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JP7780468B2 - Stamp holding means, stamp inspection device using the same, and chip transfer device - Google Patents
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JP7780468B2 - Stamp holding means, stamp inspection device using the same, and chip transfer device - Google Patents

Stamp holding means, stamp inspection device using the same, and chip transfer device

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JP7780468B2 JP2023029060A JP2023029060A JP7780468B2 JP 7780468 B2 JP7780468 B2 JP 7780468B2 JP 2023029060 A JP2023029060 A JP 2023029060A JP 2023029060 A JP2023029060 A JP 2023029060A JP 7780468 B2 JP7780468 B2 JP 7780468B2
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Description

本発明は転写元基板からチップ部品をピックアップして転写先基板に転写する際に用いるスタンプを保持するスタンプ保持手段およびこれを用いたスタンプ検査装置、チップ転写装置に関する。 The present invention relates to a stamp holding means for holding a stamp used when picking up chip components from a source substrate and transferring them to a destination substrate, as well as a stamp inspection device and a chip transfer device that use this stamp holding means.

μLEDディスプレイの実用化が進む昨今において、転写元基板に密集状態に配置されているチップ部品をピックアップして、ピッチを広げて転写先基板に実装するチップ転写装置に対する関心が高まっている。 As μLED displays become more widely used, there has been growing interest in chip transfer devices that pick up densely packed chip components on a source substrate, widen the pitch, and mount them on a destination substrate.

このようなチップ転写装置として、粘着性を有する表面で複数のチップ部品を同時に脱着させるチップスタンプを用いる方法が知られている。(例えば特許文献1)
図11(a)に断面図を示すように、スタンプ2は、板状のスタンプ本体20に粘着部21が設けられたものであり、粘着部21の間隔は転写元基板S0上のチップ部品Cのピッチの整数倍になっている。
As such a chip transfer device, a method using a chip stamp that simultaneously attaches and detaches multiple chip components to and from an adhesive surface is known (see, for example, Patent Document 1).
As shown in the cross-sectional view of Figure 11(a), the stamp 2 has adhesive portions 21 provided on a plate-shaped stamp body 20, and the spacing between the adhesive portions 21 is an integer multiple of the pitch of the chip components C on the original substrate S0.

図11(a)に示すように、ピックアップヘッド101に保持されたスタンプ2は、粘着部21の直下にチップ部品Cが配置されるように位置合わせをした後に、図11(b)のように粘着部21をチップ部品Cに密着させる。この段階で、粘着部21のチップ部品Cに対する粘着力が、転写元基板S0に対する付着力に勝れば、スタンプ2を上昇させる(転写元基板S0から離す)と、粘着部21に密着したチップ部品Cは転写元基板S0からピックアップされる(図11(c))。 As shown in Figure 11(a), the stamp 2 held by the pick-up head 101 is aligned so that the chip component C is located directly below the adhesive portion 21, and then the adhesive portion 21 is brought into close contact with the chip component C as shown in Figure 11(b). At this stage, if the adhesive force of the adhesive portion 21 to the chip component C is greater than the adhesive force to the source substrate S0, the stamp 2 is raised (moved away from the source substrate S0), and the chip component C that is in close contact with the adhesive portion 21 is picked up from the source substrate S0 (Figure 11(c)).

チップ部品Cをピックアップしたスタンプ2は、実装ヘッド102に保持され、図12(a)のように転写先基板S1の所定箇所に位置合わせされた後に、図12(b)のように転写先基板S1に圧着する。この段階で、粘着部21のチップ部品Cに対する粘着力を加熱等により、転写先基板S1に対する接合力より弱めれば、スタンプ2を上昇させる(転写先基板S1から離す)と、チップ部品Cはスタンプ2から離れて転写先基板S1に実装される(図12(c))。ここで、チップ部品Cを加熱することで粘着部21の粘着力を弱める一方で、チップ部品Cと転写先基板S1の間の接合力を強めてもよい。 The stamp 2 that has picked up the chip component C is held by the mounting head 102 and aligned with a predetermined location on the destination substrate S1 as shown in Figure 12(a), and then pressed against the destination substrate S1 as shown in Figure 12(b). At this stage, if the adhesive strength of the adhesive portion 21 to the chip component C is weakened by heating or other means to be weaker than the bonding strength to the destination substrate S1, then when the stamp 2 is raised (moved away from the destination substrate S1), the chip component C will be separated from the stamp 2 and mounted on the destination substrate S1 (Figure 12(c)). Here, heating the chip component C may weaken the adhesive strength of the adhesive portion 21 while strengthening the bonding strength between the chip component C and the destination substrate S1.

以上のようにスタンプ2は、図13(a)のように転写元基板S0からピックアップしたチップ部品Cを粘着部21に付着させた状態で転写先基板S1に転写して、図13(b)のように転写後の粘着部21にチップ部品Cは付着していない。このような動作を行うチップ転写装置の構成を示したのが図13(c)であり、ピックアップ装置5と実装装置6を備えている。 As described above, the stamp 2 transfers the chip component C picked up from the source substrate S0 to the destination substrate S1 with the chip component C attached to the adhesive portion 21 as shown in Figure 13(a), and after transfer, as shown in Figure 13(b), the chip component C is no longer attached to the adhesive portion 21. Figure 13(c) shows the configuration of a chip transfer device that performs this operation, and is equipped with a pickup device 5 and a mounting device 6.

