼附到相應(yīng)的工具23、34、44(23a、34a、44a)，標(biāo)記M能夠從上方看到 (在圖8中，僅示出替換工具23a、44a)。在各替換工具23a、34a、44a容納(設(shè)置)在工具容 納構(gòu)件63上之后，貼附到各替換工具的標(biāo)記是用照相機識別的圖像，該照相機的用于捕獲 圖像的視場向下取向，從而能夠校驗各替換工具設(shè)置在工具保持構(gòu)件63上的適當(dāng)區(qū)域中。在圖1和2中，元件供應(yīng)臺照相機71、中間臺照相機72和基板保持臺照相機73以 其圖像捕獲平面向下取向的姿態(tài)且以該順序依次在左手側(cè)設(shè)置在頭移動引導(dǎo)裝置25的上 方。如圖4所示，元件供應(yīng)臺照相機71的光軸Ll通過設(shè)定在元件供應(yīng)臺3上的拾取點P1， 中間臺照相機72的光軸L2通過設(shè)定在中間臺16上的中間點P2。此外，基板保持臺照相機 73的光軸L3通過設(shè)定在基板保持臺4上的封裝點P3。在圖3中，設(shè)置在元件封裝系統(tǒng)1中的控制單元80控制元件供應(yīng)臺移動機構(gòu)6的 操作，以使元件供應(yīng)臺3相對于基臺2在水平方向上移動?？刂茊卧?0控制移動工作臺移 動機構(gòu)57的操作，以使移動工作臺15相對于基臺2在X軸方向上沿著導(dǎo)軌構(gòu)件51移動。此外，控制單元80控制拾取頭移動機構(gòu)20，以使拾取頭22在Y軸方向和Z軸方向 上移動?？刂茊卧?0控制拾取頭抽吸機構(gòu)24的操作，以使拾取頭22經(jīng)由拾取工具23抽 吸元件7。此外，控制單元80控制安裝頭水平移動機構(gòu)30的操作，以使附接到前移動板27 的安裝頭33在水平方向(Y軸方向)上移動?？刂茊卧?0控制安裝頭升降機構(gòu)31的操作， 以使安裝頭33上升或下降。此外，控制單元80控制安裝頭抽吸機構(gòu)35的操作，以使安裝 頭33經(jīng)由安裝工具34抽吸元件7。此外，控制單元80控制壓印頭水平移動機構(gòu)40的操作，以使附接到后移動板28 的壓印頭43在水平方向(Y軸方向)上移動?？刂茊卧?0控制壓印頭升降機構(gòu)41的操作，以使壓印頭43上升或下降，從而使壓印工具44吸取壓印膏劑容器45中的膏劑，從而將膏 劑壓印到被保持在基板保持臺4上的基板14上?？刂茊卧?0驅(qū)動彈射裝置10，以使位于元件供應(yīng)臺3上的拾取點Pl處的元件7 強行提升。此外，控制單元80控制元件供應(yīng)臺照相機71的操作，以使該照相機捕獲包括拾取 點Pl的區(qū)域的圖像?？刂茊卧?0控制中間臺照相機72的操作，以使該照相機捕獲包括中 間點P2的區(qū)域的圖像。控制單元80控制基板保持臺照相機73的操作，以使該照相機捕獲 包括封裝點P3的區(qū)域的圖像。控制單元80控制元件識別照相機17的操作，以使該照相機 捕獲位于其正上方的區(qū)域的圖像。由元件供應(yīng)臺照相機71、中間臺照相機72、基板保持臺 照相機73和元件識別照相機17捕獲的圖像被輸入到控制單元80中(圖3)。通過用中間臺照相機72周期性地或在預(yù)定時間捕獲基準(zhǔn)標(biāo)記61a的圖像，來識別 移動工作臺15的位置，控制單元80對移動工作臺15執(zhí)行校準(zhǔn)以修正移動工作臺15在X 軸方向上的位置誤差。接下來，在元件封裝系統(tǒng)1中，將描述將元件供應(yīng)臺3上的元件7安裝在被保持在 基板保持臺4上的基板14上的過程。在圖2中，首先，控制單元80控制晶片傳送機構(gòu)(未示出)的操作，以使元件供應(yīng) 臺3保持被切割成多個元件7的半導(dǎo)體晶片8。然后，控制單元80控制基板傳送機構(gòu)(未 示出)的操作，以使基板保持臺4保持構(gòu)成其中將要封裝有元件7的目標(biāo)基板的基板14(準(zhǔn) 備步驟)。