CN101662926B - 电子部件安装装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子部件安装装置的控制方法,其在将电子部件向基板搭载时的搭载偏移测定中缩短测定时间,提高测定自由度,提高测定精度。将具有表示搭载部件的目标位置的基准标记的透明的校正基板,设置在搭载头部单元XY轴可移动范围内。在进行搭载偏移测定时,将安装位置识别照相机配置在校正基板下侧。在进行搭载偏移测定时,使部件下表面移动至不与校正基板上表面接触而具有间隙的高度、且其高度位于照相机的景深内的高度后,由照相机对部件位置进行识别,测定相对于校正基板的部件位置和角度的偏移量。并且,在使部件下表面与校正基板上表面接触后,由照相机对部件位置进行识别,测定相对于校正基板的部件位置和角度的偏移量。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子部件安装装置的控制方法,其在将搭载头所吸附的电子部件向基板搭载时,进行搭载偏移测定。
背景技术
通常,电子部件安装装置1如图1所示,具有:基板输送路径2,其将向左右方向延伸的基板5沿一个方向输送;部件供给装置3,其存储多个电子部件;搭载头14,其具有吸附电子部件的吸附嘴12;以及X轴移动机构15及Y轴移动机构16,它们使该搭载头14分别沿X方向和Y方向移动。
并且,如图2所示,该X轴移动机构15设置为使搭载头14可沿X轴方向移动,同时Y轴移动机构16设置为可以使X轴移动机构15与搭载头14一起沿Y轴方向移动。该搭载头14具有Z轴移动机构,其使吸附嘴12可沿垂直方向(Z轴方向)升降地移动,同时具有θ轴旋转机构,其使吸附嘴12以吸附嘴轴(吸附轴)为中心旋转。
此外,如图1所示,在搭载头14上安装基板识别照相机43,其对在基板5上形成的基板标记进行拍摄。并且,在部件供给装置3的侧部配置部件识别照相机18,其从下方对吸附嘴12所吸附的部件进行拍摄。
近年来随着部件的极小化、接合端子的窄间隙化、安装基板的高密度化,要求提高部件向安装基板搭载的精度,同时市场要求“生产节拍加快”(每单位时间的部件搭载个数的增加)。
为了与此对应,在搭载头上搭载的吸附嘴的数量有增加的倾向,并且,搭载头本身,也因生产节拍加快的目的,每1台机器的搭载头数量有增加的趋势。
例如图3所示,搭载头14具有搭载头部27和搭载头部28,在搭载头部27上设置5个吸附嘴12,在搭载头部28上设置1个吸附嘴12。在搭载头部27上具有多激光线性传感器,其用于对可由5个吸附嘴12同时吸附的5个电子部件20的各自的吸附位置进行测定。在搭载头部28上具有激光线性传感器,其用于对在该吸附嘴12上吸附的电子部件20的吸附位置进行测定。这些多激光线性传感器及激光线性传感器,对在该吸附嘴12上吸附的电子部件20的与θ轴正交的特定方向的剖面长度进行测定,测定在吸附嘴12上的吸附位置。
此外,在搭载头14的搭载头部27及搭载头部28的各侧部上,分别设置由CCD(Charge Couple Device)照相机构成的基板识别照相机43。这些基板识别照相机43从上方对基板5的基准标记、和搭载头部原点基准的原点标记进行拍摄,以正确地掌握、设定基板5的搬入位置和搭载头14的原点位置。
在这里,对于搭载精度的提高,作为部件搭载偏移量的测定方法的一个例子,专利文献1中示出了一种方法。该方法是在电子部件安装装置的可向基板搭载电子部件的整个范围内,配置预先测定了位置的多个标记的校正基板上,将部件搭载在各标记上并测定其位置坐标,将由测定结果计算出的部件坐标与标记坐标之间的误差量作为各坐标的校正值,基于该校正值对安装程序进行修正而安装电子部件。专利文献1的图3示出了配置多个标记的上述校正基板。
此外,作为其它的部件搭载偏移量的测定方法的一个例子,专利文献2中示出了一种方法。该方法是在将部件安装在玻璃基板上的情况下,通过使在玻璃基板的下方配置的识别用照相机透过玻璃基板,对搭载的部件和玻璃基板的配线图案同时地进行识别,测定部件相对于配线图案的偏移量,与偏移量相应地对部件位置进行校正之后,搭载部件。
专利文献1:日本国特许3271244号公报(图3)
