CN105309064A

CN105309064A - 元件安装装置和元件安装方法

Info

Publication number: CN105309064A
Application number: CN201480002290.1A
Authority: CN
Inventors: 井上聪
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2034-05-28
Also published as: JP6043367B2; WO2015181905A1; JPWO2015181905A1; CN105309064B

Abstract

具备：头单元，在由能够沿上下方向升降的吸嘴吸附元件的状态下移动到基板的上方后，通过吸嘴将元件安装于基板；基准标记，设于头单元；可动拍摄部，在吸嘴和基准标记的排列方向上相对于头单元移动自如地设置；固定拍摄部，固定于比可动拍摄部移动的高度位置低的位置；及控制部，基于对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄所得的图像，对由吸嘴向基板安装元件的安装动作进行校正，控制部选择第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式来取得图像，第一拍摄模式是使可动拍摄部沿排列方向移动而利用可动拍摄部对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式，所述第二拍摄模式是使头单元经由固定拍摄部的上方向基板的上方移动而利用固定拍摄部对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式。

Description

元件安装装置和元件安装方法

技术领域

本发明涉及在由吸嘴吸附元件的状态下使头单元移动到基板的上方后将上述元件安装于基板的元件安装装置和元件安装方法。

背景技术

以往，提供了多种将电子元件等元件安装于基板的元件安装装置。在元件安装装置中，带式供料器、盘式供料器等元件供给单元装卸自如地安装于装置的元件供给部。而且，从元件供给单元供给的元件由吸嘴吸附，该吸嘴安装于头单元所装备的安装头的下方端部。而且，在由吸嘴吸附该元件的状态下，头单元向基板侧的移动目标位置移动，安装头向基板安装元件。

然而，在上述元件安装装置中，需要在考虑元件相对于吸嘴的吸附偏差的基础上进行元件向基板的安装。因此，例如在专利文献1记载的装置中，在头单元的吸嘴附近设置基准标记，并在基台上固定配置有由CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合器件)区域传感器构成的相机。该基准标记和吸嘴的位置关系被预先调查，并作为已知信息存储在存储器内。而且，在元件吸附结束后，在由吸嘴吸附该元件的状态下，头单元经由相机的上方向基板的上方位置移动。在通过该相机的上方空间的期间，上述基准标记和吸附元件由相机拍摄。根据该拍摄图像，基准标记和吸附元件的位置关系被导出，并将其与上述已知的位置关系进行对比，求出元件相对于吸嘴的偏差量，根据该偏差量，对移动目标位置进行校正，从而提高安装精度。

专利文献1：日本特开2006－24957号公报

发明内容

然而，在上述元件安装装置中，虽然利用固定于基台的相机从铅垂下方对元件进行拍摄，但作为对元件和基准标记进行拍摄的单元，能够使用扫描相机。该扫描相机相对于头单元在吸嘴的排列方向上移动自如地设置，沿排列方向移动并对吸附于吸嘴的元件(以下称作“吸附元件”)和基准标记进行拍摄。虽然为了如此对吸附元件和基准标记进行拍摄而存在相互不同的方式，但如后述那样具有各种各样的固有问题。因此，优选一种以对两种问题进行插补的形式来对吸附元件和基准标记进行拍摄的技术，但以往不存在这样的技术，特别是从通用性出发，难以与各种各样的元件尺寸对应。

本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于在基于对由头单元所装备的吸嘴吸附的元件和设于头单元的基准标记进行拍摄所得的图像对安装位置进行校正而将元件安装在基板上的元件安装技术中，无论元件的尺寸如何都能良好地对该元件和基准标记进行拍摄。

本发明的第一方式是一种元件安装装置，其特征在于，具备：头单元，在由能够沿上下方向升降的吸嘴吸附元件的状态下移动到基板的上方而将元件安装于基板；基准标记，设于头单元；可动拍摄部，在吸嘴和基准标记的排列方向上相对于头单元移动自如地设置；固定拍摄部，固定于比可动拍摄部移动的高度位置低的位置；及控制部，基于对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄所得的图像，对元件向基板的安装进行校正，控制部选择第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式来取得图像，第一拍摄模式是使可动拍摄部沿排列方向移动而利用可动拍摄部对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式，第二拍摄模式是使头单元经由固定拍摄部的上方向基板的上方移动而利用固定拍摄部对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式。

而且，本发明的第二方式是一种元件安装方法，在由能够沿上下方向升降的吸嘴吸附元件的状态下使头单元移动到基板的上方而将元件安装于基板，元件安装方法的特征在于，包括：图像取得工序，对吸附于吸嘴的元件和设于头单元的基准标记进行拍摄来取得图像；及校正工序，基于图像，对吸嘴进行的元件向基板的安装进行校正，图像取得工序是选择第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式来取得图像的工序，第一拍摄模式是边使设于头单元的可动拍摄部沿吸嘴和基准标记的排列方向移动边利用可动拍摄部对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式，第二拍摄模式是使头单元经由固定拍摄部的上方向基板的上方移动而利用固定拍摄部对吸附于吸嘴的元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式，固定拍摄部固定于比可动拍摄部移动的高度位置低的位置。

在如此构成的发明中，设置两种拍摄单元、即、可动拍摄部和固定拍摄部。而且，可动拍摄部能够一边沿排列方向移动一边对基准标记和元件进行拍摄(第一拍摄模式)。而且，在头单元在固定拍摄部的上方移动的期间，固定拍摄部能够对基准标记和元件进行拍摄(第二拍摄模式)。由此，拍入元件和基准标记的、安装校正不可或缺的图像能够由相互不同的拍摄模式进行拍摄。因此，即使利用一种拍摄模式难以对元件和基准标记进行拍摄，也能够利用另一种拍摄模式进行拍摄。

