DE10302103A1

DE10302103A1 - Montageeinrichtung für elektronische Bauteile und Montagekopfeinheit für elektronische Bauteile

Info

Publication number: DE10302103A1
Application number: DE10302103A
Authority: DE
Inventors: Kazuhide Nagao; Takuya Tsutsumi; Yoshikazu Higuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2003-07-31
Also published as: US20030135991A1; CN1438835A; JP3960054B2; US6968610B2; CN1265694C; JP2003218589A

Abstract

Eine Montagekopfeinheit für Elektronikbauteile zur Durchführung eines Aufnahmevorgang des Elektronikbauteils und zu dessen Ablegen ist abnehmbar an einer Kopfmontagestütze einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile angebracht. Jede Montagekopfeinheit weist eine Steuerplatine zum Steuern eines Montagemechanismus auf, der mehrere Montageeinheitsköpfe aufweist, die jeweils mit einer Saugdüse zum Haltern des Elektronikbauteils ausgerüstet sind. Beim Montagevorgang steuert auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von einem Haupteinheits-Steuerabschnitt zum Steuern des Gesamtbetriebs der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile die Steuerplatine den Betrieb jedes der Montageeinheitsköpfe. Auf diese Weise kann der Austausch von Verdrahtungen beim Austausch des Montagekopfes einfach durchgeführt werden, und kann eine Zeitverzögerung bei der Signalverarbeitung ausgeschaltet werden, so dass ein Betrieb mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montageeinrichtung für elektronische Bauteile zum Anbringen eines Elektronikbauteils auf einem Substrat, sowie eine Montagekopfeinheit für elektronische Bauteile.
Eine Montageeinrichtung für elektronische Bauteile ist mit einem Montagekopf versehen, der ein Elektronikbauteil haltert, das von einem Bauteilzufuhrabschnitt aufgenommen wird, durch eine Halteeinheit wie beispielsweise eine Vakuumsaugeinrichtung, und das elektronische Bauteil auf einem Substrat verschiebt und anbringt. Der Montagekopf ist mit verschiedenen Betätigungsgliedern versehen, beispielsweise einem Anhebe/Absenkmechanismus und einem Saugmechanismus zum Anheben und Absenken einer Saugdüse zum Ansaugen und Haltern des Elektronikbauteils, sowie mit Sensoren zur Feststellung von Signalen, die für den Betrieb dieser Betätigungsglieder benötigt werden. Ein Steuerabschnitt empfängt die Signale von diesen Sensoren und schickt Treibersignale an die Betätigungsglieder, um den Montagevorgang durchzuführen, beispielsweise das Aufnehmen und Anbringen des Elektronikbauteils. Herkömmlich wurde eine derartige Steuerung des Betriebs des Montagekopfes von einem Haupteinheitssteuerabschnitt zum Steuern des gesamten Betriebes der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile durchgeführt.
Bei der voranstehend geschilderten Montageeinrichtung für elektronische Bauteile muß allerdings das Senden und Empfangen der voranstehend geschilderten Signale zwischen dem Haupteinheitssteuerabschnitt, der ortsfest angeordnet ist, und dem beweglichen Montagekopf durchgeführt werden, und sind zahlreiche Verdrahtungen, beispielsweise eine Stromversorgungsverdrahtung und verschiedene Signalverdrahtungen, kompliziert verlegt, unter Verwendung eines Kabelbaums und anderer Einrichtungen. Wenn daher der Montagekopf durch einen anderen Montagekopf ersetzt wird, muß der Anschluß dieser Verdrahtungen geändert werden. Dies macht es äußerst schwierig, den Montagekopf durch einen unterschiedlichen Montagekopf bei derselben Montageeinrichtung für elektronische Bauteile zu ersetzen.
Bei einem Steuersystem für die voranstehend geschilderte Montageeinrichtung für Bauteile werden sämtliche gesteuerten Einrichtungen, beispielsweise mehrere Montageköpfe und ein Substrattransportmechanismus, durch den Haupteinheits- Steuerabschnitt gesteuert. Die deswegen auftretende Zeitverzögerung führt zu einer Reaktionsverzögerung bei einem Montagevorgang, was einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit behindert.

Mit der Erfindung sollen eine Montageeinrichtung für elektronische Bauteile und ein Montagekopf für elektronische Bauteile zur Verfügung gestellt werden, die den Austausch eines Montagekopfes erleichtern, und einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit ermöglichen.

Die Montageeinrichtung für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Montageeinrichtung für elektronische Bauteile zum Herausnehmen eines Elektronikbauteils aus einem Bauteilzufuhrabschnitt, und zum Verschieben und Aufbringen des Elektronikbauteils auf ein Substrat, mit einem Substratpositionierungsabschnitt zum Positionieren des Substrats; einer Montagekopfeinheit, die abnehmbar auf der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile angebracht ist, um einen Aufnehmvorgang durchzuführen, bei welchem das Elektronikbauteil von dem Bauteilzufuhrabschnitt aufgenommen und festgehalten wird, sowie einen Beladevorgang, bei welchem das auf dem Substrat gehalterte Elektronikbauteil geladen wird; und einen Haupteinheits-Steuerabschnitt zum Steuern des Gesamtbetriebs der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile, wobei die Montagekopfeinheit eine Bauteilhaltevorrichtung zum Haltern des Elektronikbauteils aufweist; einen Montagebetriebsmechanismus, der es ermöglicht, dass die Bauteilhaltevorrichtung einen Montagevorgang vornimmt, einschließlich des Aufnehmvorgangs und des Beladungsvorgangs; und einen Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von dem Haupteinheits-Steuerabschnitt.