专利文献2:日本国特许3088546号公报(图3)
发明内容
但是,利用专利文献1中记载的方法进行的部件搭载偏移量的测定,存在以下问题。
为了在可搭载电子部件的整个范围内确保搭载精度,必须对窄间隔、进而全部搭载头部求出校正值,因而为了在多个标记上求出多个吸附嘴的校正值,测定次数变得非常多。并且,在向校正基板侧进行搭载时,将双面胶带和硅片粘贴在校正基板侧面以使模型部件无法移动,在其上面搭载模型部件。在利用硅片的情况下,为了使模型部件可靠地被吸附嘴吸附,必须将测定后的吸附嘴的Z轴上升时间设定为低速,大幅度延长了测定时间,存在作业效率明显下降等缺点。此外,搭载强度不稳定,并且必须注意硅片上的灰尘附着等情况。
在利用双面胶带的情况下,由于成为在胶带上粘结模型部件的状态,不能反复使用模型部件,使成本提高,并且模型部件的去除非常困难,使作业效率下降。
此外,在为了在校正基板上搭载模型部件而利用真空吸附的情况下,存在以下缺点,即,在校正基板侧必须设置真空孔,为了测定位置的变更,必须预先在测定位置上开设真空孔,还必须同时使真空装置移动等,从而装置变得复杂。
并且,在利用真空吸附的情况下,从吸附嘴向基板侧转换真空,由于转换时的模型部件的细微偏移而产生误差。并且,在利用双面胶带和硅片的情况下,由于贴合力较强,所以在设置模型部件的某一部分的时刻限制了模型部件的移动,存在得不到实际搭载精度的问题。
在向校正基板按压模型部件的情况下,为了防止破损,必须使用使吸附嘴内部件和滑动件可沿Z轴方向移动,利用弹簧将滑动件向下方按下的吸附嘴。但是,为了使具有可动滑动件的吸附嘴动作而必须具有间隙,从而在搭载动作时会产生误差(测定精度的问题)。
此外,利用专利文献2中记载的方法进行部件搭载偏移量的测定,存在以下问题。
首先,在即将向玻璃基板搭载时,即,利用在玻璃基板下侧配置的照相机,透过玻璃基板,将在搭载的部件下表面和玻璃基板上表面之间留有间隙状态下的部件,与玻璃基板的配线图案同时进行识别的情况下,在进行部件识别而与搭载部件的配线图案的位置对齐后的部件搭载动作中,因Z轴下降、部件吸附用真空停止、Z轴上升,存在部件相对于配线图案发生偏移的情况。特别地,为了防止对在部件吸附搭载动作中的部件施加冲击力或过载而一般使用滑动吸附嘴,为了确保吸附嘴内的滑动而必须存在间隙量,该间隙量可能导致在部件搭载动作中部件的偏移(测定精度的问题)。
本发明的课题为,在将电子部件向基板搭载时的搭载偏移测定中,缩短测定时间,提高测定的自由度,以及提高测定精度。
本发明是一种电子部件安装装置的控制方法,其在XY轴上配置搭载头,该搭载头将从部件供给装置吸附的电子部件移动至识别装置或基板(5),在将吸附的电子部件向基板(5)搭载时进行搭载偏移测定,其特征在于,在搭载头的XY轴可移动的范围内设置透明的校正基板(30),该校正基板(30)具有基准标记,该基准标记表示在进行搭载偏移测定时搭载电子部件的目标位置,在所述校正基板(30)的下侧配置安装位置识别照相机,该安装位置识别照相机在测定电子部件的位置和角度的偏移量而进行搭载偏移测定时,从所述校正基板(30)的下方,对在该校正基板(30)上搭载的电子部件和所述基准标记进行识别,在进行搭载偏移测定时,将电子部件下表面移动至不与所述校正基板(30)上表面接触而留有间隙的高度,该高度位于上述安装位置识别照相机的景深内,然后,由所述安装位置识别照相机识别电子部件的位置及所述基准标记的位置,测定电子部件相对于所述校正基板(30)的位置和角度的偏移量,进而,在使电子部件下表面与校正基板(30)上表面接触后,由所述安装位置识别照相机识别电子部件的位置及所述基准标记的位置,测定电子部件相对于所述校正基板(30)的位置和角度的偏移量,而解决所述课题。
在所述电子部件下表面不与所述校正基板(30)上表面接触的状态下、及与其接触的状态下,分别测定所述电子部件的位置和角度的偏移量,得到各吸附嘴的校正量,基于所使用的吸附嘴的该校正量,校正搭载位置和搭载角度。
并且,在所述电子部件下表面不与所述校正基板(30)上表面接触的状态下、及与其接触的状态下,分别测定所述电子部件的位置和角度的偏移量,按照该测定结果,选择出可以使用的吸附嘴。
发明的效果
