JP2005197589A

JP2005197589A - 部品実装方法と装置

Info

Publication number: JP2005197589A
Application number: JP2004004262A
Authority: JP
Inventors: Masaya Watanabe; 雅也渡辺; Takaharu Mae; 貴晴前; Kanji Hata; 寛二秦; Atsushi Katayama; 敦片山; Toshihiko Tsujikawa; 俊彦辻川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: JP4347070B2

Abstract

【課題】高精度の実装を確保しつつ高い実装効率を実現できる部品実装方法と装置を提供する。
【解決手段】部品供給部４と、粗認識位置に設置した粗認識カメラ１４と、精認識位置に設置した精認識カメラ１５と、部品の実装対象物を実装位置に位置決めする位置決め手段と、実装ヘッド１０にて部品供給部４で部品を保持し、保持した部品位置の粗認識による補正と精認識による補正を行って実装対象物に実装する複数の実装手段５Ａ、５Ｂとを備え、複数の実装手段５Ａ、５Ｂは、それぞれの実装ヘッド１０が互いに干渉しないように並行して動作させ、各実装ヘッド１０にて順次部品を実装するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベアＩＣ部品などの部品を液晶パネルなどの実装対象物に高精度にかつ効率的に実装する部品実装方法と装置に関するものである。

液晶パネルに電子部品を実装する実装装置として、液晶パネルを保持して液晶パネルの電子部品実装部位を認識・実装ステージ上に位置決めし、液晶パネルに設けられた認識マークを認識カメラで画像認識し、次いで液晶パネルを一旦退避させて実装ヘッドにて保持した電子部品を認識・実装ステージ上の実装位置に位置決めして電子部品に設けられた認識マークを認識カメラで画像認識し、次いで電子部品を一旦退避させて液晶パネルを認識・実装ステージ上に位置決めするとともに、その際に認識結果に応じて液晶パネルの位置補正を行い、次いで電子部品を液晶パネル上に実装するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、図９に示すように、実装対象物である１又は複数の液晶パネル１を吸着保持した搬送治具２を位置決め手段３にてＸ方向に搬送して所定位置に位置決めし、実装手段５にて、液晶パネル１の位置決め位置からＹ方向に離れた位置に配設された部品供給部４で部品を保持し、実装位置で認識カメラ６にて部品の保持位置を粗認識し、その粗認識結果に応じて位置補正を行い、その後認識カメラ６を高倍率に切り換えて精認識し、その精認識結果に応じて再度高精度に位置補正を行った後、液晶パネル１の所定位置に実装するように構成したものも考えられている。なお、実装手段５は、移動ヘッド８をＸ方向とＹ方向に移動及び位置決め可能なＸＹロボット７と、移動ヘッド８に上下位置及び軸芯回りの回転位置を調整する位置調整機構９を介して装着された実装ヘッド１０とを備えている。また、液晶パネル１の部品実装箇所には、異方導電性フィルムが貼付けられており、その上に部品を装着することで仮固定され、後続する本加圧工程で熱と荷重を負荷することで実装が完了する。
特開２００１−２３２５２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された実装装置では、高精度の実装を確保するため、認識・実装ステージに配設した所要精度の１台の認識カメラにて、位置決めした液晶パネルの認識マークを認識し、次に液晶パネルを退避させた後電子部品を実装位置に位置決めしてその認識マークを認識し、さらに電子部品を退避させて液晶パネルを位置補正しつつ位置決めし、電子部品を実装するという実装動作を認識・実装ステージ上で行うようにしているため、実装タクトが長く、電子部品の実装効率が悪いという問題がある。また、液晶パネル及び部品の認識マークはそれぞれ１回認識であり、認識マークが高精度の認識カメラの視野内に確実に入るようにするのは困難であり、視野内に入れるための制御動作が複雑で時間がかかるという問題がある。

また、図９に示した実装装置では、１台の認識カメラにてその倍率を切り換え、粗認識と補正及び精認識と補正を行って高精度の実装を確保しているが、２回の認識と補正を行うため、タクトロスが大きく、部品の実装効率が悪いという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高精度の実装を確保しつつ高い実装効率を実現できる部品実装方法と装置を提供することを課題とする。

