CN110999566B - 元件装配机 - Google Patents
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Abstract
元件装配机为了使以能够装卸的方式装配于装配台的装卸工具的落座稳定化而具备:装配台,以至少能够沿水平方向移动的方式设于元件装配机主体;装卸工具,以能够装卸的方式装配于装配台,能够在保持有元件的状态下沿上下方向移动;工具移动机构,使装卸工具沿上下方向移动;装配台移动机构,使装配台至少沿水平方向移动;及控制装置,在装卸工具被装配于装配台之后且在装卸工具保持元件之前,执行如下的落座改善处理:通过装配台移动机构中的与用于使装卸工具保持元件的移动动作不同的其它移动动作,对装配有装卸工具的装配台朝向包括水平方向在内的预定方向施加力。
Description
技术领域
本说明书涉及一种元件装配机。
背景技术
以往,已知有具备用于吸附元件并将其向基板装配的元件装配头的元件装配机(例如,参照专利文献1)。该元件装配头具有安装于元件装配机的基座上的头主体、以能够装卸的方式装配于头主体的吸嘴及使吸嘴相对于头主体沿上下方向移动的嘴升降机构。
头主体能够以保持有吸嘴的状态相对于基台沿水平方向移动。嘴升降机构具有以能够升降的方式保持于头主体的升降轴。在升降轴的下端部的外周侧嵌入有螺旋弹簧及卡定环。在未装配吸嘴的状态下,卡定环相对于升降轴位于自身的重力与螺旋弹簧的作用力相平衡的位置。在升降轴的下端部的侧壁形成有以夹着轴心的方式彼此相向的一对插槽。各插槽是形成为从升降轴的下端的开口朝向上方延伸而在朝向周向之后稍微朝向下方延伸的J字状的插槽。
吸嘴以能够装卸的方式装配于在头主体中安装的升降轴的下端部。即,吸嘴具有设于下端部而进行元件吸附的嘴主体部和设于上端部而被保持为能够相对于升降轴装卸的嘴保持架部。嘴保持架部具有插入在升降轴的下端部开设的装配孔的圆筒部和从圆筒部的侧壁朝向径向外侧突出的一对卡定销。吸嘴通过使圆筒部插入升降轴的装配孔并使卡定销从下方插入升降轴的插槽中而被卡合,且克服螺旋弹簧的作用力而上推卡定环,之后,在到达位于插槽的最里部的落座部之后通过螺旋弹簧的作用力而被卡定环的下表面朝向下方按压,从而被装配于升降轴。吸嘴经由O形环等与升降轴间隙嵌合。
在上述元件装配机中,在更换了吸嘴之后,装配有该吸嘴的升降轴相对于头主体下降,从而吸嘴的下端部压靠于夹具台的上表面。在该情况下,由于吸嘴被朝向上方按压,因此能够使吸嘴的、相对于升降轴的落座位置稳定化,由此,能够提高吸嘴的定位精度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-92200号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,如上所述,当吸嘴在更换后以下端部压靠于夹具台时,即使能够改善吸嘴相对于升降轴的上下方向上的落座,也难以改善包括吸嘴的轴的角度偏离、偏置在内的水平方向上的落座。
此外,该现象在裸芯片供给装置所具备的顶起罐在机器人侧被锥形夹具等机械地夹持的构造中也同样地产生。通常,在锥形夹具等中,有时因微小的成形偏差、组装偏差等而产生有轴偏移。因此,即使在更换该顶起罐之后以上端部压靠于夹具台,也仅对该顶起罐作用有朝向下方的按压力,难以改善特别是水平方向上的落座。
本说明书的目的在于提供一种能够使以能够装卸的方式装配于装配台的装卸工具的落座稳定化的元件装配机。
用于解决课题的技术方案
在本说明书中公开一种元件装配机,具备:装配台,以至少能够沿水平方向移动的方式设于元件装配机主体;装卸工具,以能够装卸的方式装配于所述装配台,能够在保持有元件的状态下沿上下方向移动;工具移动机构,使所述装卸工具沿上下方向移动;装配台移动机构,使所述装配台至少沿水平方向移动;及控制装置,在所述装卸工具被装配于所述装配台之后且在所述装卸工具保持所述元件之前,执行如下的落座改善处理:通过所述装配台移动机构中的与用于使所述装卸工具保持所述元件的移动动作不同的其它移动动作,对装配有所述装卸工具的所述装配台朝向包括水平方向在内的预定方向施加力。
根据本公开,在朝向装配台装配装卸工具之后且在该装卸工具保持元件之前执行落座改善处理,通过装配台移动机构中的与元件保持移动动作不同的其它移动动作,对该装配台朝向包括水平方向在内的预定方向施加力。通过该力的作用,装配台与装卸工具能够相对移动。因此,能够将装配台与装卸工具的卡合状态改善为两者的位置关系稳定的状态。因而,能够使以能够装卸的方式装配于装配台的装卸工具的落座稳定化。
附图说明
图1是一实施方式所涉及的元件装配机的外观立体图。
图2是实施方式的元件装配机所具备的元件供给装置的外观立体图。
图3是包括实施方式的元件供给装置的顶起单元及罐站的外观立体图在内的结构图。
图4是实施方式的顶起单元的外观立体图。
图5是拆下了实施方式的顶起单元中的顶起罐的状态下的外观立体图。
图6是实施方式的顶起单元所具有的顶起罐的外观立体图。
图7是表示实施方式的顶起罐的顶起销顶起裸芯片的状态的局部剖视图。
图8是包括从水平方向观察实施方式的元件装配机所具备的元件移载装置的装配头周边的状态的结构图。
图9是从水平方向观察实施方式的元件移载装置所具有的装配头的吸嘴周边时的局部剖视图。
图10是从相对于图9中的水平方向在周向上错开90°的水平方向观察实施方式的元件移载装置所具有的装配头的吸嘴周边时的局部剖视图。
图11是在第一变形方式所涉及的元件装配机中执行的控制例程的一例的流程图。
图12是在第二变形方式所涉及的元件装配机中执行的控制例程的一例的流程图。
图13是其它变形方式所涉及的顶起单元的局部剖视图。
具体实施方式
1.元件装配机的结构
参照图1~图10说明一实施方式所涉及的元件装配机1的结构。
元件装配机1是向电路基板等基板装配元件的装置。如图1及图2所示,元件装配机1具备基板搬运装置20、元件供给装置30及元件移载装置70。基板搬运装置20、元件供给装置30及元件移载装置70分别安装并装配于作为元件装配机1的基台的主体部10。
基板搬运装置20是搬运基板的装置。基板搬运装置20具有一对导轨(未图示)、传送带21及夹持装置(未图示)。一对导轨被配置为隔开间隔而彼此平行。导轨将基板朝向搬运方向X引导。传送带21是能够载置基板的带部件,被设为能够通过电动马达等轮转。基板一边被一对导轨引导,一边被传送带21朝向搬运方向X搬运。夹持装置配设在传送带21上。当基板被传送带21搬运至预定的元件装配位置时,基板被夹持装置定位。基板搬运装置20的传送带21、导轨及夹持装置能够根据基板的种类、尺寸、形状等适当更换。
元件供给装置30是将向基板装配的元件向拾取位置供给的装置。元件供给装置30具有将裸芯片作为向基板装配的元件而进行供给的裸芯片供给装置31。如图3及图4所示,裸芯片供给装置31具有收纳器保持部32、料盘拉出台33、顶起单元34、驱动装置35、控制装置36及罐站37。裸芯片供给装置31被设置为将料盘拉出台33插入元件装配机1的主体部10的状态。
在收纳器保持部32中以能够上下移动的方式收纳有收纳器。在该收纳器中混装有晶圆料盘40及托盘料盘(未图示)。这些料盘沿上下方向多层重叠。收纳器构成为在元件装配机1运转时选择晶圆料盘40及托盘料盘中的一层的料盘并将其向料盘拉出台33上拉出。料盘朝向料盘拉出台33上的拉出是指被料盘拉出机构(未图示)拉出至预定的拉出位置。