根据本发明,首先在缩短测定时间的方面,因不需要以下时间,因而大幅度缩短测定时间,即,使吸附嘴成为大气压力的真空开放、达到可以保持校正基板侧部件的真空压力的真空、吸附嘴的Z轴上升、测定后的Z轴下降、达到可以保持吸附嘴的部件的真空压力的真空、直至校正基板侧成为大气压力的真空开放等的各种动作时间和等待时间。并且,由于不必考虑吸附模型部件后的向校正基板侧的粘贴,所以可以高速地使Z轴上升。
其次,在提高测定自由度方面上,本发明只要在校正基板侧印刷标记即可。由此,与现有技术所述的设置真空装置,在测定位置上设置真空孔,或者通过双面胶带和硅片进行保持相比较,仅通过照相机的移动,可以容易地变更测定位置。并且,也不存在难以取下由双面胶带保持的模型部件的问题,或者像硅片这种时效问题,或者由于在这些双面胶带和硅片中附着灰尘而使保持强度降低的问题。
此外,在通过降低转换时的误差而提高测定精度的方面,在保持真空的情况下发生的使真空保持从吸附嘴侧向校正基板侧转换之后,进行模型部件的识别,与转换时的模型部件的偏移误差相应地,由于不进行转换,所以提高了识别精度。此外,在由双面胶带和硅片保持的情况下,由于附着力较强,所以在设置模型部件的某一部分的时刻,限制模型部件的移动,与实际搭载精度之间存在误差。由于实际搭载时的部件附着力与双面胶带和硅片的附着力相比较弱,所以即使设置模型部件,也不会限制其移动。
并且,在通过降低吸附嘴的间隙误差而提高测定精度的方面,在将模型部件按压在校正基板上的情况下,为了防止破损使吸附嘴内部件和滑动件可沿Z轴方向移动,必须使用利用弹簧将滑动件向下方按下的吸附嘴,但如果不被按压,也可以使用滑动件固定的吸附嘴。当然,为了使具有可动滑动件的吸附嘴动作而必须留有间隙,在精密的搭载动作时其成为误差。但是,如果是使用不能滑动的固定吸附嘴就不会由于该间隙而产生误差,相应地提高测定精度。此外,在使用滑动吸附嘴的情况下,通过对与固定吸附嘴之间的搭载位置偏移量进行校正,即使在使用滑动吸附嘴的情况下,也可以提高与由间隙而产生的间隔部分误差相应的搭载精度。
并且,在通过降低部件相对于搭载动作中的基板的偏移量而提高测定精度的方面,通过预先测定按压在校正基板上的状态和部件没有与校正基板接触、在校正基板上表面和部件下表面之间留有间隙的状态的差别,测定部件搭载动作中的部件的偏移量,可以进行相应的搭载偏移量的校正,从而相应地提高搭载精度。
附图说明
图1是从斜上方观察的现有例和使用了本发明的实施方式的电子部件安装装置的斜视图。
图2是表示上述电子部件安装装置的X轴移动机构及Y轴移动机构的俯视图。
图3是表示所述电子部件安装装置中的多吸附嘴化的搭载头的俯视图。
图4是表示包含所述实施方式中的校正基板及搭载头在内的要部构成的斜视图。
图5是表示用于进行所述实施方式中的控制的构成的框图。
图6是所述实施方式中使用了本发明的进行搭载偏移测定的安装位置识别照相机及校正基板的剖面图。
图7是表示所述实施方式中使用的第1例的校正基板的剖面图。
图8是表示所述实施方式中使用的第2例的校正基板的剖面图。
图9是表示所述实施方式中的搭载偏移测定用的标记形状的校正基板30的仰视图。
图10是表示所述实施方式中电子部件的一个例子的形状的仰视图。
图11是表示在所述实施方式中通过安装位置识别照相机拍摄的搭载偏移测定用的标记及电子部件的下表面图。
图12是所述实施方式中使用的滑动吸附嘴伸长时的横剖面图。
图13是该滑动吸附嘴压缩时的横剖面图。
图14是在所述实施方式中将搭载头的负载控制部作为中心的横剖面图。
图15是表示所述实施方式中的搭载偏移测定处理的流程图。
具体实施方式
下面,使用附图详细说明本发明的实施方式。
在本实施方式中,或者在专利文献1中,在校正基板的各标记上搭载部件,该校正基板在可搭载电子部件的整个范围内配置预先测定位置的多个标记,按照预先测定的标记位置、由照相机识别的标记位置、以及由照相机识别的搭载的部件位置,进行搭载偏移的测定。具体地说,基于由照相机识别的标记位置、以及由照相机识别的搭载的部件位置的误差量,求出预先测定的该标记位置处的搭载偏移校正值,作为各XY坐标中的搭载偏移校正值。此外,根据该搭载偏移测定的测定结果,基于其搭载偏移校正值,对安装程序进行修正而安装电子部件。