このようなチップ転写装置において、ピックアップ装置5において全ての粘着部21にチップ部品Cが保持され、実装装置6において粘着部21に付着していた全てのチップ部品Cが転写先基板S1に転写されるべきである。しかし、ピックアップ装置5において、図14(a)に示すように一部の粘着部21にチップ部品Cが付着しないことがある。また、実装装置6において、転写先基板S1に実装できなかったチップ部品Cが図14(b)のように粘着部21に残ることもある。 In such a chip transfer device, chip components C should be held on all adhesive portions 21 in the pickup device 5, and all chip components C attached to the adhesive portions 21 should be transferred to the destination substrate S1 in the mounting device 6. However, in the pickup device 5, chip components C may not adhere to some of the adhesive portions 21, as shown in Figure 14(a). Also, in the mounting device 6, chip components C that could not be mounted on the destination substrate S1 may remain on the adhesive portions 21, as shown in Figure 14(b).

図14(a)や図14(b)のような現象を見逃すのはチップ転写プロセスにおいて問題が大きい、このため、ピックアップ装置5と実装装置6の間にスタンプ検査装置7を配置するのが好ましい。スタンプ検査装置7は、図13(a)の状態のスタンプ2の所定箇所(粘着部21)にチップ部品Cが付着しているか否かを確認し、図13(b)の状態のスタンプ2に残っているチップ部品Cの有無を検査するものである。 Overlooking phenomena such as those shown in Figures 14(a) and 14(b) would be a major problem in the chip transfer process, so it is preferable to place a stamp inspection device 7 between the pickup device 5 and the mounting device 6. The stamp inspection device 7 checks whether a chip component C is attached to a predetermined location (adhesive portion 21) on the stamp 2 in the state shown in Figure 13(a), and inspects whether any chip components C remain on the stamp 2 in the state shown in Figure 13(b).

スタンプ2のチップ部品保持面の状態を観察するのに際して、一般的な外観検査装置を用いた構成を図16に示す。図16において、反射用光源40が発する光に照らされたスタンプ2のチップ部品保持面を撮像手段であるカメラ4で撮影し、その画像を解析してチップ部品Cの付着有無を判断する。例えば、図17(a)はピックアップ後で実装前のチップ部品保持面の状態であり、チップ部品Cを保持した部分に相当するIRCが明るく、チップ部品Cを保持していない粘着部21に相当する部分が暗くなっている。図17(b)は、実装後のチップ部品保持面の状態で、明るい部分にチップ部品Cが残っていることが判る。 Figure 16 shows the configuration of a typical visual inspection device used to observe the condition of the chip component holding surface of stamp 2. In Figure 16, the chip component holding surface of stamp 2 illuminated by light emitted by reflective light source 40 is photographed by camera 4, which serves as an imaging means, and the image is analyzed to determine whether or not chip components C are attached. For example, Figure 17(a) shows the state of the chip component holding surface after pick-up and before mounting, with the IRC corresponding to the portion holding chip components C being bright and the portion corresponding to adhesive portion 21 not holding chip components C being dark. Figure 17(b) shows the state of the chip component holding surface after mounting, and it can be seen that chip components C remain in the bright portions.

特開2019-175961号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-175961

図16のような構成で検査を行なう場合、反射用光源40の光強度や向きなどによって反射画像の状態は異なり、画像の明るさでチップ部品Cの有無を判断しようとすると閾値の設定が難しく、誤判定を行うことがある。 When performing inspections using the configuration shown in Figure 16, the state of the reflected image varies depending on the light intensity and orientation of the reflection light source 40, and attempting to determine the presence or absence of chip components C based on the brightness of the image makes it difficult to set a threshold, which can lead to incorrect determinations.

特に、チップ部品Cの更なる小型化や、1つのスタンプ2に付着させるチップ部品Cの数が増えることにより、チップ部品Cの1つに対するカメラ4の画素数は少なくなり、正確な判定が難しくなっている。 In particular, as chip components C become smaller and the number of chip components C attached to one stamp 2 increases, the number of pixels of the camera 4 per chip component C decreases, making accurate determination more difficult.

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、スタンプの所定箇所にチップ部品が付着しているか否かの検査をチップ部品が小さくても正確に行うために使用するスタンプ保持手段およびこれを用いたスタンプ検査装置、チップ転写装置を提供するものである。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and provides a stamp holding means used to accurately inspect whether a chip component is attached to a specified location on a stamp, even if the chip component is small, as well as a stamp inspection device and a chip transfer device that use this means.