Die Montagekopfeinheit für Elektronikbauteile gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Montagekopfeinheit für Elektronikbauteile zum Durchführen eines Aufnehmvorgangs, bei welchem ein Elektronikbauteil von einem Bauteilzufuhrabschnitt aufgenommen und gehaltert wird, und zur Durchführung eines Beladungsvorgangs, bei welchem das so auf einem Substrat gehalterte Elektronikbauteil in eine Montageeinrichtung für Elektronikbauteile geladen wird, wobei die Montagekopfeinheit aufweist: eine Bauteilhaltevorrichtung zum Haltern des Elektronikbauteils; einen Montagebetriebsmechanismus, der es ermöglicht, dass die Bauteilhaltevorrichtung einen Montagevorgang vornimmt, einschließlich des Aufnehmvorgangs und des Beladevorgangs; und einen Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von dem Haupteinheits-Steuerabschnitt, wobei die Montagekopfeinheit abnehmbar auf der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile angebracht ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Montagekopfeinheit, die abnehmbar in der Montageeinrichtung für elektronische Bauteile angeordnet ist, eine Bauteilhaltevorrichtung zum Haltern eines Elektronikbauteils auf, einen Montagebetriebsmechanismus, der die Bauteilhaltevorrichtung dazu veranlaßt, einen Montagevorgang durchzuführen, einschließlich des Aufnehmvorgangs und des Ladevorgangs; sowie einen Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von dem Haupteinheits-Steuerabschnitt zum Steuern des Gesamtbetriebs der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile. Bei einer derartigen Anordnung kann einfach ein Austausch des Montagekopfes durchgeführt werden, und läßt sich ein Montagebetrieb mit hoher Geschwindigkeit erzielen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2A und 2B Aufsichten auf einen X-Achsentisch und einen Montagekopf einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3A und 3B Ansichten des Aufbaus einer Montagekopfeinheit einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4A und 4B Ansichten des Aufbaus einer Montagekopfeinheit einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ein Blockdiagramm des Aufbaus des Steuersystems einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ein Blockdiagramm des Aufbaus der Montagekopfeinheit einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 7 ein Blockdiagramm des Aufbaus der Montagekopfeinheit einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erfolgt nunmehr eine Erläuterung verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 ist eine Aufsicht auf eine Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Erfindung. Die Fig. 2A und 2B sind Aufsichten auf einen X-Achsentisch und einen Montagekopf einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Erfindung. Die Fig. 3A, 3B, 4A und 4B sind Ansichten des Aufbaus einer Montagekopfeinheit einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Erfindung. Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau des Steuersystems einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Erfindung zeigt. Die Fig. 6 und 7 sind Blockdiagramme, welche den Aufbau der Montagekopfeinheit einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Erfindung zeigen.
Zuerst erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Erläuterung des Gesamtaufbaus einer Montageeinrichtung 1 für Elektronikbauteile. In Fig. 1 weist die Montageeinrichtung 1 für Elektronikbauteile zwei Montageeinheiten 1A und 1B für Elektronikbauteile auf, die miteinander gekuppelt sind. Der Aufbau der Montageeinheiten 1A, 1B für Elektronikbauteile wird nachstehend erläutert. Da die Montageeinheiten 1A und 1B für Elektronikbauteile denselben Aufbau aufweisen, wird nur der Aufbau der Montageeinheit 1A für Elektronikbauteile erläutert.
Im Zentrum der Montageeinheit 1A für Elektronikbauteile sind Transportkanäle 2 in Richtung X angeordnet. Die Transportkanäle 2 übertragen und positionieren ein Substrat 3 zur Montageposition eines Elektronikbauteils. Der Transportkanal 2 dient als Substratpositionierungsabschnitt. Auf beiden Seiten der Transportkanäle 2 sind Bauteilzufuhrabschnitte 4 angeordnet. Jeder Bauteilzufuhrabschnitt 4 weist eine große Anzahl an Bandförderern 5 auf, die parallel angeordnet sind. Die Bandförderer 5 speichern Elektronikbauteile, die auf Bändern festgehalten werden, und führen die Bänder schrittweise zu, um die Elektronikbauteile zu liefern.