如图2所示,晶圆料盘40具有料盘主体41和通过螺纹固定等安装于该料盘主体41的晶圆装配板42。晶圆装配板42具有沿上下方向贯通的圆形的开口部。在晶圆装配板42上,以在扩展的状态下覆盖该晶圆装配板42的开口部的方式装配有可伸缩的片状的切割片43。将晶圆切割为棋盘格状而形成的裸芯片44作为向基板装配的元件而被粘贴于切割片43。
顶起单元34配置在形成于晶圆料盘40的下方的空间区域内。顶起单元34构成为能够在该空间区域内沿XY方向移动。顶起单元34是如下的单元:用于通过后述的顶起罐50的顶起销52从被拉出至料盘拉出台33上的晶圆料盘40的切割片43的裸芯片44的下方将其局部地顶起,从而使该裸芯片44的粘贴部分从切割片43局部地剥离而使该裸芯片44浮起。
顶起单元34具有顶起罐50。顶起罐50具有罐主体51和顶起销52。罐主体51是形成为大致圆柱状的躯干部件。在罐主体51形成有沿罐主体51的轴向延伸并在上表面开口的销孔53。上述顶起销52是形成为插入罐主体51的销孔53的销状的部件。顶起销52能够在销孔53内上下移动,能够从罐主体51的上表面向上方突出。
在罐主体51上还形成有沿罐主体51的轴向延伸并在上表面开口的真空孔54。真空孔54可以在罐主体51的上表面设置多处。在真空孔54连接有真空泵(未图示)。通过真空泵的工作而将负压向真空孔54导入。被导入真空孔54的负压使罐主体51的上表面吸引与该上表面接触的切割片43。此外,在使罐主体51的上表面吸引切割片43的方面,也可以取代在该罐主体51设置真空孔54而由多孔质材料来构成该罐主体51本身。
在罐主体51的下部设有圆环状的凸缘部55。在凸缘部55以朝向径向外侧突出的方式设有L字状的钩挂片56。钩挂片56以夹着罐主体51的轴心的方式设有一对。在罐主体51的下方中央,以能够沿上下方向(Z方向)移动预定量的方式设有卡合部件57。卡合部件57形成为矩形块状。在卡合部件57上,以朝向外侧地夹着罐主体51的轴心的方式设有一对锁定销58。在罐主体51的下表面与卡合部件57的上表面之间装配有弹簧59。弹簧59产生相对于罐主体51向下方对包括锁定销58在内的卡合部件57施力的弹力。
顶起单元34具有一个罐保持部60。在罐保持部60保持有一个上述顶起罐50。在罐保持部60设有定位块61。定位块61具有定位部件62。定位部件62与罐主体51的一对钩挂片56相对应而设置有两处。定位部件62在其下表面侧与罐主体51的钩挂片56卡合。当进行该卡合时,顶起罐50的保持位置在XYZ方向上被定位。
在罐保持部60设有被卡合块63。如图5所示,在被卡合块63形成有嵌合凹部64。顶起罐50的卡合部件57从上侧嵌合于嵌合凹部64。在被卡合块63的上表面、即嵌合凹部64的底面设有与真空泵连接的真空配管的接头63a。在接头63a,通过卡合部件57与嵌合凹部64的嵌合而连接有供罐主体51的真空孔54连通的卡合部件57的真空配管57a(参照图6)。
卡合部件57朝向嵌合凹部64的嵌合是通过如下方式进行的,即,顶起罐50的保持位置被定位部件62定位、且该卡合部件57克服弹簧59的弹力而将该弹簧59压缩并保持在朝向罐主体51侧上推的位置。此时,卡合部件57的两根锁定销58以与被卡合块63的嵌合凹部64的侧壁部上端抵接或者接近的状态朝向外侧突出。
在被卡合块63设有锁定部件65。与被卡合块63的嵌合凹部64嵌合的卡合部件57的锁定销58与锁定部件65卡合。卡合部件57通过锁定销58与锁定部件65卡合而被锁定。锁定部件65以转动轴66为支点被可转动地支撑于锁定位置与锁定解除位置之间。锁定部件65被弹簧(未图示)朝向锁定位置侧施力。锁定部件65具有在上缘部形成有倾斜面的钩部65a。
在锁定部件65的下端部以朝向下方突出的方式形成有锁定解除操作用的突片部67。锁定部件65朝向锁定解除位置的转动是通过如下方式来实现的,即,顶起单元34移动至锁定解除操作用的位置,上述突片部67钩挂于主体部10的钩挂件11,该顶起单元34向锁定解除方向(Y方向)移动。这样,当锁定部件65向锁定解除位置转动时,锁定部件65的钩部65a从锁定销58脱离,从而该锁定销58的锁定被解除。锁定销58被设为能够相对于卡合部件57上下移动1毫米~数毫米,并且被弹簧(未图示)向上方施力。由于当锁定部件65向锁定解除位置转动时,锁定销58被弹力上推,锁定部件65的钩部65a的前端与锁定销58的侧面抵接,因此该锁定解除状态被保持。
顶起单元34的罐保持部60构成为能够通过驱动装置35而相对于元件装配机1的主体部10沿上下方向(Z方向)移动。当罐保持部60通过驱动装置35而上升时,被该罐保持部60保持的顶起罐50上升。当进行该上升直至罐主体51的上表面与晶圆料盘40的切割片43接触的预定的片吸附位置时,限位器机构(未图示)工作而使该罐主体51的上升停止。进而,若罐保持部60的上升继续,则如图7所示,顶起销52从停止了上升的罐主体51的上表面向上方突出,将切割片43中的要吸附的裸芯片44的粘贴部分顶起。当进行该顶起销52的顶起时,该裸芯片44的粘贴部分被从切割片43局部地剥离,该裸芯片44朝向上方浮起。顶起销52的顶起高度是通过驱动装置35的驱动量来调整的。
当顶起罐52顶起切割片43的裸芯片44时,通过向罐主体51的真空孔54导入负压而在该罐主体51的上表面吸引切割片43。由于通过该切割片43的吸引而容易地将切割片43保持在罐主体51的上表面,因此能够通过顶起销52的顶起而将裸芯片44容易地从切割片43剥离。
顶起罐50配合裸芯片44的尺寸、种类而设置有多种。多种顶起罐50例如构成为顶起销52的外径彼此不同。顶起罐50以能够装卸的方式装配于罐保持部60。装配于罐保持部60的顶起罐50是与被拉出至料盘拉出台33上的晶圆料盘40的裸芯片44的尺寸等相应的种类。
罐站37设于料盘拉出台33的下表面侧。罐站37保管更换用的顶起罐50。罐站37具有能够保管多个顶起罐50的多个(在图3中为四个)保管场所。该多个保管场所中的一个以能够保管从罐保持部60拆下的顶起罐50的方式空闲。
在罐站37的各保管场所形成有凹状部68及锁定销嵌合部69。凹状部68是供顶起罐50的罐主体51的躯干部嵌合的部位。锁定销嵌合部69是供顶起罐50的卡合部件57的锁定销58嵌合的部位。顶起罐50朝向罐站37的保管是通过如下方式来实现的,即,罐主体51的凸缘部55的上表面与凹状部68的下表面卡合而罐主体51的躯干部与凹状部68嵌合,并且卡合部件57的锁定销58与锁定销嵌合部69嵌合,从而顶起罐的罐主体51被弹簧59的弹力保持在凹状部68。
顶起单元34构成为能够自动更换装配于罐保持部60的顶起罐50。装配于罐保持部60的顶起罐50的自动更换是通过选择与切割片43上的裸芯片44的尺寸等相符的顶起罐50来进行的。
驱动装置35具有第一Z轴马达35z1、第二Z轴马达35z2、X轴马达35x及Y轴马达35y。第一Z轴马达35z1是在顶起销52的顶起动作时使罐保持部60沿上下方向(Z方向)移动的马达。第二Z轴马达35z2是通过在装配于罐保持部60的顶起罐50的自动更换时仅使被卡合块63沿上下方向移动而使被卡合块63与定位块61的间隔变化的马达。X轴马达35x是使罐保持部60沿搬运方向X移动的马达。Y轴马达35y是使罐保持部60沿Y方向移动的马达。