发明效果

由此，根据本发明，用于对具有元件和基准标记的图像进行拍摄的拍摄模式设置有两种类型，能够选择性地使用这些类型对上述图像进行拍摄。因此，即使元件尺寸不同，通过选择性地执行与各元件尺寸对应的拍摄模式，也能够良好地对拍入该元件和基准标记的图像进行拍摄。

附图说明

图1是表示本发明涉及的元件安装装置的第一实施方式的概略构成的俯视图。

图2是图1所示的元件安装装置的局部主视图。

图3是表示图1所示的元件安装装置的主要电气构成的框图。

图4是表示图1的元件安装装置的安装循环的动作的流程图。

图5是示意性地表示安装循环的动作的图。

图6是表示本发明涉及的元件安装装置的第二实施方式的图。

图7是表示本发明涉及的元件安装装置的第三实施方式的图。

具体实施方式

图1是表示本发明涉及的元件安装装置的第一实施方式的概略构成的俯视图。而且，图2是图1所示的元件安装装置的局部主视图。而且，图3是表示图1所示的元件安装装置的主要电气构成的框图。另外，在图1和图2中，为了明确各图的方向关系，示出了XYZ直角坐标轴。

在该元件安装装置1中，在基台11上配置有基板搬运机构2，能够沿预定搬运方向X搬运基板S。更具体而言，基板搬运机构2在基台11上具有从图1的右侧向左侧搬运基板S的一对输送机21、21，通过按照来自对装置整体进行控制的控制单元3的控制指令而动作，搬入基板S，并使其在预定安装作业位置(图1所示的基板S的位置)停止。而且，省略图示的保持装置固定并保持在安装作业位置停止的基板S。然后，从安装在元件供给部4上的带式供料器41供给的电子元件通过头单元6所装备的安装头61安装于基板S。而且，当将所有应该搭载于基板S上的元件都安装于基板S上时，在保持装置解除基板S的保持后，基板搬运机构2从安装作业位置搬出基板S。

在如此构成的基板搬运机构2的前方侧(+Y轴方向侧)和后方侧(－Y轴方向侧)配置有元件供给部4。多个带式供料器41装卸自如地安装于元件供给部4。在各带式供料器41中，安装有卷绕有带的带盘，该带收纳、保持有元件。集成电路(IC)、晶体管、电容器等芯片元件保持预定间隔地收纳、保持于带。而且，随着元件被在安装头61的前端安装的吸嘴611拾取，带从带盘间歇性地被送出。

头单元6在利用安装头61的吸嘴611吸附并保持元件的状态下向基板S的上方位置搬运，并将元件安装在用户预先指定的基板S的安装位置。在本实施方式中，8个安装头61沿X轴方向排成一列，能够一次向基板S的上方位置搬运最多8个元件。而且，在头单元6，作为如后述那样用于进行安装校正的基准标记而设置4个基准标记MK1、MK1、MK2、MK2，并设置有两种相机71、72。

相机71是基板识别用相机，由照明部和CCD相机等构成，通过对附在基板S的基准标记进行拍摄等来进行基板识别。另一方面，相机72是在头单元6的下方侧以拍摄部72a的上端72a1处于高度位置HP1(图2(b)中的单点划线)的下方、且拍摄部72a的下端即相机72的下端72b处于安装在基板S上的高度最高的元件的上方的方式沿X轴方向移动自如地安装于头单元6的扫描相机，能够利用扫描用驱动马达721的驱动控制而沿X轴方向移动，并对位于高度位置HP1的物体进行拍摄。即，高度位置HP1相当于扫描相机72的焦点位置(或景深内的位置)。因此，通过使扫描相机72沿X轴方向扫描，利用在下方移动的拍摄部72a对位于高度位置HP1的基准标记MK1、MK1和定位于高度位置HP1的元件的下表面进行拍摄，能够取得将基准标记MK1、元件和基准MK1按照该排列顺序拍入的图像。

上述扫描用基准标记MK1、MK1与其它基准标记MK2、MK2一起沿安装头61的排列方向X排列。更具体而言，如图2(b)所示，在安装头列的(+X)轴方向侧和(－X)轴方向侧分别设置基准标记MK2、MK2，而且在基准标记MK2的(+X)轴方向侧和(－X)轴方向侧分别设置基准标记MK1、MK1。因此，当从下方侧观察头单元6时，如图1的虚线所示，基准标记MK1、MK2、8个吸嘴611和基准标记MK2、MK1在X轴方向上配置成列状。

扫描用基准标记MK1、MK1在头单元6中安装于杆状部件601的下端面，在上下方向Z位于预定高度位置HP1，杆状部件601从支撑各安装头61的支撑框架(不会沿上下方向Z移动的部位)沿上下方向Z延伸地设置。另一方面，基准标记MK2、MK2以能够由固定于基台11的基台相机73拍摄的方式安装于头单元6。此外，基台相机73的焦点位置(或景深内的位置)是比高度位置HP1低的高度位置HP2(图2(b)中的双点划线)。在此，当使基准标记MK2、MK2与扫描用基准标记MK1、MK1相同，以设置有基准标记MK2、MK2的下端面处于高度位置HP2的方式将杆状部件从头单元6的支撑框架向下方延伸地设置时，基准标记MK2、MK2与扫描相机72发生干扰。

