CN102132641B - 电子元件安装系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电子元件安装系统，其中对多个基板，可以有效地、同时地执行元件安装操作，从而实现高生产率和对各种类型的适用性。该电子元件安装系统通过将具有多个单独印刷机构的丝网印刷装置(M2)设置在具有多个基板传送机构的元件安装部和施加用于连结电子元件的树脂并检查施加状态的涂覆/检查装置(M4)的上游而构造出。涂覆/检查装置(M4)具有将树脂施加到从丝网印刷装置(M2)输出并由基板传送机构(12A，12B)传送的基板的涂覆头(15)、以及执行施加前检查和/或施加后检查的检查头(16)。

Description

电子元件安装系统
技术领域
本发明涉及一种通过将电子元件安装在基板上来制造安装基板的电子元件安装系统。
背景技术
通过将电子元件安装在基板上来制造安装基板的电子元件安装系统具有通过将丝网印刷装置和电子元件装载装置联结在一起而构成的电子元件安装线，丝网印刷装置将焊膏印刷在电子元件上，电子元件装载装置将电子元件装载在印刷好的基板上(参见例如专利文献1)。结合该专利文献描述的现有技术的示例示出了这样一种结构，其包括串联联结在一起的丝网印刷装置、电子元件装载装置和回流装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利No.3562450
发明内容
本发明要解决的问题
近来，在电子工业中，生产方式的多样化得以进展，按照需要在现有技术的大规模生产一种类型的产品与少量生产多种产品之间切换的方式正在成为主流。例如，用于生产用在便携式电话等中的电路板的安装线要在短时间内大规模生产新发布的畅销的优选型号，以应对蜂拥而至的需求。相反，对于在功能或设计上具有出众特点且在特定客户群中已经确立畅销地位的型号，这些型号的便携式电话必须少量地持续生产一长段时间。这些型号常常会有很多种类型，因此，只能采用少量生产多种型号的产品的方式，这种方式要频繁地在型号中间切换，而别无其它选择。
为了应对这种需求多样化，按照需要，已经要求生产现场根据需求预报和每个场合得到的订单情况在大规模生产一种类型的产品与少量生产多种产品之间进行切换。具体地，安装有多个通用的电子元件安装线，并根据不断更新的产出计划，将要生产的各类型的基板分选至安装线。然而，现有技术的电子元件安装设备，包括结合专利文献所描述的示例，没有构造成能够有效地应对这种混合地包括大规模生产一种类型的产品和少量生产多种产品的生产方式，从而追求高生产率和多种产品生产的解决能力已经变得困难。
因此，本发明旨在提供这样一种电子元件安装系统，其能够同时、有效地执行将电子元件安装在多个基板上的操作，并追求高生产率且能够解决多种产品生产的问题。
解决问题的手段
本发明的电子元件安装系统是这样一种电子元件安装系统，其在用于将电子元件安装在基板上的元件装载单元的上游侧包括将用于连结电子元件的焊膏印刷在基板上的丝网印刷单元以及施加用于连结电子元件的树脂的涂层并检查涂覆前状态和涂覆后状态的涂覆-检查单元，该系统包括：
多个单独印刷机构，设置在丝网印刷单元中，能够在单独的控制下独立地执行印刷操作，且能够单独地执行因切换要印刷的基板的类型而引起的工具更换操作；
设置在涂覆-检查单元中的多个基板传送机构、涂覆操作机构和检查处理单元，所述多个基板传送机构分别传送从所述多个单独印刷机构中输出的印刷好的基板，所述涂覆操作机构对所述多个基板传送机构所传送的所述多个基板执行树脂涂覆操作，并且所述检查处理单元对正要涂覆的基板和/或已涂覆的基板执行涂覆前检查和/或涂覆后检查；以及
设置在元件装载单元中的多个基板传送机构和多个元件装载机构，所述多个基板传送机构分别传送从涂覆-检查单元送出的所述多个基板，所述多个元件装载机构对所述多个基板传送机构传送的多个基板执行元件装载操作，其中
多个单独安装通道被致动，从而同时对多个基板执行元件安装操作，其中每个单独安装通道通过将所述多个单独印刷机构中的相应的单独印刷机构、所述多个基板传送机构中的相应的基板传送机构、和所述多个元件装载机构中的相应的元件装载机构组合起来而构建。
本发明的优点
根据本发明，电子元件安装系统通过在具有多个基板传送机构的元件装载单元的上游侧布置具有多个单独印刷机构的丝网印刷单元以及施加用于连结电子元件的树脂的涂层并检查涂覆状态的涂覆-检查单元而构造出。该系统包括：设置在涂覆-检查单元中的多个基板传送机构、涂覆操作机构和检查处理单元，所述多个基板传送机构分别传送从所述多个单独印刷机构输出的印刷好的基板，涂覆操作机构对所述多个基板传送机构所传送的基板执行树脂涂覆操作，并且检查处理单元对正要涂覆的基板和/或已涂覆的基板执行涂覆前检查和/或涂覆后检查。单一电子元件安装线可以按照需要从大规模生产一种类型的产品和少量生产多种产品中选择合适的生产方式。这样，高生产率的实现和能够解决多种产品的生产问题变得可行。
附图说明
[图1]是本发明实施例的电子元件安装系统的描述性框图。
[图2]是本发明实施例的电子元件安装系统的局部平面图。
[图3]是本发明实施例的电子元件安装系统中的丝网印刷装置的平面图。
[图4]是本发明实施例的电子元件安装系统中的丝网印刷装置的横截面图。
[图5]是本发明实施例的电子元件安装系统中的丝网印刷装置的横截面图。
[图6]是本发明实施例的电子元件安装系统中的涂覆-检查装置的横截面图。
[图7](a)至(c)是本发明实施例的电子元件安装系统中的涂覆-检查装置的描述性操作示图。