但是,对于利用照相机对校正基板的标记及部件的识别,在专利文献1中,是由配置在搭载头上的照相机从校正基板的上方进行的。与此相对,在本实施方式中,在光学透明的校正基板上设置识别用的标记,该标记可以从校正基板的上表面(表面)及下表面(背面)的任一侧光学地被识别,该标记及部件利用在校正基板下侧配置的照相机进行识别。
此外,在本实施方式中,也可以从上方进行与专利文献1相同的搭载偏移的测定。在这里,利用图4,对在本实施方式中的与专利文献1相同的识别动作进行说明,同时对本实施方式的要部构成进行说明。此外,本实施方式的电子部件安装装置也是与所述图1~图3相同的结构。
图4是表示包含本实施方式中的校正基板30及搭载头14在内的要部构成的斜视图。
在搭载头14上,向下配置吸附嘴12、基板识别照相机43、其镜头42及照明装置41,由吸附嘴12吸附电子部件20。在搭载头14的移动范围内,配置校正基板30、向上的部件识别照相机54和其镜头52、及照明装置50。
在这里,为了进行搭载偏移测定而取得搭载偏移校正值,首先,由配置在搭载头14上的基板识别照相机43对在校正基板30上配置的标记60进行识别,根据识别结果计算部件的搭载位置。并且,由吸附嘴12吸附电子部件20,通过部件识别照相机54对该电子部件20进行识别,计算电子部件20相对于吸附嘴12的吸附偏移量。
并且,基于计算出的部件的搭载位置和电子部件20的吸附偏移量,将电子部件20搭载在校正基板30的标记60上。由在搭载头14上配置的基板识别照相机43对搭载的电子部件20进行识别,根据识别结果计算电子部件20的搭载偏移量。使上述过程在校正基板30上配置的各标记60上执行,计算各标记60处的搭载偏移校正值。
在实际将部件安装在基板5上的情况下,使用下述方法:根据用于安装部件的安装程序中的各部件的搭载位置,通过距离该搭载位置最近的位置的标记的搭载偏移校正值,对搭载位置进行校正的方法;以及利用搭载位置的周围位置的搭载偏移校正值,由直线插补法等对搭载位置进行校正的方法。
下面,图5是表示用于进行本实施方式中的控制的结构的框图。
在本实施方式中,首先,其具有:控制装置100,其对电子部件安装装置主体的整体进行控制;以及存储装置102,其用于保存该控制中使用的各种设定和数据。
并且,相对于这些控制装置100及存储装置102,连接部件识别照相机54、包含X轴移动机构15及Y轴移动机构16在内的XY自动装置104、部件供给装置3、基板输送装置108、与本发明的搭载偏移量测定相关的安装位置识别照相机71、以及与该安装位置识别照相机71连接并进行与该搭载偏移测定有关的各处理的安装位置计算装置120。并且,在上述的XY自动装置104中具有:基板识别照相机43、以及在搭载头14上设置的各吸附嘴的第1吸附嘴部111~第6吸附嘴部116。
控制装置100通过在存储装置102中储存的程序,对与该控制装置100连接的各部分进行控制。
另外,安装位置识别照相机71与安装位置计算装置120连接,但也可以直接与控制装置100连接,在该控制装置100中进行与搭载偏移测定有关的各种处理。
下面,图6是本实施方式中,使用本发明进行搭载偏移测定的安装位置识别照相机71及校正基板30的横剖面图。
在图4中,由基板识别照相机43进行搭载偏移测定,但在使用了本发明的搭载偏移测定中,通过具有镜头70的安装位置识别照相机71,从校正基板30的下侧对校正基板30的标记及在校正基板30上搭载的电子部件20进行识别,进行搭载偏移测定。
在校正基板30的上表面(表面)印刷标记60,其成为在进行搭载偏移测定时表示搭载部件的目标位置的基准标记。校正基板30为透明材料,例如玻璃等。由此,该标记60从校正基板30的下侧(背面)透过,可以由安装位置识别照相机71进行识别。
首先,在本实施方式中,如图6所示,将校正基板30上表面的高度设置为Z轴原点(O)(Z=0mm)。并且,在该图6中,将在吸附嘴12上吸附的电子部件20,通过Z轴下降而从图中的上方开始下降,在与校正基板30上方的间隙为0.1mm的位置上,成为该下降停止的状态。电子部件20的厚度是1mm。由此,吸附嘴12的前端位置如该图所示,位于距离校正基板30上方1.1mm的位置上。
