CN105007713A - 元件安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种元件安装方法，使以各种要因重叠产生的复合误差为起因的吸附失误发生时的恢复作业实现自动化，能够防止装置运转率的下降。在元件安装方法中，在连续检测到规定次数以上的吸附失误的情况下执行的吸附失误应对处理包括：对载带进行间距输送而拍摄凹槽的拍摄工序；对拍摄到的图像进行识别处理来检测凹槽位置的凹槽位置检测工序；及判定凹槽位置是否包含于允许范围内的位置错动判定工序，在位置错动判定工序中判定为凹槽位置未包含于允许范围内的情况下，依次反复执行拍摄工序、凹槽位置检测工序及位置错动判定工序直到凹槽位置包含于允许范围内为止，在判定为凹槽位置包含于允许范围内的情况下，基于凹槽位置来校正吸附位置。

Description

元件安装方法

技术领域

本发明涉及从带式供料器取出元件而向基板安装的元件安装方法。

背景技术

在元件安装装置中，反复执行通过设于安装头的吸嘴利用真空吸附从由带式供料器间距输送的载带取出元件而向基板移送搭载的元件安装动作。在进行从带式供料器的元件取出之际，有时会产生在吸嘴进行的元件吸附动作时由于某些要因而无法正常吸附元件的吸附错误、在判定元件吸附后的元件保持状态的良好与否的元件识别时判定为元件保持状态不正常的识别错误等、与元件吸附相关联的不良情况即吸附失误。

上述的吸附失误多以元件取出位置的吸附位置错动、即设于载带的元件收纳用的凹槽与吸嘴的下降位置的位置错动为起因，因此以往提出了基于在元件取出时检测到的位置错动量，来随时校正吸附位置的方法(例如参照专利文献1)。由此，能够减少以吸附失误为起因的机器停止的发生频度，能够防止装置运转率的下降。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第4675703号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，在包括上述的专利文献例在内的现有技术中，存在难以抑制以下叙述的以带输送机构的机构误差、载带的尺寸·材质面的不均等各种要因重叠所产生的复合误差为起因而偶发的通过吸附位置的随时校正无法救济的吸附失误的产生的课题。即，由于带输送机构使用的链轮的输送销的间距误差或间距输送马达的间距输送误差、输送销与载带的输送孔卡合时的卡合程度的不均、以及采用通过带将2个载带接合的接合方式时的接合精度误差等各种要因，而载带的带输送精度不稳定，从而诱发吸附失误。并且，每当吸附失误发生时，需要使机器停止而操作员确认装置状态并进行手动的恢复操作，成为使装置运转率下降的要因。

因此，本发明目的在于提供一种使以各种要因重叠产生的复合误差为起因的吸附失误发生时的恢复作业实现自动化，能够防止装置运转率的下降的元件安装方法。

【用于解决课题的方案】

本发明的元件安装方法通过带式供料器对形成有收纳元件的凹槽的载带进行间距输送，通过吸嘴对被间距输送到元件取出位置的所述元件进行吸附保持而向基板安装，其中，所述元件安装方法包括吸附失误应对工序，该吸附失误应对工序执行在连续检测到1次或规定次数以上的吸附失误的情况下执行的吸附失误应对处理，所述吸附失误是所述吸嘴未正常吸附保持元件的情况，所述吸附失误应对工序包括：拍摄工序，对所述载带进行间距输送，并由移动到所述元件取出位置的拍摄单元拍摄被间距输送来的所述凹槽；凹槽位置检测工序，对所述拍摄到的图像进行识别处理来检测凹槽位置；及位置错动判定工序，判定所述检测到的凹槽位置是否包含于预先设定的允许范围内，在所述位置错动判定工序中判定为所述凹槽位置未包含于允许范围内的情况下，依次反复执行所述拍摄工序、所述凹槽位置检测工序及所述位置错动判定工序直到所述凹槽位置包含于所述允许范围内为止，在所述位置错动判定工序中判定为所述凹槽位置包含于允许范围内的情况下，执行校正工序，该校正工序基于所述凹槽位置包含于允许范围内的时刻的所述凹槽位置来校正吸附位置。

