專利名稱：安裝機的制作方法
技術領域：
本發明涉及安裝機，特別涉及通過頂棚從上方支承頭單元的安裝機。
背景技術：
以往，已知一種通過支承部從上方支承頭單元的安裝機(例如，參照日本特開 2003-174296 號公報)。在上述專利文獻(特別是參照圖21、圖22)中，公開了一種安裝機，其具備裝置頂棚(支承部)、設置在裝置頂棚的下面的間隔部件、設置在間隔部件的下面側的直線運動軸承和致動器、以及進行電子元件的安裝的頭單元。該安裝機具備從裝置頂棚經由間隔部件、直線運動軸承以及保持部件，可移動地懸吊的懸吊型頭單元。另外，間隔部件的兩側部具有向下方突出的倒U字形的剖面形狀。在向下方突出的間隔部件的兩側部的下面分別固定有直線運動軸承的一對導軌。而且，在與一對導軌可移動地卡合的可動部上經由保持部件安裝有頭單元。另外，在倒U字形的間隔部件的中央部的空間中設置有致動器，能夠使保持部件和頭單元沿著直線運動軸承(導軌)的延伸方向移動。如此，在上述專利文獻1中， 通過兩側部向下方突出的倒U字形的間隔部件在裝置頂棚與保持部件(頭單元)之間形成空間，在該空間內收納致動器。專利文獻1 日本特開2003_17似96號公報
發明內容
在具備如上所述的懸吊型頭單元的安裝機中，通過致動器使頭單元移動時，因慣性造成頭單元呈振擺狀進行輕微振動。此時，在上述專利文獻1中，間隔部件存在于裝置頂棚與頭單元之間，從而間隔部件還另外受到相對于裝置頂棚相對性地振動的力。所以，由于振動發生時的頭單元的振幅增大，因此存在難以提高電子元件的安裝位置精度的問題。為了解決如上所述的課題，本發明的一個目的在于提供一種能夠提高懸吊型頭單元的安裝位置精度的安裝機。為了達到上述目的，本發明所涉及的安裝機包括頭單元，將電子元件安裝到基板上；支承部，設置在頭單元的上方，支承頭單元；引導部，設置在支承部的下面，引導頭單元的移動；以及致動器，以突出到支承部的上面的上方的方式設置，使頭單元沿著引導部移動。在本發明所涉及的安裝機中，如上所述，通過設置支承部，該支承部設置在頭單元的上方，支承頭單元，并且以突出到支承部的上面的上方的方式設置使頭單元沿著引導部移動的致動器，從而在支承部從上方支承頭單元的懸吊型結構中，由于能夠使致動器突出到支承部的上面的上方，因此無需在支承部與頭單元之間設置用于收納致動器整體的空間。據此，由于能夠縮小從支承部到頭單元的高度方向的間隔，因此能夠縮小振動發生時的頭單元的振幅。其結果是能夠提高安裝位置精度。在上述本發明所涉及的安裝機中，較為理想的是，還包括驅動機構，沿著與指定的方向正交的水平方向驅動頭單元，引導部包括設置在驅動機構的長度方向兩端上部，經由該驅動機構引導該頭單元的一對直線運動軸承。采用這樣的結構時，即使頭單元振動時， 也能夠通過一對直線運動軸承盡可能地降低驅動機構受到的影響，能夠限制頭單元的振動增幅。另外，由于各直線運動軸承設置在驅動機構的長度方向兩端上部，因此不用擔心引導部向上述水平方向突出，設備寬度徒勞地增大。另外，在上述本發明所涉及的安裝機中，較為理想的是，致動器安裝在支承部的上面。采用這樣的結構時，致動器自身被支承部保持，從而能夠盡可能地避免來自于頭單元的振動的影響。在上述本發明所涉及的安裝機中，較為理想的是，致動器經由形成在支承部上的開口部與頭單元連接。采用這樣的結構時，即使在支承部的上面側設置用于使頭單元移動的致動器或使其突出時，也能夠經由支承部的開口部容易地進行致動器與頭單元的連接。這種情況下，較為理想的是，致動器經由設置在開口部內的連接部件與支承部的下面側的頭單元連接。采用這樣的結構時，由于完全無需在支承部的下面側設置用于收納致動器的空間，因此能夠在支承部的下面附近的位置支承頭單元。其結果是由于能夠進一步縮小從支承部到頭單元的高度方向的間隔，因此能夠進一步提高安裝位置精度。在上述本發明所涉及的安裝機中，較為理想的是，支承部的下面具有形成平坦面狀的平板形狀，引導部安裝在平坦面狀的下面。這里，如果去除頭單元的振動的影響，則引導部的安裝位置精度對頭單元的位置精度造成的影響最大。為了提高引導部的安裝位置精度，需要高精度地制作引導部的安裝面。在本發明中，通過將支承部設為易于加工的平板形狀，從而能夠容易且高精度地制作引導部的安裝面(支承部的下面)。另外，如以往所示，經由間隔部件將直線運動軸承安裝到裝置頂棚上時，間隔部件與裝置頂棚的下面(間隔部件的安裝面)這兩者需要高精度的加工，而根據上述本發明的結構，只要高精度地制作平板形狀的支承部的下面即可，因此這一點也能夠容易地提高引導部的安裝位置精度。其結果是能夠容易地提高頭單元的安裝位置精度。在上述本發明所涉及的安裝機中，較為理想的是，引導部的下面與支承部的下面之間的上下方向的距離小于致動器的上下方向的長度。采用這樣的結構時，與在支承部與頭單元之間的高度位置設置制動器整體的結構相比，能夠確實地縮小從支承部到頭單元的高度方向的間隔，因此能夠容易地提高頭單元的安裝位置精度。在上述本發明所涉及的安裝機中，較為理想的是，致動器包括線性電動機，該線性電動機包括以相互對置的方式設置，固定在支承部上的永久磁鐵構成的一對定子；以及設置在一對定子之間，具有安裝在頭單元側的可動部件上的線圈的動子。采用這樣的結構時，由于作為發熱源的線圈位于動子側，因此通過頭單元移動時的動子的移動，動子與空氣接觸，從而能夠冷卻動子的線圈。其結果是能夠得到包括線性電動機的致動器的冷卻效果。這種情況下，較為理想的是，致動器還包括設置在動子的上面的散熱部。