在完成準(zhǔn)備步驟時，控制單元80使中間臺16在X軸方向上移動，使得中間臺16 上的預(yù)定位置(例如，中間臺16的中心位置)定位在中間點P2(中間臺對準(zhǔn)步驟)。在完成中間臺對準(zhǔn)步驟時，在參照元件供應(yīng)臺照相機71捕獲的圖像的同時，控制 單元80使元件供應(yīng)臺3上的半導(dǎo)體晶片8在水平面內(nèi)移動，從而使構(gòu)成封裝目標(biāo)元件的元 件7定位在拾取點Pl (元件對準(zhǔn)步驟)。然后，在參照基板保持臺照相機73捕獲的圖像的 同時，控制單元80使基板保持臺4上的基板14在水平面內(nèi)移動，從而使基板14上的目標(biāo) 封裝部定位在封裝點P3 (基板對準(zhǔn)步驟)。在完成元件對準(zhǔn)步驟和基板對準(zhǔn)步驟時，控制單元80使拾取頭22定位在拾取點 P1，然后使拾取工具23抽吸元件7 (拾取頭的拾取步驟，其中拾取頭22如圖2中的箭頭A所 示移動)。在該拾取頭的拾取步驟中，為了使拾取工具23易于抽吸元件7，控制單元80致 動彈射裝置10，以使元件7強行從下方提升。在完成拾取頭的拾取步驟時，控制單元80使拾取頭22從拾取點Pl移動到中間點 P2，從而使元件7移動到中間臺16 (元件移動和放置步驟，其中拾取頭22如圖2中的箭頭 A2所示移動)。已經(jīng)將元件7移動并放置在中間臺16上之后，拾取頭22回到拾取點Pl以 執(zhí)行下一個拾取頭的拾取操作。在完成元件移動和放置步驟之后，控制單元80參照中間臺照相機72捕獲的圖像， 來計算元件7與中間臺16上的中間點P2的位置誤差(位置誤差計算步驟)。這里，在獲得 元件7在X軸方向上與中間點2的誤差量時，控制單元80使移動工作臺15沿X軸方向移 動，從而修正X軸方向上的誤差量(X軸位置修正步驟)。在完成位置誤差計算步驟和X軸位置修正步驟時，控制單元80使安裝頭33移動到位于中間點P2上方的位置，以使安裝工具34抽吸在元件移動和放置步驟中被放置在中 間點2處的元件7，從而拾取元件7 (安裝頭的拾取步驟，其中安裝頭33如圖2中的箭頭A3 所示移動)。此時，控制安裝頭33在中間點P2上方在Y軸方向上的位置，從而修正在位置 誤差計算步驟中得到的元件在Y軸方向上與中間點P2的誤差量。然后，至多與安裝頭的拾取步驟同時，控制單元80使壓印頭43從等待位置(位于 頭移動引導(dǎo)裝置25的后端部區(qū)域，參照圖2所示的壓印頭43的位置)移動到封裝點P3上 方的位置，使得壓印頭43將膏劑壓印到封裝點P3上(S卩，基板14上的封裝目標(biāo)部)(膏劑 壓印步驟，其中壓印頭43如圖2中的箭頭A4所示移動)。在完成膏劑壓印步驟時，控制單元80使壓印頭43從封裝點P3退回到等待位置 (壓印頭退回步驟)。然后，完成壓印頭退回步驟之后，控制單元80立即使安裝頭33從中 間點P2移動到封裝點P3上方的位置，從而將在安裝頭的拾取步驟中拾取的元件7安裝在 封裝點P3處(元件安裝步驟，其中安裝頭33如圖2中的箭頭A5所示移動)。通過這一系 列操作，供應(yīng)到元件供應(yīng)臺3上的拾取點Pl的元件7經(jīng)由中間臺16被封裝在基板14上的 目標(biāo)封裝部上。在元件7已經(jīng)以上述方式封裝在基板14上的目標(biāo)封裝部上時，不斷地重復(fù)準(zhǔn)備步 驟之后的步驟(中間臺對準(zhǔn)步驟_>元件對準(zhǔn)步驟和基板對準(zhǔn)步驟->..._ >元件安裝步 驟)ο在元件安裝步驟中，在由安裝頭33從中間點P2拾取的元件7在元件識別照相機 17的上方通過時，控制單元80使安裝頭33的移動暫時停止，使得被吸到安裝工具34的元 件7在元件識別照相機17的正上方的區(qū)域中(即，在元件識別照相機17的圖像捕獲視場 內(nèi))保持靜止，由此捕獲元件7的圖像(或者，對元件7進行識別)，從而獲得有關(guān)元件7位 置的信息。通過該操作，控制單元80可以計算元件7相對于安裝工具34的抽吸誤差。