控制装置36构成为以设有CPU、ROM、RAM等的计算机为主体。控制装置36与第一Z轴马达35z1、第二Z轴马达35z2、X轴马达35x及Y轴马达35y连接。控制装置36分别驱动各马达35z1、35z2、35x、35y,以使顶起罐50向所要求的位置(XYZ位置)移动。各马达35z1、35z2、35x、35y分别依据来自控制装置36的驱动指令而被驱动。当各马达35z1、35z2、35x、35y分别被驱动时,罐保持部60、被卡合块63移动,从而顶起罐50移动至所要求的位置并被保持。
控制装置36在由元件装配机1的主机侧控制装置、工厂的服务器要求更换装配于罐保持部60的顶起罐50时,执行该顶起罐50的自动更换。该顶起罐50的自动更换是通过顶起单元34的驱动装置35的控制如以下那样地执行的。首先,在顶起单元34移动至锁定解除操作用的位置之后,如上所述,突片部67钩挂于钩挂件11而使锁定部件65向锁定解除位置转动。在该情况下,锁定部件65的钩部65a从锁定销58脱离,锁定销58的锁定被解除。
之后,罐保持部60的被卡合块63通过第二Z轴马达35z2上升,该罐保持部60的被卡合块63与定位块61的间隔变窄,弹簧59被压缩。在该状态下,装配于罐保持部60的顶起罐50朝向罐站37的空闲的保管场所的凹状部68移动,该顶起罐主体51的躯干部与凹状部68嵌合,该罐主体51的凸缘部55的上表面与凹状部68的下表面卡合。在该状态下,罐保持部60的被卡合块63通过第二Z轴马达35z2下降,卡合部件57的锁定销58与锁定销嵌合部69嵌合。由此,顶起罐50形成为被保管于罐站37的状态,其保管状态被顶起罐50的弹簧59的弹力保持。
之后,从保管于罐站37的多个顶起罐50中选择接下来使用的顶起罐50。并且,罐保持部60移动至该顶起罐50被保管的位置,定位块61的定位部件62与顶起罐50的罐主体51的钩挂片56的上侧卡合,并且被卡合块63的嵌合凹部64与该顶起罐50的卡合部件57嵌合。此外,在该嵌合时,一端与真空泵连接且另一端在被卡合块63的嵌合凹部64的底面开口的真空配管与突顶50的真空孔54连通。
在该状态下,罐保持部60的被卡合块63通过第二Z轴马达35z2克服顶起罐50的弹簧59的弹力而上升。在该被卡合块63的上升过程中,首先,由于该被卡合块63的锁定部件65位于锁定位置,因此该锁定部件65的钩部65a的上端部与锁定销58抵接。由于该钩部65a的上缘部是倾斜面,因此当钩部65a的上端部与锁定销58相碰时,该锁定部件65以与该钩部65a的上升相应地向锁定解除位置的方向退避的方式转动。当锁定部件65朝向锁定解除位置转动时,锁定销58从钩部65a的倾斜面滑落到被卡合块63的嵌合凹部64的侧壁部上端。当锁定销58到达嵌合凹部64的侧壁部上端时,锁定部件65因弹力而返回到锁定位置,形成为锁定销58被锁定部件65的钩部65a锁定的状态。
并且,若被卡合块63的上升进一步继续,则顶起罐50的锁定销58被该被卡合块63的嵌合凹部64的侧壁部上端上推。当进行该上推时,该锁定销58被从锁定销嵌合部69拔出。之后,通过使罐保持部60沿Y方向移动而将装配于该罐保持部60的顶起罐50从罐站37拆下,并且使该罐保持部60的被卡合块63下降至原来的高度位置。由此,顶起罐50的自动更换完成。
元件移载装置70是将由元件供给装置30供给至拾取位置的裸芯片44朝向由基板搬运装置20定位的基板移载的装置。具体地说,元件移载装置70使元件装配头的吸嘴吸附被供给至拾取位置的裸芯片44,使该吸嘴向定位后的基板的上方移动后下降,解除该吸嘴的吸附而将裸芯片44向基板上的装配位置装配。如图2及图8所示,元件移载装置70具有XY机械人71、装配头72、控制装置73及嘴站74。
XY机械人71配设在基板搬运装置20的铅垂上方。XY机械人71被沿基于基板搬运装置20的基板的搬运方向X延伸的X轴导轨支撑,并且与X轴导轨一体地被沿与该搬运方向X正交的正交方向Y延伸的Y轴导轨支撑。XY机械人71能够通过X轴伺服马达71x沿X轴导轨朝向搬运方向X移动,并且能够通过Y轴伺服马达71y沿Y轴导轨朝向正交方向Y移动。
装配头72安装于XY机械人71。装配头72能够通过XY机械人71向搬运方向X及正交方向Y这双方移动。装配头72具有头主体75、吸嘴76及嘴升降机构77。
头主体75安装于元件装配机1的主体部10。吸嘴76是通过负压等的导入而在作为嘴前端的下端部吸附裸芯片44的嘴。吸嘴76使用负压等吸附被供给至元件供给装置30的拾取位置的裸芯片44,并且通过吸附解除而将该吸附的裸芯片44载置于基板上的装配位置。此外,装配头72也能够同时保持多个吸嘴76。
嘴升降机构77是使吸嘴76相对于头主体75沿上下方向移动的机构。嘴升降机构77具有升降轴78。升降轴78是以能够升降且能够绕Z轴线旋转的方式被保持于头主体75的注射器。吸嘴76以能够升降的方式装配于升降轴78。
嘴升降机构77具有第一升降装置79、第二升降装置80及旋转装置81。第一升降装置79使升降轴78相对于头主体75升降。第一升降装置79由第一线性马达79a及第一升降驱动部件79b等构成。第二升降装置80使吸嘴76相对于升降轴78升降。第二升降装置80由第二线性马达80a、第二升降驱动部件80b、辊80c、测力传感器80d及施力弹簧80e等构成。旋转装置81使升降轴78相对于头主体75旋转。旋转装置81由旋转马达81a等构成。
头主体75具有轴保持部82、马达保持部83、引导件84及旋转马达81a。轴保持部82将升降轴78保持为能够升降且能够旋转。马达保持部83固定地保持第一线性马达79a。引导件84设置有一对,对第一升降驱动部件79b的升降进行引导。
吸嘴76具有嘴部85、凸缘部86及保持架部87。吸嘴76被装配为能够相对于升降轴78进行装卸(更换)。嘴部85形成为管状,能够在下端部吸附裸芯片44。如图9及图10所示,凸缘部86具有圆板部86a、轴部86b及弹簧保持筒86c。轴部86b与圆板部86a形成为一体,且贯通圆板部86a的中心。在轴部86b的下端部嵌入有嘴部85。弹簧保持筒86c形成为圆筒状,固定地附设于圆板部86a的上表面。
保持架部87形成为中空的圆筒状。在保持部87的下部内壁形成有沿轴向延伸的轴承槽88。另外,在轴部86b的、比圆板部86a靠上侧的外壁形成有沿轴向延伸的轴承槽89。在保持架部87的轴承槽88与轴部86b的轴承槽89之间嵌入有轴承90。凸缘部86被保持为能够相对于保持架部87升降。
在保持架部87的上端附设有盖91。保持架部87的上部插入在升降轴78的下端部向下方开口的装配孔78a中。保持架部87在其上部插入装配孔78a的状态下以能够装卸的方式装配于升降轴78。保持架部87经由O型环等与升降轴78间隙嵌合。在吸嘴76的保持架部87与升降轴78之间也可以夹设有O型环。保持架部87的下部外周被凸缘部86的弹簧保持筒86c覆盖。在保持架部87的下端部设有朝向径向外侧突出的外凸缘部92。在弹簧保持筒86c的上端部设有朝向径向内侧突出的内凸缘部93。在保持架部87的外凸缘部92与弹簧保持筒86c的内凸缘部93之间配设有施力弹簧80e。施力弹簧80e是两端被外凸缘部92和内凸缘部93支撑的压缩螺旋弹簧。
在凸缘部86的轴部86b的上部设有长孔94。长孔94贯通轴部86b的侧壁,形成为在上下方向上变长。在保持架部87,在与轴部86b的长孔94相对的位置设有一对孔95。在长孔94及一对孔95中插通有卡定销96。卡定销96固定于保持架部87。
