CN1180992A - 安装电子部件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种电子部件安装方法可使多个部件进料器中的芯片由至少三个管嘴分别拾取,当任一个管嘴变坏时可避免安装效率降低,而以良好的操作效率将芯片安装在板上。在正常状态下,部件进料器中的芯片由三个管嘴同时分别地拾取并输送和安装到板上。当任一管嘴变坏时,停止该坏管嘴安装芯片,其它正常的管嘴按程序中的时间表安装,然后将坏管嘴按时间表安装的芯片由正常的管嘴安装。为此,尽量减少拾取操作的次数,提高安装效率。

Description

安装电子部件的方法和装置

本发明涉及电子部件安装的方法，其中，放在部件进料器中的电子部件由安装在输送头上的多个管嘴拾取并输送和安装在板上。

业已广泛应用一种用以输送和安装电子部件(下文称为“芯片”)于印刷板上的电子部件安装装置，其中，由一个移动台在X方向和Y方向上水平地移动一个输送头，存放在部件进料器中的芯片由输送头上的管嘴低端的真空吸管吸持而拾取，借此输送和安装在板上的预定坐标位置处。

现已建议了另一种电子部件安装装置(即日本专利公开3-70920)，其中，分别储存在按节距并置排列的多个部件进料器中的芯片，由按节距成排地安装在输送头上的至少三个管嘴的真空吸管同时拾取并输送和安装在板上。这种方法的优点是，由于多个电子部件是由至少三个管嘴在同一时间同时拾取的，因而明显地提高了安装效率。

然而，在输送头上的多个管嘴中易于存在坏的管嘴。“坏的管嘴”一词意指不能正常地由真空吸管吸持芯片的失效管嘴。例如这是因为管嘴堵塞或弯曲而造成的。当前在发生这样的坏管嘴时，该坏管嘴便被停用，只用其余正常的(适用的)管嘴将芯片输送和安装在板上。

可是，目前在发生坏管嘴时，预定的程序全被改变，使所有芯片由其余正常的管嘴分别拾取并输送和安装在板上。为此，拾取操作的频度和输送头在部件进料器与板之间往复运动的频度都变得远高于程序中所预定的频度，而使安装效率变差，于是出现了一个问题，亦即具有多个管嘴的输送头的优点变成不受欢迎了。

为此，本发明的目的是提供一种电子部件安装方法，该方法是由一种电子部件安装装置执行的，其中，存放在多个部件进料器中的芯片由至少三个管嘴分别拾取。使用该方法可在任何管嘴变坏时避免安装效率降低，因而能以良好的操作效率将芯片安装在板上。

利用本发明的电子部件安装方法，当至少三个管嘴中的任一个变坏时，由该坏管嘴所进行的电子部件安装的操作便被停止，而由其它正常的管嘴所进行的安装电子部件的操作要按程序中所规定的时间表有效地进行，并且由坏管嘴按时间表所安装的那些电子部件也都由正常的管嘴来安装。

在本发明的上述结构中，当有坏的管嘴发生时，多个芯片由其余正常的管嘴拾取并按时间表安装在板上，而按时间表由坏管嘴安装的那些芯片都由正常的管嘴来安装。为此，拾取操作次数的增加和输送头在部件进料器与板之间往复运动的次数的增加都被尽量地抑制了，并且芯片能够有效地安装到板上，因而具有多个管嘴的输送头的优点很受欢迎。

图1示出本发明的电子部件安装装置的一个优选实施例的透视图；

图2示出该电子部件安装装置的前视图；

图3示出该电子部件安装装置的控制系统的方框图；

图4示出该电子部件安装装置中的管嘴和部件进料器的前视图；

图5示出该电子部件安装装置的安装顺序图；

图6示出用以说明在该电子部件安装装置正常状态下的一种芯片拾取方法的表格；

图7示出用以说明在该电子部件安装装置中发生坏管嘴时的一种芯片拾取方法的表格；

图8示出用以说明在该电子部件安装装置中发生坏管嘴时的另一种芯片拾取方法的表格。

现在参照以下附图描述本发明的一个优选实施例。图1示出本发明的一种电子部件安装装置的一个优选实施例的透视图，图2示出该装置的前视图，图3示出该装置的控制系统的方框图，图4示出该装置的管嘴和部件进料器的前视图，图5示出该装置的安装顺序图，图6示出用以说明在该装置正常状态下的一种芯片拾取方法的表格，图7示出用以说明在该装置发生一个坏管嘴时的一种芯片拾取方法的表格，图8示出用以说明在该装置发生坏管嘴时的另一种芯片拾取方法的表格。