【发明效果】

根据本发明，使以各种要因重叠产生的复合误差为起因的吸附失误发生时的恢复作业实现自动化，能够防止装置运转率的下降。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的元件安装装置的俯视图。

图2是本发明的一实施方式的元件安装方法的元件取出动作的说明图。

图3是本发明的一实施方式的元件安装方法的凹槽位置检测处理的说明图。

图4是表示本发明的一实施方式的元件安装装置的控制系统的图。

图5是本发明的一实施方式的元件安装方法的元件安装动作的流程图。

图6是本发明的一实施方式的元件安装方法的吸附失误应对处理的流程图。

图7是本发明的一实施方式的元件安装方法的吸附失误应对处理的工序说明图。

【标号说明】

3 基板

5 带式供料器

5a 元件取出位置

8a 吸嘴

10 基板识别摄像机(拍摄单元)

14 载带

15b 元件收纳凹槽(凹槽)

C 凹槽位置

P 元件

R 允许范围

具体实施方式

接下来，参照图1，说明本发明的一实施方式的元件安装装置1。在基台1a的中央配置有2列的基板搬运机构2。基板搬运机构2将基板3沿X方向搬运而定位在元件安装作业位置。在基板搬运机构2的两侧配置元件供给部4，该元件供给部4排列设置有带式供料器5。带式供料器5通过对载带进行间距输送，而向后述的元件取出位置供给元件。

在基台1a上表面的X方向的一端部配置有具备直线驱动机构的Y轴移动台6，具备直线驱动机构的两台X轴移动台7与Y轴移动台6结合。在两台X轴移动台7分别在下端部安装有设置了吸嘴8a(参照图2)的安装头8。Y轴移动台6、X轴移动台7及安装头8构成元件安装机构11(参照图4)。通过驱动元件安装机构11，2个安装头8沿水平方向移动，通过吸嘴8a从带式供料器5取出元件P(参照图2)，向被定位的基板3移送搭载。

在元件供给部4与基板搬运机构2之间配置有元件识别摄像机9。取出了元件P的安装头8在上方移动时，元件识别摄像机9对保持于吸嘴8a的元件P进行拍摄。拍摄到的拍摄数据向控制部30的吸附失误检测处理部33(参照图4)传递。吸附失误检测处理部33进行该拍摄数据的识别处理，检测吸嘴8a未保持元件P，或者未以正确的姿势吸附这样的判定为元件保持状态不正常的识别错误。

在安装头8装配有位于X轴移动台7的下表面侧而分别与安装头8一体移动的基板识别摄像机10。通过安装头8的移动而基板识别摄像机10向带式供料器5的元件取出位置5a(参照图3(a))的上方移动，基板识别摄像机10对元件取出位置5a进行拍摄。

接着，参照图2，说明带式供料器5的结构和间距输送动作。图2是带式供料器5的元件取出位置5a附近的局部剖视图。在带式供料器5设有带行进路5b，将载带14沿着带行进路5b的上表面向下游侧(图2中的右侧)输送。载带14在设有收纳元件P的凹形状的元件收纳凹槽15b和输送孔15a的基带15上粘贴上封带16而成为将元件收纳凹槽15b的上表面覆盖的结构(参照图3(b))。

在带式供料器5的下游端侧设有由包含间距输送马达的旋转驱动机构(图示省略)及链轮21构成的带输送机构20。在链轮21设有与以固定间距设于基带15的输送孔15a卡合的输送销21a。通过旋转驱动机构驱动链轮21旋转，带输送驱动力由输送销21a向输送孔15a传递，将载带14向下游方向输送。

带行进路5b上的载带14通过设有开口部13a的按压构件13来覆盖上表面。按压构件13具有从上表面侧引导载带14的功能。而且，开口部13a设置在链轮21的跟前侧，作为对元件收纳凹槽15b内的元件P进行捡拾的元件取出用开口发挥功能，并且也作为用于通过基板识别摄像机10拍摄元件取出位置5a的拍摄用开口发挥功能。