An beiden Enden der Montageeinheit für Elektronikbauteile 1A sind Y-Achsentische 6A und 6B angeordnet. Zwei X-Achsentische 7A und 7B stehen aufrecht auf den Y-Achsentischen 6A und 6B. Durch Antrieb des Y-Achsentisches 6A wird der X-Achsentisch 7A horizontal in Richtung Y verschoben. Durch Antrieb des Y-Achsentisches 6B wird der X-Achsentisch 7B horizontal in Richtung Y verschoben. Jeder der X-Achsentische 7A und 7B ist mit einem Montagekopf 8 und einer Kamera 9 versehen, die sich zusammen mit dem Montagekopf bewegt.
Durch Antrieb des Y-Achsentisches 6A, des X-Achsentisches 7A, des Y-Achsentisches 6B und des X-Achsentisches 7B in dieser Kombination werden die Montageköpfe 8 in Horizontalrichtung verschoben, so dass die Elektronikbauteile von den entsprechenden Bauteilzufuhrabschnitten 4 aufgenommen werden, unter Zuhilfenahme von Saugdüsen, und auf dem Substrat 3 angebracht werden, das sich auf dem Transportkanal befindet. Die Kamera 9 wird oberhalb des Substrats 3 bewegt, nimmt ein Bild von dem Substrat 3 auf, und erkennt dieses. Auf einem Weg von dem Bauteilzufuhrabschnitt 4 zum Transportkanal 2 ist eine Bahnkamera 10 angeordnet. Die Bahnkamera 10 bildet das Elektronikbauteil, das in dem entsprechenden Montagekopf 8 gehaltert wird, von unten aus ab.
Der Montagekopf 8 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 4B erläutert. Die Montageeinrichtung für Elektronikbauteile gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist so ausgelegt, dass sie verschiedene Arten von Kopfeinheiten einsetzen kann. Die Montagekopfeinheit ist ein Mehrfach-Montagekopf, der mehrere Montageköpfe umfaßt, die jeweils eine Saugdüse zum Ansaugen und Haltern eines Elektronikbauteils aufweisen. Die Montagekopfeinheit ist abnehmbar auf der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile angebracht. Bei der vorliegenden Ausführungsform können zwei Arten von Montageköpfen, nämlich eine erste Montagekopfeinheit 8A und eine zweite Montagekopfeinheit 8B, miteinander verträglich angebracht werden, so dass sie einander ersetzen können, entsprechend einem Substrat und einem Elektronikbauteil, das montiert werden soll.
Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, ist auf einer Kopfstütze 7a des X-Achsentisches 7A (7B) eine erste Montagekopfeinheit 8A oder eine zweite Montagekopfeinheit 8B angebracht.
Fig. 3A ist eine Vorderansicht der ersten Montageeinheit 8A, die auf den Kopfmontagestützen 7a angebracht ist, und Fig. 3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von Fig. 3A. Fig. 4A ist eine Vorderansicht der zweiten Montageeinheit 8B, die an den Kopfmontagestützen 7b angebracht ist, und Fig. 3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV von Fig. 4A.
Wie in den Fig. 3A bis 4B gezeigt ist, sind auf der Rückseite der Kopfmontagestütze 7a Gleitführungen 7b angebracht. Die Gleitführungen 7b können in Horizontalrichtung entlang Führungsschienen 8c gleiten, die auf einem Balken 7f angeordnet sind. Durch Drehen eines Schraubenförderers 7d, der in ein Mutternteil 7e eingeschraubt ist, das mit der Kopfmontagestütze 7a verbunden ist, durch einen X-Achsenmotor (nicht gezeigt) wird die Kopfmontagestütze 7a in X-Richtung horizontal verschoben. Daher wird die erste Montagekopfeinheit 8A oder die zweite Montagekopfeinheit 8B in Horizontalrichtung entlang dem Balken 7f verschoben.
Die erste Montagekopfeinheit 8A ist eine Kopfeinheit mit mehreren Köpfen, bei welcher ein Montagemechanismusabschnitt 8a vorgesehen ist, der acht Montageeinheitsköpfe 14 aufweist, die jeweils an Elektronikbauteile angepaßt sind, die bestimmte Abmessungen aufweisen. Der Montagemechanismus 8a ist mit einer Basisplatte 13A verbunden. Bei einer derartigen Anordnung kann eine große Anzahl an Elektronikbauteilen gleichzeitig entnommen und auf dem Substrat angebracht werden, bei einem einzigen Montagedurchgang, in welchem sich die erste Montagekopfeinheit 8A zwischen dem Bauteilzufuhrabschnitt 4 und dem Substrat 3 bewegt, wodurch ein Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad erzielt wird.
