CN103813704A - 电子元件安装装置和电子元件安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种电子元件安装装置和电子元件安装方法,能够排除元件安装机构在动作停止状态下待机的浪费时间,提高安装作业效率。利用设于基板搬送机构的定位保持部将基板依次定位保持于多个安装作业位置,在一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在一个基板搬送机构中开始一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
Description
技术领域
本发明涉及将电子元件安装于基板的电子元件安装装置和电子元件安装方法。
背景技术
在将电子元件安装于基板来制造安装基板的电子元件安装装置中,设有用于将基板从上游侧向下游侧搬送的基板搬送机构,以由基板搬送机构搬送并定位于预定的安装作业位置的基板为对象,执行利用元件安装机构的安装头对从元件供给部取出的电子元件进行运送搭载的元件安装作业。在该元件安装作业中,安装头的可移动范围并不限定于能够覆盖作为安装作业对象的基板的整个范围,在以长度尺寸比可移动范围大的基板为对象的情况下,将对基板的元件安装作业分割为多次,使基板依次移动到针对每个元件安装作业预先设定的多个安装作业位置(例如,参照专利文献1、2)。
专利文献1:日本专利第3953802号公报
专利文献2:日本专利第3992486号公报
然而,如上述的在先技术例那样将对基板的元件安装作业分割为多次的方式中,在提高安装作业效率方面存在如下的课题。即,在上述方式中,伴随着针对每个元件安装作业使基板移动的动作工序,在该基板移动时,元件安装作业每次都中断。因此,在到与基板移动相伴的定位动作完成为止的期间,元件安装机构产生在动作停止状态下待机的浪费时间,成为提高安装作业效率方面的制约。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种电子元件安装装置和电子元件安装方法,能够排除元件安装机构在动作停止状态下待机的浪费时间,提高安装作业效率。
本发明的电子元件安装装置,利用元件安装机构所具备的至少一个以上的安装头从元件供给部取出电子元件并运送搭载到基板,其中,该电子元件安装装置具备:两个基板搬送机构,并排配置,分别搬送基板并将所述基板定位;定位保持部,设于所述基板搬送机构,将所述基板定位并保持于安装作业位置;定位检测部,检测所述定位保持部中的基板的定位的完成;存储部,存储规定由所述元件安装机构进行的元件安装作业的安装信息;以及控制部,通过基于所述安装信息控制所述元件安装机构和基板搬送机构,而利用所述基板搬送机构搬送并定位保持基板,利用所述元件安装机构以该基板为对象执行元件安装作业,设于所述两个基板搬送机构中的至少一个基板搬送机构的所述定位保持部将所述基板依次定位保持于多个安装作业位置,所述控制部在设置有所述多个安装作业位置的一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在所述一个基板搬送机构中开始所述一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在所述另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
本发明的电子元件安装方法,通过电子元件安装装置,利用元件安装机构所具备的至少一个以上的安装头从元件供给部取出电子元件并运送搭载到基板,所述电子元件安装装置具备:两个基板搬送机构,并排配置,分别搬送基板并将所述基板定位;定位保持部,设于所述基板搬送机构,将所述基板定位并保持于安装作业位置;定位检测部,检测所述定位保持部中的基板的定位的完成;存储部,存储规定由所述元件安装机构进行的规定元件安装动作的安装信息;以及控制部,通过基于所述安装信息控制所述基板搬送机构和所述元件安装机构,而利用所述基板搬送机构搬送并定位保持基板,利用所述元件安装机构以该基板为对象执行元件安装作业,其中,设于所述两个基板搬送机构中的至少一个基板搬送机构的所述定位保持部将所述基板依次定位保持于多个安装作业位置,在设置有所述多个安装作业位置的一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行所述元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在所述一个基板搬送机构中开始所述一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在所述另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
根据本发明,利用设于基板搬送机构的定位保持部将基板依次定位保持于多个安装作业位置,在一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻由另一个基板搬送机构检测出基板的定位的完成,则在一个基板搬送机构中开始一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业,由此,排除了元件安装机构在动作停止状态下待机的浪费时间,能够提高安装作业效率。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的俯视图。