上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、
スタンプを保持するスタンプ保持手段であって、
前記スタンプは粘着性を利用して同時に複数のチップ部品を付着させることで、転写元基板にあるチップ部品を転写先基板に転写するもので、
前記スタンプの粘着性を有する面の反対側を保持して、前記スタンプに光を照射するスタンプ保持手段である。
In order to solve the above problem, the invention of claim 1 comprises:
A stamp holding means for holding a stamp,
The stamp uses its adhesiveness to simultaneously attach multiple chip components, transferring the chip components on the source substrate to the destination substrate.
A stamp holding means holds the side of the stamp opposite to the adhesive surface and irradiates the stamp with light.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスタンプ保持手段であって、
前記スタンプの粘着性を有する面の反対側を吸着保持する機能を有し、透光性を有する吸着部と、
前記吸着部の前記スタンプを吸着する面と反対側に配置され、前記吸着部越しに前記スタンプに光を照射する照明部とを備えたスタンプ保持手段である。
The invention described in claim 2 is the stamp holding means described in claim 1,
a light-transmitting adsorption portion that adsorbs and holds the opposite side of the stamp's adhesive surface;
The stamp holding means includes an illumination unit that is disposed on the opposite side of the surface of the adsorption unit that adsorbs the stamp, and that irradiates light onto the stamp through the adsorption unit.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のスタンプ保持手段であって、
前記吸着部は、吸着孔を設けた透光性の板からなる下板と、透光性のある上板と、側板を有し、内部に減圧空間が形成できる構成であるスタンプ保持手段である。
The invention described in claim 3 is the stamp holding means described in claim 2,
The suction unit is a stamp holding means having a translucent lower plate with suction holes, a translucent upper plate, and side plates, and is configured to form a reduced pressure space inside.

請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のスタンプ保持手段であって、
前記吸着部は多孔質領域を有して、前記多孔質領域が密着して前記スタンプを吸着保持するスタンプ保持手段である。
The invention described in claim 4 is the stamp holding means described in claim 2,
The adsorption portion is a stamp holding means having a porous region, and the porous region adheres closely to the stamp to adsorb and hold the stamp.

請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4の何れかに記載のスタンプ保持手段と、前記スタンプに光を照射する状態で、前記スタンプを透過する画像を取得する撮像手段とを備えたスタンプ検査装置である。 The invention described in claim 5 is a stamp inspection device comprising the stamp holding means described in any one of claims 1 to 4 and an imaging means for capturing an image transmitted through the stamp while irradiating the stamp with light.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のスタンプ検査装置であって、
前記撮像手段により取得された画像から、前記スタンプの所定箇所にチップ部品が付着しているか否かを判定する画像処理手段を更に備えたスタンプ検査装置である。
The invention described in claim 6 is the stamp inspection device described in claim 5,
The stamp inspection device further comprises image processing means for determining whether or not a chip component is attached to a predetermined location on the stamp from the image acquired by the imaging means.

請求項7に記載の発明は、
前記スタンプを用いて、前記転写元基板のチップ部品を複数同時にピックアップするピックアップ装置と、前記スタンプを用いて、
前記転写先基板にチップ部品を複数同時に実装する実装装置と、
請求項5または請求項6に記載のスタンプ検査装置とを備えたチップ転写装置である。
The invention described in claim 7 is
a pickup device that uses the stamp to simultaneously pick up a plurality of chip components on the transfer source substrate;
a mounting device that simultaneously mounts a plurality of chip components on the destination substrate;
A chip transfer device is provided with the stamp inspection device according to claim 5 or 6.

請求項8に記載の発明は、請求項7に記載のチップ転写装置であって、
前記ピックアップ装置でピックアップ動作を行った後の前記スタンプを、前記スタンプ検査装置が検査する機能と、前記実装装置で実装動作を行った後の前記スタンプを、前記スタンプ検査装置が検査する機能とを有するチップ転写装置である。
The invention described in claim 8 is the chip transfer device described in claim 7,
This is a chip transfer device that has a function in which the stamp inspection device inspects the stamp after the pickup operation has been performed by the pickup device, and a function in which the stamp inspection device inspects the stamp after the mounting operation has been performed by the mounting device.

本発明により、スタンプの所定箇所にチップ部品が付着しているか否かを、チップ部品が小さくても正確に行うことが可能となった。 This invention makes it possible to accurately determine whether or not a chip component is attached to a specified location on a stamp, even if the chip component is small.