采用這樣的結構時，伴隨著頭單元移動時的動子的移動，散熱部也移動，還能夠從散熱部放出由線圈產生的熱。其結果是能夠通過動子上的散熱部有效地冷卻致動器(線圈)。在上述致動器包括線性電動機，該線性電動機包括相互對置的一對定子的的結構中，較為理想的是，還包括一對安裝壁部，以從支承部的上面向上方延伸的方式設置，并且在相互對置的側面上分別設置有致動器的一對定子。采用這樣的結構時，由于能夠在設置于支承部的上面的安裝臂部上安裝致動器的定子，因此能夠容易地進行致動器相對于支承部的安裝。這種情況下，較為理想的是，還包括連結部件，以跨越動子的上方的方式連結并固定一對安裝壁部。采用這樣的結構時，不會因連結部件妨礙動子的移動，能夠牢固地固定一對安裝壁部(定子)。這里，由于在設置于一對安裝壁部的一對定子之間作用永久磁鐵的強力的磁引力，因此能夠通過該連結部件防止因磁引力導致產生安裝壁部的倒塌和支承部的歪斜。
圖1是表示本發明的一實施方式的安裝機的整體結構的正視圖。圖2是表示本發明的一實施方式的安裝機的框體的立體圖。圖3是表示本發明的一實施方式的安裝機的基臺上的各部的結構的俯視圖。圖4是從正面側表示本發明的一實施方式的安裝機的第一頭單元的部分剖視圖。圖5是沿著用于說明支承框架的上面的圖1的V-V線的水平剖視圖。圖6是用于說明本發明的一實施方式的安裝機的Y致動器的立體圖。圖7是表示本發明的一實施方式的安裝機的主要結構要素的立體圖。圖8是表示本發明的一實施方式的第一變形例的安裝機的Y致動器的正視圖。圖9是表示本發明的一實施方式的第二變形例的安裝機的Y致動器的正視圖。圖10是表示本發明的一實施方式的第三變形例的安裝機的Y致動器的正視圖。
具體實施例方式下面，基于
本發明的實施方式。下面，參照圖1至圖7，對本發明的一實施方式的安裝機100的構造進行說明。此外，為了明確方向關系，在圖中適宜地示出CTZ正交坐標軸。在以下的說明中，將基板的傳送方向設為X軸方向(安裝機100的寬度方向)，將Y軸方向設為與X軸水平正交的方向 (安裝機100的進深方向)，將Z軸方向設為分別與X軸、Y軸正交的方向(上下方向)。安裝機100是所謂的復合型安裝機，其可從經晶粒切割的晶圓W中取出裸芯片并安裝(裝配)到印刷電路板P(參照圖；3)上，并且將由元件供應裝置160供應的封裝元件等安裝到印刷電路板P上。如圖2所示，該安裝機100具備框體，該框體包括基臺la、設置在基臺Ia上的X方向兩端的位置上的一對側部框架lb、設置在側部框架Ib上并沿水平方向(XY方向)延伸的支承框架(頂板)lc、以及設置在支承框架Ic上的上部框架Id。此外，支承框架Ic為本發明的“支承部”的一例。另外，圖2僅圖示安裝機100的框體和后述的傳送帶2，省略了以下說明的各種機構。如圖1和圖3所示，該安裝機100具備傳送帶2，用于對指定的安裝作業位置搬入和搬出印刷電路板P(參照圖3)；芯片元件供應部3，用于供應芯片元件；以及安裝部4(參照圖1)，用于在印刷電路板P上安裝元件(裸芯片或芯片元件)。另外，安裝機100包括 晶圓保持工作臺5，支承從晶圓收納部170(參照圖3)抽出的晶圓W;取出裝置6，從由晶圓保持工作臺5支承的晶圓W中取出裸芯片并交付到安裝部4 ；上推裝置7，當利用取出裝置 6取出裸芯片時從下方上推該裸芯片；以及元件位置識別用的可移動攝像機8，在利用取出裝置6進行裸芯片的取出動作之前拍攝該裸芯片。傳送帶2包括沿傳送印刷電路板P的X方向延伸的傳送帶主體、以及在該傳送帶主體上抬升印刷電路板P并定位的未圖示的定位機構。如圖2和圖3所示，傳送帶2設置在基臺Ia上，經由設置在X方向兩端的一對側部框架Ib上的開口部Ie貫穿框體。傳送帶2從圖3右側(上游側)向左側(下游側)以幾乎水平姿勢在X軸方向上傳送印刷電路板P，將印刷電路板P定位固定于指定的安裝作業位置。另外，將在傳送帶2的傳送路徑上且在X軸方向上隔開指定間隔的位置(圖3的印刷電路板P的位置)分別設為安裝作業位置。此外，在以下的說明中，將安裝作業位置之中印刷電路板P的傳送方向上游側的位置稱為第一作業位置Si，將下游側的位置稱為第二作業位置S2。芯片元件供應部3在基臺Ia上設置在安裝機100的身前側的兩端。芯片元件供應部3用于供應晶體管、電阻、電容器等芯片元件而設置。在芯片元件供應部3中例如沿傳送帶2排列設置帶式送料器161等元件供應裝置160。各帶式送料器161在帶式送料器前端的元件供應位置使安裝機100的安裝部4拾取芯片元件，并且伴隨著該拾取將下一芯片元件送出到元件供應位置。如圖1所示，安裝部4是將裸芯片或芯片元件安裝到印刷電路板P上的裝置，包括在傳送帶2的上方位置分別在水平方向(XY方向)上可移動的兩個頭單元(稱為第一頭單元41、第二頭單元4 、以及分別驅動它們的驅動機構部。第一頭單元41和第二頭單元42 為分別通過支承框架Ic從上方懸吊支承的懸吊型頭單元。因此，第一頭單元41和第二頭單元42能夠在設置在基臺Ia上的各部(傳送帶2、芯片元件供應部3、以及晶圓保持工作臺5、取出裝置6、上推裝置7、攝像機8等)的上方位置，分別在水平方向(XY方向)上移動。此外，第一頭單元41和第二頭單元42為本發明的“頭單元”的一例。如圖4至圖6所示，在本實施方式中，支承框架Ic具有包括分別形成為平坦面狀的上面Ih和下面Ii的平板形狀。如圖2所示，該支承框架Ic通過側部框架Ib和上部框架Id夾住上下被牢固地支承固定。上部框架Id為中空的屋頂狀部件，在內部設置有后述的Y致動器45的設置空間和未圖示的各種配線用的空間。