Andererseits ist die zweite Montagekopfeinheit 8B eine Kopfeinheit mit mehreren Einheiten, bei welcher ein Montagemechanismusabschnitt 8b drei Montageeinheitsköpfe 15 aufweist, die an viele verschiedene Elektronikbauteile angepaßt sind, von kleinen Bauteilen bis zu großen Bauteilen. Der Montagemechanismus 8b ist mit einer Basisplatte 13B verbunden. Bei einer derartigen Anordnung können viele verschiedene Elektronikbauteile mit derselben Montagekopfeinheit montiert werden. Da keine ernsthaften Einschränkungen für die Abmessungen des Montageeinheitskopfes 15 vorhanden sind, können darüber hinaus verschiedene, zusätzliche Funktionen vorgesehen sein, beispielsweise ein Belastungsaufbringungsabschnitt, der wahlweise die Montagebelastung einstellen kann, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Kurz gefaßt stellt die zweite Montagekopfeinheit 8B eine Montagekopfeinheit dar, die mit vielen verschiedenen Bauteilen fertig werden kann, und weit entwickelte Funktionen aufweist.
Die Anordnung von Bolzenlöchern zum Anbringen der Basisplatten 13A und 13B sind gleich. Beide können miteinander verträglich auf der Kopfmontagestütze 7a des X-Achsentisches 7A (7B) mit Bolzen befestigt werden.
Die erste Montagekopfeinheit 8 und die zweite Montagekopfeinheit 8B sind so ausgebildet, dass die Montagemechanismen 8a und 8b, die einen Montagevorgang mit den Montageeinheitsköpfen 14 und 15 durchführen, mit Steuerplatinen 16A bzw. 16B versehen sind. Die Steuerplatinen 16A und 16B haben die Aufgabe, den entsprechenden Montagemechanismusabschnitt 8a bzw. 8b zu steuern, wie dies nachstehend genauer erläutert wird, um den Betrieb der ersten Montagekopfeinheit 8A und der zweiten Montagekopfeinheit 8B entsprechend Befehlen von einem Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 (Fig. 5) zu steuern.
Die Montagemechanismusabschnitte 8a und 8b werden durch die Steuersignale von der entsprechenden Steuerplatine 16A bzw. 16B gesteuert, wobei sie als Antriebskraft den Strom und die Luft verwenden, die von einem Montageeinrichtungskörper für Elektronikbauteile geliefert werden. Eine Stromversorgungsverdrahtung und Luftleitungen, welche die Antriebskraft liefern, sind an kopfseitige Verbindungsabschnitte 11 angeschlossen, welche Sammelanschlüsse darstellen, zusammen mit Signalverdrahtungen, die an die Steuerplatinen 16A und 16B angeschlossen sind. Der Bewegungsbalken für den X-Achsentisch 7A (7B) ist entsprechend mit der Stromversorgungsverdrahtung, den Luftleitungen und Signalverdrahtungen versehen. Diese Leitungen und Verdrahtungen sind an den balkenseitigen Verbindungsabschnitt 11 angeschlossen (siehe die Signalverdrahtung 12a, die Stromversorgungsverdrahtung 12b und die Luftleitungen 12c in den Fig. 6 und 7).
Wenn die erste Montagekopfeinheit 8A und die zweite Montagekopfeinheit 8B auf dem sich bewegenden Balken des X-Achsentisches 7A (7B) angebracht sind, werden die Basisplatten 13A und 13B auf den Kopfmontagestützen 7a mittels Verbolzung befestigt, und werden der kopfseitige Verbindungsabschnitt 12 und der balkenseitige Verbindungsabschnitt 11 miteinander verbunden. Auf diese Weise wird die Verbindung der Stromversorgungsverdrahtung, der Luftleitungen und der Signalverdrahtung bewerkstelligt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B der Aufbau der ersten Montagekopfeinheit 8A erläutert. Ein Halteteil 21 ist an der vorderen Oberfläche der Basisplatte 13A angebracht. Die acht Montagekopfeinheiten 14 werden aufrecht in einer Anordnung von 4 × 2 durch das Halteteil 21 gehalten. Auf jedem der Montageeinheitsköpfe 14 ist ein Anhebe/Absenkmotor 20 für eine Düse angeordnet. Durch Drehen des Düsenanhebe/Absenkmotors 20 wird die entsprechende Düsenachse 22 angehoben bzw. abgesenkt. Weiterhin weist die erste Montagekopfeinheit 8A einen Drehmotor 23 für eine Düse auf, der die Düse um einen Winkel θ dreht. Die Drehung des Drehmotors 23 für die Düse um einen Winkel θ wird auf einen Achsendrehmechanismus 25 über einen Riemen 24 übertragen, und hierdurch wird die Drehung in Richtung θ der Düse 22 um deren axiales Zentrum auf jede Düsenachse 22 übertragen.
Eine Saugdüse 26 ist am unteren Ende der Düsenachse 22 angebracht. Durch Öffnen/Schließen eines Saugventils 27, das an jedem Montageeinheitskopf 14 angebracht ist, kann die Saugdüse 26 ein Elektronikbauteil 29 ansaugen oder freigeben.
Durch Verschiebung des Montageeinheitskopfes 14, der mit der Saugdüse 26 versehen ist, zum Bauteilzufuhrabschnitt 4, durch Absenken der Saugdüse 26 zum Bandförderer 5 hin, und durch Öffnen/Schließen des Saugventils 27 zur Vakuumansaugung durch die Saugdüse 26 kann das Elektronikbauteil 29 von dem Montageeinheitskopf 14 aufgenommen werden.
