专利名称：部件固定头、使用该固定头的部件安装装置及安装方法
技术领域：
本发明涉及一个部件固定头，一个使用固定头的部件安装装置和一个安装部件的方法。特别地，该装置适合于真空固定和运送一个电子部件如IC(集成电路)，并且将其安装在玻璃液晶之类的基板上的技术。
在家用电视接收器领域，液晶板制造技术的进步导致了精确而细致的大的纯平显示器部分代替传统彩色显像管的接收装置。
图1是液晶显示装置制造过程实例的部分简略图。
如图1显示，许多玻璃基板2，例如液晶基板，被放在隔板架(书架)1中，其上以阵列形式固定有TFTs(薄板晶体管)。这些玻璃基板2由带有刻度的挑选机械手3一次一个的拾取，在x轴和y轴上移动并且放在中继平台4上。放置到中继平台4上的基板2由第一流线性传输型的基板运输器5运输到与连接部件附加装置6上。
图2是一个基板2的放大的斜视图。如图2所示，电极导线2a在基板2外围的边缘部分线性排列，各向异性传导薄膜(ACF，未示出)连接部件由连接部件附属装置6附着到已传送到连接附属装置6上的基板2的电极导线2a上。
回到图1，基板2在经过连接构件的连接部件附属装置6粘附到电极导线2a上后，由第二个线形传输型基板传送器7传送到部件安装装置8。在部件安装装置8，类似磁带载体盒(TCPs)的电子部件放到连接构件上，之后通过热压完成连接和安装。
图3是一个在图2中显示的电子部件9的从底部向上看的斜视图。如图3显示，芯片部件92，如IC被连接和安装到电子部件9的透明薄膜构件91下表面，大量导线91a被连接并排列布置，使每一个导线91a在薄膜构件91的端部对着芯片部件92的电极。
定位标记91b，91b以成对的形式沿着薄膜构件91的边缘在薄膜构件91边缘部分的两外侧形成，使导线91a夹在一对定位标记之间。如图2显示，定位标记2b与将要安装电子部件9的基板2上的定位标记91b相对应。
回到图1，在电子部件9通过一个在部件固定装置8的固定头产生的真空吸力固定的情况下，一个成像设备将电子部件9的定位标记91b与基板2的定位标记2b成像。每对相互对应的标记都要基于成像数据校正位置，以使在电子部件9的定位标记91b和基板2的定位标记2b之间的位置偏移为零的情况下，在电子部件9在基板2上面规定的位置上，通过一个带有内置加热器的部件固定头进行热压，用于将电子部件9安装到基板2上。
作为电子部件9的基础材料的薄膜构件91是由聚酰亚胺树脂制成的，在薄膜构件91上，导线91a和定位标记91b是由铜金属片或镀金的铜金属片制成。然而，聚酰亚胺树脂这种基础材料具有绿、紫、橙三种颜色，所以可能获得一个由铜金属片或镀金铜金属片制成的定位标记91b及其类似物与薄膜构件91之间的很小的色度差。
因为在定位标记91b和基础材料之间的色度差别很小。如果成像设备使用反射光成像定位标记91b时，只能在定位标记91b和基础材料之间产生不充分的对比(强度比)。基于以上原因，许多部件固定装置的成像设备使光线从反面照到定位标记上并穿过在电子部件9的边缘部分形成了电子部件9边缘部分的图像。
图4是部件固定装置8的前正视图，也是图1所指的部件固定装置8，在该装置中，传播光用于形成电子装置9端部的图像。如图4所示，在这个部件固定装置8中，部件固定头81借助于活塞缸82的驱动臂82a固定到传送臂83上，部件固定头81依靠真空吸力吸附并运送电子部件9，传送臂83由在x和y轴方向运动的机器人形成。
玻璃基板2放在位于部件固定头81下面的基板放置台84上，基板放置台84设计成能够在水平面的旋转移动。
在电子部件9放置到平台85上之后，被真空吸力吸附到部件固定头81上并运送到基板2的边缘部，基板2的上部有一个内置微处理器的控制器86控制电子部件9和基板2的相对位置。
形成电子部件9和基板2边缘部图像的成像设备87经过调整并固定在基板2和部件固定头81上方。
图5是一个显示成像设备87、部件固定头81和基板2的特定部之间的相对位置放大图。如图5所示，成像设备87传递安装在基板2下面照明装置(光源)88所产生的光线，传递的光线用作同时分别形成基板2的定位标记2b和电子部件9的定位标记91b的图像。在基板2是不透明材料的情况下，照射基板2的照明装置88如电灯安装在成像设备87中，反射光因此用作获得基板2边缘部的图像信息，即定位标记2b的图像数据。
通过成像设备87获得的每个定位标记2b和91b的图像数据提供到如图4显示的控制器86，类似形状识别方式用来识别相对位置的偏移。控制器86控制传送臂83、基板放置台84及其它设备以使相对位置偏移量为零。通过定位标记2b和91b相对位置的校正，使导线2a和91a对应并相互连接。
在图5中显示了一个形成电子部件9的一个定位标记91b和基板2的一个定位标记2b的图像的单成像设备87。实际上，另一个独立的成像设备87也在使用，用于形成电子部件9的另一个定位标记91b和基板2的另一个定位标记2b的图像，将每个图像的数据提供到控制器86用于进行位置控制。
