安装机的制作方法

专利名称：安装机的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装机，特别涉及通过顶棚从上方支承头单元的安装机。
背景技术：
以往，已知一种通过支承部从上方支承头单元的安装机(例如，参照日本特开 2003-174296 号公报)。在上述专利文献(特别是参照图21、图22)中，公开了一种安装机，其具备装置顶棚(支承部)、设置在装置顶棚的下面的间隔部件、设置在间隔部件的下面侧的直线运动轴承和致动器、以及进行电子元件的安装的头单元。该安装机具备从装置顶棚经由间隔部件、直线运动轴承以及保持部件，可移动地悬吊的悬吊型头单元。另外，间隔部件的两侧部具有向下方突出的倒U字形的剖面形状。在向下方突出的间隔部件的两侧部的下面分别固定有直线运动轴承的一对导轨。而且，在与一对导轨可移动地卡合的可动部上经由保持部件安装有头单元。另外，在倒U字形的间隔部件的中央部的空间中设置有致动器，能够使保持部件和头单元沿着直线运动轴承(导轨)的延伸方向移动。如此，在上述专利文献1中， 通过两侧部向下方突出的倒U字形的间隔部件在装置顶棚与保持部件(头单元)之间形成空间，在该空间内收纳致动器。专利文献1 日本特开2003_17似96号公报

发明内容
在具备如上所述的悬吊型头单元的安装机中，通过致动器使头单元移动时，因惯性造成头单元呈振摆状进行轻微振动。此时，在上述专利文献1中，间隔部件存在于装置顶棚与头单元之间，从而间隔部件还另外受到相对于装置顶棚相对性地振动的力。所以，由于振动发生时的头单元的振幅增大，因此存在难以提高电子元件的安装位置精度的问题。为了解决如上所述的课题，本发明的一个目的在于提供一种能够提高悬吊型头单元的安装位置精度的安装机。为了达到上述目的，本发明所涉及的安装机包括头单元，将电子元件安装到基板上；支承部，设置在头单元的上方，支承头单元；引导部，设置在支承部的下面，引导头单元的移动；以及致动器，以突出到支承部的上面的上方的方式设置，使头单元沿着引导部移动。在本发明所涉及的安装机中，如上所述，通过设置支承部，该支承部设置在头单元的上方，支承头单元，并且以突出到支承部的上面的上方的方式设置使头单元沿着引导部移动的致动器，从而在支承部从上方支承头单元的悬吊型结构中，由于能够使致动器突出到支承部的上面的上方，因此无需在支承部与头单元之间设置用于收纳致动器整体的空间。据此，由于能够缩小从支承部到头单元的高度方向的间隔，因此能够缩小振动发生时的头单元的振幅。其结果是能够提高安装位置精度。在上述本发明所涉及的安装机中，较为理想的是，还包括驱动机构，沿着与指定的方向正交的水平方向驱动头单元，引导部包括设置在驱动机构的长度方向两端上部，经由该驱动机构引导该头单元的一对直线运动轴承。采用这样的结构时，即使头单元振动时， 也能够通过一对直线运动轴承尽可能地降低驱动机构受到的影响，能够限制头单元的振动增幅。另外，由于各直线运动轴承设置在驱动机构的长度方向两端上部，因此不用担心引导部向上述水平方向突出，设备宽度徒劳地增大。另外，在上述本发明所涉及的安装机中，较为理想的是，致动器安装在支承部的上面。采用这样的结构时，致动器自身被支承部保持，从而能够尽可能地避免来自于头单元的振动的影响。在上述本发明所涉及的安装机中，较为理想的是，致动器经由形成在支承部上的开口部与头单元连接。采用这样的结构时，即使在支承部的上面侧设置用于使头单元移动的致动器或使其突出时，也能够经由支承部的开口部容易地进行致动器与头单元的连接。这种情况下，较为理想的是，致动器经由设置在开口部内的连接部件与支承部的下面侧的头单元连接。采用这样的结构时，由于完全无需在支承部的下面侧设置用于收纳致动器的空间，因此能够在支承部的下面附近的位置支承头单元。其结果是由于能够进一步缩小从支承部到头单元的高度方向的间隔，因此能够进一步提高安装位置精度。在上述本发明所涉及的安装机中，较为理想的是，支承部的下面具有形成平坦面状的平板形状，引导部安装在平坦面状的下面。这里，如果去除头单元的振动的影响，则引导部的安装位置精度对头单元的位置精度造成的影响最大。为了提高引导部的安装位置精度，需要高精度地制作引导部的安装面。在本发明中，通过将支承部设为易于加工的平板形状，从而能够容易且高精度地制作引导部的安装面(支承部的下面)。另外，如以往所示，经由间隔部件将直线运动轴承安装到装置顶棚上时，间隔部件与装置顶棚的下面(间隔部件的安装面)这两者需要高精度的加工，而根据上述本发明的结构，只要高精度地制作平板形状的支承部的下面即可，因此这一点也能够容易地提高引导部的安装位置精度。其结果是能够容易地提高头单元的安装位置精度。在上述本发明所涉及的安装机中，较为理想的是，引导部的下面与支承部的下面之间的上下方向的距离小于致动器的上下方向的长度。采用这样的结构时，与在支承部与头单元之间的高度位置设置制动器整体的结构相比，能够确实地缩小从支承部到头单元的高度方向的间隔，因此能够容易地提高头单元的安装位置精度。在上述本发明所涉及的安装机中，较为理想的是，致动器包括线性电动机，该线性电动机包括以相互对置的方式设置，固定在支承部上的永久磁铁构成的一对定子；以及设置在一对定子之间，具有安装在头单元侧的可动部件上的线圈的动子。采用这样的结构时，由于作为发热源的线圈位于动子侧，因此通过头单元移动时的动子的移动，动子与空气接触，从而能够冷却动子的线圈。其结果是能够得到包括线性电动机的致动器的冷却效果。这种情况下，较为理想的是，致动器还包括设置在动子的上面的散热部。