部件裝配裝置及部件裝配方法

2023-05-30 17:00:31 2

專利名稱：部件裝配裝置及部件裝配方法
技術領域：
本發明涉及部件裝配裝置及部件裝配方法。本發明特別涉及一種用於在基板上疊置多個IC晶片等部件來進行裝配的堆疊裝配的裝置及方法。
背景技術：
在專利文獻1中公開有用於在基板上裝配IC晶片的部件裝配裝置。該部件裝配裝置具備用於從裝置外向裝置內供給基板的加載機(loader)；保持基板的裝配載物臺；從加載機向裝配載物臺上搬入基板的基板搬入裝置；向保持於裝配載物臺上的基板裝配IC晶片的裝配頭；將IC晶片從部件供給部搬運至裝配頭的搬運頭；將已裝配了IC晶片的基板從裝置內排出到裝置外的卸載機(unloader)；以及將已裝配了IC晶片的基板從裝配載物臺搬出到卸載機的基板搬出裝置。
近年來，為了高功能化、高集成化等，對在基板上疊置多個IC晶片等部件來進行裝配的堆疊裝配的要求正在提高。在堆疊裝配中，成為部件安裝或底層填料(underfill)等的液態材料的塗敷的基準的高度正在變成裝配部件的高度。但是，尚未提供可以有效執行考慮到該堆疊裝配的特徵的堆疊裝配的部件裝配裝置。
專利文獻1日本專利文獻特開2004-186182號公報。

發明內容
本發明以提供一種可以有效地進行堆疊裝配的部件裝配裝置及部件裝配方法為課題。
本發明的第一方式為提供一種在基板上疊置裝配多個部件的部件裝配裝置，包括載物臺，其高度位置被固定，並保持所述基板；裝配頭，其可釋放地保持所述部件，從所述載物臺上方的固定的第一基準高度位置向所述載物臺下降，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上；裝配基準高度計算部，對與從所述第一基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離相對應的裝配基準高度進行計算；第一目標移動高度計算部，其至少根據所述裝配基準高度計算部計算的所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度來計算第一目標移動高度；以及控制部，其使保持所述部件的所述裝配頭從所述第一基準高度位置下降至所述第一目標移動高度，並將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
安裝基準高度計算部計算與從所述第一基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離相對應的裝配基準高度，第一目標移動高度計算部使用裝配基準高度來計算第一目標移動高度。裝配頭從第一基準高度位置下降至第一目標移動高度，將保持的部件裝配在基板或已裝配的部件上。因而，已裝配的部件的個數、即在基板上已裝配的部件的層數越增加，第一目標移動高度就越上升，越接近第一基準高度位置。換言之，隨著在基板上裝配的部件的層數增加，自動調節保持接下來要裝配的部件的裝配頭從第一基準高度位置向載物臺下降的量。其結果是，連續地堆疊裝配多個部件成為可能，從而可以有效地進行堆疊裝配。
具體而言，所述裝配頭具備保持所述部件的保持部；該保持部可以沿所述第一基準高度位置方向變位的基部；以及對裝配所述部件時所述保持部相對於所述基部的變位量、即實際壓入量進行檢測的第一傳感器；所述裝配基準高度計算部至少根據所述實際壓入量計算所述裝配基準高度。
作為代替方案，所述裝配頭具備第二傳感器，該第二傳感器對以所述第一基準高度位置為基準的裝配所述部件時的所述裝配頭的高度、即實際移動高度進行檢測，所述裝配基準高度計算部至少根據所述實際移動高度計算所述裝配基準高度。
所述部件裝配裝置還具備可至少識別保持在所述裝配頭上的部件和所述基板的識別照相機，所述控制部可以使用所述識別照相機對所述基板的識別結果，執行保持在所述裝配頭上的部件相對於所述已裝配的部件的定位。另外，部件裝配裝置還具備可至少識別保持在所述裝配頭上的部件和已裝配在所述基板上的最下層的部件的識別照相機，所述控制部可以使用所述識別照相機對所述最下層的部件的識別結果，執行保持在所述裝配頭上的部件相對於所述已裝配的部件的定位。通過將同一對象、即基板或最下層的部件作為基準來執行要裝配的部件相對已裝配的部件的定位，可以穩定地進行高精度的堆疊裝配。進而，部件裝配裝置還具備可以至少識別保持在所述裝配頭上的部件和所述已裝配的部件中的最上層的部件的識別照相機，所述控制部可以使用所述識別照相機對所述最上層的部件的識別結果，執行保持在所述裝配頭上的部件相對所述已裝配的部件的定位。
部件裝配裝置還具備塗敷頭，該塗敷頭從所述載物臺的上方的固定的第二基準高度位置向所述載物臺下降，用於對所述基板或已裝配的所述部件塗敷液態材料，此時，所述控制部還具備至少根據所述裝配基準高度計算第二目標移動高度的第二目標移動高度計算部，該控制部使所述塗敷頭從所述第二基準高度位置下降至所述第二目標移動高度計算部計算的所述第二目標高度，並向所述基板或已裝配的所述部件塗敷所述液態材料。
本發明的第二方式是一種在基板上疊置裝配多個部件的部件裝配裝置，包括載物臺，其保持所述基板並可升降；裝配頭，其可釋放地保持所述部件，從所述載物臺上方的第一基準高度位置向所述載物臺下降，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上；以及控制部，其具有載物臺高度計算部，以將與從所述第一基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離對應的裝配基準高度保持為一定的方式，對距離所述第一基準高度位置的所述載物臺的高度、即載物臺高度進行計算；和第一目標移動高度計算部，其至少根據所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度來計算第一目標移動高度；其中，在使所述載物臺下降至所述載物臺高度計算部計算出的所述載物臺高度之後，使保持所述部件的所述裝配頭從所述第一基準高度位置下降至所述第一目標移動高度計算部計算出的所述第一目標移動高度，並將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
載物臺高度計算部以將與從第一基準高度位置到基板或已裝配的部件的距離對應的裝配基準高度保持為一定的方式，對距離第一基準高度位置的載物臺的高度、即載物臺高度進行計算。在使載物臺下降至計算出的載物臺高度之後，使裝配頭下降至使用裝配基準高度計算出的第一目標移動高度，並將保持的部件裝配在基板或已裝配的部件上。換言之，已裝配的部件的個數、即已在基板上裝配的部件的層數越增加，則載物臺越下降，並從基準高度位置離開，以由此被自動地保持一定的裝配基準高度為基準，裝配頭在基板或已裝配的基板上裝配部件。因而，連續地堆疊裝配多個部件成為可能，從而可以有效地進行堆疊裝配。
具體而言，所述裝配頭具備保持所述部件的保持部；該保持部可以沿所述基準高度位置方向變位的基部；以及對裝配所述部件時所述保持部相對於所述基部的變位量、即實際壓入量進行檢測的第一傳感器；所述載物臺高度計算部至少根據所述實際壓入量計算所述載物臺高度。
作為替代方案，所述裝配頭具備第二傳感器，該第二傳感器對以所述第一基準高度位置為基準的裝配所述部件時的所述裝配頭的高度、即實際移動高度進行檢測，所述載物臺高度計算部至少根據所述實際移動高度計算所述載物臺高度。
所述部件裝配裝置還可具備塗敷頭，該塗敷頭從所述載物臺的上方的固定的第二基準高度位置向所述載物臺下降，用於對所述基板或已裝配的所述部件塗敷液態材料。此時，所述控制部還具備至少根據所述裝配基準高度計算第二目標移動高度的第二目標移動高度計算部，該控制部使所述塗敷頭從所述第二基準高度位置下降至第二目標移動高度計算部計算出的所述第二目標移動高度，並向所述基板或已裝配的所述部件塗敷所述液態材料。