电子部件9的导线91a和基板2的导线2a被定位使得导线91a和2a相互对应。在定位完成后，控制器86以图4和5显示的在x和z轴的方向上进行接收台89的移动控制并且控制活塞缸使部件固定头81降低。借助一个连接构件将已定位的电子部件9和由接收台89支撑的基板2压在一起并且通过加热完成装配和连接。
图6是一个块形三维部件固定头81的剖面图，显示了其利用真空吸力固定图4和5显示的电子部件9的状况。图7是一个沿图6箭头所示的VII-VII线的剖面图。如图6和图7所示，部件固定头81的真空吸附孔81a开口朝着真空吸附表面。真空吸附孔81a通过一根管子81b与带有一个电磁阀的真空泵(未示出)相连。真空吸附孔81a的吸附和释放电子部件9是由控制器68控制的阀来控制的。
如图4和5所示，为了使成像设备87获得定位标记91b的图像数据，照明装置88的光线必须通过电子部件的边缘部分。基于上述原因，固定头通过真空吸力固定电子部件9时，避开了放置定位标记91b的电子部件9的边缘部分。
部件固定头81通过真空吸力固定的电子部件9的基础材料是由聚酰亚胺树脂或类似物制成的薄膜构件91组成。然而由于需要更小、更轻的部件，导致了更薄的构件，从而使得构件很容易变形。如图6中虚线下面所示，在没有被部件固定头81吸附的薄膜构件91的两端发生向下弯曲或反曲。因此，如图8显示，图像定位标记91b和连结的导线91a的变形阻碍了这些变形部分与将要连接的基板的平行对应。
在图5和图6中，参照数字81c代表内置于部件固定头81的加热器。定位标记2b和91b在图2、图3、图5中显示为四边形，但是可以选择十字形及其它形状。
如上所述，部件固定装置有以下几个问题。特别是如图4和图5显示，成像设备87使用安装在电子部件9另一端的照明装置88(在图中下侧)所发射的光，形成了电子部件9边缘部分的图像。并且，基于此图像数据控制器86进行控制使得位置偏移抵消。
然而，如图6和图8所示，块形部件固定头81利用真空吸力固定电子部件9在内侧的位置，避开了薄膜构件91的边缘部分。因此，产生了薄膜构件的变形，如电子部件9的两端向下弯曲或者反曲。也因此，上述定位标记91b在图像屏幕的位置与基板2定位标记2b相对的定位标记91b的实际位置发生偏差。如果电子部件9的定位标记91b在变形的情况下产生图像，并基于此条件下的图像数据将电子部件9固定到基板上，可能会发生对不准的危险，并且达不到良好的电路连接。
最近见到的基板2不仅具有更薄的构件91而且导线91a之间具有更窄的间距。基于这些原因，随着达到精确定位的需要，对不准是一个制造液晶面板高产出的主要障碍，定位精确性的提高是一个追求的目标。
本发明的一个方面是一个电子部件固定头，固定将要安装到基板的电子部件，其包括一个主电子部件固定单元；一个真空吸附部分，安装在上述主电子部件固定单元上，其面向将被吸附的电子部件的表面使得主要电子部件固定单元利用真空吸力固定电子部件；一个位于电子部件的末端部分的光通道部分，其引导光线照到定位标记上，从而校正电子部件与将要安装电子部件的基板的相对偏移量，其中所述真空吸附部分固定电子部件在定位标记上的、大体与电子部件边缘平行且相互正交的、避开了定位标记的直线上。
本发明的另一个方面是一个电子部件固定头，固定将要安装到基板的电子部件，其包括一个主要的电子部件固定单元；一个真空吸附部分，安装在上述主要电子部件固定单元上面向将被吸附的电子部件的表面，使得主电子部件固定单元利用真空吸力固定电子部件；一个位于电子部件的末端部分的光通道部分，其引导光线照到定位标记上从而校正电子部件与将要安装电子部件的基板的相对偏移量，其中所述真空吸附部分固定在横跨电子部件的定位标记的且避开了电子部件定位标记的直线上。
本发明的另一个方面是一个电子部件安装装置，在基板上安装电子部件，其包括一个电子部件输送单元，用于传送电子部件；一个电子部件固定头用于固定电子部件并将其安装在基板上；一个成像单元，形成所述电子部件固定头固定的电子部件末端部分定位标记的图像，基于所述成像单元获得的图像数据，校正电子部件与将要安装电子部件的基板之间的位置偏移；一个位置偏移监测单元，基于所述成像单元获得的图像数据，监测电子部件相对于基板的位置偏移；一个位置校正单元，用于校正电子部件相对于基板在x方向和y方向的偏移，使得带有校正位置偏移的电子部件安装到基板上，其中所述的电子部件固定头包括一个主电子部件固定单元；一个在所述固定单元上的真空吸附部分，其面向将被真空吸附单元固定的电子部件表面，以使电子部件通过真空吸力固定到所述的主电子部件固定单元；一个位于电子部件的末端部的光通道，其引导光线照到定位标记上，从而校正电子部件和将要安装电子部件的基板之间的位置偏移，其中所述真空吸附部分将电子部件固定在定位标记上的、与电子部件边缘平行的且相互正交的、避开了定位标记的直线上。
