JP2005526405A - コンポーネントを載置装置によって基体ホルダ上の所望位置へ載置する方法およびその方法を実施するために最適な装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンポーネントを基体上における所望位置に比較的正確かつ素早く位置させる。
【解決手段】 方法および装置は、コンポーネント(2)を基体(3)上の所望位置に載置装置(1)によって載置するものである。コンポーネントは、所望位置上方の中間位置へ搬送されかつコンポーネントの中間位置および所望位置間の相違がカメラ(12)および処理装置によって決定される。それから、コンポーネントは、位置を変えて、所望位置へ搬送される。カメラは、コンポーネントが基体と面する側と反対側に配置されており、載置装置(1;5、6、7)とともに所望位置を含む、基体の少なくとも一部を撮像する。

Description

この発明は、コンポーネントを基体上の所望位置へ載置装置によって載置する方法であって、コンポーネントが、載置装置によって基体上の所望位置上方の中間位置へ移動させられ、その後、コンポーネントの中間位置および基体上のコンポーネントの所望位置間の相違が、少なくとも１つのカメラおよび処理装置によって決定され、その後、コンポーネントが、載置装置によって中間位置および基体に関する所望位置間の相違に基づいて移動させられかつ基体上の所望位置に位置決めされる方法に関する。

この発明は、また、その方法を実施するために好適な装置に関する。

特許文献１から既知である、そのような方法および装置において、コンポーネントは、載置装置を使用する一方、コンポーネント供給装置によって取上げられる。基体は、あらかじめ定められた位置へ基体ホルダによって運ばれる。コンポーネントと一緒に、載置装置は、基体上の所望位置上方の中間位置へ移動させられる。つぎに、少なくとも１つのカメラ、光学システムおよび照明装置を備えた調整装置が、載置装置および基体間に位置させられる。コンポーネントが載置されるべき基体上の位置と同様に、コンポーネントの位置は、調整装置およびこれに連結された処理装置によって決定される。つぎに、処理装置によって、コンポーネントが基体上の所望位置上方に丁度位置させられているか、あるいは、中間位置および所望位置間にずれがあるか、否かが決定される。

つぎに、調整装置は、載置装置および基体間の領域から移動させられ、その後に、載置装置は、中間位置および所望位置間のずれを参照して移動させられ、それで、コンポーネントは、基体上の所望位置に位置させられる。

基体上におけるコンポーネントの正確な載置は、そのような方法および装置によって保証されるかも知れないが、載置装置および基体間に調整装置を提供しかつそれを再び撤去することは、比較的時間を消費する事項である。さらに、載置装置および基体間に調整装置を位置させるための充分なスペースを提供するように基体上において比較的大きい距離でもって載置装置は位置させられるべきである。この比較的大きい距離は、載置の間に過ちをもたらすことであろう。さらに、この距離をほ克服するためには比較的大きい時間が掛かる。
ＷＯ９７／０２７０８

この発明の目的は、コンポーネントを基体上における所望位置に比較的正確かつ素早く位置させうる方法を提供することにある。

この発明による方法において、その目的は、基体の、所望位置を含む少なくとも一部およびコンポーネントを支持している載置装置の像が、カメラによってコンポーネントの、基体から遠い側から造られることによって達成される。

像を、コンポーネントの、基体から遠い側から造ることにより、カメラは、載置装置および基体間にスペースを用意する必要が無い。したがって、載置装置は、像が造られる前に、基体に接近して配置されることが可能となる。基体と同様に載置装置は、像の中に見ることができるから、載置装置および基体の相互の位置は、直接的に決定しうる。

先に述べた特許文献１の方法において、２つの像が造られるか、あるいは、２つの像は光学システムによって他の像の上に造られる。後者の場合において、２つの重ね合わされた像に正確な投影を保証するために光学システムは相対的に精度を必要とする。