图2是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置的基板搬送机构的说明图。
图3是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置中的基板定位的说明图。
图4是示出本发明一个实施方式的电子元件安装装置的控制系统的结构的框图。
图5是本发明的一个实施方式的电子元件安装装置中存储的安装信息的结构说明图。
图6是示出本发明的一个实施方式的电子元件安装方法的流程图。
图7是本发明的一个实施方式的电子元件安装方法中的基板搬送动作的动作说明图。
标号说明
1:电子元件安装装置;
3A:第一基板搬送机构;
3B:第二基板搬送机构;
4:基板;
5A:第一元件供给部;
5B:第二元件供给部;
9A:第一安装头;
9B:第二安装头;
10A:第一元件安装机构;
10B:第二元件安装机构;
17:第一定位传感器;
18:第二定位传感器;
[SA]:第一安装工作区;
[SB]:第二安装工作区。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。首先,参照图1,说明电子元件安装装置1的结构。在图1中,在基台2的中央,隔着装置中心线CL并排配置有第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B。第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B各自具备两条搬送轨道3a,并从上游侧(参照箭头a)接收作为安装对象的基板4,并且沿X方向(基板搬送方向)搬送并定位。
在第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B的外侧分别配置有第一元件供给部5A、第二元件供给部5B,在第一元件供给部5A、第二元件供给部5B并排设有多个带式供料器6。带式供料器6通过对保持有作为安装对象的电子元件的载带进行间距进给,从而供给到以下说明的基于元件安装机构的取出位置。
在基台2上表面的X方向的端部配置有Y轴移动工作台7,在Y轴移动工作台7以沿Y方向移动自如的方式装配有第一X轴移动工作台8A、第二X轴移动工作台8B。并且,在第一X轴移动工作台8A、第二X轴移动工作台8B分别以沿X方向移动自如的方式装配有第一安装头9A、第二安装头9B。第一安装头9A、第二安装头9B是具备多个单位转移头9a的多工位型的安装头,单位转移头9a在下端部具备吸附保持电子元件的吸嘴(省略图示)。
通过驱动Y轴移动工作台7、第一X轴移动工作台8A,第一安装头9A沿X方向和Y方向移动,利用吸嘴从第一元件供给部5A的带式供料器6取出电子元件,并将该电子元件运送搭载于在第一基板搬送机构3A或第二基板搬送机构3B中定位保持的基板4。Y轴移动工作台7、第一X轴移动工作台8A和第一安装头9A构成从第一元件供给部5A取出电子元件并运送搭载于由第一基板搬送机构3A或第二基板搬送机构3B定位保持的基板4的第一元件安装机构10A。
同样地,通过驱动Y轴移动工作台7、第二X轴移动工作台8B,第二安装头9B沿X方向和Y方向移动,利用吸嘴从第二元件供给部5B的带式供料器6取出电子元件,并将该电子元件运送搭载于在第一基板搬送机构3A或第二基板搬送机构3B定位保持的基板4。Y轴移动工作台7、第二X轴移动工作台8B和第二安装头9B构成从第二元件供给部5B取出电子元件并运送搭载于由第一基板搬送机构3A或第二基板搬送机构3B定位保持的基板4的第一元件安装机构10B。
在第一安装头9A、第二安装头9B分别从第一元件供给部5A、第二元件供给部5B向第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B移动的移动路径上,配置有元件识别摄像机11。通过使吸附保持电子元件的第一安装头9A、第二安装头9B在元件识别摄像机11的上方移动,从而由元件识别摄像机11识别处于由吸嘴保持的状态的电子元件。在由第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B进行的元件安装时,基于元件识别摄像机11的元件识别结果对基板4上的安装位置进行校正。
接下来参照图2,说明第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B的结构和功能。在图2(a)中,第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B分别具备沿两条搬送轨道3a在X方向配置的搬送带12。如图2(b)所示,搬送带12搭在配置于搬送轨道3a的两端部的两个带轮13和马达14的驱动带轮14a上。通过驱动马达14,搬送带12沿搬送轨道3a水平移动,沿X方向搬送载置在搬送带12的上表面的基板4。
