CN1882242A - 部件安装装置 - Google Patents

Abstract

部件安装装置。提供部件安装装置，可使吸附头和供给装置头的移动量相符，良好吸附从部件供给装置提供的部件。使吸附头(11)移动到指示位置，与移动到该指示位置的供给装置头(32)的顶起动作同步，吸附从部件供给装置(30)供给到该指示位置的晶片部件。使安装在吸附头上的识别摄像机(12)移动到指示位置，根据在该处拍摄的供给装置头图像，检测出供给装置头实际位置。吸附部件时，按照检测出的供给装置头的实际位置，校正供给装置头或吸嘴向指示位置的移动量，使吸嘴和供给装置头的位置一致。这种结构中，可校正部件安装装置的坐标系和部件供给装置的坐标系的偏移，使吸附头的指示位置和部件安装装置主体指示给供给装置头的位置一致，可实现稳定的部件供给。

Description

部件安装装置

技术领域

本发明涉及一种部件安装装置，吸附从晶片供给装置等部件供给装置供给的电子部件，安装在电路基板上。

背景技术

以往，部件安装装置利用吸附头的吸嘴吸附从部件供给装置供给的电子部件(以下单纯地称为部件)，把该吸附的部件安装在搬送过来的电路基板的规定位置上。此处，作为部件供给装置，除进料器等供给装置外，还有供给收纳有多个部件的托盘的托盘供给装置，或者供给粘贴了多个部件的晶片板的晶片供给装置。

作为部件供给装置，在使用托盘供给装置时，如图6(A)所示，托盘1从托盘供给装置移动到部件安装装置的部件供给位置，部件安装装置的吸附头吸附收纳在托盘中的部件。此时，如图6(B)所示，托盘1未必一定放置在正确位置，所以利用安装在吸附头上的识别摄像机来拍摄托盘的位置1a、1b、1c这3点，对这三个位置进行训练(teaching)，由此吸嘴可以吸附部件的中心。

另一方面，在从晶片供给装置供给部件时，需要进行对晶片整体的机械系统的定位，该定位方法例如记载在专利文献1中。

并且，在晶片供给装置中，晶片板上的晶片部件未被很好地剥离，或即使被剥离，周围的部件也被从板上剥离，所以在部件供给装置上设置如图7(A)所示的、可以在X、Y方向移动的头4。并且，使该供给装置头4移动到与吸嘴2吸附晶片部件3的位置相同的位置，如图7(B)所示，与供给装置头4的顶起销4a的顶起同步，开始吸嘴2的吸附，吸附晶片部件3。

专利文献1  日本特开平2-138670号公报

但是，如图7(C)所示，在供给装置头4的顶起销4a与部件安装装置的吸嘴2的轴心在X、Y轴方向上吻合时，虽然有可能实现正常吸附，但如图7(D)所示，在两者偏离时，存在不能保证良好地吸附的问题。并且，如图7(E)所示，在部件安装装置和部件供给装置的水平在Z轴方向上不一致时，根据移动位置，有时吸嘴2够不到晶片部件3，或者相反按压晶片部件3。

因此，需要使部件安装装置(主体)的吸附头和外部部件供给装置的供给装置头的移动量相符。但是，由于进行控制的装置具有互不相同的X、Y、Z轴，因而难以根据部件安装装置的移动来对准部件供给装置的位置。

发明内容

本发明就是为了解决这种问题而提出的，其课题是提供一种部件安装装置，可以使吸附头和供给装置头的移动量相符，良好地吸附从部件供给装置供给的部件。

本发明是一种部件安装装置，其中，晶片部件供给装置具有供给装置头，该供给装置头配置在晶片板下方，可以沿水平方向移动，并且可以在指示位置把所述晶片板顶起，该晶片部件供给装置可向所述供给装置头上方供给晶片板，并且，吸附头具有吸嘴，该吸附头可以沿水平方向移动并且可以上下移动，以便可以在向所述供给装置头上方供给的晶片板上方移动，该部件安装装置使所述吸附头的吸嘴和所述供给装置头向所述指示位置相对地移动，与所述供给装置头的顶起动作同步地，利用所述吸附头吸附位于所述指示位置的晶片部件，借助于之后的所述吸附头的动作，把所吸附的晶片部件安装在应进行安装的基板的规定位置，其特征在于，所述部件安装装置具有：