本发明的另一个方面是一个电子部件安装装置，在基板上安装电子部件，其包括一个输送电子部件的电子部件输送单元；一个电子部件固定头，用于固定电子部件并将其安装在基板上；一个成像单元，形成由所述固定头固定的电子部件末端部分定位标记的图像，用于校正电子部件和将要安装电子部件的基板之间的位置偏移；一个位置偏移监测单元，基于所述成像单元获得的图像数据监测电子部件相对于基板的位置偏移；一个位置校正单元，基于由所述位置偏移监测单元监测到的位置偏移，校正电子部件相对于基板在x轴和y轴方向的位置偏移，以便将校正位置偏移的电子部件安装到基板上，其中所述电子部件固定头包括一个主电子部件固定单元；一个安装在所述固定单元上的真空吸附部分，其面向将被真空吸附单元固定的电子部件表面，从而电子部件通过真空吸力固定到所述的主要电子部件固定单元；一个在电子部件末端部的光通道，其引导光线照到定位标记上，从而校正电子部件和将要安装电子部件的基板之间的位置偏移，其中所述真空吸附部分固定在横跨电子部件的定位标记的且避开了电子部件定位标记的直线上。
本发明的又一方面是将电子部件安装到基板的一种方法，其包括传送一个电子部件；形成一个定位标记的图像，用于补偿电子部件和将要安装电子部件的基板之间的位置偏移；基于定位标记的图像数据，监测电子部件相对与基板的位置偏移；基于由所述位置偏移监测单元监测到的位置偏移，校正电子部件相对于基板在x方向和y方向的位置偏移；通过所述电子部件固定头将已校正的电子部件固定并装到基板上，其中所述电子部件固定头包括一个主电子部件固定单元；一个安装在主电子部件固定单元上的真空吸附部分，其面向将被真空吸附固定的电子部件表面，以使电子部件通过真空吸力固定到所述的电子部件固定单元；一个在电子部件末端部的光通道，其引导光线照到定位标记上，从而校正电子部件和将要安装电子部件的基板之间的偏移，其中所述真空吸附部分固定在电子部件的定位标记上的、与电子部件边缘平行的且相互正交的、避开了定位标记的直线上。
本发明的又一方面是将电子部件安装到基板的一种方法，其包括传送一个电子部件；形成一个定位标记的图像，用于补偿电子部件和将要安装电子部件的基板之间的位置偏移；基于定位标记的图像数据，监测电子部件相对与基板的位置偏移；基于由所述位置偏移监测单元监测到的位置偏移，校正电子部件相对于基板在x方向和y方向的位置偏移；将由所述电子部件固定头校正的电子部件固定并安装到基板上，其中所述电子部件固定头包括一个主电子部件固定单元；一个安装在主电子部件固定单元上的真空吸附部分，其面向将被真空吸附固定的电子部件表面，以使电子部件通过真空吸力固定到所述的电子部件固定单元；一个在电子部件末端部的光通道，其引导光线照到定位标记上，从而校正电子部件和将要安装电子部件的基板之间的偏移，其中所述真空吸附部分固定在电子部件的定位标记上的、与电子部件边缘平行的且相互正交的、避开了定位标记的直线上。
从下面的与附图结合的说明中，本发明其它的特征和优点将更为明显。
图1显示了液晶显示设备制造过程实例的部分的简略图；图2是图1中基板2的放大斜视图；图3是图2中显示的电子部件9的一个实例从下方看的斜视图；图4是一个部件固定装置8的前正视图，在该种类型的装置中，传播的光线用于形成电子装置9边缘的图像；图5显示成像设备87，固定头81和基板2的特定部分之间互相位置关系的放大图。
图6是一个截面图，显示块形三维固定头81通过真空吸力固定图4和图5中所示的电子部件9的情况；图7是一个沿图6箭头所指的VII-VII线的截面图；图8显示了将要连接的已摄像的定位标记91b和导线91a部分的变形情况；图9是显示根据本发明第一实施例的部件固定头应用到固定装置的前正视图；图10是放大的斜视图，显示图9中部件固定头主要部分结构；图11是部分前正视图，显示图9中的固定头；图12是沿图11中XII-XII线的箭头方向的剖面图；图13是沿图11中XII-XII线的箭头方向的放大剖面图；图14是图13的放大图；图15是显示根据本发明第二实施例的部件固定头的前正视图；图16是显示根据本发明第二实施例变化了形式的部件固定头的前正视图；图17是显示根据本发明第二实施例另一个变化了形式的部件固定头的前正视图；图18是显示根据本发明第三实施例的部件固定头的部分斜视图；图19是显示图18中部件固定头的剖面图；图20显示了图9中显示的平台85的详细结构图；图21是图9中显示的平台85的详细图。
参考相应的附图，对本发明的实施例详细说明如下。第一实施例图9到14表明根据本发明第一实施例的部件固定头，使用该固定头的安装装置及安装部件的方法，详细说明如下。
第一个实施例提供了一个部件固定头，使用该固定头的安装装置及安装部件的方法，其中，部件固定头固定一个电子部件并将其安装到基板上，当部件固定头固定电子部件用于安装时，电子部件上的定位标记变形被抑制了，因此通过使用传送光的成像设备得到一个大的、明显的、清晰、精确的定位标记图像是可能的。
在以下的描述中，在图1到图8显示的部件固定头及使用部件固定头的装置的各类类似元件标有相同的数字，此处未作详细描述。
图9是显示根据第一实施例带有一个部件固定头的安装装置前正视图。