この発明による方法においては、載置装置および基体の双方の像は、直接的に造られる。

像が造られたときに、載置装置は、基体上方の比較的近い距離の所に位置させられ、それで、コンポーネントの中間位置および基体上におけるコンポーネントの所望位置間のずれは、比較的正確な方法で像に関して決定されうる。つぎに、中間位置および所望位置間を橋渡しする距離は比較的小さいから、コンポーネントは、比較的素早く基体上に載置されうる。

この発明による方法の具体例は、基体上のコンポーネントの所望位置に関する載置装置の相対的位置が、像から決定されることを特徴とする。

像を参照して基体上の所望位置に関する載置装置の相対的位置を決定することにより、載置装置は、比較的素早くかつ所望位置を含む基体の一部に比較的小さい正確さでもって移動可能であり、その後に、基体に関する、載置装置の相対的位置が決定された後に、載置装置は正確に位置されられうる。

この発明によるさらなる具体例は、載置装置を所望位置上方の中間位置へ移動させる前に、載置装置に関するコンポーネントの相対的位置が決定され、その後、基体に関する載置装置の相対的位置が像に関して決定され、つぎに、基体に関するコンポーネントの相対的位置が、載置装置に関するコンポーネントの相対的位置および基体上の所望位置に関する載置装置の相対的位置を参照して決定されることを特徴とする。

このことは、コンポーネントに関する載置装置の相対的位置を参照して基体に関するコンポーネントおよび基体の相互の位置を正確に決定する可能性を提供する。

この発明によるさらなる具体例は、コンポーネントが基体の少なくとも一部の像に見ることが可能であり、基体に関するコンポーネントの相対的位置がその像を参照しながら決定されることを特徴とする。

コンポーネントが像の中に見ることができれば、基体に関するコンポーネントの相対的位置を直接的に決定することができ、それで、コンポーネントまたは基体に関する載置装置の相対的位置を決定する必要性が無くなる。

この発明は、また、基体キャリヤと、基体キャリヤに関して移動しうる載置装置と、少なくとも１つのカメラと、処理装置と、カメラおよび載置装置間に配置された光学システムとを備えている装置に関する。

この発明による装置は、載置装置の少なくとも一部および作動中に基体キャリヤに支持された基体の少なくとも一部が、カメラに光学システムによって撮像されうることを特徴とする。

載置装置および基体の相互位置がカメラに同時に撮像されうるから、基体に関する載置装置および載置装置に支持された、基体に関するコンポーネントの相対的位置は、比較的シンプルに決定されうる。

この発明による装置の具体例は、載置装置が、少なくとも１つのマークを備えていることを特徴とする。

マークは、載置装置の満足できる検出能を保証する。

この発明によれば、コンポーネントを基体上における所望位置に比較的正確かつ素早く位置させることができる。

この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。

図１Ａ−１Ｃは、コンポーネント２を基体３上に載置する異なる段階を通じての、この発明による装置１を示している。

載置装置１は、センタライン４にそってのびているチューブ５を有しており、チューブの下側にはノズル６を有している。コンポーネントを取上げるために準大気圧がチューブ５およびノズル６に提供されうる。チューブ５の外周面には複数のマーク７が所定間隔で設けられている。ノズル６の、マーク７と面する側にはミラー８が備えられている。チューブ５は、センタライン４に対して４５°の角度で配列されたミラー９をノズル６から遠い側で貫通してのびている。ミラー９と平行に拡がる第２ミラー10がミラー９から間隔をおいて置かれている。レンズシステム11がミラー10から間隔をおいて置かれている。レンズシステム11の、ミラー10から遠い側にカメラ12が配置されている。ミラー９、10、レンズシステム11およびカメラ12と一緒に、載置装置１は、矢印Ｘ１，Ｙ１およびＺ１で示す方向およびその反対方向に移動しうる。移動は、既知の移動装置（図示しない）によって行われる。ノズル６と一緒に、載置装置１のチューブ５は、アクチュエータ13によって、カメラ12に関して比較的小さい距離だけ、矢印Ｘ２，Ｙ２およびＺ２で示す方向およびその反対方向に移動可能でありかつセンターライン４の回りに矢印ｖで示す方向およびその反対方向に回転可能である。