在第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B,分别与第一安装头9A、第二安装头9B的可移动的范围、即由第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B能够进行元件安装的作业范围对应地,设定有X方向的长度尺寸为L0的第一安装工作区[SA]、第二安装工作区[SB]。在第一安装工作区[SA]、第二安装工作区[SB]设有利用升降机构15b使下托部件15a升降(箭头b)的结构的下托部15。在将基板4搬入第一安装工作区[SA]、第二安装工作区[SB]的状态下,通过使下托部件15a上升,从而由下托部件15a对基板4从下表面侧进行下托支承。
在第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B各自的搬送轨道3a上,与第一安装工作区[SA]的前端部对应地配置有第一定位传感器17,并且与第二安装工作区[SB]的后端部对应地相对于第一定位传感器17向上游侧隔开预定的间隔L0的位置配置有第二定位传感器18。第一定位传感器17、第二定位传感器18均为透射型的光学传感器,由搬送带12搬送的基板4的前端部4a(参照图3)将第一定位传感器17的检测光轴遮光,基板4的后端部4b(参照图3)将第二定位传感器18的检测光轴遮光,从而检测出基板4的前端部4a到达了第一定位传感器17的位置的情况、和基板4的后端部4b到达了第二定位传感器18的位置的情况。
第一定位传感器17、第二定位传感器18的检测信号被传递到搬送控制部21,搬送控制部21基于该检测信号控制马达14、升降机构15b,从而能够在第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B中将基板4定位于预定的位置,进而从下方对定位后的基板4的作业范围进行下托支承和保持。第一定位传感器17、第二定位传感器18和下托部15分别设于第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B,构成将基板4定位保持在以下说明的第一安装作业位置、第二安装作业位置的第一定位保持部27A、第二定位保持部27B(参照图4)。
接着,参照图3,对以超过第一安装工作区[SA]、第二安装工作区[SB]的长度L0的尺寸的基板4为安装作业的对象时的基板定位进行说明。在以具有比长度尺寸L0大的长度尺寸L1的基板4为对象的情况下,首先如图3(a)所示,将基板4定位于前端部4a到达了第一定位传感器17的检测光轴位置的位置(第一安装作业位置)。在该状态下,基板4中的伸出长度尺寸B的伸出部4c从第一安装工作区[SA]向上游侧伸出,对于伸出部4c,无法通过第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B进行元件安装作业。
因此,如图3(b)所示,利用搬送带12使基板4向下游侧移动(箭头c),将基板4定位在后端部4b到达了第二定位传感器18的检测光轴位置的位置(第二安装作业位置)。因此,在基板4定位于第二安装作业位置的状态下,伸出部4c被包含在第一安装工作区[SA]的范围内,从而能够由第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B进行元件安装作业。
即,在本实施方式中,在以长度尺寸L1比由第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B能够进行的元件安装作业的作业范围大的基板4为对象的情况下,通过利用搬送控制部21(参照图2、图4)控制第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B,将基板4依次定位到由第一定位传感器17、第二定位传感器18的检测光轴位置规定的多个(在此为两个)预定的安装作业位置。
接着,参照图4,说明电子元件安装装置1的控制系统的结构。另外,在此,仅示出电子元件安装装置1的功能中的基板搬送和元件安装的功能。控制部20统一控制以下说明的各部,并且作为内部控制处理功能而具备搬送控制部21、安装控制部22和定位检测部23。在由控制部20进行的控制处理中,参照在存储部24存储的安装信息25。安装信息25是安装于基板4的电子元件的安装位置坐标数据等由第一元件安装机构10A和第二元件安装机构10B进行的元件安装动作所使用的数据。
机构驱动部26由控制部20控制,驱动第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B、第一定位保持部27A、第二定位保持部27B、第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B。由此,搬送从上游侧搬入的基板4并将其定位保持,执行以该基板4为对象的元件安装作业。即,搬送控制部21通过控制第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B,从而执行将基板4搬入、定位、搬出的搬送定位动作。