调整安装位置识别照相机71在Z轴方向的位置和镜头的伸出量,以透过校正基板30,使焦点对应在该校正基板30的上表面的标记上。此时,安装位置识别照相机71的焦点所对应的Z轴方向的范围(安装位置识别照相机71的景深范围)为±1mm。
如该图所示,在位于校正基板30上方0.1mm高度的位置时的电子部件20的下表面,或者继续使电子部件20下降,位于使该电子部件20与校正基板30的上表面相抵接的高度位置的该电子部件20的下表面,均位于安装位置识别照相机71的景深范围内。
考虑校正基板30上表面的高度波动和水平度、由安装位置识别照相机71识别的电子部件20的厚度的波动、以及吸附嘴12前端的移动高度的波动等,在本实施方式中如图6所示,在玻璃校正基板上表面和部件下表面之间空出0.1mm的间隙。在图6的情况下,如果停止在该高度位置,则吸附嘴12前端的高度为Z=1.1mm。
在该高度下,即使存在各种波动,也可以在利用安装位置识别照相机71进行识别的电子部件20的下表面、和玻璃校正基板上表面之间,可靠地设置适当的间隙。在利用安装位置识别照相机71对部件进行识别的情况下,虽然只要是在景深内就可以进行识别,但尽量使安装位置识别照相机71的焦点接近电子部件20的下表面,可以提高识别精度。
在搭载偏移测定时,首先,由吸附嘴12对在搭载偏移测定的测定中使用的电子部件20进行吸附。然后,通过搭载头14所具有的基板识别照相机43,对校正基板30上的该标记60进行识别,根据识别结果计算部件的搭载位置。然后,通过部件识别照相机54求出电子部件20的吸附偏移量。
然后,基于计算出的电子部件20的搭载位置、和电子部件20的吸附偏移量,将电子部件20搭载在校正基板30的标记60上。由在校正基板下方配置的安装位置识别照相机71对搭载的电子部件20进行识别,根据识别结果计算电子部件20的搭载偏移量。
在这里,如上所述的搭载偏移测定,在配置于校正基板30上的各标记60上实施,计算各标记60处的搭载偏移校正值。在实际安装部件的情况下,可以根据用于安装部件的安装程序中的各部件的搭载位置,通过位于最接近该搭载位置的位置的标记60的搭载偏移校正值,校正搭载位置。或者,根据搭载位置周围的多个标记60的搭载偏移校正值,例如通过这多个标记60的搭载偏移校正值的直线插补法等,校正搭载位置。
在这里,如上所述,在由安装位置识别照相机71从校正基板30的下方测定搭载偏移测定的情况下,实际中,没有必要将电子部件20搭载在校正基板30上,从而扩大了搭载偏移测定的自由度,并且可以缩短生产节拍时间。在图6的例子中,电子部件20位于校正基板30上方0.1mm的位置上。这与下述情况有很大区别,即,利用搭载头14的基板识别照相机43(图4等),如果不在校正基板30上搭载吸附的电子部件20则无法识别。
在利用安装位置识别照相机71测定搭载偏移测定的情况下,提高了识别定时的自由度,在不将电子部件20搭载在校正基板30上,而是将电子部件20按压在校正基板上的状态下,或者电子部件20没有与校正基板30接触,在校正基板30上表面和电子部件20下表面之间留有间隙的状态下,只要使电子部件20的下表面位于安装位置识别照相机71的景深范围内,就可以对电子部件20进行识别。
此外,在本实施方式中,对于校正基板30和其在电子部件安装装置1中的固定方法没有具体地限定。校正基板30可以是玻璃制,也可以是硬质塑料制。
对于校正基板30的固定方法,例如,在图7的第1例的校正基板30中,相对于电子部件安装装置1主体侧的从上方观察为矩形窗框状的校正基板固定框74,搭载校正基板30,通过利用夹紧爪73从上方按下,固定校正基板30。
或者,在图8的第2例的校正基板30中,相对于电子部件安装装置1主体侧的与安装安装位置识别照相机71的安装基座部76一体形成、从上方观察为矩形窗框状的校正基板固定框77,粘结校正基板30而固定。
在该第2例的校正基板30中,也使校正基板30与安装位置识别照相机71一体化,由此可以精确地保证这些安装位置识别照相机71及校正基板30的相对位置关系。由此,可以使所述一体化结构在电子部件安装装置1中的可搭载电子部件的整个范围内移动,同时在该整个范围区域内进行搭载偏移测定。