另外，如圖4和圖5所示，在支承框架Ic上形成有用于分別連接第一頭單元41 (第二頭單元42)的各Y致動器45與第一頭單元41 (第二頭單元42)的兩個開口部If。該開口部If被設置為沿著Y方向并以在頭單元41的移動范圍全長呈直線狀延伸的方式形成，從支承框架Ic的上面Ih貫穿到下面 li(參照圖4)。另外，開口部If與第一頭單元41(第二頭單元42)的Y方向的可動范圍對應，從支承框架Ic的身前側設置到后端部附近。進一步，如圖5所示，在支承框架Ic的中央形成有配線用開口部lg，能夠經由該配線用開口部Ig向第一頭單元41 (第二頭單元42) 進行各種配線線纜和風管等配線處理。此外，Y致動器45為本發明的“致動器”的一例。如圖3所示，第一頭單元41以俯視來看將主要包括第一作業位置Sl的上游側的區域作為可動區域并僅可在基臺Ia上方的該區域內移動。另一方面，第二頭單元42以俯視來看將主要包括第二作業位置S2的下游側的區域作為可動區域并僅可在基臺Ia上方的該區域內移動。如圖1和圖4所示，第一頭單元41(第二頭單元4 具備在X軸方向上排列的兩個元件安裝用頭部41a和一個攝像機41b (兩個元件安裝用頭部4 和一個攝像機 42b)。第一頭單元41(第二頭單元42)通過這些元件安裝用頭部41a(42a)吸附由帶式送料器161供應的芯片元件并安裝到印刷電路板P上，并且通過元件安裝用頭部41a (42a) 吸附由取出裝置6從晶圓W中取出的裸芯片并安裝到印刷電路板P上。據此，晶體管、電容器等芯片元件與裸芯片這兩者均被安裝到印刷電路板P上。另外，第一頭單元41 (第二頭單元42)在向印刷電路板P安裝元件之前，利用攝像機41b (42b)識別印刷電路板P上帶有的基準標識(未圖示)，從而識別印刷電路板P的位置偏差，在安裝時實施位置偏差修正。第一頭單元41和第二頭單元42的驅動機構部分別具有相同的結構。因此，這里對第一頭單元41的驅動機構部進行說明，省略對第二頭單元42的驅動機構部的說明。如圖4 所示，第一頭單元41的驅動機構部包括安裝在支承框架Ic的下面Ii側的一對引導導軌 43a和三個一組地與這些弓丨導導軌43a可移動卡合的六個滑塊4 (參照圖幻、安裝在這些滑塊43b的下面的可動工作臺44、在Y方向上驅動第一頭單元41的Y致動器45、以及安裝在可動工作臺44的下面并在X方向上驅動第一頭單元41的X框架46。第一頭單元41經由引導導軌43a、滑塊43b、可動工作臺44、以及X框架46，懸吊支承在支承框架Ic上。一對引導導軌43a在支承框架Ic的下面Ii中在X方向上隔開間隔排列設置。各引導導軌43a具有在Y方向上延伸的直線狀形狀，具有支承第一頭單元41并引導第一頭單元41的Y方向的移動的功能。這些引導導軌43a也與開口部If同樣，與第一頭單元41的 Y方向的可動范圍對應，從支承框架Ic的身前側設置到后端部附近。在各引導導軌43a上分別安裝有三個滑塊43b，通過該引導導軌43a與滑塊4 構成直線運動軸承43。各滑塊 43b通過與引導導軌43a卡合，從而沿著引導導軌43a僅可在Y方向上移動地安裝。此外， 直線運動軸承43為本發明的“引導部”的一例。如圖4所示，可動工作臺44具有板狀形狀，可動工作臺44的上面4 被安裝在六個滑塊43b的下面。六個滑塊4 經由該可動工作臺44相互連結，從而沿著引導導軌43a 在Y方向上一體移動。可動工作臺44、以及該可動工作臺44下方的X框架46和第一頭單元41經由這些滑塊4 和引導導軌43a，被支承框架Ic支承。Y致動器45設置在支承框架Ic的上面Ih上，以突出到支承框架Ic的上面Ih的上方的方式設置。另外，Y致動器45經由連接導軌47與可動工作臺44連接。Y致動器45 為線性電動機，該線性電動機包括永久磁鐵構成的一對定子45a、以及內置線圈并設置在一對定子4 之間的動子45b。Y致動器45通過一對安裝壁部45c設置在支承框架Ic的上面Ih上。一對定子4 包括由以與引導導軌43a平行地沿Y方向延伸的方式設置的多個永久磁鐵。定子4 被固定在分別設置于沿Y方向延伸的開口部If的X方向兩側的緣部的一對安裝壁部45c上。如圖5和圖6所示，該安裝壁部45c為以沿著開口部If的長邊側沿 Y方向延伸，并且從支承框架Ic的上面Ih向上方延伸的方式設置的板狀部件。如圖4所示，一對定子4 分別在一對安裝壁部45c相互對置一側的側面上，以相互在X方向上對置的方式設置。動子4 在支承框架Ic的開口部If上方的位置，在一對定子4 之間與各定子 45a隔開少許間隔設置。該動子4 具有在樹脂制的箱狀部中內置有線圈的結構。在動子 45b的下面安裝有連接導軌47的一端(上端)。另外，連接導軌47的另一端(下端)通過開口部If被固定在可動工作臺44的上面44a。據此，支承框架Ic的上面Ih側的動子4 通過連接導軌47經由開口部If與支承框架Ic的下面Ii側的第一頭單元41 (可動工作臺44)連接。而且，Y致動器45通過向動子45b的線圈供應電力使動子4 相對于定子4 在Y方向上相對地移動。據此，Y致動器45能夠使連接于動子45b的可動工作臺44(第一頭單元41)在沿著引導導軌43a的Y方向上移動。此外，動子4 經由連接導軌47被可動工作臺44支承。在本實施方式中，連接導軌47和可動工作臺44為本發明的“連接部件”的一例。另外，如圖6所示，在動子45b的上面安裝有散熱部48，其具有以向上方延伸的方式形成的多個散熱翅片48a。動子4 伴隨著第一頭單元41的Y方向的移動而移動時，因向動子45b的線圈供應電力而產生的熱能夠通過該散熱部48有效地放出。