CN105990193B - 粘接装置以及粘接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种粘接装置以及粘接方法。本发明的粘接装置包括:拾取部,用于拾取部件;传送部,设置于所述拾取部的下部而传送电路基板;第一视觉部,设置于所述拾取部而拍摄所述电路基板的位置;第二视觉部,布置于所述传送部的下部而识别所述电路基板与所述部件;安置部,固定设置于外部,安置有高度互不相同的两个标准电路基板,并且安置有将被安置到所述标准电路基板的标准部件;以及控制部,根据从所述第一视觉部与第二视觉部测量的所述各个标准电路基板的位置与所述标准部件的位置,计算所述部件在所述电路基板上的安装位置。

Description

粘接装置以及粘接方法
技术领域
本发明涉及一种装置以及方法,尤其涉及一种粘接装置以及粘接方法。
背景技术
粘接装置是一种将半导体芯片等部件贴装到电路基板上的装置。此时,粘接装置通过传送带等而传送电路基板,同时从外部拾取部件并布置在基板上而进行贴装。
这种粘接装置具有用于拾取部件的拾取部、以及用于感测部件和基板等的位置的位置感测部,因此可以精确地控制电路基板、拾取部的位置,从而使部件能够被贴装在正确的位置。
但是在上述情况下,可能因诸如位置感测部被错误地设置,或者用于位置感测部的相机与拾取部未被布置于同一条直线上等原因,导致拾取部将部件布置并贴装在错误的位置,从而产生次品。
这种粘接装置被具体地公开于韩国公开专利第1999-0045650号(发明名称:半导体芯片的粘接方法及其装置,申请人:株式会社东芝,西室泰三)
[现有技术文献]
[专利文献]
韩国公开专利第1999-0045650号
发明内容
本发明的实施例的目的在于提供一种粘接装置以及粘接方法。
本发明的一方面可以提供一种粘接装置,其中可以包括:拾取部,用于拾取部件;传送部,设置于所述拾取部的下部而传送电路基板;第一视觉部,设置于所述拾取部而拍摄所述电路基板的位置;第二视觉部,布置于所述传送部的下部而识别所述电路基板与所述部件;安置部,固定设置于外部,安置有高度互不相同的两个标准电路基板,并且安置有将被安置到所述标准电路基板的标准部件;以及控制部,根据从所述第一视觉部与第二视觉部测量的所述各个标准电路基板的位置与所述标准部件的位置,计算所述部件在所述电路基板上的安装位置。
并且,所述控制部可以控制所述拾取部,从而将预设定的指定位置改变成所算出的所述安装位置,并使所述部件安装于所述电路基板。
本发明的另一方面提供一种贴装方法,其中可以包括以下步骤:利用拾取部分别将标准部件安装到两个标准电路基板上,之后通过第二视觉部识别位置,在此,所述两个标准电路基板以上表面形成落差的方式布置;根据识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置计算将被安装在电路基板的部件的安装位置;以及利用拾取部将所述部件安装到通过计算得到的所述电路基板上的所述安装位置。
并且,还可以包括以下步骤:根据识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置,计算将被安装在电路基板的部件的安装位置;计算所述各个标准电路基板中的一个标准电路基板的第一对位标记与所述标准部件的第二对位标记的位置差;计算所述各个标准电路基板中的另一个标准电路基板的第三对位标记与所述标准部件的第二对位标记的位置之差;根据所述各个位置之差而计算需要从预设定的指定位置平移的位移,从而计算出所述安装位置。
并且,根据识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置而计算安装于电路基板的部件的安装位置的步骤还可以包括以下步骤:根据所述各个位置之差,算出用于将所述指定位置变成所述安装位置的变量。
本发明的实施例可以将部件贴装在正确的位置。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的粘接装置的概念图。
图2是放大示出图1的A部分的立体图。
图3是对一般粘接装置所识别的部件位置与拾取部在基板上安装的部件位置进行比较的概念图。
图4是示出利用图1中示出的粘接装置而计算部件位置的概念图。
图5是示出图2中示出的第一对位标记和第二对位标记之间的关系的平面图。
符号说明