安装在所述吸附头上的摄像单元；检测单元，在向所述供给装置头上供给晶片板之前，使所述吸附头移动，以便使所述摄像单元与所述供给装置头上方相面对，该检测单元根据由所述摄像单元拍摄的所述供给装置头的图像，检测出所述供给装置头的实际位置；以及校正单元，在利用所述吸附头吸附部件时，该校正单元按照所述检测出的实际位置，校正所述供给装置头或所述吸嘴向指示位置的移动量，以使所述吸嘴和所述供给装置头的位置一致。

并且，在本发明中，利用安装在吸附头上的高度传感器检测出指示位置处的供给装置头的高度，在吸附部件时，根据所检测出的高度，校正吸附头的吸附高度或供给装置头的高度。

在本发明中，利用摄像单元来识别供给装置头的位置，根据该识别结果，校正供给装置头或吸附头向指示位置的移动量，所以能够校正部件安装装置的坐标系和部件供给装置的坐标系的偏移，使得吸嘴的指示位置与从部件安装装置主体对供给装置头指示的位置一致，可以实现稳定的部件供给。

并且，在本发明中，利用安装在吸附头上的高度传感器检测出指示位置处的供给装置头的高度，根据该检测结果，校正吸附头的吸附高度或供给装置头的高度，所以能够实现部件的可靠吸附。

附图说明

图1是表示部件安装装置和部件供给装置的结构的俯视图。

图2(A)是表示吸附头和供给装置头的驱动系统的方框图，(B)是吸附头和供给装置头的侧视图。

图3是说明供给装置头的移动位置的说明图。

图4(A)是说明部件安装装置和部件供给装置的X、Y坐标系的偏移的说明图，(B)是表示供给装置头的高度测定值的曲线图。

图5是表示计算供给装置头或吸附头的移动校正量的流程的流程图。

图6是说明托盘部件的供给的说明图。

图7是说明晶片部件的供给及吸附的说明图。

符号说明

10部件安装装置；11吸附头12识别摄像机13高度传感器19基板；30部件供给装置32供给装置头。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明。

(实施例)

在图1中图示了部件安装装置10和向部件安装装置供给晶片部件的外部晶片部件供给装置30。在部件安装装置10上设有吸附头11，其可以通过X轴电机(未图示)沿X轴导轨15在X轴方向上移动。X轴导轨15与螺旋轴14、14’相结合，利用Y轴电机17、17’使螺旋轴旋转，从而X轴导轨15沿着Y轴导轨16、16’在Y轴方向上移动。

利用图2(A)中的符号41表示X轴电机、X轴导轨15等X轴移动单元，并且，利用符号42表示Y轴电机17、17’、螺旋轴14、14’、Y轴导轨16、16’等Y轴移动单元。部件安装装置的控制器40驱动X轴移动单元41和Y轴移动单元42，由此使吸附头11在X、Y轴方向上移动。并且，在部件安装装置10上设有包含有Z轴电机(未图示)的Z轴移动单元43，利用该Z轴移动单元43使吸附头11沿Z轴方向(高度方向)升降。

如图2(A)所示，在吸附头11上安装着多个(4个)吸嘴11a～11d，并且在该吸附头11上固定着由CCD(电荷耦合器件)等构成的识别摄像机(摄像装置)12，和测量高度的高度传感器13。利用识别摄像机12拍摄的图像被输入图像处理装置47，进行图像处理。

吸附头11通过X轴移动单元41和Y轴移动单元42移动到由多个进料器20a构成的芯片部件供给装置20的位置，通过Z轴移动单元43使吸附头11下降，利用吸嘴11a～11d吸附从进料器供给的部件。在吸附部件后，吸附头11移动到部件识别摄像机21的位置，所吸附的部件被部件识别摄像机21拍摄，所拍摄的部件被进行图像处理，计算部件中心及部件倾斜度。在部件中心和吸附中心存在偏移、并且部件倾斜度存在偏移时，校正这些偏移，利用吸嘴11a～11d吸附的部件以正确的姿势被安装在沿着导轨18、18’搬送过来的基板19的位置上。

部件不仅可以从近身处的芯片部件供给装置20供给，也可以从背后的晶片部件供给装置30供给。该晶片部件供给装置30使粘贴了多个晶片部件31a的晶片板31移动到部件供给位置。在晶片板31的部件被全部供完之后，晶片部件供给装置30取走晶片板31，并且使堆积在补充侧(后方侧)的最上方的晶片板31’移动到部件供给位置，供给晶片板31’上的晶片部件。