参照图1和图2，首先描述该电子部件安装装置的总体结构。两条导轨2安装在基座1中部的前侧和后侧的上表面上。一个板3沿该导轨2传送，并由导轨2定位于一个预定的位置处。也就是说，导轨2对于定位该板3起一个定位部分的作用。多个部件进料器4在这两条导轨2每条的外侧成排地并置。各种芯片(电子部件)存放在该部件进料器4中。第一摄像机5设置在导轨2与部件进料器4之间。第一摄像机5观察输送头上的管嘴，以便检测这些管嘴的位置。

在图1中，Y台架6A和6B分别安装在基座1的相对侧部分上，而X台架7安装在Y台架6A与6B上并在其间延伸。一个输送头8安装在X台架7上。输送头8含有多个头(本实施例中为三个)(第一头8A、第二头8B和第三头8C)成排地并置，这三个头分别具有一个第一管嘴9a、一个第二管嘴9b和一个第三管嘴9c。虽然图中未示出管嘴9a、9b和9c每个的吸持件，但可根据该电子部件的大小等情况相互交换。第二摄像机10固定地安装在输送头8上(图2)。Y台架6A和6B以及X台架7对于在X方向和Y方向上水平地移动输送头8起台架的作用。第二摄像机10与输送头8一起水平移动，它观察在该部件进料器4中存放的芯片，以便检测芯片的拾取位置。在本发明中，板3沿轨道2传输的方向是X方向。

在图3中，参考号11表示一个控制部分，连接到该控制部分11上的各单元是：一个第一识别单元12，与第一摄像机5相连接，该第一识别单元12处理管嘴和第一摄像机5所拾取的芯片的图像数据，控制部分11根据这些数据经过计算找到管嘴和芯片的位置；一个第二识别单元13，与第二摄像机10相连接，第二识别单元13处理板的位置标记的图像数据和在部件进料器4的拾取位置处的芯片的图像数据，这些数据都由第二摄像机10拾取，控制部分11根据这些数据经过计算找出板3的位置和拾取位置；一个输送头驱动部分14与第一头8A、第二头8B和第三头8C相连接，该输送头驱动部分14可将第一管嘴9a、第二管嘴9b和第三管嘴9c向上和向下移动。

程序数据包括与芯片安装次序和芯片安装位置有关的数据，都存储在一个NC数据存储部分15中。一个拾取位置存储部分16存储该部件进料器4中芯片的拾取位置。一个管嘴位置存储部分17存储由第一摄像机5所检测的第一、第二和第三管嘴9a、9b和9c的位置。拾取操作存储部分18存储关于芯片是否由三个管嘴9a、9b和9c同时分别地拾取的数据。一个坏管嘴信息存储部分19存储坏管嘴的信息。控制部分11使其它的各种计算和判断起作用，并控制各单元。

该电子部件安装装置具有上述结构，现在描述其操作情况。在图4中，参考字母A至G分别表示在部件进料器4a至4g中分别存放的电子部件。在图4中，为了将多个部件进料器4相互区分开，在参考号4上加了后缀a至g。在这个实施例中，三个管嘴9a至9c的节距P1是部件进料器4a至4g的节距P2的二倍，在这种配置的情况下，多个管嘴9a至9c可以同时分别拾取部件进料器中的芯片。于是，管嘴9a至9c的节距P1是部件进料器4a至4g的节距P2的整数倍可使多个管嘴9a至9c能同时分别地拾取部件进料器4中的芯片。图5示出安装顺序图，部件A至G如图所示地依次序安装在板3上。

图6示出在正常状态下的拾取方法。移动频度是管嘴9a、9b和9c在部件进料器4与板3之间的往复运动的次数。在正常状态下，在第一次安装操作中，序号为1、2和3的三个芯片A、B和C由三个管嘴9a、9b和9c同时分别地拾取，并输送和安装在板3上。类似地，在第二次安装操作中，序号为4、5和6的三个芯片D、E和F同时被拾取并输送和安装在板3上；在第三次安装操作中，序号为7、8和9的三个芯片D、E和F同时被拾取，并输送和安装在板3上。按照这种方式，序号为1至9的九个芯片由三次安装操作可被安装到板3上。

从图4可以清楚地看出，由于序号为10至12的三个芯片B、E和G的节距与管嘴9a至9c的节距P1不同，因而这三个芯片B、E和G不能同时分别地由三个管嘴9a至9c拾取。虽然这些芯片B、E和G不是由三个管嘴9a至9c同时分别地拾取，但可由这些管嘴9a至9c单独分别地拾取，并单独地输送和安装到板3上。对于如上所述地对序号为10至12的芯片进行单独的芯片拾取，取代如上所述地对序号为1至9的芯片由多个管嘴同时分别地拾取多个芯片，在本发明中称为“单独拾取”。如上所述，在正常状态下，序号为1至12的12个芯片可借助于六次拾取操作来拾取(即三次同时拾取操作加上三次单独拾取操作)，并能安装在板3上。