100:粘接装置 110:传送带部
120:拾取部 130:第一视觉部
140:第二视觉部 150:安置部
160:控制部
具体实施方式
可以通过参照附图与下述详细的实施例而明确地理解本发明。但是本发明并不局限于下文中公开的实施例,而可以实现为多样的形式。本实施例仅用于使本发明的公开完整,以及用于给在本发明所属的技术领域上具有一般知识的人完整地介绍本发明的范围而提供,并且本发明仅根据权利要求书的范围而得到定义。另外,本说明书中使用的术语用于说明实施例,而其目的并不在于限制本发明。本说明书中,单数的含义在文章中没有特别地提到的情况下,包括复数的含义。说明书中使用的“包含(comprises)”以及/或者“包括(comprising)”不排出所提到的构成要素、步骤、操作以及/或者元件之外的,一个以上的其他构成要素、步骤、操作以及/或者元件的存在或者增加。第一、第二等术语可以用于说明多样的构成要素,但是这些构成要素不应被这些术语限制。术语仅用于将一个构成要素区分于其他构成要素的目的。
图1是示出根据本发明的一实施例的粘接装置的概念图。图2是放大示出图1的A部分的立体图。图3是对一般粘接装置所识别的部件位置与拾取部在基板上安装的部件位置进行比较的概念图。图4是示出利用图1中示出的粘接装置而计算部件位置的概念图。图5是示出图2中示出的第一对位标记和第二对位标记之间的关系的平面图。
参考图1至图5,粘接装置100可以包括:传送带部110、拾取部120、第一视觉(vision)部130、第二视觉部140、安置部150以及控制部160。
传送带部110可以安置并传送电路基板B。此时,电路基板B可以是印刷电路基板的形态。
拾取部120可以被可进行线性运动地布置在传送带部110的上表面。此时,拾取部120可以在从外部传送部件M并布置在电路基板B上,之后将部件M安装到基板B。部件M可以是半导体芯片等。
第一视觉部130可以设置于拾取部120。此时,第一视觉部130可以拍摄电路基板B的位置、偏转角度等。尤其,第一视觉部130可以形成相机的形态。
第二视觉部140可以布置于传送带部110的下侧或者侧面等。此时,第二视觉部140可以拍摄吸附于电路基板B以及拾取部120的部件M的位置、形状、偏转角度等。尤其,第二视觉部140可以形成相机的形态。
另外,在传送带部110的侧面可以设置有安置部150。此时,安置部150上可以布置有形成落差地布置的标准电路基板B。标准电路基板B可以被布置多个。例如,标准电路基板B可以包括插入布置于安置部150的第一标准电路基板S1以及第二标准电路基板S2。此时,第一标准电路基板S1的上表面与第二标准电路基板S2的上表面可以以彼此形成落差的方式形成。具体地,可以形成第一标准电路基板S1的上表面高于第二标准基板S2的上表面的形态。
在第一标准电路基板S1和第二标准电路基板S2的侧面可以分别布置有标准部件SM。此时,可以形成有多个标准部件SM,并且多个标准部件SM可以形成为不同的形态、不同的高度等。
在第一标准电路基板S1、第二标准电路基板S2以及标准部件SM可以分别形成有对位标记(Alignment marks)。例如,第一标准电路基板S1中可以形成有第一对位标记A1,第二标准电路基板S2中可以形成有第二对位标记A2,而标准部件SM中可以形成有第三对位标记A3。
控制部160可以与传送带部110、拾取部120、第一视觉部130、第二视觉部140电连接而控制这些部件,或者处理从这些部件传输的数据。此时,控制部160可以以多样的形态形成。例如,控制部160可以形成为:电子电路基板形态、个人计算机、笔记本、手机等便携式终端等。
首先,如图3所示,在设计粘接装置100之后将部件M安装到电路基板B的情况下,可能因诸如第一视觉部130、拾取部120、第二视觉部140等的设计误差、或者拾取部120从第二视觉部140的光轴上脱离等原因,导致应当在电路基板B中安装部件M的安装位置P2实际上与拾取部120实际将部件M安装于电路基板B的已设定的指定位置P1不同。尤其,在将部件M安装于电路基板B的情况下,第二视觉部140可以拍摄需要安装部件M的指定位置P1并感测。此时,从第二视觉部140识别的识别位置P3与安装部件M的指定位置P1之间可能产生高度差,并且可能因上述的原因导致部件M无法被安装到正确的位置。