本発明の実施形態に係るスタンプ保持手段の構成を説明する断面図である。3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a stamp holding means according to the embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態に係るスタンプ保持手段の概略図であり(a)上側から見た状態、(b)下側から見たスタンプを保持していない状態、(c)下側から見たスタンプが接近した状態、(d)下側から見たスタンプを保持した状態である。1A and 1B are schematic diagrams of a stamp holding means according to an embodiment of the present invention, showing (a) a state seen from above, (b) a state where no stamp is being held as seen from below, (c) a state where the stamp is approaching as seen from below, and (d) a state where a stamp is being held as seen from below. 本発明の実施形態に係るスタンプ保持手段の構成を説明する断面図であり、吸着部が減圧空間を有する例を示す。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a stamp holding means according to an embodiment of the present invention, showing an example in which an adsorption part has a reduced pressure space. 本発明のスタンプ保持手段を用いたスタンプ検査装置の実施形態を示す図である。1 is a diagram showing an embodiment of a stamp inspection device using a stamp holding means of the present invention. 本発明の実施形態に係るスタンプ検査装置を用いて、(a)チップ部品をピックアップしたスタンプを検査した時の画像の一例、(b)チップ部品を実装した後のスタンプを検査した時の画像の一例を示す。1A shows an example of an image when inspecting a stamp that has picked up a chip component using a stamp inspection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows an example of an image when inspecting a stamp after mounting a chip component. スタンプ内のチップ部品の位置情報の基準を設定する方法の一例を示す図である。10A and 10B are diagrams showing an example of a method for setting a reference for position information of a chip component in a stamp. スタンプ認識マークを有するスタンプの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a stamp having a stamp recognition mark. スタンプ認識マークの位置情報を取得する装置形態の例を示す図であるFIG. 10 is a diagram illustrating an example of a device configuration for acquiring position information of a stamp recognition mark. 本発明の実施形態に係るスタンプ検査装置を用いてチップ部品をピックアップしたスタンプを検査した時の画像で、吸着部下板の吸着穴が映りこんだ例を示す図である。10 is a diagram showing an example of an image obtained when inspecting a stamp that has picked up a chip component using a stamp inspection device according to an embodiment of the present invention, in which a suction hole in a lower plate of the suction part is reflected. FIG. 本発明の実施形態の変形例に係るスタンプ保持手段の概略図であり、(a)下側から見たスタンプを保持していない状態を示し、(b)吸着部が減圧空間を有する例の断面図を示す。。1A and 1B are schematic diagrams of a stamp holding means according to a modified embodiment of the present invention, in which (a) shows a state in which no stamp is held as viewed from below, and (b) shows a cross-sectional view of an example in which the suction part has a reduced pressure space. チップ転写装置を構成するピックアップ装置の動作を説明するもので、(a)スタンプが転写元基板のチップ部品に接近している状態、(b)スタンプがチップ部品に密着した状態、(c)スタンプが転写元基板からチップ部品をピックアップした状態、を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating the operation of a pickup device that constitutes a chip transfer device, showing (a) a state in which the stamp is approaching a chip component on a transfer source substrate, (b) a state in which the stamp is in close contact with the chip component, and (c) a state in which the stamp has picked up a chip component from the transfer source substrate. チップ転写装置を構成する実装装置の動作を説明するもので、(a)チップ部品を保持したスタンプが転写先基板に接近している状態、(b)チップ部品を転写先基板に密着させた状態、(c)チップ部品を転写先基板に実装してからスタンプが離れて行く状態、を示す図である。This explains the operation of the mounting device that constitutes the chip transfer device, and shows (a) a state in which a stamp holding a chip component is approaching a destination substrate, (b) a state in which the chip component is in close contact with the destination substrate, and (c) a state in which the stamp moves away after mounting the chip component on the destination substrate. スタンプの状態について説明するもので、(a)ピックアップ動作後のスタンプ、(b)実装動作後のスタンプ、(c)ピックアップ動作前と実装動作前のスタンプ、を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating the state of the stamp, showing (a) the stamp after the pick-up operation, (b) the stamp after the mounting operation, and (c) the stamp before the pick-up operation and before the mounting operation. スタンプに生じる不良現象について説明する断面図であり、(a)ピックアップ動作が不完全な状態、(b)実装動作が不完全な状態、を示す図である。10A and 10B are cross-sectional views illustrating a defect phenomenon that occurs in a stamp, in which FIG. 10A shows a state in which a pick-up operation is incomplete, and FIG. 10B shows a state in which a mounting operation is incomplete. ピックアップ動作後および実装動作後のスタンプ検査について説明する図である。10A and 10B are diagrams illustrating stamp inspection after a pick-up operation and after a mounting operation. スタンプ表面に光を照射しての外観検査を行う装置形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an apparatus for performing an appearance inspection by irradiating light onto the surface of a stamp. スタンプ表面に光を照射して得た、(a)ピックアップ後のスタンプ表面の画像の一例、(b)実装後のスタンプ表面の画像の一例、を示す図である。1A and 1B are diagrams showing an example of an image of the stamp surface after picking up, obtained by irradiating the stamp surface with light, and an example of an image of the stamp surface after mounting, respectively.

本発明の実施形態について、図を用いて説明する。図1は本発明の実施形態におけるスタンプ保持手段1がスタンプ2を保持した状態の断面図である。また、図2はスタンプ保持手段2の形状を説明する概略図であり、図2(a)は斜め上から見たもので、図2(b)は斜め下から見たスタンプ2を保持していない状態、図2(c)はスタンプ2を保持する前の状態、図2(d)はスタンプを吸着保持した状態である。なお、連結部31は図示していない駆動機構とスタンプ保持手段1とを連結するもので図1、図2に示した形状に限られたものではなく、駆動機構により(連結部31を介し)スタンプ保持手段1は上下動作や水平移動を行うことが可能である。 Embodiments of the present invention will be described using the drawings. Figure 1 is a cross-sectional view of stamp holding means 1 in an embodiment of the present invention holding a stamp 2. Figure 2 is a schematic diagram illustrating the shape of stamp holding means 2, with Figure 2(a) being a view from diagonally above, Figure 2(b) being a view from diagonally below showing the state when not holding stamp 2, Figure 2(c) being the state before holding stamp 2, and Figure 2(d) being the state when the stamp is held by suction. Note that connecting portion 31 connects a drive mechanism (not shown) to stamp holding means 1, and is not limited to the shape shown in Figures 1 and 2; the drive mechanism (via connecting portion 31) can cause stamp holding means 1 to move up and down and horizontally.

