CN109561648B - 部件搭载装置以及部件搭载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将部件搭载到基板的部件搭载装置，具备：轴，具有下部和上部；部件保持部，以能够在上下方向位移的状态安装在轴的下部，具有用于通过负压保持部件的吸引孔；弹性体，相对于轴向下方对部件保持部施力；伺服电动机；和控制部，基于预先设定的动作模式控制伺服电动机使部件保持部进行升降动作，升降动作用于将部件保持部保持的部件搭载到基板。控制部有推力限制部，其设定限制伺服电动机的推力的推力限制值，在使部件保持部朝向基板下降时将伺服电动机的推力限制在推力限制值以下。推力限制值在以下范围内设定，范围是在以与推力限制值相同的推力驱动伺服电动机时从部件保持部作用于部件的负荷小于弹性体对部件保持部施力的力的范围。

Description

部件搭载装置以及部件搭载方法

技术领域

本公开涉及将部件搭载到基板的装配位置的部件搭载装置以及部件搭载方法。

背景技术

在部件搭载基板的制造过程中，在为了将部件搭载到基板而使用的部件搭载装置中，需要吸收在搭载动作中因基板的翘曲变形等引起的装配高度位置的变动，并且需要将装配负荷控制为与成为对象的部件相应的适当值，所述装配负荷将部件按压到基板的装配位置。为了实现这种功能，以往已知一种将负荷缓冲用的弹簧嵌入搭载喷嘴而获得的结构，所述搭载喷嘴保持部件并搭载到基板(例如参照日本特开2008-227140号公报)。在该专利文献示出的在先技术中，记载了如下例子，即，在用螺旋弹簧等弹性体对吸附喷嘴施力的结构中，基于通过测压元件测量吸附喷嘴的压入量和按压负荷的相关性而获得的近似曲线表达式，来进行搭载动作时的负荷控制。

发明内容

本公开的部件搭载装置是一种将部件搭载到基板的部件搭载装置，具备：轴，具有下部和上部；部件保持部，以能够在上下方向上位移的状态安装在所述轴的下部，并具有用于通过负压保持所述部件的吸引孔；弹性体，相对于所述轴向下方对所述部件保持部施力；伺服电动机，使所述轴升降；以及控制部，通过基于预先设定的动作模式控制所述伺服电动机，从而使所述部件保持部进行升降动作，所述升降动作用于将所述部件保持部保持的部件搭载到所述基板，进一步，所述控制部具有推力限制部，所述推力限制部设定限制所述伺服电动机的推力的推力限制值，并在使所述部件保持部朝向所述基板下降时，将所述伺服电动机的推力限制在所述推力限制值以下，所述推力限制值在以下范围内设定，所述范围是在以与所述推力限制值相同的推力驱动所述伺服电动机时，从所述部件保持部对所述部件作用的负荷小于所述弹性体对所述部件保持部施力的力的范围。

本公开的部件搭载方法是一种制造通过部件搭载装置将部件搭载到基板的部件搭载基板的方法，所述部件搭载装置具备：轴，具有下部和上部；部件保持部，以能够在上下方向上位移的状态安装在所述轴的下部，并具有用于通过负压保持所述部件的吸引孔；弹性体，相对于所述轴向下方对所述部件保持部施力；伺服电动机，使所述轴升降；以及控制部，通过基于预先设定的动作模式控制所述伺服电动机，从而使所述部件保持部进行升降动作，所述升降动作用于将所述部件保持部保持的部件搭载到所述基板的装配位置，所述控制部使保持有所述部件的所述部件保持部向所述基板的所述装配位置的上方移动，在如下范围内设定限制所述伺服电动机的推力的推力限制值，所述范围是在以与所述推力限制值相同的推力驱动所述伺服电动机时，从所述部件保持部对所述部件作用的负荷小于所述弹性体对所述部件保持部施力的力的范围，通过基于所述动作模式控制所述伺服电动机，使所述部件保持部朝向所述装配位置下降，在所述部件着落到所述装配位置之前，将所述伺服电动机的推力限制在所述推力限制值以下，在所述部件着落到所述装配位置后，使所述部件保持部上升而使所述部件保持部从着落到所述装配位置的部件脱离。

根据本公开，能够在低负荷区域高精度且稳定地控制装配负荷。

附图说明

图1是示出本公开的一个实施方式的部件搭载装置的整体结构的立体图。

图2A是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头的结构说明图。

图2B是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头的结构说明图。

图3是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头的侧剖视图。

图4是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头的正剖视图。

图5是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头中的喷嘴单元的结构说明图。

图6A是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头中的部件保持部的结构说明图。

图6B是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头中的部件保持部的结构说明图。

图7是本公开的一个实施方式的部件搭载装置所具备的搭载头中的对部件保持部的保持架的装配动作的动作说明图。

图8是示出本公开的一个实施方式的部件搭载装置的控制系统的结构的框图。

图9是本公开的一个实施方式的部件搭载装置中的负荷检测部的配置状态的说明图。

图10是示出作用于本公开的一个实施方式的部件搭载装置的喷嘴单元的力的关系的说明图。

图11是示出本公开的一个实施方式的部件搭载装置中的伺服电动机的推力和部件保持部所产生的负荷的相关性的推力-负荷相关数据的说明图。

图12A是本公开的一个实施方式的成为部件搭载装置的作业对象的基板以及该基板的装配数据的说明图。

图12B是本公开的一个实施方式的成为部件搭载装置的作业对象的基板以及该基板的装配数据的说明图。

图13是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作中的升降动作控制用的高度参数的说明图。

图14A是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的基本实施例的说明图。

图14B是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的基本实施例的说明图。

图15A是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第一实施例的说明图。

图15B是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第一实施例的说明图。

图16A是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第二实施例的说明图。

图16B是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第二实施例的说明图。

图17A是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第三实施例的说明图。

图17B是本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第三实施例的说明图。

图18A是示出本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第三实施例中的减速高度补正的补正对象位置的说明图。

图18B是示出本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件的装配动作的第三实施例中的减速高度补正的补正对象位置的说明图。

图19是示出本公开的一个实施方式的由部件搭载装置进行的部件装配作业的流程图。

具体实施方式

在上述在先技术中，存在如下所述那样的课题。即，近年来，随着电子设备的小型化，被安装的部件的小型化、薄化在不断发展，且根据部件类型，部件搭载时的适当的装配负荷与以往相比大幅度降低。在这种部件类型中，因为部件的耐负荷较小，所以若不适当地进行装配负荷的设定，则有可能导致部件裂缝等损伤，因此需要在低负荷区域进行装配负荷的控制。然而，包含上述在先技术在内，在用弹性体对吸附喷嘴施力的结构中，由于保持吸附喷嘴的机构的滑动状态的变动等，难以将微小部件作为对象并在低负荷区域高精度且稳定地控制装配负荷。

因此，本公开的目的在于，提供一种能够在低负荷区域高精度且稳定地控制装配负荷的部件搭载装置以及部件搭载方法。

接下来，参照附图对本公开的实施方式进行说明。首先，参照图1说明部件搭载装置1的结构以及功能。部件搭载装置1具有将部件搭载到基板并制造部件搭载基板的功能。在图1中，在基台1a的上表面，基板搬送部2配设在X方向(基板搬送方向)上。基板搬送部2从上游侧装置(省略图示)接受成为部件装配作业的对象的基板3，搬送到部件搭载装置1中的装配作业位置为止并定位保持。即，基板搬送部2作为保持基板3的基板保持部发挥功能。部件供给部5配置在基板搬送部2的两侧，多个带式供料器6分别并排设置在部件供给部5。带式供料器6具有将收纳了部件P(参照图12A、图13)的载带搬送到以下说明的搭载头11的部件取出位置的功能。

在部件搭载装置1中，在配设在X方向的两端部的一对框架构件7的上表面，在Y方向上分别配设有由线性电动机驱动的Y轴移动工作台8。在Y轴移动工作台8之间，在Y方向上移动自如地架设有同样由线性电动机驱动的X轴移动工作台9。搭载头11在X方向上移动自如地装配于X轴移动工作台9。

Y轴移动工作台8以及X轴移动工作台9构成XY工作台10，通过驱动XY工作台10，搭载头11在XY方向上移动。由此，搭载头11从带式供料器6通过部件保持部31(参照图2A)取出部件P并装配到基板3。因此，XY工作台10成为使搭载头11向保持基板3的基板保持部以及供给部件P的部件供给部5移动的搭载头移动机构。

在基板搬送部2和部件供给部5之间，在搭载头11的移动路径上，部件识别相机12以摄像方向朝向上方地配置。部件识别相机12从下方对由搭载头11保持的状态下的部件P进行拍摄。通过对该摄像结果进行识别处理，进行由搭载头11保持的部件P的识别、位置检测。搭载头控制部13内置于搭载头11，主体控制部14内置于基台1a。