采用这样的结构时，伴随着头单元移动时的动子的移动，散热部也移动，还能够从散热部放出由线圈产生的热。其结果是能够通过动子上的散热部有效地冷却致动器(线圈)。在上述致动器包括线性电动机，该线性电动机包括相互对置的一对定子的的结构中，较为理想的是，还包括一对安装壁部，以从支承部的上面向上方延伸的方式设置，并且在相互对置的侧面上分别设置有致动器的一对定子。采用这样的结构时，由于能够在设置于支承部的上面的安装臂部上安装致动器的定子，因此能够容易地进行致动器相对于支承部的安装。这种情况下，较为理想的是，还包括连结部件，以跨越动子的上方的方式连结并固定一对安装壁部。采用这样的结构时，不会因连结部件妨碍动子的移动，能够牢固地固定一对安装壁部(定子)。这里，由于在设置于一对安装壁部的一对定子之间作用永久磁铁的强力的磁引力，因此能够通过该连结部件防止因磁引力导致产生安装壁部的倒塌和支承部的歪斜。


图1是表示本发明的一实施方式的安装机的整体结构的正视图。图2是表示本发明的一实施方式的安装机的框体的立体图。图3是表示本发明的一实施方式的安装机的基台上的各部的结构的俯视图。图4是从正面侧表示本发明的一实施方式的安装机的第一头单元的部分剖视图。图5是沿着用于说明支承框架的上面的图1的V-V线的水平剖视图。图6是用于说明本发明的一实施方式的安装机的Y致动器的立体图。图7是表示本发明的一实施方式的安装机的主要结构要素的立体图。图8是表示本发明的一实施方式的第一变形例的安装机的Y致动器的正视图。图9是表示本发明的一实施方式的第二变形例的安装机的Y致动器的正视图。图10是表示本发明的一实施方式的第三变形例的安装机的Y致动器的正视图。
具体实施例方式下面，基于

本发明的实施方式。下面，参照图1至图7，对本发明的一实施方式的安装机100的构造进行说明。此外，为了明确方向关系，在图中适宜地示出CTZ正交坐标轴。在以下的说明中，将基板的传送方向设为X轴方向(安装机100的宽度方向)，将Y轴方向设为与X轴水平正交的方向 (安装机100的进深方向)，将Z轴方向设为分别与X轴、Y轴正交的方向(上下方向)。安装机100是所谓的复合型安装机，其可从经晶粒切割的晶圆W中取出裸芯片并安装(装配)到印刷电路板P(参照图；3)上，并且将由元件供应装置160供应的封装元件等安装到印刷电路板P上。如图2所示，该安装机100具备框体，该框体包括基台la、设置在基台Ia上的X方向两端的位置上的一对侧部框架lb、设置在侧部框架Ib上并沿水平方向(XY方向)延伸的支承框架(顶板)lc、以及设置在支承框架Ic上的上部框架Id。此外，支承框架Ic为本发明的“支承部”的一例。另外，图2仅图示安装机100的框体和后述的传送带2，省略了以下说明的各种机构。如图1和图3所示，该安装机100具备传送带2，用于对指定的安装作业位置搬入和搬出印刷电路板P(参照图3)；芯片元件供应部3，用于供应芯片元件；以及安装部4(参照图1)，用于在印刷电路板P上安装元件(裸芯片或芯片元件)。另外，安装机100包括 晶圆保持工作台5，支承从晶圆收纳部170(参照图3)抽出的晶圆W;取出装置6，从由晶圆保持工作台5支承的晶圆W中取出裸芯片并交付到安装部4 ；上推装置7，当利用取出装置 6取出裸芯片时从下方上推该裸芯片；以及元件位置识别用的可移动摄像机8，在利用取出装置6进行裸芯片的取出动作之前拍摄该裸芯片。传送带2包括沿传送印刷电路板P的X方向延伸的传送带主体、以及在该传送带主体上抬升印刷电路板P并定位的未图示的定位机构。如图2和图3所示，传送带2设置在基台Ia上，经由设置在X方向两端的一对侧部框架Ib上的开口部Ie贯穿框体。传送带2从图3右侧(上游侧)向左侧(下游侧)以几乎水平姿势在X轴方向上传送印刷电路板P，将印刷电路板P定位固定于指定的安装作业位置。另外，将在传送带2的传送路径上且在X轴方向上隔开指定间隔的位置(图3的印刷电路板P的位置)分别设为安装作业位置。此外，在以下的说明中，将安装作业位置之中印刷电路板P的传送方向上游侧的位置称为第一作业位置Si，将下游侧的位置称为第二作业位置S2。芯片元件供应部3在基台Ia上设置在安装机100的身前侧的两端。芯片元件供应部3用于供应晶体管、电阻、电容器等芯片元件而设置。在芯片元件供应部3中例如沿传送带2排列设置带式送料器161等元件供应装置160。各带式送料器161在带式送料器前端的元件供应位置使安装机100的安装部4拾取芯片元件，并且伴随着该拾取将下一芯片元件送出到元件供应位置。如图1所示，安装部4是将裸芯片或芯片元件安装到印刷电路板P上的装置，包括在传送带2的上方位置分别在水平方向(XY方向)上可移动的两个头单元(称为第一头单元41、第二头单元4 、以及分别驱动它们的驱动机构部。第一头单元41和第二头单元42 为分别通过支承框架Ic从上方悬吊支承的悬吊型头单元。因此，第一头单元41和第二头单元42能够在设置在基台Ia上的各部(传送带2、芯片元件供应部3、以及晶圆保持工作台5、取出装置6、上推装置7、摄像机8等)的上方位置，分别在水平方向(XY方向)上移动。此外，第一头单元41和第二头单元42为本发明的“头单元”的一例。如图4至图6所示，在本实施方式中，支承框架Ic具有包括分别形成为平坦面状的上面Ih和下面Ii的平板形状。如图2所示，该支承框架Ic通过侧部框架Ib和上部框架Id夹住上下被牢固地支承固定。上部框架Id为中空的屋顶状部件，在内部设置有后述的Y致动器45的设置空间和未图示的各种配线用的空间。