DE112006001825T5

DE112006001825T5 - Elektronikbauteilmontagevorrichtung, Höhenerfassungsverfahren für elektronische Bauteile, und Optikachsenanpassungsverfahren für eine Bauteilhöhenerfassungseinheit

Info

Publication number: DE112006001825T5
Application number: DE112006001825T
Authority: DE
Inventors: Masanori Kadoma Hiyoshi; Hidehiro Kadoma Saho; Noboru Kadoma Yamasaki; Tadashi Kadoma Endo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-05-21
Also published as: WO2007007623A3; WO2007007623A2; US20090225304A1; US7684061B2

Abstract

Elektronikbauteilmontagevorrichtung für die Montage eines elektronischen Bauteils, das mittels eines Bauteilhalteelements aus einer Elektronikbauteilzuführungseinheit aufgenommen worden ist, auf einem Montageobjekt, umfassend:
eine Bauteilhöhenerfassungseinheit zum Erfassen einer Höhenabmessung des vom Bauteilhalteelement gehaltenen elektronischen Bauteils,
wobei die Bauteilhöhenerfassungseinheit umfasst:
einen Strahlprojektor zum Projizieren eines Lichtstrahls längs einer optischen Achse;
einen Strahlempfänger, der auf der optischen Achse des Strahlprojektors dem Strahlprojektor gegenüberliegend angeordnet ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl zu empfangen;
eine projektionsseitige Blende, die im Strahlprojektor vorgesehen ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl teilweise abzuschirmen, so dass ein Projektionsfleckdurchmesser des Lichtstrahls eingeschränkt wird;
eine empfangsseitige Blende, die im Strahlempfänger vorgesehen ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl teilweise abzuschirmen, so dass ein Empfangsfleckdurchmesser des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls eingeschränkt wird; und
eine Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit zum Verbessern der Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers, um somit ein Maß der Lichtabschirmung durch die empfangsseitige Blende im Strahlempfänger zu kompensieren,...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung zum Aufnehmen eines elektronischen Bauteils von einer Elektronikbauteilzuführungseinheit mittels eines Bauteilhalteelements und zum Montieren des elektronischen Bauteils auf einer Platine oder einem anderen Montageobjekt. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung, die eine Bauteilhöhenerfassungseinheit enthält zum Erfassen einer Höhe oder Dickenabmessung eines elektronischen Bauteils, das von einem Bauteilhalteelement gehalten wird.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Elektronikbauteilmontage, in welchem elektronische Bauteile von einer Elektronikbauteilzuführungseinheit mittels einer Düse, die ein Bauteilhalteelemente ist, aufgenommen werden und auf einer Platine oder einem anderen Montageobjekt montiert werden, wird in der Praxis die Höhenabmessung des von der Düse aufgenommenen elektronischen Bauteils für eine genaue Montage des elektronischen Bauteils auf der Platine oder dem anderen Montageobjekt gemessen. Die gemessene Höhenabmessung des elektronischen Bauteils wird zu der Düsenhöhenpositionssteuerung zurückgeführt, die an der Montageoperation beteiligt ist, und ferner Abmessungsdaten des elektronischen Bauteils zugeordnet, um eine Ansauglage des elektronischen Bauteils zu beurteilen, wodurch jedes anormale Ansaugen erfasst wird, welches bedeutet, dass das elektronische Bauteil in einer anderen Lage als derjenigen angesaugt worden ist, bei der seine Montagefläche nach unten weist, oder dergleichen. Als Ergebnis werden Montagefehler verhindert, bei denen das elektronische Bauteil in einem instabilen Zustand auf der Platine montiert wird, oder dergleichen.
Als Mittel zum Messen der Höhenabmessung eines elektronischen Bauteils ist die Verwendung eines photoelektrischen Sensors bekannt (siehe z. B. Dokument 1: ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-298196 A ). In diesem Fall wird die Höhe eines elektronischen Bauteils gemessen durch die Schritte: Abwärtsbewegen der Düse, so dass ein von einem separat angeordneten Strahlprojektor zu einem Strahlempfänger projizierter Laserstrahl von der Düse orthogonal geschnitten wird, Erfassen von Düsenhöhenpositionen, die sich zu Zeitpunkten ergeben, zu denen der Düsenkörper und das von der Düse aufgenommene elektronische Bauteil jeweils durch die optische Achse laufen, und Berechnen der Höhe des elektronischen Bauteils aus einer Differenz zwischen den Düsenhöhenpositionen.
Offenbarung der Erfindung
In einem solchen photoelektrischen Sensor betragen der projizierte Lichtfleckdurchmesser eines Laserstrahls, der vom Projektor projiziert wird, und der Empfangslichtfleckdurchmesser eines vom Strahlempfänger empfangenen Laserstrahls im allgemeinen etwa 1,0 bis 1,2 mm. Da sich in den letzten Jahren elektronische Anlagen zunehmend in Richtung kleinerer Abmessungen und geringerer Gewichte entwickelt haben, wurden auch die elektronischen Bauteile, die auf elektronischen Anlagen zum montieren sind, kleiner. Es besteht daher die Anforderung, dass solche kleinen Bauteile wie z. B. 0402-Chips an der Düse angesaugt und auf einer Platine oder dergleichen genau montiert werden.
Solch kleine Bauteile, wie z. B. die 0402-Chips, weisen jedoch longitudinale, laterale und Dicke-Abmessungen von etwa 0,2 bis 0,4 mm auf, was sehr klein im Vergleich zum Fleckdurchmesser herkömmlicher photoelektrischer Sensoren ist. Änderungen der empfangenen Lichtmenge, die aufgrund der Lichtabschirmung durch das kleine Bauteil abnimmt, sind daher nur gering, wobei es schwierig wird, eine Änderung der empfangenen Lichtmenge genau zu erfassen. Da ferner an den Endabschnitten eines kleinen Bauteils gebeugtes Licht vom Strahlempfänger empfangen wird, ist es unmöglich, einen Zeitpunkt genau zu erfassen, zu dem der Laserstrahl von den kleinen Bauteil abgeschirmt wird, wobei das Problem entsteht, dass die Höhenabmessung eines solchen kleinen Bauteils in bestimmten Fällen nicht genau erfasst werden kann. Es ist zu beachten, dass, obwohl die Verwendung eines Zeilensensors, der eine CCD-Kamera enthält, eine vergleichsweise genaue Erfassung solch kleiner Bauteile ermöglicht, der Zeilensensor immer noch einen sehr viel höheren Preis hat als photoelektrische Sensoren, was hinsichtlich der Kosten nachteilig ist.
In herkömmlichen Verfahren zum Erfassen der Höhenabmessung elektronischer Bauteile, wie im Dokument 1 beschrieben, wird die Erfassung der Düsenhöhe mittels der Erfassung eines Messgeberwertes einer Antriebseinheit zum Ansteuern der Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Düse implementiert. Der Messgeberwert wird bei Empfang von elektrischen Signalen erfasst, die ausgegeben werden, wenn die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Eine Zunahme der Aufwärts/Abwärts-Geschwindigkeit der Düse verursacht daher eine spürbare Antwortverzögerung, mit dem Ergebnis, dass der erfasste Messgeberwert durch die Antwortverzögerung ausgehend von einem wahren Messgeberwert verschoben ist, der sich zu dem Zeitpunkt ergibt, zu dem der empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den bestimmten Schwellenwert erreicht hat.
Eine solche Verschiebung des Messgeberwertes aufgrund der Antwortverzögerung kann bis zu einem gewissen Maß durch Anwenden eines vorgegebe nen Korrekturwertes korrigiert werden. Das Verschiebungsmaß des Messgeberwertes variiert jedoch in Abhängigkeit von solchen Bedingungen wie der Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Düse und der Höhe des aufgenommenen elektronischen Bauteils, so dass es schwierig ist, einen korrigierten Wert entsprechend den individuellen Bedingungen genau festzulegen. Außerdem sind die elektronischen Bauteile, die außerhalb der Bedingungen liegen, mit voreingestellten korrigierten Werten nicht handhabbar. Indessen gibt es mit der Tendenz der letzten Jahre in Richtung zu einer weiteren Verbesserung der Produktivität und der Miniaturisierung von Bauteilen einen wachsenden Bedarf an einer schnelleren hochgenauen Erfassung der Düsenhöhe, d. h. einer Erfassung der Höhenabmessung elektronischer Bauteile.
Bei dem photoelektrischen Sensor, der im Dokument 1 beschrieben ist, gibt es ferner bestimmte Fälle, in denen eine falsche Anpassung der optischen Achse zwischen den Strahlprojektor und dem Strahlempfänger eine Störung der Korrelation zwischen der Variation der Düsenhöhe und der Variation der empfangenen Lichtmenge hervorruft, was es unmöglich macht, eine genaue Höhe des elektronischen Bauteils zu messen. Insbesondere ist es für die Messung der miniaturisierten elektronischen Bauteile der letzten Jahre notwendig, Änderungen der empfangenen Lichtmenge korrelierend zur Düsenhöhe mittels einer geeigneten Anpassung der optischen Achse aufzuklären.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die diese und andere Probleme lösen soll, ist daher, eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung, ein Höhenerfassungsverfahren für elektronisches Bauteil und ein Optikachsenanpassungsverfahren für Bauteilhöhenerfassungseinheiten zu schaffen, die jeweils fähig sind, die Höhenabmessungen elektronischer Bauteile genau zu erfassen, welche in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung montiert werden sollen, insbesondere die Höhenabmessungen von miniaturisierten elektronischen Bauteilen, wobei eine relativ kostengünstige Bauteilhöhenerfassungseinheit verwendet wird.
Um die obige Aufgabe zu lösen, weist die vorliegende Erfindung die folgenden Beschaffenheiten auf.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung zum Montieren eines elektronischen Bauteils, das mittels eines Bauteilhalteelements aus einer Elektronikbauteilzuführungseinheit aufgenommen worden ist, auf einem Montageobjekt geschaffen, umfassend:
eine Bauteilhöhenerfassungseinheit zum Erfassen einer Höhenabmessung des vom Bauteilhalteelement gehaltenen elektronischen Bauteils,
wobei die Bauteilhöhenerfassungseinheit umfasst:
einen Strahlprojektor zum Projizieren eines Lichtstrahls längs einer optischen Achse;
einen Strahlempfänger, der auf der optischen Achse des Strahlprojektors dem Strahlprojektor gegenüberliegend angeordnet ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl zu empfangen;
eine projektionsseitige Blende, die im Strahlprojektor vorgesehen ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl teilweise abzuschirmen, so dass ein Projektionsfleckdurchmesser des Lichtstrahls eingeschränkt wird;
eine empfangsseitige Blende, die im Strahlempfänger vorgesehen ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl teilweise abzuschirmen, so dass ein Empfangsfleckdurchmesser des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls eingeschränkt wird; und
eine Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit zum Verbessern der Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers, um somit ein Maß der Lichtabschirmung durch die empfangsseitige Blende im Strahlempfänger zu kompensieren, wobei
das vom Bauteilhalteelement gehaltene elektronische Bauteil auf der optischen Achse zwischen dem Strahlprojektor und dem Strahlempfänger in der Bauteilhöhenerfassungseinheit platziert wird, eine Verringerung der empfangenen Lichtmenge des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls mittels der Bauteilhöhenerfassungseinheit erfasst wird, wodurch die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils erfasst wird, und anschließend auf der Grundlage der Höhenabmessung das elektronische Bauteil auf dem Montageobjekt montiert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, wobei
die Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit eine erhöhte Lichtempfangsempfindlichkeit für den Strahlempfänger festlegt, so dass eine empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers im Wesentlichen auf eine Lichtmenge vor der Abschirmung durch die empfangsseitige Blende angehoben wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, die ferner umfasst:
eine Erfassungsvorrichtungssteuereinheit zum Erfassen, dass die empfangene Lichtmenge des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls einen Lichtverringerungserfassungswert erreicht hat, um somit die Lichtverringerung zu erfassen;
eine Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit zum Antreiben von Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements; und
eine Antriebssteuereinheit zum Erfassen einer Aufwärts/Abwärts-Höhenposition des Bauteilhalteelements, das von der Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit aufwärts oder abwärts bewegt wird, wobei
die Höhenposition des Bauteilhalteelements von der Antriebssteuereinheit zu einem Zeitpunkt erfasst wird, zu dem die Lichtverringerung von der Erfassungsvorrichtungssteuereinheit erfasst wird, und die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils auf der Grundlage der erfassten Höhenposition berechnet wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im dritten Aspekt definiert geschaffen, wobei
in der Bauteilhöhenerfassungseinheit eine Höhenabmessung des elektronischen Bauteils mittels einer Differenz zwischen der Höhenposition des Bauteilhalteelements, bei der die Lichtverringerung mittels des Bauteilhalteelements ohne daran gehaltenem elektronischen Bauteil erfasst wird, und der Höhenposition des Bauteilhalteelements, bei der die Lichtverringerung durch das Bauteilhalteelement mit daran gehaltenem elektronischen Bauteil erfasst wird, berechnet wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, wobei
ein Lochdurchmesser der empfangsseitigen Blende kleiner ist als die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, wobei
ein Lochdurchmesser der projektionsseitigen Blende größer ist als ein Lochdurchmesser der empfangsseitigen Blende.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, wobei
die Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit wenigstens einen Operationsverstärker und mehrere veränderlich Widerstände umfasst, und
die Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers verbessert wird und eingestellt wird, indem die Widerstandswerte der veränderlichen Widerstände verändert werden.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung wie im ersten Aspekt definiert geschaffen, die ferner umfasst:
eine Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit zum Antreiben von Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements; und
Erfassungsmittel, um während der Aufwärts/Abwärts-Bewegungen des Bauteilhalteelements mittels der Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit erste Höhenpositionen des Bauteilhalteelements in einer Aufwärtsbewegung bzw. einer Abwärtsbewegung des Bauteilhalteelements zu erfassen, wobei die ersten Höhenpositionen Höhenpositionen des Halteelements sind, die sich zu den Zeitpunkten ergeben, zu denen ein unterer Endabschnitt des Bauteilhalteelements den Lichtstrahl schneidet, so dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers einen Lichtverringerungserfassungswert erreicht, und zweite Höhenpositionen des Bauteilhalteelements während der Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements zu erfassen, wobei die zweiten Höhenpositionen Höhenpositionen des Bauteilhalteelements sind, die sich zu den Zeitpunkten ergeben, zu denen das am unteren Endabschnitt des Bauteilhalteelements gehaltene elektronische Bauteil den Lichtstrahl schneidet, so dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert erreicht;
erste Berechnungsmittel zum Berechnen eines Mittelwertes aus den ersten Höhenpositionen in den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements und zum Berechnen eines Mittelwertes aus den zweiten Höhenpositionen in den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen; und
zweite Berechnungsmittel zum Berechnen der Höhenabmessung des elektronischen Bauteils auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Mittelwert der ersten Höhenpositionen und dem Mittelwert der zweiten Höhenpositionen, die von den ersten Berechnungsmitteln berechnet worden sind.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erfassen einer Höhenabmessung eines elektronischen Bauteils unter Verwendung der Elektronikbauteilmontagevorrichtung, wie im ersten Aspekt definiert, geschaffen, umfassend:
einen ersten Erfassungsschritt, um während der Abwärtsbewegung des Bauteilhalteelements als eine erste Höhenposition einer Abwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers einen Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem ein unterer Endabschnitt des Bauteilhalteelements den Lichtstrahl schneidet;
einen zweiten Erfassungsschritt, um während der Aufwärtsbewegung des Bauteilhalteelements als eine erste Höhenposition einer Aufwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem der untere Endabschnitt des Bauteilhalteelements den Lichtstrahl schneidet;
einen ersten Berechnungsschritt zum Berechnen eines Mittelwerts der ersten Höhenpositionen aus der ersten Höhenposition der Abwärtsbewegung und der ersten Höhenposition der Aufwärtsbewegung;
einen dritten Erfassungsschritt, um während einer Abwärtsbewegung des Bauteilhalteelements mit am unteren Endabschnitt gehaltenem elektronischen Bauteil als eine zweite Höhenposition einer Abwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem das elektronische Bauteil den Lichtstrahl schneidet;
einen vierten Erfassungsschritt, um während einer Aufwärtsbewegung des Bauteilhalteelements mit daran gehaltenem elektronischen Bauteil als eine zweite Höhenposition einer Aufwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem das elektronische Bauteil den Lichtstrahl schneidet;
einen zweiten Berechnungsschritt zum Berechnen eines Mittelwertes der zweiten Höhenpositionen aus der zweiten Höhenposition der Abwärtsbewegung und der zweiten Höhenposition der Aufwärtsbewegung; und
einen dritten Berechnungsschritt zum Berechnen einer Höhenabmessung des elektronischen Bauteils auf der Grundlage des Mittelwertes der ersten Höhenpositionen und des Mittelwertes der zweiten Höhenpositionen.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Anpassen einer optischen Achse zwischen dem Strahlprojektor und dem Strahlempfänger in der Bauteilhöhenerfassungseinheit in der Elektronikbauteilmontageinheit, wie im ersten Aspekt definiert, geschaffen, umfassend:
Anordnen eines optischen Filters auf der optischen Achse zwischen der projektionsseitigen Blende des Strahlprojektors und der empfangsseitigen Blende des Strahlempfängers; und
Anpassen einer relativen Position zwischen dem Strahlprojektor und dem Strahlempfänger, um somit eine Optikachsenanpassung durchzuführen, während der vom Strahlprojektor projizierte Lichtstrahl vom Strahlempfänger in einem Zustand empfangen wird, in dem die empfangene Lichtmenge des Lichtstrahls durch den optischen Filter verringert ist.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Anpassen einer optischen Achse in der Bauteilhöhenerfassungseinheit wie im zehnten Aspekt definiert geschaffen, wobei
das Anordnen des optischen Filters bewerkstelligt wird, indem auf der optischen Achse ein optischer Filter angeordnet wird, der eine solche Durchlässigkeit aufweist, dass eine empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers in einem perfekten Lichtempfangszustand mit vorgesehenem optischen Filter einen niedrigeren Wert annimmt, als eine empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers in einem Sättigungszustand ohne vorgesehenem optischen Filter.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können durch die Einbeziehung einer projektionsseitigen Blende, die den Projektionsfleckdurchmesser einschränkt, und einer empfangsseitigen Blende, die den Lichtempfangsfleckdurchmesser einschränkt, Einflüsse der Beugung eines Lichtstrahls, z. B. eines Laserstrahls, reduziert werden. Durch die Einbeziehung einer Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit, wie z. B. einer Verstärkungseinheit zum Einstellen der Lichtempfangsempfindlichkeit im Strahlempfänger auf einen angehobenen Zustand im Vergleich zu den Fällen, in denen diese Blenden nicht vorgesehen sind, können Änderungen der empfangenen Lichtmenge aufgrund der Abschirmung des Lichtstrahls durch ein elektronisches Bauteil oder ein Bauteilhalteelement klar erfasst werden. Selbst wenn somit das elektronische Bauteil ein kleines Bauteil ist, kann die Bauteilhöhe genau erfasst werden, so dass die Montagegenauigkeit für elektronische Bauteile in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung verbessert werden kann.