带输送机构20与控制部30的机构驱动部32(参照图4)连接。而且，在控制部30的存储部31(参照图4)存储有包含由载带14收纳的元件种类、元件收纳凹槽15b的间距数据等载带信息的安装数据31a(参照图4)。基于该载带信息，控制部30控制机构驱动部32而对带输送机构20进行驱动，由此间距输送载带14而将元件P向元件取出位置5a间歇供给。

接着，参照图2，说明上封带剥离动作和元件取出动作。在带行进路5b上输送的载带14到达元件取出位置5a。在该位置，将载带14中的仅上封带16在开口部13a的缘部(剥离部)13b折回，向带输送相反方向(箭头a)一边将拉拽力施加给上封带16一边送出载带14。这样，上封带16在开口部13a的缘部13b附近被剥离而元件收纳凹槽15b的上表面露出。相对于该状态的元件收纳凹槽15b通过使吸嘴8a升降(箭头b)，由此吸嘴8a在吸附位置处与元件P抵接，通过真空吸附来取出元件P。

在来自吸嘴8a的真空吸引回路内设有流量传感器12(参照图4)，计测由吸嘴8a流入的空气的流量值。接受到该计测结果的吸附失误检测处理部33在上述的元件取出动作时，检测由于元件收纳凹槽15b内的元件P的缺货、位置错动、姿势不良等各种要因而吸嘴8a无法正常吸附元件P的吸附错误。需要说明的是，在本实施方式中，示出了基于流量传感器12检测的空气的流量值来检测吸附错误的例子，但也可以基于流量值以外的指标值、例如真空吸引回路内的真空压来检测吸附错误。

接着，参照图3，说明元件取出位置拍摄处理和凹槽位置检测处理。图3(a)示出基板识别摄像机10向元件取出位置5a的上方移动(箭头c)的状态。在该状态下，基板识别摄像机10通过开口部13a来拍摄元件取出位置5a。图3(b)示出元件安装作业中的载带14的从上方观察到的状态，按压构件13省略图示。载带14的比元件取出位置5a靠上游侧收纳元件P而上表面由上封带16覆盖，下游侧将上封带16剥离而从元件收纳凹槽15b取出元件P。

控制部30的拍摄处理部34a(参照图4)进行接受拍摄到的拍摄数据，作为凹槽图像数据31b(参照图4)而存储于存储部31的元件取出位置拍摄处理。并且，控制部30的凹槽位置检测部34b(参照图4)对存储的凹槽图像数据31b进行识别处理，进行检测处于基板识别摄像机的10的拍摄视场10a内的元件收纳凹槽15b的中心位置C(以下，称为“凹槽位置C”)，作为凹槽位置数据31c(参照图4)而存储于存储部31的凹槽位置检测处理。

接着，参照图4，说明元件安装装置1的控制系统。元件安装装置1具备的控制部30具有存储部31、机构驱动部32、吸附失误检测处理部33、吸附失误应对处理部34及错误报告部35。而且，控制部30与基板搬运机构2、元件安装机构11、带输送机构20、元件识别摄像机9、流量传感器12、基板识别摄像机10及报告单元17连接。

存储部31存储安装数据31a、凹槽图像数据31b、凹槽位置数据31c、允许范围数据31d及吸附位置数据31e等。安装数据31a包括关于各基板种类的基板尺寸、元件种类、元件安装位置、关于载带种类的载带信息等。凹槽图像数据31b是通过前述的元件取出位置拍摄处理而得到的元件取出位置5a的拍摄数据。凹槽位置数据31c是通过前述的凹槽位置检测处理检测到的凹槽位置C的数据。