在升降轴78的下端部的侧壁设有一对J插槽97。一对J插槽97以夹着升降轴78的轴心的方式彼此相向。J插槽97在升降轴78的下端开口,形成为从该开口朝向上方延伸并在朝向周向之后稍微朝向下方延伸的J字状。上述卡定销96的、从保持架部87突出的两端部分与一对J插槽97卡合。
在升降轴78的下端部的外周侧嵌入有卡定环98及螺旋弹簧99。在升降轴78的中央部设有朝向径向外侧突出的外凸缘部78b。螺旋弹簧99是配设在卡定环98的上表面与升降轴78的外凸缘部78b之间的压缩螺旋弹簧。在吸嘴76未装配于升降轴78的状态下,卡定环98相对于升降轴78位于卡定环98的重力与螺旋弹簧99的作用力相平衡位置。
吸嘴76相对于升降轴78的装配是通过以下的顺序来固定卡定销96朝向J插槽97的卡合而实现的。首先,将吸嘴76的保持架部87的上部插入升降轴78的装配孔78a,使卡定销96从下方插入升降轴78的J插槽97并与其卡合,沿该J插槽97的延伸方向移动至其最里部。在该卡定销96的移动过程中,卡定销96与卡定环98的下表面抵接,克服螺旋弹簧99的弹力而将该卡定环98上推。之后,卡定销96到达位于J插槽97的最里部的落座部。在该卡定销96到达J插槽97的落座部的状态下,该卡定销96通过螺旋弹簧99的弹力而被卡定环98的下表面朝向下方按压。通过基于该螺旋弹簧99的弹力的按压,卡定销96朝向J插槽97的卡合被固定,从而吸嘴76被装配于升降轴78。
另外,吸嘴76相对于升降轴78的拆下是通过以下的顺序来解除卡定销96朝向J插槽97的卡合而实现的。首先,吸嘴76的卡定销96从J插槽97的落座部克服螺旋弹簧99的弹力而将卡定环98朝向上方上推,并沿J插槽97的延伸方向移动至该开口。在该卡定销96的移动中途,作用于该卡定销96的螺旋弹簧99的弹力为零。由此,卡定销96朝向J插槽97的卡合被解除,并且保持架部87的上部朝向升降轴78的装配孔78a的插入被解除,从而将吸嘴76从升降轴78拆下。
保持架部87相对于升降轴78被限制升降且被限制旋转。另一方面,凸缘部86能够相对于保持架部87进而相对于升降轴78升降长孔94中的卡定销96的可动范围(即,长孔94的长度与卡定销96的直径之差)。施力弹簧80e对凸缘部86相对于保持架部87进而相对于升降轴78朝向上方施力。由此,凸缘部86在上述可动范围内被定位在上升端。
在嘴升降机构77中,在第一线性马达79a安装有第一升降驱动部件79b。第一升降驱动部件79b在头主体75的轴保持部82的外侧沿升降轴78的轴线在Z方向上延伸。在第一升降驱动部件79b的上下方向中央部设有卡合部79c。卡合部79c与升降轴78的凸缘部78c卡合。在第一升降驱动部件79b的下端部保持有第二线性马达80a。第一线性马达79a能够通过第一升降驱动部件79b而使升降轴78及第二线性马达80a这双方升降。
在第二线性马达80a安装有第二升降驱动部件80b。第二升降驱动部件80b沿吸嘴76的轴线在Z轴方向上延伸。在第二升降驱动部件80b的上下方向中央部配置有测力传感器80d。在第二升降驱动部件80b的下端部,以能够旋转的方式保持有辊80c。辊80c与凸缘部86的圆板部86a的上表面抵接。第二线性马达80a能够通过第二升降驱动部件80b而使测力传感器80d及辊80c这双方升降。
第二线性马达80a能够通过辊80c来克服施力弹簧80e的作用力而将凸缘部86的圆板部86a的上表面向下方按压。当产生有该辊80c的按压时,凸缘部86相对于保持架部87下降。当辊80c的按压力变小时,通过施力弹簧80e的作用力而使凸缘部86相对于保持架部87上升。即,第二线性马达80a使吸嘴76相对于升降轴78升降。测力传感器80d检测由辊80c按压圆板部86a时的Z方向上的按压力。测力传感器80d的检测按压力是因施力弹簧80e的作用力而作用于吸嘴76的向上的力与在朝向基板装配裸芯片44时经由裸芯片44从基板侧作用于吸嘴76的向上的力之和。
旋转马达81a的旋转一边允许升降轴78的升降,一边向该升降轴78传递。升降轴78通过旋转马达81a的旋转而旋转。升降轴78的旋转通过卡定销96与J插槽97的卡合及轴承90而向吸嘴76传递。吸嘴76通过升降轴78的旋转而旋转。
装配头72在由吸嘴76吸附的裸芯片44装配于基板时,以不会对裸芯片44施加有基于过大的力的冲击的方式进行以下的动作。具体地说,首先,通过第一线性马达79a的驱动而使第一升降驱动部件79b下降,从而升降轴78及第二线性马达80a下降。另外,通过第二线性马达80a的驱动而使第二升降驱动部件80b及辊80c下降,从而吸嘴76被按压而下降。此外,在该动作时,旋转马达81a也可以根据需要使升降轴78进而使吸嘴76旋转,从而对吸附于吸嘴76的裸芯片44的旋转姿势进行变更乃至修正。
吸嘴76与裸芯片44的尺寸、种类相符地设置有多种。多种吸嘴76例如构成为吸嘴76的外径彼此不同。吸嘴76以能够装卸的方式装配于升降轴78。装配于升降轴78的吸嘴76是与被顶起罐50的顶起销52顶起的裸芯片44的尺寸等相应的种类的吸嘴。
嘴站74设于基板搬运装置20与元件供给装置30之间。嘴站74保管更换用的吸嘴76。嘴站74具有大致长方体形状的收容容器74a。收容容器74a具有能够保管多个吸嘴76的多个嘴收容孔。该多个嘴收容孔中的一个以能够保管从升降轴78拆下的吸嘴76的方式空闲。
装配头72构成为能够自动更换装配于头主体75的吸嘴76。装配于头主体75的吸嘴76的自动更换是通过选择与吸附的裸芯片44的尺寸等相符的吸嘴76来进行的。
控制装置73构成为以设有CPU、ROM、RAM等的计算机为主体。控制装置73与X轴伺服马达71x、Y轴伺服马达71y、第一线性马达79a、第二线性马达80a、测力传感器80d及旋转马达81a连接。控制装置73分别驱动各马达71x、71y、79a、80a、81a,以使吸嘴76移动至所要求的位置(XYZ位置)。各马达71x、71y、79a、80a、81a分别依据来自控制装置73的驱动指令而被驱动。当各马达71x、71y、79a、80a、81a分别被驱动时,XY机械人71、头主体75移动,从而吸嘴76移动至所要求的位置并被保持。
控制装置73在由元件装配机1的主机侧控制装置、工厂的服务器要求更换装配于装配头72的吸嘴76时,执行该吸嘴76的自动更换。该吸嘴76的自动更换是通过XY机械人71及嘴升降机构77的控制如以下那样地执行的。
首先,通过使XY机器人71在XY面内移动而使装配头72移动到嘴站74的收容容器74a的空的嘴收容孔的上方。并且,通过利用嘴升降机构77使升降轴78下降而将当前装配于装配头72的吸嘴76朝向该空的嘴收容孔交接。接着,通过利用嘴升降机构77使升降轴78上升并且使XY机械人71在XY面内移动而使装配头72朝向收容有应装配的吸嘴76的嘴收容孔的上方移动。并且,通过利用嘴升降机构77使升降轴78下降而将收容于该嘴收容孔的吸嘴76向装配头72装配。在装配了该吸嘴76之后,通过嘴升降机构77使升降轴78上升。由此,吸嘴76的自动更换完成。
在XY机械人71安装有相机K1。相机K1从上方拍摄切割片43上的裸芯片44或者顶起罐50所顶起的裸芯片44,从而取得该裸芯片44的位置信息。该位置信息在被元件供给装置30供给至拾取位置的裸芯片44被装配头72的吸嘴76吸附时被用于该吸嘴76的位置控制、姿势控制。