因此，在本实施方式中，为了避免与相机72发生干扰并利用固定相机72对基准标记MK2、MK2进行拍摄，采用与日本专利第4343710号公报记载的技术相同的构成。即，如图2(b)所示，圆筒壳体602、602安装于上述支撑框架(省略图示)。各圆筒壳体602配置于比扫描相机72的移动路径高的位置(比拍摄部72a的上端72a1高的位置)。可避免圆筒壳体602与扫描相机72的相互干扰。在各圆筒壳体602的内部设置有沿上下方向Z延伸地设置的杆状部件603、透镜604。杆状部件603比杆状部件601短，在其下端面安装有基准标记MK2。而且，配置于基准标记MK2的下方位置的透镜604将基准标记MK2的像形成于基准标记MK1和基台相机73之间的高度位置HP2。因此，当利用基台相机73对基准标记MK2、MK2和定位于高度位置HP2的元件的下表面进行拍摄时，能够取得将基准标记MK2、元件和基准标记MK2按照该排列顺序拍入的图像。

如此，在本实施方式中，设置有两种基准标记。因此，为了明确地区别两者，在下文中，将由扫描相机72拍摄的基准标记MK1称作“第一基准标记MK1”，而将由基台相机73拍摄的基准标记MK2称作“第二基准标记MK2”。而且，设置了两种高度位置。因此，为了明确地区别两者，在下文中，将基准标记MK1的高度位置即高度位置HP1称作“第一高度位置”，将基准标记MK2的像的高度位置即高度位置HP2称作“第二高度位置”。另外，关于这两种基准标记和高度位置的分开使用在下文中详细描述。

在头单元6，8个安装头61沿X轴方向(基板搬运机构2搬运基板S的方向)等间距地设成列状。而且，安装于各安装头61的前端部的吸嘴611经由压力切换机构(图示省略)而能够与真空供给源、正压源和大气中的任一个连通，利用压力切换机构来切换施加到吸嘴611的压力。

各安装头61能够利用省略图示的嘴升降驱动机构相对于头单元6升降(Z方向的移动)、并能够利用省略图示的嘴旋转驱动机构绕嘴中心轴旋转(图2的R方向旋转)。这些驱动机构中的嘴升降驱动机构是使安装头61在进行吸附或安装时的下降位置(下降端)和进行搬运时的上升位置(上升端)之间升降的机构。另一方面，嘴旋转驱动机构是根据需要而使吸嘴611旋转的机构，并利用旋转驱动而使吸嘴611位于搭载元件时的预定的R轴方向。另外，这些驱动机构分别由Z轴马达62Z和R轴马达62R及预定的动力传递机构构成，通过控制单元3的马达控制部31驱动控制Z轴马达62Z和R轴马达62R，由此各安装头61沿Z方向和R方向移动。

另外，为了将由这些安装头61吸附的元件在元件供给部4和基板S之间进行搬运并安装于基板S，头单元6能够在基台11的预定范围内沿X轴方向和Y轴方向(与X轴和Z轴方向正交的方向)移动。即，头单元6能够沿X轴移动地支撑于沿X轴方向延伸的安装头支撑部件63。而且，安装头支撑部件63的两端部由Y轴方向的固定导轨64支撑，并能够沿该固定导轨64在Y轴方向上移动。而且，该头单元6通过X轴马达62X经由滚珠丝杠66沿X轴方向被驱动，安装头支撑部件63通过Y轴马达62Y经由滚珠丝杠68沿Y轴方向被驱动。由此，头单元6能够将吸附于安装头61的元件从元件供给部4搬运到移动目的位置。

在元件安装装置1具备作为与操作者的接口发挥功能的显示单元5(图3)。显示单元5与控制单元3连接，除了显示元件安装装置1的动作状态的功能之外，还具有作为由触摸面板构成且接收来自操作者的输入的输入终端的功能。

接下来，参照图3对控制单元3的构成进行说明。控制单元3设于装置主体的内部的适当部位，由进行逻辑运算的公知的CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)、存储初始设定等的ROM(ReadOnlyMemory：只读存储器)、临时存储装置动作中的各种各样的数据的RAM(RandomAccessMemory：随机存储器)等构成。

控制单元3功能上具备马达控制部31、外部输入输出部32、图像处理部33、服务器通信控制部34、供料器通信控制部35、存储器36和运算处理部37。

上述马达控制部31控制上述X轴马达62X、Y轴马达62Y、Z轴马达62Z、R轴马达62R和扫描用驱动马达721的驱动。外部输入输出部32输入来自元件安装装置1所装配的各种传感器91的信号，另一方面对元件安装装置1所装配的各种促动器92等输出信号。图像处理部33从基台相机73、基板识别相机71和扫描相机72读取图像数据，进行二值化等图像处理。在服务器通信控制部34与服务器(图示省略)之间进行信息等的交换。供料器通信控制部35与各带式供料器41之间进行信息等的交换。

存储器36存储元件安装处理的程序、元件的种类、尺寸等元件信息、基准标记和吸嘴611的位置关系、基准标记的基准间距、安装所需的各种数据等。

上述运算处理部37是CPU等之类的、具有运算功能的结构，通过按照上述存储部36所存储的程序来控制马达控制部31、图像处理部33等，重复头单元6执行的安装循环(或也称作安装周期)。该安装循环意味着，头单元6例如从基板S上方位置向元件供给部4上方移动，由头单元6吸附从元件供给部4供给的一个或多个元件，在移动到在安装作业位置停止的基板S的上方位置后，同时将元件安装在基板S上的一连串工序，在一次安装循环中，能够将最多8个(安装头61的数量)安装于基板S。而且，在本实施方式中，两种基准标记、即第一基准标记MK1和第二基准标记MK2设于头单元6，并由各自不同的相机拍摄。因此，运算处理部37如下述说明的那样，在执行安装循环前，基于元件的高度(元件在上下方向Z的高度)来选择对元件和基准标记进行拍摄的拍摄模式。而且，运算处理部37在安装循环中利用所选择的拍摄模式对吸附于吸嘴611的元件和基准标记的图像进行拍摄，并基于该图像对头单元6的移动目标位置进行校正后，将元件安装于基板S。由此，在本实施方式中，运算处理部37具有作为拍摄模式选择部371、图像取得处理部372和安装校正处理部373的功能。