在图9所示的装置中，部件固定头81利用真空吸力将由传送装置95提供的在平台85上的电子部件9固定并传送且该固定头是一个三维块状。部件固定头81借助于活塞缸82的驱动杆82a安装到传输臂83上，这种情况下，通过传输臂83，固定头在X-Y方向可以自由运动或旋转。
部件固定头81有一个主固定单元811，一个照明设备(光源)812和一个短路器部分811b。控制器86监测电子部件9和基板2之间的位置偏移，并且控制传输臂83和基板放置台84的运动，以使位置偏移相互抵消。
玻璃基板(液晶基板)2放到在图9下部的基板放置台84上，在部件固定头利用真空吸力固定并传送的电子部件9相对于基板2定位之后，其被安装到基板2上，基板2是所述的液晶基板或者类似物。
图10是显示如图9所示的部件安装装置主要部分结构的放大斜视图。
为了将电子部件9和基板2定位，成像设备87如CCD摄像机或类似物，放到固定头81的下面。定位标记2b和导线2a位于基板2上的边缘部分。
图11是在图9显示的部件固定头的前正视图，图12是沿在图11中箭头所指的XII-XII线的部件固定头剖面图。图13是沿在图11中箭头所指的XII-XII线的部件固定头的放大剖面图。图14是图13的放大图。
如图11到图14显示，真空吸附孔811a位于部件固定头81的块形主要固定单元811上，面向电子部件9的真空吸附表面，用于利用真空吸力固定电子部件9。这些真空吸附孔811a，如图11显示，通过一根管81b与带有电磁阀的真空泵(未示出)相连。
在第一实施例中，如图13和图14，真空吸附孔811a如此安装是为了利用真空吸力固定电子部件9，固定电子部件9的位置与吸附的矩形电子部件9的外边缘平行并且在定位标记91b，91b相互正交的直线A和B的避开定位标记91b，91b的位置上。
由切出部分811b，811b形成的光通道在部件固定头81的主固定单元811的拐角处形成立体的切出部分，以形成向上开口的中空空间，从而避开了定位标记91b，91b。
照明装置(光源)812，如灯泡之类的，以固定的方式安装到形成光通道的切出部分811b上部的主固定单元，从而使照射到位于切出部分811b较低边缘部分的定位标记91b。
因此，如图13和图14所示，通过主固定单元811的切出部分811b，在吸附位于直线A和B的或其上的薄膜构件(透明薄膜)91时，该直线A和B正交于定位标记91b，91b并因此包围的薄膜构件91，811b避开在电子部件9末端两边缘的定位标记91b是可能的(也就是，吸附孔811a并不吸附定位标记91b，91b)。
由于这个原因，抑制了薄膜构件91的定位标记91b，91b所在的部分的变形。如图11所示，加热器81c埋置于固定单元811中。
部件固定头81的结构如上所述。由于主要固定单元通过固定了定位标记91b，91b所在的附近区域，所以并没有提供薄膜构件91变形的空间，如图9和图10所示，位于基板2下面的成像设备87接收通过光通道穿过实际上与基板2平行的定位标记91b，91b的光线，因此能够获得一个恰当、精确的定位标记91b，91b的良好对比图像。
要安装到基板2的电子部件9有一个在聚酰亚胺树脂的透明薄膜构件91上的芯片部件92。当把电子部件9安装到基板2时，成像设备87利用发送光线形成薄膜构件91的定位标记91b的图像，并且基于这个图像数据，将电子部件9相对于基板2定位。作为替代，成像设备87可以形成定位标记91b和2b的图像。
根据第一实施例部件固定头81有一个由切出部分811b形成的光通道，切出部分811b是在通过真空吸力固定电子部件9的主要固定单元811上；还有一个真空吸附孔811a，在靠近定位标记91b的下部区域，包围着定位标记91b附近区域。因此，象薄膜构件91在定位标记91b的部分的弯曲之类的变形是可以避免的，因此，能够以高精确的定位将电子部件9安装到基板2上。
第一实施例达到以下效果，特别地，根据第一实施例的部件固定头，部件固定头固定电子部件的位置是避开定位标记的与电子部件边缘平行的且相互正交的直线上，因此在固定电子部件时，抑制了定位标记部分的变形，成像设备借助光通道使用发送光形成了一个清晰、精确、高对比的定位标记图像。
甚至在由真空吸力固定的薄膜构件91非常薄的情况下，带有固定头81的安装装置也能够抑制电子部件9的定位标记91b附近区域可能的变形，因为真空吸附固定在定位标记91b上相互正交的直线上。基于这个原因，导线91a的连接与安装能够准确进行，不发生错误的调整，从而能够装配和制造高精度、高质量的基板。
在第一实施例中，在基板2是透明玻璃的情况下，成像设备87接收固定头81的照明装置(光源)所发出的光，并形成图像。
如果基板2由非透明的物质组成，如图10所示，光源871装到成像设备87上，借助光纤维872在成像设备87的发射管内的光线通过一根光学系统向下照射到基板2的表面，其发射光能够形成基板2的定位标记2b的图像。在这种情况下，定位标记2b在基板2的背面。