另外，如图4和图5所示，在支承框架Ic上形成有用于分别连接第一头单元41 (第二头单元42)的各Y致动器45与第一头单元41 (第二头单元42)的两个开口部If。该开口部If被设置为沿着Y方向并以在头单元41的移动范围全长呈直线状延伸的方式形成，从支承框架Ic的上面Ih贯穿到下面 li(参照图4)。另外，开口部If与第一头单元41(第二头单元42)的Y方向的可动范围对应，从支承框架Ic的身前侧设置到后端部附近。进一步，如图5所示，在支承框架Ic的中央形成有配线用开口部lg，能够经由该配线用开口部Ig向第一头单元41 (第二头单元42) 进行各种配线线缆和风管等配线处理。此外，Y致动器45为本发明的“致动器”的一例。如图3所示，第一头单元41以俯视来看将主要包括第一作业位置Sl的上游侧的区域作为可动区域并仅可在基台Ia上方的该区域内移动。另一方面，第二头单元42以俯视来看将主要包括第二作业位置S2的下游侧的区域作为可动区域并仅可在基台Ia上方的该区域内移动。如图1和图4所示，第一头单元41(第二头单元4 具备在X轴方向上排列的两个元件安装用头部41a和一个摄像机41b (两个元件安装用头部4 和一个摄像机 42b)。第一头单元41(第二头单元42)通过这些元件安装用头部41a(42a)吸附由带式送料器161供应的芯片元件并安装到印刷电路板P上，并且通过元件安装用头部41a (42a) 吸附由取出装置6从晶圆W中取出的裸芯片并安装到印刷电路板P上。据此，晶体管、电容器等芯片元件与裸芯片这两者均被安装到印刷电路板P上。另外，第一头单元41 (第二头单元42)在向印刷电路板P安装元件之前，利用摄像机41b (42b)识别印刷电路板P上带有的基准标识(未图示)，从而识别印刷电路板P的位置偏差，在安装时实施位置偏差修正。第一头单元41和第二头单元42的驱动机构部分别具有相同的结构。因此，这里对第一头单元41的驱动机构部进行说明，省略对第二头单元42的驱动机构部的说明。如图4 所示，第一头单元41的驱动机构部包括安装在支承框架Ic的下面Ii侧的一对引导导轨 43a和三个一组地与这些弓丨导导轨43a可移动卡合的六个滑块4(参照图幻、安装在这些滑块43b的下面的可动工作台44、在Y方向上驱动第一头单元41的Y致动器45、以及安装在可动工作台44的下面并在X方向上驱动第一头单元41的X框架46。第一头单元41经由引导导轨43a、滑块43b、可动工作台44、以及X框架46，悬吊支承在支承框架Ic上。一对引导导轨43a在支承框架Ic的下面Ii中在X方向上隔开间隔排列设置。各引导导轨43a具有在Y方向上延伸的直线状形状，具有支承第一头单元41并引导第一头单元41的Y方向的移动的功能。这些引导导轨43a也与开口部If同样，与第一头单元41的 Y方向的可动范围对应，从支承框架Ic的身前侧设置到后端部附近。在各引导导轨43a上分别安装有三个滑块43b，通过该引导导轨43a与滑块4 构成直线运动轴承43。各滑块 43b通过与引导导轨43a卡合，从而沿着引导导轨43a仅可在Y方向上移动地安装。此外， 直线运动轴承43为本发明的“引导部”的一例。如图4所示，可动工作台44具有板状形状，可动工作台44的上面4 被安装在六个滑块43b的下面。六个滑块4 经由该可动工作台44相互连结，从而沿着引导导轨43a 在Y方向上一体移动。可动工作台44、以及该可动工作台44下方的X框架46和第一头单元41经由这些滑块4 和引导导轨43a，被支承框架Ic支承。Y致动器45设置在支承框架Ic的上面Ih上，以突出到支承框架Ic的上面Ih的上方的方式设置。另外，Y致动器45经由连接导轨47与可动工作台44连接。Y致动器45 为线性电动机，该线性电动机包括永久磁铁构成的一对定子45a、以及内置线圈并设置在一对定子4 之间的动子45b。Y致动器45通过一对安装壁部45c设置在支承框架Ic的上面Ih上。一对定子4 包括由以与引导导轨43a平行地沿Y方向延伸的方式设置的多个永久磁铁。定子4 被固定在分别设置于沿Y方向延伸的开口部If的X方向两侧的缘部的一对安装壁部45c上。如图5和图6所示，该安装壁部45c为以沿着开口部If的长边侧沿 Y方向延伸，并且从支承框架Ic的上面Ih向上方延伸的方式设置的板状部件。如图4所示，一对定子4 分别在一对安装壁部45c相互对置一侧的侧面上，以相互在X方向上对置的方式设置。动子4 在支承框架Ic的开口部If上方的位置，在一对定子4 之间与各定子 45a隔开少许间隔设置。该动子4 具有在树脂制的箱状部中内置有线圈的结构。在动子 45b的下面安装有连接导轨47的一端(上端)。另外，连接导轨47的另一端(下端)通过开口部If被固定在可动工作台44的上面44a。据此，支承框架Ic的上面Ih侧的动子4通过连接导轨47经由开口部If与支承框架Ic的下面Ii侧的第一头单元41 (可动工作台44)连接。而且，Y致动器45通过向动子45b的线圈供应电力使动子4 相对于定子4在Y方向上相对地移动。据此，Y致动器45能够使连接于动子45b的可动工作台44(第一头单元41)在沿着引导导轨43a的Y方向上移动。此外，动子4 经由连接导轨47被可动工作台44支承。在本实施方式中，连接导轨47和可动工作台44为本发明的“连接部件”的一例。另外，如图6所示，在动子45b的上面安装有散热部48，其具有以向上方延伸的方式形成的多个散热翅片48a。动子4 伴随着第一头单元41的Y方向的移动而移动时，因向动子45b的线圈供应电力而产生的热能够通过该散热部48有效地放出。此外，图5中为了方便省略散热部48的图示。