[图8]是本发明实施例的电子元件安装系统的局部平面图。
[图9]是本发明实施例的电子元件安装系统中的电子元件装载装置的横截面图。
[图10]是本发明实施例的电子元件安装系统中的装载-检查装置的横截面图。
[图11]是示出本发明实施例的电子元件安装系统的控制系统的构造的框图。
[图12]是本发明实施例的电子元件安装系统的描述性操作示图。
[图13]是本发明实施例的电子元件安装系统的描述性操作示图。
[图14]是本发明实施例的电子元件安装系统的描述性操作示图。
具体实施方式
现在参照附图描述本发明的实施例。图1是本发明实施例的电子元件安装系统的描述性框图；图2是本发明实施例的电子元件安装系统的局部平面图；图3是本发明实施例的电子元件安装系统中的丝网印刷装置的平面图；图4和5是本发明实施例的电子元件安装系统中的丝网印刷装置的横截面图；图6是本发明实施例的电子元件安装系统中的涂覆-检查装置的横截面图；图7(a)至(c)是本发明实施例的电子元件安装系统中的涂覆-检查装置的描述性操作示图；图8是本发明实施例的电子元件安装系统的局部平面图；图9是本发明实施例的电子元件安装系统中的电子元件装载装置的横截面图；图10是本发明实施例的电子元件安装系统中的装载-检查装置的横截面图；图11是示出本发明实施例的电子元件安装系统的控制系统的构造的框图；图12、13和14是本发明实施例的电子元件安装系统的描述性操作示图。
首先，参照图1描述电子元件安装系统的构造。构成电子元件安装系统的电子元件安装线1具有制造其上安装有电子元件的安装基板的功能，并通过沿着基板传送的方向(X方向)从上游侧(图1的左侧)依次将许多装置，即基板供给装置M1、丝网印刷装置M2、基板分选装置M3、涂覆-检查装置M4、电子元件装载装置M5、M6和M7、装载-检查装置M8、回流装置M9和基板回收装置M10，联结成直线来构建。这些装置分别通过LAN系统2连接到主机3，主机3控制电子元件安装线1的各装置所执行的全部元件安装操作。
从位于最上游位置的基板供给装置M1供给的基板被传送到丝网印刷装置M2，在这里，焊糊被印刷在基板上，焊糊是用于连结电子元件的膏剂。接下来，基板分选装置M3将基板送到涂覆-检查装置M4，在此处，基板进行用于连结电子元件的树脂的涂覆和涂覆检查。电子元件装载装置M5、M6和M7将电子元件装载在经如此检查的基板上。此外，装载-检查装置M8装载电子元件，并检查所装载的电子元件。经过检查的基板被运至回流装置M9中。对经过元件装载操作的基板进行加热，从而加热焊糊，并使电子元件焊接连结到基板。经过焊接连结的基板被基板回收装置M10回收并存储于其中。
在该构造中，丝网印刷装置M2构成在基板上印刷用于连结电子元件的膏剂的丝网印刷单元。电子元件装载装置M5、M6和M7构成将电子元件装载在基板上的元件装载单元。涂覆-检查装置M4构成施加用于连结电子元件的树脂的涂层并检查涂覆操作之前和之后的状态的涂覆-检查单元。具体地，电子元件安装线1构成通过在将电子元件装载在基板上的元件装载单元的上游布置将用于连结电子元件的膏剂印刷在基板上的丝网印刷单元和施加用于连结电子元件的树脂的涂层并检查涂覆操作之前和之后的状态的涂覆-检查单元而构建出的电子元件安装系统。
每个装置，即，基板供给装置M1至基板回收装置M10，各具有两行基板传送机构。在每个装置中，每个基板传送机构被指定为作业机构，例如用于执行丝网印刷的单独印刷机构和元件装载机构。因此，在每个装置中，相应的作业机构可以同时对由每个基板传送机构传送来的基板进行安装元件的作业。
通过将各个装置中的基板传送机构联结在一起而构建的基板传送通道，与相应的单独印刷机构和相应的元件装载机构结合，从而构建出在传送基板的同时对基板执行安装操作的安装通道。在该实施例中示出的电子元件安装线1中，每个装置具有两个基板传送机构。因此，形成有两个单独的安装通道L1和L2。电子元件安装系统1具体地呈现为这样的方式，即，通过致动多个单独的安装通道，同时对多个基板执行元件安装操作，其中每个安装通道通过将多个单独印刷机构、多个基板传送机构和多个元件装载机构中的相应的单独印刷机构、相应的基板传送机构和相应的元件装载机构结合在一起而构建出。
下面描述构成电子元件安装线1的每个装置的结构。首先，参照图2-7描述基板供给装置M1至涂覆-检查装置M4。在图2中，基板供给装置M1构造成，第一基板供给传送带6A沿基板供给方向布置在容纳基板4的第一基板供给机构5A的上方，第二基板供给传送带6B沿基板供给方向布置在容纳基板4的第二基板供给机构5B的上方。第一基板供给传送带6A和第二基板供给传送带6B连接到相邻的下游的丝网印刷装置M2的相应的基板运送传送带28(参见图3)。从第一基板供给机构5A和第二基板供给机构5B取出的基板4借助第一基板供给传送带6A和第二基板供给传送带6B供给(如箭头“a”所示)到丝网印刷装置M2的基板运送传送带28。
基板分选装置M3邻近地设置在丝网印刷装置M2的下游侧。该分选装置构造成，第一基板分选传送带10A和第二基板分选传送带10B布置在基台9的上表面上，从而能够在Y方向上移动。经丝网印刷装置M2印刷的基板4通过基板分选装置M3送至涂覆-检查装置M4。作为电子元件安装线1的构成要素的基板分选装置M3可以是所示出的单独的装置或者是为丝网印刷装置M2附属提供的基板分选部。