搭载头控制部13具有对在搭载头11中保持部件P的部件保持部31(参照图2A)的升降动作进行控制的功能。此外，主体控制部14具有对装置主体部进行控制并且对搭载头控制部13发出作业指令的功能。搭载头控制部13以及主体控制部14构成对部件搭载装置1的各部分进行控制的控制部15。控制部15例如具备至少一个处理器和保存程序的至少一个存储器。通过处理器执行程序，从而执行各部分的控制。

在本实施方式中，搭载头11相对于作为搭载头移动机构的XY工作台10的X轴移动工作台9可拆卸。图2A示出了在搭载头11装配于X轴移动工作台9的状态下的X轴移动工作台9的剖面。背面构件23设置在具备部件保持部31的结构的搭载头11的背面，该部品保持部31将部件保持在下端部。如图2B所示，背面构件23相对于设置在X轴移动工作台9的移动基座22拆卸自如(箭头a)。

移动基座22经由一对滑动引导器21在X方向上移动自如地与X轴移动工作台9结合。移动基座22由线性电动机20在X方向上相对于X轴移动工作台9驱动。线性电动机20成为如下结构，即，使与移动基座22结合的移动元件20b与在X方向上排列于X轴移动工作台9的固定元件20a对置而获得的结构。在移动基座22的下端部，基板识别相机16以摄像方向向下地配置。基板识别相机16与搭载头11一体地移动，并对位于下方的基板3进行拍摄。

连接器保持部25经由水平的结合构件24与移动基座22的上端部结合。搭载头11的上部和连接器保持部25经由配管连接器26以及布线连接器27连接。配管连接器26具有从装置主体部向搭载头11供给气压、真空压的功能。布线连接器27具有从装置主体部向搭载头11进行供电以及电信号的授受的功能。由此，内置于搭载头11的搭载头控制部13和内置于基台1a的主体控制部14连接。

如图2B所示，在从移动基座22拆下了背面构件23的状态下，在配管连接器26、布线连接器27中设置于搭载头11的头侧连接部26a、27a从设置于连接器保持部25的主体部侧连接部26b、27b脱离。而且，在将搭载头11装配于其他的部件搭载装置时，将背面构件23与其他装置的移动基座22固定结合，并使头侧连接部27a、26a与设置于其他装置的连接器保持部25的主体部侧连接部26b、27b相嵌合。

接下来，参照图3、图4说明搭载头11的结构。如图3、图4所示，搭载头11成为如下结构，即，在垂直的背面构件23的前面配置多个(在此，将在X方向上排列了6个而获得的喷嘴列在Y方向上配置为两列，从而获得的12个)喷嘴单元30而获得的结构。这些喷嘴单元30通过固定于背面构件23的轴保持部23a、伺服电动机安装部23b保持，外面侧由盖罩构件11a封闭。

如图3所示，喷嘴单元30成为如下结构，即，通过伺服电动机41使具有上部36以及下部32的轴35升降，由此，使部件保持部31升降。轴35通过轴保持部23a被支承，伺服电动机41安装在伺服电动机安装部23b。通过伺服电动机41进行升降移动的移动杆42经由旋转构件40与上部36结合。旋转构件40相对于移动杆42可旋转自如地装配，且将上部36以允许相对于移动杆42相对旋转的方式结合。

通过驱动伺服电动机41，装配在轴35的下部32的部件保持部31升降，由此，进行升降动作，该升降动作用于将由部件保持部31保持的部件P搭载到基板3。使该部件保持部31的升降动作进行的搭载头控制部13安装在背面构件23并与头侧连接部27a连接，通过该结构，如上所述，能够将搭载头控制部13与主体控制部14可拆卸地连接。

如图4所示，带轮37以如下方式安装在各个上部36，即，允许上部36的升降并且旋转可以传递到上部36。挂绕在带轮37的带37a通过Θ轴电动机38驱动，由此，能够进行使各上部36旋转并使部件保持部31绕喷嘴轴旋转的Θ旋转动作。这些多个部件保持部31具有通过导入到吸引孔31d(参照图6A)的负压保持部件P的功能。

即，本实施方式所示的部件搭载装置1中的搭载头11成为如下结构，即，具有：多个部件保持部31，通过导入到吸引孔31d的负压保持部件P；多个伺服电动机41，使多个部件保持部31升降；以及搭载头控制部13，通过基于预先设定的动作模式控制伺服电动机，使部件保持部31进行升降动作，该升降动作用于将由部件保持部31保持的部件P搭载到基板3上。

接下来，参照图5说明喷嘴单元30的结构以及功能。在图5中，具有上部36以及下部32的轴35通过轴保持部23a保持。具有喷嘴31a以及喷嘴保持部31b的部件保持部31以能够在上下方向上位移的状态安装在设置于下部32的保持架部32a上(参照图6A、图6B)。使用作为弹性体的压缩弹簧的施力构件33被装配在下部32和部件保持部31的喷嘴保持部31b之间。施力构件33以预先设定为加压值的给定的作用力，始终将部件保持部31向下方按压。

作为压缩弹簧的复位弹簧39被装配在安装于上部36的带轮37和旋转构件40之间。复位弹簧39向旋转构件40作用向上的反作用力。即，在使部件保持部31下降时，通过伺服电动机41的向下的推力抵抗复位弹簧39的反作用力来使上部36下降。而且，在使部件保持部31上升时，通过伺服电动机41的向上的推力和复位弹簧39的向上的反作用力，使上部36上升。

在轴35，空气接头部34设置在位于下部32的上方。空气接头部34使设置于部件保持部31的吸引孔31d与外部的负压产生源(省略图示)连通。在使部件保持部31升降时，空气接头部34由从轴保持部23a向下方延伸地设置的升降引导构件34a引导，并与轴35一起升降。

使轴35升降的伺服电动机41具备：线性电动机部41a，对在上下方向上插通的移动杆42进行升降驱动；以及编码器44，随着移动杆42的移动输出脉冲信号。编码器44具有：线性标尺44a，设置于移动杆42；移动检测部44b，与线性标尺44a对置且设置在纵构件43，检测线性标尺44a的移动。移动检测部44b将表示线性标尺44a的移动距离和方向的编码器脉冲作为位置信号输出到位置检测部53(参照图8)。

接下来，参照图6A、图6B、图7，对部件保持部31的详细结构以及使部件保持部31装配到下部32并保持的装配动作进行说明。图6A以及图6B示出了使部件保持部31保持在下部32的状态下的侧面，图6A以及图6B分别示出了正交的两个方向的侧面。

如图6A所示，在下部32设有用于保持部件保持部31的保持架部32a。在部件保持部31中以圆柱形状设置的滑动部31c以能够在上下方向上位移的状态与在保持架部32a中以中空圆孔形状设置的嵌合部32b嵌合。喷嘴保持部31b设置在滑动部31c的下部，喷嘴保持部31b保持喷嘴31a，该喷嘴31a设置有吸附部件的吸附部31f。

在滑动部31c的上端部，用于将部件保持部31位置固定在保持架部32a的销31e以向径向的两侧突出的形状设置。用于将销31e引导至固定位置的引导槽以以下说明的结构设置在保持架部32a上。即，如图6A所示，从保持架部32a的下端面达到垂直上方的插入部32c设置在保持架部32a的侧面。

在插入部32c的上端部，水平部32d设置在绕保持架部32a转半圈的范围内。进而，如图6B所示那样，水平部32d的终端部与引导部32e连接，该引导部32e向垂直下方延伸到保持架部32a的高度的中间为止。在使部件保持部31由保持架部32a保持的状态下，销31e位于引导部32e的下端部，由此，部件保持部31由保持架部32a保持。此时，在滑动部31c的上端部和嵌合部32b的顶面之间，确保了给定的间隙，进而，在引导部32e中，销31e能够在上下方向上移动。由此，部件保持部31能够相对于下部32进行上下方向的位置位移。

吸附部31f与在部件保持部31的内部形成的吸引孔31d连通，在使部件保持部31保持于保持架部32a的状态下，吸引孔31d成为与形成在下部32的吸引孔32f的连通状态。吸引孔32f经由空气接头部34(参照图5)与外部的负压产生源连接，由此，在部件保持部31中，通过喷嘴31进行利用负压的部件P的保持。

在上述结构中，喷嘴31a、喷嘴保持部31b、滑动部31c、吸引孔31d以及销31e以能够在上下方向上位移的状态安装在轴35的下部32，构成具有吸引孔31d的部件保持部31，该保持部31用于通过负压保持部件。作为弹性体的施力构件33与保持架部32a的下端面和喷嘴保持部31b之间的滑动部31c的外周嵌合。施力构件33相对于轴35的下部32对部件保持部31向下方施力。

接下来，参照图7，对使部件保持部31保持于下部32的保持架部32a时的动作步骤进行说明。首先，如图7的(a)所示，将在部件保持部31中设置在滑动部31c上的销31e与保持架部32a的插入部32c进行对位。而且，在该状态下，使部件保持部31向保持架部32a靠近(箭头b)，以使滑动部31c与嵌合部32b嵌合。