图4是表示图1的元件安装装置的安装循环的动作的流程图。而且，图5是示意性地表示安装循环的动作的图。在该元件安装装置1中，按照存储于存储器36的程序，运算处理部37控制装置各部，如下文说明的那样执行安装循环。

在步骤S1中，读取与应通过安装循环使用8个安装头61安装于基板S的元件(以下称作“安装对象元件”)有关的元件信息。而且，各安装对象元件的高度、即上下方向Z的尺寸被相互比较，安装对象元件的最大高度被导出(步骤S2)。例如，如图5(a)所示，在8个安装对象元件都是高度较低的元件(以下称作“低元件”)8L时，最大高度也肯定为低的值。另一方面，如图5(b)所示，在安装对象元件中包含高度较高的元件(下文称作“高元件”)8H时，最大高度成为高元件8H的高度。

当如此求出最大高度时，判断该最大高度是否为基准高度以下(步骤S3)。在此，“基准高度”如下述说明的那样成为拍摄模式的切换基准，与确定是否利用扫描相机72对元件进行拍摄的边界值对应。针对具有基准高度以下的高度的元件、即低元件8L，为了如下述那样缩短执行安装循环所需的时间，优选利用扫描相机72进行拍摄，在步骤S3中判断为“是”。即，在该安装循环的安装对象元件都是低元件8L的情况下，第一拍摄模式被执行(步骤S4)。

该第一拍摄模式是执行步骤S41～S45并利用扫描相机72对元件8L和第一基准标记MK1、MK1的图像进行拍摄的模式。更具体地说，头单元6移动到供给安装对象元件的带式供料器41的上方位置后，安装头61下降，利用吸嘴611吸附并保持安装对象元件8L(步骤S41)。然后，吸附保持安装对象元件8L的安装头61开始上升，在该安装对象元件8L的下表面抵达第一高度位置HP1的时刻，停止安装头61的上升并进行定位(步骤S42)。在确认为针对安装循环的所有安装对象元件8L进行了执行之前、即在步骤S43中判定为“是”之前重复执行这样的工序(S41、S42)。另外，在本实施方式中，由于安装头61是8个，所以最多重复执行8次。

当所有元件的吸附结束时，如图5(a)所示，头单元6开始向基板S的安装位置MP的上方位置直接移动(步骤S44)。为了由基台相机73进行拍摄，需要经由基台相机73的上方。然而，在该第一拍摄模式中，由于不利用基台相机73进行拍摄，所以头单元6不经由基台相机73的上方，从元件供给部4朝向基板S的上方位置直线地移动(参照图5中的(a-1)栏)。而且，与该头单元6的移动同时地，扫描相机72沿X轴方向移动(参照图5中的(a-2)栏)。在该移动中，扫描相机72对第一基准标记MK1、MK1和吸附于各吸嘴611的安装对象元件8L进行拍摄(步骤S45)，取得将第一基准标记MK1、元件8L、8L、…、第一基准标记MK1按照该顺序拍入的图像IM1(参照图5中的(a-3)栏)，并存储在存储器36内。在这样的安装对象元件都是低元件8L的情况下，由于不使头单元6经由基台相机73的上方就能够移动至基板S的上方，所以能够缩短执行安装循环所需的时间。

在安装循环中，在应安装的元件、即安装对象元件中存在高元件的情况下，不希望执行上述第一拍摄模式。为了能够利用扫描相机72进行扫描，需要将高元件的下表面定位于第一高度位置HP1。即，需要增大安装头61的上升行程，头单元6大型化。而且，当增大安装头61的上升行程时，也花费时间。因此，在本实施方式中，为了解决该问题，在所有安装对象元件或一部分安装对象元件是高元件8H、最大高度超过基准高度、且不希望利用扫描相机72进行拍摄的情况下，在步骤S3中判断为“否”，执行第二拍摄模式(步骤S5)。

该第二拍摄模式是执行步骤S51～S55并利用扫描相机72对元件8L、8H和第二基准标记MK2、MK2的图像进行拍摄的模式。更具体地说，头单元6移动到供给安装对象元件的带式供料器41的上方位置后，安装头61下降，利用吸嘴61吸附并保持安装对象元件8L(或8H)(步骤S51)。然后，吸附保持安装对象元件8L(或8H)的安装头61开始上升，在该安装对象元件8L(或8H)的下表面抵达第二高度位置HP2的时刻，停止安装头61的上升并进行定位(步骤S52)。在确认为针对安装循环的所有安装对象元件进行了执行之前、即在步骤S43中判定为“是”之前重复执行。另外，在本实施方式中，与第一拍摄模式相同，最多重复执行8次。在由安装头61保持的元件中，例如如图5(b－2)栏所示那样，高元件8H和低元件8L混杂，虽然省略图示，但是存在由安装头61保持的所有元件都是高元件8H的情况。