允许范围数据31d是表示在后述的吸附失误发生的情况下，自动地校正安装头8的吸附位置或载带14的间距输送量，能够恢复成正常的元件安装作业的凹槽位置C可能存在的允许范围R(参照图7)的数据。吸附位置数据31e是表示在元件取出动作中吸嘴8a吸附元件P的吸附位置的数据。

控制部30对机构驱动部32进行控制而驱动基板搬运机构2，进行基板3的搬运和定位。而且，控制部30对机构驱动部32进行控制而驱动元件安装机构11，从元件取出位置5a取出元件P，进行向被定位的基板3移送搭载的元件安装作业。而且，控制部30对机构驱动部32进行控制而驱动带输送机构20，在带式供料器5中，对载带14进行间距输送。

吸附失误检测处理部33进行检测前述的识别错误或前述的吸附错误等的与元件吸附关联的不良情况即吸附失误的发生的吸附失误检测处理。

吸附失误应对处理部34具有拍摄处理部34a、凹槽位置检测部34b及位置错动判定部34c。拍摄处理部34a进行前述的元件取出位置拍摄处理。凹槽位置检测部34b进行前述的凹槽位置检测处理。位置错动判定部34c进行判定存储的凹槽位置C是否包含于存储的允许范围R内的位置错动判定处理。

错误报告部35在后述的重试次数判断处理工序中，在即使反复进行规定次数的载带14的间距输送而凹槽位置C也未包含于允许范围R内的情况下，使报告单元17工作而向操作员报告错误。报告单元17只要是向操作员报告错误的装置即可，可以使用信号塔、旋转灯、蜂鸣器等任意手段。

本发明的一实施方式的元件安装装置1如以上那样构成，接着，按照图5、6的流程图，并参照图7，说明本发明的一实施方式的元件安装方法。

在元件安装作业时，控制部30对各部进行控制而执行以下的各处理。首先进行控制，对载带14进行间距输送而将元件P向元件取出位置5a供给(ST1)，通过吸嘴8a吸附元件P(ST2)。接着，执行吸附失误检测处理，检测判定是否发生了吸附失误(ST3：吸附失误检测判定工序)。在吸附失误检测判定工序(ST3)中判定为吸附失误未发生的情况下，进行控制而将保持于吸嘴8a的元件P向基板3移送搭载(ST4)。

在吸附失误检测判定工序(ST3)中判定为发生了吸附失误的情况下，控制部30接着判断是否连续检测到规定的次数的吸附失误(ST11：连续吸附失误判断工序)。在连续吸附失误判断工序(ST11)中判断为未连续检测到规定的次数的吸附失误的情况下，返回(ST1)而继续元件安装作业。在连续吸附失误判断工序(ST11)中判断为连续检测到规定的次数以上(例如3次)的吸附失误的情况下，执行后述的吸附失误应对处理(ST12：吸附失误应对工序)。即，执行在连续检测到规定的次数以上的吸嘴8a未正常吸附保持元件P的吸附失误的情况下执行的吸附失误应对处理。需要说明的是，在连续吸附失误判断工序(ST11)中判断的吸附失误的连续次数可以为1次。即，可以在检测到1次的吸附失误的情况下执行吸附失误应对处理。

在吸附失误应对处理中，控制部30首先进行控制而使作为拍摄单元的基板识别摄像机10向元件取出位置5a移动(ST21：拍摄单元移动工序)。接着进行控制而对载带14进行间距输送(ST22：间距输送工序)，执行元件取出位置拍摄处理而拍摄元件取出位置5a(ST23：凹槽拍摄工序)。即，间距输送工序(ST22)、凹槽拍摄工序(ST23)这一连串的工序成为控制部30进行控制而对载带14进行间距输送，并由移动到元件取出位置5a的拍摄单元拍摄被间距输送来的元件收纳凹槽15b的拍摄工序。接着，执行凹槽位置检测处理，对拍摄到的图像进行识别处理而检测凹槽位置C(ST24：凹槽位置检测工序)。