此外，圖5中為了方便省略散熱部48的圖示。另外，如圖4所示，在一對安裝壁部45c的上端部上安裝有用于連結并固定這一對安裝壁部45c的連結部件45d。連結部件45d具有倒U字形(Channel like shape)的剖面形狀，以跨越動子4 (散熱部48)的方式通過下端部將一對安裝壁部45c的上端部相互連結。據此，設置在開口部If的兩側的一對安裝壁部45c的下端分別固定于支承框架lc， 并且上端通過連結部件45d相互一體連結。其結果是由于一對安裝壁部45c通過連結部件 45d與支承框架Ic 一體固定，因此相對于在包括永久磁鐵的定子4 之間作用的X方向的磁引力，安裝壁部45c能夠牢固地支承定子45a。此外，圖5和圖6中為了說明省略連結部件45d的圖示。如圖6所示，X框架46從側面(X方向)來看具有三角形狀，以沿X方向延伸的方式形成。X框架46的上面安裝于可動工作臺44。另一方面，X框架46在身前側的安裝面 46a側支承第一頭單元41。在X框架46的安裝面46a上，上下設置有沿X方向延伸的一對導軌46b，并且設置在第一頭單元41的背面側的一對滑塊46c分別與一對導軌46b可移動地卡合。另外，在一對導軌46b之間設置有X致動器49。X致動器49包括具有設置在一對導軌46b之間的定子49a與設置在第一頭單元41的背面側的動子49b的線性電動機。據此，能夠在X框架46的大致全部區域，使第一頭單元41在X方向上直線移動。此外，第一頭單元41的X框架46具有與包括第一作業位置Sl的上游側的可動區域對應的X方向的寬度尺寸。這些X框架46、X致動器49等為本發明的“驅動機構”的一例。根據如上所述的結構，第一頭單元41能夠通過Y致動器45在基臺Ia上方的Y方向大致全部區域，在Y方向上直線移動，并且能夠通過X致動器49，在X框架46的大致全部區域，在X方向上直線移動。據此，第一頭單元41能夠在上游側的可動區域內沿水平方向移動。另外，根據同樣的結構，第二頭單元42能夠在下游側的可動區域內沿水平方向移動。另外，如圖4所示，在本實施方式中，構成第一頭單元41的直線運動軸承43的滑塊43b的下面(可動工作臺44的上面44a)與支承框架Ic的下面Ii之間的上下方向的距離D小于包括線性電動機的Y致動器45的高度尺寸(上下方向的長度)HI。另外，距離D 在本實施方式中實質上等于直線運動軸承43 (引導導軌43a和滑塊43b)的高度尺寸(厚度)。其結果是通過將Y致動器45設置在支承框架Ic的上面lh，從而能夠在與支承框架 Ic的下面Ii間隔直線運動軸承43的厚度部分(=距離D)的支承框架Ic附近的位置支承第一頭單元41。另外，如圖3所示，在基臺Ia上且在第一頭單元41和第二頭單元42的各自的可動區域內設置有元件識別用固定攝像機9和10。固定攝像機9和10從下側拍攝通過第一頭單元41的元件安裝用頭部41a和第二頭單元42的元件安裝用頭部4 吸附的元件。據此，能夠實現通過元件安裝用頭部41a和元件安裝用頭部42a吸附的元件的圖像識別。另外，在安裝機100的身前側的中央部能夠可裝卸地固定收納有晶圓W的晶圓收納部170。這里，晶圓收納部170如圖3所示收容經晶粒切割的多枚晶圓W。收容在晶圓收納部170中的各晶圓W的各個裸芯片以面朝上(face up)狀態(電路形成面(相對于印刷電路板P的安裝面)向上的狀態)粘貼在薄膜狀晶圓薄片上，經由該晶圓薄片而被托架Wh 保持。另外，晶圓保持工作臺5能夠通過未圖示的出入機構，在晶圓保持工作臺5設置在晶圓接收位置(圖3所示的位置)的狀態下，將晶圓W(托架Wh)從晶圓收納部170抽出到晶圓保持工作臺5上，并且將晶圓保持工作臺5上的晶圓W收容在晶圓收納部170內(返回)。晶圓保持工作臺5在中央部具有圓形開口部，能夠以保持晶圓W的托架Wh的開口部與晶圓保持工作臺5的開口部重疊(嵌入)的方式保持托架Wh。晶圓保持工作臺5能夠在元件取出作業位置(參照圖3的雙點劃線和圖7的實線)與晶圓接收位置(參照圖7的雙點劃線)之間，在基臺Ia上在Y方向上移動。具體而言，如圖3所示，晶圓保持工作臺5可移動地支承于在基臺Ia上以沿Y軸方向延伸的方式設置的一對固定導軌51上。晶圓保持工作臺5通過與固定導軌51平行延伸且螺合插入晶圓保持工作臺5的螺母部分的滾珠絲杠52、以及用于旋轉驅動滾珠絲杠52的驅動電動機 53沿著固定導軌51移動。如圖7所示，晶圓保持工作臺5通過傳送帶2的下方位置(參照圖1)，在指定的元件取出作業位置(參照圖3的雙點劃線和圖7的實線)與晶圓收納部 170附近的晶圓接收位置(參照圖7的雙點劃線)之間在Y方向上移動。上推裝置7具有上推頭71，該上推頭71具備一對小徑的上推桿71a和71b，通過從其下側上推設置在元件取出作業位置的晶圓保持工作臺5上的晶圓W之中作為取出對象的裸芯片，從而使該裸芯片從晶圓薄片剝離并抬升。上推裝置7通過未圖示的驅動單元，在基臺Ia上沿著在X軸方向上可移動地支承的固定導軌72在X方向上可移動。取出裝置6具備分別具有元件吸附用的噴嘴6c的一對晶圓頭部6a和6b，吸附通過上推裝置7上推的裸芯片并交付給第一頭單元41和第二頭單元42。該取出裝置6通過指定的驅動機構部在元件取出作業位置的上方位置在水平方向(XY方向)上移動。此外， 雖然并未具體圖示，但是晶圓頭部6a和6b能夠通過公知的方法，將從上方吸附的裸芯片交付給從上方面對取出裝置6的頭單元41 (42)的元件安裝用頭部41a (42a)。