本發明的第三方式在於提供一種在基板上疊置裝配多個部件的部件裝配方法，其中，設置載物臺，該載物臺保持所述基板、並被固定高度位置；設置裝配頭，該裝配頭可釋放地保持所述部件，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上；對與從所述載物臺的上方的基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離對應的裝配基準高度進行計算；至少根據所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度計算第一目標移動高度；使保持所述部件的所述裝配頭從所述基準高度位置下降至所述目標移動高度，將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
本發明的第四方式在於提供一種在基板上疊置裝配多個部件的部件裝配方法，其中，設置載物臺，該載物臺保持所述基板並可升降；設置裝配頭，該裝配頭可釋放地保持所述部件，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上；以將與從所述載物臺的上方的基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離對應的裝配基準高度保持為一定的方式，對距離所述基準高度位置的所述載物臺的高度、即載物臺高度進行計算；至少根據所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度來計算目標移動高度；使所述載物臺下降至所述載物臺高度；使保持所述部件的所述裝配頭從所述基準高度位置下降至所述目標移動高度，並將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
在本發明的第一方式的部件裝配裝置及第三方式的部件裝配方法中，隨著已裝配的部件的個數、即已在基板上裝配的部件的層數增加，自動調節保持接下來要裝配的部件的裝配頭向載物臺下降的量。其結果是，連續地堆疊裝配多個部件成為可能，從而可以有效地進行堆疊裝配。
在本發明的第二方式的部件裝配裝置及第四方式的部件裝配方法中，已裝配的部件的個數、即已在基板上裝配的部件的層數越增加，載物臺越下降，由此裝配高度位置被自動地保持為一定。其結果是，連續地堆疊裝配多個部件成為可能，從而可以有效地進行堆疊裝配。另外，為了使裝配高度成為一定，配置在裝配頭與部件之間的識別照相機與部件的工作距離(work distance)被保持一定。其結果是，可以利用識別照相機高精度地識別已裝配部件的位置，從而可以實現相對已裝配部件的更高精度的裝配。


圖1是表示本發明的第一實施方式中的部件裝配裝置的立體圖。
圖2A是表示反轉頭朝上的部件搬運裝置的立體圖。
圖2B是表示反轉頭朝上的部件搬運裝置的立體圖。
圖3是表示裝配頭的部分放大圖。
圖4是表示第一實施方式中的控制裝置的模塊圖。
圖5A是表示從吸附面一側觀察IC晶片的立體圖。
圖5B是表示從裝配面一側觀察IC晶片的立體圖。
圖6是表示已堆疊裝配的IC晶片的一例的部分剖面圖。
圖7是表示用於說明第一實施方式中的部件裝配裝置的動作的流程圖。
圖8A是表示用於說明第一實施方式中的第一層的裝配的概要圖。
圖8B是表示用於說明第一實施方式中的第二層的裝配的概要圖。
圖8C是表示用於說明第一實施方式中的第三層的裝配的概要圖。
圖8D是表示用於說明第一實施方式中的第n層的裝配的概要圖。
圖9是表示本發明的第二實施方式中的控制裝置的模塊圖。
圖10是表示用於說明本發明的第二實施方式中的部件裝配裝置的動作的流程圖。
圖11A是表示用於說明第二實施方式中的第一層的裝配的概要圖。
圖11B是表示用於說明第二實施方式中的第二層的裝配的概要圖。
圖11C是表示用於說明第二實施方式中的第三層的裝配的概要圖。
圖11D是表示用於說明第二實施方式中的第n層的裝配的概要圖。
圖12是表示本發明的第三實施方式中的控制裝置的模塊圖。
圖13是表示用於說明本發明的第三實施方式中的部件裝配裝置的動作的流程圖。
圖14是表示本發明的第四實施方式中的控制裝置的模塊圖。
圖15是表示用於說明第四實施方式中的部件裝配裝置的動作的流程圖。
圖16A是表示用於說明第四實施方式中的第一層的裝配的概要圖。
圖16B是表示用於說明第四實施方式中的第二層的裝配的概要圖。
圖16C是表示用於說明第四實施方式中的第三層的裝配的概要圖。
圖16D是表示用於說明第四實施方式中的第n層的裝配的概要圖。
圖17是表示本發明的第五實施方式中的控制裝置的模塊圖。
圖18是表示用於說明本發明的第五實施方式中的部件裝配裝置的動作的流程圖。
圖19是表示本發明的第六實施方式中的控制裝置的模塊圖。
圖20是表示用於說明本發明的第六實施方式中的部件裝配裝置的動作的流程圖。
圖中，1-部件裝配裝置、2-IC晶片、2a-吸附面、2b-裝配面、3-襯墊(pad)、4-緩衝塊(bump)、5-基板、11-部件供給部、12-基板移動部、13-裝配部、14-控制裝置、16-儲料器(stocker)、17-板移動裝置、18-板配置裝置、19-識別照相機、20-部件移送頭裝置、22-託盤(tray)、23-板、25-板擠壓體、26，28，30-電動機、27-XY機械手、29，32-X軸機械手、33-頭框架、34-反轉頭、35-吸附嘴、40-裝配頭裝置、41-載物臺、42-雙視野系識別照相機、45-電動機、46-X軸機械手、47-滑架(carriage)、48-裝配頭、49-直動式導軌、51-底座(base)、52-滾珠絲槓、53-電動機、54-吸附嘴(保持部)、56-嘴支撐部(基部)、57-電動機、58-彈簧、59-空氣供給源、60-流道、61-下降量傳感器、64-活塞、65-負載傳感器(load cell)、66-超聲波發送器、67-加熱器(heater)、70-塗敷頭、71-電動機、73-塗敷嘴、75，76-電動機、77-XY機械手、150-升降裝置、151-載物臺高度計算部。
具體實施例方式
(第一實施方式)接著，參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。
圖1～圖4示出本發明的第一實施方式中的部件裝配裝置1。該部件裝配裝置1是用於進行在基板上疊置裝配多個IC晶片(部件)的堆疊裝配的裝置。參照圖5A及圖5B，IC晶片(以下簡稱為「晶片」。)2在一面(吸附面)2a上設置多個襯墊(例如Au襯墊)3，在另一面(裝配面2b)上設置多個緩衝塊(例如Au緩衝塊)4。圖6是表示在基板5上堆疊裝配的多個晶片2的一例。如該圖6所示，在基板5上還設置襯墊3。在基板5上裝配第一層的晶片2-1，在其上裝配第二層的IC晶片2-2。在該例中，堆疊裝配了共4個晶片2-1～2-4。第一層的晶片2-1的緩衝塊4與基板5的襯墊3連接。另外，第二層以後的晶片2-2～2-4的緩衝塊4與裝配了它們的晶片2的襯墊3連接。在基板5與第一層的晶片2之間的間隙及在晶片2-1～2-4彼此間的間隙中，塗敷底層填料(underfill)等的液態材料6。
參照圖1，部件裝配裝置1具備供給晶片2的部件供給部11、移動基板5的基板移動部12、對基板5進行晶片2的堆疊裝配動作的裝配部13。另外，部件裝配裝置1具備用於控制部件供給部11、基板移動部12及裝配部13的動作的控制裝置14。
部件供給回收部11具備儲料器(stocker)16、板移動裝置17、板配置裝置18、識別照相機19、及部件移送頭裝置20。
儲料器16中容納多張板23，該板23具備被配置成可以取出多個晶片2的託盤22。
板移動裝置17從儲料器16取出託盤22，並使之向板配置裝置18移動。