接着，控制部30判断是否能够识别到元件收纳凹槽15b(ST25：凹槽识别判断工序)。在凹槽识别判断工序(ST25)中判断为能够识别到元件收纳凹槽15b的情况下，执行位置错动判定处理而判定检测到的凹槽位置C是否包含于预先设定的允许范围R内(ST26：位置错动判定工序)。在凹槽识别判断工序(ST25)中判断为无法识别元件收纳凹槽15b的情况下，或者在位置错动判定工序(ST26)中判定位凹槽位置C未包含于允许范围R内的情况下，判断间距输送工序(ST22)、凹槽拍摄工序(ST23)、凹槽位置检测工序(ST24)、凹槽识别判断工序(ST25)、位置错动判定工序(ST26)这一连串的工序(以下，称为“重试”)是否反复进行了规定次数(ST29：重试次数判断工序)。

在重试次数判断工序(ST29)中，在判断为重试未反复进行规定次数的情况下，控制部30返回间距输送工序(ST22)而再次执行重试(ST22-26)。即，在位置错动判定工序(ST26)中判定为凹槽位置C未包含于允许范围R内的情况下，在凹槽位置C包含于允许范围R内之前依次反复执行拍摄工序、凹槽位置检测工序(ST24)、位置错动判定工序(ST26)。

在位置错动判定工序(ST26)中判定为凹槽位置C包含于允许范围R内的情况下，控制部30存储该凹槽位置C(ST27：凹槽位置存储工序)，基于存储的凹槽位置C，对吸附位置数据31e进行校正(ST28：校正工序)。即，在位置错动判定工序(ST26)中判定为凹槽位置C包含于允许范围R内的情况下，执行基于凹槽位置C包含于允许范围R内的时刻的凹槽位置C来校正吸附位置的校正工序。

在此，参照图7，具体说明吸附失误应对处理的工序。图7(a)、(b)、(c)依次示出在吸附失误应对处理中、凹槽位置C未包含于允许范围R内的情况下，执行重试而顺次间距输送的载带14的状态。控制部30以在1次的间距输送中将载带14输送元件收纳凹槽15b的1间距量的方式进行控制，但是以各种要因重叠的复合误差等为起因而间距输送量存在偶发地较大变动的情况。图7的例子示出间距输送量较大变动而元件收纳凹槽15b从所希望的元件取出位置5a较大错动、停止而发生了吸附失误之后，执行吸附失误应对处理的状态。

图7(a)示出在吸附失误发生后被间距输送的载带14中，收纳有元件P1的元件收纳凹槽15b仍然从基板识别摄像机10的拍摄视场10a露出的状态。在该状态下，在凹槽位置检测工序(ST24)的凹槽位置检测处理中未检测凹槽位置C1，因此在凹槽识别判断处理(ST25)中判断为无法识别元件收纳凹槽15b。并且，在重试未反复进行规定次数的情况下，执行重试。

图7(b)示出从图7(a)的状态起执行重试而被间距输送的载带14。在图7(b)中，收纳有元件P2的元件收纳凹槽15b处于拍摄视场10a内，因此在凹槽位置检测处理中检测凹槽位置C2。然而，由于检测到的凹槽位置C2处于允许范围R外，因此在位置错动判定工序(ST26)中，判定为凹槽位置C2未包含于允许范围R内。并且，在重试未反复进行规定次数的情况下，执行重试。

图7(c)示出从图7(b)的状态起执行重试而再次被间距输送的载带14。在图7(c)中，由于收纳有元件P3的元件收纳凹槽15b处于拍摄视场10a内，因此在凹槽位置检测处理中检测凹槽位置C3。而且，由于检测到的凹槽位置C3处于允许范围R内，因此在位置错动判定工序(ST26)中，判定为凹槽位置C3包含于允许范围R内。并且，基于凹槽位置C3进行吸附位置的校正。

