| 【発明の名称】 |
位置決めとボールマウント検査の装置及び方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 樹治
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、ワークの位置決め用の光学装置とマウント後のボールマウント検査用の光学装置を各々別々に設けるといった無駄をなくし、同じ光学系認識手段によりワークの位置決めとマウント後のボールマウント検査を行うものである。
【解決手段】本発明は、ワークの位置決めとボールマウントの検査装置において、次の手段を採用する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ワークを保持するワークステージと、ワークステージのワークを撮像して位置決めとマウント後のボールマウント検査の両方を行う光学系認識手段と、光学系認識手段とワークステージを相対移動させる駆動手段とを有することを特徴とするワークの位置決めとボールマウント検査の装置。
【請求項２】駆動手段により光学系認識手段とワークが保持されているワークステージを相対移動させ、光学系認識手段によりワークステージのワークを撮像し、マウント前の位置決めとマウント後のボールマウント検査を同一の光学系認識手段で行うことを特徴とするワークの位置決めとボールマウント検査の方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハや基板に半田ボールや半田バンプ等をマウントするボールマウント装置において利用されるワークの位置決めとマウント後のボールマウント検査を行う装置及び方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半田ボールマウント装置におけるワークの位置決めに光学装置を使用するものは知られている。又、マウント後に光学装置にてボールマウント検査を行うものも知られている。しかし、いずれも光学装置は各々別個に設けられており、無駄が多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ワークの位置決め用の光学装置とマウント後のボールマウント検査用の光学装置を各々別々に設けるといった無駄をなくし、同じ光学系認識手段によりワークの位置決めとマウント後のボールマウント検査を行う装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、上記課題を解決するため、ワークを保持するワークステージと、ワークステージのワークを撮像して位置決めとマウント後のボールマウント検査の両方を行う光学系認識手段と、光学系認識手段とワークステージを相対移動させる駆動手段とを有することを特徴とするワークの位置決めとボールマウントの検査装置を提供するものである。
【０００５】第２の発明は、駆動手段により光学系認識手段とワークが保持されているワークステージを相対移動させ、光学系認識手段によりワークステージのワークを撮像し、マウント前の位置決めとマウント後のボールマウント検査を同一の光学系認識手段で行うことを特徴とするワークの位置決めとボールマウント検査の方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明が実施される半田ボールマウント装置の平面図である。該半田ボールマウント装置は、ウエハ供給部１と、フラックス転写部２と、ボールマウント部３と、ワーク駆動機構４とで構成される。本発明であるワークの位置決め及びボールマウント検査装置は、ワーク駆動機構４に存在する。
【０００７】本実施例におけるワークはウエハ１８であり、ウエハ１８表面には、図５に示されるように、位置決めに用いられるアライメントマーク１７が、ウエハ１８の輪郭付近内側で、半田ボールがマウントされない位置である４カ所に設けられている。
【０００８】ウエハ供給部１は、供給用のウエハカセット５と、搬出用のウエハカセット６と、不良用のウエハカセット７との各ウエハカセットと、ウエハ１８の搬送を行うクリーンルーム用スカラー型ロボット９と、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８とでなる。
【０００９】本発明の特徴はワーク駆動機構４のウエハ位置決め位置８にある。ウエハ位置決め位置８の上方に、図２に示されるように、ラインＣＣＤカメラ３１が配置される。ＣＣＤカメラ３１は、ワークステージのワーク位置決め用のアライメントマーク１７を認識することと、マウント後のボールマウント検査を行うことを目的とする光学系認識手段である。
【００１０】ＣＣＤカメラ３１は、図２上前後に重なり合うように２台配置されており（図面上は前方の１台のみが表れている）、該２台のＣＣＤカメラ３１でウエハ１８全幅をカバーすることができる。ＣＣＤカメラ３１の下方には、ウエハ１８上に向いた照明器３２がＣＣＤカメラ３１と一体的に移動可能なように配備されている。