板配置裝置18具備可升降的一對板擠壓體25和配置於板擠壓體25的下側的支撐結構(未圖示)。如果板擠壓體25位於上升位置，則可以利用板移動裝置17向板擠壓體25與支撐結構之間的間隙取出放入板23。另一方面，如果板擠壓體25位於下降位置，則在板擠壓體25與支撐結構之間夾入板23，這樣板23被板配置裝置18保持。板配置裝置18可利用具備驅動用電動機26的Y軸機械手27向Y軸方向移動。
識別照相機19被配置於板配置裝置18的上方。識別照相機19被搭載於具備驅動用電動機28的X軸機械手29上，可以向X軸方向移動。識別照相機19從光學上識別被保持於板配置裝置18的板23上的晶片2的位置。
部件移送頭裝置20具備具有驅動用電動機30的X軸機械手32，在該X軸機械手32的作用下，頭框架33向X軸方向移動。頭框架33的X軸方向的移動範圍從對應板配置裝置18的位置(晶片操作位置X1)開始到向後述的裝配頭裝置40交接晶片2的位置(晶片交接位置X2)。一起參照圖2A及圖2B，在頭框架33上搭載反轉頭34。反轉頭34具備可釋放地吸附保持晶片2的吸附嘴35。進而，反轉頭34使吸附嘴35沿其自身的軸線方向升降。另外，反轉頭34使吸附嘴35繞著向與其軸線大致正交的方向、即圖示X軸方向延伸的旋轉中心旋轉。因而，吸附嘴35可以被設定成為圖2A所示的向鉛垂方向朝下的姿勢和如圖2B所示的向鉛垂方向朝上的姿勢的任意一種。
基板移動部12對部件裝配裝置1進行基板5的供給和搬出。具體而言，基板移動部12具備用於從裝置外向裝置內供給基板5的加載機、從加載機向後述的載物臺41上搬入基板5的基板搬入裝置、將已裝配晶片2的基板5從裝置內向裝置外排出的卸載機、及從載物臺41向卸載機搬出已裝配晶片2的基板5的基板搬出裝置。
裝配部13具備裝配頭裝置40、載物臺41、及雙視野系識別照相機42。
裝配頭裝置40具備可在通過電動機45進行動作的X軸機械手46的作用下向X軸方向進退移動的滑架47。在該滑架47上安裝裝配頭48。
一起參照圖3，在滑架47上配設有向鉛垂方向(Z軸方向)延伸的直動式導軌49，利用該直動式導軌49，可以相對滑架47支撐裝配頭48的底座51，使其可沿鉛垂方向自由移動。另外，在底座51上形成向鉛垂方向延伸的滾珠絲槓52螺合的陰螺紋部。如果滾珠絲槓52利用電動機53旋轉驅動，則裝配頭48對應其旋轉方向升降。裝配頭48的升降位置、具體而言、距離後述的第一基準位置HB1的移動高度由下降量傳感器61檢測。
裝配頭48具備可以利用真空泵P1的真空吸引力可釋放地吸附保持晶片2的吸附嘴(保持部)54。另外，裝配頭48還具備支撐吸附嘴54的嘴支撐部(基部)56。吸附嘴54可以利用內置於嘴支撐部56中的電動機57，相對嘴支撐部56繞其自身的軸線旋轉(所謂θ旋轉)。另外，吸附嘴54可以相對嘴支撐部56在鉛垂方向(後述的第一基準高度位置HB1的方向)上升降。設置沿鉛垂方向朝上推壓吸附嘴54的彈簧58。另外，從空氣供給源59供給空氣的流道60被設於吸附嘴54的基端側。在吸附嘴54的前端不作用負荷的狀態下，吸附嘴54的前端位於圖3所示的初始位置PO1。如果經由保持的晶片2，對吸附嘴54沿鉛垂方向朝上作用加重，則吸附嘴54抵抗流道60內的空氣壓，相對嘴支撐部56，沿鉛垂方向朝上相對移動。該吸附嘴54相對於嘴支撐部56的移動量由壓入量傳感器62檢測。
進而，裝配頭48具備對經由流道60內的活塞64而作用於吸附嘴54的負荷進行檢測的負載傳感器65；用於經由用吸附嘴54吸附保持的晶片2向襯墊3與緩衝塊4的接合部或液態材料6供給超聲波振動能量及熱能的超聲波發送器66及加熱器67。
在裝配頭裝置40的滑架47上，與裝配頭48一起搭載有用於向基板5或晶片2塗敷底層填料等的液態材料的塗敷頭70。該塗敷頭70可利用電動機71相對於滑架47升降。利用塗敷頭70所具備的沿鉛垂方向朝下的塗敷嘴73，向基板5或晶片2塗敷從液態材料供給源72供給的液態材料6。
在載物臺41上設有吸附孔，可以利用真空吸引機構(未圖示)在其上面可釋放地保持基板5。另外，在載物臺41中內置有基板加熱用的加熱器(未圖示)。進而，載物臺41被設置在具備X軸及Y軸方向的驅動用電動機75、76的XY機械手77上。從而，載物臺41可以向X軸及Y軸方向移動。其中，在本實施方式中，載物臺41在鉛垂方向上的位置被固定。
雙視野系識別照相機42在鉛垂方向上的位置被設定於載物臺41與裝配頭48之間，雙視野系識別照相機42光學識別保持在裝配頭48上的晶片2和載物臺4上的基板5側的雙方。另外，雙視野系識別照相機42向X軸方向及Y軸方向移動。
接著，對從保持在板配置裝置18上的板23的託盤22中撿拾(pick up)晶片2，然後將晶片2裝配在保持於載物臺41上的基板5或已裝配在基板5上的晶片2上的部件裝配裝置1的動作進行說明。
首先，基於識別照相機19的識別結果動作Y軸機械手27及X軸機械手32，將部件移送頭裝置20的吸附嘴35定位於規定的晶片2的上方。接著，向晶片2下降吸附嘴35，利用吸附嘴35吸附保持晶片2。此時，晶片2的裝配面2b被吸附嘴35保持。然後，吸附嘴35上升，從板23離開。接著，利用X軸機械手32，反轉頭34從晶片操作位置X1向晶片交接位置X2移動。另外，利用X軸機械手46，裝配頭48的滑架47向晶片交接位置X2移動。在晶片交接位置X2，裝配頭48位於高於反轉頭34的上方。
接著，利用反轉頭34，使吸附嘴35從圖2A所示的向下的姿勢轉換成如2B所示的向上的姿勢。保持在吸附嘴35上的晶片2成為吸附面2a向上。裝配頭48利用電動機53向反轉頭43下降。當裝配頭48的吸附嘴54與保持在反轉頭34上的晶片2的吸附面2a對接時，真空泵P1工作，吸附嘴54開始吸附晶片2，隨之反轉頭34的吸附嘴34釋放對晶片2的吸附。這樣，晶片2從反轉頭34向裝配頭48交接。反轉頭34返回到晶片操作位置X1，執行下一個晶片2的撿拾動作。
從反轉頭34交接晶片2的裝配頭48利用X軸機械手46向載物臺41的上方移動。基於雙視野系識別照相機42的識別結果，X軸機械手46及XY軸機械手77動作，塗敷頭70的塗敷嘴73相對基板5或已裝配的晶片2定位。利用電動機71下降塗敷頭70之後，來自液態材料供給源72的液態材料從塗敷嘴73對基板5或已裝配的晶片2進行塗敷。
接著，基於雙視野系識別照相機42的識別結果，X軸機械手46及XY機械手77動作，保持在裝配頭48的吸附嘴54上的晶片2相對於基板5或已裝配的晶片2定位。電動機53動作，裝配頭48向載物臺41下降，保持在吸附嘴54上的晶片2的裝配面2b與基板5或已裝配的晶片2相對接，然後利用超聲波發生器66發出的超聲波及加熱器67產生的熱接合襯墊3和緩衝塊4，同時液態材料被固化。
通過重複以上動作，在基板5上層疊多個晶片2。
接著，對為了實現堆疊裝配，控制裝置14實行的裝配部13的控制進行詳細說明。
首先，參照圖8A～圖8D，說明控制使用的參數。
各晶片2的厚度用符號PTn表示。在此，變量n為1以上的整數，表示為從基板5的第幾層晶片。例如PT1表示在基板5上直接裝配的第一層的晶片2(晶片2-1)的厚度。另外，PT2表示設置在第一層上的晶片2-1上的第二層晶片2(晶片2-2)的厚度。n的最大值表示為nmax。因而，在基板5上堆疊裝配晶片2-1～2-nmax的nmax個晶片。
如上所述，在本實施方式中，載物臺41的高度被固定，裝配頭48位於載物臺41的上方。裝配頭48從載物臺41的上方的一定高度位置(本位置)向載物臺41下降。在該本位置的裝配頭48的吸附嘴54的下端的高度位置被定義為第一基準高度位置HB1。
與裝配頭48同樣，塗敷頭70也從載物臺41的上方的一定高度位置(本位置)向載物臺41下降。其中，塗敷頭70的本位置位於低於裝配頭48的本位置距離α的下方。在該本位置的塗敷頭70的塗敷嘴73的下端的高度位置被定義為第二基準高度位置HB2。
裝配基準高度Hn(n＝1～nmax)對應從第一基準高度位置HB1到基板5或已裝配的晶片2的鉛垂方向的距離。在本實施方式中，裝配基準高度Hn以第一基準高度位置HB1作為基準，以沿鉛垂方向朝下為正。