如圖3所示，具體而言，在元件取出作業位置(參照圖3的雙點劃線和圖7的實線) 設置有在X軸方向上隔開指定間隔設置且在Y軸方向上彼此平行延伸的一對高架的固定導軌61 ；兩端分別可移動地支承在固定導軌61上并沿X軸方向延伸的框架部件62 ；設置在接近固定導軌61的位置并沿Y軸方向延伸、且分別螺合插入框架部件62兩端的螺母部件 (圖示省略)的一對滾珠絲桿63 ；以及旋轉驅動滾珠絲桿63的一對框架驅動電動機64。框架部件62在其身前側可移動地支承取出裝置6，在其后側可移動地支承攝像機 8。而且，框架部件62中具備沿X軸方向延伸并螺合插入取出裝置6的螺母部件(圖示省略)的滾珠絲桿(圖示省略)；旋轉驅動該滾珠絲桿的驅動電動機65 ；沿X軸方向延伸并螺合插入攝像機8的螺母部件(圖示省略)的滾珠絲桿(圖示省略)；以及旋轉驅動該滾珠絲桿的驅動電動機66。各框架驅動電動機64使框架部件62沿著固定導軌61移動，使取出裝置6和攝像機8 —體地在Y軸方向上移動。另外，通過運轉驅動電動機65在框架部件62的Y方向身前側位置使取出裝置6在X軸方向上移動，并且通過運轉驅動電動機66在框架部件62的 Y方向后側位置使攝像機8在X軸方向上移動。據此取出裝置6和攝像機8在元件取出作業位置的上方位置能夠分別在水平方向(XY方向)上移動。基臺Ia上的取出裝置6在XY方向上的可動區域與通過支承框架Ic在基臺Ia上方懸吊的第一頭單元41和第二頭單元42在XY方向上的可動區域俯視來看部分重疊。據此，如后所述，能夠實現從取出裝置6向第一頭單元41和第二頭單元42交付裸芯片。此外，由于第一頭單元41和第二頭單元42通過支承框架Ic設置在基臺Ia上的各部的上方位置，因此雖然取出裝置6等的可動區域與第一頭單元41和第二頭單元42的各可動區域如上所述部分重疊，但是取出裝置6與第一頭單元41和第二頭單元42不會相互干涉。攝像機8在從晶圓W取出裸芯片之前，拍攝作為取出對象的裸芯片。據此，能夠實現作為取出對象的裸芯片的位置識別。接著參照圖3、圖4和圖7，對該安裝機100的元件安裝動作進行說明。此外，以下的動作通過未圖示的控制裝置控制安裝機100的各部而實施。首先，如圖3所示，通過控制傳送帶2，將印刷電路板P搬入安裝機100內。然后， 通過控制傳送帶2，在設置于第一作業位置Sl和第二作業位置S2的狀態下固定印刷電路板 P。此后，使晶圓保持工作臺5移動到晶圓接收位置(參照圖7的雙點劃線)，通過未圖示的出入機構從晶圓收納部170將晶圓W抽出到晶圓保持工作臺5上。而且，如圖7所示，將抽出的晶圓W固定在晶圓保持工作臺5上，并且將晶圓保持工作臺5設置于元件取出作業位置(參照圖7的實線)。晶圓W設置在元件取出作業位置后，通過攝像機8進行作為取出對象的裸芯片的拍攝。根據該圖像數據求出裸芯片的位置(位置偏差)。這種情況下，安裝機100根據需要使攝像機8 —次或連續拍攝多個裸芯片。接著，基于攝像機8的拍攝結果，驅動上推裝置7、取出裝置6以及晶圓保持工作臺 5，使上推頭71的上推桿71a和71b、取出裝置6的晶圓頭部6a和6b的各噴嘴6c、以及作為取出對象的裸芯片移動到XY平面上的同一位置。而且，通過上推桿71a或71b從下側上推該裸芯片。另一方面，使晶圓頭部6a或 6b運轉，通過噴嘴6c的前端部的負壓使因上推而從晶圓薄片剝離的裸芯片吸附。據此，從晶圓W中取出裸芯片。以上的從晶圓W中取出裸芯片的動作分別針對晶圓頭部6a和6b實施，通過各噴嘴6c分別吸附保持裸芯片。接著，從取出裝置6向頭單元交付裸芯片。接著，使第一頭單元41移動到固定攝像機9 (第二頭單元42時為固定攝像機10) 上方，使固定攝像機拍攝吸附于各元件安裝用頭部的裸芯片，并且基于其圖像數據運算裸芯片相對于各元件安裝用頭部的吸附偏差。接著，通過第一頭單元41 (第二頭單元4 的攝像機41b (42b)，識別固定在傳送帶 2上的印刷電路板P帶有的基準標識(未圖示)。據此，識別印刷電路板P相對于傳送帶2的位置偏差。而且，根據裸芯片的吸附偏差和印刷電路板P的位置偏差，使第一頭單元41 (第二頭單元4 移動到印刷電路板P上方的修正后的位置。然后，在指定的安裝位置使元件安裝用頭部下降，從而將裸芯片安裝到印刷電路板P上。此后，繼續安裝動作直到所有的裸芯片安裝完成。另外，所有的裸芯片安裝完成時，通過控制傳送帶2，解除印刷電路板P的固定，并且將印刷電路板P搬出安裝機100外。以上對安裝機100的元件安裝動作進行了說明，但上述動作為僅安裝裸芯片時的最基本的元件安裝動作的例子。也就是，實際生產印刷電路板P時，為了更高效地生產印刷電路板P，并行執行利用晶圓保持工作臺5的晶圓W的出入動作、利用取出裝置6和上推裝置7的裸芯片的取出動作、以及頭單元的安裝動作等多個動作的一部分。在本實施方式中，如上所述，設置支承框架lc，該支承框架Ic設置在第一頭單元 41 (第二頭單元42)的上方，支承第一頭單元41 (第二頭單元4 ，并且以突出到支承框架 Ic的上面Ih的上方的方式設置使第一頭單元41 (第二頭單元4 沿著直線運動軸承43移動的Y致動器45。據此，在支承框架Ic從上方支承第一頭單元41 (第二頭單元4 的懸吊型結構中，由于能夠使Y致動器45突出到支承框架Ic的上面Ih的上方，因此無需在支承框架Ic與第一頭單元41 (第二頭單元42)之間設置用于收納Y致動器45整體的空間。據此，由于能夠縮小從支承框架Ic到第一頭單元41 (第二頭單元42)的高度方向(Z方向) 的間隔，因此能夠縮小振動發生時的第一頭單元41 (第二頭單元42)的振幅。