此外，在第一实施例中，固定头81上有切出部811b以使由真空吸附的电子部件9的定位标记91b对应的拐角是立体的切出。在其上的照明装置812所发出的光线照到被吸附的电子部件9的定位标记上，光通道部分的截面不一定是四方形的，可以是圆形、椭圆或者多边形。
另外，尽管在如上述本发明的第一实施例中，光线直接照到定位标记91b上，但是，也可以安排使用一种相对于定位标记91b倾斜的光线。第二实施例一个部件固定头，部件安装装置，以及根据本发明第二实施例的部件安装方法，在图15到图17中显示，就其区别于第一实施例的不同点以下将做详细描述。
根据第二实施例的部件固定头81与第一实施例的部件固定头相比，部件固定头81的切出部分811b体积减小了。
图15是根据本发明第二实施例的固定头的前正视图，光线以一定的倾斜角照射到被真空吸附的电子部件9的定位标记91b上。如图15所示，主要固定单元811的切出部分811b形成一个在定位标记91b上方拐角处倾斜的锥形，安装在主要固定单元811上的照明装置812所发出的光线倾斜照射到定位标记91b上。
虽然如图15所示的结构，照明装置812所发出的光线直接照射到由真空吸力吸附的电子部件的定位部件91b，91b上，但是，本发明第二实施例并没有对这种情况加以限制，例如，如图16所示，可以在锥形切出部分811b的倾斜面上形成发射面，使照明装置812所发出的光线经过发射照射到定位标记91b上。
另外，如图17所示，除了锥形切出部分811b的倾斜面上的反射面，还可以有一个反射镜81d，其与倾斜面的斜度相匹配，作为倾斜面的延伸，以使安装在固定头并由其支撑的照明装置812所发光线照到切出部分811b和发射镜81d上，然后发射光照到电子部件9的定位标记91b上。
以上情况，如图17的虚线所示，采用另一种结构也是可能的，由照明装置812所发光线借助反射镜81d的传递照射到下方的基板2的表面，达到照明装置812所发光线的有效利用，并且节约了供给照明装置812的能量。
第二实施例达到以下效果。特别是，因为主固定单元811可靠的吸附了电子部件9的定位标记91b，91b附近的区域，避免了包括定位标记91b，91b的薄膜构件91的弯曲、反曲之类的变形，所以可以高精确地将电子部件9安装、连接到基板2上。
根据第二实施例，减小在块形固定头81的切出部分811b的体积是可能的，增大了内置加热器81c放置的自由度，从而有效地进行热压装配。
尽管在前述第一、第二实施例中，固定头81有对应被吸附电子部件9的定位标记91b的拐角切出部分形成的光通道，但是还有可替代切出部分811b的方法，可以提供朝向被吸附的电子部件9的定位标记91b的通透孔，光线通过这些通透孔照在定位标记上。第三实施例图18和图19显示了一个部件固定头，一个使用部件固定头的安装装置及根据本发明第三实施例的安装方法，就区别于第一、第二实施例的不同点，以下将做详细描述。
根据第三实施例的部件固定头81，与第一、第二实施例的部件固定头81相比，具有在电子部件9的薄膜构造91拐角产生吸力的吸附孔。
图18是显示根据本发明第三实施例的部件固定头的斜视图，其中，对应于被吸附的电子部件9的定位标记的通透孔作为光线的通径，图19是图18的剖面图。
如图18所示，通透孔811c形成了一个光通道，位置在吸附电子部件9的部件固定头81侧部的末端拐角处。如图19显示，通透孔811c开口朝向被吸附的电子部件9的定位标记91b。
如图19显示，通透孔811c的侧壁是环形，周围有一些孔并开口朝向被吸附的电子部件9，这些孔和真空吸附孔811a连接。
另外，如图18显示，类似于第一、第二实施例，照明装置812固定到主固定单元811上，在通透孔811c的顶部，照明装置812所发光线经过通透孔811c照在被吸附的电子部件9的定位标记91b上。
第三实施例达到如下效果。特别地，因为第三实施例中，能够利用传送光并且在薄膜构件91的定位标记91b周围没有变形的图像，所以高精确安装和与基板连接是可能的。
特别，因为在第三实施例中，和真空吸附孔811a相连的孔围绕着作为光通道的通透孔811c并开口朝向真空吸附表面，薄膜构件91的围绕定位标记91b的中心区域由真空吸力固定到主要固定单元811上，以致更细致的避免了定位标记91b的变形，从而定位更精确。
在本发明的第三实施例中，类似第一、第二实施例，实际平行于电子部件9且相互正交的直线A和B位于电子部件9的定位标记91b上，并且电子部件9被吸附的位置避开了定位标记91b。
此外，在第三实施例中，直线A和B跨过定位标记91b，部件固定头81的真空吸附孔811a在定位标记91b的两侧外环绕并避开了定位标记91b，薄膜构件91因此被固定住。基于这个原因，象薄膜构件91的弯曲、翘曲等变形被恰当地阻止了，从而获得了更为精确的定位标记91b的图像数据。
很明白，虽然第三实施例的真空吸附孔811a环形围绕着定位标记91b，但是，并没有对这种环形作限制。通过在横穿定位标记91b两外侧提供点布局的真空吸附孔811a也能够达到同样效果，从而提高了定位标记91b间的固定质量。