目標移動高度(第一目標移動高度)ZTAGn(n＝1～nmax)是保持晶片2的裝配頭2向載物臺41下降時的下降量的基準值。另外，目標移動高度(第二目標移動高度)DZTAGn(n＝1～nmax)是塗敷頭73向載物臺41下降時的下降量的基準值。在本實施方式中，目標移動高度ZTAGn、DZTAGn分別以第一及第二基準高度位置HB1、HB2作為基準，而且以沿鉛垂方向朝下為正。
圖4示出為了實現堆疊裝配，控制裝置14所具備的結構。首先，在數據存儲部10中預先儲存包括各層晶片2的厚度PTn、第一及第二基準高度位置HB1、HB2的控制所必需的各種數值。初始裝配基準高度檢測部102基於負載傳感器65及下降量傳感器61的輸入，檢測在保持於載物臺41上的基板5上尚未裝配1個晶片2的狀態下的裝配基準高度Hn(初始裝配基準高度H1)。另外，裝配基準高度計算部103基於在初始裝配基準高度檢測部102檢測的初始裝配基準高度H1或存入數據存儲部101的值，計算各層的裝配基準高度Hn。進而，第一目標移動高度計算部104基於裝配基準高度計算部103計算的裝配基準高度Hn或存入數據存儲部101的值，計算各層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn，並向裝配頭48輸出。進而，另外，第二目標移動高度計算部105基於裝配基準高度計算部103計算的裝配基準高度Hn或存入數據存儲部101的值，計算各層的塗敷頭70的目標移動高度DZTAGn。
接著，參照圖7的流程圖，說明控制裝置14及裝配部13的動作。首先，在步驟S7-1中，實行初始裝配基準高度H1的測定。具體而言，在吸附嘴54上沒有保持晶片2的狀態的裝配頭48向載物臺41上的基板5(尚未裝配1個晶片2。)下降。初始裝配基準高度檢測部102從負載傳感器65檢測的負荷的變化檢測出吸附嘴54與基板5對接，根據此時的下降量傳感器61的輸入值檢測初始裝配基準高度H1。檢測出的初始裝配基準高度H1被儲存於數據存儲部101。
步驟S7-2～S7-11實際上是用於在基板5或已裝配的晶片2上裝配晶片2的處理。首先，在步驟S7-2中，將表示層數的變量n設定為「1」。
在步驟S7-3中，裝配基準高度計算部103基於以下的式(1)，計算裝配基準高度Hn。
Hn=H1-n=1n-1PTn---(1)]]>在此，Hn表示第n層的裝配基準高度，H1表示在步驟S7-1中檢測出的初始裝配基準高度。另外，左邊第二項表示從第一層到目前的層的晶片2的厚度的總合，如上所述，各層的晶片2的厚度PTn被儲存於數據存儲部101。
接著，在步驟S7-4中，第一目標移動高度計算部104基於以下式(2)，計算裝配頭48的目標移動高度ZTAGn。
ZTAGn＝Hn-PTn(2)在此，ZTAGn表示裝配第n層的晶片2時的裝配頭48的目標移動高度，Hn表示在步驟S7-3中計算的第n層的裝配基準高度，PTn表示第n層的晶片2的厚度。
在步驟S7-5中，第二目標移動高度計算部105基於以下式(3)，計算塗敷頭70的目標移動高度DZTAGn。
DZTAGn＝Hn-(α+β)(3)在此，Hn表示在步驟S7-3中計算的第n層的裝配基準高度，α表示第一基準高度位置HB1與第二基準高度位置HB2的差、即吸附嘴54的下端與塗敷嘴73的下端的距離。另外，β表示用於防止塗敷嘴73與基板5或晶片2幹擾的偏移(offset)量。
在步驟S7-6中，塗敷頭70向載物臺41隻下降在步驟S7-5中計算的目標移動高度DZTAGn。然後，在步驟S7-7中，實行利用塗敷頭70的塗敷動作。從塗敷嘴73向基板5或已裝配的晶片2塗敷液態材料6。
在步驟S7-8中，裝配頭48向在步驟S7-4中計算的目標移動高度ZTAGn下降。通常只下降目標移動高度ZTAGn時，保持在裝配頭48的吸附嘴54上的晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接。其中，由於晶片2的厚度誤差等，在裝配頭48下降至目標移動高度ZTAGn之前，晶片2也有可能與基板5或已裝配的晶片2對接。相反，裝配頭48即使下降至目標移動高度ZTAGn，晶片2也有可能沒有與基板5或已裝配的晶片2對接。在此，控制裝置14利用負載傳感器65檢測的負荷，監控晶片2的與基板5或已裝配的晶片2的接觸。如果晶片2在裝配頭48達到目標移動高度ZTAGn之前與基板5或已裝配的晶片2接觸，則控制裝置14使裝配頭48的下降停止。相反，如果即使達到目標移動高度ZTAGn，晶片2也沒有與基板5或已裝配的晶片2接觸，則使裝配頭48繼續下降，直至檢測出接觸。
接著，在步驟S7-9中，將吸附保持在裝配頭48的吸附嘴54上的晶片2(第n層的晶片)裝配到基板5或已裝配的晶片2上。
然後，在步驟S7-10中，如果不是n＝nmax、即不是最終層的晶片2的裝配結束，則在步驟S7-11中，變量n只增加「1」，重複進行步驟S7-3～7-9的處理。
參照圖8A～圖8D，進一步詳細說明控制裝置14及裝配部13的動作。
圖8A是表示裝配第一層的晶片2-1之前的狀態。如該圖8A所示，第一層的裝配基準高度H1與從第一基準高度位置HB1到保持在載物臺41上的基板5的距離相對應。另外，第一層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG1是從初始裝配基準高度H1減去第一層的晶片2-1厚度PT1的差。第一層的塗敷頭70的目標移動高度DZTAG1被設定為塗敷嘴73的下端位於從基板5向上方偏離β的量的值。
圖8B及圖8C分別表示裝配第二層、第三層的晶片2-2、2-3之前的狀態。如圖8B及圖8C所示，第二層、第三層的裝配基準高度H2、H3分別對應於從第一基準高度位置HB1到已裝配在基板5上的第一層、第二層的晶片2-1、2-2的距離。另外，第二層、第三層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG2、ZTAG3為從裝配基準高度H2、H3減去晶片2-2、2-3的厚度PT2、PT3的差。進而，塗敷頭70的目標移動高度DZTAG2、DZTAG3均被設定為塗敷嘴73的下端位於從已裝配的晶片2-1、2-2向上方偏離β的量的值。
圖8D是表示裝配第n層晶片2-n之前的狀態。如該圖8D所示，第n層的裝配基準高度Hn對應於從第一基準高度位置HB1到保持在載物臺41上的基板5或已裝配的晶片2的距離。另外，第n層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn是從裝配基準高度Hn減去第n層的晶片2-n、即此次裝配的晶片2-n的厚度PTn的差。進而，第n層的塗敷頭70的目標移動高度DZTAGn被設定為塗敷嘴73的下端位於從基板5向上方偏離β的量的值。
接著，對晶片2相對於基板5或已裝配的晶片2的定位進行詳述。如上所述，在利用塗敷頭70進行液態材料的塗敷時，控制部14基於雙視野系識別照相機42的識別結果，使塗敷頭70向Y軸方向移動，同時使XY機械手向X軸方向移動，由此，相對於基板5或已裝配的晶片2定位塗敷嘴73。另外，在利用裝配頭48向基板5或已裝配的晶片2裝配晶片2時，控制部14基於雙視野系識別照相機42的識別結果，使裝配頭48向X軸方向移動，同時使XY機械手77向X軸方向或Y軸方向移動，這樣相對基板5或已裝配的晶片2定位保持在吸附嘴54上的晶片2。進而，在利用裝配頭48向基板5或已裝配的晶片2裝配晶片2時，控制部14也可以不使裝配頭48向X軸方向或Y軸方向移動，而是基於雙視野系識別照相機42的識別結果，使XY機械手77向X軸方向或Y軸方向移動，由此，相對基板5或已裝配的晶片2定位保持在吸附嘴54上的晶片2。
在向基板5裝配第一層的晶片2-1的情況下，將塗敷嘴73相對於基板5進行定位時，雙視野系識別照相機42識別設在基板5上的位置識別標記5a(參照圖1)，控制部14以該識別結果作為基準執行定位。另外，當相對基板5定位保持在吸附嘴54上的第一層晶片2-1時，雙視野系識別照相機42識別設於基板5的位置識別標記5a和在保持在吸附嘴54上的第一層晶片2-1的裝配面2b上設置的位置識別標記2d(參照圖5B)，控制部14基於該識別結果執行定位。