安装控制部22通过控制第一元件安装机构10A、第二元件安装机构10B,从而执行以基板4为对象的元件安装动作。并且,定位检测部23检测第一定位保持部27A、第二定位保持部27B中的基板4的定位的完成。即,通过监视第一定位传感器17、第二定位传感器18的检测结果以及下托部15的动作信号,而检测出基板4被定位保持在预定的位置而处于能够开始元件安装动作的状态。
在此,参照图5,说明安装信息25的结构。安装信息25包括“安装作业位置”25a、“安装次序”25b、坐标值25c。“安装作业位置”25a表示作为安装对象的基板被定位的作业位置,在此,对于如上所述以由第一定位传感器17、第二定位传感器18分别定位的基板4为对象的第一安装作业位置、第二安装作业位置(参照图3)处的各个元件安装作业,分别规定安装信息25(1)、25(2)。即,在本实施方式中,由设定有多个安装作业位置的基板搬送机构搬送的基板4的安装信息25为包括分别关于多个安装作业位置处的各个元件安装作业的安装信息25(1)、25(2)的方式。
“安装次序”25b示出了该元件安装作业中的安装头的动作、即从元件供给部取出电子元件并运送搭载到基板4的动作的执行顺序。在此,示出了如下例子:以第一安装作业位置为对象,执行安装次序1~安装次序n的安装动作,接着,以第二安装作业位置为对象,执行安装次序n+1~安装次序m的安装动作。而且,坐标值25c示出了在各安装次序中将电子元件安装于基板4时的搭载位置坐标,其规定了关于X、Y、θ三个方向的搭载位置的坐标值。
接着,参照图6、图7,说明控制部20参照安装信息25控制电子元件安装装置1的各部从而执行的元件安装作业,即以尺寸超过第一安装工作区[SA]、第二安装工作区[SB]的长度的基板4(参照图3所示的基板4)为安装作业的对象时的基板搬送动作和元件安装作业。在此,示出了如下例子:仅使两个元件安装机构中的第一元件安装机构10A动作,以第一安装工作区[SA]、第二安装工作区[SB]双方为对象执行元件安装作业。
在图6中,首先以在第一基板搬送机构3A中定位于第一安装作业位置的基板4为对象,执行元件安装作业,并且在第二基板搬送机构3B中执行基板搬入动作(ST1)。即,如图7(a)所示,首先在搬入了基板4的第一基板搬送机构3A中,通过第一定位传感器17检测出基板4的前端部4a而将基板4定位于第一安装作业位置。接着,对于该状态的基板4的作业对象范围中的除了从第一安装工作区[SA]伸出的伸出部4c以外的范围,通过第一元件安装机构10A执行元件安装作业。此时,在第二基板搬送机构3B中,搬入作为安装作业对象的新的基板4(箭头h)。
在第一安装工作区[SA]的元件安装作业完成后(ST2),如图7(b)所示,基板4向下游侧移动(箭头i),通过第二定位传感器18检测出后端部4b来将基板4定位于第二安装作业位置。此时,由定位检测部23监视在第二基板搬送机构3B中基板定位是否完成(ST3)。
在此,若基板定位已完成,则以在第二基板搬送机构3B中定位于第一安装作业位置的基板4为对象,执行元件安装作业,并且在第一基板搬送机构3A中执行基板搬送动作(ST4)。即,在执行第一基板搬送机构3A中的基板搬送动作的过程中,在第二安装工作区[SB],以通过第一定位传感器17检测出前端部4a而定位于第一安装作业位置27A的基板4为对象,由第一元件安装机构10A执行元件安装作业。在第二安装工作区[SB]的元件安装作业完成后(ST5),由定位检测部23监视在第一基板搬送机构3A中基板定位是否完成(ST6)。
在此,若基板定位已完成,则如图7(c)所示,以在第一基板搬送机构3A中定位于第二安装作业位置的基板4为对象,执行元件安装作业,并且在第二基板搬送机构3B中执行基板搬送动作(ST7)。即,以定位于第二安装作业位置的基板4的伸出部4c为对象,由第一元件安装机构10A执行元件安装作业。
此时,在第二元件搬送机构3B中,基板4向下游侧移动(箭头j),通过第二定位传感器18检测出后端部4b来将基板4定位于第二安装作业位置。若在第一安装工作区[SA]中以伸出部4c为对象的元件安装作业完成(ST8),对于该基板4的元件安装作业完成,则通过定位检测部23监视在第二基板搬送机构3B中基板定位是否完成(ST9)。
在此,若基板定位已完成,则以在第二基板搬送机构3B中定位于第二安装作业位置的基板4为对象,执行元件安装作业,并且在第一基板搬送机构3A中执行基板搬出动作(ST10)。即如图6(d)所示,在第二安装工作区[SB],以定位于第二安装作业位置27B的基板4的伸出部4c为对象,由第一元件安装机构10A执行元件安装作业。与此并行地,在第一基板搬送机构3A中执行将该基板4向下游侧搬出(箭头k)并且从上游侧搬入新的基板4(箭头1)的基板搬送动作。接着,此后反复执行同样的元件安装作业。
另外,在上述的实施方式中,示出了在第一基板搬送机构3A、第二基板搬送机构3B设置的第一定位保持部27A、第二定位保持部27B中分别设有两个安装作业位置的例子,不过也可以仅在两个基板搬送机构中的一个定位保持部设置两个安装作业位置,并将基板4依次定位保持在这两个安装作业位置。在该情况下,仅对于设有两个安装作业位置的一个基板搬送机构适用图6、图7所示的元件安装方法。