在元件装配机1的主体部10安装有相机K2。相机K2能够从下方拍摄被吸嘴76吸附的裸芯片44,从而取得该裸芯片44的位置信息。该位置信息在被吸嘴76吸附的裸芯片44朝向基板装配时被用于该吸嘴76的位置控制、姿势控制。另外,该相机K2能够在更换了装配于装配头72的升降轴78的吸嘴76之后拍摄该吸嘴76,从而取得吸嘴76相对于升降轴78的装配位置的信息。该位置信息如后面详细叙述的那样,被用于改善吸嘴76相对于升降轴78的落座的动作的控制。相机K2的拍摄信息被向控制装置73供给。
在元件装配机1的主体部10或者元件供给装置30的收纳器保持部32等安装有相机K3。相机K3能够在更换了装配于罐保持部60的顶起罐50之后拍摄该顶起罐50,从而取得顶起罐50相对于罐保持部60的装配位置的信息。如后面详细叙述的那样,该位置信息被用于改善顶起罐50相对于罐保持部60的落座的动作的控制。相机K3的拍摄信息被向控制装置36供给。
2.元件装配机中的顶起罐及吸嘴的更换后的动作
然而,在具有上述构造的元件装配机1中,罐保持部60能够在顶起单元34装配有顶起罐50的状态下通过驱动装置35沿XYZ方向移动。装配于罐保持部60的顶起罐50能够与罐站37所保管的更换用的顶起罐50进行更换。顶起罐50通过使该钩挂片56与罐保持部60的定位块61的定位部件62卡合而被定位并保持。在该定位时,顶起罐50的卡合部件57与被卡合块63的嵌合凹部64嵌合。
另外,装配头72能够在装配有吸嘴76的状态下通过XY机械人71沿XY方向移动,并且该吸嘴76装配于升降轴78,该升降轴78能够通过嘴升降机构77的第一线性马达79a而相对于头主体75升降,且能够通过旋转马达81a而绕Z轴线旋转。装配于装配头72的吸嘴76能够与嘴站74所保管的更换用吸嘴76进行更换。吸嘴76通过使固定于保持架部87的卡定销96与位于升降轴78的J插槽97的最里部的落座部卡定而被定位并保持。
如上所述,在更换顶起罐50或者吸嘴76时,有时顶起罐50相对于罐保持部60的落座或者吸嘴76相对于升降轴78的落座不稳定。若该落座不稳定,则存在有在顶起罐50或者吸嘴76中保持裸芯片44的位置在裸芯片44的保持前后发生变化。因而,在上述更换之后、且在顶起罐50、吸嘴76保持裸芯片44之前,使顶起罐50相对于罐保持部60的落座或者吸嘴76相对于升降轴78的落座稳定化很重要。
在元件装配机1中,在进行了装配于罐保持部60的顶起罐50的更换之后,在该顶起罐50的顶起销52顶起切割片43上的裸芯片44而保持裸芯片44之前,元件供给装置30的控制装置36执行改善顶起罐50相对于罐保持部60的落座的落座改善处理。
上述顶起罐50的落座改善处理是为了改善该顶起罐50相对于装配有该顶起罐50的罐保持部60的落座而对罐保持部60朝向包括水平方向在内的预定方向施加力的处理。基于该控制装置36的落座改善处理是通过如下方式来实现的,即,通过驱动装置35的X轴马达35x及Y轴马达35y,为了改善顶起罐50相对于罐保持部60的落座而使该罐保持部60移动。此外,上述预定方向至少包括水平方向即可,也可以包括上下方向,但是优选该水平方向成分的力占主导地位。在作为该预定方向而含有上下方向的情况下,还进一步使用驱动装置35的第一Z轴马达35z1来使罐保持部60进行移动动作。
上述落座改善处理中的用于落座改善的罐保持部60的移动动作(以下,称为落座改善移动动作)是区别于为了以顶起罐50的顶起销52顶起切割片43上的裸芯片44而使罐保持部60进行移动动作(以下,称为通常移动动作)所实施的动作。此外,在通常移动动作开始之前实施该落座改善移动动作为优选,但是也可以在通常移动动作结束之后且在顶起裸芯片44之前实施该落座改善移动动作。
罐保持部60的落座改善移动动作是以对罐保持部60朝向包括水平方向在内的预定方向施加力的方式伴随加减速的移动动作,例如,是两点间的直线往复移动、以在水平方向上360°无遗漏地施加力的方式进行的多点间的依次移动、不改变径向的朝向而进行的圆运动或者螺旋运动等。此外,在提高落座改善效果方面,优选反复多次执行落座改善移动动作。例如,优选在两点间的直线往复移动时将一次往复作为一次而反复多次进行该往复移动、即进行振动。另外,优选在圆运动时将一周作为一次,反复多次进行该圆周运动、即进行旋转。另外,如上述那样反复多次执行落座改善移动动作时,其反复次数越多越好。另外,就落座改善移动动作而言,例如,也可以取代如上述那样将一次往复作为一次的做法而将预定多次的往复作为一次,另外,也可以取代如上述那样将一周作为一次的做法而将预定的多周作为一次。
当通过基于控制装置36的落座改善处理来驱动驱动装置35的X轴马达35x及Y轴马达35y时,罐保持部60进行伴随加减速的落座改善移动动作,从而对该罐保持部60朝向包括水平方向在内的预定方向施加力。当对罐保持部60朝向包括水平方向在内的预定方向施加力时,通过施加于该罐保持部60的力的作用,该罐保持部60与装配于该罐保持部60的顶起罐50能够相对移动。因此,罐保持部60的嵌合凹部64与顶起罐50的卡合部件57的嵌合状态被改善为两者的特别是水平方向上的位置关系稳定的状态,并且罐保持部60的定位部件62与顶起罐50的钩挂片56的卡合状态被改善为两者的特别是水平方向上的位置关系稳定的状态。例如,即使在顶起罐50被装配为相对于罐保持部60从所期望位置起发生角度偏离、偏置的情况下,也能够消除该角度偏离、偏置。另外,施加上述力的次数越多或者施加上述力的时间越长,越促进其改善。
另外,在元件装配机1中,在进行了装配于装配头72的升降轴78的吸嘴76的更换之后且在该吸嘴76的嘴部85利用负压等而在下端部吸附并保持裸芯片44之前,元件移载装置70的控制装置73执行改善吸嘴76相对于升降轴78的落座的落座改善处理。
上述吸嘴76的落座改善处理为了改善该吸嘴76相对于装配有该吸嘴76的升降轴78的落座而对升降轴78朝向包括水平方向在内的预定方向施加力。基于该控制装置73的落座改善处理是通过如下方式来实现的,即,通过XY机械人71的X轴伺服马达71x及Y轴伺服马达71y,为了改善吸嘴76相对于升降轴78的落座而使该升降轴78移动。此外,上述预定方向至少包括水平方向即可,也可以包括上下方向,但是优选该水平方向成分的力占主导地位。在作为该预定方向而含有上下方向的情况下,还进一步使用第一升降装置79的第一线性马达79a而使升降轴78进行移动动作。
用于上述落座改善的升降轴78的落座改善移动动作是区别于为了在吸嘴76的前端吸附被顶起销52顶起的裸芯片44而使升降轴78进行通常移动动作而实施的动作。此外,在通常移动动作开始之前实施该落座改善移动动作为优选,但是也可以在通常移动动作结束之后且在吸附裸芯片44之前实施该落座改善移动动作。
升降轴78的落座改善移动动作是以对升降轴78朝向包括水平方向在内的预定方向施加力的方式伴随加减速的移动动作,例如,是在两点间往复移动、以在水平方向上360°无遗漏地施加力的方式在多点间依次移动、不改变径向的朝向而进行圆运动或者螺旋运动等。此外,在提高落座改善效果方面,优选反复多次执行落座改善移动动作。例如,在两点间的往复移动时,优选将往复一次作为一次,并反复多次进行该往复移动、即进行振动。另外,在圆运动时,优选将一周作为一次,并反复多次进行该圆运动、即进行旋转。另外,当如上述那样反复多次执行落座改善移动动作时,其反复次数越多越好。另外,就落座改善移动动作而言,例如,也可以取代如上述那样将一次往复作为一次的做法而将预定多次的往复作为一次,另外,也可以取代如上述那样将一周作为一次的做法而将预定的多周作为一次。