此外,图9是表示本实施方式中的搭载偏移测定用标记60的形状的校正基板30的仰视图。图10是表示电子部件20的一个例子的形状的仰视图。此外,图11是表示在本实施方式中在图9的校正基板30的上表面搭载图10的电子部件20或者使其接近的情况下,由安装位置识别照相机71拍摄的图像例的俯视图。
如图9及图11所示,在玻璃校正基板30上表面,在4个角上印刷有●标记(标记60),在中央印刷有标记60。下面,在图10及图11中,电子部件20以SOP(Small Outline Package)为例。
对于上述校正基板30,也可以是在玻璃下表面印刷有标记的玻璃制品,并且,一般玻璃制基板的识别的波动较少,识别精度高。在电子部件20下表面与玻璃制校正基板30上表面之间的间隙为0.1mm的状态下,校正基板30的标记60和电子部件20的下表面均位于安装位置识别照相机71的景深范围内,如图11所示,都可以可靠地被安装位置识别照相机71识别。
在这里,在本实施方式中,对校正基板30和电子部件20的详细部分没有具体地限定。例如,对标记60的形状和作为对象的电子部件20的形状没有具体地限定。
标记60的形状,可以是点形状、矩形形状、圆形形状、及如图9所示的十字形状等。如果标记60的形状是如图9所示的十字形状,则与点形状相比,通过一定的线段长度可以避免识别的遗漏,并且由于线段较细所以很容易确定XY各轴的方向位置。此外,标记60在本实施方式中是通过印刷设置的,但也可以是由雕刻等其它方式设置。
并且,标记60也可以不在电子部件20的搭载点上。通过在搭载点的周围配置大于或等于2个的标记60,根据该标记60的识别结果而计算电子部件20的搭载点,从而不限定于将电子部件20搭载在标记60上。
此外,电子部件20也可以是各种形状。并且,可以是实际生产中所使用的实际部件,但也可以是为搭载偏移测定专用而准备的“模型部件”。
图12是本实施方式中所使用的滑动吸附嘴伸长时的横剖面图。图13是该滑动吸附嘴缩小时的横剖面图。
这些图所示的滑动吸附嘴,在本实施方式中作为吸附嘴12而使用。滑动吸附嘴的吸附嘴内部件64在搭载头14中,插入固定在吸附嘴轴部的下端,该吸附嘴轴部如上所述,利用Z轴移动机构在Z轴方向上升降,或者利用θ轴旋转机构以吸附嘴轴(吸附轴)为中心进行旋转。
在该吸附嘴内部件64的内部,圆筒状的滑动件61可自由滑动。其滑动范围是长孔开口部61b的上下方向的长度范围,与吸附嘴内部件64一体的销62,卡合在设置于该滑动件61上的长孔开口部61b中。
从所述吸附嘴轴部开始,经由吸附嘴内部件64、滑动件61直到该滑动件61的前端部61a为止,成为空心连通结构,成为利用来自吸附嘴轴部的真空压力对前端部61a处的电子部件20进行吸附的构造。
此外,在吸附嘴内部件64及滑动件61之间设置弹簧63,不管是否存在吸附的电子部件20,如果前端部61a不向基板5和校正基板30按压,则如图12所示,滑动吸附嘴伸长。或者,如果进行按压,则如同13所示,与该按压力相对应而滑动吸附嘴缩小。此外,通过上述伸缩,利用滑动吸附嘴抑制向基板5和校正基板30按压时的应力,可以防止电子部件20、滑动吸附嘴、或吸附嘴轴部的损伤等。
此外,与具有如上所述的伸缩结构的滑动吸附嘴相对应,将普通的吸附嘴称为固定吸附嘴。
在这里,为了使滑动件61及吸附嘴内部件64、滑动件61的长孔开口部61b、以及与吸附嘴内部件64一体化的销62都可以顺利地滑动,在部件之间设置间隙。但是,上述间隙会影响到部件的搭载偏移。这是因为,在由部件识别照相机54对电子部件20识别之后,将电子部件20搭载到基板5上时,由于滑动件移动了间隙大小的距离而导致电子部件20的搭载位置偏移。或者,为了提高部件的搭载精度,不能忽略上述间隙大小的搭载偏移。
由此,在搭载中要求高精度的部件搭载时,为了消除上述间隙,使用将滑动件61和吸附嘴内部件64一体化而固定的固定吸附嘴。并且,为了使用固定吸附嘴,必须使用负载控制头,该负载控制头可以检测吸附嘴12向电子部件20施加的负载并可以控制该负载,以使得在吸附时和搭载时等,吸附嘴12不会施加过大的负载而使电子部件20破损。