另外，如图4所示，在一对安装壁部45c的上端部上安装有用于连结并固定这一对安装壁部45c的连结部件45d。连结部件45d具有倒U字形(Channel like shape)的剖面形状，以跨越动子4(散热部48)的方式通过下端部将一对安装壁部45c的上端部相互连结。据此，设置在开口部If的两侧的一对安装壁部45c的下端分别固定于支承框架lc， 并且上端通过连结部件45d相互一体连结。其结果是由于一对安装壁部45c通过连结部件 45d与支承框架Ic 一体固定，因此相对于在包括永久磁铁的定子4 之间作用的X方向的磁引力，安装壁部45c能够牢固地支承定子45a。此外，图5和图6中为了说明省略连结部件45d的图示。如图6所示，X框架46从侧面(X方向)来看具有三角形状，以沿X方向延伸的方式形成。X框架46的上面安装于可动工作台44。另一方面，X框架46在身前侧的安装面 46a侧支承第一头单元41。在X框架46的安装面46a上，上下设置有沿X方向延伸的一对导轨46b，并且设置在第一头单元41的背面侧的一对滑块46c分别与一对导轨46b可移动地卡合。另外，在一对导轨46b之间设置有X致动器49。X致动器49包括具有设置在一对导轨46b之间的定子49a与设置在第一头单元41的背面侧的动子49b的线性电动机。据此，能够在X框架46的大致全部区域，使第一头单元41在X方向上直线移动。此外，第一头单元41的X框架46具有与包括第一作业位置Sl的上游侧的可动区域对应的X方向的宽度尺寸。这些X框架46、X致动器49等为本发明的“驱动机构”的一例。根据如上所述的结构，第一头单元41能够通过Y致动器45在基台Ia上方的Y方向大致全部区域，在Y方向上直线移动，并且能够通过X致动器49，在X框架46的大致全部区域，在X方向上直线移动。据此，第一头单元41能够在上游侧的可动区域内沿水平方向移动。另外，根据同样的结构，第二头单元42能够在下游侧的可动区域内沿水平方向移动。另外，如图4所示，在本实施方式中，构成第一头单元41的直线运动轴承43的滑块43b的下面(可动工作台44的上面44a)与支承框架Ic的下面Ii之间的上下方向的距离D小于包括线性电动机的Y致动器45的高度尺寸(上下方向的长度)HI。另外，距离D 在本实施方式中实质上等于直线运动轴承43 (引导导轨43a和滑块43b)的高度尺寸(厚度)。其结果是通过将Y致动器45设置在支承框架Ic的上面lh，从而能够在与支承框架 Ic的下面Ii间隔直线运动轴承43的厚度部分(=距离D)的支承框架Ic附近的位置支承第一头单元41。另外，如图3所示，在基台Ia上且在第一头单元41和第二头单元42的各自的可动区域内设置有元件识别用固定摄像机9和10。固定摄像机9和10从下侧拍摄通过第一头单元41的元件安装用头部41a和第二头单元42的元件安装用头部4 吸附的元件。据此，能够实现通过元件安装用头部41a和元件安装用头部42a吸附的元件的图像识别。另外，在安装机100的身前侧的中央部能够可装卸地固定收纳有晶圆W的晶圆收纳部170。这里，晶圆收纳部170如图3所示收容经晶粒切割的多枚晶圆W。收容在晶圆收纳部170中的各晶圆W的各个裸芯片以面朝上(face up)状态(电路形成面(相对于印刷电路板P的安装面)向上的状态)粘贴在薄膜状晶圆薄片上，经由该晶圆薄片而被托架Wh 保持。另外，晶圆保持工作台5能够通过未图示的出入机构，在晶圆保持工作台5设置在晶圆接收位置(图3所示的位置)的状态下，将晶圆W(托架Wh)从晶圆收纳部170抽出到晶圆保持工作台5上，并且将晶圆保持工作台5上的晶圆W收容在晶圆收纳部170内(返回)。晶圆保持工作台5在中央部具有圆形开口部，能够以保持晶圆W的托架Wh的开口部与晶圆保持工作台5的开口部重叠(嵌入)的方式保持托架Wh。晶圆保持工作台5能够在元件取出作业位置(参照图3的双点划线和图7的实线)与晶圆接收位置(参照图7的双点划线)之间，在基台Ia上在Y方向上移动。具体而言，如图3所示，晶圆保持工作台5可移动地支承于在基台Ia上以沿Y轴方向延伸的方式设置的一对固定导轨51上。晶圆保持工作台5通过与固定导轨51平行延伸且螺合插入晶圆保持工作台5的螺母部分的滚珠丝杠52、以及用于旋转驱动滚珠丝杠52的驱动电动机 53沿着固定导轨51移动。如图7所示，晶圆保持工作台5通过传送带2的下方位置(参照图1)，在指定的元件取出作业位置(参照图3的双点划线和图7的实线)与晶圆收纳部 170附近的晶圆接收位置(参照图7的双点划线)之间在Y方向上移动。上推装置7具有上推头71，该上推头71具备一对小径的上推杆71a和71b，通过从其下侧上推设置在元件取出作业位置的晶圆保持工作台5上的晶圆W之中作为取出对象的裸芯片，从而使该裸芯片从晶圆薄片剥离并抬升。上推装置7通过未图示的驱动单元，在基台Ia上沿着在X轴方向上可移动地支承的固定导轨72在X方向上可移动。取出装置6具备分别具有元件吸附用的喷嘴6c的一对晶圆头部6a和6b，吸附通过上推装置7上推的裸芯片并交付给第一头单元41和第二头单元42。该取出装置6通过指定的驱动机构部在元件取出作业位置的上方位置在水平方向(XY方向)上移动。此外， 虽然并未具体图示，但是晶圆头部6a和6b能够通过公知的方法，将从上方吸附的裸芯片交付给从上方面对取出装置6的头单元41 (42)的元件安装用头部41a (42a)。