Ferner wird irgendein Höhenpositionserfassungsfehler aufgrund einer Antwortverzögerung in der Bauteilhöhenerfassungseinheit eliminiert, indem Mittelwerte der Höhenpositionen des Bauteilhalteelements genommen werden, die während der Abwärts- und Aufwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements erfasst werden. Die Höhe des elektronischen Bauteils kann somit genau gemessen werden.
Da ferner die empfangene Lichtmenge mit dem Einsetzen eines optischen Filters während der Optikachsenanpassung der Bauteilhöhenerfassungseinheit gesenkt wird, wird es machbar, die Optikachsenanpassung auszuführen, wenn die Lichtempfangsempfindlichkeit verbessert gehalten wird. Da ferner eine Verringerung der empfangenen Lichtmenge mittels eines optischen Filters, wie oben gezeigt, es ermöglicht, einen Zeitpunkt digital zu erfassen, zu dem der Strahlempfänger in einen vollständigen Lichtempfangszustand gelangt ist, wird es machbar, eine genaue Optikachsenanpassung zu erreichen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung und in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen derselben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 eine schematische Draufsicht einer Elektronikbauteilmontagevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2A eine schematische Draufsicht eines Verbringungskopfes ist, der in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform enthalten ist;
2B eine schematische Seitenansicht des Verbringungskopfes der ersten Ausführungsform ist;
3A eine schematische Strukturansicht einer Sensoreinheit ist, die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform enthalten ist;
3B eine schematische Seitenansicht ist, die eine Beziehung zwischen dem Blendendurchmesser der Sensoreinheit der ersten Ausführungsform und einem kleinen Bauteil zeigt;
3C eine schematische Seitenansicht ist, die eine Beziehung zwischen dem Blendendurchmesser der Sensoreinheit der ersten Ausführungsform und einem kleinen Bauteil zeigt;
4A ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen der Lichtabschirmungs länge und der empfangenen Lichtmenge in der Sensoreinheit der ersten Ausführungsform zeigt;
4B ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge bei Auftreten einer Verringerung der Lichtmenge im Graphen der 4A zeigt;
5 eine schematische Strukturansicht einer Bauteileigenschaftserfassungseinheit ist, die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform enthalten ist;
6A eine schematische Draufsicht ist, die den Aufbau der Sensoreinheit und der Bauteileigenschaftserfassungseinheit der ersten Ausführungsform zeigt;
6B eine schematische Seitenansicht ist, die den Aufbau der Sensoreinheit und der Bauteileigenschaftserfassungseinheit der 6A zeigt;
7 eine Elektrik- und Kontrollstrukturansicht in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform ist;
8 ein Flussdiagramm ist, das eine Montageoperation in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
9 eine elektrische Strukturansicht einer Verstärkungseinheit ist, die in der Sensoreinheit der ersten Ausführungsform enthalten ist;
10 ein schematischer Anordnungsplan eines Detektors der Bauteileigenschaftserfassungseinheit gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform ist;
11 eine schematische Strukturansicht einer Sensoreinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
12 eine schematische erläuternde Ansicht eines Elektronikbauteilhöhenerfassungsverfahrens mittels der Sensoreinheit der zweiten Ausführungsform ist;
13A ein Graph ist, der eine Z-Achse-Verschiebung aufgrund von Aufwärts/Abwärts-Bewegungen der Düse im Bauteilhöhenerfassungsverfahren der zweiten Ausführungsform zeigt;
13B ein Graph ist, der die Z-Achse-Geschwindigkeit bei Aufwärts/Abwärts-Bewegungen der Düse im Bauteilhöhenerfassungsverfahren der zweiten Ausführungsform zeigt;
13C eine schematische erläuternde Ansicht ist, die den Zustand eines Signals zeigt, das von dem Sensorkontrollabschnitt an dem Z-Achse-Messgeber im Bauteilhöhenerfassungsverfahren der zweiten Ausführungsform ausgegeben wird;
14 ein Flussdiagramm ist, das eine Montageoperation in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der zweiten Ausführungsform zeigt;
15 eine schematische erläuternde Ansicht ist, die ein Optikachsenanpassungsverfahren für die Bauteilhöhenerfassungssensoreinheit in einer Elektronikbauteilmontagevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
16 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen dem Grad der Optikachsenanpassung und der empfangenen Lichtmenge in der Sensoreinheit der dritten Ausführungsform zeigt.
BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Vor einer Weiterführung der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist zu beachten, dass ähnliche Teile über alle beigefügten Zeichnungen hinweg mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Der allgemeine Aufbau einer Elektronikbauteilmontagevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf eine schematische Draufsicht einer Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 beschrieben, die in 1 gezeigt ist. Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Transportführung 2 in einer allgemeinen Mitte auf einer Basis 1 platziert. Die Transportführung 2 ist ein Beispiel einer Platinentransport- und -positionierungseinheit für die Beförderung einer Platine (Leiterplatte) 3 als Montageobjekt, auf der ein elektronisches Bauteil zu montieren ist, und zum Positionieren der Platine an einer spezifizierten Position auf der Basis 1. In dieser ersten Ausführungsform wird angenommen, dass die Beförderungsrichtung der Platine 3 eine X-Richtung ist und eine Richtung orthogonal zu dieser innerhalb einer horizontalen Ebene eine Y-Richtung ist.
Wie ferner in 1 gezeigt ist, sind Bauteilzuführungseinheiten 4 auf beiden Seiten der Transportführung 2 in Y-Richtung platziert, wobei mehrere Bandzuführungsvorrichtungen 5 entnehmbar in den Anordnungen vorgesehen sind. Ein Paar aus Y-Tischen 6 ist an beiden Endabschnitten der Basis 1 in X-Richtung platziert. X-Tische 7 sind so installiert, dass sie diese Y-Tische 6 jeweils überbrücken, und werden durch einen Antrieb der Y-Tische in Y-Richtung bewegt. Verbringungsköpfe 8, die Bauteilmontageköpfe sind, sind neben den X-Tischen 7 platziert und werden durch das Antreiben der X-Tische 7 jeweils in X-Richtung bewegt. Die Y-Tische 6 und die X-Tische 7 sind Beispiele für eine Horizontalbewegungseinheit zum horizontalen Bewegen der Verbringungsköpfe 8 in X-Richtung und Y-Richtung über der Basis 1.
2A zeigt eine schematische Draufsicht der Verbringungsköpfe 8, die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 enthalten sind, während 2B eine Seitenansicht derselben zeigt. Wie in den 2A und 2B gezeigt ist, sind mehrere Düseneinheiten 10 in den Verbringungsköpfen 8 entsprechend angeordnet. In dieser ersten Ausführungsform sind zwei Düseneinheitsreihen, in denen jeweils vier Düseneinheiten in X-Richtung angeordnet sind, in Y-Richtung angeordnet. Wie ferner in 2B gezeigt ist, sind Düsen 11, die ein Beispiel für das Bauteilhalteelement zum lösbaren Ansaugen und Halten von Bauteilen P sind, die elektronische Bauteile sind, an unteren Endab schnitten jeweils der Düseneinheiten 10 angesetzt. Jede der Düseneinheiten 10 weist eine Z-Achse-Antriebseinheit 12 auf, die ein Beispiel einer Aufwärts/Abwärts-Einheit zum Aufwärtsbewegen und Abwärtsbewegen der Düse 11 ist, sowie eine O-Achse-Antriebseinheit 13 zum Drehen der Düse 11 (siehe 7). Durch Aufwärts/Abwärts- und Rotationsoperationen der Düse 11 kann die Ansauglage des von der Düse 11 angesaugten Bauteils P korrigiert werden.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Bauteilerkennungseinheit mit einer Zeilenkamera 14 oder dergleichen zwischen der Transportführung 2 und jeder Bauteilzuführungseinheit 4 platziert. Dies ermöglicht, das Bauteil P, das von der Düse 11 angesaugt und aufgenommen wird, von unten mittels der Zeilenkamera 14 oder dergleichen zu erkennen.
Die von den Bandzuführungsvorrichtungen 5 zugeführten Bauteile werden somit in einer Aufnahmeposition an der Düse 11 angesaugt und gehalten und aufgenommen, und nach einer Korrektur ihrer mittels der Zeilenkamera 14 erkannten Ansauglage auf der Platine 3 montiert. Wenn die von den Bandzuführungsvorrichtungen 5 zuzuführenden Bauteile während der Wiederholung der Montageoperation aufgebraucht sind, wird das Band durch ein neues ersetzt, auf dem Bauteile desselben Typs aufbewahrt sind, so dass die Bauteile erneut zugeführt werden. Verfahren, die für den Austausch des Bandes verfügbar sind, umfassen ein Verfahren des Austauschs durch eine ganze Bandhaspel, auf der ein neues Band aufgewickelt ist, ein Verfahren des Austauschs durch eine ganze Bandzuführungsvorrichtung, ein Verfahren des Verbindens und Ergänzens (Spleißens) eines neuen Bandes und dergleichen. Der Bandaustausch wird mittels irgendeinem dieser Verfahren durchgeführt, das nach Bedarf ausgewählt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, sind eine Bauteilhöhenerfassungssensoreinheit 20, im Folgenden als Sensoreinheit 20 bezeichnet, die ein Beispiel für die Bauteilhöhenerfassungseinheit zum Erfassen der Höhenabmessung eines Bauteils ist, sowie eine Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30 zum Erfassen der elektrischen Eigenschaften des Bauteils integral neben jeder Zeilenkamera 14 vorgesehen.
Zuerst wird der Aufbau der Sensoreinheit 20 mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In Verbindung mit dieser Beschreibung ist 3A eine schematische Strukturansicht, die den Aufbau der Sensoreinheit 20 zeigt, während 3B eine schematische Seitenansicht ist, die eine Beziehung zwischen den Blendendurchmesser der Sensoreinheit und einem kleinem Bauteil zeigt, und 3C eine schematische Draufsicht ähnlich der 3B ist.