在此情况下,拾取部120可以将部件M传送至指定位置P1而安装到电路基板B,并且因为安装位置P2与指定位置P1不同可能会导致部件M无法准确地安装在电路基板B而安装在错误的位置。因此,为了解决上述的问题,需要将指定位置P1修正为实际要安装的安装位置P2。
具体地,如果观察上述粘接装置100的操作,则控制部160可以控制拾取部120
而将标准部件SM布置到预设定的第一标准指定位置P1,该第一标准指定位置P1用于将标准部件SM安装到第一标准电路基板S1。此时,拾取部120可以将标准部件SM布置在第一标准电路基板S1上。第二视觉部140可以感测第一标准电路基板S1和标准部件SM的位置。具体地,第二视觉部140可以拍摄标准部件SM的第三对位标记A3和第一标准电路基板S1的第一对位标记A1并传送至控制部160。
控制部160可以计算上述第一对位标记A1和第三对位标记A3彼此错开而产生的第一距离差xoff1
控制部160可以控制拾取部120而将标准部件SM布置到第二标准电路基板S2上的预设的第二标准指定位置P1以使标准部件SM安装于第二标准电路基板S2。此时,第二视觉部140可以拍摄标准部件SM的第三对位标记A3与第二标准电路基板S2的第二对位标记A2并传输到控制部160。此外,控制部160可以计算第二对位标记A2与第三对位标记A3的错开程度,即第二距离差xoff2。在标准部件SM安装于第一标准电路基板S1或者第二标准电路基板S2上的情况下,第二视觉部140可以通过识别标准部件SM而确定识别位置P3。
可以根据上述计算的第一距离差xoff1与第二距离差xoff2,计算部件M安装于电路基板B的安装位置P2。
具体地,将安装位置P2与指定位置之间的关系表示为如下所述的数学式的关系。
[数学式1]
aZ=xoff+OoffsetR
其中,a为常数,Z为识别位置与安装位置P2之间的高度差,xoff为安装位置P2与指定位置P1之间的X方向的距离差,OoffsetR可以是由于装置的特性等而产生的X轴方向上的误差值。
此时,上述的a和OoffsetR在实际装置中未经确定。具体地,每个装置的a和OoffsetR可能彼此不同,因此在设置有实际粘接装置100的位置上求出上述值是一种及其重要的问题。
具体地,可以将第一距离差xoff1和第二距离差xoff2为根据,并通过下述的数学式而计算所需的变量。
[数学式2]
aZ1=Xoff1+OoffsetR
[数学式3]
aZ2=xoff2+OoffsetR
其中,Z1是识别位置P3和第一标准安装位置SP1之间的高度差(或者识别位置P3与第一标准电路基板S1的上表面之间的高度差),Z2是识别位置P3与第二标准安装位置SP2之间的高度差(或者识别位置P3与第二标准电路基板S2上表面之间的高度差),xoff1是第一标准安装位置SP1与第一标准指定位置P1之间的X轴方向之差,xoff2是第二标准安装位置SP2与第二标准指定位置P1之间的X轴方向之差,OoffsetR是由于装置的特性等而产生的X轴方向上的误差。
此时,可以通过第一视觉部130以及第二视觉部140测量Z1、Z2。并且,xoff1以及xoff2可以如上文所述地,分别为第一距离差xoff1与第二距离差xoff2。所以,如果解数学式2以及数学式3,则可以得到a值与OoffsetR值。尤其,不需要专门求出Z1、Z2而可以从数学式2减数学式3,则Z1-Z2的值可以是第一标准电路基板S1的上表面与第二标准电路基板S2的上表面之间的高度差。
如上文所述,可以将所求得的a值与OoffsetR值代入数学式1而完成数学式1。
可以根据上述完成的数学式1而将指定位置P1移动至安装位置P2。具体地,拾取部120可以拾取部件M,并将部件M布置到电路基板B上的指定位置P1。此时,控制部160可以根据数学式1而计算安装位置P2。例如,控制部160可以将Z值设定为从识别位置P3到安装位置P2之间的高度差(或者从识别位置P3到电路基板B的上表面之间的高度差),控制部160可以通过下述数学式得出安装位置P2与指定位置P1之间的差xoff
[数学式4]
xoff=aZ-OoffsetR
控制部160可以根据通过上述的数学式求得的xoff而将xoff值加到指定位置P1,从而计算出安装位置P2。
控制部160可以将拾取部120从指定位置P1向X轴方向移动与xoff值相应的距离,从而将拾取部120布置到安装位置P2。此后,控制部160可以控制拾取部120以使部件M安装于电路基板B。