關於在裝配從第二層到第nmax層的晶片2-1～2-n的過程中對它們進行定位時，雙視野系識別照相機42識別什麼、即以什麼為基準執行定位，有以下3個方式。
作為第一方式，對於從第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax的所有裝配，在塗敷嘴73相對已裝配的晶片2進行定位時，雙視野系識別照相機42識別設在基板5上的位置識別標記5a，控制部14以該識別結果作為基準執行定位。另外，對於全部第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax，在保持在吸附嘴54上的晶片2相對已裝配的晶片2進行定位時，雙視野系識別照相機42識別基板5上設置的位置識別標記5a和在保持在吸附嘴54上的晶片2的裝配面2b上設置的位置識別標記2d，控制部14以該識別結果為基準執行定位。對於全部第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax，以同一位置識別標記5a為基準，相對已裝配的晶片2來執行塗敷嘴73及要裝配的晶片2的定位，由此可以穩定地進行高精度的堆疊裝配。
作為第二方式，對於第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax的整個裝配，當塗敷嘴73相對已裝配的晶片2進行定位時，雙視野系識別照相機42識別在已裝配在基板5上的第一層(最下層)晶片2-1的吸附面2a上設置的位置識別標記2c(參照圖5A)，控制部14以該識別結果為基準執行定位。另外，對於全部第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax，當保持在吸附嘴54上的晶片2相對已裝配的晶片2進行定位時，雙視野系識別照相機42識別在第一層(最下層)晶片2-1的吸附面2a上設置的位置識別標記2c和在保持在吸附嘴54上的晶片2的裝配面2b上設置的位置識別標記2d，控制部14以該識別結果為基準執行定位。對於全部第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax，以同一晶片2-1的位置識別標記2c為基準，相對已裝配的晶片2來執行塗敷嘴73及要裝配的晶片2的定位，由此可以穩定地進行高精度的堆疊裝配。此外，在採用該第二方式的情況下，為了使在第一層晶片2-1的吸附面2a上設置的位置識別標記2c在堆疊裝配中總是進入雙視野系識別照相機42的視野，需要將第一層的晶片2-1俯視的面積設定成大於其他的晶片2-1～2-nmax。
作為第三方式，對於第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax的全部裝配，在塗敷嘴73相對已裝配的晶片2進行定位時，雙視野系識別照相機42識別在已裝配的晶片2中最上層的晶片的吸附面2a上設置的位置識別標記2c，控制部14以該識別結果為基準執行定位。另外，對於全部第二層～第nmax層的晶片2-1～2-nmax，當保持在吸附嘴54上的晶片2相對已裝配的晶片2進行定位時，雙視野系識別照相機42識別在已裝配的晶片2中最上層的晶片的吸附面2a上設置的位置識別標記2c和在保持在吸附嘴54上的晶片2的裝配面2b上設置的位置識別標記2d，控制部14以該識別結果為基準執行定位。例如，在裝配第二層晶片2-2時，雙視野系識別照相機42識別在已裝配在基板5上的第一層晶片2-1的吸附面2a上設置的位置識別標記2c。另外，當裝配第n層時，雙視野系識別照相機42識別在已裝配的第n-1層的晶片2-(n-1)的吸附面2a上設置的位置識別標記2c此外，在塗敷嘴73或保持在吸附嘴54上的晶片2的定位中，也可以用雙視野系識別照相機42識別晶片2或基板2的電路圖案的一部分、或者晶片2或基板2的角緣部，以代替識別位置識別標記2c、2d、5a。
如上所述，在本實施方式的部件裝配裝置1中，已裝配的晶片2的個數、即在基板5上已裝配的晶片2的層數越增加，基準裝配高度Hn就越上升，隨之裝配頭48的目標移動高度ZTAGn也上升，更接近第一基準高度位置HB1。換言之，隨著裝配在基板5上的晶片2的層數的增加，保持接下來要裝配的晶片的裝配頭48從第一基準的高度位置HB1向載物臺41下降的量被控制裝置14自動地調節。因而，連續地堆疊裝配多個晶片2成為可能，從而可有效地進行堆疊裝配。
(第二實施方式)圖9表示本發明的第二實施方式中的控制裝置14。在本實施方式中，在數據存儲部101中儲存各層的設定壓入量PHSETn。設定壓入量PHSETn是如下的設定值，當在吸附嘴54上保持有晶片2的裝配頭48從第一基準高度位置HB1向基板5或已裝配的晶片2下降時，吸附嘴54保持的晶片2在與基板5或已裝配的晶片2接觸之後，使裝配頭48進一步下降，由此將吸附嘴54從初始位置P01(參照圖3)沿鉛垂方向向上相對嘴支撐部56壓入距離的設定值。另外，裝配基準高度計算部103將該設定壓入量PHSETn和由壓入量傳感器62檢測的作為吸附嘴54的壓入量的實測值的實際壓入量PHACn用於各層的裝配基準高度Hn的計算中。進而，第一目標移動高度計算部104也在各層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn的計算中使用設定壓入量PHSETn。
參照圖10的流程圖，說明控制裝置14及裝配部13的動作。在步驟S10-1～S10-12中，步驟S10-1、S10-2、S10-5～S10-9、S10-11、S10-12的處理分別與圖7的對應步驟的處理相同。
在步驟S10-3中，裝配基準高度計算部103基於以下式(4)計算裝配基準高度Hn。
Hn＝H1(n＝1)(4)Hn＝Hn-1-PTn-1-(PHACn-1-PHSETn-1)(n＞1)如該式(4)所示，第二層以後的第n層的裝配基準高度Hn是用第n-1層的實際壓入量PHACn-1與第n-1層的PHSETn-1的差修正從第n-1層的裝配基準高度Hn-1減去第n-1層的晶片2的厚度PTn-1的差所得的值。實際壓入量PHACn與設定壓入量PHSETn的差實際上反映了在使裝配頭48保持的晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接時的晶片2的厚度PTn的誤差、緩衝塊4的壓碎程度的差異等引起的裝配頭48的移動量的不均。因而，通過利用該差修正裝配基準高度Hn，提高了裝配基準高度Hn近似於從第一基準高度位置HB1到基板5或已裝配的晶片2的實際距離的精度。因而，在本實施方式中，可以進行更高精度的堆疊裝配。
在步驟S10-4中，第一目標移動高度計算部104基於以下式(5)計算裝配頭48的目標移動高度ZTAGn。
ZTAGn＝Hn-PTn+PHSETn(5)從該式(5)可知，各層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn是裝配基準高度Hn減去晶片2的厚度PTn的差加上設定壓入量PHSETn的值。
在步驟S10-9中，裝配動作結束之後，在步驟S10-10中，壓入量傳感器62檢測實際壓入量PHACn。如上所述，該實際壓入量PHACn被用於裝配基準高度Hn及裝配頭48的目標移動高度ZTAGn的計算。
圖11A表示裝配第一層的晶片2-1之前的狀態。如圖11A所示，第一層的裝配基準高度H1對應於從第一基準高度位置HB1到載物臺41上保持的基板5的距離。另外，第一層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG1是裝配基準高度H1減去第一層的晶片2-1的厚度PT1的差加上設定壓入量PHSET1的值。進而，第一層的塗敷頭70的目標移動高度DZTAG1被設定為塗敷嘴73的下端位於基板5的上方偏移β的位置的值。