本実施形態においてスタンプ2を構成するスタンプ本体20および粘着部21は透光性を有する素材により形成されており、具体例としてスタンプ本体20がガラス、石英、透光性セラミックスであり、粘着部21はシリコン樹脂である。 In this embodiment, the stamp body 20 and adhesive portion 21 that make up the stamp 2 are made of a translucent material; for example, the stamp body 20 is made of glass, quartz, or translucent ceramics, and the adhesive portion 21 is made of silicone resin.

スタンプ保持手段1は、スタンプ2の粘着部21が形成された面の反対側からスタンプを保持して、スタンプ2に光を照射する機能を有するものであり、その一例が、図1の実施形態である。 The stamp holding means 1 holds the stamp 2 from the side opposite the surface on which the adhesive portion 21 is formed, and functions to irradiate the stamp 2 with light. An example of this is the embodiment shown in Figure 1.

図1に示す実施形態のスタンプ保持手段1は、吸着部11と照明部12を重ねて構成されている。吸着部11はスタンプ本体20の粘着部21が形成された面の反対側からスタンプ2を吸着するものであり、スタンプ2と接する面に吸着孔11Hが形成され、吸着孔11Hは排気孔11Vに連通しており、図示しない減圧手段を排気孔11Vと連結することでスタンプ2の吸着が行える。また、吸着部11は、照明部12から発せられた光をスタンプ2に照射するための透光性を有している。照明部12は、吸着部11越しにスタンプ2に光を照射するものであるが、スタンプ2の全面に均等に光を照射するのが好ましく、面状光源であることが好ましい。ここで言う面状光源とは、面発光体に限定されるものではなく、液晶テレビのバックライトに用いられるようなLEDと拡散版の組み合わせなども含まれる、
吸着部11として透明な板状物内に吸着孔11Hから排気孔11Vに至る多くの流路を設ける構成としても良いが、加工に手間がかかることに加え、透明材料内に設けた流路による光の散乱がある。このため、流路が前面に均等に設けられていないと吸着部11内で光の面内分布が変化することもありスタンプ2に照射する光の分布に偏りが生じることもあり好ましくない。
The stamp holding means 1 of the embodiment shown in FIG. 1 is configured by stacking an adsorption section 11 and an illumination section 12. The adsorption section 11 adsorbs the stamp 2 from the side opposite to the side where the adhesive section 21 of the stamp body 20 is formed. Adsorption holes 11H are formed on the surface that contacts the stamp 2, and the adsorption holes 11H are connected to exhaust holes 11V. The stamp 2 can be adsorbed by connecting a pressure reducing means (not shown) to the exhaust holes 11V. The adsorption section 11 is also translucent so that light emitted from the illumination section 12 can be irradiated onto the stamp 2. The illumination section 12 irradiates the stamp 2 with light through the adsorption section 11, but it is preferable that the light be irradiated evenly over the entire surface of the stamp 2, and is preferably a planar light source. The planar light source referred to here is not limited to a surface light emitter, but also includes a combination of an LED and a diffuser, such as that used in the backlights of LCD televisions.
The suction unit 11 may be configured to have many flow paths from the suction holes 11H to the exhaust holes 11V in a transparent plate-like material, but this requires time and effort to process and the flow paths provided in the transparent material scatter light. Therefore, if the flow paths are not evenly provided on the front surface, the in-plane distribution of light within the suction unit 11 may change, resulting in a bias in the distribution of light irradiated onto the stamp 2, which is not preferable.

そこで、吸着部11として図3に示す構成とすることが好ましい。すなわち、吸着孔11Hを設けた透光性を有する板からなる下板111と、透光性を有する板からなる上板112と側板113により箱を形成し、減圧空間110を形成するものである。この構造であれば、比較的安価に構成することが出来る。なお、下板111および上板112の材質としてはアクリルのような透明樹脂でも良いが、形状安定性を考慮してガラスであることが望ましく、透光性を有するのであれば曇りガラスであっても良い。また、図3において照明部12は面状光源である光源121と光源カバー120によって構成されており、光源カバー120が吸着部11と連結している。 For this reason, it is preferable to use the configuration shown in Figure 3 for the suction unit 11. That is, a box is formed by a lower plate 111 made of a translucent plate with suction holes 11H, and upper plate 112 and side plate 113 also made of translucent plates, forming the reduced pressure space 110. This structure can be constructed relatively inexpensively. The material for the lower plate 111 and upper plate 112 can be a transparent resin such as acrylic, but glass is preferable in consideration of shape stability, and frosted glass may also be used as long as it is translucent. Furthermore, in Figure 3, the illumination unit 12 is composed of a light source 121, which is a surface light source, and a light source cover 120, and the light source cover 120 is connected to the suction unit 11.

本発明のスタンプ保持手段1を用いてスタンプ2にチップ部品が付着している状態を検査するスタンプ検査装置の構成を示したのが図4である。図4において、撮像手段であるカメラ4がスタンプ2のチップ部品保持面を向いているのは図16に示したのと同じであるが、カメラ4が撮像するのはスタンプ2のチップ保持面で反射した光によって得られる画像ではなく、スタンプ2を透過する光によって得られる画像である。 Figure 4 shows the configuration of a stamp inspection device that uses the stamp holding means 1 of the present invention to inspect the state of chip components attached to the stamp 2. In Figure 4, the camera 4, which is the imaging means, is directed toward the chip component holding surface of the stamp 2, just as in Figure 16, but the image captured by the camera 4 is not an image obtained by light reflected from the chip holding surface of the stamp 2, but an image obtained by light passing through the stamp 2.