在供给部件时，为了防止晶片板31上的晶片部件31a不能被很好地剥离，或即使剥离了但其周围部件也被从板上剥离，在晶片部件供给装置30上安装有供给装置头32，其配置在所配置的晶片板31的下方，设有顶起销32a。如图2(A)所示，供给装置头32可以通过由控制器40驱动的X轴移动单元44和Y轴移动单元45，沿X轴、Y轴方向移动，并且可以通过Z轴移动单元46沿Z轴方向移动。另外，虽然没有图示，但也设有调节顶起销32a的Z轴方向的移动量的单元。

吸附头11的吸嘴(一个或多个)通过X轴移动单元41和Y轴移动单元42移动到控制器40指示的位置，以吸附晶片板31上的部件。该指示位置是供给吸嘴将要吸附的部件的位置，是在部件数据中记述的位置。吸附头11的吸嘴移动到指示位置，为了帮助该吸嘴吸附部件，供给装置头32也通过X轴移动单元44、Y轴移动单元45移动到上述指示位置。并且，在此处使顶起销32a突出，与该顶起动作同步开始吸嘴的吸附动作。在该供给装置头的顶起动作时，吸嘴的轴心和顶起销的位置成为部件中心位置，所以晶片部件借助于顶起销32a被从晶片板上良好地剥离，能够被吸嘴可靠地吸附(参照图7(B))。所吸附的部件与从进料器20a供给的部件相同，在部件识别后，吸附偏移被校正，部件被安装在基板19上的规定位置。

该情况时，由于吸附头11的机械坐标系和供给装置头32的机械坐标系各自的X、Y、Z移动单元不同，所以产生在图7(D)、图7(E)中说明的问题。因此，在本发明中，校正部件安装装置主体和部件供给装置的坐标系偏移，以下说明其方法。

供给装置头32如图3所示，位于部件供给装置的坐标系的原点O，从该处移动到部件安装装置主体指示的位置。该指示位置例如利用N1、N2、N3图示出，N1和N3位于通过原点O的直线上，N2是通过原点O并与直线N1N3正交的位置，N1～N3均位于最外周上。

首先，利用控制器40向吸附头11输出移动指令，使安装在吸附头11上的识别摄像机12的摄像光轴移到原点O。由于未向图3所示的晶片部件供给装置30供给晶片板，供给装置头32露出，所以在识别摄像机12移动到原点O时，利用识别摄像机12拍摄供给装置头32。并且，在图像处理装置47处理该图像，计算识别摄像机12的摄像中心(视野中心)和供给装置头32的中心(顶起销的位置)的偏移。在有偏移时，通过X轴移动单元44和Y轴移动单元45校正供给装置头32的位置，或者根据偏移来校正对吸附头11的指示位置。由此，如图4(A)所示，可以使部件安装装置10主体的坐标系原点和晶片部件供给装置30的坐标系原点一致，可以校正原点偏移。该处理是图5中的步骤S1的处理。

另外，在上述的原点偏移大、识别摄像机12移动到原点O时，不能通过识别摄像机12拍摄供给装置头32的情况下，使识别摄像机12移动到供给装置头32的中心位置，进行训练，根据其移动量测定偏移。

然后，如图2(B)所示，使吸附头11的高度传感器13移动到供给装置头32上，检测供给装置头32的高度(步骤S2)。此时，所检测出的高度在图4(B)中利用H0示出。

然后将变量n初始化(步骤S3)，使供给装置头32移动到N1的指示位置(步骤S4)，并且使主体的识别摄像机12移动到相同指示位置(步骤S5)，在该处拍摄供给装置头32(步骤S6)。并且，在图像处理装置(位置检测单元)47中对该图像进行处理，求出供给装置头32的中心位置，保存该识别结果(步骤S7)。在图4(A)中，利用虚线的圆32a示出N1处的供给装置头32的位置，利用实线表示识别摄像机12的位置(摄像范围)12a，识别出两个圆的中心偏移、即实际移动后的供给装置头的位置相对于指示位置的偏移，保存该偏移量。