Durch Drehen der Düsenachse 22 des Montageeinheitskopfes 14, der das Elektronikbauteil 29 haltert, unter Verwendung des Drehmotors 23 für die Düse, kann das Elektronikbauteil 29 in Drehrichtung ausgerichtet werden. Durch Absenken der Saugdüse 26 auf das Substrat 3 und durch Öffnen/Schließen des Saugventils 27, um die Vakuumansaugung von der Saugdüse 26 zu beenden, kann dann das gehalterte Elektronikbauteil 29 auf das Substrat 3 aufgesetzt werden.
Die Saugdüse 26 dient daher als Bauteilhalteeinheit zum Haltern des Elektronikbauteils. Der Düsenhebe/Absenkmotor 20, der Drehmotor 23 für die Düse, und das Saugventil 27 bilden einen Montagebetätigungsmechanismus, mit welchem die Saugdüse 26 den Montagevorgang vornehmen kann, einschließlich des Aufnahmevorgangs des Elektronikbauteils, des Drehausrichtungsvorgangs, und des Beladevorgangs. Als Haltevorrichtung für das Elektronikbauteil kann auch eine Vorrichtung eingesetzt werden, die ein anderes Verfahren als Vakuumansaugung verwendet. So kann beispielsweise eine Vorrichtung eingesetzt werden, die mechanisch das Elektronikbauteil einklemmt und haltert. Weiterhin kann der Drehmotor 23 für die Düse bei dem Montagebetätigungsmechanismus weggelassen werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B wird nachstehend die zweite Montagekopfeinheit 8B erläutert. Auf der Basisplatte 13B sind drei Montageeinheitsköpfe 15 im selben Abstand angeordnet. Jeder Montageeinheitskopf 15 weist einen Hebe/Absenktisch 31 auf, der mit einem Düsenhebe/Absenkmotor 30 versehen ist. Der Hebe/Absenktisch 31 ist mit einer Hebe/Absenkstütze 31a versehen, mit deren vorderer Oberfläche ein Halteteil 35 gekuppelt ist.
Das Halteteil 35 haltert drehbar einen Axialabschnitt 32 der Düse, auf dessen unterem Ende eine Saugdüse 36 angebracht ist. Die Drehung, um eine Winkel θ, des Düsendrehmotors 33 wird auf die Saugdüse 36 über einen Belastungsaufbringungsabschnitt 34 und den Axialabschnitt 32 der Düse übertragen, wodurch eine Drehung um den Winkel θ der Saugdüse 36 um das Axialzentrum erfolgt. Der Belastungsaufbringungsabschnitt 34 hat die weitere Aufgabe, eine gewünschte Andruckbelastung auf die Saugdüse 36 auszuüben, um eine Montagebelastung einzustellen, die an das anzubringende Elektronikbauteil angepaßt ist.
Bei jedem Montageeinheitskopf 15 ist ein Saugventil 37 vorgesehen. Durch Öffnen/Schließen des Saugventils 37 werden die Vakuumansaugung von der Saugdüse 36 bzw. deren Freigabe durchgeführt, so dass die Saughalterung bzw. deren Freigabe bei dem Elektronikbauteil 39 mit Hilfe der Saugdüse 36 durchgeführt werden kann. Wie der Montageeinheitskopf 14 kann der Montageeinheitskopf 15 den Aufnahmevorgang durchführen, bei welchem das Elektronikbauteil 39 von dem Bauteilzufuhrabschnitt 4 aufgenommen wird, sowie den Beladungsvorgang, bei welchem das Elektronikbauteil 39 auf dem Substrat 39 abgelegt wird.
Die Saugdüse 36 dient daher als Bauteilhaltevorrichtung zum Haltern des Elektronikbauteils. Weiterhin bilden der Düsenanhebe/Absenkmotor 30, der Düsendrehmotor 33 und das Saugventil 37 einen Montagevorgangsmechanismus, der es der Saugdüse 36 gestattet, den Montagevorgang einschließlich des Vorgangs des Aufnehmens des Elektronikbauteils und dessen Absetzen durchzuführen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 erfolgt nunmehr eine Erläuterung des Steuersystems der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile. In Fig. 5 stellt ein Haupteinheits- Steuerabschnitt 40 die gesamte Steuereinrichtung zum Steuern des Gesamtablaufs der Montageeinrichtung 1 für Elektronikbauteile dar. Dieser Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 ist innerhalb einer Steuerplatine angebracht, die an der Haupteinheit der Einrichtung angebracht ist. Der Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 weist eine CPU 41 auf, einen Programmspeicherabschnitt 42, einen Datenspeicherabschnitt 43, einen Erkennungsverarbeitungsabschnitt 44, einen Mechanismussteuerabschnitt 45, und einen Kopfbetriebsbefehlsabschnitt 46. Die CPU 41 stellt eine Rechnereinrichtung dar, die verschiedene Programme ausführt, die in dem Programmspeicherabschnitt 42 gespeichert sind, um die jeweiligen Abschnitte zu steuern, wodurch der Betrieb wie beispielsweise der Montagebetrieb und der Rechnungsbetrieb gesteuert wird. Bei der Ausführung dieser Programme wird auf verschiedene Daten zurückgegriffen, die in dem Datenspeicherabschnitt 43 gespeichert sind.