现在参照图3、4和5描述丝网印刷装置M2的结构。图4示出沿着图3中的A-A方向观察的横截面，图5是详细的横截面图，用于描述第一单独印刷机构8A的结构和第二单独印刷机构8B的结构。丝网印刷装置M2构造成使得，均具有将焊膏印刷在基板上的功能且均可在单独的控制下独立地执行印刷操作的第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B，并排地对称布置在基台7上。每个第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B设置有用于将基板4定位并保持在印刷位置的基板定位单元21。具有图案孔的掩模板32和刮板移动机构37设置在基板定位单元21的上方，刮板移动机构37使刮板单元33的刮板36(参见图5)在供应有膏剂的掩模板32上可滑动地移动。掩模板32、刮板单元33和刮板移动机构37构成将膏剂印刷在基板4上的丝网印刷机构。
参照图5描述基板定位单元21、刮板单元33和刮板移动机构37的详细结构。在图5中，基板定位单元21这样来构建：从下方顺序将Y轴工作台22、X轴工作台23和θ轴工作台24堆叠成层，并且还从下方顺序将第一Z轴工作台25和第二Z轴工作台26以组合形式放置在θ轴工作台24上。描述第一Z轴工作台25的结构。水平基台板24a放置在θ轴工作台24的上表面上，类似地，水平基台板25a被升降引导机构(图中省略)以可垂直移动的方式保持在基台板24a的上表面侧。基台板25a借助Z轴升降机构上下移动，该Z轴升降机构构造为借助基板移动Z轴电机25b通过传动带25d旋转地驱动多个进给螺杆25c。两个垂直框架25e直立地设置在基台板25a上。一对基板运送传送带28被保持在各垂直框架25e的上端。
基板运送传送带28设置成平行于基板运送方向(X方向-垂直于图5的纸面的方向)。经过印刷的基板4在基板的两端被基板运送传送带28支撑的同时被传送。通过致动第一Z轴工作台25，由基板运送传送带28保持的基板4可以与基板运送传送带28一起相对于丝网印刷机构上下移动。
描述第二Z轴工作台26的结构。水平的基台板26a置于基板运送传送带28与基台板25a之间，从而能够沿着升降引导机构(图中省略)垂直地移动。基台板26a借助Z轴升降机构上下移动，该Z轴升降机构构造为借助下支撑升降电机26b通过传动带26d旋转地驱动多个进给螺杆26c。基板下支撑单元27可移除地放置在基台板26a的上表面上。基板下支撑单元27从下方支撑并保持由丝网印刷机构传送至印刷位置的基板4。
在第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B所执行的印刷操作期间，各基板运送传送带28接收借助第一基板供给传送带6A和第二基板供给传送带6B从基板供给装置M1供给的基板4；将所接收的基板送至丝网印刷机构的印刷位置；并将基板保持在该位置。经丝网印刷机构印刷的基板4借助基板运送传送带28从印刷位置输出，并送至基板分选装置M3的第一分选传送带10A和第二分选传送带10B。
由于第二Z轴工作台26的致动，基板下支撑单元27相对于由基板运送传送带28保持的基板4上下移动。基板下支撑单元27的下支撑表面与基板4的下表面接触，从而基板下支撑单元27从基板4的下表面侧支撑基板4。夹紧机构29设置在基板运送传送带28的相应的上表面上。夹紧机构29具有两个布置成彼此横向相对的夹紧构件29a。其中一个夹紧构件29a在驱动机构29b的作用下前后移动，从而基板4的两侧被可靠地夹紧。
现在描述设置在基板定位单元21的上方并将膏剂印刷在被传送至印刷位置的基板上的丝网印刷机构的结构。在图3和图5中，由掩模保持器(图中省略)保持的掩模板32在掩模框架31上伸展。图案孔32a对应于基板4的印刷区域形成在掩模板32中。刮板单元33位于掩模板32的上方，从而能够在刮板移动机构37的作用下移动。
刮板单元33具有这样的结构：使一对相互面对的刮板36上下移动的两个刮板升降机构35设置在水平移动板34上。刮板单元33借助刮板移动机构37沿着Y方向在前后方向上水平移动，刮板移动机构37通过使由刮板移动电机37a旋转地致动的进给螺杆37b螺纹接合到固定于移动板34的下表面的螺母构件37c而构造出。对于第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B，图3中省去了属于第一单独印刷机构8A的掩模板32、移动板34和刮板移动机构37。
如图3所示，在头Y轴工作台40Y的作用下在Y方向上移动的头X轴工作台40X位于基板定位单元21的上方。头X轴工作台40X装备有摄像头单元38和掩模清洁单元39。摄像头单元38具有用于从上方捕获基板4的图像的基板识别照相机38a和用于从掩模板32的下表面侧捕获掩模板32的图像的掩模识别照相机38b。掩模清洁单元39装备有用于清洁掩模板32的下表面的清洁头。
通过致动头X轴工作台40X和头Y轴工作台40Y，使摄像头单元38和掩模清洁单元39水平移动，从而可以同时识别基板4和掩模板32。此外，必要时，可以清洁掩模板32的下表面。在不执行这些操作时，摄像头单元38和掩模清洁单元39位于从基板定位单元21上方的空间横向撤回的位置。
现在描述第一单独印刷机构8A的印刷操作和第二单独印刷机构8B的印刷操作。基板运送传送带28先将要印刷的基板4送至印刷位置，并将该基板相对于基板下支撑单元27放置在适当位置。致动第二Z轴工作台26，以使基板下支撑单元27向上移动，从而从下方支撑基板4的下表面。随后致动基板定位单元21，从而使基板4相对于掩模板32定位。致动第一Z轴工作台25，以使基板4连同基板运送传送带28向上移动，从而使基板与具有图案孔32a的掩模板32的下表面接触。