另外,在设置粘接装置100后,粘接装置100可以在预定时间以及预定次数中的至少一个期间内,拾取部件M并将其设置在电路基板B上。此时,粘接装置100的安装位置可能因内部振动、误差、构成要素的磨损等而改变。为了解决上述的问题,粘接装置100可以在预定时间以及部件贴装次数中的至少一个达到预设定的值的情况下,通过上述过程再次调整安装位置。即,控制部160在预定时间以及部件贴装次数中的至少一个达到预设值的情况下,根据识别位置P3、各个标准电路基板的位置以及标准部件的位置而重新计算安装于基板的部件的安装位置P2。此时,计算的方法与上文中说明的方法相同,因此省略其详细说明。
所以,粘接装置100可以算出根据错误的指定位置P1与实际安装位置P2之差,并将部件M安装到电路基板B,从而将部件M安装到正确的位置,其中,所述错误包括:粘接装置100自身的错误、第一视觉部130以及第二视觉部140的位置错误、拾取部120的设置错误等。
并且,粘接装置100可以不需要通过专门的装置识别部件M的正确的安装位置P2,因此可以简化设备。
粘接装置100可以不需要为了识别部件M的准确位置P2而专门停止粘接装置100,也可以计算部件M的正确的安装位置P2,因此可以缩短制造时间。
虽然与上述优选的实施例关联而对本发明进行了说明,但是在不脱离本发明的宗旨以及范围的情况下,可以进行多样的修改或者变形。因此,权利要求书的范围包括属于本发明的宗旨的这种修改或者变形。

Claims (5)

1.一种粘接装置,包括:
拾取部,用于拾取部件;
传送部,设置于所述拾取部的下部而用于传送电路基板;
第一视觉部,设置于所述拾取部而用于拍摄所述电路基板的位置;
第二视觉部,布置于所述传送部的下部而识别所述电路基板与所述部件;
安置部,固定设置于外部,安置有高度互不相同的两个标准电路基板,并且安置有将被安置到所述标准电路基板的标准部件;以及
控制部,根据从所述第一视觉部与第二视觉部测量的所述各个标准电路基板的位置与所述标准部件的位置,计算所述部件在所述电路基板上的安装位置,
其中,所述控制部计算所述各个标准电路基板中的一个标准电路基板的第一对位标记与所述标准部件的第二对位标记的第一位置之差,并计算所述各个标准电路基板中的另一个标准电路基板的第三对位标记与所述标准部件的第二对位标记的第二位置之差,根据所述第一位置之差和所述第二位置之差而计算需要从预设定的指定位置平移的位移,从而计算出所述安装位置。
2.如权利要求1所述的粘接装置,其中,
所述控制部控制所述拾取部,从而将预设定的指定位置改变成所算出的所述安装位置,并使所述部件安装于所述电路基板。
3.一种贴装方法,包括以下步骤:
利用拾取部分别将标准部件安装到两个标准电路基板上,之后通过第二视觉部识别位置,其中,所述两个标准电路基板以上表面形成落差的方式布置;
根据识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置计算将被安装在电路基板的部件的安装位置;以及
利用拾取部将所述部件安装到通过计算得到的所述电路基板上的所述安装位置,
其中,根据识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置,计算将被安装在电路基板的部件的安装位置的步骤,包括以下步骤:
计算所述各个标准电路基板中的一个标准电路基板的第一对位标记与所述标准部件的第二对位标记的第一位置之差;
计算所述各个标准电路基板中的另一个标准电路基板的第三对位标记与所述标准部件的第二对位标记的第二位置之差;
根据所述第一位置之差和所述第二位置之差而计算需要从预设定的指定位置平移的位移,从而计算出所述安装位置。
4.如权利要求3所述的贴装方法,其中,
根据识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置而计算安装于电路基板的部件的安装位置的步骤,还包括以下步骤:
根据所述第一位置之差和所述第二位置之差,算出用于将所述指定位置变成所述安装位置的变量。
5.如权利要求3所述的贴装方法,其中还包括以下步骤:
如果预定时间以及部件贴装次数中的至少一个达到预设值,则根据所述识别位置、所述各个标准电路基板的位置以及所述标准部件的位置而计算将被安装在电路基板的部件的安装位置。
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