圖11B及圖11C分別表示裝配第二層、第三層的晶片2-2、2-3之前的狀態。第二層、第三層的裝配基準高度H2、H3是用實際壓入量PHAC1、PHAC2與設定壓入量PHSET1、PHSET2的差修正從第一基準高度位置HB1到已裝配在基板5上的第一層、第二層的晶片2-1、2-2的距離所得的值。另外，第二層、第三層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG2、ZTAG3是裝配基準高度H2、H3減去晶片2-2、2-3的厚度PT2、PT3的差加上設定壓入量PHSET2、PHSET3的值。進而，塗敷頭70的目標移動高度DZTAG2、DZTAG3均被設定為塗敷嘴73的下端位於從已裝配的晶片2-1、2-2向上方偏離β的量的值。
圖11D表示裝配第n層晶片2-n之前的狀態。第n層的裝配基準高度Hn是用實際壓入量PHACn與設定壓入量PHSETn的差修正從第一基準高度位置HB1到載物臺41上保持的基板5或已裝配的晶片2的距離所得的值。另外，第n層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn是裝配基準高度Hn減去第n層的晶片2-n、即此次裝配的晶片2-n的厚度PTn的差加上此次設定的設定壓入量PHSETn的值。進而，第n層的塗敷頭70的目標移動高度DZTAGn被設定為塗敷嘴73的下端位於從基板5向上方偏移β的位置的值。
第二實施方式的其他構成及作用與第一實施方式相同。
(第三實施方式)圖12表示本發明的第三實施方式中的控制裝置14。在本實施方式中，裝配基準高度計算部103將作為在向基板5或已裝配的晶片2上裝配晶片2時的裝配頭48的實測值的實際移動高度ZACn用於裝配基準高度Hn的計算。該實際移動高度ZACn由下降量傳感器61檢測。另外，實際移動高度ZACn的基準為第一基準高度位置HB1，並沿鉛垂方向向下為正。
參照圖13的流程圖，說明控制裝置14及裝配部13的動作。在步驟S13-1～S13-12中，步驟S13-1、S13-2、S13-4～S13-9、S13-11、S13-11的處理分別與圖7的對應步驟的處理相同。特別是在步驟S13-4中，第一目標移動高度計算部104與第一實施方式(圖7的步驟S7-4)同樣，將裝配基準高度Hn減去晶片2的厚度PTn的差作為裝配頭48的目標移動高度ZTAGn來進行計算。
在步驟S13-3中，裝配基準高度計算部103基於以下式(6)計算裝配基準高度Hn。
Hn＝H1(n＝1)(6)Hn＝ZACn-1(n＞1)如該式(6)所示，第二層以後的第n層的裝配基準高度Hn是在第n-1層的實際移動高度ZACn-1。如上所述，實際移動高度ZACn實際上是裝配頭48從第一基準高度位置HB1下降的下降量，所以反映了由裝配頭48保持的晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接時的晶片2的厚度PTn的誤差、緩衝塊4的壓碎程度的差異。因而，通過將實際移動高度ZACn用作裝配基準高度Hn，提高了裝配基準高度Hn近似從第一基準高度位置HB1到基板5或已裝配的晶片2的實際距離的精度。因而，在本實施方式中，可以進行更高精度的堆疊裝配。
第三實施方式的其他構成及作用與第一實施方式相同。
(第四實施方式)圖14表示本發明的第二實施方式中的控制裝置14。如圖16A～圖16D概要地所示，本實施方式的部件裝配裝置1具備使載物臺14升降的升降裝置150。
控制裝置14具備載物臺高度計算部151以代替裝配基準高度計算部103(例如參照圖4)，該載物臺高度計算部151計算距離第一基準高度位置HB1的載物臺41的高度HSn(參照圖16D)，其中，即使在基板5上裝配的晶片2的層數增加，初始裝配基準高度H1也會保持一定。另外，第一及第二目標移動高度計算部104、105，即使已裝配的晶片2的層數增加，也可以使用初始裝配基準高度H1來計算裝配頭48或塗敷頭70的目標移動高度ZTAGn、DZTAGn。
參照圖15的流程圖，說明控制裝置14及裝配部13的動作。首先，在步驟S15-1中，執行初始裝配基準高度H1的測定。具體而言，在吸附嘴54上沒有保持晶片2的狀態下的裝配頭48向載物臺41上的基板5下降。初始裝配基準高度檢測部102從負載傳感器65測出的負荷的變化檢測出吸附嘴54與基板5已對接，根據此時的下降量傳感器61的輸入值檢測出初始裝配基準高度H1。檢測出的初始裝配基準高度H1被儲存於數據存儲部101。
接著，在步驟S15-2中，載物臺高度計算部151計算在基板5上尚未裝配1個晶片2的狀態下的載物臺41的高度(初始載物臺高度HS1)。該初始載物臺高度HS1根據初始裝配基準高度H1和儲存於數據存儲部101中的基板5的厚度而計算出來。
步驟S15-3～S15-13是實際上用於將晶片2裝配到基板5或已裝配的晶片2上的處理。首先，在步驟S7-3中，將表示層數的變量n設定為「1」。
在步驟S15-4中，載物臺高度計算部151基於以下式(7)計算載物臺高度HS1。
HSn＝HS1(n＝1)(7)HSn＝HSn-1+PTn-1(n＞1)在此，HSn表示第n層的載物臺高度，HS1表示在步驟S15-2計算的初始載物臺高度。另外，第二式的右邊第二項表示n-1層的晶片2的厚度。如上所述，各層的晶片2的厚度PTn被儲存於數據存儲部101中。
接著，在步驟S15-5中，第一目標移動高度計算部104基於以下式(8)計算裝配頭48的目標移動高度ZTAGn。
ZTAGn＝H1-PTn(8)在此，ZTAGn表示裝配第n層的晶片2時的裝配頭48的目標移動高度，H1表示初始裝配基準高度，PTn表示各層的晶片2的厚度。
在步驟S5-6中，第二目標移動高度計算部105基於以下式(9)計算塗敷頭70的目標移動高度DZTAGn。
DZTAGn＝H1-(α+β)(9)在此，H1表示初始裝配基準高度，α表示第一基準高度位置HB1與第二基準高度位置HB2的差、即吸附嘴54的下端與塗敷嘴73的下端的距離。另外，β是用於防止塗敷嘴73與基板5或晶片2的幹擾的偏移量。
在步驟S15-7中，利用升降裝置150使載物臺41下降至在步驟S15-4中計算的載物臺高度HSn。通過該載物臺41的下降，裝配基準高度被維持在初始裝配基準高度H1。
在步驟S15-8中，使塗敷頭70向載物臺41下降在步驟S15-6中計算的目標移動高度DZTAGn。然後，在步驟S15-9中，執行利用塗敷頭70的塗敷動作。從塗敷嘴73向基板5或已裝配的晶片2塗敷液態材料6。
在步驟S15-10中，裝配頭48向在步驟S15-5中計算出的目標移動高度ZTAGn下降。通常，如果只下降目標移動高度ZTAGn，則保持在裝配頭48的吸附嘴54上的晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接。但是，由於晶片2的厚度誤差等，在裝配頭48下降至目標移動高度ZTAGn之前，存在晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接的可能性。相反，也存在即使裝配頭48下降至目標移動高度ZTAGn，晶片2也不與基板5或已裝配的晶片2對接的可能性。因此，控制裝置14利用負載傳感器65檢測的負荷，監控晶片2與基板5或已裝配的晶片2的接觸。在裝配頭48到達目標移動高度ZTAGn之前，如果晶片2與基板5或已裝配的晶片2接觸，則控制裝置14會使裝配頭48的下降停止。相反，如果裝配頭48即使到達了目標移動高度ZTAGn，晶片2也不與基板5或已裝配的晶片2接觸，則繼續裝配頭48的下降直至檢測到接觸。
接著，在步驟S15-11中，將裝配頭48的吸附嘴54所吸附保持的晶片2(第n層晶片)裝配到基板5或已裝配的晶片2上。