随后，用夹紧机构29夹紧基板4，由此固定基板4的水平位置。在该状态下两个刮板36中之一下降，从而与掩模板32接触。刮板36在供应有诸如焊糊的膏剂的掩模板32上沿刮擦方向(Y方向)可滑动地移动，从而膏剂借助图案孔32a印刷在基板4上。在印刷之后，基板4与基板运送传送带28一起下降，从而与掩模板32的下表面分离。此外，在被夹紧机构29从夹紧状态释放之后，基板被基板运送传送带28送至下游。
在印刷操作之后向下游运送基板4由基板分选装置M3完成。如图3所示，从第一单独印刷机构8A接收印刷完的基板4的第一基板分选传送带10A此时沿Y方向移动到第一基板分选传送带与涂覆-检查装置M4的第一基板传送机构12A对准的位置。从而，基板4被送至第一基板传送机构12A，并可沿着图1所示的第一单独安装通道L1被传送(参见箭头C1)。此外，从第一单独印刷机构8A的基板运送传送带28接收印刷完的基板4的第一基板分选传送带10A沿Y方向移动到第一基板分选传送带与涂覆-检查装置M4的第二基板传送机构12B对准的位置。从而，基板4被送至第二基板传送机构12B，并可沿着图1所示的第二单独安装通道L2被传送(箭头C2)。甚至在基板4由第二单独印刷机构8B印刷的情况下，同样可以选择第一基板传送机构12A或第二基板传送机构12B作为运送目的地。
具体地，在电子元件安装线1中，基板分选装置M3可以任意地选择基板分选型式，用于将经过第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B执行的印刷操作的基板4分选至第一基板传送机构12A或第二基板传送机构12B。被分选到第一基板传送机构12A的基板4沿着第一单独安装通道L1运送，被分选至第二基板传送机构12B的基板4沿着第二单独安装通道L2运送。然后，这些基板被送至设置在电子元件装载装置M5的元件装载单元中的基板传送机构中。因此，基板分选装置M3作为能够根据任意的基板分选型式将从作为多个单独印刷机构的第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B运来的印刷好的基板分选至设置在元件装载单元中的多个基板传送机构的基板分选单元。
当切换基板的类型时，在印刷操作期间按照需要执行工具更换，例如将每个第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B中采用的掩模板32更换为与目标基板类型匹配的类型的掩模板的掩模更换操作，以及将基板运送传送带28的传送宽度调节为目标基板的宽度的宽度控制操作。第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B构造成使得基板4可以单独地供给到每个印刷机构，并且可以单独地输出印刷好的基板4；因此可以彼此独立地执行印刷操作。工具更换也可以在不考虑另一个单独印刷机构的操作状态的情况下单独地进行。具体地，丝网印刷装置M2具有这样的结构，其包括多个可以在被单独控制的同时独立地执行印刷操作且能够允许单独地进行因要印刷的基板的类型切换而引起的工具更换的单独印刷机构(第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B)。
参照图2和6描述涂覆-检查装置M4的结构。图6示出沿着图2所示的B-B线剖开的横截面。第一基板传送机构12A和第二基板传送机构12B在X方向上位于基台11的上表面的中心区域。第一基板传送机构12A和第二基板传送机构12B运送已从丝网印刷装置M2的第一单独印刷机构8A和第二单独印刷机构8B输出并借助基板分选装置M3送来的印刷好的基板4，并将这样传送来的基板定位并保持在涂覆-检查装置M4中的相应的作业位置。
Y轴移动工作台13在Y方向上位于基台11的上表面的沿着X方向的下游端。Y轴移动工作台13装备有第一X轴移动工作台14A和第二X轴移动工作台14B。如图6所示，第一X轴移动工作台14A和第二X轴移动工作台14B能够在Y方向上沿着设置在Y轴移动工作台13的侧表面上的导轨13a滑动，并通过结合在Y轴移动工作台13中的直线电机机构在Y方向上被致动。第一X轴移动工作台14A和第二X轴移动工作台14B中的每个均通过X轴可移动附接基座而装备有涂覆头15和检查头16。涂覆头15和检查头16借助分别结合在第一X轴移动工作台14A和第二X轴移动工作台14B中的相应的直线电机而在X方向上分别被致动。Y轴移动工作台13、第一X轴移动工作台14A和第二X轴移动工作台14B作为用于使涂覆头15和检查头16移动的头移动机构。
涂覆头15具有如下结构：分配器15b由垂直基部15a保持，从而能够垂直移动，分配器15b具有从附接到分配器下部的喷嘴15c喷出用于连结电子元件的树脂粘合剂的功能。借助头移动机构，涂覆头15移动到由第一基板传送机构12A保持的基板4上方的位置和由第二基板传送机构12B保持的基板4上方的另一位置，从而各基板4上的任意树脂涂覆点都可涂覆有树脂粘合剂。
连同涂覆头15一起使用的牺牲性过喷单元17A布置在第一基板传送机构12A的旁边。涂覆头15移动到牺牲性过喷单元17A上方的位置，并且分配器15b下降至牺牲性过喷单元17A。由此来执行用于检查树脂粘合剂的喷射状态的试喷涂和用于消除附着到喷嘴15c的不要的树脂粘合剂的牺牲性过喷。