Wie in 3A gezeigt ist, ist die Sensoreinheit 20 als photoelektrischer Sensor ausgebildet, der einen Strahlprojektor 21, z. B. eine Laserstrahlerzeugungsvorrichtung, und einen Strahlempfänger 22 enthält, die auf einer optischen Achse 24 so platziert sind, dass sie einander gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind, einen Sensorsteuerabschnitt 23, der ein Beispiel für die Erfassungsvorrichtungssteuereinheit ist, die mit dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 elektrisch verbunden ist, und eine Verstärkungseinheit 25, die ein Beispiel für die Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit ist. Auf gegenüberliegenden Flächen des Strahlprojektors 21 und des Strahlempfängers 22 sind eine projektionsseitige Blende 21a bzw. eine empfangsseitige Blende 22a vorgesehen. Ein Laserstrahl, der ein Beispiel für einen Lichtstrahl ist, der vom Strahlprojektor 21 über die projektionsseitige Blende 21a längs der im Allgemeinen horizontal angeordneten optischen Achse 24 projiziert (d. h. emittiert) wird, wird vom Strahlempfänger 22 über die empfangsseitige Blende 22a empfangen. Die projektionsseitige Blende 21a, die dem vom Strahlprojektor 21 emittierten Laserstrahl erlaubt, durch ihren Lochabschnitt zu laufen, hat die Funktion einer Einschränkung des Fleckdurchmessers des Laserstrahls, so dass der Projektionsfleckdurchmesser des Laserstrahls mit dem Lochdurchmesser in Übereinstimmung gebracht wird. Ferner hat die empfangsseitige Blende 22a, die dem vom Strahlprojektor 21 emittierten Laserstrahl erlaubt, durch ihren Lochabschnitt zu laufen, die Funktion der Einschränkung des Fleckdurchmessers des Laserstrahls, so dass der Empfangsfleckdurchmesser des Laserstrahls mit dem Lochdurchmesser in Übereinstimmung gebracht wird. Die empfangene Lichtmenge des vom Strahlempfänger 22 empfangenen Laserstrahls wird für die Verarbeitung in Prozessen in eine Spannung umgesetzt, so dass Steigerungen und Verringerungen der empfangenen Lichtmenge durch Steigerungen und Verringerungen der Spannung erfasst werden können. Die resultierende Spannung wird von der Verstärkungseinheit 25 verstärkt und an den Sensorsteuerabschnitt 23 ausgegeben, wobei eine Steigerung oder Verringerung der empfangenen Lichtmenge im Sensorabschnitt 23 aufgrund einer Steigerung oder Verringerung der Spannung erkannt wird. Ferner enthält die Verstärkungseinheit 25 einen Operationsverstärker 26 und mehrere veränderliche Widerstände. In dieser ersten Ausführungsform, wie in 9 gezeigt ist, sind zwei veränderliche Widerstände R1, R2 gezeigt. Durch Erhöhen oder Verringern der Widerstandswerte der veränderlichen Widerstände R1, R2 wird der Grad der Verstärkung der empfangenen Lichtmenge, die in eine Spannung umgesetzt worden ist, so eingestellt, dass die Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers 22 angepasst werden kann.
Während die projektionsseitige Blende 21a und die empfangsseitige Blende 22a so vorgesehen sind, dass sie auf der optischen Achse 24 einander gegenüberliegen, zeigen die 3A und 3B einen Zustand, in dem die Oberflächen, auf denen die projektionsseitige Blende 21a und die empfangsseitige Blende 22a vorgesehen sind, um 90° gedreht sind, so dass sie nach vorne weisen, um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern.
Mittels durchgezogener Linie und gestrichelter Linie in 4A ist ein Graph eingezeichnet, der eine Beziehung zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge in der Sensoreinheit 20 zeigt. Die gestrichelte Linie repräsentiert die Beziehung zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge in einem Bauteilhöhenerfassungsanwendungs-Photoelektriksensor gemäß dem Stand der Technik, während die durchgezogene Linie eine Beziehung zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge in der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform repräsentiert.
Im Folgenden wird das Prinzip der Höhenerfassung für das Bauteil P, das von der Düse 11 angesaugt und gehalten wird, in der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform unter Verwendung eines konkreten Betriebsverfahrens erläutert. Nachdem das Bauteil P, das von der Bandzuführungsvorrichtung 5 der Bauteilzuführungseinheit 4 zugeführt worden ist, von der Düse 11 angesaugt und gehalten wird, wird der Verbringungskopf 8 über die Sensoreinheit 20 bewegt. Wenn anschließend die Düse 11 abwärts bewegt wird, wird das angesaugte und gehaltene Bauteil P in Richtung zur optischen Achse 24 nach unten bewegt, die zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 platziert ist, wodurch der längs der optischen Achse 24 emittierte Laserstrahl durch das Bauteil P teilweise abgeschirmt wird, wobei das Bauteil P die optische Achse 24 schneidet, um den Laserstrahl abzuschirmen. Wenn die Düse 11 weiter nach unten bewegt wird, kreuzt das Bauteil P die optische Achse 24, um den Laserstrahl weiter abzuschirmen, so dass die Länge, über die der Laserstrahl vertikal abgeschirmt wird, d. h. die Lichtabschirmungslänge, zunimmt, während die Lichtmenge des Laserstrahls, die den Strahlempfänger 22 erreicht, d. h. die empfangene Lichtmenge, abnimmt. Wenn ein unteres Ende des Bauteils P und ein unteres Ende der empfangsseitigen Blende 22a aufeinander ausgerichtet werden, infolge der Abwärtsbewegung der Düse 11, erreicht die Lichtabschirmungslänge einen vollständigen Lichtabschirmungsbereich R (siehe 4A), wobei die Lichtmenge des Laserstrahls, die den Strahlempfänger 22 erreicht, d. h. die empfangene Lichtmenge, gleich 0 wird (tatsächlich wird die empfangene Lichtmenge nicht gleich 0, da der Laserstrahl an den Endabschnitten des Bauteils P gebeugt wird, so dass noch etwas empfangen wird).
In der Sensoreinheit 20 mit einem Schwellenwert β, der für die empfangene Lichtmenge gesetzt wird, wird die Höhe des Bauteils P anhand sowohl einer Höhe der Düse 11 zu einem Zeitpunkt, zu dem die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert β erreicht hat, als auch einer Höhe der Düse 11 zu dem Zeitpunkt, zu dem die empfangene Lichtmenge als Ergebnis der Abschirmung durch die Düse 11, die kein Bauteil P angesaugt hat, erreicht worden ist, gemessen. Es ist zu beachten, dass ein solcher Schwellenwert β ein Beispiel für einen Lichtverringerungserfassungswert der empfangenen Lichtmenge ist.
Wie in 3A gezeigt ist, ist der Sensorsteuerabschnitt 23 mit einem Z-Achse-Messgeber 15 elektrisch verbunden. Der Z-Achse-Messgeber 15 erfasst einen Messgeberwert einer Ansteuerungsgröße durch die Z-Achse-Antriebseinheit 12, die die Aufwärts/Abwärts-Bewegungen der Düse 11 ansteuert. Wenn die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert β erreicht hat, wird ein Ein-Signal vom Sensorsteuerabschnitt 23 an den Z-Achse-Messgeber 15 ausgegeben, wo der dann aktuelle Messgeberwert erhalten wird. Dementsprechend erlangt die Sensoreinheit 20 einen Messgeberwert, der sich ergibt, wenn die empfangene Lichtmenge infolge der Abschirmung durch die Düse 11 den Schwellenwert β erreicht hat, und einen Messgeberwert, der sich ergibt, wenn die empfangene Lichtmenge infolge der Abschirmung durch das von der Düse 11 angesaugte Bauteil P den Schwellenwert β erreicht. Die Sensoreinheit 20 berechnet anschließend einen Messgeberwert entsprechend der Höhe des Bauteils P aus einer Differenz zwischen diesen Messgeberwerten, und berechnet eine Höhenabmessung des Bauteils P anhand der Korrelation zwischen den bekannten Messgeberwerten und Höhen. Somit werden Ein/Aus-Signale zwischen dem Sensorsteuerabschnitt 23 und dem Z-Achse-Messgeber 15 übermittelt, mit denen eine Höhenabmessung des Bauteils P erfasst wird.
3B zeigt eine Größenbeziehung zwischen der Bauteilhöhe eines kleinen Bauteils P1 und der projektionsseitigen Blende 21a (d. h. dem Lochabschnitt in der Blende) und der empfangsseitigen Blende 22a (d. h. dem Lochabschnitt in der Blende). Das kleine Bauteil P1 ist eines der Kleinsten unter denjenigen, die in der Montagevorrichtung zu handhaben sind. Wenn das Bauteil beispielsweise ein 0402-Chip-Bauteil ist, ist es in Längsrichtung etwa 0,4 mm lang, in Lateralrichtung etwa 0,2 mm lang und in Dickenrichtung etwa 0,2 mm dick, was im Vergleich zu einem Projektions/Empfangs-Fleckdurchmesser von 1 mm von gewöhnlichen Projektoren und Strahlempfängern kleiner ist. Wenn somit das kleine Bauteil P zum Abschirmen des Laserstrahls ausreichend kleiner bemessen ist als der Fleckdurchmesser des Laserstrahls (z. B. wie im Fall eines herkömmlichen photoelektrischen Sensors), wäre es für das kleine Bauteil P1 unmöglich, den Laserstrahl derart abzuschirmen, dass eine Senkung der empfangenen Lichtmenge deutlich erfasst werden kann, mit dem Ergebnis, dass eine solche Korrelation zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge, wie im Diagramm der 4A gezeigt ist, nicht erhalten werden könnte. Es wäre somit schwierig, die Bauteilhöhe des kleinen Bauteils P1 zu messen.
Mit einer Aussicht auf die Lösung solcher Probleme, wie sie bei dem oben gezeigten herkömmlichen Sensoren auftreten können, in der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform zum Messen der Bauteilhöhe eines solchen kleinen Bauteils P1 ist die empfangsseitige Blende 22a mit einem Durchmes ser d kleiner als eine Erfassungsstelle des kleinen Bauteils P1 beim Strahlempfänger 22 vorgesehen, um den Lichtempfangsfleck zu verkleinern, wie in 3B gezeigt ist, so dass die Lichtabschirmungslänge relativ zum Lichtempfangsfleck erhöht wird, um somit die empfangene Lichtmenge sinken zu lassen. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck "Erfassungsstelle" sich auf einen Abschnitt des kleinen Bauteils P1 bezieht, der eine Oberfläche bildet, die den Laserstrahl abschirmt, was eine linke Seitenflächen des kleinen Bauteils P1 mit einer Höhe h und einer Breite W des kleinen Bauteils P1 ist, wie in der Figur im Beispiel der 3B gezeigt ist. Dementsprechend ist in der ersten Ausführungsform die empfangsseitige Blende 22a so festgelegt, dass sie einen Durchmesser d kleiner als die Höhe h des kleinen Bauteils P1 aufweist. Hinsichtlich solcher Fälle, bei denen ein spitzes Ende der Düse 11 als Erfassungsstelle dient, ist der Durchmesser d der empfangsseitigen Blende 22a vorzugsweise so festgelegt, dass er kleiner als ein Außendurchmesser A der Düse 11 ist.
Durch eine solche Ausbildung der empfangsseitigen Blende 22a im Strahlempfänger 22; auch während das kleine Bauteil P1 von der Düse 11 angesaugt und gehalten wird, können Einflüsse der Beugung des Laserstrahls beim Lichtempfang (Einflüsse des reflektierten Lichts der Bauteilseitenfläche auf der Lichtabschirmungsbreite), die aufgrund der Tatsache auftreten würden, dass das kleine Bauteil P1 relativ zum Fleckdurchmesser des Laserstrahls zu klein ist, reduziert werden. Dementsprechend wird es möglich, die Korrelation zwischen der empfangenen Lichtmenge und der Lichtabschirmungslänge in dem Fall aufrechtzuerhalten, in dem der Laserstrahl durch das kleine Bauteil P1 abgeschirmt wird, so dass die Erfassungsgenauigkeit verbessert werden kann, indem Verringerungen der empfangenen Lichtmenge deutlich erfasst werden.
Obwohl die projektionsseitige Blende 21a des Strahlprojektors 21 wünschenswert auf einen möglichst kleinen Durchmesser festgelegt wird, würde es jedoch ein zu kleiner Durchmesser schwierig machen, die Optikachsenanpassung durchzuführen. Es wird daher vorzugsweise die projektionsseitige Blende 21a mit einem Durchmesser D etwas größer als der Durchmesser d der empfangsseitigen Blende 22a ausgebildet. Wenn z. B. der Durchmesser D der projektionsseitigen Blende 21a auf etwa 0,3 mm festgelegt wird und der Durchmesser d der empfangsseitigen Blende 22a auf etwa 0,1 mm festgelegt wird, können Einflüsse von gebeugtem Licht verringert werden, wobei außerdem die Durchführbarkeit der Optikachsenanpassung sichergestellt werden kann. Außerdem kann der Abstand zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 z. B. auf etwa 50 bis 85 mm festgelegt werden, jedoch kann ein solcher Abstand in Abhängigkeit von der Gestaltung der Vorrichtung auf verschiedene Werte festgelegt werden.
Aufgrund der Anordnung, bei der die empfangsseitige Blende 22a mit einem relativ kleinen Durchmesser entsprechend der Größe des kleinen Bauteils P1, wie oben gezeigt ist, im Strahlempfänger 22 vorgesehen ist, könnte indessen der Nachteil eines sogenannten Lichtmengenmangels entstehen, bei dem die empfangene Lichtmenge im Strahlempfänger 22 abnimmt, so dass Änderungen der empfangenen Lichtmenge aufgrund der Lichtabschirmung nicht mehr aufgeklärt werden können. Um das Auftreten solcher Nachteile zu verhindern, wird in dieser ersten Ausführungsform die Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers 22 verbessert, so dass Änderungen der empfangenen Lichtmenge klar erfasst werden können. Die Lichtempfangsempfindlichkeit kann verbessert werden, indem der Widerstandswert eines veränderlichen Widerstands 26 (siehe 9), der in einer Strahlempfängerausgangsspannung-Verstärkungsschaltung enthalten ist, welche in der Verstärkungseinheit 25 enthalten ist, verändert wird. Eine verbesserte Lichtempfangsempfindlichkeit erlaubt eine Verstärkung der vom Strahlempfänger 22 an den Sensorsteuerabschnitt 22 ausgegebenen Spannung, so dass kleine Änderungen der empfangenen Lichtmenge deutlicher erfasst werden können.
Mittels einer durchgezogenen Linie in 4A ist ein Graph gezeichnet, der eine Beziehung zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge in der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform mit verbesserter Lichtempfangsempfindlichkeit zeigt. Obwohl die empfangene Lichtmenge nicht abnimmt, sondern einen Sättigungszustand unmittelbar vor der Lichtabschirmungslänge hält, über der sich ein vollständiger Lichtabschirmungszustand erstreckt, verursacht eine weitergeführte Lichtabschirmung über diesen Zustand hinaus ein plötzliches Absinken der empfangenen Lichtmenge. Hierdurch wird ein Gradient α1 der Kurve in der Umgebung der Lichtabschirmungslänge, über die sich der vollständige Lichtabschirmungszustand erstreckt, zu einem sprunghaften Gradienten. Indessen wird ein Gradient α2 der gestrichelten Kurve, die die Beziehung zwischen der Lichtabschirmungslänge und der empfangenen Lichtmenge mit nicht verbesserter Lichtempfangsempfindlichkeit ähnlich einem herkömmlichen Sensor zeigt, ein sanfter Gradient.