进一步，虽然在上述第三实施例中，通透孔811c形成了光通道，与真空吸附表面垂直，但通透孔可以与真空吸附表面有一定的倾斜，通透孔的截面可以是多边形，如四边形。
此外，在以上第一、第二实施例中，对照明装置812以固定的形式安装到主要固定单元811上的情况作了描述，但本发明没有对此作限制。因为只要通过光通道，传递光线照射到被吸附的电子部件9的定位标记91b上就足够了，所以提供一个与主定位单元811分离的照明装置812是可以的。在定位标记91b的表面足够明亮，并且能够获得从其表面发送的光线，去掉照明装置812也是可以的。
根据本发明以上所述各个实施例，基于控制器86的控制操作，经真空吸力吸附在部件固定头81上的电子部件9在X-Y向驱动X-Y坐标系统运动和以Z轴θ角度旋转的传送臂83可以精确地定位到基板2上。
在根据上述本发明实施例进行定位中，为了高精确度地将微小电子部件9安装到基板2的表面上，如图12和图13所示，希望部件固定头81的方向与电子部件9的方向一致，并且，最好固定头81的边缘和电子部件9的边缘做预先校正。基于以上原因，最好是固定头要预先定位，然后利用真空吸力吸附在平台85放置的电子部件9。
图20是一个连接到传送臂83的部件固定头以正确的位置和方式真空吸附和固定在平台85上的电子部件9。
接下来，前述实施例利用定位处理安装一个电子部件的程序，以下作详细描述。
如图20所示，将吸附的电子部件9放置的平台85上的接收台851，通过圆柱螺旋机构852的驱动，能够沿着导向滑轨853在箭头所指的X方向上运动。
一个通过接收平台851的切出部分851a照明上述电子部件9的定位标记91b的照明装置854置于平台85的内部，上述照明装置854与这个摄像机855，如CCD等相对。
接收台851带有一个真空吸附孔，借助其将在此处放置的电子部件9吸附，这个真空吸附孔通过一个真空泵856自由吸附、释放。
在上述谈到的结构中，首先通过旋转圆柱形旋钮852移动接收台851，使切出部分851a的其中之一位于照明装置854和摄像机855之间。摄像机855形成一个与切出部分851a反向的定位标记91b的图像。基于摄像机855的图像信号；控制器86计算定位标记91b相对于预先确定的参考位置的X-Y向的偏移。
接着，圆柱螺旋机构852使接收台851移动，使其它切出部分851a定位在照明装置854和摄像机855之间。
摄像机形成与其它切出部分851a反向的定位标记91b图像并且将图像信号送到如图9显示的控制器上。基于摄像机855的图像信号，控制器86计算出定位标记相对于参考位置在X-Y向的位置偏移量，并且基于两个定位标记91b，91b的最终位置偏移，计算出电子部件9的X-Y向和θ向的位置偏移量。
经过以上计算之后，控制器86控制运送臂83校正电子部件9的X-Y-θ向的位置偏移量，因此，将部件固定头定位到接收台851上的电子部件9，以使电子部件9以恰当的位置和姿势被吸附。在此过程中，通过真空泵856，控制器86与固定头81的真空吸附和运送操作同步控制真空吸附的固定和释放。
根据上述各种机械的操作，通过部件固定头81以恰当的位置和姿势固定电子部件9是可能的。基于这个原因，在部件固定头81中作为光通道的切出部分811b的尺寸，应该考虑到固定头和电子部件9之间的相对位置偏移量。
例如，如图12显示，在定位标记91b是四边形的情况下，切出部分811b的尺寸可以做成在围绕定位标记91b范围内传送光线范围所需最小尺寸。基于这个原因，将真空吸附孔811a放置在靠近定位标记91b的位置是可能的，从而有效地阻止了薄膜构件91的定位标记91b周围区域的变形。
图21是一个总结构图，说明使用平台85另一个实例的定位情况。在图21中，与图20相同的元件标有相同的参考数字。
如图21所示，围绕85a的轴线在θ向进行平台85旋转控制是可能的，在接收台851的上面，电子部件9由真空吸附固定，接收台851通过在平台85上的圆柱螺旋机构852驱动，从而在沿着导向滑轨853的箭头所指的X方向进行精细移动控制。
照明装置854，854埋置于平台85内部，借助接收台851的切出部分851a，光线向上照到电子部件9的定位标记91b上。
形成定位标记91b图像的摄像机855，855，与平台85一起旋转。可替代的，摄像机855，855可以固定在实施例装置的主要单元上。
接收台851提供一个真空吸附孔，该吸附孔将置于其上的电子部件9固定，真空吸附的固定和释放可以由真空泵856自由控制。
根据以上所述结构，提供接收摄像机855，855的图像信号，如图9所示，当校正平台85在θ方向的旋转时，控制器86控制着圆柱形旋钮的驱动，从而获得一个恰当的图像。
接着，控制器86控制着以X和Y方向移动的固定头81，从而在此处升高或降低其位置；并且通过真空吸力将电子部件9固定在接收台851上。在此过程中，控制器86通过真空泵856与固定头81的真空吸附和运送操作同步控制着真空吸附的固定和释放。