检查头16具有用于捕获要检查的基板4的图像的内置的成像装置。借助头移动机构，检查头16移动到由第一基板传送机构12A保持的基板4的上方的位置以及由第二基板传送机构12B保持的基板的上方的位置，从而捕获要检查的基板4的图像。从侧方联接到基台11的车架18具有内置的识别处理单元18a。检查头16捕获的图像由识别处理单元18a进行识别处理，从而通过图像识别对预定的检查项目进行检查。校准单元17B设置在第二基板传送机构12B的旁边。检查头16移动到校准单元17B的上方，从而捕获校准单元17B的图像，由此校准在用检查头16获取图像期间得到的成像状态。
现在参照图7描述涂覆-检查装置M4所执行的作业操作。在图7(a)中，第一基板传送机构12A保持基板4，第二基板传送机构12B保持另一基板4。首先，这里将由第一基板传送机构12A保持的基板4视为检查目标。检查头16移动到基板4上方的位置，并捕获作为检查目标的基板4上的一位置的图像。接下来，如图7(b)所示，检查头16从作为检查目标的基板4上方的位置撤回，而使涂覆头15前进至基板4上方的位置。然后，使分配器15b下降，从而喷嘴15c为基板4的上表面上的涂覆点涂覆树脂粘合剂19。
随后，在图7(c)中，在涂覆头15已经从基板4上方的位置撤回之后，再次使检查头16前进至基板4上方的位置，从而捕获涂覆有树脂粘合剂19的基板4的图像。识别处理单元18a对拍照操作的结果进行识别处理，从而实现了用于检查在树脂涂覆之前基板4的状态的涂覆前检查和针对树脂涂覆之后基板的状态的涂覆后检查。此时，在涂覆前检查、涂覆操作和涂覆后检查期间，涂覆操作和检查处理可以在不移动基板4的条件下完成。涂覆-检查装置M4具有各种检查模式。如图7所示，除了执行涂覆前检查和涂覆后检查的模式以外，也可以采用仅执行涂覆前检查或涂覆后检查的模式。
图7所示的例子描述了仅以第一基板传送机构12A保持的基板4为目标的示例性涂覆操作和示例性检查操作。然而，当第一基板传送机构12A和第二基板传送机构12B同时保持着目标基板4时，这两个基板4成为涂覆操作和检查操作的目标。在该情况下，采用能够最有效地执行两个基板4的涂覆操作和检查操作的操作方式。
在涂覆-检查装置M4的结构中，第一基板传送机构12A和第二基板传送机构12B用作设置在属于涂覆-检查单元的基板分选装置M3中并传送从丝网印刷装置M2的多个单独印刷机构中输出的相应的印刷好的基板4的多个基板传送机构。Y轴移动工作台13、第一X轴移动工作台14A和涂覆头15构成对由多个基板传送机构传送的多个基板执行树脂涂覆操作的涂覆操作机构。
Y轴移动工作台13、第二X轴移动工作台14B、检查头16和识别处理单元18a构成在涂覆头15对基板4进行涂覆操作之前执行涂覆前检查和/或在基板4已经过涂覆操作之后执行涂覆后检查的检查处理单元。正如上面所提及的，通过将涂覆操作机构和检查处理单元与多个基板传送机构结合起来，来构造出涂覆-检查装置M4。两个功能可以紧密地结合到具有多个单独安装通道的电子元件安装线1中的单一装置的空间中。
现在参照图8、9和10描述电子元件装载装置M5至装载-检查装置M8的结构。图9示出沿着图8中的C-C线剖开的截面图，图10示出沿着图8中的D-D线剖开的截面图。由于电子元件装载装置M5、M6和M7具有相同的结构，因此仅针对电子元件装载装置M5给出附图标记和解释。在图8和9中，第一基板传送机构42A和第二基板传送机构42B沿着X方向设置在基台41的上表面上的中心区域。第一基板传送机构42A运送从涂覆-检查装置M4的第一基板传送机构12A送出的涂覆-检查后的基板4，并将基板定位并保持在电子元件装载装置M5、M6和M7的相应的作业位置。第二基板传送机构42B运送从涂覆-检查装置M4的第二基板传送机构12B送出的涂覆-检查后的基板4，并将基板定位并保持在电子元件装载装置M5、M6和M7的相应的作业位置。
装备有多个带馈送器50的车架49布置在基台41的两侧。在每个车架49中，容纳装着待安装的电子元件的卷绕载带T的带馈送卷盘49a设置在每个带馈送器50上。带馈送器50按节距馈送从带馈送卷盘49a取出的载带T，从而将电子元件馈送至元件装载机构(将在下面描述)的拾取位置。
Y轴移动工作台43在Y方向上布置在基台41的上表面在X方向上的下游端。Y轴移动工作台43具有第一X轴移动工作台44A和第二X轴移动工作台44B。如图9所示，第一X轴移动工作台44A和第二X轴移动工作台44B能够在Y方向上沿着设置在Y轴移动工作台43的侧表面上的导轨43a滑动，并通过结合在Y轴移动工作台43中的直线电机机构在Y方向上被致动。第一X轴移动工作台44A借助X轴可移动附接基座装备有第一装载头45A，第二X轴移动工作台44B借助同样的X轴可移动附接基座装备有第二装载头45B。第一装载头45A被结合在第一X轴移动工作台44A中的直线电机机构在X方向上致动，第二装载头45B被结合在第二X轴移动工作台44B中的直线电机机构在X方向上致动。Y轴移动工作台43、第一X轴移动工作台44A和第二X轴移动工作台44B构成用于使第一装载头45A和第二装载头45B移动的头移动机构。
每个第一装载头45A和第二装载头45B都具有如下结构：多个吸嘴45a可移除地附接到装载头的下部。第一装载头和第二装载头借助头移动机构移动，电子元件借助相应的吸嘴45a从相应的带馈送器50中取出。使这样拾取的电子元件移动到相应的基板4，并装载在其上。第一装载头45A、第二装载头45B和头移动机构构成对由第一基板传送机构42A和第二基板传送机构42B运送的多个基板4执行元件装载操作的多个元件装载机构(第一元件装载机构46A和第二元件装载机构46B)。