其結果是能夠提高安裝位置精度。換言之，由于能夠由構成構造體的支承框架Ic直接支承直線運動軸承43，消除增加頭單元41、42的搖擺的部件，因此能夠盡可能縮小振動發生時的頭單元41、 42的振幅。其結果是能夠提高安裝位置精度。另外，伴隨著能夠盡可能地降低頭單元41、 42的振動發生時的振幅，能夠降低直線運動軸承43等受到的振動等，除了提高精度以外， 還可以提高耐久性。另外，在本實施方式中，Y致動器45安裝在支承框架Ic的上面。因此，在本實施方式中，Y致動器45自身被支承框架Ic保持，從而能夠盡可能地避免來自于頭單元41、42 的振動的影響。另外，在本實施方式中，還包括沿著與Y方向正交的X方向驅動頭單元41、42的X 框架46、X致動器49等構成的驅動機構，作為引導部包括設置在驅動機構的長度方向兩端上部，經由該驅動機構引導該頭單元41、42的一對直線運動軸承43。因此，在本實施方式中，即使頭單元41、42振動時，也能夠通過一對直線運動軸承43盡可能地降低驅動機構受到的影響，能夠限制頭單元41、42的振動增幅。另外，由于各直線運動軸承43設置在驅動機構的長度方向兩端上部，因此不用擔心引導部向上述水平方向突出，設備寬度無謂地增大。另外，在本實施方式中，如上所述，以突出到支承框架Ic的上面Ih側的方式設置 Y致動器45，并且經由開口部If與支承框架Ic的下面Ii側的第一頭單元41 (第二頭單元 42)連接。通過如此構成，即使用于使第一頭單元41 (第二頭單元42)移動的Y致動器45 露出于支承框架Ic的上面Ih側時，也能夠經由支承框架Ic的開口部If容易地進行Y致動器45與第一頭單元41 (第二頭單元42)的連接。另外，在本實施方式中，通過將Y致動器45設置在支承框架Ic的上面lh，并且經由設置在開口部If內的連接導軌47連接支承框架Ic的下面Ii側的第一頭單元41 (第二頭單元42)與Y致動器45，從而能夠容易地設置Y致動器45。另外，由于完全無需在支承框架Ic的下面Ii側設置用于收納Y致動器45的空間，因此能夠在支承框架Ic的下面Ii 附近的位置支承第一頭單元41 (第二頭單元42)。其結果是由于能夠縮小從支承框架Ic到可動工作臺44 (第一頭單元41和第二頭單元42)的高度方向(Z方向)的間隔D，因此能夠進一步提高安裝位置精度。 另外，在本實施方式中，如上所述，將支承框架Ic形成為下面Ii為平坦面狀的平板形狀，并且將直線運動軸承43安裝在平坦面狀的下面li。這里，如果去除第一頭單元41 (第二頭單元42)的振動的影響，則直線運動軸承43的安裝位置精度對第一頭單元 41(第二頭單元4 的位置精度造成的影響最大。為了提高直線運動軸承43的安裝位置精度，需要高精度地制作直線運動軸承43的安裝面。在本發明中，通過將支承框架Ic設為易于加工的平板形狀，從而能夠容易且高精度地制作直線運動軸承43的安裝面(支承框架Ic 的下面Ii)。另外，如以往所示，經由間隔部件將直線運動軸承安裝到裝置頂棚上時，間隔部件與裝置頂棚的下面(間隔部件的安裝面)這兩者需要高精度的加工，而根據上述實施方式的結構，只要高精度地制作平板形狀的支承框架Ic的下面Ii即可，因此這一點也能夠容易地提高直線運動軸承43的安裝位置精度。其結果是能夠容易地提高第一頭單元41 (第二頭單元42)的安裝位置精度。 另外，在本實施方式中，如上所述，經由可動工作臺44將第一頭單元41 (第二頭單元42)安裝在直線運動軸承43的下面，并且使直線運動軸承43的下面(可動工作臺44的上面44a)與支承框架Ic的下面Ii之間的上下方向的距離D小于Y致動器45的上下方向的長度(高度尺寸Hl)。通過如此構成，與現有的將致動器整體設置在頂棚與頭單元之間的高度位置的結構相比較，能夠確實地縮小從支承框架Ic到第一頭單元41 (第二頭單元42) 的高度方向的間隔(從支承框架Ic的下面Ii到可動工作臺44的上面4 的距離D)，因此能夠容易地提高第一頭單元41 (第二頭單元42)的安裝位置精度。另外，在本實施方式中，如上所述，Y致動器45包括線性電動機，該線性電動機包括包括以相互對置的方式設置的永久磁鐵的一對定子45a、以及具有設置在一對定子4 之間的線圈的動子45b的。通過如此構成，由于作為發熱源的線圈位于動子4 側，因此通過第一頭單元41 (第二頭單元4 移動時的動子45b的移動，動子4 與空氣接觸，從而能夠冷卻動子45b的線圈。其結果是能夠得到包括線性電動機的Y致動器45(動子45b)的冷卻效果。另外，在本實施方式中，如上所述，在Y致動器45的動子4 的上面設置有具有多個散熱翅片48a的散熱部48。通過如此構成，伴隨著第一頭單元41 (第二頭單元4 移動時的動子45b的移動，散熱部48也移動，還能夠從散熱部48放出由線圈產生的熱。其結果是能夠通過動子4 上的散熱部48有效地冷卻Y致動器45 (動子45b的線圈)。另外，在本實施方式中，如上所述，以從支承框架Ic的上面Ih向上方延伸的方式設置一對安裝壁部45c，并且在一對安裝壁部45c的相互對置的側面上安裝Y致動器45的一對定子45a。通過如此構成，由于能夠在設置于支承框架Ic的上面Ih的安裝壁部45c上安裝Y致動器45的定子45a，因此在以夾入動子4 的方式設置一對定子4 的結構中，能夠容易地進行在支承框架Ic上的Y致動器45的安裝。