【００１１】ＣＣＤカメラ３１は、ワーク駆動機構４上のウエハ位置決め位置８上方で、ワーク駆動機構４と平行な方向（Ｘ軸方向）に、Ｘ軸駆動機構の駆動源となるモータ３３により移動可能とされている。
【００１２】ワーク駆動機構４には、ワークを保持するワークステージであるウエハステージ３０が設けられており、ウエハステージ３０を駆動させるＸ軸（図１中左右方向）とΘ軸（回転方向）の２軸の駆動機構が設けられる。Θ軸の駆動機構は、位置決めを主たる役割として採用された駆動機構であるが、Ｘ軸の駆動機構は、ワーク移動の役割と位置決めの役割を有する。
【００１３】すなわち、ＣＣＤカメラ３１とワークステージであるウエハステージ３０を相対移動させる駆動手段として、ＣＣＤカメラ３１のＸ軸駆動機構と、ウエハステージ３０のＸ軸駆動機構、及びΘ軸駆動機構が設けられている。
【００１４】ウエハステージ３０は、そのＸ軸駆動機構により、ウエハ位置決め位置８と、フラックス転写位置１１と、ボールマウント位置２０の間を移動停止可能とされている。尚、ウエハステージ３０には転写ヘッド１３とマウントヘッド２５を観察するための２台のＣＣＤカメラ２３、２３′が配備されている。
【００１５】フラックス転写部２は、転写ヘッド１３及びその駆動機構と、フラックス供給装置１０と、ワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１とからなり、転写ヘッド１３の移動路に転写ヘッド１３のクリーニング部１２が設けられている。
【００１６】フラックス供給装置１０の転写ヘッド１３には、図３に示されるように、フラックス供給装置１０とワーク駆動機構４上のフラックス転写位置１１との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられている。図中３４は、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータであり、図中３４′は、Ｙ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、転写ヘッド１３の移動の役割とともに、転写ヘッド１３とワークの位置決めにおいても利用される。
【００１７】フラックス供給装置１０には、平坦なフラックス均し部が設けられ、スキージ１５により一定厚さにフラックスを均すことができる。このフラックス均し部中には、転写ヘッド１３のフラックス転写領域に対応するフラックス供給部１６が形成される。
【００１８】ボールマウント部３は、マウントヘッド２５及びその駆動機構と、ボール供給装置１９と、ワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０と、その間に配置される余剰ボール除去装置２１と、ボール吸着ミス検査装置と、ボール吸着ミス検査装置で余剰ボールが検知されたときにマウントヘッド２５下に侵入するボール排出装置２４とで構成される。
【００１９】ボール供給装置１９はパーツフィーダのような構成をしており、マウントヘッド２５に半田ボールを供給するボールトレイ２７には、バイブレータが取り付けられている。バイブレータの振動により半田ボールを斜め上方に跳ね上げ、上方からの観察では、半田ボールはボールトレイ２７内を廻るように移動する。
【００２０】ボールトレイ２７の上方にはボールストッカ（図示されていない）からボールトレイ２７内に半田ボールを供給する供給口２８が進退自在に配置される。供給口２８の先端にはボールトレイ２７内のボール残量を検知するセンサ２９が取り付けられており、ボール残量不足を検知するとボールストッカより一定量の半田ボールを供給する。供給口２８は、半田ボール吸着時にはマウントヘッド２５との干渉を避けるため、ボールトレイ２７外へ待避する構造となっている。
【００２１】余剰ボール除去装置２１は、マウントヘッド２５に吸着された余剰ボールを除去するための除去ノズルである。
【００２２】マウントヘッド２５には、図４に示されるように、ボール供給装置１９とワーク駆動機構４上のボールマウント位置２０との間を往復するＹ軸と、Ｚ軸（昇降軸）の２軸の駆動機構が設けられる。図中３５はＺ軸駆動モータであり、図中３５′はＹ軸駆動モータである。ここにおけるＹ軸の駆動機構は、マウントヘッド２５の移動の役割とともに、マウントヘッド２５とワークの位置決めにおいても利用される。
【００２３】ボール吸着ミス検査装置は、４台のラインＣＣＤカメラ２２、２２′によりミッシングボール、エキストラボール（余剰ボール）等の吸着ミスと、マウントミスであるリメインボールとを検知する。
【００２４】以下、本実施例に係る半田ボールマウント装置の作動手順について説明する。まず、供給用のウエハカセット５から１枚ずつロボット９でウエハ１８をウエハ位置決め位置８にあるウエハステージ３０上に供給する。ウエハステージ３０では、ウエハ１８が供給されると図示されていないブロアモータを通して、ウエハステージ３０上面の穴から真空吸引を開始し、ウエハ１８を保持する。