在这里,图14是本实施方式中以搭载头14的负载控制部66为中心的横剖面图。
在本实施方式中,即使在使用固定吸附嘴的情况下,如图13所示,通过在搭载头14中设置负载控制部66,抑制将吸附嘴12或者吸附嘴12上吸附的电子部件20向基板5或校正基板30按压时的应力,可以防止电子部件20、滑动吸附嘴、吸附嘴轴部的损伤等。
在图14中,上下滑动部68是使吸附嘴12可沿Z轴方向升降地移动的Z轴移动机构,安装在搭载头14主体侧。利用θ轴旋转机构的旋转电动机65,可以使吸附嘴12前端以吸附嘴轴为中心旋转。
并且,负载控制部66配置有负载传感器等测定器,无论是否存在吸附的电子部件20,通过负载传感器等检测将吸附嘴12前端或吸附中的电子部件20向基板5或校正基板30按压时的按压力,与此相对应,控制吸附时和搭载时,吸附嘴12的高度和下降速度。通过该控制,抑制按压时的应力,可以防止电子部件20、滑动吸附嘴、吸附嘴轴部的损伤等。
但是,由于进行上述负载控制的搭载头14具有负载测定机构和负载控制机构,所以存在结构复杂、成本高且重量重等缺点。
在这里,由于使用安装位置识别照相机71进行搭载偏移测定,所以即使是滑动吸附嘴,如以下说明所述,也可以得到与固定吸附嘴相同的搭载精度。
在使用安装位置识别照相机71的情况下,只要在安装位置识别照相机71的景深范围内,即使电子部件20不与校正基板30接触,也可以对电子部件20进行识别,测定搭载偏移。
在该情况下,在吸附时的电子部件20的下侧,不需要配置缓冲垫材料等,在搭载偏移测定时,可以在电子部件20不与校正基板30接触,即滑动吸附嘴伸长的状态下,进行搭载偏移测定,可以得到正确的搭载偏移校正值,而不存在由于吸附嘴滑动导致的间隙大小的误差。进而,可以在将电子部件20按压在校正基板上的状态下进行搭载偏移测定,取得搭载偏移校正值。
如上所述,在使用滑动吸附嘴的情况下,通过预先测定按压在校正基板上的状态、与电子部件20没有接触校正基板而在校正基板上表面和部件下表面之间留有间隙的状态之间的差别,可以抑制间隙大小的误差,从而可以使用滑动吸附嘴。
并且,在由滑动吸附嘴将吸附的电子部件20按压在校正基板30上的状态,与校正基板30和电子部件20不接触而留有间隙的状态之间的差别的波动不稳定、或者差别过大的情况下,可以进行判断,以避免该滑动吸附嘴的使用。
并且,通过预先测定滑动吸附嘴将吸附的电子部件20按压在校正基板30上的状态,与校正基板30和电子部件20不接触而留有间隙的状态之间的差别,可以测定部件搭载动作中的部件的偏移量,从而可以进行与该部分相应的偏移量的校正。
图15是表示本实施方式中的搭载偏移测定处理的流程图。
该图中所示的搭载偏移测定处理,是以所述的控制装置100为中心进行的。
在该图中,首先,在步骤S122中,由吸附嘴12对搭载偏移测定的测定中所使用的电子部件20进行吸附。然后在步骤S124中,利用搭载头14所具有的基板识别照相机43,对校正基板30上的该标记60进行识别,根据识别结果计算部件的搭载位置。然后,在之后的步骤S126中,利用部件识别照相机54,求出电子部件20的吸附偏移量。
然后,基于计算出的电子部件20的搭载位置、和电子部件20的吸附偏移量,在步骤S128以后,将电子部件20搭载到校正基板30的标记60上。
首先在步骤S128中,使搭载的电子部件20下降到所述图6所示的高度位置,由在校正基板下方配置的安装位置识别照相机71进行识别,根据识别结果计算电子部件20的搭载偏移量(第1次搭载偏移测定)。然后,在步骤S130中,使电子部件20进一步下降,使电子部件20与校正基板30的上表面接触,在该状态下,由在校正基板下方配置的安装位置识别照相机71进行识别,根据识别的结果计算电子部件20的搭载偏移量(第2次搭载偏移测定)。
在步骤S132中,基于步骤S128的第1次搭载偏移测定的测定结果、和步骤S130的第2次搭载偏移测定的测定结果,求出作为本次对象的标记60的XY轴位置处的搭载偏移校正值。并且,将求出的该搭载偏移校正值与该标记60的XY轴位置一起保存。
此外,上述的搭载偏移校正值,优选在相对于基板5可以搭载电子部件20的、电子部件安装装置1中可搭载电子部件的整个区域内求出。例如,分别对分散在上述可搭载电子部件的整个范围内的多个点,进行图15所示的搭载偏移测定处理,求出搭载偏移校正值并保存。