在重试次数判断工序(ST29)中，在判断为重试反复进行了规定次数(例如5次)的情况下，控制部30使元件安装作业停止，将无法进行正常的元件吸附的错误的内容向操作员报告(ST30)。这样，在吸附失误应对工序(ST12)中，在即使反复进行规定次数载带14的间距输送而凹槽位置C也未包含于允许范围R内的情况下，报告错误。需要说明的是，此时，未检测到吸附失误的一侧的安装头8继续元件安装动作。当报告错误时，操作员确认装置状态而进行基于手动的恢复操作。

借助校正工序(ST28)，控制部30结束一连串的吸附失误应对工序(ST12)而返回(ST2)。以后，基于在上述的校正工序(ST28)中校正后的吸附位置数据31e，继续元件安装作业。即，使吸附失误发生时的恢复作业实现自动化。

如上所述，在元件安装作业时，存在以各种要因重叠的复合误差为起因而间距输送的元件P从吸附位置较大地错动、停止，吸附失误偶发的情况。然而，以这样的复合误差为起因的元件P的位置错动在载带14的一部分上局部产生的情况较多。因此，通过反复进行间距输送来缓和误差的要因，将元件P的停止位置拉回正常的位置的情况较多。

在吸附失误发生后，若在元件P的停止位置还未被拉回正常的位置的状态(凹槽位置C的错动仍较大的状态)下恢复作业，则即使再次开始元件安装作业，吸附位置的校正量也过大而反复出现吸附失误。相对于此，在上述的本发明的一实施方式的元件安装方法中，在连续检测到1次或规定次数以上的吸附失误的情况下，在凹槽位置C包含于预先设定的允许范围R内之前反复进行间距输送，基于包含于允许范围R内的凹槽位置C来校正吸附位置，由此不仅能够自动恢复成元件安装作业，而且能够防止元件安装作业再开时的吸附失误。

在本实施方式的元件安装方法中，预先设定通过实验等求出的最佳的允许范围R，在凹槽位置C包含于允许范围R内之前反复进行间距输送而求出适度的校正量进行校正，由此能够实现恢复作业的自动化，防止装置运转率的下降。而且，能够防止元件安装作业的再开时的吸附失误。此外，在即使反复进行规定次数的间距输送而凹槽位置C也无法包含于允许范围R内的情况下，通过报告表示该内容的错误，能够减轻操作员进行的装置状态确认的作业负担。

【工业上的可利用性】

根据本发明，具有使以各种的要因重叠产生的复合误差为起因的吸附失误发生时的恢复作业实现自动化、能够防止装置运转率的下降这样的效果，在从带式供料器取出元件而向基板安装的领域中有用。

Claims (2)

1.一种元件安装方法，通过带式供料器对形成有收纳元件的凹槽的载带进行间距输送，通过吸嘴对被间距输送到元件取出位置的所述元件进行吸附保持而向基板安装，其特征在于，

所述元件安装方法包括吸附失误应对工序，该吸附失误应对工序执行在连续检测到1次或规定次数以上的吸附失误的情况下执行的吸附失误应对处理，所述吸附失误是所述吸嘴未正常吸附保持元件的情况，

所述吸附失误应对工序包括：

拍摄工序，对所述载带进行间距输送，并由移动到所述元件取出位置的拍摄单元拍摄被间距输送来的所述凹槽；

凹槽位置检测工序，对所述拍摄到的图像进行识别处理来检测凹槽位置；及

位置错动判定工序，判定所述检测到的凹槽位置是否包含于预先设定的允许范围内，

在所述位置错动判定工序中判定为所述凹槽位置未包含于允许范围内的情况下，依次反复执行所述拍摄工序、所述凹槽位置检测工序及所述位置错动判定工序直到所述凹槽位置包含于所述允许范围内为止，

在所述位置错动判定工序中判定为所述凹槽位置包含于允许范围内的情况下，执行校正工序，该校正工序基于所述凹槽位置包含于允许范围内的时刻的所述凹槽位置来校正吸附位置。

2.根据权利要求1所述的元件安装方法，其特征在于，

在所述吸附失误应对工序中，在即使将所述载带的间距输送反复进行规定次数也无法使所述凹槽位置包含于允许范围内的情况下，报告错误。