In der Umgebung des Schwellenwertes β ist daher eine Variation der empfangenen Lichtmenge gegenüber einer bestimmten Lichtabschirmungslänge "a" mit einer verbesserten Lichtempfangsempfindlichkeit (in der Figur mit "c" gezeigt) größer als das herkömmliche Gegenstück (in der Figur mit "b" gezeigt). Mit einer verbesserten Lichtempfangsempfindlichkeit können daher Variationen der Lichtabschirmungslänge bei Auftreten von Änderungen der empfangenen Lichtmenge, die durch Störungen aufgrund der Umgebungstemperatur oder anderer Umgebungsbedingungen hervorgerufen werden, auf kleinere Werte gedrückt werden. Hierdurch kann die Höhe der Düse 11, die sich ergibt, wenn die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert β erreicht hat, erfasst werden, ohne durch irgendeine Störung beeinflusst zu sein, so weit möglich, so dass eine genaue Messung der Höhe des kleinen Bauteils P1 bewerkstelligt werden kann.
Wie insbesondere in 4B gezeigt ist, wird die Korrelation zwischen der empfangenen Lichtmenge und der Lichtabschirmungslänge durch eine Störgröße gestört, wobei eine durchgezogene Kurve S1 und eine gestrichelte Kurve S2, die eine Korrelation in einem normalen Zustand zeigen, jeweils bis zu einem Ausmaß nach unten verschoben sind, das der empfangenen Lichtmenge "e" entspricht, so dass sie zu einer Korrelation geändert werden, die durch eine durchgezogene Kurve S3 bzw. eine gestrichelte Kurve S4 dargestellt sind. Es ist zu beachten, dass die durchgezogene Kurve S3 einen Fall zeigt, bei dem die Lichtempfangsempfindlichkeit verbessert ist, während die gestrichelte Kurve S4 einen Fall zeigt, bei dem die Lichtempfangsempfindlichkeit nicht verbessert ist.
In der durchgezogenen Kurve S1 der 4B ist die Abschirmungslänge zu einem Zeitpunkt, zu dem die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert β erreicht hat, gleich f1. Im Gegensatz hierzu ist bei der durchgezogenen Kur ve S3 mit durch eine Störgröße veränderten Sensoreigenschaften die Lichtabschirmungslänge zu einem Zeitpunkt, zu dem die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert β erreicht hat, gleich f3. Bei den gestrichelten Kurven S2, S4 sind in ähnlicher Weise die Lichtabschirmungslängen jeweils gleich f2, f4. Da eine Differenz g1 zwischen den Lichtabschirmungslängen f1 und f3 kleiner ist als eine Differenz g2 zwischen f1 und f4, ist ein Wert näher an einer wahren Lichtabschirmungslänge in dem Fall gezeigt, in dem die Lichtempfangsempfindlichkeit verbessert ist, als in dem Fall, in dem die Lichtempfangsempfindlichkeit nicht verbessert ist, selbst bei Auftreten von Änderungen der Sensoreigenschaften aufgrund einer Störgröße. Da hierdurch Variationen der Höhenposition der Düse 11 zu dem Zeitpunkt, zu dem die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert β erreicht, auf kleinere Werte gedrückt werden kann, selbst bei Vorhandensein verschiedener Störgrößen, wird es möglich, stabilere Messgeberwerte zu erlangen, bei denen die Einflüsse von Störgrößen unterdrückt sind, so dass die Höhenabmessung des kleinen Bauteils P1 mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann.
Obwohl ferner der Schwellenwert β auf irgendeinen beliebigen Wert festgelegt werden kann, sollte dennoch ein Bereich der empfangenen Lichtmenge "j" mittels Beugung vermieden werden, um Einflüsse des Lichtempfangs durch Beugung zu vermeiden, wobei ein Bereich, bei dem die empfangene Lichtmenge ausgehend vom Sättigungszustand "d" abzusinken beginnt, wegen der Variationen aufgrund von Umgebungsbedingungen ebenfalls vermieden werden sollte. Dementsprechend erlaubt das Festlegen des Schwellenwertes β auf einen Bereich mit Ausnahme dieser zwei Bereiche "j" und "k" das Durchführen einer genauen Messung, wobei außerdem das Festlegen des Schwellenwertes β auf einen Bereich "c", in dem der Gradient α1 der durchgezogenen Kurve in einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt der zwei Bereiche im Wesentlichen konstant ist, bevorzugt wird. Wenn der Durchmesser der empfangsseitigen Blende 22a auf etwa 0,1 mm festgelegt ist, wird der Sättigungszustand der empfangenen Lichtmenge auf einer Lichtabschirmungslänge von etwa der Hälfte der Länge von 0,1 mm gehalten, wobei der Gradient α1 in der nachfolgenden Lichtabschirmungslänge auftritt.
In der ersten Ausführungsform wird durch Verbessern der Lichtempfangs empfindlichkeit des Strahlempfängers 22, wie im Diagramm der 4A gezeigt ist, der Gradient α2 der Kurve, die die Korrelation der empfangenen Lichtmenge mit dem Schwellenwert β zeigt, die gegen die Lichtabschirmungslänge festgelegt ist, zu dem steileren Gradienten α1 verschoben, so dass die empfangene Lichtmenge pro Lichtabschirmungslängeneinheit erhöht werden kann, wodurch Verfolgungsgrößen der Änderungen der Lichtabschirmungslänge erfassbar gemacht werden und die Erfassungsgenauigkeit verbessert werden kann. Außerdem kann die Verbesserung der Lichtempfangsempfindlichkeit auch die Möglichkeit einer "Unerfassbarkeit von Änderungen der Lichtabschirmungslänge mit der empfangenen Lichtmenge, die durch die Blende verringert ist" eliminiert werden, die ohne die Verbesserung der Lichtempfangsempfindlichkeit auftreten könnte.
Für die Höhenerfassung des kleinen Bauteils P1 erlaubt außerdem das Abschirmen des Laserstrahls durch seine längere Seite, eine genauere Erfassung zu erreichen. Mit dem 0402-Chip-Bauteil als Beispiel kann die Erfassungsgenauigkeit durch die Lichtabschirmung der optischen Achse 24 mit seiner Longitudinalseite W (W = 0,4 mm) eher verbessert werden als mit seiner Lateralseite L (L = 0,2 mm). Dementsprechend ist es wünschenswert, dass die Düse 11, die das kleine Bauteil P1 angesaugt hat, gedreht wird, um somit die Richtung für die Ausführung der Erfassung zu ändern.
Im Folgenden wird die Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30 mit Bezug auf die schematische erläuternde Ansicht der 5 erläutert. Wie in 5 gezeigt ist, enthält die Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30 drei Detektoren 31a, 31b, 31c, und eine Elektrikeigenschaftserfassungseinheit 32, die selektiv mit den drei Detektoren 31a, 31b, 31c elektrisch zu verbinden ist.
Die individuellen Detektoren 31a, 31b, 31c sind jeweils aus einer elektrisch hochleitenden dünnen Platte aus Kupfer oder dergleichen in einer langgestreckten Form gebildet und auf der oberen Oberfläche einer Erfassungsbasis 33 aufgesetzt. Diese drei Detektoren 31a, 31b, 31c sind so positioniert, dass ihre longitudinalen Endabschnitte 31b einander benachbart sind, jedoch einander nicht berühren, während ihre Abstände in Richtung zu ihren anderen Endabschnitten 31e zunehmen.
Wie in 5 gezeigt ist, wird ein kleines Bauteil P1 an den Endabschnitten 31d der Detektoren 31a, 31b platziert, wo die an beiden Enden des kleinen Bauteils P1 ausgebildeten Elektroden P1a mit den Detektoren 31a bzw. 31b in Kontakt sind. In dem Fall, in dem das kleine Bauteil P1 beispielsweise der 0402-Chip ist, beträgt der Abstand zwischen den Endabschnitten 31d etwa 0,2 mm. Indessen wird ein Bauteil P2 auf den Endabschnitten 31e der Detektoren 31a, 31c platziert, wobei die an beiden Enden des Bauteils P2 ausgebildeten Elektroden P2a genau mit den Detektoren 31a bzw. 31c in Kontakt sind. Das Bauteil P2 ist das größte Bauteil unter denjenigen, die in der Montagevorrichtung zu handhaben sind, wobei die Endabschnitte 31e der Detektoren 31a, 31c voneinander an Positionen beabstandet sind, die dem größten Bauteil P2 entsprechen. Ferner ist ein Bauteil P3 ein Transistor, wobei drei Elektroden P3a jeweils mit den Detektoren 31a, 31b, 31c in Kontakt sind.
Mit der Verwendung der Detektoren 31a, 31b, 31c, die auf diese Weise positioniert sind, können irgendwelche dieser Detektoren bei Bedarf mit Elektroden der verschiedenen Bauteile P, die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 zu handhaben sind, in Kontakt gebracht werden. In dem Fall, in dem Transistoren in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 nicht gehandhabt werden, genügen außerdem zwei Detektoren, wobei der zentrale Detektor 31b weggelassen werden kann.
Die Elektrikeigenschaftserfassungseinheit 32 ist mit mehreren Erfassungseinheiten versehen, um elektrische Eigenschaften entsprechend den Typen der Bauteile P zu erfassen. Zum Beispiel sind in der Elektrikeigenschaftserfassungseinheit 32 eine Transistorpolaritäterfassungseinheit 34 zum Erfassen einer Polarität, wenn das Bauteil P ein Transistor ist, eine Diodenpolaritätserfassungseinheit 35 zum Erfassen der Polarität, wenn das Bauteil P eine Diode ist, eine Induktivitätserfassungseinheit 36 zum Erfassen der Induktivität, wenn das Bauteil P ein Spulenbauteil ist, eine Elektrostatikkapazitätserfassungseinheit 37 zum Erfassen der elektrostatischen Kapazität, wenn das Bauteil P ein Kondensator ist, und eine Widerstandswerterfassungseinheit 38 zum Erfassen des Widerstandswertes, wenn das Bauteil P ein Widerstandsbauteil ist, vorgesehen.
Die Diodenpolaritätserfassungseinheit 35 und die Induktivitätserfassungsein heit 36, die Elektrostatikkapazitätserfassungseinheit 37 und die Widerstandswerterfassungseinheit 38 weisen jeweils Anschlüsse 35a, 36a, 37a, 38a auf. Ferner weist die Transistorpolaritätserfassungseinheit 34 drei Anschlüsse 34a, 34b auf. Die Detektoren 31a, 31c sind jeweils über Kabel 39, 40 mit Relais 41, 42 elektrisch verbunden. Die Relais 41, 42 können selektiv mit den Anschlüssen 35a, 36a, 37a, 38a elektrisch verbunden werden, so dass die elektrischen Eigenschaften entsprechend den Typen der Bauteile P2 erfasst werden können. Ferner ist der Detektor 31b über ein Kabel 43 mit einem Relais 44 elektrisch verbunden. Das Relais 44 kann selektiv mit den Anschlüssen 34b und den Kabeln 39, 40 elektrisch verbunden werden. Wenn das Relais 44 mit dem Kabel 40 elektrisch verbunden ist, können die elektrischen Eigenschaften des Bauteils P1 erfasst werden. Wenn außerdem das Relais 44 mit dem Kabel 39 elektrisch verbunden ist, können die elektrischen Eigenschaften des Bauteils P1 auch mittels der Detektoren 31b, 31c erfasst werden. Wenn ferner das Relais 44 mit dem Anschluss 34b elektrisch verbunden ist und außerdem die Relais 41, 42 mit den Anschlüssen 34a elektrisch verbunden sind, kann die Transistorpolarität des Bauteils P3 erfasst werden.
Obwohl 5 zum Zweck der Erläuterung einen Zustand zeigt, in dem die drei Bauteile P1, P2, P3 auf den Detektoren 31a, 31b, 31c platziert sind, wird jedoch nur ein Bauteil, das ein zu erfassendes Objekt ist, für die aktuelle Erfassung der elektrischen Eigenschaften platziert.
Der Strahlprojektor 21 und der Strahlempfänger 22 der Sensoreinheit 20, sowie die Erfassungsbasis 33 der Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30, die wie oben beschrieben aufgebaut sind, können integral auf der Basis 1 der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 angeordnet sein, wie z. B. in den 6A und 6B gezeigt ist. Wenn der Strahlprojektor 21 und der Strahlempfänger 22 jeweils über den beiden Enden der Erfassungsbasis 33 platziert sind, kann das an der Düse 11 angesaugte Bauteil P nach unten bewegt werden, um somit die optische Achse 24 zu schneiden, wobei die Bauteilhöhe erfasst wird, und anschließend unverändert weiter nach unten bewegt werden, so dass das Bauteil P auf den Detektoren 31a, 31b, 31c platziert werden kann. Somit können die Erfassung der Bauteilhöhe und die Erfassung der elektrischen Eigenschaften in einer Operationsfolge ausgeführt werden, was ermöglicht, eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 mit hoher Effizienz und guter Raumeinspareigenschaft zu schaffen.
Das Bauteil P, das auf den Detektoren 31a, 31b, 31c platziert worden ist und die Erfassung der elektrischen Eigenschaften durchlaufen hat, wird an den nachfolgenden Schritt übergeben. Es ist daher effizient, wenn die Erfassungsoperation für die elektrischen Eigenschaften ausgeführt wird, während das Bauteil an der Düse 11 angesaugt gehalten wird. Da jedoch die Düse 11 gewöhnlich aus Eisenmaterial oder einem anderen elektrisch leitenden Material gebildet ist, ist es wünschenswert, das für die Erfassung das Ansaugen beendet wird und die Düse 11 und das Bauteil P voneinander getrennt werden, um die elektrische Verbindung zu trennen.
Die Erfassung der Bauteilhöhe mittels der Sensoreinheit 20 und die Erfassung der elektrischen Eigenschaftswerte mittels der Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30 werden durchgeführt, wenn die Bauteile P auf dem Band aufbewahrt sind, welches ursprünglich in den Bandzuführungsvorrichtungen 5 enthalten ist, sowie dann, wenn die Bauteile P auf dem Band aufbewahrt sind, das jedes Mal ersetzt wird, wenn die Bauteile ausgegangen sind. Die erfassten Bauteilhöhen und die elektrischen Eigenschaftswerte werden in einem später beschriebenen Datenspeicherabschnitt 63 gespeichert.