図4に示すスタンプ検査装置であれば、チップ部品Cが存在する場所で光が遮断される一方において、チップ部品Cが付着していない箇所では光が透過するため、チップ部品Cの有無によるコントラストが大きくなる。すなわち、カメラ4が撮像する透過画像では、図5に示すように、チップ部品C付着箇所に相当する部分のITCは暗く、チップ部品Cが付着していない粘着部21に相当する部分のIT21は明るくなり、IT21はスタンプ本体20のみに相当するIT20と同等の明るさとなる。 With the stamp inspection device shown in Figure 4, light is blocked where chip components C are present, while light is transmitted where chip components C are not attached, resulting in greater contrast depending on whether or not chip components C are present. That is, in the transmission image captured by camera 4, as shown in Figure 5, ITC is dark in the areas corresponding to where chip components C are attached, and IT21 is bright in the areas corresponding to adhesive portions 21 where no chip components C are attached, with IT21 being the same brightness as IT20, which corresponds to only the stamp body 20.

このため、図5(a)に示すように、ピックアップ動作後で実装前の観察においてチップ部品Cが付着していない箇所の明暗差が大きく、カメラ4が撮像した画像を画像処理手段で処理すればチップ部品Cの付着有が明瞭に判る。また、図5(b)に示すように、実装動作後の観察によりスタンプ2に残るチップ部品Cの存在も明瞭に判る。 As a result, as shown in Figure 5(a), when observed after the pick-up operation and before mounting, there is a large difference in brightness in areas where no chip components C are attached, and when the image captured by camera 4 is processed using image processing means, the presence of attached chip components C can be clearly seen. Furthermore, as shown in Figure 5(b), the presence of chip components C remaining on stamp 2 can also be clearly seen when observed after the mounting operation.

なお、スタンプ2におけるチップ部品Cの位置情報が必要になる場合がある。この場合、所定位置を基準として各チップ部品Cの位置情報を得ることになる。そこで、所定位置としては、例えば最外周の4隅にあるチップ部品から選んだものの位置情報とする。ところが、図6のように該当箇所にチップ部品Cが保持されていないことがある。このような事態を想定して、四隅を例にすると、図6に示したように四隅近傍のX方向とY方向の各数個のチップ部品Cの交点の位置情報を得て基準としてもよい。 In some cases, positional information for chip components C on stamp 2 may be required. In such cases, the positional information for each chip component C is obtained using a predetermined position as the reference. For example, the predetermined position may be the positional information of a chip component selected from the four outermost corners. However, as shown in Figure 6, there may be cases where no chip component C is held in the relevant location. In light of this situation, taking the four corners as an example, the positional information for the intersections of several chip components C in the X and Y directions near the four corners may be obtained and used as the reference, as shown in Figure 6.

なお、図5(b)に示すような実装作業後に関しては、透過画像を用いる手法では、チップ部品Cが付着していない粘着部21に相当する部分のIT21とスタンプ本体20のみに相当する部分IT20は同等の明るさとなってコントラストが得られ難いため、基準を求めることは難しい。また、スタンプ2に保持された各チップ部品の位置情報を更に高精度に得ようとした場合、図7に示すように、スタンプ本体20の所定箇所に突起形状を施したスタンプ認識マークAS(スタンプ認識第1マークAS1、スタンプ認識第2マークAS2)を用いるが、このスタンプ認識マークASも透過光画像では認識し難いものである。 Note that with regard to the post-mounting operation shown in Figure 5(b), when using a transmitted light image, it is difficult to determine a reference point because the portion IT21 corresponding to the adhesive portion 21 to which no chip component C is attached and the portion IT20 corresponding to only the stamp body 20 have similar brightness, making it difficult to obtain contrast. Furthermore, to obtain positional information for each chip component held on the stamp 2 with even greater precision, as shown in Figure 7, stamp recognition marks AS (first stamp recognition mark AS1, second stamp recognition mark AS2) are used, each having a protruding shape at a predetermined location on the stamp body 20. However, these stamp recognition marks AS are also difficult to recognize in a transmitted light image.

このため、チップ部品Cが付着していない粘着部21に相当する部分やスタンプ認識マークASの位置情報を取得する際には、図8のように反射用光源40を併設した装置構成で、照明部12を消灯した状態で反射用光源40を点灯させて反射画像を得ることが望ましい場合がある。 For this reason, when obtaining position information for the portion corresponding to the adhesive portion 21 where no chip component C is attached, or for the stamp recognition mark AS, it may be desirable to obtain a reflected image by turning on the reflection light source 40 with the illumination unit 12 turned off, using an apparatus configuration equipped with a reflection light source 40 as shown in Figure 8.