本発明の部品実装方法は、実装ヘッドにて部品を保持する工程と、粗認識位置で保持した部品位置を粗認識する工程と、粗認識結果に応じて位置補正する工程と、精認識位置で保持した部品位置を精認識する工程と、精認識結果に応じて位置補正する工程と、位置補正した部品を実装対象物に実装する工程とを有し、かつ複数の実装ヘッドにて、実装ヘッド同士が干渉しないように互いに異なる前記工程動作を同時に並行して行い、各実装ヘッドにて順次部品を実装するものである。

この構成によると、各実装ヘッドがそれぞれ部品保持工程、粗認識・補正工程の後、精認識・補正工程を経て高い精度で部品を実装することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装ヘッドを用いて互いに干渉しないように異なる工程動作を同時に並行して行わせることで、上記のように２回の認識・補正動作を行いながら１回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができ、高い実装効率を実現することができる。なお、精認識位置と実装位置は同一位置としても良く、そうすることで精認識・補正後そのまま移動することなく実装できるので、一層高精度の実装を実現することができる。

また、本発明の部品実装装置は、部品供給部と、粗認識位置に設置した粗認識手段と、精認識位置に設置した精認識手段と、実装ヘッドにて部品供給部で部品を保持し、保持した部品位置の粗認識による補正と精認識による補正を行って実装対象物に実装する複数の実装手段とを備え、複数の実装手段は、それぞれの実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させ、各実装ヘッドにて順次部品を実装するようにしたものである。

この構成によると、上記のように部品の粗認識と精認識の２回認識を行ってそれぞれ位置補正することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装手段にてその実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させることで１回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができて高い実装効率を実現することができ、また高価な精認識手段を複数の実装手段で共用するので、複数の部品実装装置を並列して配設する場合に比して設備コストの低廉化を図ることができる。

また、部品供給部と粗認識手段と精認識手段を一直線にほぼ沿って配設し、前記一直線の両側に一対の実装手段を配設すると、一対の実装手段を相互間に所定の動作に必要な最小限の間隔をあけて近接配置することができ、コンパクトな構成にて上記作用効果を奏する部品実装装置を実現でき、また前記一直線と直交する方向の実装ヘッドの移動量を小さくできるので、容易に高い精度を確保することができる。

また、実装手段は、前記一直線と平行な方向のＹ方向移動テーブルと、Ｙ方向移動テーブルにて移動及び位置決めされる前記一直線と直交する方向のＸ方向移動テーブルと、Ｘ方向移動テーブルのＹ方向移動テーブル間の空間に臨む端部に装着された実装ヘッドとを備えていると、上記のように部品供給部と粗認識手段と精認識手段をほぼ一直線上に配設し、かつＹ方向移動テーブルを近接して並列させることで、小さな移動量のＸ方向移動テーブルにて実装ヘッドが相互に干渉するのを回避でき、容易に高い精度を確保することができる。

本発明の部品実装方法と装置によれば、実装ヘッドが部品保持工程、粗認識・補正工程の後、精認識・補正工程を経て部品を実装することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装ヘッドを用いて互いに干渉しないように異なる工程動作を同時に並行して行わせることで、２回の認識・補正動作を行いながら１回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができ、高い実装効率を実現することができる。

以下、本発明の部品実装方法と装置の一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。

図１において、１１は部品実装装置で、図９を参照して説明した従来例の部品実装装置と同様に、実装対象物である液晶パネル１にベアＩＣ部品などの部品を実装するものであり、ここでは、図９で説明した構成要素と共通するものは、図示を簡略化して同じ参照符号を付している。また、図９で示した液晶パネル１を位置決めする位置決め手段３は、図示を省略し、その説明を援用する。１２は、その位置決め手段３にて位置決めされた液晶パネル１を支持して部品を実装するステージである。

部品実装装置１１において、部品供給部４における部品供給位置１３とステージ１２の間を結ぶＹ方向の直線上に、視野の大きな粗認識手段としての粗認識カメラ１４と高倍率の精認識手段としての精認識カメラ１５が配設されている。なお、これら粗認識カメラ１４及び精認識カメラ１５は、部品に設けられている複数の認識マークを認識するため、ＸＹテーブル１６にてＸＹ方向に移動及び位置決め移動可能に構成されている。