Als Nächstes wird die elektrische Steuerstruktur der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 mit Bezug auf das Steuerblockdiagramm der 7 erläutert. Ein Steuerabschnitt 50, der in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 enthalten ist, ist mit der Transportführung 2, den Bandzuführungsvorrichtungen 5, den Y-Tischen 6, den X-Tischen 7, der Z-Achse-Antriebseinheit 12, der O-Achse-Antriebseinheit 13, der Zeilenkamera 14, der Sensoreinheit 20 und der Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30 mittels eines Busses 51 elektrisch leitend verbunden, wobei die Ansteuerung dieser Elemente auf der Grundlage eines NC-Programms 54 mittels Senden und Empfangen von Steuersignalen über den Bus 51 kontrolliert werden kann. Das NC-Programm 54 wurde im Voraus in einem Datenbankabschnitt 52 gespeichert, wobei der Datenbankabschnitt 52 ferner eine Bauteilbibliothek 53, Platinendaten 55, Düsendaten 56 und Empfangslichtmengen-Schwellenwertdaten 57 gespeichert hat. Der Bus 51 kann in verdrahteter oder drahtloser Form vorgesehen sein.
Der Datenspeicherabschnitt 63 speichert in der Sensoreinheit 20 erfasste Bauteilhöhendaten, sowie in der Elektrikeigenschaftserfassungseinheit 32 erfasste Bauteil-Elektrikeigenschaftswert-Daten. Die Bauteilhöhendaten werden in einem Datenverarbeitungsabschnitt 64 arithmetisch verarbeitet, so dass eine Höhesteuergröße für die Düse 11 auf der Grundlage eines Verarbeitungsergebnisses korrigiert wird. Das heißt, eine Differenz der Bauteilhöhe vor und nach einer Bandersetzung wird berechnet, wobei dann, wenn die Bauteilhöhe sich vor und nach der Bandersetzung verändert hat, die Ansteuergröße für die Z-Achse-Antriebseinheit 12 der Düseneinheit 10 angepasst wird, um das Bewegungsmaß der Düse 11 zu korrigieren. Wenn eine Bauteilhöhe nach der Bandersetzung größer ist als zuvor, wird das Abwärtsbewegungsmaß der Düse 11 auf der Grundlage der Bauteilhöhendifferenz verringert, so dass das am unteren Ende der Düse 11 angesaugte Bauteil davor bewahrt wird, kräftig gegen die Platine gedrückt zu werden und einen Stoß zu erleiden. Wenn im Gegensatz hierzu die Bauteilhöhe nach der Bandersetzung kleiner ist als zuvor, wird das Abwärtsbewegungsmaß der Düse 11 auf der Grundlage der Bauteilhöhendifferenz erhöht, um somit Probleme wie Verbindungsausfälle aufgrund einer unzureichenden Presskraft, die auf das am unteren Ende der Düse 11 angesaugte Bauteil ausgeübt wird, zu verhindern.
Der Datenverarbeitungsabschnitt 64 dient sowohl als Berechnungsmittel zum Berechnen einer Bauteilhöhendifferenz vor und nach einer Bandersetzung, als auch als Düsenhöhensteuermittel zum Korrigieren der Höhensteuergröße für die Düse 11 zur Verwendung bei der Montage des Austauschbauteils auf der Grundlage einer Bauteilhöhendifferenz vor und nach einer Bandersetzung. Selbst wenn somit die Bauteilhöhe sich vor und nach einer Bandersetzung geändert hat, kann das Austauschbauteil mit genau ausreichendem Druck montiert werden, was eine Absicherung der Montagevorrichtung und der Montagequalität erlaubt.
Der Datenverarbeitungsabschnitt 64 vergleicht und kollationiert ferner elektrische Eigenschaftswerte der Bauteile vor und nach einer Bandersetzung, die im Datenspeicherabschnitt 63 gespeichert sind, um die Identität der Bauteile vor und nach einer Bandersetzung zu überprüfen. Da zulässige Werte für elektrische Eigenschaftswerte auf Bauteiltypbasis im Voraus in der Bauteilbibliothek 53 gespeichert worden sind, werden diese zulässigen Werte für die Überprüfung der Identität der Bauteile herangezogen. Bei der Überprüfung der Identität der Bauteile vor und nach einer Bandersetzung werden daher elektrische Eigenschaften der Bauteile aktuell erfasst und einem Vergleich und einer Zuordnung unterworfen, was die Durchführung einer korrekten Beurteilung erlaubt. Die Bauteileigenschaftserfassungseinheit 30 und der Datenverarbeitungsabschnitt 64 dienen als Kollationierungsmittel zum Überprüfen der Identität von Bauteilen vor und nach einer Bandersetzung mittels eines Vergleichs der elektrischen Eigenschaften der Bauteile vor und nach der Bandersetzung.
Ein Bedienungs/Eingabeabschnitt 65, der ein Eingabemittel wie z. B. eine Tastatur oder ein Datenlaufwerk ist, wird verwendet, um die Operation der Montagevorrichtung manuell zu steuern, oder um Daten im voraus in den Datenbankabschnitt 52 einzugeben. Ein Anzeigeabschnitt 66, der eine Flüssigkristalltafel oder eine Katodenstrahlröhre oder ein anderes Anzeigemittel ist, zeigt verschiedene Arten von Informationen oder dergleichen, die den Operationen der Montagevorrichtung und dergleichen zugeordnet sind, sichtbar an.
Die Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 dieser ersten Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird als nächstes mit Bezug auf ihre Funktion beschrieben. In Verbindung mit der folgenden Beschreibung ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur der Montageoperation zeigt, in 8 gezeigt. Es ist zu beachten, dass Operationssteuerungen für individuelle Kornponentenabschnitte in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100, die im Folgenden beschrieben wird, als integrierte Steuerung ausgeführt werden, während sie mittels des Steuerabschnitts 50 einander zugeordnet sind.
Wie in 1 gezeigt ist, wird zuerst dann, wenn die Operation der Elektronikbauteilmontagevorrichtung 100 gestartet wird, der Verbringungskopf 8, der die Düse 11 enthält, über eine Aufnahmeposition in der Bandzuführungsvorrichtung 5 bewegt. Während dieser Operation startet die Bandzuführungsvorrichtung 5 auch ihren Antrieb, um das Band, auf dem ein Bauteil P aufbe wahrt ist, schrittweise der Aufnahmeposition zuzuführen. An der Aufnahmeposition wird die Düse 11 abwärts bewegt, um das auf dem Band aufbewahrte Bauteil P anzusaugen und zu halten (Schritt ST1). Die Düse 11, die das Bauteil P angesaugt hat, wird über die Zeilenkamera 14 bewegt, wobei die Anwesenheit oder Abwesenheit eines angesaugten Bauteils P oder dessen Ansauglage mittels der Zeilenkamera 14 erkannt werden (Schritt ST2). Wenn festgestellt wird, dass die Düse 11 kein Bauteil P angesaugt hat, wird die Montageoperation nicht durchgeführt, um das Auftreten einer defekten Platine zu vermeiden. Wenn ferner das Bauteil sich nicht in einer normalen Ansauglage befindet, wird das Bauteil mittels des Antriebs der θ-Achse-Antriebseinheit 13 gedreht, so dass die Lage zu einer normalen Lage korrigiert wird.
Als nächstes wird die Bauteilhöhenabmessung des an der Düse 11 angesaugten Bauteils P erfasst (Schritt ST3). Genauer, wie oben beschrieben worden ist, wird die Düse 11, die das Bauteil P angesaugt hat, über der Sensoreinheit 20 positioniert, wobei das Bauteil P zusammen mit der Düse 11 nach unten bewegt wird, um somit durch die optische Achse 24 zu laufen. Während dieser Abwärtsbewegung wird ein Laserstrahl vom Strahlkollektor 21 in Richtung zum Strahlempfänger 22 emittiert, um eine Änderung der empfangenen Lichtmenge des Strahlempfängers 22 zu erfassen, mit dem die Höhenabmessung des Bauteils P erfasst wird. Die erfasste Bauteilhöhe wird im Datenspeicherabschnitt 63 gespeichert und schlägt sich außerdem in der Höhensteuergröße für die Düse 11 bei der Bauteilhöhenerfassung (Schritt ST4) des nachfolgenden Schritts nieder. Das heißt, damit die unteren Flächen Elektroden mit den oberen Oberflächen der Detektoren mit gerade ausreichenden Druck in dem Prozess in Kontakt kommen, in dem die Elektroden des Bauteils P, das an der Ansaugfläche der Düse 11 angesaugt und gehalten wird, mit den Detektoren in Kontakt kommen, wird die Höhensteuergröße für die Düse 11 unter Berücksichtigung der Bauteilhöhe korrigiert, mit der das Abwärtsbewegungsmaß der Düse 11 angepasst wird (Düsenhöhensteuergrößenkorrektur: R1). Die erfassten Bauteileigenschaften werden im Datenspeicherabschnitt 63 gespeichert.
Wenn die Bauteile in der Bauteilzuführungseinheit 4 ausgegangen sind, wird das Band durch ein weiteres ersetzt, auf dem neue Bauteile aufbewahrt sind (Schritt ST5). Anschließend werden die auf dem Austauschband aufbewahrten Bauteile den obenbeschriebenen Operationen der Schritt ST1 bis ST4 unterworfen, womit die Bauteilhöhen und die Bauteileigenschaften der Bauteile nach der Bandersetzung erfasst werden (Schritt ST6).
Bei dem Vergleich zwischen den Bauteilhöhen und den Bauteileigenschaften der Bauteile nach der Bandersetzung, die im Schritt ST6 erfasst werden, und der Bauteilhöhen und der Bauteileigenschaften der Bauteile vor der Bandersetzung, die in den Schritten ST3 und ST4 erfasst worden sind, werden die Bauteile vor und nach der Bandersetzung kollationiert (Schritt ST7). Wenn die Bauteile vor und nach der Bandersetzung als zueinander identisch festgestellt worden sind, werden die auf dem Austauschband aufbewahrten Bauteile einzeln auf der Platine montiert (Schritt ST8). Wenn in diesem Schritt die Bauteilehöhe sich vor und nach der Bandersetzung geändert hat, schlägt sich eine Differenz zwischen den zwei Bauteilen in der Höhensteuergröße für die Düse 11 bei der Montage der Bauteilen nach der Bandersetzung nieder. Das heißt, damit die Montagefläche des Bauteils mit gerade ausreichendem Druck in dem Prozess, in dem das an der Ansaugfläche der Düse 11 angesaugte Bauteil auf der Platine montiert wird, gegen die obere Oberfläche der Platine gedrückt wird, wird die Höhensteuergröße für die Düse 11 unter Berücksichtung der Bauteilhöhe korrigiert, mit der das Abwärtsbewegungsmaß der Düse 11 angepasst wird (Düsenhöhensteuergrößenkorrektur: R2).
Wenn andererseits die Bauteile vor und nach der Bandersetzung nicht als zueinander identisch festgestellt werden, wird die Montageoperation gestoppt (Schritt ST10). Hierdurch wird das Auftreten defekter Platinen aufgrund einer Fehlmontage inkompatibler Bauteile auf der Platine im Voraus verhindert. Es ist zu beachten, dass die Bauteilhöhenerfassungsoperation (Schritt ST3) und die Bauteileigenschaftserfassungsoperation (Schritt ST4) für die auf dem Austauschband aufbewahrten Bauteile jedes Mal dann einmal durchgeführt wird, wenn das Band durch ein weiteres ersetzt wird, wenn die Bauteile in der Bauteilzuführungseinheit 4 ausgehen.
In der obigen Beschreibung werden der Bauteilhöhenerfassungsschritt (Schritt ST3) und der Bauteileigenschaftserfassungsschritt (Schritt ST4) nach dem Bauteilerkennungsschritt (Schritt ST2) mittels der Zeilenkamera 14 durchgeführt. Für Bauteile jedoch, die nicht die Positionierungsgenauigkeit zwischen dem Bauteilelektroden und den Detektoren erfordern, kann der Bauteilerkennungsschritt (Schritt ST2) mittels der Zeilenkamera 14 weggelassen werden.
Ferner wurde beschrieben, dass die Identität der Bauteile vor und nach der Bandersetzung beurteilt wird, indem die elektrischen Eigenschaftswerte der Bauteile mittels Vergleich beurteilt werden. Eine Überprüfung unter Berücksichtung sowohl der Höhenabmessung als auch der elektrischen Eigenschaften der Bauteile ist jedoch für eine optimale Montage wünschenswert. Der Grund hierfür ist, dass elektronische Bauteile, selbst wenn sie elektronische Bauteile mit identischen elektrischen Eigenschaften sind, die von identischen Herstellern stammen, in ihren Außenabmessungen zwischen den Produktionslosen leicht verschieden sind, wobei die Unterschiede zwischen individuellen Herstellern weiter zunehmen.
Die Erfassungseinheit, die als Vergleichsmittel zum Überprüfen der Identität der Bauteile dient und in der Elektrikeigenschaftserfassungseinheit 32 vorgesehen ist, ist ferner nicht auf die obenbeschriebene Transistorpolaritätserfassungseinheit 34, die Diodenpolaritätserfassungseinheit 35, die Induktivitätserfassungseinheit 36, die Elektrostatikkapazitätserfassungseinheit 37 und die Widerstandswerterfassungseinheit 38 beschränkt. Ferner kann eine Erfassungseinheit zum Erfassen der elektrischen Eigenschaften entsprechend den Typen der zu behandelnden Bauteile in der Montagevorrichtung vorgesehen sein.
Ferner wurde die vorangehende Beschreibung für einen Fall angegeben, in dem die Bandzuführungsvorrichtung 5 beispielsweise an der Bauteilzuführungseinheit 4 angesetzt ist. Die Bauteilzuführungseinheit in der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, wobei verschiedenen Formen von Bauteilzuführungsvorrichtungen, wie z. B. Schalenzuführungsvorrichtungen oder Schüttgutzuführungsvorrichtungen ebenfalls verwendbar sind.
Der Ausdruck "Blende" bezieht sich gewöhnlich auf eine Scheibe, die ein Loch zum Einschränken des Flussdurchlasses aufweist. Die Blende muss jedoch nur eine Funktion der Einschränkung des Fleckdurchmessers aufweisen, indem sie das Hindurchtreten eines Laserstrahls erlaubt, so dass der Ausdruck "Blende" in dieser ersten Ausführungsform für ein Element mit einem kleinen Lochabschnitt verwendet wird, der das Hindurchtreten eines Laserstrahls erlaubt. Ein solcher Lochabschnitt kann in einer beliebigen Form ausgebildet sein, z. B. als Rundloch oder als quadratisches Loch. Dementsprechend ist der Durchmesser der Blende ein Begriff, der nicht nur den Durchmesser, sondern auch die Höhe der Blende in vertikaler Richtung umfasst. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck "eine Blende" für einen Ausdruck "ein Blendenelement" oder "eine Blendenplatte" mit einem Blendenloch in dieser ersten Ausführungsform steht. Ferner kann gesagt werden, dass eine solche Blende ein "Aperturblendenelement" zur Einschränkung des Fleckdurchmessers des Laserstrahls ist, dem hindurchzutreten erlaubt wird.