Der Datenspeicherabschnitt 43 speichert für jede Art der Montagekopfeinheiten Montagedaten, beispielsweise Montage- Koordinatendaten für das Substrat zum Montieren, und Daten, die sich auf das anzubringende Elektronikbauteil beziehen, und speichert darüber hinaus Steuerparameter, die zum Steuern des Montagevorgangs der Montagekopfeinheiten 8A und 8B benötigt werden. Der Erkennungsverarbeitungsabschnitt 44 erkennt und verarbeitet das Bildaufnahmeergebnis der Kamera 9, um die Position des Substrats 3 zu erkennen, und erkennt und verarbeitet das Bilderzeugungsergebnis der Bahnkamera 10, um das Elektronikbauteil zu erkennen, das von dem Montagekopf 8 gehaltert wird. Der Mechanismussteuerabschnitt 45 steuert den Betriebsablauf der Abschnitte des Mechanismus, beispielsweise eines Fördermechanismus bei einem Transportkanal 2, oder der X-Achsentische 7A, 7B und der Y-Achsentische 6A, 6b.
Der Kopfbetätigungsbefehlsabschnitt 46 gibt Betriebsbefehle für die Befehlsplatine 16A (16B) jeder Montagekopfeinheit 8A (8B) aus, die auf dem X-Achsentisch 7A, 7B angebracht ist. Der Kopfbetriebsbefehlsabschnitt 46 gibt für jeden Montageeinheitskopf 14, 15 ein Zeitsteuersignal zum Beginnen des Aufnahmevorgangs und des Ladevorgangs ab, sowie ein Signal, das die Größe des Winkels A bei der Drehung um die Düsenachse angibt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 erfolgt nunmehr eine Erläuterung dieser Ausbildung des Steuersystems für die Montagekopfeinheiten 8A und 8B. Fig. 6 zeigt den Aufbau der ersten Montagekopfeinheit 8A. Eine Steuerplatine 16A stellt einen Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von dem Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 dar, und weist eine MPU 16a auf, einen Speicher 16b, einen Motortreiberabschnitt 16c, einen Ventiltreiberabschnitt 16d, einen Signalerfassungsabschnitt 16e, und einen Kommunikationsabschnitt 16f.
Eine Signalverdrahtung 12a, die an den Kommunikationsabschnitt 16f angeschlossen ist, verbindet den kopfseitigen Verbindungsabschnitt 12 und den balkenseitigen Verbindungsabschnitt 11, so dass der Kommunikationsabschnitt 16f mit dem Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 verbunden ist. Da der kopfseitige Verbindungsabschnitt 12 und der balkenseitige Verbindungsabschnitt 11 miteinander gekuppelt sind, wird die erste Montagekopfeinheit 8A mit Antriebsenergie über die Stromversorgungsverdrahtung 12b sowie mit Luft zum Betreiben einer Vakuumsaugquelle und zum Abschalten des Vakuums über die Luftleitungen 12c verbunden.
Die MPU 16a ist eine Berechnungseinrichtung, die den Motortreiberabschnitt 16c, den Ventiltreiberabschnitt 16d und den Signalerfassungsabschnitt 16e steuert, auf Grundlage eines Betätigungsbefehls, der von dem Haupteinheits- Steuerabschnitt 40 über den Kommunikationsabschnitt 16f übertragen wird, auf Grundlage des Programms und der Daten, die in dem Speicher 16b gespeichert sind. Der Speicher 16b speichert das Programm und die Daten entsprechend dem Montagekopf 14, der gesteuert werden soll. Mit dieser Steuerung wird der Montagevorgang gesteuert, der von dem jeweiligen Montageeinheitskopf 14 durchgeführt wird.
Im einzelnen führt, wenn der Betätigungsbefehl von dem Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 an die Steuerplatine 16A übertragen wird, der Motortreiberabschnitt 16c einen Betrieb des Düsendrehmotors 23 und des Düsenhebe/Absenkmotors 20 des Montageeinheitskopfes 14 durch, der gesteuert werden soll, betreibt der Ventiltreiberabschnitt 16d das Saugventil 27 des Montageeinheitskopfes 14, der gesteuert werden soll; und stellt der Signalerfassungsabschnitt 16e Signale von einem Detektorabschnitt 28 fest, beispielsweise von einem Sensor des zu steuernden Montageeinheitskopfes 14 und einem Kodierer, der an jedem Motor angebracht ist. Auf diese Weise wird der Montagevorgang so durchgeführt, dass die Saugdüse 26 ein Elektronikbauteil aufnimmt, die erforderliche Drehung um den Winkel θ durchführt, und es auf dem Substrat ablegt.
Fig. 7 zeigt die zweite Montagekopfeinheit 8B. Die zweite Montagekopfeinheit 8B unterscheidet sich von der in Fig. 6 gezeigten, ersten Montagekopfeinheit 8A in der Hinsicht, dass jeder Montageeinheitskopf 15 einzeln mit einem Drehmotor 33 für eine Drehung einer Düse um den Winkel θ versehen ist. Bei diesem Beispiel sind ebenfalls der kopfseitige Verbindungsabschnitt 12 und der balkenseitige Verbindungsabschnitt 11 miteinander gekuppelt, so dass die Steuerplatine 16B an den Haupteinheits-Steuerabschnitt 40 angeschlossen ist.