接着，如图7的(b)所示，通过插入部32c引导销31e(箭头c)并且使部件保持部31上升，如果销31e达到了水平部32d，则通过水平部32d引导销31e并且使部件保持部31绕轴旋转。由此，如图7的(c)所示，销31e达到水平部32d的终端部。之后，如图7的(d)所示，通过引导部32e引导销31e(箭头e)并且降低部件保持部31。由此，销31e位于引导部32e的下端部，部件保持部31成为保持于下部32的保持架部32a的状态。

在此，参照图10对作用于上述结构的喷嘴单元30的力的关系进行说明。在图10中，推力T是伺服电动机41产生的推力，且作用在向下方下压经由旋转构件40结合的轴35的方向上。重量W是在图中表示可动部的阴影部分，即移动杆42、旋转构件40、上部36、空气接头部34、下部32、部件保持部31等自重的总和，和推力T一样，作用在向下方下压轴35的方向上。

反作用力F1是复位弹簧39的反作用力，作用在经由旋转构件40上推轴35的方向上。阻力F2是滑动自如地保持上述可动部的滑动引导部等的阻力外力，向上作用于在下降方向上驱动的轴35。而且，负荷LF表示部件保持部31下降并抵接的抵接部、例如将部件保持部31保持的部件P按压到基板时的负荷。

在图10中，示出了为了获取推力-负荷相关数据(参照图11)，将部件保持部31按压到具有对负荷LF进行计测的功能的负荷检测部45(参照图8、图9)上的状态。此外，图10所示的作用力FP是介于部件保持部31和下部32之间的施力构件33的加压值，表示施加在部件保持部31和下部32的按压力。

在上述力的作用状态下，负荷LF用图中的表达式(1)所示的关系，即，LF＝T+W-F1-F2表示。在此，重量W、反作用力F1、阻力F2对于相同的喷嘴单元30可以看作是固定值，因此负荷LF唯一地取决于推力T。在本实施方式所示的部件搭载装置1中，设定推力T，使得作用力FP和负荷LF满足不等式(2)，即负荷LF小于作用力FP。

设定推力T使得负荷LF小于作用力FP具有以下的技术意义。即，在现有技术中，施力构件33具有对部件保持部31弹性支承的作用，且在搭载由部件保持部31保持的部件时，通过压入施力构件33产生的反作用力将部件按压到基板上。

与此相对，在本实施方式所示的部件搭载装置1中，首先，将下压部件保持部31的负荷LF小于施力构件33的作用力FP那样的负荷LF的极限值规定为限制负荷LFL。而且，求得与这种限制负荷LFL对应的伺服电动机41的推力T作为推力限制值TL并预先存储在搭载头控制部13中。而且，在实际的部件搭载动作中的伺服电动机41的驱动时，控制伺服电动机41使得推力T不超过推力限制值TL。

通过这样控制喷嘴单元30中的伺服电动机41的推力T，能够在部件保持部31的下降动作中不压缩施力构件33的前提下，通过负荷LF本身的按压力将部件搭载到基板。由此，即使在由于部件装配位置在基板的高度存在偏差的情况下，也能够通过能够高精度地控制的负荷LF将部件按压到基板上。

而且，为了能够控制这种推力T，在本实施方式中，在控制搭载头11的喷嘴单元30的动作的搭载头控制部13中，对每个伺服电动机41分别设定限制伺服电动机41的推力T的值的推力限制值TL，基于设定的推力限制值TL控制伺服电动机41。通过将来自部件搭载装置1的主体所具备的主体控制部14的指令中包含的限制负荷LFL与预先创建的推力-负荷相关数据(参照图11)进行参照，来进行推力限制值TL的设定。以下，为了在部件搭载装置1中执行这种控制处理，参照图8对由搭载头控制部13以及主体控制部14构成的控制部15所具备的结构进行说明。

在图8中，控制部件搭载装置1整体的控制部15由主体控制部14以及经由布线连接器27与主体控制部14连接的搭载头控制部13构成。主体控制部14具有如下功能，即，控制部件搭载装置1中的基板3的搬送、由搭载头11进行的来自部件供给部5的部件的取出等动作，并且对搭载头控制部13发送控制指令。

即，主体控制部14至少控制使搭载头11移动的XY工作台10(搭载头移动机构)，且将用于进行部件保持部31的升降动作的指令发送到搭载头控制部13。换言之，控制部15通过基于预先设定并作为“标准动作模式”58d存储在第二存储部58中的动作模式，控制使喷嘴单元30的轴35升降的伺服电动机41，从而使部件保持部31进行升降动作，所述升降动作用于将保持于部件保持部31的部件搭载到基板3。

控制该喷嘴单元30的伺服电动机41(#1～#12)的伺服电动机控制部50(#1～#12)按照配置在搭载头11上的多个(在此为12个)喷嘴单元30中的每一个设置在搭载头控制部13中。各个伺服电动机控制部50具备电动机驱动器51、推力检测部52、位置检测部53、着落检测部54、计时器55、推力限制部56、第一存储部57以及第二存储部58。

在此，如上所述，搭载头11构成为相对于作为搭载头移动机构的XY工作台10可拆卸，第一存储部57是非易失性的存储部。通过该结构，即使在搭载头11从XY工作台10的X轴移动工作台9拆下而成为单体的状态下，也能够保持存储内容。由此，即使将从一个部件搭载装置1拆下的搭载头11移动到其他的部件搭载装置1的情况下，也能够参照第一存储部57中存储的相关数据正确地使该搭载头11的各喷嘴单元30动作。

电动机驱动器51是伺服电动机41的驱动控制装置，基于预先设定的动作模式将电力供给到伺服电动机41(箭头f)，并驱动伺服电动机41。而且，通过从伺服电动机41的编码器44传送的脉冲信号检测与由动作模式确定的目标位置、目标速度的偏差(箭头g)，通过反馈所检测到的偏差的伺服控制来驱动伺服电动机41。

推力检测部52具有检测伺服电动机41的推力的功能。即，通过从电动机驱动器51供给到伺服电动机41的电流(箭头f)、或者由电动机驱动器51通知的电流值(箭头h)，检测在伺服电动机41产生的推力。在本实施方式中，通过推力限制部56的功能并基于前述推力限制值TL限制伺服电动机41的推力。

推力限制部56将来自主体控制部14的控制指令中包含的限制负荷LFL与作为相关数据存储部的第一存储部57中存储的推力-负荷相关数据进行参照，求得推力限制值TL，并作为“推力限制值”57a存储在第一存储部57中。而且，执行在电动机驱动器51中设定所求得的推力限制值TL的处理(箭头i)。

即，部件保持部31下降并达到预先设定且作为“推力限制高度”58c存储在第二存储部58中的推力限制高度TLh(参照图13)后，在电动机驱动器51中设定作为“推力限制值”57a存储在第一存储部57中的推力限制值TL。另外，部件保持部31上升并移动到比推力限制高度TLh高的位置为止后，解除电动机驱动器51中的推力限制值TL的设定。

在该结构中，推力限制部56以及电动机驱动器51构成推力限制部，所述推力限制部基于推力-负荷相关数据和来自主体控制部14的控制指令中包含的限制负荷LFL的信息，设定限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL，并在使部件保持部31朝向基板3下降时，将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下。在此，推力限制值TL在以下范围内设定，所述范围是在以与推力限制值TL相同的推力驱动伺服电动机41时，从部件保持部31作用于部件的负荷小于作为弹性体的施力构件33对部件保持部31施力的作用力FP的范围。

而且，上述结构的推力限制部在以下范围内设定限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL，并将伺服电动机41的推力限制在该推力限制值TL以下，所述范围是在驱动伺服电动机41时，从部件保持部31作用于部件的负荷LF小于施力构件33对部件保持部31施力的作用力FP的范围。具体地，在由电动机驱动器51进行的伺服电动机41的驱动中，限制向伺服电动机41供给的电流，使得推力为推力限制值TL以下。

位置检测部53对来自伺服电动机41的编码器44的编码器脉冲进行计数。该计数值成为表示部件保持部31的高度方向的位置的位置信息。即，位置检测部53具有基于来自伺服电动机41的位置信号检测部件保持部31的高度方向的位置的高度位置计测功能。使用该位置检测部53的高度位置计测功能进行后述的装配位置高度计测。

着落检测部54检测保持于部件保持部31的部件着落到基板3。该着落检测通过以下所示的两个方法中的任意一个进行。首先，一个方法是，在设定推力限制值TL且在由上述推力限制部进行的推力T的限制中，如果推力检测部52检测到伺服电动机41的推力T达到了所设定的推力限制值TL，则检测部件着落到了基板3。另外，作为该方法的代替方法，还可以设为依据从伺服电动机41的编码器44输出的编码器脉冲停滞，来检测部件着落到了基板3上。

计时器55具有对从着落检测部54检测出着落起的经过时间进行计测的功能。而且，计测的经过时间被预先设定为适当的静定时间并达到第二存储部58中存储的“目标时间”58e后，开始部件保持部31的上升。在本实施方式中，在由第二存储部58的“标准动作模式”58d中存储的动作模式确定的上升开始定时之前，经过时间达到“目标时间”58e后，控制部15的搭载头控制部13控制伺服电动机41并使部件保持部31上升。