Ferner wurde die vorangehende Ausführungsform für einen Fall beschrieben, bei dem ein Laserstrahl als Beispiel für den Lichtstrahl verwendet wird. Ansonsten können auch Lichtstrahlen verwendet werden, die unter Verwendung von Lichtleitfasern abgegeben werden (Faserausgangslicht). Ein Aufbau, der eine Lichtleitfaser ähnlich hierzu verwendet, ist auf Fälle anwendbar, in denen der Abstand zwischen der Lichtprojektionseinheit und der Lichtempfangseinheit relativ kurz ist, so dass keine hohe Erfassungsgenauigkeit erforderlich ist.
Die Empfangslichtmengenschwellendaten 57 können ferner, obwohl sie als mit dem Datenbankabschnitt 52 in 7 verknüpft gezeigt sind, der Sensoreinheit 20 zugeordnet sein, um Erfassungseinheitsfunktionen gemeinsam zu integrieren, wobei in diesem Fall ein effizienter Aufbau gebildet wird.
Ferner können die erfassten Bauteilhöhen- und Elektrikeigenschaftswerte auch in einem Informationsspeicherabschnitt gespeichert werden, wie z. B. als Identifikationsetiketten, die in der Bandzuführungsvorrichtung 5 enthalten sind.
Ferner sind in 5 die Detektoren 31a, 31c vorgesehen, indem eine Anordnungsstruktur aufgenommen ist, in der sie gegeneinander geneigt sind, wobei ihre Endabschnitte der einen Seite enger beieinander liegen und ihre Endabschnitte der anderen Seite weiter voneinander entfernt sind. Anders als bei einer solchen Anordnungsstruktur können die Detektoren 31a und 31b auch z. B. auf einer geraden Linie angeordnet sein, wie in 10 gezeigt ist.
(Zweite Ausführungsform)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehende erste Ausführungsform beschränkt und kann in anderen verschiedenen Modi ausgeführt werden. Zum Beispiel dient eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, obwohl sie eine Sensoreinheit im Wesentlichen konstruktiv ähnlich der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform enthält, dazu, die Erfassungsgenauigkeit zu verbessern, indem die Bauteilhöhe mit einer anderen Technik als in der ersten Ausführungsform erfasst wird. Dementsprechend sind in der folgenden Beschreibung Komponentenelemente mit der gleichen Konstruktion wie diejenigen der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei ihre Beschreibung weggelassen wird.
Zuerst wird in 11 eine schematische Strukturansicht gezeigt, die die Struktur einer Sensoreinheit 220 zeigt, die ein Beispiel für die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der zweiten Ausführungsform enthaltene Bauteilhöhenerfassungseinheit ist. Wie in 11 gezeigt ist, ist die Sensoreinheit 220, die den Strahlprojektor 21 mit der projektionsseitigen Blende 21a und den Strahlempfänger 22 mit der empfangsseitigen Blende 22a enthält, so konstruiert, dass sie einen Laserstrahl Q längs der optischen Achse 24 emittiert, die zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 verläuft. Der Aufbau ist demjenigen der Sensoreinheit 20 der ersten Ausführungsform ähnlich.
In der Sensoreinheit 220 enthalten der Strahlprojektor 21 und der Strahlempfänger 22 eine Projektorantriebseinheit 21b bzw. eine Strahlempfängerantriebseinheit 22b. Durch Antreiben dieser Projektionsantriebseinheit 21b und dieser Strahlempfängerantriebseinheit 22b werden der Strahlprojektor 21 und der Strahlempfänger 22 vertikal bzw. horizontal bewegt und gedreht, wobei hierdurch eine Optikachsenanpassung für den Strahlprojektor 21 und den Strahlempfänger 22 erreicht werden kann.
Der vom Strahlempfänger 22 empfangene Laserstrahl Q wird mittels eines (nicht gezeigten) photoelektrischen Elements in eine Spannung umgesetzt, von der Verstärkungseinheit 25 verstärkt und an den Sensorsteuerabschnitt 23 ausgegeben. Dementsprechend kann bei einer Änderung der empfangenen Lichtmenge aufgrund einer Abschirmung des Laserstrahls Q selbst dann, wenn die Größe der Änderung gering ist, die Änderung als eine verstärkte Spannungsänderung im Sensorsteuerabschnitt 23 deutlich erfasst werden.
Es ist zu beachten, dass die projektionsseitige Blende 21a und die empfangsseitige Blende 22a auf gegenüberliegenden Oberflächen des Strahlprojektors 21 bzw. des Strahlempfängers 22 vorgesehen sind. 11 zeigt jedoch einen Zustand, in dem die Oberflächen, auf denen die projektionsseitige Blende 21a und die empfangsseitige Blende 22a vorgesehen sind, für ein einfacheres Verständnis der Beschreibung um 90° gedreht sind, so dass sie nach vorne weisen.
Wie in 11 gezeigt ist, ist der Sensorsteuerabschnitt 23 mit dem Z-Achse-Messgeber 15 elektrisch verbunden. Der Z-Achse-Messgeber 15, der direkt mit der Z-Achse-Antriebseinheit 12 verbunden ist, ist fähig, als Messgeberwert Impulse eines Z-Achsen-Verschiebungsmaßes der Düse 11 zu erfassen, die durch das Antreiben der Z-Achse-Antriebseinheit 12 nach oben und nach unten bewegt wird.
Wenn ferner die Düse 11 zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 durch Antreiben der Z-Achse-Antriebseinheit 12 nach oben und nach unten bewegt wird, schneiden ein unterer Endabschnitt der Düse 11 und das am unteren Endabschnitt der Düse 11 angesaugte elektronische Bauteil P den Laserstrahl Q, wodurch der Laserstrahl Q abgeschirmt wird, was zu einer Änderung der empfangenen Lichtmenge des Strahlempfängers 22 führt. Wenn die empfangene Lichtmenge einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat, wird vom Sensorsteuerabschnitt 23 ein Ein/Aus-Signal an die Z-Achse-Antriebseinheit 12 ausgegeben, wobei der dann aktuelle Messgeberwert erfasst und zum Datenverarbeitungsabschnitt 64 übermittelt wird.
In diesem Zusammenhang ist in 12 eine schematische erläuternde Ansicht gezeigt, um eine Beziehung der Aufwärts/Abwärts-Höhenpositionen der Düse 11 zwischen der Düse 11, an der kein Bauteil P angesaugt und gehalten ist, und der Düse 11, an der das Bauteil P angesaugt und gehalten wird, zu erläutern.
Wie in 12 gezeigt ist, ist die auf der linken Seite in der Figur gezeigte Düse 11 an einer ersten Höhenposition H1 in ihren Aufwärts/Abwärts-Bewegungen angeordnet, was einen Zeitpunkt zeigt, zu dem der untere Endabschnitt der Düse 11 ohne angesaugtes und gehaltenes Bauteil P den Laserstrahl Q schneidet, mit dem Ergebnis, dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers 22 einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat. Ferner ist die auf der rechten Seite in der Figur gezeigte Düse 11 an einer zweiten Höhenposition H2 angeordnet, was einen Zeitpunkt zeigt, zu dem das am unteren Endabschnitt der Düse 11 angesaugte und gehaltene Bauteil P den Laserstrahl Q schneidet, mit dem Ergebnis, dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat. Die erste Höhenposition H1 und die zweite Höhenposition H2 der Düse 11 können als Messgeberwerte mittels des Z-Achse-Messgebers 15 erfasst werden, wobei aus einer Differenz zwischen den zwei Messgeberwerten eine Höhe "h" des Bauteils P gemessen werden kann, indem eine Z-Achse-Verschiebungsgröße "d" der Düse 11 entsprechend der Höhe "h" des Bauteils P berechnet wird.
Somit dient der Z-Achse-Messgeber 15 als ein Beispiel für das Erfassungsmittel, das die erste Höhenposition H1 der Düse 11 zu einem Zeitpunkt erfasst, zu dem der untere Endabschnitt der Düse 11 den Laserstrahl Q schneidet, als Ergebnis der Aufwärts/Abwärts-Bewegungen der Düse 11, mit dem Ergebnis, dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers 22 einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat, und das außerdem die zweite Höhenposition H2 der Düse 11 zu einem Zeitpunkt erfasst, zu dem das vom unteren Endabschnitt der Düse 11 angesaugte und gehaltene Bauteil P den Laserstrahl Q infolge der Aufwärts/Abwärts-Bewegungen der Düse 11 schneidet, mit dem Ergebnis, dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers 22 einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat. Ferner ist die Z-Achse-Antriebseinheit 12 ein Beispiel für die Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen der Düse 11 zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22.
Als Nächstes wird das Düsenhöhenerfassungsverfahren mittels der Sensoreinheit 220 dieser zweiten Ausführungsform mit Bezug auf die 13A, 13B und 13C erläutert. Die 13A und 13B zeigen eine Beziehung zwischen der Z-Achse-Verschiebung und der Z-Achse-Geschwindigkeit der Düse 11 in einer Ein-Zyklus-Aufwärts/Abwärts-Operation der Düse 11, wobei die vertikalen Achsen der Figuren die Z-Achse-Verschiebung und die Z-Achse-Geschwindigkeit repräsentieren, und die jeweiligen Horizontalachsen die Zeit repräsentieren. Die Düse 11 bewegt sich mit einer Beschleunigung A vom oberen Totpunkt P1 in ihrem Aufwärts/Abwärts-Höhenbereich nach unten, wobei bei Erreichen eines Wendepunktes P2 an einem im Allgemeinen mittleren Punkt der Aufwärts/Abwärts-Bewegungen sie sich zu einem unteren Totpunkt P3 nach unten bewegt, während sie mit der Beschleunigung A verzögert wird. Die Düse 11 bewegt sich bei Erreichen des unteren Totpunkts P3 mit der Beschleunigung A nach oben, und bei Erreichen des Wendepunkts P2 zum oberen Totpunkt P1, während sie mit der Beschleunigung A verzögert wird.
Wie in den 13A und 13C gezeigt ist, wird dann, wenn die Düse 11 an den Lichtverringerungserfassungspositionen s1, s3 positioniert ist, wo von der Sensoreinheit 220 erfasst wird, dass die empfangene Lichtmenge den Schwellenwert erreicht hat, ein Ein/Aus-Signal vom Sensorsteuerabschnitt 23 an den Z-Achse-Messgeber 15 ausgegeben. Wenn dieses Ein/Aus-Signal den Z-Achse-Messgeber 15 erreicht hat, wird der dann aktuelle Messgeberwert erfasst. Es entsteht jedoch eine geringe Antwortverzögerung, Antwortzeit Δt, von der Übermittlung des Ein/Aus-Signals vom Sensorsteuerabschnitt 23 bis zur Erfassung des Messgeberwertes im Z-Achse-Messgeber 15. Wie in 13C gezeigt ist, wird gleichzeitig mit dem Zeitpunkt, zu dem die Düse 11 in einem Abwärtsbewegungszustand die Lichtverringerungserfassungsposition s1 zu einem Zeitpunkt t1 erreicht, ein Aus-Signal vom Sensorsteuerabschnitt 23 zum Z-Achse-Messgeber 15 gesendet, wo ein Messgeberwert, der sich zu einem Zeitpunkt t2 aufgrund einer Antwortverzögerung mit der Antwortzeit Δt ergibt, erfasst wird. Ferner wird gleichzeitig mit dem Zeitpunkt, zu dem die Düse 11 in einem Aufwärtsbewegungszustand die Lichtverringerungserfassungsposition s3 zu einem Zeitpunkt t3 erreicht, ein Ein-Signal vom Sensorsteuerabschnitt 23 zum Z-Achse-Messgeber 15 gesendet, wo ein Messgeberwert, der sich zu einem Zeitpunkt t4 aufgrund einer Antwortverzögerung mit der Antwortzeit Δt ergibt, erfasst wird.
Aufgrund dieser Antwortverzögerung, wie in 13A gezeigt ist, ist der wirklich erfasste Messgeberwert im Fall einer Abwärtsbewegung der Düse 11 ein Messgeberwert, der nicht zu einem Zeitpunkt resultiert, zu dem die Düse 11 an der Lichtverringerungserfassungsposition s1 positioniert ist, sondern zu einem Zeitpunkt, zu dem die Düse 11 bei s2 nach einer weiteren Abwärtsbewegung während des Verstreichens der Antwortzeit Δt positioniert ist, wobei im Fall einer Aufwärtsbewegung der Düse 11 ein Messgeberwert nicht zu einem Zeitpunkt resultiert, zu dem die Düse 11 an der Lichtverringerungserfassungsposition s3 positioniert ist, sondern zu einem Zeitpunkt, zu dem die Düse 11 nach einer weiteren Aufwärtsbewegung während des Verstreichens der Antwortzeit Δt bei s4 positioniert ist. Dementsprechend wird die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils P unter Verwendung eines Messgeberwertes gemessen, der während einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Düse 11 erfasst wird, wobei dies einen Fehler aufgrund der Antwortverzögerung bewirken würde. Um irgendeine Verringerung der Erfassungsgenauigkeit aufgrund des Auftretens solcher Fehler zu verhindern, verwendet das Bauteilhöhenerfassungsverfahren dieser zweiten Ausführungsform eine Technik, bei der zwei Messgeberwerte, die während der Abwärts- und Aufwärtsbewegungen erfasst worden sind, gemittelt werden, um einen ungefähren korrigierten Messgeberwert Sc zu berechnen, um somit die Fehler auszulöschen.
Als nächstes wird der korrigierte Messgeberwert Sc unter Verwendung der berechneten Werte erläutert. In den folgenden Berechnungen wird jeder Messgeberwert als Abstand vom unteren Totpunkt P3 ausgedrückt. Wie in den 13A und 13B gezeigt ist, bezeichnen die Bezugszeichen s1-s4 Abstände vom unteren Totpunkt P3 der Düse 11, während v1-v4 Geschwindigkeiten der Düse 11 zu den Zeitpunkten bezeichnen, zu denen die Düse 11 jeweils s1-s4 passiert. Ferner sind s1 und s3 in gleicher Entfernung vom unteren Totpunkt P3 angeordnet, wobei diese Äquidistanz zu S angenom men wird.
Da v2 = v1 – A·Δt, v4 = v3 + A·Δt und v1 = v3 gelten, folgt, dass v4 = v1 + A·Δt gilt. Es ist zu beachten, dass eine Unterscheidung des Vorzeichens in Aufwärts/Abwärts-Richtung der Düse 11 nicht in Betracht gezogen wird. Es gelten dann s2 = S – (v1 + v2)·Δt/2 und s4 = S + (v3 + v4)·Δt/2. Da der korrigierte Messgeberwert Sc = (s2 + s4)/2 ist, liefert das Einsetzen der obigen Gleichung in diese Sc = S + (A·Δt²)/2.