当通过基于控制装置73的落座改善处理来驱动XY机器人71的X轴伺服马达71x及Y轴伺服马达71y时,升降轴78进行伴随加减速的落座改善移动动作,从而对该升降轴78朝向包括水平方向在内的预定方向施加力。当对升降轴78朝向包括水平方向在内的预定方向施加力时,通过对该升降轴78施加的力的作用,该升降轴78与装配于该升降轴78的吸嘴76能够相对移动,因此升降轴78的J插槽97与吸嘴76的卡定销96的卡合状态被改善为两者的特别是水平方向上的位置关系稳定的状态。例如,即使在吸嘴76被装配为相对于升降轴78从所期望位置起发生角度偏离、偏置的情况下,也能够消除该角度偏离、偏置。另外,施加上述力的次数越多或者施加上述力的时间越长,越促进其改善。
这样,根据本实施方式的元件装配机1,在进行了装配于罐保持部60的顶起罐50的更换的情况下,在其更换后、且在该顶起罐50的顶起销52将切割片43上的裸芯片44顶起而保持裸芯片44之前,通过基于驱动装置35的落座改善移动动作,能够使顶起罐50相对于罐保持部60的特别是水平方向上的落座稳定化。另外,在进行了装配于装配头72的升降轴78的吸嘴76的更换的情况下,在该更换后、且在该吸嘴76的嘴部85吸附并保持裸芯片44之前,能够通过基于XY机械人71的落座改善移动动作而使吸嘴76相对于升降轴78的特别是水平方向上的落座稳定化。
因此,能够提高更换后的顶起罐50、吸嘴76的定位精度,由此,能够抑制顶起罐50的顶起销52的前端、吸嘴76的嘴部85的前端在通常移动动作后保持(具体地说为顶起或者吸附)裸芯片44时的位置偏移,能够使更换后的顶起罐50、吸嘴76将裸芯片44保持在精度良好的位置。
此外,在上述实施方式中,元件装配机1的主体部10相当于权利要求书所记载的“元件装配机主体”,罐保持部60或者升降轴78相当于权利要求书所记载的“装配台”,裸芯片44相当于权利要求书所记载的“元件”,顶起罐50或者吸嘴76相当于权利要求书所记载的“装卸工具”,驱动装置35的第一Z轴马达35z1及第二Z轴马达35z2所涉及的部分或者嘴升降机构77相当于权利要求书所记载的“工具移动机构”,驱动装置35的X轴马达35x及Y轴马达35y所涉及的部分或者XY机器人71相当于权利要求书所记载的“装配台移动机构”,控制装置36、73相当于权利要求书所记载的“控制装置”。
3.变形方式
3-1.第一变形方式
然而,在上述实施方式中,执行一次以上的顶起罐50、吸嘴76的落座改善处理中的罐保持部60、升降轴78的落座改善移动动作。但是,在多次反复执行该落座改善移动动作的结构中,若该多次被设定为过大的值,则存在有在顶起罐50、吸嘴76的落座充分稳定之后徒劳地持续执行该落座改善移动动作的隐患。另一方面,若将该多次设定为过小的值,则存在有在顶起罐50、吸嘴76的落座充分稳定之前该落座改善移动动作结束的隐患。因而,期望在不徒劳地持续罐保持部60、升降轴78的落座改善移动动作的情况下使顶起罐50、吸嘴76的落座充分稳定化。
为此,元件装配机1的控制装置36、73分别进行如下动作,即,在使罐保持部60或者升降轴78的落座改善移动动作反复执行预先决定的预定次数的基础上,每当执行一次该落座改善移动动作,在该执行前后使用相机K2、K3取得作为顶起罐50相对于罐保持部60或者吸嘴76相对于升降轴78的装配位置是否已收敛的判别材料的图像。并且,也可以基于这些拍摄结果来分选落座是否稳定的落座改善移动动作的次数,变更使下次使用的落座改善移动动作反复执行的预定多次。
具体地说,控制装置36、73分别在元件装配机1的电源交通接通、进行基于作业者的手动作业的门开时等的复位起动后进行了顶起罐50或者吸嘴76的更换的情况下,执行图11所示的控制例程。以下,有时将顶起罐50及吸嘴76统称为装卸工具50、76,另外,有时将罐保持部60及升降轴78统称为装配台60、78。
控制装置36、73在进行了装卸工具50、76相对于装配台60、78的更换的情况下,判别该更换后的装卸工具50、76是否为初次执行落座改善处理的装卸工具(步骤S100)。此外,是否初次进行落座改善处理的判别可以针对每个装卸工具50、76的个体来实施。即,该判别结果可以是相同种类的装卸工具50、76,也可以针对每个个体而不同。
并且,控制装置36、73在通过上述步骤S100的处理判别为上述装卸工具50、76是初次执行落座改善处理的装卸工具的情况下,首先,在该更换后,使用相机K2、K3拍摄顶起罐50相对于罐保持部60或者吸嘴76相对于升降轴78的装配位置(步骤S101)。然后,接着通过驱动装置35的X轴马达35x及Y轴马达35y、或者通过XY机器人71的X轴伺服马达71x及Y轴伺服马达71y,执行一次罐保持部60或者升降轴78的落座改善移动动作(步骤S102)。然后,在该落座改善移动动作完成一次之后,使用相机K2、K3拍摄顶起罐50相对于罐保持部60或者吸嘴76相对于升降轴78的装配位置(步骤S103)。
接着,控制装置36、73在本次的落座改善处理开始后,判别执行了罐保持部60或者升降轴78的落座改善移动动作的次数N是否达到初始次数N0(步骤S104)。该初始次数N0是作为落座改善移动动作的次数而能够使顶起罐50或者吸嘴76的落座稳定化、且预先由试验结果等决定的初始值,被设定为“2”次以上并存储于存储器。此外,该初始次数N0可以被设定为多到能够使顶起罐50或者吸嘴76的落座可靠地稳定化的的次数。另外,该初始次数N0可以针对每个装卸工具50、76的种类来设定。
并且,控制装置36、73在通过上述步骤S104的处理而判别为N=N0的关系不成立、即N<N0的关系成立的情况下,反复执行上述步骤S102的处理,再次执行落座改善移动动作。另一方面,在通过上述步骤S104的处理判别为N=N0的关系成立的情况下,接着,决定在执行该装卸工具50、76的下一次(具体地说为第二次)落座改善处理时执行罐保持部60或者升降轴78的落座改善移动动作的预定多次次数N1(步骤S105)。该决定的预定多次次数N1存储于控制装置36、73的存储器中。控制装置36、73在进行了预定多次次数N1的决定之后,结束本次的例程。
该预定多次次数N1的决定是基于通过上述步骤S101、S103的处理获得的装卸工具50、76的装配位置的拍摄结果如以下所示那样进行的。即,控制装置36、73首先基于通过上述步骤S101的处理获得的拍摄结果(以下,称为初始拍摄结果)和在第一次落座改善移动动作后通过上述步骤S103的处理获得的拍摄结果(以下,称为第一次拍摄结果),计算第一次落座改善移动动作的执行前后的装卸工具50、76的装配位置的变化量P1。另外,基于在该第一次拍摄结果和第二次落座改善移动动作后通过上述步骤S103的处理获得的拍摄结果,计算第二次落座改善移动动作的执行前后的装卸工具50、76的装配位置的变化量P2。并且,以执行了落座改善移动动作的初始次数N0来计算装卸工具50、76的装配位置的变化量P1、…、PN0。