ところで、図3の下板111のように、吸着部11に複数の吸着孔11Hを形成した構成において、吸着孔11Hに伴う弊害が生じることがある。その一つとして、図9に示すように、チップ部品C付着箇所に相当する部分のITCと、チップ部品Cが付着していない粘着部21に相当する部分のIT21およびスタンプ本体20のみに相当する部分のIT20のコントラスト比較を行うのに際して、吸着孔11H部分に相当するIT11Hの映りこみが生じて外乱となることがある。また、吸着孔11部分でスタンプ本体20が吸引され、粘着部21に凹みが生じてしまうと、粘着部21に保持されたチップ部品Cのハンドリングに支障をきたすことがある。 However, in a configuration in which multiple suction holes 11H are formed in the suction portion 11, such as the lower plate 111 in Figure 3, the suction holes 11H can cause problems. One such problem is that, as shown in Figure 9, when comparing the contrast between the ITC in the portion corresponding to the location where the chip component C is attached, the IT21 in the portion corresponding to the adhesive portion 21 where no chip component C is attached, and the IT20 in the portion corresponding to only the stamp body 20, the IT11H corresponding to the suction hole 11H may be reflected and cause disturbance. Furthermore, if the stamp body 20 is sucked into the suction hole 11 and a dent is formed in the adhesive portion 21, this may interfere with handling of the chip component C held by the adhesive portion 21.

このような現象を避けるため、本発明の実施形態の変形例として、多孔質体の表面でスタンプ2を吸着保持するようにしてもよく、その例を図10に示す。図10(a)は図2(b)に示した吸着孔11Hを設ける代わりに、多孔質領域11Pを設けた例であり。図10(b)は、図3(a)の下板111に吸着孔11Hを設けるのではなく、多孔質領域11Pを下板111に設けた例である。 To avoid this phenomenon, as a modified embodiment of the present invention, the stamp 2 may be held by suction on the surface of a porous body, an example of which is shown in Figure 10. Figure 10(a) shows an example in which a porous region 11P is provided instead of the suction holes 11H shown in Figure 2(b). Figure 10(b) shows an example in which a porous region 11P is provided in the lower plate 111 of Figure 3(a) instead of the suction holes 11H.

多孔質領域11Pでスタンプ2を吸着保持することで吸着孔11Hに起因した障害は改善される。ただし、多孔質の平均孔径が大きくなると吸着孔11Hを設けた場合と同様な障害を生じることがあり、平均孔径は10μm以下であることが望ましい。 By holding the stamp 2 by suction in the porous region 11P, problems caused by the suction holes 11H are alleviated. However, if the average pore size of the porous material becomes too large, problems similar to those caused by the suction holes 11H may occur, so it is desirable for the average pore size to be 10 μm or less.

多孔質の素材としては透光性のガラスやセラミックスに限定されず、金属素材からなる非透光性の素材でも孔を透過(或いは孔内面での反射)するものであれば利用できる。また、多孔質外側の光反射率が高い場合、図8に示した反射画像によるスタンプ認識マークASの検出において、高いコントラストが得られず正確な位置情報が得られ難いこともある。このため、多孔質領域11Pに用いる多孔質の外観は白色よりも暗い色(黒など)であることが望ましい。
以上のように、本発明では、透過光を用いるためチップ部品Cにより光が遮蔽される一方でチップ部品Cが存在しない場所がほぼ均一に明るく、コントラストの大きな画像が得られるので、チップ部品Cが小さな場合においても付着有無を誤判定することは殆どない。
The porous material is not limited to translucent glass or ceramics; non-translucent materials made of metal can also be used as long as they transmit light through the pores (or reflect light from the inner surfaces of the pores). Furthermore, if the light reflectance outside the porous area is high, high contrast may not be obtained when detecting the stamp recognition mark AS using the reflected image shown in Figure 8, making it difficult to obtain accurate position information. For this reason, it is desirable for the appearance of the porous material used in the porous region 11P to be a color darker than white (such as black).
As described above, in the present invention, transmitted light is used, and while light is blocked by chip components C, areas where chip components C are not present are almost uniformly bright, and an image with high contrast is obtained, so there is almost no chance of erroneously determining whether or not chip components C are attached, even when the chip components C are small.

このため、本発明のスタンプ検査装置7を、図15に示すピックアップ装置5と実装装置6に用いたスタンプ2の検査に用いることで、トラブルの少ないチップ転写装置を構成することが出来る。 For this reason, by using the stamp inspection device 7 of the present invention to inspect the stamp 2 used in the pickup device 5 and mounting device 6 shown in Figure 15, it is possible to create a chip transfer device with fewer problems.

ところで、スタンプ保持手段1と、ピックアップ装置5に用いるピックアップヘッド101や実装装置6に用いる実装ヘッド102の間でスタンプ2を付け替えれば、ピックアップ装置5、実装装置6、スタンプ検査装置7の夫々を独立して動作させることが出来るので装置としてのチップ転写装置全体としての効率が高まるので好ましい。 By the way, if the stamp 2 is switched between the stamp holding means 1 and the pickup head 101 used in the pickup device 5 or the mounting head 102 used in the mounting device 6, the pickup device 5, mounting device 6, and stamp inspection device 7 can each be operated independently, which is preferable as it increases the efficiency of the chip transfer device as a whole.

一方において、本発明のスタンプ保持手段1の機能を、ピックアップヘッド101や、実装ヘッド102が備えていても良い。ただし、スタンプ保持手段1の発光機能と実装装置6の加熱機能の両方を備えるのは難しく、ピックアップヘッド101がスタンプ保持手段1を備えることは比較的容易である。 On the other hand, the function of the stamp holding means 1 of the present invention may be provided by the pickup head 101 or mounting head 102. However, it is difficult to provide both the light-emitting function of the stamp holding means 1 and the heating function of the mounting device 6, but it is relatively easy for the pickup head 101 to provide the stamp holding means 1.