如图3所示，具体而言，在元件取出作业位置(参照图3的双点划线和图7的实线) 设置有在X轴方向上隔开指定间隔设置且在Y轴方向上彼此平行延伸的一对高架的固定导轨61 ；两端分别可移动地支承在固定导轨61上并沿X轴方向延伸的框架部件62 ；设置在接近固定导轨61的位置并沿Y轴方向延伸、且分别螺合插入框架部件62两端的螺母部件 (图示省略)的一对滚珠丝杆63 ；以及旋转驱动滚珠丝杆63的一对框架驱动电动机64。框架部件62在其身前侧可移动地支承取出装置6，在其后侧可移动地支承摄像机 8。而且，框架部件62中具备沿X轴方向延伸并螺合插入取出装置6的螺母部件(图示省略)的滚珠丝杆(图示省略)；旋转驱动该滚珠丝杆的驱动电动机65 ；沿X轴方向延伸并螺合插入摄像机8的螺母部件(图示省略)的滚珠丝杆(图示省略)；以及旋转驱动该滚珠丝杆的驱动电动机66。各框架驱动电动机64使框架部件62沿着固定导轨61移动，使取出装置6和摄像机8 —体地在Y轴方向上移动。另外，通过运转驱动电动机65在框架部件62的Y方向身前侧位置使取出装置6在X轴方向上移动，并且通过运转驱动电动机66在框架部件62的 Y方向后侧位置使摄像机8在X轴方向上移动。据此取出装置6和摄像机8在元件取出作业位置的上方位置能够分别在水平方向(XY方向)上移动。基台Ia上的取出装置6在XY方向上的可动区域与通过支承框架Ic在基台Ia上方悬吊的第一头单元41和第二头单元42在XY方向上的可动区域俯视来看部分重叠。据此，如后所述，能够实现从取出装置6向第一头单元41和第二头单元42交付裸芯片。此外，由于第一头单元41和第二头单元42通过支承框架Ic设置在基台Ia上的各部的上方位置，因此虽然取出装置6等的可动区域与第一头单元41和第二头单元42的各可动区域如上所述部分重叠，但是取出装置6与第一头单元41和第二头单元42不会相互干涉。摄像机8在从晶圆W取出裸芯片之前，拍摄作为取出对象的裸芯片。据此，能够实现作为取出对象的裸芯片的位置识别。接着参照图3、图4和图7，对该安装机100的元件安装动作进行说明。此外，以下的动作通过未图示的控制装置控制安装机100的各部而实施。首先，如图3所示，通过控制传送带2，将印刷电路板P搬入安装机100内。然后， 通过控制传送带2，在设置于第一作业位置Sl和第二作业位置S2的状态下固定印刷电路板 P。此后，使晶圆保持工作台5移动到晶圆接收位置(参照图7的双点划线)，通过未图示的出入机构从晶圆收纳部170将晶圆W抽出到晶圆保持工作台5上。而且，如图7所示，将抽出的晶圆W固定在晶圆保持工作台5上，并且将晶圆保持工作台5设置于元件取出作业位置(参照图7的实线)。晶圆W设置在元件取出作业位置后，通过摄像机8进行作为取出对象的裸芯片的拍摄。根据该图像数据求出裸芯片的位置(位置偏差)。这种情况下，安装机100根据需要使摄像机8 —次或连续拍摄多个裸芯片。接着，基于摄像机8的拍摄结果，驱动上推装置7、取出装置6以及晶圆保持工作台 5，使上推头71的上推杆71a和71b、取出装置6的晶圆头部6a和6b的各喷嘴6c、以及作为取出对象的裸芯片移动到XY平面上的同一位置。而且，通过上推杆71a或71b从下侧上推该裸芯片。另一方面，使晶圆头部6a或 6b运转，通过喷嘴6c的前端部的负压使因上推而从晶圆薄片剥离的裸芯片吸附。据此，从晶圆W中取出裸芯片。以上的从晶圆W中取出裸芯片的动作分别针对晶圆头部6a和6b实施，通过各喷嘴6c分别吸附保持裸芯片。接着，从取出装置6向头单元交付裸芯片。接着，使第一头单元41移动到固定摄像机9 (第二头单元42时为固定摄像机10) 上方，使固定摄像机拍摄吸附于各元件安装用头部的裸芯片，并且基于其图像数据运算裸芯片相对于各元件安装用头部的吸附偏差。接着，通过第一头单元41 (第二头单元4 的摄像机41b (42b)，识别固定在传送带 2上的印刷电路板P带有的基准标识(未图示)。据此，识别印刷电路板P相对于传送带2的位置偏差。而且，根据裸芯片的吸附偏差和印刷电路板P的位置偏差，使第一头单元41 (第二头单元4 移动到印刷电路板P上方的修正后的位置。然后，在指定的安装位置使元件安装用头部下降，从而将裸芯片安装到印刷电路板P上。此后，继续安装动作直到所有的裸芯片安装完成。另外，所有的裸芯片安装完成时，通过控制传送带2，解除印刷电路板P的固定，并且将印刷电路板P搬出安装机100外。以上对安装机100的元件安装动作进行了说明，但上述动作为仅安装裸芯片时的最基本的元件安装动作的例子。也就是，实际生产印刷电路板P时，为了更高效地生产印刷电路板P，并行执行利用晶圆保持工作台5的晶圆W的出入动作、利用取出装置6和上推装置7的裸芯片的取出动作、以及头单元的安装动作等多个动作的一部分。在本实施方式中，如上所述，设置支承框架lc，该支承框架Ic设置在第一头单元 41 (第二头单元42)的上方，支承第一头单元41 (第二头单元4 ，并且以突出到支承框架 Ic的上面Ih的上方的方式设置使第一头单元41 (第二头单元4 沿着直线运动轴承43移动的Y致动器45。据此，在支承框架Ic从上方支承第一头单元41 (第二头单元4 的悬吊型结构中，由于能够使Y致动器45突出到支承框架Ic的上面Ih的上方，因此无需在支承框架Ic与第一头单元41 (第二头单元42)之间设置用于收纳Y致动器45整体的空间。据此，由于能够缩小从支承框架Ic到第一头单元41 (第二头单元42)的高度方向(Z方向) 的间隔，因此能够缩小振动发生时的第一头单元41 (第二头单元42)的振幅。其结果是能够提高安装位置精度。换言之，由于能够由构成构造体的支承框架Ic直接支承直线运动轴承43，消除增加头单元41、42的摇摆的部件，因此能够尽可能缩小振动发生时的头单元41、 42的振幅。