然后，使高度传感器13移动到N1的指示位置(步骤S8)，测定供给装置头32的高度(步骤S9)，保存该测定结果H1(步骤S10)。

以后，将n递增，把指示位置设为N2、N3(步骤S11、S12)，对N2和N3重复步骤S4～S10的处理。供给装置头相对于指示位置N2和N3的位置和识别摄像机的摄像范围在图4(A)中示出，在图4(B)中利用H2和H3示出所测定的供给装置头的高度。

另外，在N1～N3处的偏移大、不能通过识别摄像机12拍摄供给装置头32时，与测定原点偏移时相同，通过训练求出偏移量。

这样，在3个指示位置处的识别或测定结束后，计算X、Y移动时的校正量(步骤S13)。向N1、N2、N3移动时的校正量使用上述计算的校正量，向其它指示位置移动时的校正量使用向N1、N2、N3移动时的校正量的插补值。控制器(校正单元)40在使供给装置头32向规定的指示位置移动时，对其移动量校正上述求出的校正量。由此，在吸嘴向该指示位置移动时，供给装置头32的位置(顶起销的位置)与该吸嘴的轴心大致一致，可以校正部件安装装置和部件供给装置的X、Y的机械坐标系的偏移。另外，关于该X、Y轴方向的校正，也可以不校正供给装置头32的移动量，而校正吸附头向指示位置的移动量，以使吸嘴的轴心和供给装置头的中心位置一致。

并且，上述校正不限于3点，也可以根据更多的指示位置求出偏移量，提高插补值的精度，或者也可以确定代表性的一个指示位置，求出在该指示位置的偏移量，把其作为对所有指示位置的移动校正量。或者，也可以对所有指示位置、即供给晶片部件的所有位置分别求出偏移量，针对每个指示位置校正偏移。

这样，关于XY坐标，利用移动到指示位置的识别摄像机12，识别出按照通过部件安装装置10的控制器40输出的指示位置实际移动后的供给装置头32的位置，根据该识别结果校正供给装置头32或吸附头11向指示位置的移动量，所以吸嘴的指示位置和由部件安装装置主体对供给装置头指示的位置一致。

并且，关于向Z轴方向的移动，根据高度测定结果，按照移动方向和移动位置(从原点移动的距离)，通过插补计算高度的校正量(步骤S14)。该高度的校正可考虑以下方法：校正吸附头的Z轴方向的移动量，校正吸附头的吸附高度的方法；校正供给装置头的Z轴方向的移动量，校正吸附时的供给装置头的高度的方法；或者校正顶起销的顶起量的方法。通过该Z轴方向的校正，可以防止即使通过顶起销顶起晶片部件吸嘴也够不着晶片部件、或者相反顶起销按压晶片部件的情况。

Claims (3)

1.一种部件安装装置，其中，

晶片部件供给装置具有供给装置头，该供给装置头配置在晶片板下方，可以沿水平方向移动，并且可以在指示位置把所述晶片板顶起，该晶片部件供给装置可向所述供给装置头上方供给晶片板；

并且，吸附头具有吸嘴，该吸附头可以沿水平方向移动并且可以上下移动，以便可以在向所述供给装置头上方供给的晶片板上方移动，

该部件安装装置使所述吸附头的吸嘴和所述供给装置头向所述指示位置相对地移动，与所述供给装置头的顶起动作同步地，利用所述吸附头吸附位于所述指示位置的晶片部件，借助于之后的所述吸附头的动作，把所吸附的晶片部件安装在应进行安装的基板的规定位置，其特征在于，所述部件安装装置具有：

安装在所述吸附头上的摄像单元；

检测单元，在向所述供给装置头上供给晶片板之前，使所述吸附头移动，以便使所述摄像单元与所述供给装置头上方相面对，该检测单元根据由所述摄像单元拍摄的所述供给装置头的图像，检测出所述供给装置头的实际位置；以及

校正单元，在利用所述吸附头吸附晶片部件时，该校正单元按照所述检测出的实际位置，校正所述供给装置头或所述吸嘴向指示位置的移动量，以使所述吸嘴和所述供给装置头的位置一致。

2.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，利用安装在所述吸附头上的高度传感器来检测所述供给装置头的高度，在吸附部件时，根据所检测出的高度，来校正所述吸嘴的吸附高度或所述供给装置头的高度。

3.根据权利要求1所述的部件安装装置，其特征在于，在利用所述摄像单元摄像时，使所述供给装置头和所述吸附头移动到特定的指示位置。

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