【００２５】ウエハ１８がウエハステージ３０に供給されるときには、ウエハ位置決め位置８の上方に配置された２台のＣＣＤカメラ３１は、図５にしめされるウエハ１８表面に形成されたアライメントマーク１７を撮像できる位置に停止している。ＣＣＤカメラ３１は、アライメントマーク１７によりウエハステージ３０上のウエハ１８の姿勢を認識し、位置決めデータとする。位置決めデータは図示されていない制御装置へ送られる。ウエハ１８の位置認識が終了するとウエハステージ３０はフラックス転写位置１１へ移動する。この時、ウエハ位置決め時に記憶したＸ軸のズレを加味した位置に停止する。
【００２６】次に、フラックス供給装置１０では、スキージ１５によりフラックス表面を均し、転写ヘッド１３が下降し、転写ヘッド１３とフラックス供給部１６が接触し、所定圧力以上の負荷がかかった時点でフラックス供給の終了と判断し、転写ヘッド１３の下降を停止し、上昇する。
【００２７】その後、フラックス転写位置１１へ移動し、ウエハステージ３０に設けられた２台のＣＣＤカメラ２３、２３′で転写ヘッド１３のアライメントマークを認識する。この認識結果に先に認識したウエハ１８の位置データを加味し、転写ヘッド１３の１軸（Ｙ軸）とウエハステージ３０の２軸（Ｘ軸、Θ軸）でウエハ１８と転写ヘッド１３の位置が整合するように位置合わせを行う。
【００２８】位置合わせ後、転写ヘッド１３を下降させ、転写ヘッド１３のＺ軸駆動モータ３４への負荷が一定値に達した時点で転写終了と判断し、転写ヘッド１３を上昇させる。上昇後、転写ヘッド１３はフラックス供給装置１０へ戻り、ウエハステージ３０はボールマウント位置２０へ移動する。
【００２９】他方、マウントヘッド２５は、ボール供給装置１９の上方より下降して指定位置で停止し、図示されていないブロアモータより吸引力を与えられ、半田ボールをマウントヘッド２５下面に吸着させる。マウントヘッド２５内圧が所定圧力より低くなった時点で、吸着完了と判断し、マウントヘッド２５を上昇させる。その後余剰ボール除去装置２１で余剰ボールを除去して、ボール吸着ミス検査装置へ移動する。
【００３０】ボール吸着ミスがあった場合、ミッシングボールなら再度ボール供給装置１９へ移動し、吸着動作を繰り返す。余剰ボールがあった場合には、ボール排出装置２４がマウントヘッド２５下へ侵入し、ボール排出装置２４内へ吸着ボールを全て排出した後、再度ボール供給装置１９へ移動し、吸着動作を繰り返す。
【００３１】異常がなかった場合には、ボールマウント位置２０へ移動する。ボールマウント位置２０では、ウエハステージ３０に設けられたＣＣＤカメラ２３、２３′でマウントヘッド２５下面のアライメントマークを認識し、フラックス転写位置同様に位置決めを行う。位置決め後マウントヘッド２５は下降し、ボールマウント位置２０のウエハ１８上に半田ボールをマウントして、その後上昇する。
【００３２】半田ボールのマウントが終了したウエハステージ３０はウエハ位置決め位置８へ戻る。ウエハステージ３０がウエハ位置決め位置８へ戻ってくるときには、ＣＣＤカメラ３１は事前にボールマウント検査位置へ移動し停止している。ボールマウント検査位置はウエハ１８のアライメントマーク１７を撮像できる位置と同じでもよい。該ＣＣＤカメラ３１により、ウエハ上の半田ボールのマウント状況を検査する。
【００３３】ＣＣＤカメラ３１の下をワーク駆動機構４によりウエハステージ３０が移動するときに、ＣＣＤカメラ３１で、ウエハステージ上のウエハ１８の全面をスキャニングし、連続的にウエハ１８の画像を取り込み、ボールマウントの不良がないかを判断する。
【００３４】検査の結果、ウエハ１８へのボールマウントが良好ならば、該ウエハ１８を搬出用のウエハカセット６へ、ボールマウントが不良ならば不良用のウエハカセット７へ、ロボット９により挿入する。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、ワークを保持するワークステージと、ワークステージのワークを撮像して位置決めとマウント後のボールマウント検査の両方を行う光学系認識手段と、光学系認識手段とワークステージを相対移動させる駆動手段とを有するものとしたため、ワークの位置決め用の光学装置とマウント後のボールマウント検査用の光学装置とを各々別々に設けるといった無駄をなくすことができた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２５３０１９
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年６月３０日（１９９９．６．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８０１０４
【弁理士】
【氏名又は名称】仁科 勝史
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２９１４（Ｐ２００１−１２９１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１９日（２００１．１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１８６０９０ |
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