其结果是能够提高安装位置精度。另外，伴随着能够尽可能地降低头单元41、 42的振动发生时的振幅，能够降低直线运动轴承43等受到的振动等，除了提高精度以外， 还可以提高耐久性。另外，在本实施方式中，Y致动器45安装在支承框架Ic的上面。因此，在本实施方式中，Y致动器45自身被支承框架Ic保持，从而能够尽可能地避免来自于头单元41、42 的振动的影响。另外，在本实施方式中，还包括沿着与Y方向正交的X方向驱动头单元41、42的X 框架46、X致动器49等构成的驱动机构，作为引导部包括设置在驱动机构的长度方向两端上部，经由该驱动机构引导该头单元41、42的一对直线运动轴承43。因此，在本实施方式中，即使头单元41、42振动时，也能够通过一对直线运动轴承43尽可能地降低驱动机构受到的影响，能够限制头单元41、42的振动增幅。另外，由于各直线运动轴承43设置在驱动机构的长度方向两端上部，因此不用担心引导部向上述水平方向突出，设备宽度无谓地增大。另外，在本实施方式中，如上所述，以突出到支承框架Ic的上面Ih侧的方式设置 Y致动器45，并且经由开口部If与支承框架Ic的下面Ii侧的第一头单元41 (第二头单元 42)连接。通过如此构成，即使用于使第一头单元41 (第二头单元42)移动的Y致动器45 露出于支承框架Ic的上面Ih侧时，也能够经由支承框架Ic的开口部If容易地进行Y致动器45与第一头单元41 (第二头单元42)的连接。另外，在本实施方式中，通过将Y致动器45设置在支承框架Ic的上面lh，并且经由设置在开口部If内的连接导轨47连接支承框架Ic的下面Ii侧的第一头单元41 (第二头单元42)与Y致动器45，从而能够容易地设置Y致动器45。另外，由于完全无需在支承框架Ic的下面Ii侧设置用于收纳Y致动器45的空间，因此能够在支承框架Ic的下面Ii 附近的位置支承第一头单元41 (第二头单元42)。其结果是由于能够缩小从支承框架Ic到可动工作台44 (第一头单元41和第二头单元42)的高度方向(Z方向)的间隔D，因此能够进一步提高安装位置精度。 另外，在本实施方式中，如上所述，将支承框架Ic形成为下面Ii为平坦面状的平板形状，并且将直线运动轴承43安装在平坦面状的下面li。这里，如果去除第一头单元41 (第二头单元42)的振动的影响，则直线运动轴承43的安装位置精度对第一头单元 41(第二头单元4 的位置精度造成的影响最大。为了提高直线运动轴承43的安装位置精度，需要高精度地制作直线运动轴承43的安装面。在本发明中，通过将支承框架Ic设为易于加工的平板形状，从而能够容易且高精度地制作直线运动轴承43的安装面(支承框架Ic 的下面Ii)。另外，如以往所示，经由间隔部件将直线运动轴承安装到装置顶棚上时，间隔部件与装置顶棚的下面(间隔部件的安装面)这两者需要高精度的加工，而根据上述实施方式的结构，只要高精度地制作平板形状的支承框架Ic的下面Ii即可，因此这一点也能够容易地提高直线运动轴承43的安装位置精度。其结果是能够容易地提高第一头单元41 (第二头单元42)的安装位置精度。 另外，在本实施方式中，如上所述，经由可动工作台44将第一头单元41 (第二头单元42)安装在直线运动轴承43的下面，并且使直线运动轴承43的下面(可动工作台44的上面44a)与支承框架Ic的下面Ii之间的上下方向的距离D小于Y致动器45的上下方向的长度(高度尺寸Hl)。通过如此构成，与现有的将致动器整体设置在顶棚与头单元之间的高度位置的结构相比较，能够确实地缩小从支承框架Ic到第一头单元41 (第二头单元42) 的高度方向的间隔(从支承框架Ic的下面Ii到可动工作台44的上面4 的距离D)，因此能够容易地提高第一头单元41 (第二头单元42)的安装位置精度。另外，在本实施方式中，如上所述，Y致动器45包括线性电动机，该线性电动机包括包括以相互对置的方式设置的永久磁铁的一对定子45a、以及具有设置在一对定子4之间的线圈的动子45b的。通过如此构成，由于作为发热源的线圈位于动子4 侧，因此通过第一头单元41 (第二头单元4 移动时的动子45b的移动，动子4 与空气接触，从而能够冷却动子45b的线圈。其结果是能够得到包括线性电动机的Y致动器45(动子45b)的冷却效果。另外，在本实施方式中，如上所述，在Y致动器45的动子4 的上面设置有具有多个散热翅片48a的散热部48。通过如此构成，伴随着第一头单元41 (第二头单元4 移动时的动子45b的移动，散热部48也移动，还能够从散热部48放出由线圈产生的热。其结果是能够通过动子4 上的散热部48有效地冷却Y致动器45 (动子45b的线圈)。另外，在本实施方式中，如上所述，以从支承框架Ic的上面Ih向上方延伸的方式设置一对安装壁部45c，并且在一对安装壁部45c的相互对置的侧面上安装Y致动器45的一对定子45a。通过如此构成，由于能够在设置于支承框架Ic的上面Ih的安装壁部45c上安装Y致动器45的定子45a，因此在以夹入动子4 的方式设置一对定子4 的结构中，能够容易地进行在支承框架Ic上的Y致动器45的安装。