另外，在本實施方式中，如上所述，設置以跨越動子45b的上方的方式連結并固定一對安裝壁部45c的連結部件45d。通過如此構成，不會妨礙動子45b的移動，能夠通過連結部件45d牢固地固定一對安裝壁部45c (定子45a)。這里，由于在設置于一對安裝壁部 45c的一對定子45a之間作用永久磁鐵的強力的磁引力，因此能夠通過該連接部件45d防止因磁引力導致的安裝壁部45c的倒塌和支承框架Ic的歪斜。(第一變形例)在上述實施方式中，示出了設置在支承框架Ic的上面Ih的Y 致動器45包括具有定子45a和動子45b的線性電動機的例子，但如圖8所示的第一變形例所示，Y致動器140 也可以包括具有旋轉電動機141和滾珠絲杠142的直線運動機構。此外，Y致動器140為本發明的“致動器”的一例。如圖8所示，該第一變形例的安裝機200的Y致動器140以突出到支承框架Ic的上面Ih的上方的方式設置，并且經由連接部件144與可動工作臺44 (第一頭單元41)連接。 Y致動器140包括與引導導軌43a平行延伸的滾珠絲杠142、旋轉驅動滾珠絲杠142的旋轉電動機141、以及螺合于滾珠絲杠142的滾珠螺母143。滾珠絲杠142在支承框架Ic的開口部If的上方的位置被未圖示的軸承部件可旋轉地支承，并且一端與旋轉電動機141的輸出軸連接。另外，旋轉電動機141設置在支承框架Ic的上面lh。螺合于滾珠絲杠142的滾珠螺母143不能旋轉地安裝于連接部件144，該連接部件144經由開口部If連結于支承框架Ic下側的可動工作臺44。據此，通過運轉旋轉電動機141以旋轉驅動滾珠絲杠142，從而能夠經由設置有滾珠螺母143的連接部件144使可動工作臺44 (第一頭單元41)沿著引導導軌43a移動。此夕卜，第一頭單元41的直線運動軸承43的下面(可動工作臺44的上面44a)與支承框架Ic 的下面Ii之間的上下方向的距離D小于Y致動器140的高度尺寸(上下方向的長度)H2。在該第一變形例的結構中，由于無需設置用于對動子側(滾珠螺母143)進行電力供應的配線，因此能夠簡化裝置結構。另外，由于不需要用于安裝定子的安裝壁部、以及冷卻動子的散熱部等，因此Y致動器140的設置容易。(第二變形例)另外，在上述實施方式中，示出了 Y致動器45包括線性電動機，該線性電動機包括對置的一對定子45a與設置在一對定子45a之間的動子45b的例子，但如圖9所示的第二變形例所示，Y致動器240也可以包括具有單一的定子241以及與定子241對置的動子242 的線性電動機。此外，Y致動器240為本發明的“致動器”的一例。如圖9所示，該第二變形例的安裝機300的Y致動器240包括以覆蓋支承框架Ic 的開口部If的方式設置的定子241、以及以相對于定子241上下對置的方式設置的動子 242。定子241安裝在跨越開口部If而設置于支承框架Ic的上面Ih的平板狀的安裝部件243的下面，設置在開口部If內部的位置。該定子241包括以與引導導軌43a平行延伸的方式設置的多個永久磁鐵。另外，動子242通過安裝部件244固定于可動工作臺44的上面44a且開口部If下方的位置(定子241的正下方的位置)。該動子242內置線圈，以與定子241隔開少許間隔對置的方式設置。而且，Y致動器240通過向動子242的線圈供應電力使動子242相對于定子241移動。據此，Y致動器240使第 一頭單元41 (可動工作臺44、X框架46)沿著引導導軌43a直線移動。此外，第一頭單元41的直線運動軸承43的下面(可動工作臺44的上面44a)與支承框架Ic的下面Ii之間的上下方向的距離D小于Y致動器240的高度尺寸(上下方向的長度)H3。該第二變形例的結構與上述實施方式不同，由于無需在從支承框架Ic的上面Ih 向上方突出的一對安裝壁部45c上使一對定子45a相互在X方向上對置安裝，因此Y致動器240的設置容易。(第三變形例)另外，在上述實施方式中，示出了將Y致動器45設置在支承框架Ic的上面lh，通過連接導軌47經由開口部If連接Y致動器45與可動工作臺44 (第一頭單元41)的例子， 但如圖10所示的第三變形例所示，也可以將Y致動器340以突出到支承框架Ic的上面Ih 的上方的方式設置在可動工作臺44上，不使用連接部件而直接連接Y致動器340與可動工作臺44 (第一頭單元41)。此外，Y致動器340為本發明的“致動器”的一例。如圖10所示，該第三變形例的安裝機400的Y致動器340設置在可動工作臺44 的上面44a。另外，Y致動器340經由開口部If以突出到支承框架Ic的上面Ih的上方的方式設置。因此，Y致動器340的固定側(定子)和可動側(動子)設置在開口部If的內側的區域。這里，Y致動器340可以包括如上述實施方式或上述第二變形例的線性電動機，也可以包括如上述第一變形例的直線運動機構(滾珠絲杠和旋轉電動機)。Y致動器340的固定側(定子)固定于支承框架Ic的上面lh、下面Ii或形成有開口部If的側端面的任一部分。而且，Y致動器340的可動側(動子)在相對于固定側(定子)可相對地移動的狀態下，不使用連接部件而直接固定在可動工作臺44的上面44a。據此，通過驅動Y致動器340使可動側(動子)相對于固定側(定子)移動，從而使第一頭單元41 (可動工作臺44、X框架46)沿著引導導軌43a直線移動。此外，第一頭單元41的直線運動軸承43的下面(可動工作臺44的上面44a)與支承框架Ic的下面Ii之間的上下方向的距離D小于Y致動器340的高度尺寸(上下方向的長度)H4。由于該第三變形例的結構不使用連接部件，能夠直接在第一頭單元41的可動工作臺44上安裝Y致動器340，因此能夠抑制元件數量并簡化構造。