第一存储部57是相关数据存储部，将示出伺服电动机41的推力T和在部件保持部31的前端产生的负荷LF的关系的相关数据(推力-负荷相关数据)存储在多个伺服电动机的每一个中。另外，第一存储部57是非易失性的存储部，即使在将搭载头11从XY工作台10拆下的状态下，也能够保持存储内容。

参照图11说明上述推力-负荷相关数据的内容。图11是将伺服电动机41的推力T作为横轴、将在部件保持部31的前端产生的负荷LF作为纵轴的图表。在图10所示的结构的喷嘴单元30中，推力T和负荷LF在实际应用中在成为对象的区间中处于线性关系，在图11的图表中，推力T和负荷LF处于由特性直线[L]表示的关系。

该特性直线[L]按如下方式获取。首先，在用大小相互不同的两个推力A、推力B驱动伺服电动机41时，通过图9所示的负荷检测部45对在部件保持部31的前端产生的负荷A、负荷B进行计测。而且，在图11中，将连接由(推力A、负荷A)、(推力B、负荷B)规定的两个数据点(PA)、(PB)的直线作为特性直线[L]。

而且，在部件搭载动作的执行时，若用从主体控制部14发送的控制指令指定限制负荷LFL，则将在特性直线[L]上与该限制负荷LFL对应的推力作为推力限制值TL求出。即，计算将部件P搭载到基板3上时的部件保持部31对部件P施加的限制负荷LFL、以及用于使用图11所示的推力-负荷相关数据来限制伺服电动机41所产生的推力T的推力限制值TL。求得的推力限制值TL作为“推力限制值”57a按照多个伺服电动机的每一个存储在作为相关数据存储部的第一存储部57中。

在部件搭载动作中的伺服电动机41的驱动中，这样存储的推力限制值TL在给定的定时设定在电动机驱动器51中，且控制推力使得伺服电动机41的推力为推力限制值TL以下。通过种结构，在具备多个部件保持部31和伺服电动机41的部件搭载装置1中，能够减少由伺服电动机41的特性的偏差引起的负荷的偏差。

在上述推力-负荷相关数据中，推力A是第一推力，负荷A是以第一推力驱动伺服电动机41时产生的第一负荷。而且，推力B是大小与第一推力不同的第二推力，负荷B是以第二推力驱动伺服电动机41时产生的第二负荷。该推力-负荷相关数据在第一存储部57中以表示“推力限制值”57a、“推力A”57b、“负荷A”57c、“推力B”57d、“负荷B”57e的数字值的方式存储。

另外，作为第一负荷的负荷A、作为第二负荷的负荷B被设定为小于作为弹性体的施力构件33对部件保持部31施力的作用力FP。由此，在使用负荷检测部45的负荷测量中，能够在不压缩施力构件33的前提下测量负荷LF，并正确求得推力-负荷的相关性。

第二存储部58存储装配动作中的升降动作控制用的高度参数、动作模式等从主体控制部14发送到搭载头控制部13的作业执行用数据。这些作业用执行数据基于以下的图12B所示的每个基板种类的装配数据由主体控制部14的装配作业执行部60创建，并发送到搭载头控制部13。

图12A示出了通过包含本实施方式所示的部件搭载装置1的部件安装系统将部件搭载到基板3来制造的部件搭载基板3＊。在基板3中形成有识别标记3a的部件安装面，设定有成为由部件搭载装置1进行的部件搭载的对象的部件搭载范围3b。在部件搭载范围3b内，通过部件搭载装置1搭载部件P。在部件搭载范围3b的外侧的范围内，通过其他的部件搭载装置搭载部件P＊。

图12B示出了通过部件搭载装置1在部件搭载范围3b内搭载部件P时所参照的装配数据70。装配数据70存储在主体控制部14的装配数据存储部64中。在装配数据70中，包含了用MP1、MP2··表示基板3中的部件P的装配位置的编号的“装配位置No”70a、表示每一个“装配位置No”70a的部件P的装配位置坐标的“装配位置坐标(X、Y、Θ)”70b、表示每一个“装配位置No”70a的部件P的装配位置高度的“装配位置高度(Z)”70c、表示要装配的部件P的名称的“部件名”70d等。

接下来，参照图13对这些作业用执行数据中包含的升降动作控制用的高度参数进行说明。图13示意性地示出了通过伺服电动机41使装配了部件保持部31的轴35(参照图5)下降时的控制用的高度参数的位置关系，所述部件保持部31保持部件P。在图13中，在上方绘制的水平线表示作为部件保持部31的动作开始前的位置的等待高度Z0。

在左侧的下方所示的第一例EX1中，示出了理想状态下的部件P的装配状态。即，在此，示出了将没有变形的理想状态的基板3设置在正确保持高度的基板保持部，并使保持部件P的部件保持部31相对于该基板3下降的状态。在该状态下的基板3的上表面示出了理想状态下的装配高度Z1。在从等待高度Z0达到装配高度Z1的中间，设定作为开始推力限制的高度的推力限制高度TLh，并预先存储在搭载头控制部13的第二存储部58中，所述推力限制为应用推力限制值TL来限制伺服电动机41的推力的推力限制。

此外，与装配高度Z1相距装配厚度尺寸d(在此为将部件P的厚度、焊盘3c的厚度、接合用焊料S的厚度相加所得的厚度尺寸)的上方的高度是表示部件保持部31保持的部件P与接合用焊料接触时的部件保持部31的高度的着落高度ZC。而且，与该着落高度ZC相距给定的减速高度偏移值OFD的上方的位置为规定将部件保持部31的下降速度从高速减速为低速的减速位置的减速高度Dh。此外，与着落高度ZC相距考虑到防止落空的目标高度偏移值OFT的下方的位置为成为使部件保持部31下降的目标的目标高度Th。

在此，对于减速高度Dh而言，从缩短部件保持部31的下降时间并提高生产性的观点出发，优选尽可能减小减速高度偏移值OFD，优选将减速高度Dh设定为接近着落高度ZC的高度。然而，在作业对象的基板3的装配高度Z1产生偏差的情况下，由于减速高度Dh的设定位置会产生如下的不良情况。

即，若减速高度Dh过低，则可能发生由下降速度不减速，部件保持部31保持的部件P直接着落引起的搭载不良情况。相反，若减速高度Dh过高，则产生由从比所需的定时早的定时进行下降速度的减速引起的动作时间的迟延。为了防止这种不良情况，在本实施方式所示的部件搭载装置1中，基于在部件搭载作业的执行过程中通过位置检测部53的功能检测到的实际的装配高度，动态地设定适当的减速高度。

第一例EX1的右侧所示的第二例EX2、第三例EX3示出了基板3的高度位置从理想状态下的基板3分别向上方位移偏差值Δ1、向下方位移偏差值Δ2的状态下的部件P的装配状态。第二例EX2中的基板3的上表面示出了在该状态下的装配高度Z11。而且，与装配高度Z11相距前述装配厚度尺寸d的上方的高度成为着落高度ZC1，与着落高度ZC1相距给定的减速高度偏移值OFD的上方的位置成为减速高度Dh1。

第三例EX3中的基板3的上表面示出了在该状态下的装配高度Z12。而且，与该装配高度Z12相距装配厚度尺寸d的上方的高度为着落高度ZC2，与该着落高度ZC1相距目标高度偏移值OFT1的下方的位置成为使部件保持部31下降的目标的目标高度Th1。在此，即使在假定的装配位置的高度为最低的情况下，也设定为不产生落空的高度。另外，对于第二例EX2，省略目标高度的图示，对于第三例EX3，省略减速高度的图示。

这些高度参数存储在第二存储部58中。在此，针对搭载头11中的喷嘴单元30的每个动作设定目标高度Th、减速高度Dh。而且，在部件搭载动作中，设为使部件保持部31下降时的目标的下降高度即“目标高度”58a、规定使部件保持部31下降的速度从高速减速为低速的定时的高度即“减速高度”58b每次都会更新并存储。此外，推力限制高度TLh作为“推力限制高度”58c存储。

“标准动作模式”58d是将基板3作为对象并由搭载头11进行的部件搭载中的装配动作的动作模式。在该动作模式中，包含使部件保持部31下降的速度从高速减速为低速的减速高度、和没为部件保持部31的目标的下降高度即目标高度。

“目标时间”58e是维持静定状态的静定时间，在静定状态下，保持部件P的部件保持部31下降，并将部件P按压到基板3不变。在本实施方式中，若自着落检测部54检测出着落起的经过时间达到由着落检测部54计测所得的经过时间作为“目标时间”58e存储的目标时间Ts，则使部件保持部31从部件P脱离并上升。

XY工作台10、基板搬送部2、部件供给部5、触摸面板68、基板识别相机16、部件识别相机12、报知部69、负荷检测部45与主体控制部14连接。主体控制部14具备作为内部处理功能部的、装配作业执行部60、落空检测部61、装配位置高度计测部62、减速高度运算部63、装配数据存储部64、部件信息存储部65、装配高度存储部66、推力-负荷相关数据获取部67。