然後，在步驟S15-12中，如果n＝nmax、即最終層的晶片2的裝配結束，則在步驟S15-13中，將變量n增加「1」，重複進行步驟S15-4～15-11的處理。
參照圖16A～圖16D，進一步詳細說明控制裝置14及裝配部13的動作。
圖16A表示裝配第一層晶片2-1之前的狀態。如該圖16A所示，初始裝配基準高度H1對應於從第一基準高度位置HB1到保持在載物臺41上的基板5的距離。另外，第一層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG1為從初始裝配基準高度H1減去第一層的晶片2-1厚度PT1的差。進而，第一層的塗敷頭70的目標移動高度DZTAG1被設定為塗敷嘴73的下端位於從基板5向上方偏離β的值。
圖16B表示裝配第二層晶片2-2之前的狀態。如箭頭D所示，通過載物臺41利用升降裝置150下降，即使在裝配第二層晶片2-2之前的狀態下，裝配基準高度Hn也被維持在初始裝配基準高度H1。從式(7)可知，在裝配第二層晶片2-2時的載物臺41的下降量ΔHS2為第一層晶片2-1的厚度PT1。另外，第二層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG2是初始裝配基準高度H1減去晶片2-2的厚度PT2的差。進而，塗敷頭70的目標移動高度DZTAG2被設定為塗敷嘴73的下端位於從已裝配的晶片2-1向上方偏離β的值。
圖16C表示裝配第三層晶片2-3之前的狀態。如箭頭D所示，通過載物臺41利用升降裝置150下降，即使在裝配第三層晶片2-3之前的狀態下，裝配基準高度也被維持在初始裝配基準高度H1。從式(7)可知，在裝配第三層的晶片2-3時的載物臺41的下降量ΔHS3為第二層的晶片2-2的厚度PT2。另外，第三層的裝配頭48的目標移動高度ZTAG2是初始裝配基準高度H1減去晶片2-3的厚度PT3的差。進而，塗敷頭70的目標移動高度DZTAG3被設定為塗敷嘴73的下端位於從已裝配的晶片2-1向上方偏離β的值。
圖16D是表示裝配第n層晶片2-n之前的狀態。如該圖16D所示，通過載物臺41利用升降裝置150下降，即使在裝配第n層的晶片2時，裝配基準高度也被維持在初始裝配基準高度H1。
如上所述，在本實施方式的部件裝配裝置1中，隨著已裝配的晶片2的個數、即已在基板5上裝配的晶片2的層數的增加，載物臺41自動下降，以使初始裝配基準高度H1被維持為一定。因而，連續地堆疊裝配多個晶片2成為可能，從而可有效地進行堆疊裝配。另外，由於以初始裝配基準高度H1來維持裝配基準高度Hn，裝配基準高度被保持為一定，所以雙視野系識別照相機42(Z軸方向的位置被固定)與晶片2的工作距離被保持為一定。其結果是，可以利用雙視野系識別照相機42高精度地對已裝配部件2進行位置識別，從而可以實現相對已裝配的晶片2的更高精度的裝配。
第四實施方式的其他構成及作用與第一實施方式相同。
(第五實施方式)圖17表示本發明的第五實施方式中的控制裝置14。在本實施方式中，在數據存儲部101中儲存各層的設定壓入量PHSETn。另外，載物臺高度計算部151將該設定壓入量PHSETn和由壓入量傳感器62檢測的作為吸附嘴54的壓入量的實測值的實際壓入量PHACn用於各層的載物臺高度HSn的計算中。進而，第一目標移動高度計算部104也在各層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn的計算中使用設定壓入量PHSETn。
參照圖18的流程圖，說明控制裝置14及裝配部103的動作。在步驟S18-1～S18-14中，步驟S18-1～S18-3、S18-6～S18-11、S18-13、S18-14的處理分別與圖15的對應步驟的處理相同。
在步驟S18-4中，載物臺高度計算部151基於以下式(10)計算載物臺高度HSn。
HSn＝HS1(n＝1)(10)HSn＝HSn-1+PTn-1+(PHACn-1-PHSETn-1)(n＞1)如該式(10)所示，第二層以後的第n層的載物臺高度HSn是用第n-1層的實際壓入量PHACn-1與第n-1層的PHSETn-1的差修正第n-1層的載物臺高度HSn-1與第n-1層的晶片2的厚度PTn-1的和所得的值。換言之，各層載物臺41的下降量ΔHSn(參照圖16D)為PTn-1+(PHACn-1-PHSETn-1)。實際壓入量PHACn與PHSETn的差實際上反映了在使保持在裝配頭48上的晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接時的晶片2的厚度PTn的誤差、緩衝塊4的壓碎程度的差異等引起的裝配頭48的移動量的不均。因而，通過利用該差進行修正，提高了載物臺高度HSn的計算精度，從而可以進行更高精度的堆疊裝配。
在步驟S18-5中，第一目標移動高度計算部104基於以下式(11)計算裝配頭48的目標移動高度ZTAGn。
ZTAGn＝H1-PTn+PHSETn(11)從該式(11)可知，各層的裝配頭48的目標移動高度ZTAGn是初始裝配基準高度H1減去晶片2的厚度PTn的差加上設定壓入量PHSETn的值。
在步驟S18-11中的裝配動作結束之後，在步驟S18-12中，壓入量傳感器62檢測實際壓入量PHACn。如上所述，該實際壓入量PHACn被用於載物臺高度HSn的計算中。
第五實施方式的其他構成及作用與第四實施方式相同。
(第六實施方式)圖19表示本發明的第六實施方式中的控制裝置14。在本實施方式中，載物臺高度計算部151將向基板5或已裝配的晶片2上裝配晶片2時的裝配頭48的實測值、即實際移動高度ZACn用於載物臺高度HSn的計算中。該實際移動高度ZACn由下降量傳感器61檢測。
參照圖20的流程圖，說明控制裝置14及裝配部13的動作。在步驟S20-1～S20-14中，步驟S20-1～S20-3、S20-6～S20-11、S20-13、S20-14的處理分別與圖15的對應步驟的處理相同。
在步驟S20-4中，載物臺高度計算部151基於以下式(12)計算載物臺高度HSn。
HSn＝HS1(n＝1)(12)HSn＝HSn-1+(Hn-1-ZACn-1)(n＞1)如該式(12)所示，第二層以後的第n層的載物臺高度HSn是在第n-1層的載物臺高度HSn-1上加上從第n-1層的裝配基準高度減去在第n-1層的實際移動高度ZACn-1的差所得的值。如上所述，由於實際移動高度ZACn實際上是裝配頭48從第一基準高度位置HB1下降的下降量，所以反映了在使裝配頭48保持的晶片2與基板5或已裝配的晶片2對接時的晶片2的厚度PTn的誤差、緩衝塊4的壓碎程度的差異。因而，通過在載物臺高度HSn的計算中使用實際移動高度ZACn，提高了載物臺高度HSn的計算精度，從而可以進行更高精度的堆疊裝配。
在步驟S18-11中的裝配動作結束之後，在步驟S18-12中，壓入量傳感器62檢測實際移動高度ZACn。如上所述，該實際移動高度ZACn被用於載物臺高度HSn的計算。
第六實施方式的其他構成及作用與第四實施方式相同。
參照附圖對本發明進行了完整說明，但對於本領域技術人員來說，可以進行各種變更及變形。因而，不言而喻，這樣的變更及變形只要不脫離本發明的意圖及範圍，就包括在本發明中。
權利要求
1.一種部件裝配裝置，在基板(5)上疊置裝配多個部件(2)，包括載物臺(41)，其高度位置被固定，並保持所述基板；裝配頭(48)，其可釋放地保持所述部件，從所述載物臺上方的固定的第一基準高度位置(HB1)向所述載物臺下降，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上；裝配基準高度計算部(103)，對與從所述第一基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離相對應的裝配基準高度(Hn)進行計算；第一目標移動高度計算部(104)，至少根據所述裝配基準高度計算部計算的所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度(PTn)來計算第一目標移動高度(ZTAGn)；以及控制部(14)，使保持所述部件的所述裝配頭從所述第一基準高度位置下降至所述第一目標移動高度，並將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
