CN1138462C - 零件供给装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及零件供给装置及其方法，该装置的特点是使吸附喷嘴旋转的旋转机构具备使吸附喷嘴绕其轴线转动的转动机构，此外，控制机构按照检测机构检测的下一被选取零件绕相对选取此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移量、控制使吸附喷嘴在吸附对应零件前绕轴线旋转必要角度，具有即使零件位置相对吸附喷嘴绕其轴线产生偏移，也能克服此问题正确地吸附、选取零件的效果。

Description

零件供给装置及其方法

技术领域

本发明涉及零件供给装置及其方法，例如，涉及用吸附喷嘴将托盘或扩展板上的IC芯片吸附、选取后，通过吸附喷嘴的180°的旋转，使零件的正反面翻转进行供给的装置及方法，以及用上述供给装置和方法将该零件向电路基板上安装的零件安装方法。

背景技术

近年来，为能使例如以MCM(multi-chip module)、CSP(chip size package)为代表的电路基板小型化，在半导体安装领域倒片安装已成为主流。

在后述图3所示装置采用的倒片安装上、用吸附喷嘴103将电路面向上位于托盘101上的IC芯片102吸附、选取后，通过吸附喷嘴103的180°的旋转、将已选取的IC芯片102在正反面已翻转状态向朝向电路基板119进行安装的连接头104的安装喷嘴104a供给。

此外，采用后述图4所示同样的装置，用吸附喷嘴103将扩展板111上的芯片112选取后，用吸附喷嘴103的旋转、进行正反面翻转，将芯片112向安装喷嘴104a上移置。

据此、连接头104的安装喷嘴104a吸附着供给的正反面已翻转、电路面成为向下的IC芯片102向安装位置握持传送，通过在电路板119上的规定位置安装成电路面向下，进行电路面上端子与电路基板119上导体构体端子部的钎焊连接等、进行该IC芯片102在电路基板上的安装。

图3、图4的装置为进行此IC芯片102、112的翻转供给，能用Y向移动机械手105将托盘101或扩展板111沿Y向定位在所需位置、同时用使沿垂直于Y向的X向移动的X向移动机械手106将吸附喷嘴103沿X向定位在所需位置。据此，能使位于托盘101或扩展板111上任何位置的IC芯片102、112相对规定的吸附喷嘴103被吸附、选取。此时，用识别摄像机107进行IC芯片102、112相对吸附喷嘴103的定位位置的识别。用设置在移动机械手106上的上下动作机构108的吸附喷嘴103的上下动作进行IC芯片102、112的选取。

此外、吸附喷嘴103为进行上述IC芯片102的正反面翻转、用相对上下动作机构108、具有垂直于吸附喷嘴103的轴线P的旋转中心线Q的旋转机构117进行保持，为使已将上述IC芯片102选取、向下的吸附喷嘴103成为向上、使绕旋转中心线Q旋转180°。

在上述零件供给装置中，如图5A所示、由于位于托盘101上规定位置的IC芯片102因传送托盘101时的振动等、如图5B所示，有可能发生在托盘上偏离规定位置，在用吸附喷嘴103进行吸附前，用识别摄像机107识别IC芯片102在托盘101上的位置、求出摄像机中心轴与IC芯片102的中心点的相对位置的位置修正量，通过进行吸附喷嘴103位置沿X-Y方向调整，在对IC芯片位置偏移进行修正后进行IC芯片的选取。

然而此时，在IC芯片102已沿旋转方向偏移一定角度场合、如图5C所示、即使进行上述X-Y方向位置偏移的修正。IC芯片还仍然保持沿旋转方向偏移状态、当在此状态进行吸附IC芯片102时、因IC芯片102的不同种类，有可能吸附喷嘴103不与IC芯片102的凸出部120、而与单侧电路面相碰，从而担心有可能IC芯片102的电路面被破碎或损坏。

此外，在后述图4所示的零件供给装置中，在撑开的扩展板111上载置经切割的切片113，在通过扩展板111的拉伸使各芯片112分离供给时、除了相对扩展板111的切片全体113的位置偏移外，因扩展板111的拉伸不均匀，使各芯片112的位置错开和因发生上述旋转偏移，需要对这些或位置进行修正。

此外，在将IC芯片102、112从吸附喷嘴103向连接头104的安装喷嘴104a上移置时、用识别摄像机117对IC芯片102上的凸出部120及电路位置等进行再识别、位置修正，然而，为了更精确识别，近年来因电路基板小型化而处于日益倾向复杂化的电路面、通过提高摄像机的像素数进行识别，因此，当被安装喷嘴104a吸附的IC芯片102偏离规定位置时、存在不在此识别摄像机视野内的问题，由此在用吸附喷嘴103从托盘101或扩展板111上选取IC芯片102、112时，增加了在更正确位置上进行吸附的必要性。