当所有元件的吸附结束时，经由基台相机73的上方的头移动动作开始(步骤S54)。该头移动动作是如下动作：头单元6从元件供给部4移动至基台相机73的附近位置，然后以由吸嘴611保持的元件和第二基准标记MK2横穿基台相机73的上方的方式移动后，移动到基板S的安装位置MP的上方位置(参照图5中的(b－1)栏)。而且，在头单元6通过基台相机73的上方时，基台相机73对元件8L、8H和在第二高度位置HP2所形成的第二基准标记MK2、MK2的像Im进行拍摄(步骤S55)，取得将第二基准标记MK2、元件8L、8H、…、第二基准标记MK2按照该顺序拍入的图像IM2(参照图5中的(b－3)栏)，并存储在存储器36内。另一方面，虽然省略图示，但在由安装头61的吸嘴611吸附保持的元件都是高元件8H时，取得将第二基准标记MK2、元件8H、8H、…、第二基准标记MK2按照该顺序拍入的图像。由此，即使安装对象元件都是高元件8H、或在安装对象元件中含有高元件8H，也能够可靠地对第二基准标记MK2和所有安装对象元件8L、8H的图像进行拍摄。另外，图5中的附图标记Imk1、Imk2分别是基准标记MK1、MK2的图像，附图标记I8L、I8H分别是低元件8L和高元件8H的图像。

通过执行该第二拍摄模式，通过使头单元6经由基台相机73的上方移动到基板S的上方，虽然执行安装循环所需的时间变长，但无需增大安装头61的上升行程，能够防止头单元6的大型化，并缩短使各安装头61上升所需的时间，能够减轻执行安装循环所需的时间变长这一情况。

而且，第二拍摄模式所需的时间比第一拍摄模式所需的时间长，但若利用一次第二拍摄模式对很多高元件8H进行拍摄，并基于所拍摄的图像进行元件安装，则能够抑制针对一个基板S应执行的第二拍摄模式的次数，能够缩短生产节拍时间。即，在第二拍摄模式中，优选由安装头61的吸嘴611吸附保持的元件多数是高元件8H，由此能够缩短生产节拍时间。

另一方面，当将第二拍摄模式中的拍摄对象元件仅限定于高元件8H时，例如在一部分安装头61中，利用吸嘴611保持高元件8H，其它安装头61处于空的状态、即处于不利用吸嘴611吸附元件的状态。因此，当空的状态的安装头数量增加时，针对一个基板S应执行的安装循环的数量也增加，生产节拍时间变长。当考虑到此点时，也存在利用保持高元件8H的吸嘴611之外的吸嘴611的全部或一部分吸附低元件8L，使高元件8H和低元件8L混杂来执行第二拍摄模式的适当的情况。

因此，在本实施方式中，如上述那样在第二拍摄模式中，由安装头61的吸嘴611保持的元件可以都是高元件8H，也可以使高元件8H和低元件8L混杂。因此，能够有效地缩短生产节拍时间。

当拍摄模式结束时，基于第一图像IM1或第二图像IM2，基于头单元6的元件的安装位置被校正，安装对象元件被安装于基板(步骤S6)。即，运算处理部37从存储器36读出基准标记和吸嘴611的位置关系，基于该位置关系及图像(第一图像IM1或第二图像IM2)上的吸嘴611和吸附元件的位置关系，算出元件相对于各吸嘴611的吸附偏差量。而且，运算处理部37从存储器36读出基准标记的基准间隔，基于该基准间隔及上述图像所包含的两个基准标记(两个第一基准标记MK1、MK1或两个第二基准标记MK2、MK2)的间隔，算出X轴方向的头单元6的移动误差(步骤S61)。

而且，运算处理部37控制装置各部，利用头单元6将所有安装对象元件安装于基板S(步骤S62～S64)。即，头单元6向移动目标位置移动而定位于元件的安装位置MP的上方(步骤S62)。此时，以移动前基于吸附偏差量和移动误差对其进行校正的方式对头单元6的移动目标位置进行校正。而且，在头单元6向安装位置MP的上方移动后，执行元件的安装(步骤S63)。

另外，在步骤S62、S63中，也可以在头单元6向校正后的移动目标位置移动的期间在刚要定位于元件的安装位置MP的上方之前，安装头61开始使元件下降，在基于校正后的元件安装位置的元件的安装位置MP进行元件的安装。

当如此安装元件时，判定该安装循环的所有安装对象元件是否被安装(步骤S64)，在仍残留有未安装的元件(在步骤S64中判定为“否”)的期间，重复头单元6的移动(步骤S62)和元件安装(步骤S63)。另一方面，在步骤S64中判定为“是”时，安装循环结束。

如上所述，根据本实施方式，设置有相当于本发明的“可动拍摄部”的一例的扫描相机72和相当于本发明的“固定拍摄部”的一例的基台相机73。而且，通过对应于安装循环的安装对象元件的最大高度选择性地执行两种拍摄模式中的一种，与元件的尺寸、特别是上下方向Z的尺寸无关，对安装校正不可或缺的图像(拍入元件和基准标记的图像IM1、图像IM2)进行拍摄。其结果是，能够高精度地将各种元件安装于基板S。

而且，在安装循环的所有安装对象元件都是低元件8L时，由于利用第一拍摄模式对拍入了所有安装对象元件和基准标记的图像进行拍摄，所以能够缩短头单元6从元件供给部4的上方向基板S的上方移动所需的时间，改善生产节拍时间。另一方面，虽然在包含高元件8H时执行第二拍摄模式，但在本实施方式中，由于不对第二拍摄模式用的基准标记MK2直接拍摄，而将基台相机73的焦点位置设定于比第一高度位置HP1低的第二高度位置HP2，并利用基台相机73对形成于第二高度位置HP2的基准标记MK2的像Im进行拍摄，所以能够获得下文所述的优异的作用效果。

为了提高元件的安装精度，如上述那样需要在头单元6设置基准标记，以与由吸嘴611吸附的元件一起拍入到同一图像的方式对基准标记进行拍摄。因此，为了实现对基准标记和元件进行拍摄来取得图像并将该图像用于吸附偏差量和移动误差的计算这一目的，使基台相机73的焦点位置与第一高度位置HP1一致，与低元件8L和高元件8H无关，以由吸嘴611吸附的元件的下表面位于第一高度位置HP1的方式在Z轴方向上对各安装头61进行定位即可。另外，根据这种观点实现了元件安装装置1的构成简化的情况是下文说明的第三实施方式。