即,在与上述的基板搬送作业和元件安装作业相伴的元件安装方法中,通过由控制部20控制电子元件安装装置1的各部,而在设有多个(在本实施方式中为两个)安装作业位置的一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板4的定位的完成,则在一个基板搬送机构中开始一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板4为对象执行元件安装作业。由此,排除了元件安装机构在动作停止状态下待机的浪费时间,能够提高安装作业效率。
而且,在上述实施方式中,示出了通过第一元件安装机构10A所具备的第一安装头9A执行元件安装动作的动作例,不过也可以与第二元件安装机构10B所具备的第二安装头9B协作来执行元件安装动作。即,在通过至少一个以上的安装头从元件供给部取出电子元件并运送搭载到基板的结构的电子元件安装装置中,能够适用本发明。
工业上的可利用性
本发明的电子元件安装装置和电子元件安装方法具有能够排除元件安装机构在动作停止状态下待机的浪费时间,从而提高安装作业效率的效果,在将电子元件安装于配线基板来制造安装基板的领域是有用的。
Claims (4)
1.一种电子元件安装装置,利用元件安装机构所具备的至少一个以上的安装头从元件供给部取出电子元件并运送搭载到基板,其特征在于,
该电子元件安装装置具备:
两个基板搬送机构,并排配置,分别搬送基板并将所述基板定位;
定位保持部,设于所述基板搬送机构,将所述基板定位并保持于安装作业位置;
定位检测部,检测所述定位保持部中的基板的定位的完成;
存储部,存储规定由所述元件安装机构进行的元件安装作业的安装信息;以及
控制部,通过基于所述安装信息控制所述元件安装机构和所述基板搬送机构,而利用所述基板搬送机构搬送并定位保持基板,利用所述元件安装机构以该基板为对象执行元件安装作业,
设于所述两个基板搬送机构中的至少一个基板搬送机构的所述定位保持部将所述基板依次定位保持于多个安装作业位置,
所述控制部在设置有所述多个安装作业位置的一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在所述一个基板搬送机构中开始所述一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在所述另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
2.根据权利要求1所述的电子元件安装装置,其特征在于,
由所述一个基板搬送机构搬送的基板的所述安装信息包括分别关于所述多个安装作业位置处的各个元件安装作业的安装信息,
所述控制部若在关于由所述一个基板搬送机构搬送的基板的所述安装信息中规定的一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在开始所述一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在所述另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
3.一种电子元件安装方法,通过电子元件安装装置,利用元件安装机构所具备的至少一个以上的安装头从元件供给部取出电子元件并运送搭载到基板,所述电子元件安装装置具备:两个基板搬送机构,并排配置,分别搬送基板并将所述基板定位;定位保持部,设于所述基板搬送机构,将所述基板定位并保持于安装作业位置;定位检测部,检测所述定位保持部中的基板的定位的完成;存储部,存储规定由所述元件安装机构进行的元件安装动作的安装信息;以及控制部,通过基于所述安装信息控制所述基板搬送机构和所述元件安装机构,而利用所述基板搬送机构搬送并定位保持基板,利用所述元件安装机构以该基板为对象执行元件安装作业,其特征在于,
设于所述两个基板搬送机构中的至少一个基板搬送机构的所述定位保持部将所述基板依次定位保持于多个安装作业位置,
在设置有所述多个安装作业位置的一个基板搬送机构中在每个元件安装位置依次执行所述元件安装作业的过程中,若在一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在所述一个基板搬送机构中开始所述一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在所述另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
4.根据权利要求3所述的电子元件安装方法,其特征在于,
由所述一个基板搬送机构搬送的基板的所述安装信息包括分别关于所述多个安装作业位置处的各个元件安装作业的安装信息,
所述控制部若在关于由所述一个基板搬送机构搬送的基板的所述安装信息中规定的一个安装作业位置处的元件安装作业完成的时刻在另一个基板搬送机构中检测出基板的定位的完成,则在开始所述一个安装作业位置的后续的安装作业位置处的元件安装作业之前,以在所述另一个基板搬送机构中检测出定位的完成的基板为对象执行元件安装作业。
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