并且,在图15的流程图中,基于步骤S128的第1次搭载偏移测定的测定结果及步骤S130的第2次搭载偏移测定的测定结果,求出作为本次对象的标记60的XY轴位置处的搭载偏移校正值,但例如也可以省去步骤S130的第2次搭载偏移测定,仅基于步骤S128的第1次搭载偏移测定的测定结果,求出搭载偏移角度值。或者也可以在步骤S130的第2次搭载偏移测定时,保持电子部件20的吸附,然后解除对电子部件20的吸附,进行第3次的搭载偏移测定,基于第1次~第3次的搭载偏移测定的测定结果,求出搭载偏移校正值。
此外,上述的搭载偏移校正值,有时根据所使用的吸附嘴12、吸附的电子部件20或电子部件20的种类等而不同。由此,例如,对于每个所使用的吸附嘴12求出上述搭载偏移校正值并保存,或者对于每个种类和每种大小的电子部件20求出并保存。
在这里,上述的搭载偏移测定,在配置于校正基板30上的各标记60上实施,计算各标记60处的搭载偏移校正值。在实际安装部件的情况下,根据用于安装部件的安装程序中的各部件的搭载位置,利用位于该搭载位置最近位置处的标记60的搭载偏移校正值,对搭载位置进行校正。或者,基于搭载位置周围的多个标记60的搭载偏移校正值,例如通过这些多个标记60的搭载偏移校正值的直线插补法等,对搭载位置进行校正。
此外,在本实施方式中,在图5中,将搭载位置识别照相机71与搭载位置计算装置120连接,但是也可以直接与表面安装装置的控制装置100和存储装置102连接,由它们对安装位置识别照相机71进行控制。
校正基板30也可以配置在基板输送装置上。
此外,校正基板30也可以与安装位置识别照相机71一体地构成。通过与安装位置识别照相机71一体地构成,不需要覆盖对在吸附嘴12上吸附的电子部件20进行搭载的对象位置范围(部件搭载位置整体)的较大的校正基板30,而仅由表示一个搭载位置的标记即可。即,为了覆盖部件搭载位置整体,通过使上述校正基板30及安装位置识别照相机71的一体构造在部件搭载位置整体上移动,在部件搭载位置整体的任何位置,均可以进行搭载偏移测定。
并且,通过在部件识别照相机54上配置表示搭载位置的标记60,可以由该部件识别照相机54代替安装位置识别照相机71使用。但通过在基板识别照相机43和部件识别照相机54之外设置安装位置识别照相机71,从识别精度、成本等方面考虑更加有利。
Claims (2)
1.一种电子部件安装装置的控制方法,其在XY轴上配置搭载头,该搭载头将从部件供给装置吸附的电子部件移动至识别装置或基板(5),进行将吸附的电子部件向基板(5)搭载时的搭载偏移测定,
其特征在于,
在搭载头的XY轴的可移动范围内设置透明的校正基板(30),该校正基板(30)具有基准标记,该基准标记表示在进行搭载偏移测定时搭载电子部件的目标位置,
在所述校正基板(30)的下侧配置安装位置识别照相机,该安装位置识别照相机在测定电子部件的位置和角度的偏移量而进行搭载偏移测定时,从所述校正基板(30)的下方,对在该校正基板(30)上搭载的电子部件和所述基准标记进行识别,
在进行搭载偏移测定时,将电子部件下表面移动至不与所述校正基板(30)上表面接触而留有间隙的高度,该高度位于上述安装位置识别照相机的景深内,然后,由所述安装位置识别照相机识别电子部件的位置及所述基准标记的位置,测定电子部件相对于所述校正基板(30)的位置和角度的偏移量,
进而,在使电子部件下表面与校正基板(30)上表面接触后,由所述安装位置识别照相机识别电子部件的位置及所述基准标记的位置,测定电子部件相对于所述校正基板(30)的位置和角度的偏移量,
在所述电子部件下表面不与所述校正基板(30)上表面接触的状态下、及与其接触的状态下,分别测定所述电子部件的位置和角度的偏移量,按照该测定结果,选择出可以使用的吸附嘴。
2.如权利要求1所述的电子部件安装装置的控制方法,其特征在于,
按照所述测定结果,得到各吸附嘴的校正量,基于所使用的吸附嘴的该校正量,校正搭载位置和搭载角度。
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