Da in diesem Zusammenhang in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung dieser zweiten Ausführungsform z. B. die Beschleunigung A = 2G (= 19,6 m/s²) ist und die Antwortzeit Δt = 300 μs ist, folgt, dass der korrigierte Messgeberwert Sc = S + 8,82·10^–7 m ist, mit dem Ergebnis, dass ein Fehler gegenüber dem wahren Messgeberwert S etwa gleich 0,9 μm ist. Somit ist der näherungsweise berechnete korrigierte Messgeberwert Sc sehr nahe am wahren Messgeberwert S. Bei der Berechnung von s2 unter den gleichen Bedingungen folgt ferner, dass s2 = S – 4,11·10^–5 m gilt, da s2 = S – (v1 + v2)·Δt/2 gilt, wobei der resultierende Fehler gleich 41,1 μm beträgt. Im Fall kleiner elektronischer Bauteile, z. B. eines 0603-Chip-Bauteils, das 0,6 mm lang, 0,3 mm breit und 0,3 mm hoch ist, haben Fehler, die etwa 1/10 der Abmessungen betragen, eine große Auswirkung auf die Genauigkeit für die Höhenerfassung der elektronischen Bauteile, was zu der Möglichkeit einer Fehlerkennung der Ansauglage oder dergleichen führen kann. Mit der Verwendung der obenbeschriebenen Technik wird jedoch eine ausreichende Reduktion der Fehler erreichbar, so dass die Bauteilhöhenerfassungsgenauigkeit verbessert werden kann.
Der korrigierte Messgeberwert Sc wird jeweils für die Düse 11 ohne angesaugtes und gehaltenes Bauteil P und die Düse 11 mit angesaugtem und gehaltenen Bauteil P berechnet. Das heißt, ein erster korrigierter Messgeberwert Sc1 wird aus einem Mittelwert der korrigierten Werte der ersten Höhenpositionen H1, die in den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Düse 11 ohne angesaugtes und gehaltenes Bauteil erfasst worden sind, berechnet, wobei außerdem ein zweiter korrigierter Messgeberwert Sc2 aus einem Mittelwert der korrigierten Werte der zweiten Höhenpositionen H2 berechnet wird, die in den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Düse 11 mit angesaugtem und gehaltenem Bauteil P erfasst worden sind. Ein Z-Achse-Verschiebungsmaß "d" der Düse 11 entsprechend der Höhe h des elektronischen Bauteils P wird aus dem ersten korrigierten Messgeberwert Sc2 und dem zweiten korrigierten Messgeberwert Sc2 berechnet, die in der obenbeschriebenen Weise berechnet worden sind, womit die Höhenabmessung h des elektronischen Bauteils P erfasst werden kann (siehe 12).
Die Berechnung des ersten korrigierten Messgeberwertes Sc1 und des zweiten korrigierten Messgeberwertes Sc2 sowie die Berechnung der Höhenabmessung h des Bauteils P werden im Datenverarbeitungsabschnitt 64 (siehe 7) durchgeführt. Der Datenverarbeitungsabschnitt 64 ist ein Beispiel für das erste Berechnungsmittel zum Berechnen eines Mittelwertes der ersten Höhenpositionen H1 der Düse 11 ohne angesaugtes und gehaltenes Bauteil P in ihren Aufwärts- und Abwärtsbewegungen, und zum Berechnen eines Mittelwertes der zweiten Höhenpositionen H2 der Düse 11 mit angesaugtem und gehaltenen Bauteil P in ihren Aufwärts- und Abwärtsbewegungen. Der Datenverarbeitungsabschnitt 64 ist ferner ein Beispiel für ein zweites Berechnungsmittel zum Berechnen einer Höhenabmessung des am unteren Endabschnitt der Düse 11 angesaugten und gehaltenen Bauteils P aus einer Differenz zwischen einem Mittelwert der ersten Höhenpositionen der Düse 11 und einem Mittelwert der zweiten Höhenpositionen der Düse 11.
Wie oben gezeigt worden ist, wird in der Bauteilhöhenerfassung der Elektronikbauteilmontagevorrichtung in dieser zweiten Ausführungsform irgendeine Verschiebung von Messgeberwerten aufgrund der Antwortverzögerung der Sensoreinheit 220 unter Verwendung der ungefähren korrigierten Messgeberwerte korrigiert, die durch Mittelung von Messgeberwerten berechnet werden, die während der Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Düse erfasst worden sind, wodurch es möglich wird, die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils mit hoher Genauigkeit zu erfassen. Ferner wird es als Ergebnis der Verwendung der korrigierten Messgeberwerte unnötig, Korrekturwerte für die Korrektur von Verschiebungen der Messgeberwerte entsprechend individuellen Bedingungen, wie z. B. der Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit der Düse und der Höhenabmessung der elektronischen Bauteile, festzulegen, wobei eine ähnliche Technik auch auf elektronische Bauteile verschiedener Spezifikationen angewendet werden kann.
Als nächstes wird mit Bezug auf das in 14 gezeigte Flussdiagramm die Montageoperation der Elektronikbauteilmontagevorrichtung hauptsächlich hinsichtlich ihrer Bauteilhöhenerfassungsoperation erläutert. Es ist zu beachten, dass Operationssteuerungen für individuelle Komponentenabschnitte, die im Flussdiagramm der 14 gezeigt sind, als integrale Steuerung ausgeführt werden, während sie mittels des Steuerabschnitts 50, des Sensorssteuerabschnitts 23, des Datenverarbeitungsabschnitts 64 oder dergleichen, die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung enthalten sind, einander zugeordnet werden.
Wie im Flussdiagramm der 14 gezeigt ist, wird beim Start der Montageoperation im Schritt ST21 die Düse 11 nach unten bewegt, so dass sie den Laserstrahl Q der Sensoreinheit 220 schneidet (erster Abwärtsbewegungsschritt), wodurch ein Abwärtsmessgeberwert erfasst wird (erster Erfassungsschritt). Als nächstes wird im Schritt ST22 die Düse 11, die im Schritt ST21 nach unten bewegt worden ist, nach oben bewegt, so dass sie den Laserstrahl Q der Sensoreinheit 220 schneidet (erster Aufwärtsbewegungsschritt), wodurch ein Aufwärtsmessgeberwert erfasst wird (zweiter Erfassungsschritt). Beim Schritt ST23 wird ein Mittelwert aus dem Abwärtsmessgeberwert und dem Aufwärtsmessgeberwert, die im Schritt ST22 erfasst worden sind, berechnet, wodurch ein erster korrigierter Messgeberwert Sc1 berechnet wird (erster Berechnungsschritt).
Als nächstes wird im Schritt ST24 die Düse 11 über die Bandzuführungsvorrichtung (Bauteilzuführungsvorrichtung) 5 bewegt, wo das Bauteil P angesaugt und gehalten und aufgenommen wird. Im Schritt ST25 wird die Düse mit den an ihrem unteren Endabschnitt angesaugten und gehaltenen Bauteil P nach unten bewegt, so dass sie den Laserstrahl Q der Sensoreinheit 220 schneidet (zweiter Abwärtsbewegungsschritt), wodurch ein Abwärtsbewegungsmessgeberwert erfasst wird (dritter Erfassungsschritt). Im Schritt ST26 wird die Düse 11, die im Schritt ST25 abwärts bewegt worden ist, nach oben bewegt, so dass sie den Laserstrahl Q der Sensoreinheit 220 schneidet (zweiter Aufwärtsbewegungsschritt), wodurch ein Aufwärtsbewegungsmessgeberwert erfasst wird (vierter Erfassungsschritt). Im Schritt ST27 wird ein Mittelwert aus dem Abwärtsbewegungsmessgeberwert und dem Aufwärts bewegungsmessgeberwert, die im Schritt ST26 erfasst worden sind, berechnet, wodurch ein zweiter korrigierter Messgeberwert Sc2 berechnet wird (zweiter Berechnungsschritt). Im Schritt ST28 wird eine Differenz zwischen dem ersten korrigierten Messgeberwert Sc1, der im Schritt ST23 berechnet worden ist, und dem zweiten korrigierten Messgeberwert Sc2, der im Schritt ST27 berechnet worden ist, berechnet, wodurch eine Höhenabmessung des Bauteils P berechnet wird (dritter Berechnungsschritt). Somit wird die Höhenabmessung des von der Düse 11 angesaugten und gehaltenen Bauteils P gemessen.
Die berechnete Höhenabmessung des Bauteils P wird mit Höhendaten verschiedener Typen elektronischer Bauteile, die in der Bauteilbibliothek 53 gespeichert sind, verglichen, wobei irgendein anormales Ansaugen beurteilt wird, indem z. B. beurteilt wird, ob ein elektronisches Bauteil eines spezifischen Typs angesaugt und gehalten worden ist. Da ferner in bestimmten Fällen eine Höhendifferenz vorhanden sein kann, selbst wenn das Bauteil P eines spezifizierten Typs normal angesaugt worden ist, schlägt sich die Differenz in der Düsenhöhensteuergröße für die Montage eines solchen elektronischen Bauteils nieder, wobei das elektronische Bauteil mit einem geeigneten Druck auf die Platine gedrückt wird, um somit montiert zu werden (Schritt ST29). Anschließend werden Operationen der Schritte ST24-ST29, wie oben beschrieben, fortgesetzt ausgeführt, bis die elektronischen Bauteile vollständig auf allen Montagenstellen auf der Platine montiert sind, womit die Montageoperation endet.
Sobald die Berechnung des ersten korrigierten Messgeberwertes Sc1 mittels der Schritte ST21-ST23 einmal für jede einzelne Düse 11 durchgeführt worden ist, erlaubt außerdem die Berechnung der Differenzen aus den zweiten korrigierten Messgeberwerten Sc2 auf der Grundlage des Typs des Bauteils P, die im Schritt ST27 berechnet worden sind, die Messung der Höhe des Bauteils P.
In der vorangehenden Beschreibung mit der auf der Basis 1 platzierten Sensoreinheit 220 wird die Düsenhöhe durch Bewegen der Düse 11 zur Sensoreinheit 220 erfasst. In dieser zweiten Ausführungsform jedoch müssen die Sensoreinheit 220 und die Düse 11 nur relativ zueinander bewegt werden.
Mit der am Verbringungskopf 8 zusammen mit der Düse 11 montierten Sensoreinheit 220 z. B. erlaubt die Bewegung der Sensoreinheit 220 zu jeder Düse 11, ähnliche Wirkungen zu erzielen. Mit einer solchen Anordnung kann die Höhe des an der Düse 11 angesaugten Bauteils während des Prozesses gemessen werden, bei dem der Verbringungskopf 8 zwischen einer Position über der Bauteilzuführungseinheit 4 und einer Position über der Platine 3 mittels der Transportführung 2 bewegt wird, um ein elektronisches Bauteil aufzunehmen und dieses auf der Platine 3 zu montieren. Somit wird eine Verbesserung der Montageeffizienz erreichbar.
(Dritte Ausführungsform)
Als Nächstes wird als dritte Ausführungsform der Erfindung ein Optikachsenanpassungsverfahren für die Sensoreinheit, die in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung der ersten oder der zweiten Ausführungsform enthalten ist, mit Bezug auf die in den 15 und 16 gezeigten schematischen erläuternden Ansichten beschrieben.
Die Optikachsenanpassung in einer solchen Sensoreinheit 20 (oder Sensoreinheit 220) wird durchgeführt durch Anpassen der Position oder der Neigung des Strahlprojektors 21 und des Strahlempfängers 22, um somit einen Zustand zu schaffen, bei dem der Laserstrahl Q, der im Allgemeinen horizontal ausgehend vom Strahlprojektor 21 projiziert wird, vom Strahlempfänger 22 perfekt empfangen wird, d. h. einen Zustand, in dem der Laserstrahl durch den gesamten Lochabschnitt der empfangsseitigen Blende 22a des Strahlempfängers 22 gelangt, so dass ein Laserstrahl mit einem spezifizierten Lichtempfangsfleckdurchmesser vom Strahlempfänger 22 empfangen werden kann.
Genauer, wie in 15 gezeigt ist, wird zuerst ein optischer Filter 89 auf einer optischen Achse zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 platziert, so dass der optische Filter 89 einen emittierten Laserstrahl Q schneidet. Der optische Filter 89, der ein optischer Filter mit geringer Durchlässigkeit ist, hat die Funktion des teilweisen Abschirmens des vom Strahlprojektor 21 projizierten Laserstrahls Q, um somit seine Lichtmenge auf z. B. etwa die Hälfte zu senken. Durch das Antreiben der Projektorantriebs einheit 21b und der Strahlempfängerantriebseinheit 22b werden der Strahlprojektor 21 und der Strahlempfänger 22 z. B. aufwärts und abwärts relativ zueinander bewegt, wodurch eine zentrale Höhe der projektionsseitigen Blende 21a und eine zentrale Höhe horizontal aufeinander ausgerichtet werden. Ferner wird die Neigung des Strahlprojektors 21 so eingestellt, dass der vom Strahlprojektor 21 projizierte Laserstrahl Q im Wesentlichen horizontal wird. Anschließend werden die vertikalen und horizontalen Neigungen des Strahlempfängers 22 so eingestellt, dass die empfangsseitige Blende 22a sicher auf der Linie des Laserstrahls Q positioniert ist.
Die Kurven T1, T2 in 16 zeigen Beziehungen zwischen dem Grad der Optikachsenanpassung des Strahlprojektors 21 oder des Strahlempfängers 22 und der empfangenen Lichtmenge des Strahlempfängers 22. In 16, in der die horizontale Achse den Grad der Optikachsenanpassung repräsentiert, fallen die optische Achse des Strahlprojektors 21 und die optische Achse des Strahlempfängers 22 zusammen, wenn der Grad der Optikachsenanpassung gleich 0 ist, wobei deren Optikachsen zunehmend gegeneinander verschoben sind, wenn der Grad der Optikachsenanpassung ausgehend von 0 weiter in Richtung zur Plus-Seite oder Minus-Seite wandert.
Die durchgezogene Kurve T1 zeigt eine Beziehung zwischen dem Grad der Optikachsenanpassung und der empfangenen Lichtmenge in dem Fall, in dem die Optikachsenanpassung mit dem zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 eingesetzten optischen Filter 89 durchgeführt wird. Der vom Strahlprojektor 21 projizierte Laserstrahl, der durch den optischen Filter 89 läuft, wird in seiner Lichtmenge reduziert, so dass die empfangene Lichtmenge im Strahlempfänger 22 einen perfekten Empfangszustand annimmt, wenn der Grad der Optikachsenanpassung gleich 0 ist (d. h. ein Zustand, in dem die optischen Achsen des Strahlprojektors und des Strahlempfängers perfekt zusammenfallen), wobei die empfangene Lichtmenge W1 einen Maximalwert annimmt. Dementsprechend kann die Optikachsenanpassung der Sensoreinheit 20 bewerkstelligt werden, indem eine Position der empfangsseitigen Blende 22a erfasst wird, die sich ergibt, wenn die empfangene Lichtmenge maximal wird, auf der Grundlage der Funktion des Sensorsteuerabschnitts 23 (siehe 7), der eine Änderung der empfangenen Lichtmenge des Strahlempfängers 22 numerisch kontrolliert, die sich ergibt, wenn die Position der empfangsseitigen Blende 22a relativ zum Laserstrahl Q durch das Antreiben der Strahlempfängerantriebseinheit 22b verändert wird.