第一元件识别照相机47A和第一喷嘴容纳单元48A置于第一基板传送机构42A与相应的带馈送器50之间。第二元件识别照相机48A和第二喷嘴容纳单元48B置于第二基板传送机构42B与相应的带馈送器50之间。第一元件识别照相机47A位于沿着第一装载头45A的行进路径的任意位置，并从下方捕获由第一装载头45A保持的电子元件的图像。第二元件识别照相机47B位于沿着第二装载头45B的行进路径的任意位置，并从下方捕获由第二装载头45B保持的电子元件的图像。通过对拍照操作的结果进行识别处理，来检测由第一装载头45A保持的电子元件的位置偏移和由第二装载头45B保持的电子元件的位置偏移。
第一喷嘴容纳单元48A根据电子元件的类型容纳有将要附接到第一装载头45A的多种类型的吸嘴45a。第二喷嘴容纳单元48B根据电子元件的类型容纳有将要附接到第二装载头45B的多种类型的吸嘴45a。第一装载头45A接近第一喷嘴容纳单元48A以执行喷嘴更换操作，从而根据目标电子元件的类型更换附接到第一装载头45A的吸嘴45a。第二装载头45B接近第二喷嘴容纳单元48B以执行喷嘴更换操作，从而根据目标电子元件的类型更换附接到第二装载头45B的吸嘴45a。
具体地，包括电子元件装载装置M5、M6和M7的元件装载单元装备有运送由基板分选装置M3(基板分选单元)分选出来且从涂覆-检查装置M4送出的基板4的多个基板传送机构(第一基板传送机构12A和第二基板传送机构12B)、以及对由所述多个基板传送机构运送的多个相应的基板4执行元件装载操作的多个元件装载机构(第一元件装载机构46A和第二元件装载机构46B)。
现在参照图10描述装载-检查装置M8的结构。第一基板传送机构52A和第二基板传送机构52B在X方向上设置在基台51的上表面上的中心区域。第一基板传送机构52A运送装备有元件且从电子元件装载装置M7的第一基板传送机构42A送出的基板4，并将基板定位并保持在装载-检查装置M8的作业位置。第二基板传送机构52B运送装备有元件且从电子元件装载装置M7的第二基板传送机构42B送出的基板4，并将基板定位并保持在装载-检查装置M8的作业位置。图6所示的车架18位于基台51的一侧，图9所示的车架49位于基台51的另一侧。
Y轴移动工作台53在Y方向上布置在基台51的上表面的在X方向上的下游端。Y轴移动工作台53具有第一X轴移动工作台54A和第二X轴移动工作台54B。第一X轴移动工作台54A和第二X轴移动工作台54B能够在Y方向上沿着设置在Y轴移动工作台53的侧表面上的导轨53a滑动，并通过结合在Y轴移动工作台53中的直线电机机构在Y方向上被致动。每个第一X轴移动工作台54A和第二X轴移动工作台54B均借助X轴可移动附接基座而装备有检查头16和装载头55。检查头16和装载头55被结合在每个第一X轴移动工作台54A和第二X轴移动工作台54B中的直线电机机构在X方向上致动。Y轴移动工作台53、第一X轴移动工作台54A和第二X轴移动工作台54B构成用于使检查头16和装载头55移动的头移动机构。
装载头55具有如下结构：多个吸嘴55a可移除地附接到装载头的下部。与电子元件装载装置M5、M6和M7的第一装载头45A和第二装载头45B的情况一样，装载头55通过头移动机构移动，从而将从带馈送器50取出的电子元件输送并安装到由第一基板传送机构52A和第二基板传送机构52B传送的相应的基板4上。装载头55和头移动机构构成对由第一基板传送机构52A和第二基板传送机构52B传送的多个基板4中的每一个执行元件装载操作的元件装载机构56。检查头16具有与图16所示的检查头16相同的功能，并捕获第一基板传送机构52A和第二基板传送机构52B传送的已装载有元件的基板4的图像。识别单元18a对拍照操作的结果进行识别处理，从而执行装载后检查，以判断电子元件在基板4上的装载状态是否有缺陷。
在电子元件安装线1的构造中，通过将丝网印刷装置M2中的第一单独印刷机构8A的基板运送传送带28、涂覆-检查装置M4中的第一基板传送机构12A、电子元件装载装置M5至装载-检查装置M8中的第一基板传送机构42A、以及装载-检查装置M8中的第一基板传送机构52A联结在一起而形成的传送通道构成第一传送通道。此外，第一传送通道、丝网印刷装置M2中的第一单独印刷机构8A以及电子元件装载装置M5、M6和M7中的第一元件装载机构46A结合在一起，从而构成图1所示的第一单独安装通道L1。
类似地，通过将丝网印刷装置M2中的第二单独印刷机构8B的基板运送传送带28、涂覆-检查装置M4中的第二基板传送机构12B、电子元件装载装置M5、M6和M7中的第二基板传送机构42B、以及装载-检查装置M8中的第二基板传送机构52B联结在一起而形成的传送通道构成第二传送通道。此外，第二传送通道、丝网印刷装置M2中的第二单独印刷机构8B以及电子元件装载装置M5、M6和M7中的第二元件装载机构46B结合在一起，从而构成图1所示的第二单独安装通道L2。
现在参照图11描述电子元件安装线1的控制系统的结构。在图11中，主机3具有模式指令单元60、控制单元61、通信单元62、存储单元63、操作-输入单元64、以及显示单元65。在通过致动第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2执行在多个基板上同时安装元件的作业的多基板安装操作中，模式指令单元60发出表示单独安装通道所要执行的元件安装操作的模式的作业模式作为指令。模式指令单元60根据基板的类型是否切换而有选择地发出第一作业模式66a和第二作业模式，作为指令。