装配作业执行部60基于装配数据存储部64中存储的装配数据(参照图12B)，控制XY工作台10、基板搬送部2、部件供给部5、搭载头11、部件识别相机12、基板识别相机16。由此，执行用于将部件P搭载到基板3的一系列的作业(参照图19所示的流程)。触摸面板68是显示输入操作以及输入操作时的操作画面的操作输入部，在上述一系列的作业执行时进行所需的输入操作。报知部69是在给定的状况下工作的信号塔、显示画面等报知手段，在由搭载头11进行的部件搭载动作中，在检测到不正常的状态的情况下，报知该情况。

负荷检测部45是具有检测图10所示的负荷LF的功能的检测单元。如图9所示，负荷检测部45在上表面具备测压元件(Load cell)等负荷检测器45a，通过使部件保持部31的下端部与负荷检测器45a抵接并按压，能够计测出负荷LF。负荷检测部45能够经由连接器装置45b可自由拆卸地与主体控制部14连接。在需要负荷计测时，如图9所示，配置在搭载头11的基台1a上。

落空检测部61检测在前述结构的推力限制部限制伺服电动机41的推力后到由预先设定的动作模式确定的上升开始定时为止的期间中由推力检测部52检测的推力没有达到所设定的推力限制值TL，换言之，检测部件保持部31保持的部件未达到基板的上表面而搭载动作成为了“落空”。

而且，在由落空检测部61检测到落空的情况下，使报知部69工作并报知该情况。这样，在本实施方式中，能够立即对安装不合格的可能性大的“落空”进行检测，进而，通过报知该情况，能够迅速进行不合格的发生予测、该部件的目标高度的修正等应对，并稳定质量。

装配位置高度计测部62在给定的定时，基于位置检测部53检测的部件保持部31的高度方向的位置和由部件保持部31装配的部件P的尺寸，对安装高度进行计测，所述给定的定时是在部件着落到基板3的装配位置后起到部件保持部31开始上升之前为止的定时，所述安装高度表示安装了元件P的安装位置即安装完成位置的高度。计测的多个装配完成位置的多个装配高度存储在装配高度存储部66中。

减速高度运算部63利用装配高度存储部66中存储的至少一个装配高度，对将部件装配到未装配位置时的减速高度(参照图17B所示的减速高度Dh2)进行运算，所述未装配位置是尚未装配部件的装配位置。即，在本实施方式中，基于针对在相同的基板3中已经执行了装配的装配完成位置由位置检测部53检测的装配高度，通过运算对之后成为作业对象的未装配位置的减速高度进行补正。

在此，参照图18A以及图18B，对由减速高度运算部63进行的减速高度补正的执行例进行说明。图18A以及图18B示出了减速高度补正的补正对象位置。在图18A以及图18B中，装配有部件的多个装配位置MP1～MP7设定在基板3的上表面。在这些装配位置当中由矩形框围起的装配位置表示装配了部件P的装配位置即装配完成位置。

在图18A中，装配位置MP1、MP2、MP3是装配完成位置，装配位置MP4是成为接下来的装配动作的对象的未装配位置。对于作为该未装配位置的装配位置MP4，在取代已经设定的减速高度而通过运算来设定新的减速高度时，判断在根据该未装配位置(装配位置MP4)预先设定的范围内(在此为将装配位置MP4作为中心的半径R的圆形范围C内)是否存在装配完成位置。

而且，在存在装配完成位置的情况下，基于针对该装配完成位置(在此为装配位置MP2)计测的装配高度，对将未装配位置(在此为装配位置MP4)作为对象的减速高度进行运算。即，在该情况下，减速高度运算部63基于在根据未装配位置预先设定的范围内存在的装配完成位置的装配高度，对减速高度进行运算。减速高度运算部63由装配位置MP2的装配高度计算装配位置MP4的装配高度。作为一个例子，在装配位置MP2的装配高度与最初假定的装配高度不同的情况下，假定其附近存在的装配位置MP4的装配高度也一样不同，在该基础上，计算装配位置MP4的装配高度Z11(参照图13)。而且，减速高度运算部63使用装配高度Z11、装配位置MP4的装配厚度尺寸d以及减速高度偏移值OFD，对装配位置MP4中的减速高度Dh2进行运算。

另外，也可以将在成为装配动作的对象的未装配位置的附近是否存在装配完成位置为预先设定的数量以上为条件来判断可否运算减速高度。在图18B所示的例子中，装配位置MP1、MP2、MP3、MP4、MP5是装配完成位置，装配位置MP6是成为接下来的装配动作的对象的未装配位置。针对作为该未装配位置的装配位置MP6，在代替已经设定的减速高度而通过运算设定新的减速高度时，判断根据从该未装配位置(装配位置MP6)预先设定的范围内(在此为将装配位置MP6设为中心的半径R的圆形范围C内)是否存在装配完成位置为预先设定的数量(在此为3)。

而且，在存在装配完成位置为预先设定的数量或者其以上的情况下，基于针对该多个装配完成位置(在此为装配位置MP3、MP4、MP5)计测的多个装配高度，对将未装配位置(在此为装配位置MP6)作为对象的减速高度进行运算。即，在该情况下，减速高度运算部63基于预先设定的数量的装配完成位置的装配高度，对未装配位置的减速高度进行运算。在该运算中，例如，由多个装配高度的平均值计算装配位置MP6的装配高度Z11。而且，减速高度运算部63使用装配高度Z11、装配位置MP6的装配厚度尺寸d以及减速高度偏移值OFD，对装配位置MP6中的减速高度Dh2进行运算。

装配数据存储部64存储由该部件搭载装置1进行的成为搭载作业对象的基板3中的部件P的装配位置坐标、装配位置坐标等装配数据(参照图12B)。部件信息存储部65存储表示搭载到基板3的部件P的型号、尺寸等部件信息。装配高度存储部66存储由装配位置高度计测部62计测的多个装配完成位置的多个装配高度。

推力-负荷相关数据获取部67进行用于获取图11所示的推力-负荷相关数据的处理。即，如图9所示，使搭载头11访问在基台1a的给定位置准备的负荷检测部45，以规定的推力驱动测量对象的喷嘴单元30的伺服电动机41并将部件保持部31按压到负荷检测部45的负荷检测器45a，计测与此时的推力对应的负荷LF。计测结果作为推力-负荷相关数据发送到搭载头控制部13，并存储在作为相关数据存储部的第一存储部57中。

这样，在本实施方式中，成为在搭载头控制部13中具备作为相关数据存储部的第一存储部57和前述推力限制部的结构。在此，第一存储部57按照多个伺服电动机的每一个存储表示伺服电动机41的推力和在部件保持部31的前端产生的负荷LF的关系的相关数据。而且，推力限制部具有如下功能，即，基于第一存储部57中存储的相关数据和来自主体控制部14的指令中包含的负荷的信息，设定限制伺服电动机41所产生的推力的推力限制值TL，并在使部件保持部31朝向基板3下降时，将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下。通过具有这种结构的搭载头控制部13，从而在多个部件保持部31的每一个具备伺服电动机41的结构中，能够高精度且稳定地控制装配负荷。

在此，对创建图11所示的推力-负荷相关数据，使用具有使部件保持部31升降的伺服电动机41的搭载头11将部件搭载到基板3从而制造部件搭载基板的部件搭载方法进行说明。在该部件搭载方法中，首先，如图9所示，准备检测负荷的负荷检测部45并配置在搭载头11的下方。接着，以给定的推力驱动伺服电动机41并将部件保持部31的下端部(喷嘴31a或代替喷嘴31a而装配的负荷计测用夹具)按压到负荷检测部45，对伺服电动机41的推力T和负荷LF的相关数据进行计测(参照图10)。由此，获取图11所示的特性直线[L]，将计测的相关数据存储在作为相关数据存储部的第一存储部57中。

接下来，使用将部件P搭载到基板3时的部件保持部31对部件施加的限制负荷LFL和上述相关数据，计算用于限制伺服电动机41产生的推力的推力限制值TL。限制负荷LFL包含在从主体控制部14发送到搭载头控制部13的控制指令中。若部件装配动作开始，则使保持部件P的部件保持部31朝向基板3的装配位置下降。

在该部件保持部31的下降动作中，在部件P着落到装配位置之前，将伺服电动机41的推力T限制在推力限制值TL以下。而且，在部件P着落到装配位置后，使部件保持部31上升，通过使部件保持部31从着落到装配位置的部件P脱离，部件搭载方法中的一个部件装配动作结束。通过使用这种方法，能够用简便的方法进行用于根据限制负荷LFL限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL的设定。

接下来，参照图19，对由上述结构的部件搭载装置1执行的部件装配处理进行说明。另外，即，在图19所示的处理的开始之前，作业对象的基板3成为如下状态，即，该状态为基板3被送入基板搬送部2并被定位保持，执行了由基板识别相机16进行的基板识别的状态。若部件装配处理开始，则首先使搭载头11移动到部件供给部5，使部件保持部31下降并用部件保持部31保持装配对象的部件P(ST1)。接着，使通过部件保持部31保持部件P的搭载头11向部件识别相机12的上方移动，通过部件识别相机12对部件P进行拍摄并进行部件识别(ST2)。