虽然在前述平台85在θ方向上旋转达到校正，但也可以在θ方向上旋转校正和运送臂83相连的部件固定头81。
根据本发明的部件固定头，使用部件固定头的安装装置及安装部件的方法，当将一个电子部件9如带有透明薄膜的TCP之类的作为薄膜构件91安装到基板2及类似物上时，因为避免了透明薄膜定位标记91b区域的变形，所以应用到液晶面板之类的制造可以达到一个优越的效果。
即，部件固定头固定在电子部件上相互正交的与电子部件边缘平行的直线上，或者固定在跨过定位标记的而且避开了定位标记的直线上。因此，当固定电子部件时，避免定位标记的变形是可能的；成像设备通过使用经置于固定单元形成的光通道的发送光线，获得一个清晰、高对比的定位标记图像。
因为部件固定头81有一个形成由部件固定头固定的没有变形的电子部件的图像的成像设备，并且部件固定头81经过基于图像数据进行位置补偿将电子部件安装到基板上，所以进行高精度的安装，避免热压时的错误校正和提高产量是可能的。
应当明白，本发明并不局限于上述的实施例，上述实施例仅仅作为例子参考，能够在本发明范围内呈现其它形式和改变。
总的来说，根据本发明的上述实施例的部件固定头、使用部件固定头的安装装置及部件装配的方法，在将电子部件安装到基板上时，能够避免诸如电子部件的定位标记周围的区域弯曲或翘曲之类的变形，因此达到了高精度的部件安装和良好的电子特性，这在实际应用中非常高的效果。
其它的优点和改进很容易为本专业的技术人员所得到。因此，从更广泛的方面，本发明并不局限于在此所述的特别的细节和代表性的实施例。相应地，在不背离由所附的权利要求及等同物限制的总的发明思想的精神和范围内，将会取得不同的改进。
权利要求
1.一种电子部件固定头，用于将电子部件安装到基板上，其包括一主电子部件固定单元；一真空吸附部分，装在所述主电子部件固定单元上的，使其面向由真空吸附固定的电子部件表面，以使电子部件通过真空吸附固定到所述主电子部件固定单元；和一光通道部分，形成在电子部件的边缘部分，其引导光线照到定位标记上，用于校正将要安装电子部件的基板和电子部件之间的位置偏移，其中，所述真空吸附部分将电子部件固定在大体与电子部件一个边缘平行，且大体在电子部件的定位标记上的相互正交的直线上，并且该直线避开了定位标记。
2.据权利要求1的电子部件固定头，进一步包括一光源，安装在所述主要电子部件固定头上，其光线通过所述光通道照到由所述真空吸附部分固定的电子部件上的定位标记上。
3.根据权利要求1的电子部件固定头，其中，所述光通道部分是在所述主要电子部件固定单元拐角的四方体切出部分。
4.权利要求1的电子部件固定头，其中所述光通道部分是在所述主要电子部件固定单元拐角的锥形切出部分。
5.根据权利要求4的电子部件固定头，进一步包括一光源，安装在所述主要电子部件固定单元上，其光线通过所述光通道照到由所述真空吸附部分固定的电子部件上的定位标记上，其中切出部分的斜面为反射镜的表面，从光源反射的光线经反射镜表面照到定位标记上。
6.根据权利要求1的电子部件固定头，其中，所述光通道部分是一个在主电子部件固定单元上的通透孔，其开口朝向电子部件的定位标记。
7.根据权利要求6的电子部件固定头，其中，所述真空吸附部分呈环形围绕通透孔外围。
8.一个用于将电子部件固定到基板上的电子部件固定头，包括一主电子部件固定单元；一真空吸附部分，安装在所述主要电子部件固定单元上，其面向真空吸附的电子部件表面，以使电子部件由真空吸附固定到所述主电子部件固定单元上；一光通道，形成于电子部件的边缘部，其引导光线照到定位标记上，用于校正将要安装电子部件的基板和电子部件之间的位置偏移，其中所述真空吸附部分固定的电子部件的位置在跨过电子部件的定位标记的且避开了电子部件的定位标记的直线上。
9.根据权利要求8的电子部件固定头，进一步包括一光源，安装在所述主要电子部件固定头上，其光线通过所述光通道照到由所述真空吸附部分固定的电子部件上的定位标记上。
10.根据权利要求8的电子部件固定头，其中，所述光通道是一个主电子部件固定单元拐角的四方体切出部分。
11.权利要求8的电子部件固定头，其中，所述光通道是一个主电子部件固定单元拐角的锥体切出部分。
12.根据权利要求8的电子部件固定头，进一步包括一光源，安装在所述主要电子部件固定单元上，其光线通过所述光通道照到由所述真空吸附部分固定的电子部件上的定位标记上，其中切出部分的斜面为反射镜的表面，从光源反射的光线经反射镜表面照到定位标记上。
13.根据权利要求8的电子部件固定头，其中，所述的光通道是一个在所述主电子部件固定单元中的通透孔，其开口朝向电子部件的定位标记。
14.根据权利要求13的电子部件固定头，其中，所述的真空吸附部分呈环形围绕在通透孔的外围。