さらに、図１Ａに見られるように、第２カメラ14と、ノズル６およびカメラ14間に位置させられた光学システム15とが、ノズル６の、カメラ12から遠い側に配置されている。

この発明による装置の作動が、図１Ａ−１Ｃを参照しながら、今、説明されるであろう。

カメラ12と一緒に、載置装置１は、コンポーネント供給装置（図示しない）へ移動させられ、そこでは、コンポーネント２がノズル６のバキュームによって取上げられる。つぎに、コンポーネント２がカメラ14の上に位置させられるまで、コンポーネント２は、矢印Ｘ１，Ｙ１およびＺ１で示す方向に載置装置１によって移動させられる。つぎに、ノズル６、そして載置装置１に関するコンポーネント２の位置が、カメラ14およびこれに連結された処理装置（図示しない）によって決定される（図１Ａ）。

載置装置１に関するコンポーネント２の位置が決定された後に、コンポーネント２が中間位置、これは、図１Ｂに示され、基体２上の所望位置に近い基体２上に位置させられるまで、載置装置１がカメラ12と一緒にＸ１，Ｙ１およびＺ１方向に移動させられる。コンポーネント２が位置させられるべき、基体３の一部の像は、カメラ12によって造られるであろう。光学経路16内のチューブ５、このチューブ上のマーク７およびノズル６は、その像の上で見ることができる。像がカメラ12によって造られると直ちに、マーク７およびミラー８間の距離は、ミラー８および基体３間の距離に等しいことが好ましく、それで、光学的には、マーク７の鏡像７′は、基体３上にそれがあったように位置させられる。カメラ12の焦点の比較的小さい深さでもって、正確な像が造られうる。つぎに、基体３の方向、そして、とくに、コンポーネントが位置されるべき部分が、カメラ12から得られた像12を参照して、マーク７′そして、それ故、載置装置１に関して、処理装置によって決定される。

つぎに、基体３に関するコンポーネント２の相対的位置が、載置装置１、そして、今計算されたマーク７′、それ故、基体３に関する載置装置に関する、コンポーネント２のあらかじめ決定された位置を参照しながら処理装置によって計算される。

図１Ｂに示されている状態で、コンポーネント２は、基体３上の所望位置のＸ方向における距離の中間位置に位置させられている。

コンポーネント２の、基体３に関する相対的位置が計算された後に、チューブ５は、カメラ12に関してＺ２方向下向きに移動させられ、一方、Ｘ２方向の移動、必要ならば、Ｙ２方向の必要に修正がアクチュエータ13によって行われる。チューブ５は、コンポーネント２が基体２上に位置させられるまで、Ｚ２方向に移動させられる。つぎに、コンポーネント２はノズル６から開放され、チューブ５は、載置装置１の元の位置に戻される。 チューブ５下向き移動の間に、カメラ12によって連続的に像を造ることが可能であり、それで、チューブ５の下向き移動の間に、Ｘ２またはＹ２方向の追加的修正を計算しかつアクチュエータ13によってこの修正を行うことが可能である。

図２は、カメラ12によって造られた像20を示しており、その像には、チューブ５、ノズル６およびマーク７の鏡像７′と同様に、基体３の一部が見られる。基体２には複数の電線21が備えられており、これに関して、載置すべき基体２が整列される。基体上の所望位置に関して、図１Ｂに示される状態の基体２の中間位置は、像20に関して決定されうる。

図３は、この発明による装置30の第２具体例を示しており、これには、ミラー９、10および光学的システム11に代わって、複数のグラスファイバー31が備えられており、その一端はカメラ32に連結され、カメラ32から遠い端は、基体３に臨ませられている。そのようなカメラ32は、基体３に関する載置装置30のチューブ５の相対的位置を決定しうる可能性を提供している。