Im Gegensatz hierzu zeigt die gestrichelte Kurve T2 in 16 eine Beziehung zwischen dem Grad der Optikachsenanpassung und der empfangenen Lichtmenge in dem Fall, in dem der optische Filter 89 nicht eingesetzt ist. Mit verbesserter Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers 22 erreicht selbst dann, wenn der perfekte Lichtempfangszustand nicht erreicht worden ist, die empfangene Lichtmenge einen Sättigungswert, und somit einen Sättigungszustand, so dass es unmöglich ist, einen Zeitpunkt zu erfassen, zu dem der Grad der Optikachsenanpassung gleich 0 wird, indem eine numerische Beurteilung des perfekten Lichtempfangszustands durchgeführt wird, wodurch es unmöglich wird, eine genaue Optikachsenanpassung zu bewerkstelligen. Für die Optikachsenanpassung in der Sensoreinheit 20, deren Lichtempfangsempfindlichkeit verbessert worden ist, wird daher die vom Strahlempfänger 22 zu empfangende Lichtmenge auf z. B. etwa die Hälfte mittels des optischen Filters 89 gesenkt, der zwischen dem Strahlprojektor 21 und dem Strahlempfänger 22 eingesetzt ist, so dass er den Laserstrahl Q schneidet. Die Beziehung zwischen dem Grad der Optikachsenanpassung und der empfangenen Lichtmenge führt somit zu der dargestellten durchgezogenen Kurve T1, bei der die maximale empfangene Lichtmenge W1 niedriger wird als diejenige des Sättigungszustands, so dass sie numerisch greifbar ist. Dies ermöglicht, den Zeitpunkt, zu dem der perfekte Lichtempfangszustand erreicht ist, klar zu beurteilen.
Da wie oben gezeigt die empfangene Lichtmenge mit dem eingesetzten Filter mit geringer Durchlässigkeit für die Optikachsenanpassung des Bauteilhöhenerfassungssensors, dessen Lichtempfangsempfindlichkeit verbessert ist, verringert wird, um die Höhen kleiner elektronischer Bauteile genau zu messen, wird es möglich, die Optikachsenanpassung in einem Zustand auszuführen, in dem die Lichtempfangsempfindlichkeit verbessert ist. Durch Verringern der empfangenen Lichtmenge wird es ferner möglich, den Zeitpunkt, zu dem ein perfekter Lichtempfangszustand erreicht ist, numerisch zu fassen, so dass eine genaue Optikachsenanpassung erreichbar wird.
Der oben gezeigte optische Filter kann ein optischer Filter für die Verwendung einer Bildaufnahme oder dergleichen sein, z. B. ein optischer Filter, der unter Verwendung von Triacetylzellulose und einem schwarzen durchscheinenden Mittel gebildet ist und dessen Transmissionsfaktor (durchgelassene Lichtmenge/Gesamtlichtmenge) etwa gleich 1/10 ist.
Durch die Anordnung, bei der die empfangene Lichtmenge W1 und die Position der empfangsseitigen Blende 22a zu dem Zeitpunkt, zu dem der perfekte Lichtempfangszustand angehoben ist, im Sensorsteuerabschnitt 23 gespeichert werden, wird außerdem die Optikachsenanpassung für den nächsten und die folgenden Zeitpunkte leichter durchführbar, wobei außerdem Fehler zwischen Optikachsenanpassungen eliminiert werden können, so dass Variationen der Erfassungsgenauigkeit unterdrückt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Elektronikbauteilmontagevorrichtung den Vorteil auf, dass eine Höhenabmessung kleiner Bauteile mittels einer Bauteilhöhenerfassungseinheit genau erfasst werden kann, die mit einem relativ kostengünstigen photoelektrischen Sensor oder dergleichen aufgebaut ist, was auf dem Gebiet der Elektronikbauteilmontage nützlich ist, bei der elektronische Bauteile aus der Elektronikbauteilzuführungseinheit mittels Düsen aufgenommen und auf einer Platine oder einem anderen Montageobjekt montiert werden.
Es ist zu beachten, dass durch geeignetes Kombinieren der beliebigen Ausführungsformen der obenerwähnten verschiedenen Ausführungsformen deren Wirkungen hervorgerufen werden können.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen derselben und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für Fachleute offensichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als im Umfang der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, enthalten zu betrachten, sofern sie nicht hiervon abweichen.
Die vollständigen Offenbarungen der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-199876 , eingereicht am 8. Juli 2005, der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-245643 , eingereicht am 26. August 2005, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-248976 , eingereicht am 30. August 2005, einschließlich ihrer Beschreibungen, Ansprüche, Zeichnungen und der Zusammenfassung sind hiermit durch Literaturhinweis in ihrer Gesamtheit eingefügt.
Zusammenfassung
Eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung enthält einen Strahlprojektor zum Projizieren eines Laserstrahls, einen Strahlempfänger, der dem Strahlprojektor gegenüberliegend angeordnet ist und einen vom Strahlprojektor projizierten Laserstrahl empfängt, eine Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit zum Einstellen der Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers, eine projektionsseitige Blende, die im Strahlprojektor vorgesehen ist, um einen Projektionsfleckdurchmesser des Laserstrahls einzuschränken, und eine empfangsseitige Blende, die im Strahlempfänger vorgesehen ist, um einen Lichtempfangsfleckdurchmesser einzuschränken, wobei die Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers verbessert ist. Als Ergebnis kann eine Elektronikbauteilmontagevorrichtung geschaffen werden, die die Höhenabmessung kleiner Bauteile unter Verwendung eines relativ kostengünstigen photoelektrischen Sensors genau erfassen kann.

Claims

Elektronikbauteilmontagevorrichtung für die Montage eines elektronischen Bauteils, das mittels eines Bauteilhalteelements aus einer Elektronikbauteilzuführungseinheit aufgenommen worden ist, auf einem Montageobjekt, umfassend: eine Bauteilhöhenerfassungseinheit zum Erfassen einer Höhenabmessung des vom Bauteilhalteelement gehaltenen elektronischen Bauteils, wobei die Bauteilhöhenerfassungseinheit umfasst: einen Strahlprojektor zum Projizieren eines Lichtstrahls längs einer optischen Achse; einen Strahlempfänger, der auf der optischen Achse des Strahlprojektors dem Strahlprojektor gegenüberliegend angeordnet ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl zu empfangen; eine projektionsseitige Blende, die im Strahlprojektor vorgesehen ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl teilweise abzuschirmen, so dass ein Projektionsfleckdurchmesser des Lichtstrahls eingeschränkt wird; eine empfangsseitige Blende, die im Strahlempfänger vorgesehen ist, um den vom Strahlprojektor projizierten Lichtstrahl teilweise abzuschirmen, so dass ein Empfangsfleckdurchmesser des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls eingeschränkt wird; und eine Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit zum Verbessern der Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers, um somit ein Maß der Lichtabschirmung durch die empfangsseitige Blende im Strahlempfänger zu kompensieren, wobei das vom Bauteilhalteelement gehaltene elektronische Bauteil auf der optischen Achse zwischen dem Strahlprojektor und dem Strahlempfänger in der Bauteilhöhenerfassungseinheit platziert wird, eine Verringerung der empfangenen Lichtmenge des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls mittels der Bauteilhöhenerfassungseinheit erfasst wird, wodurch die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils erfasst wird, und anschließend auf der Grundlage der Höhenabmessung das elektronische Bauteil auf dem Montageobjekt montiert wird.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit eine erhöhte Lichtempfangsempfindlichkeit für den Strahlempfänger festlegt, so dass eine empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers im Wesentlichen auf eine Lichtmenge vor der Abschirmung durch die empfangsseitige Blende angehoben wird.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Erfassungsvorrichtungssteuereinheit zum Erfassen, dass die empfangene Lichtmenge des vom Strahlempfänger empfangenen Lichtstrahls einen Lichtverringerungserfassungswert erreicht hat, um somit die Lichtverringerung zu erfassen; eine Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit zum Antreiben von Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements; und eine Antriebssteuereinheit zum Erfassen einer Aufwärts/Abwärts-Höhenposition des Bauteilhalteelements, das von der Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit aufwärts oder abwärts bewegt wird, wobei die Höhenposition des Bauteilhalteelements von der Antriebssteuereinheit zu einem Zeitpunkt erfasst wird, zu dem die Lichtverringerung von der Erfassungsvorrichtungssteuereinheit erfasst wird, und die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils auf der Grundlage der erfassten Höhenposition berechnet wird.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 3, wobei in der Bauteilhöhenerfassungseinheit eine Höhenabmessung des elektronischen Bauteils mittels einer Differenz zwischen der Höhenposition des Bauteilhalteelements, bei der die Lichtverringerung mittels des Bauteilhalteelements ohne daran gehaltenem elektronischen Bauteil erfasst wird, und der Höhenposition des Bauteilhalteelements, bei der die Lichtverringerung durch das Bauteilhalteelement mit daran gehaltenem elektronischen Bauteil erfasst wird, berechnet wird.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Lochdurchmesser der empfangsseitigen Blende kleiner ist als die Höhenabmessung des elektronischen Bauteils.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Lochdurchmesser der projektionsseitigen Blende größer ist als ein Lochdurchmesser der empfangsseitigen Blende.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtempfangsempfindlichkeits-Einstelleinheit wenigstens einen Operationsverstärker und mehrere veränderlich Widerstände umfasst, und die Lichtempfangsempfindlichkeit des Strahlempfängers verbessert wird und eingestellt wird, indem die Widerstandswerte der veränderlichen Widerstände verändert werden.
Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit zum Antreiben von Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements; und Erfassungsmittel, um während der Aufwärts/Abwärts-Bewegungen des Bauteilhalteelements mittels der Aufwärts/Abwärts-Antriebseinheit erste Höhenpositionen des Bauteilhalteelements in einer Aufwärtsbewegung bzw. einer Abwärtsbewegung des Bauteilhalteelements zu erfassen, wobei die ersten Höhenpositionen Höhenpositionen des Halteelements sind, die sich zu den Zeitpunkten ergeben, zu denen ein unterer Endabschnitt des Bauteilhalteelements den Lichtstrahl schneidet, so dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers einen Lichtverringerungserfassungswert erreicht, und zweite Höhenpositionen des Bauteilhalteelements während der Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements zu erfassen, wobei die zweiten Höhenpositionen Höhenpositionen des Bauteilhalteelements sind, die sich zu den Zeitpunkten ergeben, zu denen das am unteren Endabschnitt des Bauteilhalteelements gehaltene elektronische Bauteil den Lichtstrahl schneidet, so dass die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert erreicht; erste Berechnungsmittel zum Berechnen eines Mittelwertes aus den ersten Höhenpositionen in den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Bauteilhalteelements und zum Berechnen eines Mittelwertes aus den zweiten Höhenpositionen in den Aufwärts- und Abwärtsbewegungen; und zweite Berechnungsmittel zum Berechnen der Höhenabmessung des elektronischen Bauteils auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Mittelwert der ersten Höhenpositionen und dem Mittelwert der zweiten Höhenpositionen, die von den ersten Berechnungsmitteln berechnet worden sind.
Verfahren zum Erfassen einer Höhenabmessung eines elektronischen Bauteils unter Verwendung der Elektronikbauteilmontagevorrichtung, wie in Anspruch 1 definiert, umfassend: einen ersten Erfassungsschritt, um während der Abwärtsbewegung des Bauteilhalteelements als eine erste Höhenposition einer Abwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers einen Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem ein unterer Endabschnitt des Bauteilhalteelements den Lichtstrahl schneidet; einen zweiten Erfassungsschritt, um während der Aufwärtsbewegung des Bauteilhalteelements als eine erste Höhenposition einer Aufwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem der untere Endabschnitt des Bauteilhalteelements den Lichtstrahl schneidet; einen ersten Berechnungsschritt zum Berechnen eines Mittelwerts der ersten Höhenpositionen aus der ersten Höhenposition der Abwärtsbewegung und der ersten Höhenposition der Aufwärtsbewegung; einen dritten Erfassungsschritt, um während einer Abwärtsbewegung des Bauteilhalteelements mit am unteren Endabschnitt gehaltenem elektronischen Bauteil als eine zweite Höhenposition einer Abwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem das elektronische Bauteil den Lichtstrahl schneidet; einen vierten Erfassungsschritt, um während einer Aufwärtsbewegung des Bauteilhalteelements mit daran gehaltenem elektronischen Bauteil als eine zweite Höhenposition einer Aufwärtsbewegung eine Höhenposition des Bauteilhalteelements zu erfassen, die sich zu einem Zeitpunkt ergibt, zu dem die empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers den Lichtverringerungserfassungswert in einem Zustand erreicht, in dem das elektronische Bauteil den Lichtstrahl schneidet; einen zweiten Berechnungsschritt zum Berechnen eines Mittelwertes der zweiten Höhenpositionen aus der zweiten Höhenposition der Abwärtsbewegung und der zweiten Höhenposition der Aufwärtsbewegung; und einen dritten Berechnungsschritt zum Berechnen einer Höhenabmessung des elektronischen Bauteils auf der Grundlage des Mittelwertes der ersten Höhenpositionen und des Mittelwertes der zweiten Höhenpositionen.
Verfahren zum Anpassen einer optischen Achse zwischen dem Strahlprojektor und dem Strahlempfänger in der Bauteilhöhenerfassungseinheit in der Elektronikbauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: Anordnen eines optischen Filters auf der optischen Achse zwischen der projektionsseitigen Blende des Strahlprojektors und der empfangsseitigen Blende des Strahlempfängers; und Anpassen einer relativen Position zwischen dem Strahlprojektor und dem Strahlempfänger, um somit eine Optikachsenanpassung durchzuführen, während der vom Strahlprojektor projizierte Lichtstrahl vom Strahlempfänger in einem Zustand empfangen wird, in dem die empfangene Lichtmenge des Lichtstrahls durch den optischen Filter verringert ist.
Verfahren zum Anpassen einer optischen Achse in der Bauteilhöhenerfassungseinheit nach Anspruch 10, wobei das Anordnen des optischen Filters bewerkstelligt wird, indem auf der optischen Achse ein optischer Filter angeordnet wird, der eine solche Durchlässigkeit aufweist, dass eine empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers in einem perfekten Lichtempfangszustand mit vorgesehenem optischen Filter einen niedrigeren Wert annimmt, als eine empfangene Lichtmenge des Strahlempfängers in einem Sättigungszustand ohne vorgesehenem optischen Filter.