发明内容

本发明目的在于提供即使在成为选取对象的零件沿绕选取该零件的吸附喷嘴轴线的旋转方向产生偏移、也能克服此问题、进行吸附和提供安装的零件供给装置及其方法。

为达到上述目的的本发明的零件供给装置用吸附喷嘴从上方对已并列配置的零件吸附、选取，使已将零件选取、向下的吸附喷嘴旋转180°而成为向上，据此，提供正反面已翻转的零件供各种使用，其特征在于，具备：在使吸附喷嘴旋转的旋转机构上使吸附喷嘴绕其轴线转动的转动机构；对即将被选取的零件相对即将选取此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移量进行检测的检测机构；根据此检测机构的检测结果对转动机构进行控制、使吸附喷嘴在吸附对应的零件之前围绕其轴线转动必要的角度的控制机构。

此外，为达到上述目的的本发明零件供给方法，用吸附喷嘴从上方对已并列配置的零件吸附、选取、使已将零件选取、向下的吸附喷嘴旋转180°成为向上，据此，提供正反面已翻转的零件供各种使用，其特征在于，对即将被选取的零件相对即将选取此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移量进行检测，根据该检测结果，在吸附喷嘴吸附上述零件之前，使吸附喷嘴绕上述轴线转动必要的角度，并进行位置修正，以使零件相对吸附喷嘴位于规定位置，然后用吸附喷嘴选取零件，并使上述吸附喷嘴旋转以使零件正反面翻转，供各种使用。

上述结构，由于用检测机构检测接着被吸附、选取零件绕吸附、选取此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移量，根据此检测结果，控制机构在吸附喷嘴吸附该检测有关的零件前使旋转机构动作，使吸附喷嘴绕轴线转动必要角度，因此吸附喷嘴能经常在绕其轴线角度一致的规定位置正确地吸附、选取零件，不用担心吸附面与零件表面单侧接触对零件造成的破碎或损伤。

此外，在上述旋转机构上绕其旋转中心线呈辐射状安装多个吸附喷嘴，通过依次使用多个吸附喷嘴进行零件选取、能使闲置时间减少，或按照零件的种类分开使用多个吸附喷嘴，能进行适应各种零件处理的零件供给。

此外，为达到上述目的的本发明零件安装方法用吸附喷嘴从上方对已并列配置的零件吸附、选取后向安装喷嘴上移置，用所述安装喷嘴在电路基板上进行安装，其特征在于，在用吸附喷嘴吸附并列配置的零件前，对零件在上述吸附喷嘴轴线周围的旋转偏移量进行检测，并根据此检测结果，在吸附喷嘴吸附上述零件之前使吸附喷嘴绕其轴线转动必要角度并进行位置修正，以使零件相对吸附喷嘴的规定姿势位于规定位置，然后，用吸附喷嘴选取零件，并在使吸附喷嘴返回所述规定姿势后使吸附喷嘴旋转，以使零件的正反面翻转，并将零件移置在安装喷嘴上，在将上述安装喷嘴传送至电路基板上的零件安装位置上时，用识别机构再次识别被安装喷嘴吸附的零件的位置，并根据所述识别结果对零件进行位置修正，然后在电路基板上安装零件。

根据上述方法，由于在吸附零件前、检测零件绕将要吸附此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移、使吸附喷嘴转动必要量而后进行吸附，故能使吸附喷嘴在规定位置正确吸附零件，在将零件从吸附喷嘴转移至安装喷嘴上后，在对零件位置进行再识别时，防止发生不在识别机构的视野之内，通过更可靠地进行零件吸附位置的再识别，能防止发生安装动作中的安装错误，使作业效率提高。

附图说明

图1为本发明实施例1的零件翻转供给装置总体结构图，1A为主视图，1B为剖视表示其主要部分的侧视图，

图2为本发明实施例2的零件翻转供给装置总体结构图，2A为主视图，2B为剖视表示其主要部分的侧视图，

图3为表示传统的零件翻转供给装置总体结构的立体图，

图4为表示传统的另一零件翻转供给装置总体结构的立体图，

图5为表示托盘上IC芯片位置的说明图。

具体实施方式

以下，关于本发明的各实施例参照图1、图2进行详细说明。

(实施例1)

以下所述各实施例的零件供给装置在与图3、图4所示传统装置同样的零件安装装置中被采用，其动作与在传统技术中已说明的大致相同，不再重复说明。

在图1A、1B中，本实施例1与图3、图4的传统装置一样，用吸附喷嘴3将电路面朝上、位于托盘1或扩展板上的IC芯片2吸附、选取后，在用吸附喷嘴3的180°旋转、呈正反面翻转状态，将选取的IC芯片2向未图示电路基板进行安装的连接头4的安装喷嘴4a供给。