接着，使部件保持部31向装配位置移动(ST3)。即主体控制部14的装配作业执行部60通过基于图12B所示的装配数据70控制XY工作台10，从而使部件保持部31位于由装配作业的次序(シ一ケンス)指定的基板3的装配位置的上方。接着，进行将该装配位置作为对象的部件装配动作中的减速高度Dh(参照图13)的计算(ST4)。如上所述，该减速高度计算仅在该装配位置的附近的装配完成位置的装配高度计测完成的情况下执行。在将新送入的基板3作为对象的情况等、不满足前述减速高度运算的条件的情况下，跳过该处理且直接应用预先存储的默认的减速高度。

接着，将部件搭载指令从主体控制部14发送到搭载头控制部13(ST5)。即，将包含确定作为作业对象的搭载头11中的部件保持部31的编号、目标高度Th、减速高度Dh、限制负荷LFL等装配动作参数在内的控制指令发送到搭载头控制部13。而且，为了执行该搭载头11中的装配动作，这些装配动作参数存储在第一存储部57、第二存储部58中。

之后，通过搭载头控制部13的控制处理功能执行由搭载头11的喷嘴单元30进行的部件装配动作。在该部件装配动作中，通过伺服电动机控制部50驱动伺服电动机41(ST6)，由此，使保持部件P的部件保持部31相对于基板3的装配位置升降。而且，在着落到基板3的装配位置且经过了给定的静定时间后，通过使保持部31上升，从而部件装配的动作完成(ST7)。

随着该动作完成，将在部件装配动作中伺服电动机控制部50的推力检测部52检测的推力检测结果、位置检测部53检测的部件P的装配时的部件保持部31的装配高度发送到主体控制部14(ST8)。而且，之后，判断在上述部件装配动作是否发生落空(ST9)。即，在部件保持部31的下降动作中，在由推力检测部52检测的推力未达到所设定的推力限制值TL的情况下，判断为发生了部件保持部31保持的部件P未着落到基板上的落空，通过报知部69报知该情况，并且停止装置(ST10)。

在(ST9)中判断为没有发生落空的情况下，将主体控制部14接收的部件保持部31的装配高度存储在装配高度存储部66中(ST11)。由此，将一个喷嘴单元30的部件保持部31作为对象的部件装配动作结束，接着，确认有无作业未完成的部件保持部31(ST12)。在此，在有作业未完成的部件保持部31的情况下，返回(ST3)并反复执行以下的处理。与此相对，在没有作业未完成的部件保持部31的情况下，确认所有的部件的装配完成(ST13)。在此，在装配未完成的情况下，返回(ST1)并反复执行以下的处理。而且，在(ST13)中确认所有的部件的装配完成，并结束由部件搭载装置1进行的部件装配处理。

接下来，参照图14A～图17B对由上述结构的部件搭载装置1进行的部件搭载方法进行说明。分别参照这些附图示出的多个部件搭载方法通过具备控制部15的部件搭载装置1执行，所述控制部15通过基于预先设定的动作模式控制伺服电动机41，从而使部件保持部31进行用于升降动作，所述升降动作将部件保持部31保持的部件P搭载到基板3的装配位置。通过由包含搭载头控制部13、主体控制部14的控制部15控制图8所示的各部分来执行该部件搭载方法所示的各动作，由此，制造出将部件P搭载到基板3的部件搭载基板3＊(参照图12A)。

另外，图14A～图17B示意性地示出了部件的装配动作中的部件保持部31的升降动作，纵轴与部件保持部31的升降位移对应，横轴与时间的经过对应。此外，在图14A～图17B中用粗虚线表示的TR1示出了在预先设定的动作模式中部件保持部31的下端部移动的设定轨迹TR1。此外，用粗实线表示的TR2示出了在各图中所示的实际的装配动作中部件保持部31的下端部移动的实轨迹TR2。

另外，在各图中，定时ta是动作开始的定时，示出了使部件保持部31向基板3的装配位置的上方移动并在等待高度Z0等待的状态。推力限制高度TLh示出了在部件保持部31的下降时将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下的推力限制的开始高度。着落高度ZC示出了保持的部件P的端子与供给到基板3上的焊料部接触且部件P着落时的部件保持部31的高度。此外，目标高度Th1是成为部件保持部31的下降动作的目标的高度，考虑到基板3的装配高度的偏差，设定为比实际上部件P着落的高度低。

首先，参照图14A以及图14B对由该部件搭载方法进行的部件的装配动作的基本实施例M0进行说明。图14A示出了在该基本实施例M0中，为了短缩作业动作时间，仅用高速进行部件保持部31的下降的高速装配方式M0-1。此外，图14B示出了在基本实施例M0中，极力抑制部件保持部31保持的部件P着落时的冲击的低冲击装配方式M0-2。

参照图14A说明高速装配方式M0-1。保持部件P的部件保持部31移动到基板3的装配位置的上方，在定时ta，位于等待高度Z0且处于等待状态。接着，通过伺服电动机控制部50所具备的推力限制部56的功能，设定限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL。在此，推力限制值TL在以下范围内设定，所述范围是在以与推力限制值TL相同的推力驱动伺服电动机41时，从部件保持部31作用于部件P的负荷小于作为弹性体的施力构件33对部件保持部31施力的作用力FP的范围。

接着，通过基于预先设定的动作模式控制伺服电动机41，从而使部件保持部31朝向基板3的装配位置并将目标高度Th1作为目标地下降。在该下降的途中，在部件保持部31的高度达到推力限制高度TLh的定时，在部件P着落到装配位置之前，将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下。

另外，由伺服电动机控制部50所具备的推力限制部56进行的推力限制值TL的设定、在部件保持部31的下降的途中达到了推力限制高度TLh的定时的伺服电动机41的推力的限制、检测部件P着落到基板3的着落检测在图15A、图15B、图16A、图16B、图17A、图17B所示的第一实施例、第二实施例以及第三实施例中也同样应用。

之后，若部件保持部31进一步下降，则成为如下状态，该状态为部件保持部31达到着落高度ZC，保持的部件P的端子与供给到基板3的焊料部接触且部件P着落的状态。该着落时的冲击由施力构件33吸收，在冲击吸收后，施力构件33返回着落前的通常状态的长度。之后，部件保持部31从动作模式下预先设定的按压开始定时到用于使部件P的着落状态静定的目标时间Ts之间，维持按压状态。而且，在目标时间Ts到了(タイ厶アツプする)的上升开始定时，开始部件保持部31的上升，部件保持部31上升到等待高度Z0，装配动作完成。

在上述按压状态下，在部件P着落到装配位置之前，在小于作用力FP范围内设定推力限制值TL，因此伺服电动机41以比作用力FP小的推力向基板3按压部件P。因此，在着落后，与通过压入且弹性变形的施力构件33的弹力将部件P向基板3按压的以往方式相比，能够在低负荷区域高精度且稳定地控制装配负荷。

在图14B所示的低冲击装配方式M0-2下，减速高度Dh1设定在推力限制高度TLh和着落高度ZC之间这一点与高速装配方式M0-1不同。即，在低冲击装配方式M0-2下，在保持部件P的部件保持部31从等待高度Z0下降的过程中，如果达到减速高度Dh1，则将下降速度从高速切换为低速。由此，获得能够减少部件保持部31下降到着落高度ZC且部件P着落时的冲击的效果。

另外，在上述装配动作的过程中，伺服电动机控制部50的推力检测部52检测伺服电动机41的推力。由此，伺服电动机控制部50的落空检测部61能够检测在限制伺服电动机41的推力后到由动作模式确定的上升开始定时为止的期间所检测的推力未达到推力限制值TL。这样，推力限制后的推力未达到推力限制值TL的意思是可能产生了部件保持部31保持的部件P未着落到基板3的“落空”状态。在产生了这种状态的情况下，主体控制部14通过报知部69报知伺服电动机41的推力未达到推力限制值TL这一情况。

接下来，参照图15A以及图15B对由该部件搭载方法进行的部件的装配动作的第一实施例M1进行说明。在图14A以及图14B所示的基本实施例M0中，根据由预先确定的动作模式确定的上升定时，使部件保持部31上升。与此相对，在第一实施例M1中，对由部件保持部31保持的部件P从着落起的经过时间进行计测，并确定部件保持部31的上升定时。

对应用这种第一实施例M1的技术意义进行说明。即，在由于基板的变形而装配位置的高度产生偏差的情况下，部件P与基板的焊料部接触的着落高度也产生偏差。在这种情况下，在装配动作中，部件P着落的定时也变得不恒定。因此，无法恰当地确保将部件P按压到焊料部的时间，且难以确保适当的焊料接合质量。特别是，在按压时间过长的情况下，可能产生在相邻的焊盘(ランド)间焊料连结的桥、处于颗粒状的焊料分离的状态下的焊球等不良情况。这样，即使在装配位置的高度产生偏差的情况下，通过应用本实施方式所示的第一实施例M1，也能够恰当地确保将部件P按压到焊料部上的时间。