然 后，當(dāng)元件7安裝在基板14上時，控制單元80控制安裝頭33的移動距離，從而修正抽吸誤 差，使得能夠允許元件7被準(zhǔn)確地封裝于基板14上的封裝目標(biāo)部。順便提及，在按照目前為止已經(jīng)描述的那樣構(gòu)造的元件封裝系統(tǒng)1中，在封裝元 件的過程中間，需要將附接到拾取工具22的拾取工具23、附接到安裝頭33的安裝工具34 和附接到壓印頭43的壓印工具44更換為與要封裝在基板14上的元件7的形狀相匹配的 相應(yīng)的替換工具。如前面所描述的，這些替換工具(替換拾取工具23a、替換安裝工具34a 和替換壓印工具44a)被保持在工具保持構(gòu)件63上(圖5、6)。然而，由于工具保持構(gòu)件63 設(shè)置在拾取頭22在Y軸方向上能夠移動的移動區(qū)域R1、安裝頭33在Y軸方向上能夠移動 的移動區(qū)域R2和壓印頭43在Y軸方向上能夠移動的移動區(qū)域R3的重疊區(qū)域R(圖4)內(nèi) (位于設(shè)置在重疊區(qū)域R內(nèi)的移動工作臺15上)，該重疊區(qū)域R位于沿Y軸方向(在拾取 點Pl與封裝點P3之間)限定在元件供應(yīng)臺3與基板保持臺4之間的區(qū)域RO (圖4)內(nèi)，因 此工具保持構(gòu)件63可以從諸如拾取頭22、安裝頭33和壓印頭43的三個頭接近，以更換工 具(拾取工具23、安裝工具34和壓印工具44)(參照圖9中所示的拾取頭22的移動路徑 D1、安裝頭33的移動路徑D2和壓印頭43的移動路徑D3)。此外，如上所述，元件處置部62(圖5和6)設(shè)置在移動工作臺15上。與中間臺16 和工具保持構(gòu)件63 —樣，元件處置部62也設(shè)置在拾取頭22的移動區(qū)域Rl與安裝頭33的 移動區(qū)域R2的重疊區(qū)域R內(nèi)。因此，拾取頭22和安裝頭33都可接近移動工作臺15上的元件處置部62，由此，被判斷為不適于安裝或封裝的元件7可以在被安裝在基板14上之前 從廢棄元件處置口 62a中除掉。此外，在該元件封裝系統(tǒng)1中，當(dāng)對安裝頭33和壓印頭43進行維修作業(yè)時，如圖4 所示，安裝頭33和壓印頭43沿著頭移動引導(dǎo)裝置25在Y軸方向上盡可能地向前移動。這 里，如前面所述的，由于頭移動引導(dǎo)裝置25的前端部向前(向與基板保持臺4相反的一側(cè)) 延伸以超過位于元件供應(yīng)臺3上方的位置，因此安裝頭33和壓印頭43可以移動到位于元 件供應(yīng)臺3上方的位置，從而操作者可以很容易地對安裝頭33和壓印頭43進行維修作業(yè)。此外，由于在中間臺16處反復(fù)執(zhí)行元件7的放置和拾取，因此中間臺16的表面因 硅粉塵等而變臟，因此，中間臺16的表面需要定期清潔。中間臺清潔器90設(shè)置在框架構(gòu)件 52的左側(cè)，用于清潔中間臺16。如圖5和6所示，中間臺清潔器90具有垂直部91和刷部93，該垂直部91設(shè)置成從 框架構(gòu)件52向上延伸，刷部93從垂直部91的上端部水平延伸以與框架構(gòu)件52交叉(即， 在Y軸方向上)，并且，在刷部93的下表面上安置有許多向下延伸的刷纖維92?？刂茊卧?80控制工作臺移動電機56的操作，以使移動工作臺15反復(fù)地沿著導(dǎo)軌構(gòu)件51在Y軸方向 上移動。這樣，刷纖維92清掃中間臺16的表面，以使表面得到清潔(圖6)。抽吸口(未示 出)設(shè)置在刷部93的下表面(安置有刷纖維92的表面)中。該抽吸口經(jīng)由延伸通過刷部 93內(nèi)部的內(nèi)部抽吸管線(未示出)和連接到固定至垂直部91的連接器94且在刷部93的 外部延伸的外部抽吸管線95與真空抽吸機構(gòu)(未示出)相連?？刂茊卧?0控制該真空抽 吸機構(gòu)的操作，以從外部抽吸管線95和內(nèi)部抽吸管線中抽吸出空氣，從而能夠?qū)⒂伤⒗w維 92去除的中間臺16上的污物和粉塵吸出到框架構(gòu)件52或系統(tǒng)的外部。