この部品供給位置１３と粗認識カメラ１４と精認識カメラ１５とステージ１２を結ぶＹ方向の直線の両側部上部に適当な間隔をあけて一対の実装手段５（５Ａ、５Ｂ）が並列して配設されている。これら実装手段５は、ステージ１２と部品供給部４との間でＹ方向に移動及び位置決めするＹ方向移動テーブル１７と、Ｙ方向移動テーブル１７にて移動及び位置決めされ、Ｘ方向に移動及び位置決めするＸ方向移動テーブル１８と、Ｘ方向移動テーブル１８にて移動及び位置決めされる位置調整機構９及び実装ヘッド１０とを備えている。

位置調整機構９及び実装ヘッド１０は、Ｘ方向移動テーブル１８における、一対のＹ方向移動テーブル１７、１７間の空間に臨む側の端部に配設され、これら位置調整機構９及び実装ヘッド１０を前記Ｙ方向の直線上に位置するように突出させた位置と、両実装手段５の位置調整機構９及び実装ヘッド１０が互いに干渉する恐れのない位置まで退入した位置との間で出退動作移動可能に構成されている。従って、Ｘ方向移動テーブル１８のＹ方向移動テーブル１７からの突出量及び移動量は小さくて済み、Ｘ方向移動テーブル１８をＹ方向移動テーブル１７にて片持状態で支持しても容易に高い位置精度を確保することができる。

次に、以上の構成による実装動作について、主として図２の動作フロー図と図３〜図８の動作説明図を参照して説明する。まず、図３に示すように、実装手段５Ａの実装ヘッド１０を部品供給部４の部品供給位置１３に位置決めして部品を取り出す（ステップ＃１Ａ）。その際、実装手段５ＡのＸ方向移動テーブル１８を突出動作させて実装ヘッド１０を部品供給位置１３の直上に位置させる。また、実装手段５Ｂの実装ヘッド１０は粗認識位置から精認識カメラ１５による精認識位置に移動し、精認識を行ってその認識結果に基づいて位置補正を行う（ステップ＃１Ｂ）。

次に、図４に示すように、実装手段５Ａの実装ヘッド１０を粗認識カメラ１４による粗認識位置に向けて移動させる（ステップ＃２Ａ）。その際、実装手段５ＡはそのＸ方向移動テーブル１８を退避させた状態でＹ方向に移動させることで実装ヘッド１０の干渉の恐れを回避するようにしている。また、実装手段５Ｂの実装ヘッド１０は位置補正された部品をステージ１２上に位置決めされた液晶パネル１上に実装する（ステップ＃２Ｂ）。

次に、図５に示すように、実装手段５Ａの実装ヘッド１０にて保持している部品位置を粗認識カメラ１４により粗認識し、その認識結果に応じて位置補正を行う（ステップ＃３Ａ）。その際、実装手段５ＡのＸ方向移動テーブル１８を突出動作させて実装ヘッド１０を粗認識カメラ１４の直上に位置させる。また、実装手段５Ｂの実装ヘッド１０は部品供給部４の部品供給位置１３に向けて移動する（ステップ＃３Ｂ）。その際、実装手段５ＢのＸ方向移動テーブル１８を退避させた状態でＹ方向に移動させることで実装ヘッド１０の干渉の恐れを回避している。

次に、図６に示すように、実装手段５Ａの実装ヘッド１０は精認識カメラ１５による精認識位置に移動し、精認識を行ってその認識結果に基づいて位置補正を行う（ステップ＃４Ａ）。また、実装手段５Ｂの実装ヘッド１０は部品供給部４の部品供給位置１３に位置決めして部品を取り出す（ステップ＃４Ｂ）。その際、実装手段５ＢのＸ方向移動テーブル１８を突出動作させて実装ヘッド１０を部品供給位置１３の直上に位置させる。

次に、図７に示すように、実装手段５Ａの実装ヘッド１０は位置補正された部品をステージ１２上に位置決めされた液晶パネル１上に実装する（ステップ＃５Ａ）。また、実装手段５Ｂの実装ヘッド１０は粗認識カメラ１４による粗認識位置に向けて移動させる（ステップ＃５Ｂ）。その際、実装手段５ＢはそのＸ方向移動テーブル１８を退避させた状態でＹ方向に移動させることで実装ヘッド１０の干渉の恐れを回避するようにしている。