2.根據權利要求1所述的部件裝配裝置，其中，所述裝配基準高度計算部將所述裝配基準高度設定為，所述已裝配的部件的個數越增加，則越接近所述第一基準高度位置。
3.根據權利要求2所述的部件裝配裝置，其中，所述裝配頭具備保持所述部件的保持部(54)；該保持部可以沿所述第一基準高度位置方向變位的基部(56)；以及對裝配所述部件時所述保持部相對於所述基部的變位量、即實際壓入量(PHACn)進行檢測的第一傳感器(62)；所述裝配基準高度計算部至少根據所述實際壓入量計算所述裝配基準高度。
4.根據權利要求2所述的部件裝配裝置，其中，所述裝配頭具備第二傳感器(61)，該第二傳感器(61)對以所述第一基準高度位置為基準的裝配所述部件時的所述裝配頭的高度、即實際移動高度(ZACn)進行檢測，所述裝配基準高度計算部至少根據所述實際移動高度計算所述裝配基準高度。
5.根據權利要求1所述的部件裝配裝置，其中，還具備可至少識別保持在所述裝配頭上的部件和所述基板的識別照相機(42)，所述控制部使用所述識別照相機對所述基板的識別結果，執行保持在所述裝配頭上的部件相對於所述已裝配的部件的定位。
6.根據權利要求1所述的部件裝配裝置，其中，還具備可至少識別保持在所述裝配頭上的部件和已裝配在所述基板上的最下層的部件(2-1)的識別照相機(42)，所述控制部使用所述識別照相機對所述最下層的部件的識別結果，執行保持在所述裝配頭上的部件相對於所述已裝配的部件的定位。
7.根據權利要求1所述的部件裝配裝置，其中，還具備可至少識別保持在所述裝配頭上的部件和所述已裝配的部件中的最上層的部件的識別照相機(42)，所述控制部使用所述識別照相機對所述最上層的部件的識別結果，執行保持在所述裝配頭上的部件相對於所述已裝配的部件的定位。
8.根據權利要求1～7中任一項所述的部件裝配裝置，其中，還具備塗敷頭(70)，該塗敷頭(70)從所述載物臺的上方的固定的第二基準高度位置(HB2)向所述載物臺下降，用於對所述基板或已裝配的所述部件塗敷液態材料，所述控制部還具備至少根據所述裝配基準高度計算第二目標移動高度(DZTAGn)的第二目標移動高度計算部(105)，該控制部使所述塗敷頭從所述第二基準高度位置下降至所述第二目標移動高度計算部計算的所述第二目標高度，並向所述基板或已裝配的所述部件塗敷所述液態材料。
9.一種部件裝配裝置，在基板(5)上疊置裝配多個部件(2)，包括載物臺(41)，其保持所述基板並可升降；裝配頭(48)，其可釋放地保持所述部件，從所述載物臺上方的第一基準高度位置(HB1)向所述載物臺下降，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上；以及控制部，其具有載物臺高度計算部(151)，以將與從所述第一基準高度位置到所述基板或已裝配的所述部件的距離對應的裝配基準高度(H1)保持為一定的方式，對距離所述第一基準高度位置的所述載物臺的高度、即載物臺高度(HSn)進行計算；和第一目標移動高度計算部(104)，其至少根據所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度(PTn)來計算第一目標移動高度(ZTAGn)；其中，在使所述載物臺下降至所述載物臺高度計算部計算出的所述載物臺高度之後，使保持所述部件的所述裝配頭從所述第一基準高度位置下降至所述第一目標移動高度計算部計算出的所述第一目標移動高度，並將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
10.根據權利要求9所述的部件裝配裝置，其中，所述載物臺高度計算部將所述載物臺高度設定為，所述已裝配的部件的個數越增加，則越遠離所述第一基準高度位置。
11.根據權利要求10所述的部件裝配裝置，其中，所述裝配頭具備保持所述部件的保持部(54)；該保持部可以沿所述基準高度位置方向變位的基部(56)；以及對裝配所述部件時所述保持部相對於所述基部的變位量、即實際壓入量(PHACn)進行檢測的第一傳感器(62)；所述載物臺高度計算部至少根據所述實際壓入量計算所述載物臺高度。
12.根據權利要求10所述的部件裝配裝置，其中，所述裝配頭具備第二傳感器(61)，該第二傳感器(61)對以所述第一基準高度位置為基準的裝配所述部件時的所述裝配頭的高度、即實際移動高度(ZACn)進行檢測，所述載物臺高度計算部至少根據所述實際移動高度計算所述載物臺高度。
13.根據權利要求9～12中任一項所述的部件裝配裝置，其中，還具備塗敷頭(70)，該塗敷頭(70)從所述載物臺的上方的固定的第二基準高度位置(HB2)向所述載物臺下降，用於對所述基板或已裝配的所述部件塗敷液態材料，所述控制部還具備至少根據所述裝配基準高度計算第二目標移動高度(DZTAGn)的第二目標移動高度計算部(105)，該控制部使所述塗敷頭從所述第二基準高度位置下降至第二目標移動高度計算部計算出的所述第二目標移動高度，並向所述基板或已裝配的所述部件塗敷所述液態材料。
14.一種部件裝配方法，在基板(5)上疊置裝配多個部件(2)，其中，設置載物臺(41)，該載物臺(41)保持所述基板、並被固定高度位置，設置裝配頭(48)，該裝配頭(48)可釋放地保持所述部件，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上，對與從所述載物臺的上方的基準高度位置(HB1)到所述基板或已裝配的所述部件的距離對應的裝配基準高度(Hn)進行計算，至少根據所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度(PTn)計算第一目標移動高度(ZTAGn)，使保持所述部件的所述裝配頭從所述基準高度位置下降至所述目標移動高度，將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
15.一種部件裝配方法，在基板(5)上疊置裝配多個部件(2)，其中，設置載物臺(41)，該載物臺(41)保持所述基板並可升降，設置裝配頭(48)，該裝配頭(48)可釋放地保持所述部件，並將保持的所述部件裝配在所述基板或已裝配的所述部件上，以將與從所述載物臺的上方的基準高度位置(HB1)到所述基板或已裝配的所述部件的距離對應的裝配基準高度(H1)保持為一定的方式，對距離所述基準高度位置的所述載物臺的高度、即載物臺高度(HSn)進行計算，至少根據所述裝配基準高度和保持在所述裝配頭上的所述部件的厚度(PTn)來計算目標移動高度(ZTAGn)，使所述載物臺下降至所述載物臺高度，使保持所述部件的所述裝配頭從所述基準高度位置下降至所述目標移動高度，並將保持的所述部件裝配在所述基板或所述已裝配的部件上。
全文摘要
部件裝配裝置(2)具備載物臺(41)，其高度位置被固定，並保持基板(5)；和裝配頭(48)，其可釋放地保持晶片(2)，從載物臺(41)上方的固定的第一基準高度位置(HB1)向載物臺(41)下降，並將保持的晶片(2)裝配於基板(5)上或已裝配的晶片(2)上。控制裝置(14)具備裝配基準高度計算部(103)，其計算與離開第一基準高度位置HB1的距離相對應的裝配基準高度H
文檔編號H01L21/52GK101073153SQ20058004194
公開日2007年11月14日 申請日期2005年12月6日 優先權日2004年12月6日
發明者平田修一, 森川誠, 丸茂伸也, 上野康晴, 辻澤孝文 申請人:松下電器產業株式會社