然而，为了使元件的下表面位于第一高度位置HP1，需要在元件吸附后使安装头61上升，其上升量随着吸附元件的高度增加而增大，需要延长Z轴的上升端行程。这将导致元件安装装置1的成本增大和生产节拍时间的恶化。与此相对，在本实施方式中，通过将基台相机73的焦点位置设定于比第一高度位置HP1低的第二高度位置HP2，即使如图5中的(b－2)栏所示那样是吸附高元件8H的安装头61，也无需大幅度上升，能够避免上述问题的发生。

而且，当为了利用基台相机73对高元件8H和基准标记连续地进行拍摄，以第二基准标记MK2、MK2位于上述第二高度位置HP2的方式构成时，有时第二基准标记MK2、MK2和扫描相机72发生干扰。然而，在本实施方式中，由于如上所述将内置第二基准标记MK2、MK2的圆筒壳体602配置于比扫描相机72的移动路径高的位置，而且利用设于该圆筒壳体602的透镜604(参照图2)，在第二高度位置HP2形成第二基准标记MK2、MK2的像Im。因此，能够避免第二基准标记MK2、MK2和扫描相机72的干扰，且能够利用扫描相机72对第一基准标记MK1、MK1进行拍摄，并且如果移动，则不利用与第二基准标记MK2、MK2发生干扰的扫描相机72，而利用不会与第二基准标记MK2、MK2发生干扰的基台相机73对第二基准标记MK2、MK2进行拍摄。

如此，在第一实施方式中，为了避免第二基准标记MK2、MK2与扫描相机72发生干扰而采用上述配置构造，但也可以替代该配置构造，例如如图6所示，在扫描相机72的可动范围的外侧配置第二基准标记MK2、MK2。以下，参照图6对第二实施方式进行说明。

图6是表示本发明涉及的元件安装装置的第二实施方式的图。第二实施方式与第一实施方式最大的区别点如上述那样是与第二基准标记MK2、MK2有关的构成，其它构成和动作基本上与第一实施方式相同。即，在第二实施方式中，如图6中的(a－2)栏所示，在扫描相机72的可动范围(－X)轴方向侧，比杆状部件601长的杆状部件605从支撑框架(图示省略)沿上下方向Z延伸地设置且在杆状部件605的下端面安装第二基准标记MK2，使第二基准标记MK2位于第二高度位置HP2。而且，虽然省略图6的图示，但在扫描相机72的可动范围的(+X)轴方向侧也设置有在下端面安装有第二基准标记MK2的杆状部件605，使第二基准标记MK2位于第二高度位置HP2。

在第二实施方式中，扫描相机72通常在(－X)轴方向侧的杆状部件601、605之间停止并待机。而且，在第一拍摄模式中，与第一实施方式相同，与头单元6从元件供给部4的上方向基板S的上方的直线移动同时地，扫描相机72在可动范围内沿X轴方向移动，对第一基准标记MK1、元件8L、…、第一基准标记MK1进行拍摄。这样一来，取得图像IM1。而且，在拍摄结束后，扫描相机72在下一次第一拍摄模式开始前，在(－X)轴方向侧的杆状部件601、605之间待机。

另一方面，在第二拍摄模式中，在头单元6通过基台相机73的上方的期间，基台相机73对第二基准标记MK2、元件8L、元件8H、第二基准标记MK2进行拍摄。

如此，在第二实施方式中，无需设置圆筒部件602、透镜604，能够以更简单的构成获得与第一实施方式相同的作用效果。另外，为了实现装置构成的进一步简化，如图7所示那样构成元件安装装置1即可。以下，参照图7说明第三实施方式。

图7是表示本发明涉及的元件安装装置的第三实施方式的图。第三实施方式与第一实施方式最大的区别点是，仅设置第一基准标记MK1、MK1作为基准标记、基台相机73的焦点位置与扫描相机72的焦点位置相同，与第一高度位置HP1一致，其它构成与第一实施方式相同。因此，以与第一实施方式不同之处为中心进行说明，针对相同构成赋予相同的附图标记，并省略构成说明。

第三实施方式的第一拍摄模式与第一实施方式相同地进行。即，如图7(a)所示，与头单元6从元件供给部4的上方向基板S的上方的直线移动同时地，扫描相机72沿X轴方向移动，对第一基准标记MK1、元件8L、…、第一基准标记MK1进行拍摄并取得图像IM1。

另一方面，第二拍摄模式如下述那样进行。在该第二拍摄模式中，当安装头61利用吸嘴611保持元件8L(或8H)时开始上升。而且，在所吸附的元件8L(或8H)的下表面抵达第一高度位置HP1的时刻，停止安装头61的上升并进行定位。在确认为针对安装循环的所有安装对象元件进行了执行之前，重复进行这样的工序。而且，当所有元件的吸附结束时，如图7中的(b－1)栏所示，经由基台相机73的上方的头移动动作开始。该头移动动作是如下动作：头单元6从元件供给部4移动至基台相机73的附近位置，然后以由吸嘴611保持的元件和第一基准标记MK1横穿基台相机73的上方的方式移动后，移动到基板S的安装位置MP的上方位置(参照图7中的(b－1)栏)。而且，在头单元6通过基台相机73的上方时，基台相机73对元件8L、8H和形成于第一高度位置HP1的第一基准标记MK1、MK1的像Im进行拍摄，取得拍入元件8L、8H的图像IM2(参照图7中的(b－3)栏)，并存储在存储器36内。即使如此在安装对象元件中包含高元件8H，也能够利用基台相机73对第一基准标记MK1、MK1和所有安装对象元件8L、8H的图像可靠地进行拍摄。