Die Steuerplatine 16B steuert den Drehmotor 33 für die Drehung der Düse um den Winkel θ, den Düsenhebe/Absenkmotor 30, das Saugventil 37 und den Detektorabschnitt 38, entsprechend einem Betätigungsbefehl von dem Haupteinheits- Steuerabschnitt 40. Auf diese Weise wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert wurde, der Montagevorgang so durchgeführt, dass die Saugdüse 36 das Elektronikbauteil aufnimmt, dessen erforderliche Drehung um einen Winkel θ durchführt, und es auf dem Substrat ablegt.
Durch Einsatz der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile und der Montagekopfeinheit mit dem voranstehend geschilderten Aufbau können folgende vorteilhafte Auswirkungen erzielt werden. Erstens ist die Montagekopfeinheit gemäß dieser Ausführungsform frei von der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile abnehmbar, und kann auch einfach durch eine andere Montagekopfeinheit ersetzt werden. Durch Vorbereitung mehrerer Montagekopfeinheiten kann daher dieselbe Montageeinrichtung für Elektronikbauteile mit unterschiedlicher Leistung entsprechend dem herzustellenden Substrat eingesetzt werden. Speziell wird, wenn ein Montagevorgang mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad erwünscht ist, die erste Montagekopfeinheit 8A eingesetzt. Wenn die Montageeinrichtung als Einrichtung eingesetzt wird, die mit vielen verschiedenen Bauteilen umgehen kann, und hoch entwickelte Funktionen aufweist, wird die zweite Montagekopfeinheit. 8B eingesetzt. Selbstverständlich kann eine Montagekopfeinheit anderer Art mit anderen Leistungen ebenfalls verwendet werden.
Beim Ersetzen eines Montagekopfes muß bei der herkömmlichen Montageeinrichtung für Elektronikbauteile das Betätigungsglied, nämlich der Motor und das Ventil, verschiedene Sensoren usw., die an dem Montagekopf angebracht sind, fest an den Haupteinheits-Steuerabschnitt angeschlossen sein. Beim Austauschen eines Montagekopfes ist daher der Austausch der Anschlüsse einer großen Anzahl komplizierter Verdrahtungen jedesmal erforderlich. Es war daher herkömmlich sehr schwierig, unterschiedliche Arten von Montageköpfen bei derselben Montageeinrichtung für Elektronikbauteile häufig auszutauschen.
Da andererseits bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung jede Montagekopfeinheit mit einer speziellen Steuerplatine versehen ist, ist beim Ersetzen der Anschlußverdrahtungen und anderer Elemente beim Austausch der Montagekopfeinheit nur erforderlich, eine sehr kleine Anzahl an Verdrahtungen und anderer Anschlüsse herzustellen, beispielsweise der Stromversorgungsverdrahtung, der Signalverdrahtung und der Luftanschlüsse. Der Austausch einer Verbindung kann daher durch einen sehr einfachen Vorgang des Anbringens bzw. Abnehmens eines Verbinders durchgeführt werden.
Weiterhin wurden einem Steuersystem für die herkömmliche Montageeinrichtung für Elektronikbauteile eine große Anzahl an Objekten, die gesteuert werden mußten, beispielsweise mehrere Montageköpfe und Substrattransportmechanismen, insgesamt durch einen einzelnen Haupteinheits-Steuerabschnitt gesteuert. Der Haupteinheits-Steuerabschnitt mußte daher eine große Anzahl an Signalen verarbeiten, um sie parallel zu steuern, was unvermeidlich zu einer zeitlichen Verzögerung bei der Signalverarbeitung führte. Der von der Saugdüse durchgeführte Montagevorgang führte daher zu Reaktionsverzögerungen, was zu Einschränkungen in Bezug auf die Beschleunigung des Montagevorgangs führte.
Andererseits wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Montagebetätigungsmechanismus, beispielsweise der Düsenhebe/Absenkmotor und das Saugventil, durch eine Steuerplatine gesteuert, die speziell für jede Montagekopfeinheit ausgebildet ist. Aus diesem Grund ist die Zeitverzögerung bei der Signalverarbeitung so gering, dass ein Montagebetrieb mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Montagekopfeinheit, die abnehmbar in der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile vorgesehen ist, eine Bauteilhaltevorrichtung zum Haltern eines Elektronikbauteils auf, einen Montagebetriebsmechanismus, der die Bauteilhaltevorrichtung dazu veranlaßt, einen Montagevorgang durchzuführen, einschließlich eines Aufnahmevorgangs und eines Ladevorgangs; und einen Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von dem Haupteinheits-Steuerabschnitt zum Steuern des Gesamtbetriebs der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile. Bei einer derartigen Anordnung kann einfach ein Austausch des Montagekopfes vorgenommen werden, und kann ein Montagebetrieb mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden.