這樣，正如前面已經(jīng)描述的，在根據(jù)該實施例的元件封裝系統(tǒng)1中，移動工作臺15 設(shè)置在位于用于供應(yīng)元件7的元件供應(yīng)臺3 (元件供應(yīng)部)與用于保持基板14的基板保 持臺4(基板保持部)之間的區(qū)域中，并且這樣設(shè)置的移動工作臺15可以在與元件供應(yīng)臺 3和基板保持臺4對準(zhǔn)的水平方向(第一方向，即，Y軸方向)成直角的水平方向(第二方 向，即，X軸方向)上自由地移動。然后，工具保持構(gòu)件63在移動工作臺15上設(shè)置在拾取 頭22能夠移動的移動區(qū)域R1、安裝頭33能夠移動的移動區(qū)域R2和壓印頭43能夠移動的 移動區(qū)域R3重疊的重疊區(qū)域R中。因此，即使諸如拾取頭22、安裝頭33和壓印頭43的三 個頭可以接近的工具保持構(gòu)件63安裝在元件供應(yīng)臺3與基板保持臺4之間，也可以使元件 封裝系統(tǒng)1作為一個整體在尺寸上緊湊。此外，移動工作臺15設(shè)計成在與元件供應(yīng)臺3和基板保持臺4對準(zhǔn)的方向(Y軸 方向)成直角的方向(X軸方向)上自由移動。在該構(gòu)造中，隨著移動工作臺15在X軸方 向上移動，移動工作臺15上的任何位置都可被諸如拾取頭22、安裝頭33和壓印頭43的三 個頭接近。這樣，通過將除了工具保持構(gòu)件63以外的拾取頭22、安裝頭33和壓印頭43所 共用的設(shè)備安裝在移動工作臺15上，可以進一步提高可作業(yè)性。此外，正如上面描述的，在工具保持構(gòu)件63構(gòu)造成替換工具容納部沿Y軸方向布 置成三排(或大于三排)的情況下，可以使拾取頭22、安裝頭33和壓印頭43對準(zhǔn)的順序與 替換拾取工具23a、替換安裝工具34a和替換壓印工具44a在工具保持構(gòu)件63上的布置順 序相同。通過采用該構(gòu)造，可以縮短更換工具所需的時間，因此循環(huán)時間可以提高工具更換 時間減少的那么多。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明不限于實施例中已經(jīng)示出的那些。 例如，在實施例中，雖然支撐被切割成多個元件7的半導(dǎo)體晶片8的元件供應(yīng)臺3被描述為 用于供應(yīng)元件的元件供應(yīng)部的示例，但是元件供應(yīng)部不限于這種類似臺的部分，而是，元件 供應(yīng)部可以采取不同于類似臺的元件供應(yīng)部的帶饋送器或盤饋送器的形式。此外，在上述 的實施例中，雖然基準(zhǔn)工作臺61和元件處置部62被描述為是除了中間臺16、工具保持構(gòu)件 63和元件識別照相機17以外的設(shè)置在移動工作臺15上的構(gòu)成要素，但是設(shè)置在移動工作 臺15上的不限于所描述的那些，而是可以在移動工作臺15上設(shè)置任何其它的設(shè)備，只要它 能夠改善可作業(yè)性即可。本發(fā)明提供了元件封裝系統(tǒng)，即使可以由諸如拾取頭、安裝頭和壓印頭的三個頭 接近的工具保持構(gòu)件安裝在元件供應(yīng)部和基板保持部之間，該元件封裝系統(tǒng)也可以作為一 個整體在尺寸上緊湊。
權(quán)利要求
一種元件封裝系統(tǒng)，包括元件供應(yīng)部，供應(yīng)元件；基板保持部，保持基板；壓印頭，設(shè)置成能夠在水平的第一方向上移動，元件供應(yīng)部和基板保持部在該第一方向上對準(zhǔn)，該壓印頭利用壓印工具將膏劑壓印到被保持在基板保持部上的基板上；拾取頭，設(shè)置成能夠在第一方向上移動，用于通過拾取工具拾取元件供應(yīng)部所供應(yīng)的元件；安裝頭，設(shè)置成能夠在第一方向上移動，用于通過安裝工具接收拾取頭所拾取的元件，以將元件安裝在已經(jīng)由壓印頭壓印有膏劑的基板上；和工具保持構(gòu)件，保持用于拾取工具、安裝工具和壓印工具的替換工具；其中，在位于元件供應(yīng)部與基板保持部之間的區(qū)域中設(shè)置有移動工作臺，該移動工作臺能夠在水平的第二方向上移動，該第二方向與第一方向成直角；并且其中，工具保持構(gòu)件設(shè)置在移動工作臺上的一區(qū)域中，在該區(qū)域中，拾取頭能夠移動的移動區(qū)域、安裝頭能夠移動的移動區(qū)域和壓印頭能夠移動的移動區(qū)域重疊。