図４は、この発明による装置40の第３具体例を示しており、これには、基体３に関する載置装置40のチューブ５の相対的位置は、コンポーネント２が基体３上に位置させられる前に、複数のカメラ41によって決定される。

コンポーネント２が比較的大きい、例えば、ノズル６よりも大きければ、カメラ12、32、41によって像を直接的に造ることが可能であり、その像には、載置装置の一部、コンポーネントおよび基体３の一部をも見ることができる。基体３に関するコンポーネント２の相対的位置は、それで、この像に関して直接的に決定されうる。

ノズル６に関するコンポーネントの位置が決定されたときに、固定マーキングプレートを使用することができ、マーキングプレートおよびこのプレート上に位置させられたコンポーネントの像は、カメラ14によって同時に造られ、一方、マーキングプレートおよびマーク７の像は、カメラ12によって造られる。マークに関するコンポーネントの位置は、つぎに、双方の像から決定される。

マーク７として、明るい放射ダイオード（ＬＥＤ）または明るい導電ファイバーを使用することが可能である。

コンポーネントは、この発明による装置および方法によって比較的急速に載置することが可能である。さらに、装置全体は比較的精密でなくてもよく、必要な精度は、実際に載置される間に達成されうる。

コンポーネントを基体上に載置する、図１Ａ−１Ｃによる異なる段階の、この発明による装置を示す。 図１に示す装置によって造られた像を示す。 この発明による装置の第２の具体例を示す。 この発明による装置の第３の具体例を示す。

符号の説明

１ 載置装置
２ コンポーネント
３ 基体
６ ノズル
７ マーク
11 レンズシステム
12 カメラ

Claims (10)

1. コンポーネントを基体上の望ましい位置へ載置装置によって載置する方法であって、コンポーネントが、載置装置によって基体上の所望位置上方の中間位置へ移動させられ、その後、コンポーネントの中間位置および基体上のコンポーネントの所望位置間の相違が、少なくとも１つのカメラおよび処理装置によって決定され、その後、コンポーネントが、載置装置によって中間位置および基体に関する所望位置間の相違に基づいて移動させられかつ基体上の所望位置に位置決めされる方法において、基体の、所望位置を含む少なくとも一部およびコンポーネントを支持している載置装置の像が、カメラによってコンポーネントの、基体から遠い側から造られることを特徴とする方法。
2. 基体上のコンポーネントの所望位置に関する載置装置の相対的位置が、像から決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 載置装置を所望位置上方の中間位置へ移動させる前に、載置装置に関するコンポーネントの相対的位置が決定され、その後、基体に関する載置装置の相対的位置が像に関して決定され、つぎに、基体に関するコンポーネントの相対的位置が、載置装置に関するコンポーネントの相対的位置および基体上の所望位置に関する載置装置の相対的位置を参照して決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. コンポーネントおよび載置装置の像が、さらなるカメラによってコンポーネントの、載置装置から遠い側から造られ、載置装置に関するコンポーネントの相対的位置が像を参照して決定される請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. コンポーネントが基体の少なくとも一部の像に見ることが可能であり、基体に関するコンポーネントの相対的位置がその像を参照しながら決定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法を実施するために適した装置であって、基体キャリヤと、基体キャリヤに関して移動しうる載置装置と、少なくとも１つのカメラと、処理装置と、カメラおよび載置装置間に配置された光学システムとを備えている装置において、載置装置の少なくとも一部および作動中に基体キャリヤに支持された基体の少なくとも一部が、カメラに光学システムによって撮像されうることを特徴とする装置。
7. 載置装置が、少なくとも１つのマークを備えていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 載置装置が、マークおよび基体キャリヤ間に配置されたミラーを備えている請求項７に記載の装置。
9. ミラーおよび作動中に基体キャリヤによって支持された基体間の距離が、ミラーおよびカメラ内に基体を撮像したマーク間の距離に実質的に等しいことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 載置装置が、載置装置に関して移動しうるバキュームチューブを備えている請求項６〜９のいずれか１つに記載の装置。
    

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