另外，應認為本次披露的實施方式和變形例的所有的點都只是例舉，而非限制。本發明的范圍并不是由上述的實施方式和變形例的說明所表示，而是由權利要求書的范圍表示，進一步含有與權利要求書均等的意義及范圍內的所有的變更。例如，在上述實施方式中，示出了設置兩個頭單元的例子，但本發明并不限于此。 在本發明中，可以設置一個或三個以上的頭單元。另外，在上述實施方式中，示出了取出裸芯片并安裝(裝配)，并且可安裝芯片元件的所謂復合型安裝機中適用本發明的例子，但本發明并不限于此。即，也可以在僅進行裸芯片或芯片元件中的任一種的安裝的安裝機中適用本發明。另外，在上述實施方式和上述第一至第三變形例中，示出了將Y致動器經由可動工作臺與頭單元連接的例子，但本發明并不限于此。例如，也可以不設置可動工作臺，將Y 致動器與X框架連接。另外，也可以將Y致動器與頭單元直接連接。
另外，在上述實施方式和上述第一至第三變形例中，示出了設置平板形狀的支承框架的例子，但本發明并不限于此。在本發明中，也可以將支承框架形成為平板形狀以外的形狀。另外，在上述實施方式中，示出了將支承框架的開口部形成為貫穿孔的例子，但本發明并不限于此。例如，也可以設置從支承框架的外周端部連續形成的缺口狀的開口部。另外，在上述實施方式中，示出了經由支承框架的開口部連接Y致動器與頭單元的例子，但本發明并不限于此。在本發明中，也可以不經由開口部連接致動器與頭單元。另外，在上述實施方式和上述第一至第三變形例中，示出了使頭單元的直線運動軸承的下面(滑塊43b的下面)與支承框架的下面之間的上下方向的距離D實質上等于直線運動軸承的高度尺寸(厚度)的結構的例子，但本發明并不限于此。直線運動軸承的下面與支承框架的下面之間的上下方向的距離D也可以為與直線運動軸承的高度尺寸(厚度) 不同的大小。但是，如上所述，由于越縮小該距離D的大小越能夠縮小振動發生時的頭單元的振幅，因此能夠提高安裝位置精度。另外，滑塊43b的個數也不限于三個，可以設定為任意數量(單個或多個)。另外，在上述實施方式和上述第二變形例中示出了 Y致動器包括線性電動機的例子，在上述第一變形例中示出了Y致動器包括具有旋轉電動機和滾珠絲杠的直線運動機構 (螺桿輸送機構)的例子，但本發明并不限于此。在本發明中，Y致動器也可以包括線性電動機和螺桿輸送機構以外的機構。另外，在上述實施方式和上述第一變形例中，示出了將Y致動器設置在支承框架的上面的例子，但本發明并不限于此。在本發明中，也可以將Y致動器設置在支承框架的上面的上方的位置。 另外，在上述實施方式和上述第一至第三變形例中，示出了將本發明的致動器適用于安裝機的進深方向(Y方向)的Y致動器的例子，但本發明并不限于此。也可以將安裝機的寬度方向即X方向設為指定的方向，將Y方向設為與指定的方向正交的水平方向來適用本發明。
權利要求
1.一種安裝機，其特征在于包括頭單元，將電子元件安裝到基板上；支承部，設置在所述頭單元的上方，支承所述頭單元；引導部，安裝在所述支承部的下面，引導所述頭單元的移動；以及致動器，以突出到所述支承部的上面的上方的方式設置，使所述頭單元沿著所述引導部移動。
2.根據權利要求1所述的安裝機，其特征在于還包括驅動機構，沿著與所述引導部引導所述頭單元移動的方向正交的水平方向驅動所述頭單元，其中，所述引導部包括設置在所述驅動機構的長度方向兩端上部，借助所述驅動機構引導所述頭單元的一對直線運動軸承。
3.根據權利要求1所述的安裝機，其特征在于所述致動器安裝在所述支承部的上面。
4.根據權利要求3所述的安裝機，其特征在于所述致動器經由形成在所述支承部上的開口部與所述頭單元連接。
5.根據權利要求4所述的安裝機，其特征在于所述致動器經由設置在所述開口部內的連接部件與位于所述支承部下面一側的所述頭單元連接。
6.根據權利要求1所述的安裝機，其特征在于所述支承部的下面為平坦面狀，所述引導部安裝于所述支承部的平坦面狀的下面。
7.根據權利要求1所述的安裝機，其特征在于所述引導部的下面與所述支承部的下面之間的上下方向的距離小于所述致動器在上下方向的長度。
8.根據權利要求1所述的安裝機，其特征在于所述致動器為具備一對定子和設置在所述一對定子之間的動子的線性電動機，所述一對定子為以相互對置的方式設置并分別固定在所述支承部上的一對永久磁鐵，所述動子內置有線圈并被安裝在位于所述頭單元側的可動部件上。
9.根據權利要求8所述的安裝機，其特征在于所述致動器還包括設置在所述動子的上面的散熱部。
10.根據權利要求8或9所述的安裝機，其特征在于還包括一對安裝壁部，以從所述支承部的上面向上方延伸的方式設置，并且所述致動器的所述一對定子被分別設置在該一對安裝壁部相互對置的側面上。
11.根據權利要求10所述的安裝機，其特征在于還包括連結部件，以跨越所述動子的上方的方式連結并固定所述一對安裝壁部。
全文摘要
本發明提供一種能夠提高懸吊型頭單元(41)的安裝位置精度的安裝機。該安裝機(100)包括引導部(43)，安裝在構成構造體的支承部(1c)的下面，引導頭單元(41)沿著指定的方向X移動；以及致動器(45)，設置在支承部(1c)上，使頭單元(41)沿著指定的方向X移動。
文檔編號H05K13/04GK102348374SQ20111022300
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月1日 優先權日2010年7月30日
發明者佐久間巧 申請人:雅馬哈發動機株式會社