其次，参照图7描述当一个坏的管嘴发生时所执行的一种拾取方法。坏的管嘴是如上所述由于某种原因而不能拾取芯片的失效的管嘴。检测这种坏管嘴的一种普通的方法是检测频繁地出现拾取错误的管嘴，并确定该管嘴为坏的管嘴。例如，在一种拾取错误的检测方法中，每个管嘴的低端由第一摄像机5观察，以便判定芯片是否由管嘴低端的吸管而吸持，如果任何芯片未被吸管所吸持，则可判断拾取错误出现了。在另一种拾取错误的检测方法中，由一个压力传感器测量每个管嘴的内部压力(在这种情况下，如果芯片由管嘴低端处的吸管吸持，则管嘴的内部压力是低于阈值的一个负压；如果任何芯片未被吸管吸持，则管嘴的内部压力不会变为低于阈值的一个负压)。当同一个管嘴接连出现拾取错误而使错误次数达到一个预定值时，或当拾取错误率达到一个预定值时，可以判定该管嘴是一个坏的管嘴。对于管咀是否是一个坏的管咀是由控制部分11判断的，并将该坏管嘴的数据存储在坏管嘴信息存储部分19中。

图7示出在判定第二管嘴9b为坏管嘴时的拾取方法。在这种情况下，第二管嘴9b是坏管嘴，不能使用，因而利用其余的管嘴来安装芯片，也就是说，使用第一和第三管嘴9a和9c。更具体地说，对于第一次至第三次安装操作的同时拾取和对于第四次安装操作的单独拾取，按照程序中的时间表来实施(也即按照如图6所示的相同方式)。为此，按时间表由第二管嘴9b在第一次至第四次安装操作中所安装的芯片B、E、E和E未被安装，而这些芯片B、E、E和E仍留在它们各别的部件进料器中。

第一次至第四次安装操作按时间表实施，然后，由第二管嘴9b按时间表所安装的那些芯片由第一管嘴9a和第三管嘴9c安装，以起补救的作用。更具体地说，在第五次安装操作中，芯片B和芯片E由第一管嘴9a和第三管嘴9c分别地单独拾取，并单独地安装到板3上，然后在第六次安装操作中，芯片E和芯片E由第一管嘴9a和第三管嘴9c分别地单独拾取，并单独地安装到板3上。在图7所示的上述方法中，12个芯片可以借助于总共九次拾取操作而被拾取，并被安装到板3上，也就是说，对于第一次至第三次安装操作的三次同时拾取操作加上对于第四次至第六次安装操作的六次单独拾取操作。

图8示出常规的拾取方法，亦即，该拾取方法未采用图7所示的本发明的方法。在这种情况下，在第一次至第六次安装操作的全部过程中，都实施了单独拾取操作，因而需要总共12次拾取操作。为此，与图7的方法相比较，须多实施另外三次拾取操作，于是生产节拍时间(tact-time)增加，从而降低了安装效率。

在本发明中，当一个坏的管嘴发生时，多个芯片由其余的正常的管嘴拾取，并按时间表安装在板上，然后，按时间表由坏管嘴安装的那些芯片再由正常的管嘴来安装。为此，拾取操作次数的增加和输送头在部件进料器与板之间往复运动次数的增加尽量地被抑制了，同时并在享受具有多个管嘴的输送头的优点同时，能高效地安装芯片于板上。

Claims (2)

1.一种电子部件安装方法，其中，多个部件进料器按一种节距地并置排列，至少三个管嘴在一个输送头上按一种节距安装，该节距是所述的部件进料器的节距的整数倍，当所述的输送头由一个移动台架水平移动时，在多个所述的部件进料器中存放的电子部件由所述的管嘴分别拾取，并安装到在定位部分处所定位的板上；

其特征在于，当所述的管嘴中任一个变坏时，由所述的坏管嘴安装电子部件的操作被停止，而由其它正常的管嘴按照程序中的时间表实施安装电子部件，按时间表由所述的坏管嘴安装的那些电子部件也由所述的正常管嘴来安装。

2.一种电子部件安装装置，包括：

一个定位部分，用以定位一个板；

部件进料器，按一个节距并置排列；

一个输送头，其上具有至少安装三个管嘴，管嘴之间的节距是所述部件进料器的节距的整数倍；

一个移动台架，用以水平移动所述的输送头，其中，多个所述的部件进料器中的电子部件由所述的管嘴分别拾取，并安装到所述的板上，其特征在于，改进包括：

一个拾取操作存储部分，用以存储有关该电子部件是由所述的多个管嘴同时地还是单独地拾取的数据；

一个坏管嘴信息存储部分，用以存储变坏的管嘴的数据；

一个控制部分，用于控制以便：

如果有任一个管嘴其数据存储在所述的坏管嘴信息存储部分中，则按时间表由所述的坏管嘴安装的所述的电子部件都由其它正常的管嘴来安装，而其它的电子部件由所述正常的管嘴按照存储在所述的拾取操作存储部分中的数据来拾取，并安装到所述的板上。

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