1 スタンプ保持手段
2 スタンプ
4 カメラ
5 ピックアップ装置
6 実装装置
7 スタンプ検査装置
11 吸着部
11H 吸着孔
11P 多孔質領域
11V 排気孔
12 照明部
20 スタンプ本体
21 粘着部
31 連結部
40 反射用光源
101 ピックアップヘッド
102 実装ヘッド
110 減圧空間
111 下板
112 上板
113 側壁
120 光源カバー
121 光源
AS1、AS2 スタンプ認識マーク
C チップ部品
S0 転写元基板
S1 転写先基板
REFERENCE SIGNS LIST 1 stamp holding means 2 stamp 4 camera 5 pickup device 6 mounting device 7 stamp inspection device 11 suction portion 11H suction hole 11P porous region 11V exhaust hole 12 lighting portion 20 stamp body 21 adhesive portion 31 connecting portion 40 reflection light source 101 pickup head 102 mounting head 110 reduced pressure space 111 lower plate 112 upper plate 113 side wall 120 light source cover 121 light source AS1, AS2 stamp recognition mark C chip component S0 transfer source substrate S1 transfer destination substrate

Claims (7)

スタンプにチップ部品が付着している状態を検査するスタンプ検査装置であって、
前記スタンプは粘着性を利用して同時に複数のチップ部品を付着させることで、転写元基板にあるチップ部品を転写先基板に転写するもので、
前記スタンプの粘着性を有する面の反対側を保持して、前記スタンプに光を照射するスタンプ保持手段と、
前記スタンプに光を照射する状態で、前記スタンプを透過する画像を取得する撮像手段とを備えたスタンプ検査装置。
A stamp inspection device that inspects the state of attachment of chip components to a stamp,
The stamp uses its adhesiveness to simultaneously attach multiple chip components, transferring the chip components on the source substrate to the destination substrate.
a stamp holding means for holding the side opposite to the adhesive surface of the stamp and irradiating the stamp with light ;
and an imaging means for capturing an image transmitted through the stamp while irradiating the stamp with light.
請求項に記載のスタンプ検査装置であって、
前記撮像手段により取得された画像から、前記スタンプの所定箇所にチップ部品が付着しているか否かを判定する画像処理手段を更に備えたスタンプ検査装置。
The stamp inspection device according to claim 1 ,
The stamp inspection device further comprises image processing means for determining whether or not a chip component is attached to a predetermined location on the stamp from the image acquired by the imaging means.
請求項1に記載のスタンプ検査装置であって、
前記スタンプ保持手段が
前記スタンプの粘着性を有する面の反対側を吸着保持する機能を有し、透光性を有する吸着部と、
前記吸着部の前記スタンプを吸着する面と反対側に配置され、前記吸着部越しに前記スタンプに光を照射する照明部とを備えたことを特徴とするスタンプ検査装置。
The stamp inspection device according to claim 1,
The stamp holding means
a light-transmitting adsorption portion that adsorbs and holds the opposite side of the stamp's adhesive surface;
a lighting unit disposed on the opposite side of the suction unit from the surface that suctions the stamp, and that irradiates light onto the stamp through the suction unit.
請求項に記載のスタンプ検査装置であって、
前記吸着部は、吸着孔を設けた透光性の板からなる下板と、透光性のある上板と、側板を有し、内部に減圧空間が形成できる構成であることを特徴とするスタンプ検査装置。
The stamp inspection device according to claim 3 ,
The stamp inspection device is characterized in that the suction unit has a lower plate made of a translucent plate with suction holes, an upper plate that is also translucent, and side plates, and is configured so that a reduced pressure space can be formed inside.
請求項に記載のスタンプ検査装置であって、
前記吸着部は多孔質領域を有して、前記多孔質領域が密着して前記スタンプを吸着保持することを特徴とするスタンプ検査装置。
The stamp inspection device according to claim 3 ,
The stamp inspection device is characterized in that the suction portion has a porous region, and the porous region adheres closely to the stamp and holds it by suction.
前記スタンプを用いて、前記転写元基板のチップ部品を複数同時にピックアップするピックアップ装置と、
前記スタンプを用いて、前記転写先基板にチップ部品を複数同時に実装する実装装置と、
請求項または請求項に記載のスタンプ検査装置とを備えたチップ転写装置。
a pickup device that uses the stamp to simultaneously pick up a plurality of chip components on the transfer source substrate;
a mounting device that uses the stamp to simultaneously mount a plurality of chip components on the destination substrate;
A chip transfer device comprising the stamp inspection device according to claim 1 or 2 .
請求項に記載のチップ転写装置であって、
前記ピックアップ装置でピックアップ動作を行った後の前記スタンプを、前記スタンプ検査装置が検査する機能と、
前記実装装置で実装動作を行った後の前記スタンプを、前記スタンプ検査装置が検査する機能とを有するチップ転写装置。
7. The chip transfer device according to claim 6 ,
a function of inspecting the stamp after the pick-up operation is performed by the pick-up device using the stamp inspection device;
and a stamp inspection device that inspects the stamp after the mounting operation has been performed by the mounting device.
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