并且,控制装置36、73基于如上述那样计算出的装卸工具50、76的装配位置的变化量P1、…、PN0,分选表示该装配位置是否已收敛的落座改善移动动作的次数(边界次数),将判定为该装配位置已收敛的次数决定为预定多次次数N1。例如,考虑获得上述变化量P1、…、PN0中的表示在保持裸芯片44的基础上能够充分允许的大致零的变化量的次数中的最小的最小次数或者余量,将比该最小次数大的次数决定为预定多次次数N1。
控制装置36、73在上述步骤S105的处理后,在通过更换而装配有相同的装卸工具50、76的情况下,在上述步骤S100中判别为上述装卸工具50、76不是初始执行落座改善处理的装卸工具。在进行了该判别的情况下,在该更换后,使用相机K2、K3拍摄装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置(步骤S111)。然后,接着通过驱动装置35的X轴马达35x及Y轴马达35y、或者通过XY机器人71的X轴伺服马达71x及Y轴伺服马达71y,执行一次装配台60、78的落座改善移动动作(步骤S112)。然后,在该落座改善移动动作完成一次之后,使用相机K2、K3拍摄装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置(步骤S113)。
接着,控制装置36、73在本次的落座改善处理开始后,判别执行了装配台60、78的落座改善移动动作的次数N是否达到在上述步骤S105中针对该装卸工具50、76的个体设定的预定多次次数N1(步骤S114)。然后,在判别为N=N1的关系不成立、即N<N1的关系成立的情况下,反复执行上述步骤S112的处理,再次执行落座改善移动动作。另一方面,在判别为N=N1的关系成立的情况下,接着,基于在该预定多次次数N1下装卸工具50、76的落座是否充分稳定化,判别在执行装卸工具50、76的下一次落座改善处理时是否需要变更执行装配台60、78的落座改善移动动作的预定多次次数N1(步骤S115)。是否需要该预定多次次数N1的变更的判别是基于通过上述步骤S111、S113的处理而获得的装卸工具50、76的装配位置的拍摄结果如以下所示那样进行的。
例如,控制装置36、73基于预定多次次数N1的落座改善移动动作中的最后的落座改善移动动作的执行前后的装卸工具50、76的装配位置的变化量PN1是否为在保持裸芯片44的基础上能够充分允许的大致零,进行是否需要变更(具体地说为增加)预定多次次数N1的判别。并且,在该变化量PN1大致为零时,判别为不需要变更(具体地说为增加)预定多次次数N1。另一方面,在该变化量PN1大致不为零时,判别为需要变更(具体地说为增加)预定多次次数N1。
或者,控制装置36、73基于在执行预定多次次数N1之前的次数的落座改善移动动作前后的装卸工具50、76的装配位置的变化量PN1是否为在保持裸芯片44的基础上能够充分容许的大致零,进行是否需要变更(具体地说为减少)预定多次次数N1的判别。并且,在该变化量PN1大致为零时,判别为需要变更(具体地说为减少)预定多次次数N1。另一方面,在该变化量PN1大致不为零时,判别为不需要变更(具体地说为减少)预定多次次数N1。
控制装置36、73在上述步骤S115中判别为不需要变更预定多次次数N1的情况下,结束本次的例程。另一方面,控制装置36、73在判别为需要变更预定多次次数N1的情况下,接着更新该预定多次次数N1(步骤S116)。该预定多次次数N1的更新例如考虑到比该时间点的预定多次次数N1大的次数N1′、或者获得在上述变化量P1、…、PN1中的表示在保持裸芯片44的基础上能够充分允许的大致零的变化量的次数中的最小的最小次数或者余量,将比该最小次数大的次数N1′设为预定多次次数N1。该更新后的预定多次次数N1被存储于控制装置36、73的存储器。控制装置36、73在进行了预定多次次数N1的更新之后,结束本次的例程。
这样,在第一变形方式的元件装配机1中,在多次反复执行顶起罐50、吸嘴76的落座改善处理中的罐保持部60、升降轴78的落座改善移动动作时,能够基于上一次处理时进行了多次次数N0或者N1的落座改善移动动作的结果(装配位置有无收敛)来设定该执行的次数N1。具体地说,能够分别求出上一次处理时进行了多次次数N0或者N1的各落座改善移动动作的执行前后的装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置的变化,基于这些变化的趋势来设定下一次处理时的落座改善移动动作的执行次数N1。例如,即使在上一次处理时进行了多次次数N0或者N1的落座改善移动动作,在该装配位置未收敛时,也能够增加预定多次次数N1。另外,在上一次处理时进行了多次次数N0或者N1的落座改善移动动作的情况下,在该装配位置在最后的落座改善移动动作的执行前已收敛时,能够使预定多次次数N1减少到该装配位置已收敛的落座改善移动动作的次数。并且,能够针对每个装卸工具50、76的种类且针对每个个体来执行这些处理。
因此,由于能够一边使装卸工具50、76相对于装配台60、78的落座充分稳定化,一边将执行改善该装卸工具50、76的落座的装配台60、78的落座改善移动动作的次数变更为适当值,因此能够一边避免该落座改善移动动作的执行次数不足落座的收敛所需的次数,一边避免该落座改善移动动作被徒劳地多次执行。另外,即使在装卸工具50、76存在有种类的不同、个体差异,也能够与该装卸工具50、76相符地将装配台60、78的落座改善移动动作执行落座的收敛所需的足够的次数,能够可靠地使该装卸工具50、76的落座充分稳定化。
3-2.第二变形方式
另外,控制装置36、73也可以取代上述第一变形方式所示的处理而执行第二变形方式所示的处理。即,控制装置36、73分别进行如下动作,即,在使装配台60、78的落座改善移动动作反复执行预先决定的预定上限次数的基础上,每当执行一次该落座改善移动动作,在其执行前后使用相机K2、K3取得作为装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置是否已收敛的判别材料的图像。并且,每当执行一次该落座改善移动动作,基于这些拍摄结果来判别落座是否稳定、即有无装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置的收敛。其结果是,在有收敛的情况下,结束该落座改善移动动作的反复执行。另一方面,在落座改善移动动作进行上述预定上限次数但仍并未收敛的情况下,也可以再次实施装卸工具50、76相对于该装配台60、78的装卸。
具体地说,控制装置36、73分别在元件装配机1的电源接通、进行基于作业者的手动作业的门开时等的复位起动后进行了顶起罐50或者吸嘴76的更换的情况下,执行图12所示的控制例程。
控制装置36、73在装卸工具50、76的更换后,使用相机K2、K3拍摄装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置(步骤S200)。然后,接着通过驱动装置35的X轴马达35x及Y轴马达35y、或者通过XY机器人71的X轴伺服马达71x及Y轴伺服马达71y,执行一次装配台60、78的落座改善移动动作(步骤S201)。然后,在该落座改善移动动作完成一次之后,使用相机K2、K3拍摄装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置(步骤S202)。