图15A示出了在该第一实施例M1中，为了短缩作业动作时间，仅以高速进行部件保持部31的下降的高速装配方式M1-1。此外，图15B示出了在第一实施例M1中，极力抑制部件保持部31保持的部件P着落时的冲击的低冲击装配方式M1-2。

参照图15A说明高速装配方式M1-1。保持部件P的部件保持部31移动到基板3的装配位置的上方，在定时ta，位于等待高度Z0并处于等待状态。接着，通过基于预先设定的动作模式控制伺服电动机41，从而朝向基板3的装配位置、并将目标高度Th1作为目标来使部件保持部31下降。

在该下降之前，和图14A以及图14B所示的基本实施例M0一样，设定限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL。而且，在部件保持部31的下降的途中，和图14A以及图14B所示的基本实施例M0一样，在部件P着落到装配位置之前，将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下。通过该推力限制，获得与图14A以及图14B所示的基本实施例M0中所述的效果相同的效果。

之后，若部件保持部31进一步下降，则部件保持部31达到着落高度ZC。由此，保持的部件P的端子与供给到基板3的焊料部接触且部件P着落到基板3上。利用伺服电动机控制部50所具备的着落检测部54的功能，通过以下所示的任意一个方法，检测该着落。

首先，通过在伺服电动机控制部50中由推力检测部52监视伺服电动机41的推力，执行一个方法。即，通过推力在推力限制值TL以下且限制中的伺服电动机41的推力达到设定的推力限制值TL，检测部件P着落到基板3。着落检测的其他的方法是基于来自伺服电动机41的位置信号的方法。即，在从伺服电动机41的编码器44输出的编码器脉冲停滞的情况下，检测部件着落到基板3。

这样，若通过上述任意一个方法检测部件P的着落，则通过计时器55的计时功能对自检测到着落的定时t1起的经过时间进行计测。而且，在由设定轨迹TR1所示的动作模式确定的上升开始定时之前，由计时器55计时的经过时间达到目标时间Ts后，在该定时t2控制伺服电动机41并使部件保持部31上升。

由此，即使在将由于变形等着落高度ZC产生偏差的基板3作为对象的情况下，也能够始终在适当的目标时间Ts将部件P按压到焊料部，防止由按压时间的偏差引起的焊料接合不良。进而，能够防止由于按压时间不必要地变长所引起的装配动作时间的迟延，并提高生产性。

在图15B所示的低冲击装配方式M1-2下，减速高度Dh1被设定在推力限制高度TLh和着落高度ZC之间这一点与高速装配方式M1-1不同。即在低冲击装配方式M1-2下，若保持部件P的部件保持部31在从等待高度Z0下降的过程中达到减速高度Dh1，则将下降速度从高速切换为低速。由此，获得能够减少部件保持部31下降到着落高度ZC且部件P着落时的冲击这样的效果。

接下来，参照图16A以及图16B对由该部件搭载方法进行的部件的装配动作的第二实施例M2进行说明。在第二实施例M2中，在使部件保持部31保持的部件P着落并搭载的装配动作中，装配位置高度计测部62对装配位置的装配高度进行计测。这样，在装配动作中，通过对装配位置的装配高度进行计测，从而能够在不另行进行用于基板高度计测的计测动的前提下，通过简便的方法获取基板高度信息。

图16A示出了在该第二实施例M2中，为了短缩作业动作时间，仅以高速进行部件保持部31的下降的高速装配方式M2-1。此外，图16B示出了在第二实施例M2中，极力抑制部件保持部31保持的部件P着落时的冲击的低冲击装配方式M2-2。

参照图16A说明高速装配方式M2-1。保持部件P的部件保持部31移动到基板3的装配位置的上方，在定时ta位于等待高度Z0并处于等待状态。接着，通过基于预先设定的动作模式控制伺服电动机41，从而使部件保持部31朝向基板3的装配位置并将目标高度Th1作为目标地下降。

在该下降之前，与图14A以及图14B所示的基本实施例M0一样，设定限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL。而且，在部件保持部31的下降的中途，与图14A以及图14B所示的基本实施例M0一样，在部件P着落到装配位置之前，将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下。通过该推力限制，获得与图14A以及图14B所示的基本实施例M0中所述的效果相同的效果。

之后，若部件保持部31进一步下降，则部件保持部31达到着落高度ZC。由此，保持的部件P的端子与供给到基板3的焊料部接触且部件P着落到基板3。通过伺服电动机控制部50所具备的着落检测部54的功能检测该着落，并通过计时器55的计时功能对自检测着落的定时t1起的经过时间进行计测。而且，在由设定轨迹TR1所示的动作模式确定的上升开始定时之前，由计时器55计时的经过时间达到目标时间Ts后，在该定时t2控制伺服电动机41并使部件保持部31上升。

即，在上述装配动作中，在部件P着落到基板3的装配位置后，使部件保持部31上升并使部件保持部31从着落到基板3的装配位置的部件P脱离。而且，至少在从部件P着落到基板3的装配位置到部件保持部31开始上升之前为止的期间，限制伺服电动机41的推力。在伺服电动机41的推力被限制的状态下，进行由用于部件P的装配的部件保持部31进行的按压。

在本实施方式所示的第二实施例M2中，在上述装配动作之间进行装配高度的检测。即，在从部件P着落到基板3的装配位置起到部件保持部31开始上升之前为止的给定的定时，装配位置高度计测部62从位置检测部53获取部件保持部31的位置信息。在该定时获取的部件保持部31的位置信息成为在图13中表示部件保持部31的高度方向的位置的着落高度ZC。而且，装配位置高度计测部62基于获取的位置信息和装配的部件P的尺寸，计算装配了部件P的装配位置的装配高度。即，装配位置高度计测部62基于着落高度ZC和包含部件P的部件P的厚度的装配厚度尺寸d，求得装配高度Z1。

另外，装配位置高度计测部62从位置检测部53获取部件保持部31的位置信息的定时为在作为弹性体的施力构件33吸收部件P着落到装配位置时的冲击后、且在部件保持部31将要开始上升之前的期间内，最优选为将要开始上升之前。该位置信息的获取在缓冲用的施力构件33拉伸的状态下进行，因此即使在具备缓冲用的施力构件33的情况下，也能够高精度地根据位置检测部53的位置信息进行部件保持部31的高度检测。

进而，部件保持部31按压基板3的负荷LF为低负荷，因此基板3的变形较少。因此，即使使用部件保持部31的高度位置来对装配位置的高度进行计测，误差也较少，能够进行正确的高度计测。由此，能够通过简便的方法，在不使用专用的计测装置的前提下与部件装配动作的执行并行地获取包含装配位置的高度在内的基板高度信息。

在图16B所示的低冲击装配方式M2-2下，减速高度Dh1被设定在推力限制高度TLh和着落高度ZC之间这一点与高速装配方式M2-1不同。即，在低冲击装配方式M2-2下，若在保持部件P的部件保持部31从等待高度Z0下降的过程中达到减速高度Dh1，则将下降速度从高速切换到低速。由此，获得能够减少部件保持部31下降到着落高度ZC为止且部件P着落时的冲击的效果。

接下来，参照图17A以及图17B对由该部件搭载方法进行的部件的装配动作的第三实施例M3进行说明。在第三实施例M3中，在使部件保持部31保持的部件P着落并搭载的装配动作中，检测装配了部件的装配完成位置的装配高度，并基于检测的装配高度，对将部件装配到未装配位置时的减速高度进行运算并补正。

图17A示出了在该第三实施例M3中，在未存在装配完成位置且未进行减速高度的补正的状态下，进行部件装配动作的补正前装配方式M3-1。此外，图17B示出了在第三实施例M3中，检测装配完成位置的装配高度，在基于检测的装配高度对减速高度进行了补正后，装配部件的补正后装配方式M3-2。

参照图17A说明补正前装配方式M3-1。保持部件P的部件保持部31移动到基板3的装配位置的上方，在定时ta位于等待高度Z0并处于等待状态。接着，通过基于预先设定的动作模式控制伺服电动机41，从而使部件保持部31朝向基板3的装配位置并将目标高度Th1作为目标地下降。在此，在动作模式中，包含对使部件保持部31下降的速度进行减速的减速高度Dh1和设为部件保持部31的目标的目标高度Th1。在部件保持部31的下降中，到减速高度Dh1为止以高速下降，从减速高度Dh1开始以低速下降。在补正前装配方式M3-1下，减速高度Dh1被设定为与目标高度Th1相距Δh1的高度。

在该下降之前，和图14A以及图14B所示的基本实施例M0一样，设定限制伺服电动机41的推力的推力限制值TL。而且，在部件保持部31的下降的中途，和图14A以及图14B所示的基本实施例M0一样，在部件P着落到装配位置之前，将伺服电动机41的推力限制在推力限制值TL以下。通过该推力限制，获得与图14A以及图14B所示的基本实施例M0中所述的效果相同的效果。