次に、図８に示すように、実装手段５Ａの実装ヘッド１０は部品供給部４の部品供給位置１３に向けて移動する（ステップ＃６Ａ）。その際、実装手段５ＡのＸ方向移動テーブル１８を退避させた状態でＹ方向に移動させることで実装ヘッド１０の干渉の恐れを回避している。また、実装手段５Ｂの実装ヘッド１０にて保持している部品位置を粗認識カメラ１４により粗認識し、その認識結果に応じて位置補正を行う（ステップ＃６Ｂ）。その際、実装手段５ＡのＸ方向移動テーブル１８を突出動作させて実装ヘッド１０を粗認識カメラ１４の直上に位置させる。

その後、実装手段５Ａ及び５Ｂはそれぞれステップ＃１Ａ、１Ｂの動作に戻り、以上の動作を繰り返すことにより、実装手段５Ａ及び５Ｂの実装ヘッド１０にて交互に液晶パネル１に部品が実装される。

かくして、部品の粗認識と精認識の２回認識を行ってそれぞれ位置補正することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装手段にてその実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させることで１回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができて高い実装効率を実現することができる。

本発明の部品実装方法と装置は、粗認識と精認識の２回の認識と各々の補正動作を行うことで高精度の実装ができるとともに、複数の実装ヘッドを用いて互いに干渉しないように実装動作を同時に並行して行わせることで１回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで実装することができるので、液晶パネルに対するベアＩＣ部品の実装など、高い実装精度が要求される部品を高い実装効率で実装するのに有用である。

本発明の一実施形態の部品実装装置の概略構成を示す斜視図である。同実施形態の部品実装装置における実装動作のフロー図である。同実施形態の部品実装装置における第１の動作状態を示す斜視図である。同実施形態の部品実装装置における第２の動作状態を示す斜視図である。同実施形態の部品実装装置における第３の動作状態を示す斜視図である。同実施形態の部品実装装置における第４の動作状態を示す斜視図である。同実施形態の部品実装装置における第５の動作状態を示す斜視図である。同実施形態の部品実装装置における第６の動作状態を示す斜視図である。従来例の部品実装装置の概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１液晶パネル（実装対象物）
３位置決め手段
４部品供給部
１０実装ヘッド
１１部品実装装置
１４粗認識カメラ
１５精認識カメラ
１７Ｙ方向移動テーブル
１８Ｘ方向移動テーブル

Claims

実装ヘッドにて部品を保持する工程と、粗認識位置で保持した部品位置を粗認識する工程と、粗認識結果に応じて位置補正する工程と、精認識位置で保持した部品位置を精認識する工程と、精認識結果に応じて位置補正する工程と、位置補正した部品を実装対象物に実装する工程とを有し、かつ複数の実装ヘッドにて、実装ヘッド同士が干渉しないように互いに異なる前記工程動作を同時に並行して行い、各実装ヘッドにて順次部品を実装することを特徴とする部品実装方法。
部品供給部と、粗認識位置に設置した粗認識手段と、精認識位置に設置した精認識手段と、実装ヘッドにて部品供給部で部品を保持し、保持した部品位置の粗認識による補正と精認識による補正を行って実装対象物に実装する複数の実装手段とを備え、複数の実装手段は、それぞれの実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させ、各実装ヘッドにて順次部品を実装するようにしたことを特徴とする部品実装装置。
部品供給部と粗認識手段と精認識手段を一直線にほぼ沿って配設し、前記一直線の両側に一対の実装手段を配設したことを特徴とする請求項２記載の部品実装装置。
実装手段は、前記一直線と平行な方向のＹ方向移動テーブルと、Ｙ方向移動テーブルにて移動及び位置決めされる前記一直線と直交する方向のＸ方向移動テーブルと、Ｘ方向移動テーブルのＹ方向移動テーブル間の空間に臨む端部に装着された実装ヘッドとを備えたことを特徴とする請求項３記載の部品実装装置。