接着,控制装置36、73基于在之前的落座改善移动动作的执行前后通过上述步骤S200、S202的处理获得的装卸工具50、76的装配位置的拍摄结果,判别装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置是否已收敛(步骤S203)。有无该装配位置的收敛可以基于该落座改善移动动作的执行前后的装卸工具50、76的装配位置的变化量是否为在保持裸芯片44的基础上能够充分容许的大致零来判别。其结果是,控制装置36、73在判别为装卸工具50、76的装配位置收敛的情况下,结束作为装卸工具50、76的落座改善处理的装配台60、78的落座改善移动动作的反复执行(步骤S204),结束本次的例程。
另一方面,控制装置36、73在判别为装卸工具50、76的装配位置未收敛的情况下,接着,判别在本次的落座改善处理开始后,执行了装配台60、78的落座改善移动动作的次数N是否达到预定上限次数Nmax(步骤S205)。该预定上限次数Nmax是作为改善装卸工具50、76的落座的落座改善处理而能够允许装配台60、78的落座改善移动动作的执行的最大次数,被设定为“2”以上的值并存储于存储器。另外,该预定上限次数Nmax可以针对每个装卸工具50、76的种类来设定。
并且,控制装置36、73在通过上述步骤S205的处理判别为N=Nmax的关系不成立、即N<Nmax的关系成立的情况下,反复执行上述步骤S201的处理,再次执行落座改善移动动作。另一方面,在通过上述步骤S205的处理判别为N=Nmax的关系成立的情况下,接着,再次实施该装卸工具50、76相对于该装配台60、78的装卸(步骤S206)。即,进行如下处理:将该装卸工具50、76暂时从该装配台60、78拆下而返回工作站37、74,之后再次将该装卸工具50、76向该装配台60、78安装并装配。在再次实施该装卸工具50、76的装卸之后,结束本次的例程,并且再次开始上述图11所示的例程。
这样,在第二变形方式的元件装配机1中,能够多次反复执行顶起罐50、吸嘴76的落座改善处理中的罐保持部60、升降轴78的落座改善移动动作,直到该装卸工具50、76相对于该装配台60、78的装配位置收敛为止。因此,能够一边通过落座改善移动动作而使装卸工具50、76相对于装配台60、78的落座充分稳定化,一边避免徒劳地多次执行该落座改善移动动作。
另外,由于即使装配台60、78的落座改善移动动作的反复执行达到预定上限次数Nmax,在装卸工具50、76相对于装配台60、78的装配位置未收敛的情况下,也能够再次实施该装卸工具50、76相对于该装配台60、78的装卸,因此通过该再次实施能够重新修正该装配台60、78与该装卸工具50、76的装配位置关系而将其引导至稳定的状态。
3-3.其它变形方式
在上述实施方式中,顶起罐50相对于罐保持部60的装配是通过如下方式来实现的,即,顶起罐50的钩挂片56与罐保持部60的定位部件62卡合,顶起罐50的卡合部件57与罐保持部60的嵌合凹部64嵌合,卡合部件57的锁定销58与锁定部件65卡合。但是,本发明并不局限于此。如图13所示,顶起罐50相对于罐保持部60的装配也可以通过如下方式来实现,即,使顶起罐50所具有的锥形部50a与罐保持部60所具有的锥形部60a进行锥形夹持。在因这样的锥形夹持而在顶起罐50与罐保持部60之间产生有轴偏离时,通过进行罐保持部60的落座改善移动动作,也能够使顶起罐50相对于该罐保持部60的装配位置收敛而使其落座稳定化。
另外,在上述实施方式中,装配头72的吸嘴76以能够装卸的方式装配于升降轴78,吸附顶起罐50的顶起罐52所顶起的裸芯片44。但是,本发明并不局限于此。吸嘴所吸附的对象也可以取代顶起销52所顶起的裸芯片44而是由带式供料器等供给的元件。
另外,在上述实施方式中,针对顶起罐50相对于罐保持部60的装配位置及吸嘴76相对于升降轴78的装配位置这两者,使其落座稳定化。但是,本发明并不局限于此。只要针对顶起罐50相对于罐保持部60的装配位置及吸嘴76相对于升降轴78的装配位置中的至少一方应用于使其落座稳定化的处理即可。
此外,本发明并不局限于上述实施方式、变形例,能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变更。
附图标记说明
1:元件装配机 10:主体部 20:基板搬运装置 30:元件供给装置 31:裸芯片供给装置 34:顶起单元 35:驱动装置 36:控制装置 37:罐站 43:切割片 44:裸芯片 50:顶起罐 51:罐主体 52:顶起销 55:凸缘部 56:钩挂片 57:卡合部件 58:锁定销 59:弹簧 60:罐保持部 61:定位块 62:定位部件 63:被卡合块 64:嵌合凹部 70:元件移载装置 71:XY机器人 72:装配头 73:控制装置 74:嘴站 75:头主体 76:吸嘴 77:嘴升降机构 78:升降轴 79:第一升降装置 80:第二升降装置 81:旋转装置 96:卡定销 97:J插槽 98:卡定环99:线圈弹簧。
Claims (5)
1.一种元件装配机,具备:
装配台,以至少能够沿水平方向移动的方式设于元件装配机主体;
装卸工具,以能够装卸的方式装配于所述装配台,能够在保持有元件的状态下沿上下方向移动;
工具移动机构,使所述装卸工具沿上下方向移动;
装配台移动机构,使所述装配台至少沿水平方向移动;及
控制装置,在所述装卸工具被装配于所述装配台之后且在所述装卸工具保持所述元件之前,执行如下的落座改善处理:通过多次反复执行所述装配台移动机构中的与用于使所述装卸工具保持所述元件的移动动作不同的其它移动动作,对装配有所述装卸工具的所述装配台朝向包括水平方向在内的预定方向施加力,使所述装配台与所述装卸工具的相对移动,由此将所述装配台与所述装卸工具的卡合状态改善为两者的位置关系稳定的状态。
2.根据权利要求1所述的元件装配机,其中,
所述控制装置在所述装卸工具被装配于所述装配台之后且在所述装卸工具保持所述元件之前,作为所述落座改善处理而使用所述装配台移动机构使所述装配台在所述预定方向上振动。
3.根据权利要求1或2所述的元件装配机,其中,
所述控制装置使所述装配台移动机构中的所述其它移动动作反复执行预定多次,
所述元件装配机具备相机,该相机针对每个所述其它移动动作拍摄所述装卸工具相对于所述装配台的装配位置,
所述控制装置具有次数变更部,该次数变更部基于所述相机对所述预定多次中的所述装配位置的拍摄结果,变更作为下一次所述落座改善处理而反复执行所述其它移动动作的所述预定多次。
4.根据权利要求1或2所述的元件装配机,其中,
所述控制装置能够使所述装配台移动机构中的所述其它移动动作反复执行预定上限次数,
所述元件装配机具备相机,该相机针对每个所述其它移动动作拍摄所述装卸工具相对于所述装配台的装配位置,
在由所述相机拍摄到的所述装配位置已收敛的情况下,所述控制装置结束所述其它移动动作的反复执行。
5.根据权利要求4所述的元件装配机,其中,
在所述其它移动动作被反复执行了所述预定上限次数但是由所述相机拍摄到的所述装配位置仍未收敛的情况下,所述控制装置再次实施所述装卸工具相对于所述装配台的装卸。
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