控制单元61以集中的方式控制丝网印刷装置M2、基板分选装置M3、涂覆-检查装置M4、电子元件装载装置M5、M6和M7、以及装载-检查装置M8所执行的作业操作。控制单元61根据模式指令单元60指示的作业模式来控制这些装置。
通信单元62借助LAN系统2与构成电子元件安装线1的基板供给装置M1至基板回收装置M10交换信号。存储单元63存储电子元件安装线1的各装置对目标基板的类型进行作业操作所需的有关作业模式以及数据、程序等的信息。具体地，存储单元63包括作业模式存储单元66、以及存储在作业模式存储单元66中的第一作业模式66a和第二作业模式66b。
第一作业模式66a是用于使第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2连续对单一类型的基板进行元件安装操作、而不执行因基板类型的切换而引起的工具更换的模式。第二作业模式66b是使一个单独安装通道间歇地对多种类型的基板执行元件安装操作、同时每当多个基板进行切换时在单独安装通道的单独印刷机构中反复进行工具更换的模式。第二作业模式包括仅第一单独安装通道L1或第二单独安装通道L2切换基板类型的情况以及第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2都切换基板类型的另一情况。
操作-输入单元64是输入装置，例如触控面板，管理电子元件安装线1的生产线管理人员通过该操作-输入单元64输入各种类型的操作指令。操作指令包括前面的作业模式指令。具体地，生产线管理人员通过操作-输入单元64输入作业模式指令，从而模式指令单元60发出作业模式的指令。显示单元65是显示面板，例如液晶面板，其在输入操作指令、以及切换基板类型时所需的工具更换指令等的指令时显示引导屏幕。
参照图12、图13和图14，描述电子元件安装线1所执行的元件安装操作。这里描述的元件安装操作示出了多基板安装操作。即，通过致动第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2，即，分别属于第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2的基板传送机构，来传送基板4，并且，通过作业机构，例如与基板传送机构匹配的元件装载机构，同时对多个基板4进行元件安装操作。
首先参照图12描述根据第一作业模式执行的多基板安装操作。这里提供的示例示出第一单独安装通道L1连续对单一基板类型(基板4A)执行元件安装操作且第二单独安装通道L2连续对另一单一基板类型(基板4B)执行元件安装操作。具体地，在第一单独安装通道L1中，基板4A从基板供给装置M1供给到丝网印刷装置M2的第一单独印刷机构8A，从而经受印刷操作。印刷好的基板4A借助基板分选装置M3运送到涂覆-检查装置M4，从而执行树脂粘合剂的涂覆和检查。
接下来，基板4A被送到电子元件装载装置M5，在此处，第一元件装载机构46A对基板4A执行元件装载操作。在基板4A被顺序传送到更下游的过程中，电子元件装载装置M6和M7也以相同的方式对基板4A执行元件装载操作。接下来，在经过元件装载机构56执行的元件装载操作和检查头16执行的装载后检查之后，被传送到装载-检查装置M8的基板4A被送到回流装置M9，在此处，基板经受焊接连结。
甚至在第二单独安装通道L2中，也以与上面示例中的描述相同的方式对基板4B连续地执行元件安装操作。在第一作业模式中，对单一基板类型连续执行元件安装操作，而不执行工具更换操作。因此，可以实现高生产效率，故该作业模式适于需要大规模生产的生产方式。这里提供的示例示出第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2分别以不同类型的基板(基板4A和基板4B)为目标。然而，当追求一种基板类型的大生产量时，可以将单一类型的基板(例如，基板4A)输入到第一单独安装通道L1和第二单独安装通道L2。
现在参照图13描述第二作业模式中执行的多基板安装操作。第二作业模式是使第一单独安装通道L1或第二单独安装通道L2或者它们两者间歇地对多个基板类型执行元件安装操作，同时，每当切换基板类型时，重复地执行工具更换操作。这里描述的示例示出第一单独安装通道L1连续地对单一基板类型执行元件安装操作，第二单独安装通道L2间歇地对多个基板类型执行元件安装操作，同时，该单独安装通道的单独印刷机构重复地执行工具更换操作。
具体地，与图12所示的第一作业模式中一样，第一单独安装通道L1连续地对该基板类型，或基板4A，执行元件安装操作。相反，在以对应于预定的生产量(在该实施例中是三个)的量对一个基板类型，或基板4C执行元件安装操作之后，第二单独安装通道L2将基板类型切换为另一基板类型，或基板4D。即，在图13所示的第二作业模式中，在一个单独安装通道(在该实施例中是第二单独安装通道L2)中以多种类型的基板为目标的元件安装操作、和在另一单独安装通道(第一单独安装通道L1)中以单一基板类型为目标的另一元件安装操作同时执行。从对多个基板类型进行元件安装操作的生产方式来讲，第二作业模式适于一种基板类型(在该实施例中是基板4A)与另一基板类型相比生产量更大的情况。