另外，在本实施方式中，如上所述，设置以跨越动子45b的上方的方式连结并固定一对安装壁部45c的连结部件45d。通过如此构成，不会妨碍动子45b的移动，能够通过连结部件45d牢固地固定一对安装壁部45c (定子45a)。这里，由于在设置于一对安装壁部 45c的一对定子45a之间作用永久磁铁的强力的磁引力，因此能够通过该连接部件45d防止因磁引力导致的安装壁部45c的倒塌和支承框架Ic的歪斜。(第一变形例)在上述实施方式中，示出了设置在支承框架Ic的上面Ih的Y 致动器45包括具有定子45a和动子45b的线性电动机的例子，但如图8所示的第一变形例所示，Y致动器140 也可以包括具有旋转电动机141和滚珠丝杠142的直线运动机构。此外，Y致动器140为本发明的“致动器”的一例。如图8所示，该第一变形例的安装机200的Y致动器140以突出到支承框架Ic的上面Ih的上方的方式设置，并且经由连接部件144与可动工作台44 (第一头单元41)连接。 Y致动器140包括与引导导轨43a平行延伸的滚珠丝杠142、旋转驱动滚珠丝杠142的旋转电动机141、以及螺合于滚珠丝杠142的滚珠螺母143。滚珠丝杠142在支承框架Ic的开口部If的上方的位置被未图示的轴承部件可旋转地支承，并且一端与旋转电动机141的输出轴连接。另外，旋转电动机141设置在支承框架Ic的上面lh。螺合于滚珠丝杠142的滚珠螺母143不能旋转地安装于连接部件144，该连接部件144经由开口部If连结于支承框架Ic下侧的可动工作台44。据此，通过运转旋转电动机141以旋转驱动滚珠丝杠142，从而能够经由设置有滚珠螺母143的连接部件144使可动工作台44 (第一头单元41)沿着引导导轨43a移动。此夕卜，第一头单元41的直线运动轴承43的下面(可动工作台44的上面44a)与支承框架Ic 的下面Ii之间的上下方向的距离D小于Y致动器140的高度尺寸(上下方向的长度)H2。在该第一变形例的结构中，由于无需设置用于对动子侧(滚珠螺母143)进行电力供应的配线，因此能够简化装置结构。另外，由于不需要用于安装定子的安装壁部、以及冷却动子的散热部等，因此Y致动器140的设置容易。(第二变形例)另外，在上述实施方式中，示出了 Y致动器45包括线性电动机，该线性电动机包括对置的一对定子45a与设置在一对定子45a之间的动子45b的例子，但如图9所示的第二变形例所示，Y致动器240也可以包括具有单一的定子241以及与定子241对置的动子242 的线性电动机。此外，Y致动器240为本发明的“致动器”的一例。如图9所示，该第二变形例的安装机300的Y致动器240包括以覆盖支承框架Ic 的开口部If的方式设置的定子241、以及以相对于定子241上下对置的方式设置的动子 242。定子241安装在跨越开口部If而设置于支承框架Ic的上面Ih的平板状的安装部件243的下面，设置在开口部If内部的位置。该定子241包括以与引导导轨43a平行延伸的方式设置的多个永久磁铁。另外，动子242通过安装部件244固定于可动工作台44的上面44a且开口部If下方的位置(定子241的正下方的位置)。该动子242内置线圈，以与定子241隔开少许间隔对置的方式设置。而且，Y致动器240通过向动子242的线圈供应电力使动子242相对于定子241移动。据此，Y致动器240使第 一头单元41 (可动工作台44、X框架46)沿着引导导轨43a直线移动。此外，第一头单元41的直线运动轴承43的下面(可动工作台44的上面44a)与支承框架Ic的下面Ii之间的上下方向的距离D小于Y致动器240的高度尺寸(上下方向的长度)H3。该第二变形例的结构与上述实施方式不同，由于无需在从支承框架Ic的上面Ih 向上方突出的一对安装壁部45c上使一对定子45a相互在X方向上对置安装，因此Y致动器240的设置容易。(第三变形例)另外，在上述实施方式中，示出了将Y致动器45设置在支承框架Ic的上面lh，通过连接导轨47经由开口部If连接Y致动器45与可动工作台44 (第一头单元41)的例子， 但如图10所示的第三变形例所示，也可以将Y致动器340以突出到支承框架Ic的上面Ih 的上方的方式设置在可动工作台44上，不使用连接部件而直接连接Y致动器340与可动工作台44 (第一头单元41)。此外，Y致动器340为本发明的“致动器”的一例。如图10所示，该第三变形例的安装机400的Y致动器340设置在可动工作台44 的上面44a。另外，Y致动器340经由开口部If以突出到支承框架Ic的上面Ih的上方的方式设置。因此，Y致动器340的固定侧(定子)和可动侧(动子)设置在开口部If的内侧的区域。这里，Y致动器340可以包括如上述实施方式或上述第二变形例的线性电动机，也可以包括如上述第一变形例的直线运动机构(滚珠丝杠和旋转电动机)。Y致动器340的固定侧(定子)固定于支承框架Ic的上面lh、下面Ii或形成有开口部If的侧端面的任一部分。而且，Y致动器340的可动侧(动子)在相对于固定侧(定子)可相对地移动的状态下，不使用连接部件而直接固定在可动工作台44的上面44a。据此，通过驱动Y致动器340使可动侧(动子)相对于固定侧(定子)移动，从而使第一头单元41 (可动工作台44、X框架46)沿着引导导轨43a直线移动。此外，第一头单元41的直线运动轴承43的下面(可动工作台44的上面44a)与支承框架Ic的下面Ii之间的上下方向的距离D小于Y致动器340的高度尺寸(上下方向的长度)H4。由于该第三变形例的结构不使用连接部件，能够直接在第一头单元41的可动工作台44上安装Y致动器340，因此能够抑制元件数量并简化构造。另外，应认为本次披露的实施方式和变形例的所有的点都只是例举，而非限制。本发明的范围并不是由上述的实施方式和变形例的说明所表示，而是由权利要求书的范围表示，进一步含有与权利要求书均等的意义及范围内的所有的变更。例如，在上述实施方式中，示出了设置两个头单元的例子，但本发明并不限于此。 在本发明中，可以设置一个或三个以上的头单元。另外，在上述实施方式中，示出了取出裸芯片并安装(装配)，并且可安装芯片元件的所谓复合型安装机中适用本发明的例子，但本发明并不限于此。即，也可以在仅进行裸芯片或芯片元件中的任一种的安装的安装机中适用本发明。另外，在上述实施方式和上述第一至第三变形例中，示出了将Y致动器经由可动工作台与头单元连接的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以不设置可动工作台，将Y 致动器与X框架连接。另外，也可以将Y致动器与头单元直接连接。