如上所述，在第三实施方式中，与第一实施方式、第二实施方式相同，与元件的尺寸、特别是上下方向Z的尺寸无关，能够对安装校正不可或缺的图像(拍入元件和基准标记的图像IM1、图像IM2)进行拍摄，能够高精度地将各种元件安装于基板S。而且，在第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式中，由于使用相同的基准标记MK1、MK1，所以基准标记的数量比第一实施方式、第二实施方式少，能够进一步简化装置构成。

即，在第三实施方式中，虽然为了安装对象元件8H的拍摄而增大安装头61的上升行程从而导致头单元6的大型化，但通过执行第一拍摄模式，能够缩短执行安装循环所需的时间，并且即使在相机72变得不合适的情况下不立即停止安装，通过执行第二拍摄模式，利用基台相机73也能够对第一基准标记MK1、MK1和所有安装对象元件8L、8H的图像可靠地进行拍摄，能够防止所有安装对象元件8L、8H相对于各元件吸嘴611的吸附偏差而引起的安装位置偏差地进行安装。

如此，在第一实施方式～第三实施方式中，控制单元3和运算处理部37相当于本发明的“控制部”的一例。而且，在第一实施方式中，透镜604相当于本发明的“成像部”的一例。而且，在第一实施方式～第三实施方式中，第一高度位置HP1相当于本发明的“与第一基准标记相同的高度位置”，在第一实施方式和第二实施方式中，第二高度位置HP2相当于本发明的“与第二基准标记的像相同的高度位置”。而且，第一拍摄模式(步骤S4)和第二拍摄模式(步骤S5)相当于本发明的“图像取得工序”。而且，在步骤S62中，以校正吸附偏差量和移动误差的方式对头单元6的移动目标位置进行了校正后，使头单元6向移动目标位置移动，这相当于本发明的“校正工序”的一例。

另外，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其实质精神的范围内，能够对上述内容进行各种变更。例如，在上述第一实施方式和第二实施方式中，作为基准标记，设置了两个第一基准标记MK1和两个第二基准标记MK2，但各基准标记的数量并不限于此，可以是任意数量。而且，在第三实施方式中，作为基准标记，设置了两个基准标记MK1，但基准标记MK1的数量也是任意的。但是，为了检测头单元6的移动误差并对该移动误差进行校正，需要将每种基准标记的数量设定为两个以上。

而且，在第一实施方式中，由单透镜604构成本发明的“成像部”，但也可以以使多个透镜组合并使基准标记MK2的像在高度位置HP2成像的方式构成。

而且，在第一实施方式～第三实施方式中，利用使滚珠丝杠和旋转马达组合而成的、所谓的滚柱丝杠机构沿X轴方向和Y轴方向驱动头单元6，但驱动方式不限于此，例如也可以构成为利用线性马达进行驱动。

附图标记说明

1元件安装装置

3控制单元(控制部)

6头单元

8H、8L元件

37运算处理部(控制部)

72扫描相机(可动拍摄部)

73基台相机(固定拍摄部)

604透镜(成像部)

611吸嘴

S基板

HP1第一高度位置

HP2第二高度位置

IM1第一图像

IM2第二图像

Im(第二基准标记的)像

MK1第一基准标记

MK2第一基准标记

X排列方向

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种元件安装装置，其特征在于，具备：

头单元，在由能够沿上下方向升降的吸嘴吸附元件的状态下移动到基板的上方而将所述元件安装于所述基板；

基准标记，设于所述头单元；

可动拍摄部，在所述吸嘴和所述基准标记的排列方向上相对于所述头单元移动自如地设置；

固定拍摄部，固定于比所述可动拍摄部移动的高度位置低的位置；及

控制部，基于对吸附于所述吸嘴的元件和所述基准标记进行拍摄所得的图像，对所述元件向所述基板的安装进行校正，

作为所述基准标记，设置能够由所述可动拍摄部拍摄的第一基准标记，并且能够由所述固定拍摄部拍摄的第二基准标记设于不会与移动的所述可动拍摄部发生干扰的位置，

所述控制部选择第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式来取得所述图像，所述第一拍摄模式是使所述可动拍摄部沿所述排列方向移动而利用所述可动拍摄部对吸附于所述吸嘴的元件和所述基准标记进行拍摄的拍摄模式，所述第二拍摄模式是使所述头单元经由所述固定拍摄部的上方移动到所述基板的上方而利用所述固定拍摄部对吸附于所述吸嘴的元件和所述基准标记进行拍摄的拍摄模式。

2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其中，

还具备成像部，所述成像部使所述第二基准标记的像成像于所述第一基准标记和所述固定拍摄部之间的高度位置，

所述第二基准标记和所述成像部设于不会与沿所述排列方向移动的所述可动拍摄部发生干扰的高度位置，

所述固定拍摄部对所述第二基准标记的像进行拍摄。

3.根据权利要求2所述的元件安装装置，其中，

所述控制部在所述第一拍摄模式中，将吸附于所述吸嘴的所述元件的下表面定位于与所述第一基准标记相同的高度位置，并利用所述可动拍摄部对所述元件和所述第一基准标记进行拍摄，

所述控制部在所述第二拍摄模式中，将吸附于所述吸嘴的所述元件的下表面定位于与所述第二基准标记的像相同的高度位置，并利用所述固定拍摄部对所述元件和所述第二基准标记的像进行拍摄。