其基本结构如图1A、1B所示，能用Y向移动机械手5将托盘1定位在Y向所需位置上，同时能用沿垂直于Y向的X向移动的X向移动机械手6将吸附喷嘴3定位在X向所需位置上。各移动机械手5、6例如由支承使支承托盘1或吸附喷嘴3沿规定的Y、X向移动的Y向移动体11与X向移动体12以及用使Y向移动体11与X向移动体12沿规定的Y向、X向的规定位置移动的伺服电动机驱动的未图示的丝杆构成。据此，能使位于托盘1的任何位置上的IC芯片2与规定的吸附喷嘴3面对面地被吸附、选择。此时的定位状态由识别摄像机7进行图象识别。

但是，这些定位机构不限于如上所述，可适当采用其它各种机构。

IC芯片2的选择通过设置在移动机械手6的X向移动体12上的上下移动机构8的吸附喷嘴3的上下移动进行。上下移动机构8由通过上下导向体13可上下移动地支承在X向移动体12上的上下移动体9、用设置在X向移动体12上的伺服电动机14驱动的凸轮15以及设置在上下移动体9上，跟随凸轮15的从动凸轮16组成。据此，上下移动体9在凸轮15由伺服电动机14驱动旋转时通过从动凸轮16跟随凸轮15带着吸附喷嘴3上下移动、在向对应的IC芯片2向下移动时将其吸附、用吸附后的上移从托盘1选择已吸附的IC芯片2。

为了进行吸附喷嘴3的上述IC芯片2的正反面翻转、用具有垂直于吸附喷嘴3的轴线A的旋转中心线B的旋转机构17将喷嘴3相对上下移动体9进行保持，为使如图1所示已选择上述IC芯片2、向下的吸附喷嘴3成为向上而绕旋转中心线B旋转180°。旋转机构17用支承在上下移动体9上、能绕旋转中心线B旋转的旋转体21保持吸附喷嘴3、通过把用设置在上下移动体9上的伺服电动机22旋转驱动的皮带轮23的旋转用皮带24传递至与一体地设置在旋转体21上的旋转中心线B同心的皮带轮25上，成为使旋转体21每绕旋转轴线B旋转180°、往复或沿一方向旋转、进行上述IC芯片2的正反面翻转动作。例如，在使用沿一方向旋转的伺服电动机的场合，由于只要是每旋转180°而停止的动作器就可以，故可以由具备每180°切过缝隙的夹头和将其检测的传感器的感应电动机或旋转动作器构成。

尤其在本实施例中，在使吸附喷嘴3旋转的旋转机构17的旋转体21上具备使吸附喷嘴3绕其轴线A转动的转动机构31，由控制此转动机构31的CPU等各种控制电路组成的控制机构32。控制机构32按照与检测机构共用识别摄像机7等检测的下一被选择IC芯片2的、相对将选择此IC芯片2的吸附喷嘴3绕轴线A的旋转偏移量、控制转动机构31使吸附喷嘴3在吸附对应的IC芯片2之前，绕轴线转动必需的角度。

如图1B所示，转动机构31由在旋转体21上用线性导向体33保持旋转运动的滚珠螺母34、与此滚珠螺母34相嵌合、同时与吸附喷嘴3连成一体的滚珠丝杆35、在旋转体21上、绕与吸附喷嘴3的轴线A垂直的旋转中心线C旋转的凸轮36、旋转驱动该凸轮36的伺服电动机37以及设置在滚珠螺母34上，跟随凸轮36的从动凸轮38组成。

在上述IC芯片2的正反面翻转供给动作中，对于下一被选择的IC芯片2的围绕吸附、选择此IC芯片2的吸附喷嘴3的轴线A的旋转偏移量、用识别摄像机7的图像识别进行检测。通过将检测结果与吸附喷嘴3的状态等比较，在不一致场合、控制机构32在吸附喷嘴3吸附与该检测有关的IC芯片2之前、用伺服电动机37使凸轮36沿上述旋转方向进行必需量的旋转。

由于当凸轮36旋转时，滚珠螺母34通过用线性导向体33保持进行旋转运动，一面通过从动凸轮38上下运动一面仅按照上述上下运动量使滚珠丝杆35与吸附喷嘴3一起绕顺时针旋转或绕逆时针旋转、成为使吸附喷嘴3选择的下一IC芯片2的旋转角度位置与该吸附喷嘴3一致。据此，能使吸附喷嘴3经常吸附、选择绕其轴线A的角度一致的IC芯片2、不用担心吸附面与IC芯片2的电路面单侧相碰形成破碎或损伤。