FIGURENBESCHRIFTUNG

Fig. 5

41
CPU
42
Programmspeicherabschnitt
43
Datenspeicherabschnitt
44
Erkennungsverarbeitungsabschnitt
45
Mechanismussteuerabschnitt
46
Kopfbetätigungsbefehlsabschnitt
16
A Steuerplatine (Kopfsteuerabschnitt)
Fig.
6
12
b Stromversorgungsverdrahtung
12
c Luftanschlüsse
16
a MPU
16
b Speicher
16
c Motortreiberabschnitt
16
d Ventiltreiberabschnitt
16
e Signalerfassungsabschnitt
16
f Kommunikationsabschnitt
20
Düsenhebe/Absenkmotor
23
Drehmotor für Drehung der Düse um Winkel θ
27
Saugventil
28
Detektorabschnitt (Sensor, Kodierer)
Fig.
7
12
b Stromversorgungsverdrahtung
12
c Luftanschlüsse
16
a MPU
16
b Speicher
16
c Motortreiberabschnitt
16
d Ventiltreiberabschnitt
16
e Signalerfassungsabschnitt
16
f Kommunikationsabschnitt
30
Düsenhebe/Absenkmotor
33
Drehmotor für Drehung der Düse um Winkel θ
37
Saugventil
38
Detektorabschnitt (Sensor, Kodierer)

Claims

1. Montageeinrichtung für Elektronikbauteile zum Herausnehmen eines Elektronikbauteils aus einem Bauteilzufuhrabschnitt, und zum Verschieben und Laden des Elektronikbauteils auf ein Substrat, wobei vorgesehen sind:
ein Substratpositionierungsabschnitt zum Positionieren des Substrats;
eine Montagekopfeinheit, die abnehmbar an der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile angebracht ist, zum Durchführen eines Aufnahmevorgangs, bei dem das Elektronikbauteil von dem Bauteilzufuhrabschnitt aufgenommen und gehaltert wird, und eines Ladevorgangs, bei welchem das so gehalterte Elektronikbauteil auf dem Substrat abgeladen wird; und
ein Haupteinheits-Steuerabschnitt zum Steuern des Gesamtbetriebs der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile, wobei die Montagekopfeinheit aufweist:
eine Bauteilhalteeinheit zum Haltern des Elektronikbauteils;
einen Montagebetriebsmechanismus, der es der Bauteilhalteeinheit gestattet, einen Montagevorgang durchzuführen, einschließlich des Aufnahmevorgangs und des Ladevorgangs; und
einen Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von dem Haupteinheits- Steuerabschnitt.

2. Montageeinrichtung für Elektronikbauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagekopfeinheit mehrere Montageköpfe aufweist, und jeder der Montageköpfe mit der Bauteilhalteeinheit zum Haltern des Elektronikbauteils versehen ist.

3. Montageeinrichtung für Elektronikbauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagekopfeinheit austauschbar ausgebildet ist, entsprechend einem Substrat und einem anzubringenden Bauteil.

4. Montageeinrichtung für Elektronikbauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen sind:
eine erste Stromversorgungsverdrahtung;
eine erste Luftanschlußvorrichtung; und
eine erste Signalverdrahtung,
wobei die Montagekopfeinheit weiterhin aufweist;
eine zweite Stromversorgungsverdrahtung, die an die erste Stromversorgungsverdrahtung angeschlossen ist;
eine zweite Luftanschlußvorrichtung, die an die erste Luftanschlußvorrichtung angeschlossen ist; und
eine zweite Signalverdrahtung, die an die erste Signalverdrahtung angeschlossen ist.

5. Montageeinrichtung für Elektronikbauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupteinheits-Steuerabschnitt einen Datenspeicherabschnitt zum Speichern eines Steuerparameters aufweist, für jede Art von Montagekopfeinheit, um den Montagevorgang der Montagekopfeinheit zu steuern.

6. Montageeinrichtung für Elektronikbauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupteinheits-Steuerabschnitt einen Kopfbetriebsbefehlsabschnitt aufweist, der einen Kopfbetriebsbefehl an einen Kopfsteuerabschnitt der Montagekopfeinheit ausgibt.

7. Montageeinrichtung für ein Elektronikbauteil, bei welcher vorgesehen sind:
eine Bauteilhalteeinheit zum Haltern eines Elektronikbauteils;
ein Montagebetriebsmechanismus, der es der Bauteilhalteeinheit gestattet, einen Montagevorgang vorzunehmen, einschließlich eines Aufnahmevorgangs und eines Ladevorgangs, wobei der Aufnahmevorgang darin besteht, das Elektronikbauteil von einem Bauteilzufuhrabschnitt aufzunehmen und zu haltern, und der Ladevorgang darin besteht, das Elektronikbauteil auf einem Substrat in einer Montageeinrichtung für Elektronikbauteile abzulegen; und
ein Kopfsteuerabschnitt zum Steuern des Montagebetriebsmechanismus auf Grundlage eines Betätigungsbefehls von einem Haupteinheits- Steuerabschnitt, der den Gesamtbetrieb der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile steuert,
wobei die Montagekopfeinheit abnehmbar auf der Montageeinrichtung für Elektronikbauteile angebracht ist.

8. Montagekopfeinheit für Elektronikbauteile nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagekopfeinheit mehrere Montageköpfe aufweist, und jeder der Montageköpfe mit der Bauteilhalteeinheit zum Haltern des Elektronikbauteils ausgerüstet ist.

9. Montagekopfeinheit für Elektronikbauteile nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfsteuerabschnitt Signale von einem Detektorabschnitt einschließlich eines Sensors eines Montageeinheitskopfes und eines an einem Motor angebrachten Kodierers feststellt.