2.如權(quán)利要求1的元件封裝系統(tǒng)，其中，拾取頭、安裝頭和壓印頭對準(zhǔn)的順序與替換拾 取工具、替換安裝工具和替換壓印工具在工具保持構(gòu)件上對準(zhǔn)的順序相同。
3.—種元件封裝系統(tǒng)中的元件封裝方法，該元件封裝系統(tǒng)包括壓印頭，設(shè)置成在沿 著水平的第一方向設(shè)置的引導(dǎo)裝置上自由地移動，用于供應(yīng)元件的元件供應(yīng)部和用于保持 基板的基板保持部在該第一方向上對準(zhǔn)，并且，該壓印頭利用壓印工具將膏劑壓印到被保 持于基板保持部的基板上；拾取頭，設(shè)置成在引導(dǎo)裝置上自由地移動，并利用拾取工具拾取 元件供應(yīng)部所供應(yīng)的元件；安裝頭，設(shè)置成在引導(dǎo)裝置上自由地移動，并利用安裝工具接收 拾取頭所拾取的元件，以將這樣接收到的元件安裝在已經(jīng)由壓印頭壓印有膏劑的基板上； 和工具保持構(gòu)件，在元件供應(yīng)部與基板保持部之間設(shè)置在拾取頭、安裝頭和壓印頭分別能 夠移動的移動區(qū)域的重疊區(qū)域上，并將用于拾取工具、安裝工具和壓印工具的替換工具保 持在移動工作臺上，該移動工作臺能夠在水平的第二方向上自由地移動，該第二方向與第 一方向成直角，用于將元件封裝在基板上的預(yù)定位置的方法包括如下步驟將替換拾取工具、替換安裝工具和替換壓印工具設(shè)置在工具保持構(gòu)件上，使得各替換 工具的布置順序變得與拾取頭、安裝頭和壓印頭對準(zhǔn)的順序相同； 將拾取工具更換為替換拾取工具； 用替換拾取工具拾取元件； 將安裝工具更換為替換安裝工具； 用替換安裝工具接收拾取的元件； 將壓印工具更換為替換壓印工具；和用替換壓印工具將膏劑壓印到被保持在基板保持部上的基板上。
4.如權(quán)利要求3的元件封裝方法，其中，將拾取工具更換為替換拾取工具系根據(jù)所供 應(yīng)的元件的類型來進行；將安裝工具更換為替換安裝工具系根據(jù)所供應(yīng)的元件的類型來進 行；并且，將壓印工具更換為替換壓印工具系根據(jù)所供應(yīng)的元件的類型來進行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種元件封裝系統(tǒng)和元件封裝方法。保持著用于設(shè)置成在元件供應(yīng)臺(3)和基板保持臺(4)對準(zhǔn)的Y軸方向上自由移動的拾取頭(22)、安裝頭(33)和壓印頭(44)的替換工具(23a，34a，44a)的工具保持構(gòu)件(63)設(shè)置在拾取頭(22)能夠移動的移動區(qū)域(R1)、安裝頭(33)能夠移動的移動區(qū)域(R2)和壓印頭(43)能夠移動的移動區(qū)域(R3)的重疊區(qū)域(R)上，該工具保持構(gòu)件(63)位于移動工作臺(15)上，該移動工作臺(15)設(shè)置在位于元件供應(yīng)臺(3)和基板保持臺(4)之間的區(qū)域(R0)中，以在與Y軸成直角的X軸方向上自由移動。
文檔編號H01L21/58GK101908492SQ20101019669
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者平木勉 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社