另外，在上述实施方式和上述第一至第三变形例中，示出了设置平板形状的支承框架的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以将支承框架形成为平板形状以外的形状。另外，在上述实施方式中，示出了将支承框架的开口部形成为贯穿孔的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以设置从支承框架的外周端部连续形成的缺口状的开口部。另外，在上述实施方式中，示出了经由支承框架的开口部连接Y致动器与头单元的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以不经由开口部连接致动器与头单元。另外，在上述实施方式和上述第一至第三变形例中，示出了使头单元的直线运动轴承的下面(滑块43b的下面)与支承框架的下面之间的上下方向的距离D实质上等于直线运动轴承的高度尺寸(厚度)的结构的例子，但本发明并不限于此。直线运动轴承的下面与支承框架的下面之间的上下方向的距离D也可以为与直线运动轴承的高度尺寸(厚度) 不同的大小。但是，如上所述，由于越缩小该距离D的大小越能够缩小振动发生时的头单元的振幅，因此能够提高安装位置精度。另外，滑块43b的个数也不限于三个，可以设定为任意数量(单个或多个)。另外，在上述实施方式和上述第二变形例中示出了 Y致动器包括线性电动机的例子，在上述第一变形例中示出了Y致动器包括具有旋转电动机和滚珠丝杠的直线运动机构 (螺杆输送机构)的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，Y致动器也可以包括线性电动机和螺杆输送机构以外的机构。另外，在上述实施方式和上述第一变形例中，示出了将Y致动器设置在支承框架的上面的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以将Y致动器设置在支承框架的上面的上方的位置。 另外，在上述实施方式和上述第一至第三变形例中，示出了将本发明的致动器适用于安装机的进深方向(Y方向)的Y致动器的例子，但本发明并不限于此。也可以将安装机的宽度方向即X方向设为指定的方向，将Y方向设为与指定的方向正交的水平方向来适用本发明。
权利要求
1.一种安装机，其特征在于包括头单元，将电子元件安装到基板上；支承部，设置在所述头单元的上方，支承所述头单元；引导部，安装在所述支承部的下面，引导所述头单元的移动；以及致动器，以突出到所述支承部的上面的上方的方式设置，使所述头单元沿着所述引导部移动。
2.根据权利要求1所述的安装机，其特征在于还包括驱动机构，沿着与所述引导部引导所述头单元移动的方向正交的水平方向驱动所述头单元，其中，所述引导部包括设置在所述驱动机构的长度方向两端上部，借助所述驱动机构引导所述头单元的一对直线运动轴承。
3.根据权利要求1所述的安装机，其特征在于所述致动器安装在所述支承部的上面。
4.根据权利要求3所述的安装机，其特征在于所述致动器经由形成在所述支承部上的开口部与所述头单元连接。
5.根据权利要求4所述的安装机，其特征在于所述致动器经由设置在所述开口部内的连接部件与位于所述支承部下面一侧的所述头单元连接。
6.根据权利要求1所述的安装机，其特征在于所述支承部的下面为平坦面状，所述引导部安装于所述支承部的平坦面状的下面。
7.根据权利要求1所述的安装机，其特征在于所述引导部的下面与所述支承部的下面之间的上下方向的距离小于所述致动器在上下方向的长度。
8.根据权利要求1所述的安装机，其特征在于所述致动器为具备一对定子和设置在所述一对定子之间的动子的线性电动机，所述一对定子为以相互对置的方式设置并分别固定在所述支承部上的一对永久磁铁，所述动子内置有线圈并被安装在位于所述头单元侧的可动部件上。
9.根据权利要求8所述的安装机，其特征在于所述致动器还包括设置在所述动子的上面的散热部。
10.根据权利要求8或9所述的安装机，其特征在于还包括一对安装壁部，以从所述支承部的上面向上方延伸的方式设置，并且所述致动器的所述一对定子被分别设置在該一对安装壁部相互对置的侧面上。
11.根据权利要求10所述的安装机，其特征在于还包括连结部件，以跨越所述动子的上方的方式连结并固定所述一对安装壁部。
全文摘要
本发明提供一种能够提高悬吊型头单元(41)的安装位置精度的安装机。该安装机(100)包括引导部(43)，安装在构成构造体的支承部(1c)的下面，引导头单元(41)沿着指定的方向X移动；以及致动器(45)，设置在支承部(1c)上，使头单元(41)沿着指定的方向X移动。
文档编号H05K13/04GK102348374SQ20111022300
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月1日 优先权日2010年7月30日
发明者佐久间巧 申请人:雅马哈发动机株式会社