之后，若部件保持部31进一步下降，则部件保持部31达到着落高度ZC。由此，保持的部件P的端子与供给到基板3的焊料部接触且部件P着落到基板3。通过伺服电动机控制部50所具备的着落检测部54的功能检测该着落，并通过计时器55的计时功能对自检测到着落的定时t1起的经过时间进行计测。而且，在由设定轨迹TR1所示的动作模式确定的上升开始定时之前，在由计时器55计时的经过时间达到目标时间Ts后，在该定时t2控制伺服电动机41并使部件保持部31上升，使部件保持部31从着落到装配位置的部件P脱离。而且，在部件保持部31上升到等待高度Z0为止的定时tb，一个装配动作结束。在补正前装配方式M3-1下，对于一次装配动作，从定时ta到定时tb需要作业时间WT1。

为了极力短缩该作业时间WT1并提高生产性，在本实施方式所示的第三实施例M3中，在上述装配动作之间进行将减速高度的补正作为目的的装配高度的检测。即，在从部件P着落到基板3的装配位置起到部件保持部31将要开始上升之前为止的给定的定时，装配位置高度计测部62从位置检测部53获取部件保持部31的位置信息(着落高度ZC)。

而且，基于获取的着落高度ZC和所装配的部件P的尺寸，执行计算装配高度的装配高度计测处理，所述装配高度表示装配了部件P的装配位置即装配完成位置的高度。该装配高度计测处理由主体控制部14的装配位置高度计测部62执行。即，基于图13中表示部件保持部31的高度方向的位置的着落高度ZC、和包含部件P的部件P的厚度的装配厚度尺寸d，求得装配高度Z1。

而且，对多个装配完成位置进行同样的装配高度计测处理并将多个装配高度存储在主体控制部14的装配高度存储部66中。接着，利用装配高度存储部66中存储的至少一个装配高度，对将部件装配到尚未装配部件的装配位置即未装配位置时的减速高度进行运算。该运算处理由主体控制部14的减速高度运算部63执行。

在图18A以及图18B中说明的由减速高度运算部63进行的减速高度补正的执行例中，示出了该减速高度的运算处理。即，在图18A所示的例子中，减速高度运算部63基于根据未装配位置预先设定的范围内存在的装配完成位置的装配高度，对减速高度进行运算。此外，在图18B所示的例子中，减速高度运算部63基于预先设定的数量的装配完成位置的装配高度，对未装配位置的减速高度进行运算。由此，代替补正前的减速高度Dh1，而基于装配完成位置的装配高度，求得运算的补正后的减速高度Dh2。

图17B示出了基于这样运算的补正后的减速高度Dh2，将部件P装配在未装配位置上的补正后装配方式M3-2。在这里所示的例子中，补正后的减速高度Dh2设定为与目标高度Th1相距Δh2的高度。在此，因为Δh2是基于已知的装配完成位置的装配高度设定的，所以能够设定为比Δh1小的适当值。

因此，能够将补正后的减速高度Dh2设定为更接近着落高度ZC的高度，且能够防止由于从不必要的高位置减速而导致的下降时间的迟延。由此，在补正前装配方式M3-1下，对于一次装配动作，从定时ta到定时tb需要作业时间WT1，而在补正后装配方式M3-2中，从定时ta到定时tb所需的时间缩短为比WT1短的作业时间WT2。这样，即使在将翘曲变形状态产生偏差的基板作为对象的情况下，也能够通过基于装配完成位置的装配高度恰当地设定减速高度，来提高生产性。

另外，在本实施方式中，在由装配位置高度计测部62进行的装配高度Z1的计算以及由减速高度运算部63进行的减速高度Dh2的计算中所使用的装配厚度尺寸d成为了将部件P的厚度、焊盘3c的厚度、接合用焊料S的厚度相加所得的厚度尺寸，但也可以将忽略焊盘3c的厚度和接合用焊料S的厚度这两者或任意一者的值作为装配厚度尺寸d来使用。在忽略焊盘3c的厚度和接合用焊料S的厚度这两者的情况下，也可以将部件P的厚度作为装配厚度尺寸d来使用。换言之，装配厚度尺寸d至少包含部件P的厚度。

本公开的部件搭载装置以及部件搭载方法具有能够在低负荷区域高精度且稳定地控制装配负荷的效果，在将部件搭载到基板的装配位置的领域有用。

Claims (12)

1.一种部件搭载装置，将部件搭载到基板，

所述部件搭载装置具备：

轴，具有下部和上部；

部件保持部，以能够在上下方向上位移的状态安装在所述轴的下部，并具有用于通过负压保持所述部件的吸引孔；

弹性体，相对于所述轴向下方对所述部件保持部施力；

伺服电动机，使所述轴升降；以及

控制部，通过基于预先设定的动作模式控制所述伺服电动机，从而使所述部件保持部进行升降动作，所述升降动作用于将所述部件保持部保持的部件搭载到所述基板，

进一步，所述控制部具有推力限制部，所述推力限制部设定限制所述伺服电动机的推力的推力限制值，并在使所述部件保持部朝向所述基板下降时，将所述伺服电动机的推力限制在所述推力限制值以下，

所述推力限制值在以下范围内设定，所述范围是在以与所述推力限制值相同的推力驱动所述伺服电动机时，从所述部件保持部对所述部件作用的负荷小于所述弹性体对所述部件保持部施力的力的范围。

2.根据权利要求1所述的部件搭载装置，其中，

所述控制部还具有：

着落检测部，检测所述部件着落到所述基板；以及

计时器，对从所述着落检测部检测出着落起的经过时间进行计测，

在由所述动作模式确定的上升开始定时之前所述经过时间达到目标时间后，所述控制部控制所述伺服电动机而使所述部件保持部上升。

3.根据权利要求2所述的部件搭载装置，其中，

所述控制部还具有检测所述伺服电动机的推力的推力检测部，

所述推力检测部在由所述推力限制部进行的推力的限制中检测到所述伺服电动机的推力达到所述推力限制值后，所述着落检测部检测所述部件着落到所述基板。

4.根据权利要求2所述的部件搭载装置，其中，

所述着落检测部根据来自所述伺服电动机的位置信号检测所述部件着落到所述基板。

5.根据权利要求1所述的部件搭载装置，其中，

所述控制部还具有：

推力检测部，检测所述伺服电动机的推力；以及

落空检测部，检测在所述推力限制部限制所述伺服电动机的推力后到由所述动作模式确定的上升开始定时为止的期间中由所述推力检测部检测的推力未达到所述推力限制值。

6.根据权利要求5所述的部件搭载装置，其中，

所述部件搭载装置还具备报知部，

在由所述落空检测部检测到落空的情况下，所述控制部使所述报知部工作。

7.一种部件搭载方法，制造通过部件搭载装置将部件搭载到基板的部件搭载基板，所述部件搭载装置具备：

轴，具有下部和上部；

部件保持部，以能够在上下方向上位移的状态安装在所述轴的下部，并具有用于通过负压保持所述部件的吸引孔；

弹性体，相对于所述轴向下方对所述部件保持部施力；

伺服电动机，使所述轴升降；以及

控制部，通过基于预先设定的动作模式控制所述伺服电动机，从而使所述部件保持部进行升降动作，所述升降动作用于将所述部件保持部保持的部件搭载到所述基板的装配位置，其中，

所述控制部使保持有所述部件的所述部件保持部向所述基板的所述装配位置的上方移动，

在如下范围内设定限制所述伺服电动机的推力的推力限制值，所述范围是在以与所述推力限制值相同的推力驱动所述伺服电动机时，从所述部件保持部对所述部件作用的负荷小于所述弹性体对所述部件保持部施力的力的范围，

通过基于所述动作模式控制所述伺服电动机，从而使所述部件保持部朝向所述装配位置下降，

在所述部件着落到所述装配位置之前，将所述伺服电动机的推力限制在所述推力限制值以下，

在所述部件着落到所述装配位置后，使所述部件保持部上升而使所述部件保持部从着落到所述装配位置的部件脱离。

8.根据权利要求7所述的部件搭载方法，其中，

所述控制部还检测所述部件着落到所述基板，

对从检测出所述着落起的经过时间进行计测，

在由所述动作模式确定的上升开始定时之前所述经过时间达到目标时间后，控制所述伺服电动机而使所述部件保持部上升。

9.根据权利要求8所述的部件搭载方法，其中，

通过所述限制中的所述伺服电动机的推力达到所述推力限制值，所述控制部检测所述部件着落到所述基板。

10.根据权利要求8所述的部件搭载方法，其中，

所述控制部根据来自所述伺服电动机的位置信号，检测所述部件着落到所述基板。

11.根据权利要求7所述的部件搭载方法，其中，

所述控制部还检测所述伺服电动机的推力，

检测在限制所述伺服电动机的推力后到由所述动作模式确定的上升开始定时为止的期间中所检测的所述推力未达到所述推力限制值。

12.根据权利要求11所述的部件搭载方法，其中，

若所述推力未达到所述推力限制值，则所述控制部还进行报知。

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