15.一种电子部件安装装置，用于将电子部件安装到基板上，其包括一电子部件输送单元，用于输送电子部件；一电子部件固定头，用于将电子部件固定到基板上；一成像单元，其形成由所述电子部件固定头固定的电子部件边缘的定位标记的图像，用于校正将要安装电子部件的基板与电子部件之间的位置偏移；一位置偏移监测装置，基于由所述成像单元获得的定位标记图像数据，监测电子部件相对于基板的位置偏移；一位置校正单元，基于位置偏移监测单元所监测的位置偏移量，电子部件相对于基板的在X轴和Y轴方向的位置偏移进行校正控制，其中，所述电子部件固定头包括一主电子部件固定单元；一真空吸附部分，安装在所述主要电子部件固定单元上，其面向由真空吸附固定的电子部件固定的表面，以使电子部件通过真空吸附固定到所述主要固定单元上；一光通道，形成在电子部件边缘部分，其引导光线照到定位标记上，从而校正电子部件与将要安装电子部件的基板的位置偏移，其中，所述真空吸附部分固定在横穿电子部件的定位标记的与电子部件边缘平行的且相互正交的避开定位标记的直线上。
16.根据权利要求15的电子部件安装装置，进一步包括一接收台，电子部件从所述电子部件输送单元输送到该接收台上；一第二成像单元，形成一个在所述接收台上的电子部件的定位标记的图像。
17.一种电子部件安装装置，用于将电子部件安装到基板上，其包括一电子部件传输单元，用于传输电子部件；一电子部件固定头，用于固定将要安装到基板的电子部件；一成像单元，其形成一个由所述电子部件固定头固定的电子部件边缘部的定位标记的图像，用于校正电子部件与将要安装电子部件之间的位置偏移；一位置校正单元，基于由所述位置偏移监测单元监测的位置偏移量，对电子部件相对于基板在X和Y轴方向的位置偏移进行校正控制，以使校正位置偏移的电子部件安装在基板上，其中所述电子部件固定头包括一主电子部件固定单元；一真空吸附部分，安装在所述主要电子部件固定单元上，其面向由真空吸附固定的电子部件的表面，以使电子部件通过真空吸附固定到所述电子部件固定单元上；一光通道，形成在电子部件边缘部分，其引导光线照到定位标记上，用于校正电子部件和将要安装电子部件的基板之间的位置偏移，其中，所述真空吸附部分固定在横穿电子部件的定位标记的避开电子部件的定位标记的一条直线上。
18.根据权利要求17的电子部件安装装置，进一步包括一接收台，电子部件从所述电子部件输送单元输送到该接收台上；一第二成像单元，其形成一个在所述接收台上的电子部件的定位标记的图像。
19.一种将电子部件安装到基板上的方法，其包括传输一个电子部件；形成一个用于补偿电子部件与将要安装电子部件基板之间的位置偏移的定位标记的图像；基于定位标记的图像数据监测电子部件相对于基板的位置偏移；基于监测的位置偏移量校正电子部件相对于基板的X和Y轴方向的位置偏移；由所述电子部件固定头固定校正位置偏移的电子部件并将其安装到基板上，其中，所述电子部件固定头包括一主电子部件固定单元；一真空吸附部分，安装在所述主要电子部件固定单元上，其面向由真空吸附固定的电子部件的表面，以使电子部件通过真空吸附固定到所述主电子部件固定单元；一光通道，形成在电子部件的边缘部分，其引导光线照到定位标记上，用于校正电子部件与将要安装电子部件的基板之间的位置偏移，其中，所述真空吸附部分固定在电子部件定位标记上的与电子部件边缘平行的且相互正交的并且包括了定位标记的直线上。
20.一种将电子部件安装到基板的方法，其包括输送一个电子部件；形成一个定位标记的图像，用于补偿电子部件与将要安装电子部件的基板之间的位置偏移；基于定位标记的图像数据，监测电子部件相对于基板的位置偏移；基于监测的位置偏移量，校正电子部件相对于基板在X和Y轴方向位置偏移；由所述电子部件固定头固定一个校正位置偏移的电子部件并将其安装到基板上，其中，所述电子部件固定头包括一主电子部件固定单元；一真空吸附部分，安装在所述主要电子部件固定单元，其面向由真空吸附固定的电子部件表面，以使电子部件通过真空吸附固定到主要电子部件固定单元上；一光通道，形成在电子部件的边缘部分，其引导光线照到定位标记上，用于校正电子部件与将要安装电子部件的基板之间的位置偏移，其中，所述真空吸附部分固定在电子部件的定位标记上的与电子部件边缘平行的且相互正交的避开定位标记的直线上。
全文摘要
一个电子部件固定头,一个使用该固定头的电子部件安装装置及一种安装电子部件的方法,是用于安装在薄膜构件上带有定位标记的电子部件。电子部件固定头由一个主电子部件固定单元,一个面向由真空吸附固定的电子部件表面的用于固定电子部件的真空吸附部分和一个引导光线照到电子部件边缘部分定位标记上的光通道组成,其目的是校正电子部件与将要安装电子部件的基板之间的位置偏移,真空吸附部分固定在电子部件上的与电子部件边缘平行且相互正交的避开定位标记的直线上。
文档编号H05K13/04GK1374831SQ0210536
公开日2002年10月16日 申请日期2002年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者荻本真一 申请人:芝浦机械电子装置股份有限公司