此外，上述吸附喷嘴3的上下动作机构、旋转机构以及转动机构的结构仅分别作为一例介绍，不用说，也可采用上述以外的各种结构。

(实施例2)

如图2A、2B所示，本实施例2是在旋转机构17上绕其旋转中心线B、辐射状安装多个吸附喷嘴3。据此，通过依次使用多个具有相同直径的吸附喷嘴3，能进行使闲置时间少的IC芯片2的选取，然而，若使用多个具有不同直径的吸附喷嘴3、能进行按照零件种类、分开使用喷嘴，适当进行处理各种零件的供给。由于其它结构与实施例1的场合相同，能取得的作用效果也不变，故使相同的零件具有相同标号，并省略重复说明。

具体就是在旋转体2 1上安装4个具有不同直径的吸附喷嘴3，相对已容纳在由移动机械手5供给的4个托盘1上的4种IC芯片2，分别使用不同种类的吸附喷嘴3、构成能经常用对应必要种类的IC芯片2的吸附喷嘴3进行选取。据此，能按照规定的安装程序高效供给不同种类的IC芯片2。

据此，能发挥实施例1的特点，同时也能适应多品种化。

此外，本实施例1、2仅对IC芯片2的供给场合进行叙述，然而，不用说，本发明不限于此，对于有必要为使正反面翻转。进行各种处理的各种零件的供给都能适用。

根据本发明，不仅能用吸附喷嘴使吸附选取的零件产生正反面翻转，且能使吸附喷嘴经常在绕其轴线的角度位置一致状态吸附零件，从而不用担心其吸附面与零件表面单侧相碰而对零件造成伤害。

此外，通过依次使用多个吸附喷嘴选取零件，使零件的闲置时间减少，或通过按零件的种类分别使用多个吸附喷嘴，能对各种零件进行适当处理、供给、适应零件的多品种化。

此外，由于吸附喷嘴经常在绕其轴线的角度位置一致状态吸附零件，在对已从吸附喷嘴移置在安装喷嘴上后的零件位置进行再识别时、能避免发生零件不在识别摄像机视野内的不适当情况，通过零件在安装喷嘴的规定位置可靠被吸附，能防止安装运动中的安装错误，提高作业效率。

Claims (4)

1.一种零件供给装置，用吸附喷嘴从上方对已并列配置的零件吸附、选取，使已将零件选取、向下的吸附喷嘴旋转180°而成为向上，据此，提供正反面已翻转的零件供各种使用，其特征在于，具备：在使吸附喷嘴旋转的旋转机构上使吸附喷嘴绕其轴线转动的转动机构；对即将被选取的零件相对即将选取此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移量进行检测的检测机构；根据此检测机构的检测结果对转动机构进行控制、使吸附喷嘴在吸附对应的零件之前围绕其轴线转动必要的角度的控制机构。

2.根据权利要求1所述的零件供给装置，其特征在于，绕所述旋转机构的旋转中心线呈辐射安装多个吸附喷嘴。

3.一种零件供给方法，用吸附喷嘴从上方对已并列配置的零件吸附、选取、使已将零件选取、向下的吸附喷嘴旋转180°成为向上，据此，提供正反面已翻转的零件供各种使用，其特征在于，对即将被选取的零件相对即将选取此零件的吸附喷嘴轴线的旋转偏移量进行检测，根据该检测结果，在吸附喷嘴吸附上述零件之前，使吸附喷嘴绕上述轴线转动必要的角度，并进行位置修正，以使零件相对吸附喷嘴位于规定位置，然后用吸附喷嘴选取零件，并使上述吸附喷嘴旋转以使零件正反面翻转，供各种使用。

4.一种零件安装方法，用吸附喷嘴从上方对已并列配置的零件吸附、选取后向安装喷嘴上移置，用所述安装喷嘴在电路基板上进行安装，其特征在于，在用吸附喷嘴吸附并列配置的零件前，对零件相对于上述吸附喷嘴轴线的旋转偏移量进行检测，并根据此检测结果，在吸附喷嘴吸附上述零件之前使吸附喷嘴绕其轴线转动必要角度并进行位置修正，以使零件相对吸附喷嘴的规定姿势位于规定位置，然后，用吸附喷嘴选取零件，并在使吸附喷嘴返回所述规定姿势后使吸附喷嘴旋转，以使零件的正反面翻转，并将零件移置在安装喷嘴上，在将上述安装喷嘴传送至电路基板上的零件安装位置上时，用识别机构再次识别被安装喷嘴吸附的零件的位置，并根据所述识别结果对零件进行位置修正，然后在电路基板上安装零件。

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