然而，在该情况下，在执行为丝网印刷装置M2中的第二单独印刷机构8B切换基板类型而引起的工具更换操作期间(例如，切换掩模板)，印刷完的基板从第二单独印刷机构8B的输出被中断。结果，如图13所示，在第二单独安装通道L2中的一些装置中出现了不存在被操作的基板的“基板等待状态”。当这种“基板等待状态”高频率出现时，整个安装线的实际使用效率下降，从而削弱了设备生产力。因此，期望的是，尽可能防止实际使用效率降低。
在该情况下，可以在执行第二作业模式中的元件安装操作时采用一种方法，例如图14所示的方法。在丝网印刷装置M2为第二单独印刷机构8B执行工具更换操作的过程中，由第一单独印刷机构8A印刷好的基板4A在送入涂覆-检查装置M4时，除了送到第一单独安装通道L1，还可以送到第二单独安装通道L2。具体地，借助基板分选装置M3的基板分选功能(参照图3)，基板4A除了被送到第一基板传送机构12A，还被送到第二基板传送机构12B(见箭头C1和C2)。从而，印刷好的基板4A也被供给到第二单独安装通道L2。基板4A被送到电子元件装载装置M5、M6和M7中属于正在等待基板的第二单独安装通道L2的基板传送机构(在该实施例中是电子元件装载装置M5的基板传送机构)中。借助相应的元件装载机构对基板4A执行元件装载操作。
在图14所示的示例中，在第二作业模式中，在属于一个单独安装通道(第二单独安装通道L2)的单独印刷机构(第二单独印刷机构8B)中执行工具更换操作。在工具更换操作的进行中间，基板分选单元(基板分选装置M3)将由属于另一单独安装通道(第一单独安装通道L1)的单独印刷机构(第一单独印刷机构8A)印刷的基板运送到属于元件装载装置(电子元件装载装置M5、M6和M7)的一个单独安装通道的基板传送机构中，从而执行元件装载操作。
因切换基板类型而引起的基板等待状态的出现被减少到最少，从而可以防止实际使用效率变差。然而，这基于以下前提：第一单独印刷机构8A的印刷操作所消耗的节拍时间(takt time)比下游的电子元件装载装置M5、M6和M7的元件装载机构执行元件装载操作所消耗的节拍时间短，且第一单独印刷机构8A的处理能力允许。
如上所述，本发明旨在一种通过将具有多个单独印刷机构的丝网印刷单元联结到具有多个基板传送机构的元件装载单元的上游侧而构建的电子元件安装系统。对于致动多个单独安装通道的多基板安装操作，为了同时对多个基板执行元件安装操作，该系统构造成有选择地发出第一作业模式和第二作业模式的指令，其中第一作业模式是在全部单独安装通道中固定基板类型并连续执行元件安装操作，而第二作业模式是间歇地执行元件安装操作，同时，每当在一个单独安装通道中切换多个基板类型时，在单独印刷机构中反复执行工具更换操作。因此，单一电子元件安装线可以按照需要从大规模生产一种类型的产品和少量生产多种产品中选择合适的生产方式。这样，高生产率的实现和解决多种产品的生产问题变得可行。
本发明不限于结合实施例所描述的示例，而是，也允许本领域技术人员基于说明书的描述和已知技术构想出变型或应用。这些变型或应用将落入本发明的保护范围内。在不偏离本发明的范围和精神的条件下，实施例的各组成要素可以任意地结合。
本专利申请基于2008年10月3日提交的日本专利申请(JP-A-2008-258142)，这里将其全部内容引入作为参考。
工业实用性
本发明的电子元件安装系统和电子元件安装方法具有能够同时且有效地对多个基板执行元件安装操作的能力的优点，且对于通过将电子元件安装在基板上来制造安装基板的电子元件安装领域是有用的。
附图标记和符号说明
1电子元件安装线(电子元件安装系统)
4、4A、4B、4C、4D基板
8A第一单独印刷机构
8B第二单独印刷机构
10A第一基板分选传送带
10B第二基板分选传送带
12A第一基板传送机构
12B第二基板传送机构
15涂覆头
16检查头
46A第一元件装载机构
46B第二元件装载机构
M1基板供给装置
M2丝网印刷装置
M3基板分选装置
M4涂覆-检查装置
M5，M6，M7电子元件装载装置
M8装载-检查装置
M9回流装置
M10基板回收装置

Claims (1)

1.一种电子元件安装系统，在用于将电子元件装载在基板上的元件装载单元的上游侧包括将用于连结电子元件的焊膏印刷在基板上的丝网印刷单元以及施加用于连结电子元件的树脂的涂层并检查涂覆前状态和涂覆后状态的涂覆-检查单元，该系统包括：
多个单独印刷机构，设置在丝网印刷单元中，能够在单独的控制下独立地执行印刷操作，且能够单独地执行因切换要印刷的基板的类型而引起的工具更换操作；
设置在涂覆-检查单元中的多个基板传送机构、涂覆操作机构和检查处理单元，所述多个基板传送机构分别传送从所述多个单独印刷机构中输出的印刷好的基板，所述涂覆操作机构对所述多个基板传送机构所传送的所述多个基板执行树脂涂覆操作，并且所述检查处理单元对正要涂覆的基板和/或已涂覆的基板执行涂覆前检查和/或涂覆后检查；以及
设置在元件装载单元中的多个基板传送机构和多个元件装载机构，所述多个基板传送机构分别传送从涂覆-检查单元送出的所述多个基板，所述多个元件装载机构对所述多个基板传送机构传送的多个基板执行元件装载操作，其中
多个单独安装通道被致动，从而同时对多个基板执行元件安装操作，其中每个单独安装通道通过将所述多个单独印刷机构中的相应的单独印刷机构、所述涂覆-检查单元中的以及所述元件装载单元中的所述多个基板传送机构中的相应的基板传送机构、和所述多个元件装载机构中的相应的元件装载机构组合起来而构建。
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