4.根据权利要求1所述的元件安装装置，其中，

所述第二基准标记在所述排列方向上处于所述可动拍摄部移动的范围的外侧、且设于比所述第一基准标记低的高度位置，

所述控制部在所述第一拍摄模式中将由所述可动拍摄部拍摄的所述第一基准标记作为所述基准标记，而在所述第二模式中将由所述固定拍摄部拍摄的所述第二基准标记作为所述基准标记。

5.根据权利要求4所述的元件安装装置，其中，

所述控制部在所述第二拍摄模式中，将吸附于所述吸嘴的所述元件的下表面定位于与所述第二基准标记相同的高度位置，并利用所述固定拍摄部对所述元件和所述第二基准标记进行拍摄。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的元件安装装置，其中，

所述头单元装备多个所述吸嘴，

所述控制部在由各吸嘴吸附的元件的所述上下方向的最大高度为基准值以下时选择所述第一拍摄模式，而在所述最大高度超过所述基准值时选择所述第二拍摄模式。

7.根据权利要求6所述的元件安装装置，其中，

在所述第二拍摄模式中，由各吸嘴吸附的元件的所述上下方向的高度超过所述基准值。

8.根据权利要求6所述的元件安装装置，其中，

在所述第二拍摄模式中，由所述多个吸嘴中的一部分吸嘴吸附的元件的所述上下方向的高度超过所述基准值，由剩余吸嘴吸附的元件的所述上下方向的高度为所述基准值以下。

9.一种元件安装方法，在由能够沿上下方向升降的吸嘴吸附元件的状态下使头单元移动到基板的上方而将所述元件安装于所述基板，所述元件安装方法的特征在于，包括：

图像取得工序，对吸附于所述吸嘴的元件和设于所述头单元的基准标记进行拍摄来取得图像；及

校正工序，基于所述图像，对由所述吸嘴进行的所述元件向所述基板的安装进行校正，

作为所述基准标记，设置能够由相对于所述头单元移动自如地设置的可动拍摄部拍摄的第一基准标记，并且将能够由固定于比所述可动拍摄部移动的高度位置低的位置的固定拍摄部拍摄的第二基准标记设于不会与移动的所述可动拍摄部发生干扰的位置，

所述图像取得工序是选择第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式来取得所述图像的工序，所述第一拍摄模式是一边使所述可动拍摄部沿所述吸嘴和所述第一基准标记的排列方向移动一边利用所述可动拍摄部对吸附于所述吸嘴的元件和所述第一基准标记进行拍摄的拍摄模式，所述第二拍摄模式是使所述头单元经由所述固定拍摄部的上方移动到所述基板的上方而利用所述固定拍摄部对吸附于所述吸嘴的元件和所述第二基准标记进行拍摄的拍摄模式。

10.根据权利要求9所述的元件安装方法，其中，

所述头单元上设置多个所述吸嘴，在由各吸嘴吸附元件的状态下使所述头单元移动，

所述图像取得工序中，在由各吸嘴吸附的元件的所述上下方向的最大高度为基准值以下时选择所述第一拍摄模式，而在所述最大高度超过所述基准值时选择所述第二拍摄模式。

Claims

1.一种元件安装装置，其特征在于，具备：

基准标记，设于所述头单元；

2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其中，

作为所述基准标记，设置能够由所述可动拍摄部拍摄的第一基准标记和能够由所述固定拍摄部拍摄的第二基准标记，

所述控制部在所述第一拍摄模式中拍摄所述第一基准标记作为所述基准标记，而在所述第二拍摄模式中拍摄所述第二基准标记作为所述基准标记。

3.根据权利要求2所述的元件安装装置，其中，

所述固定拍摄部对所述第二基准标记的像进行拍摄。

4.根据权利要求3所述的元件安装装置，其中，

5.根据权利要求2所述的元件安装装置，其中，

6.根据权利要求5所述的元件安装装置，其中，

7.根据权利要求1～6中任一项所述的元件安装装置，其中，

所述头单元装备多个所述吸嘴，

所述控制部在由各吸嘴吸附的元件的上下方向的最大高度为基准值以下时选择所述第一拍摄模式，而在所述最大高度超过所述基准值时选择所述第二拍摄模式。

8.根据权利要求7所述的元件安装装置，其中，

在所述第二拍摄模式中，由各吸嘴吸附的元件的上下方向的高度超过所述基准值。

9.根据权利要求7所述的元件安装装置，其中，

在所述第二拍摄模式中，由所述多个吸嘴中的一部分吸嘴吸附的元件的上下方向的高度超过所述基准值，由剩余吸嘴吸附的元件的上下方向的高度为所述基准值以下。

10.根据权利要求1所述的元件安装装置，其特征在于，

所述基准标记能够由所述可动拍摄部和所述固定拍摄部进行拍摄，

所述控制部在所述第一拍摄模式和所述第二拍摄模式的各拍摄模式中对同一所述基准标记进行拍摄。

11.一种元件安装方法，在由能够沿上下方向升降的吸嘴吸附元件的状态下使头单元移动到基板的上方而将所述元件安装于所述基板，所述元件安装方法的特征在于，包括：

所述图像取得工序是选择第一拍摄模式和第二拍摄模式中的任一拍摄模式来取得所述图像的工序，所述第一拍摄模式是一边使设于所述头单元的可动拍摄部沿所述吸嘴和所述基准标记的排列方向移动一边利用所述可动拍摄部对吸附于所述吸嘴的元件和所述基准标记进行拍摄的拍摄模式，所述第二拍摄模式是使所述头单元经由固定拍摄部的上方移动到所述基板的上方而利用所述固定拍摄部对吸附于所述吸嘴的元件和所述基准标记进行拍摄的拍摄模式，所述固定拍摄部固定于比所述可动拍摄部移动的高度位置低的位置。