JP2006088103A - Adhesive applying device - Google Patents
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Description
本発明は、接着剤塗布装置の改良に関するもので、詳しくは電子部品組立装置において基板と部品を接着するために使用する接着剤を基板に塗布するための装置の改良である。 The present invention relates to an improvement of an adhesive application apparatus, and more particularly, to an improvement of an apparatus for applying an adhesive used to bond a substrate and a component in an electronic component assembling apparatus to the substrate.
従来より、接着剤塗布装置を使用して容器先端のノズルより接着剤を吐出し、基板上に塗布する接着剤塗布装置が存在した。この接着剤塗布装置は、XYZ軸駆動ロボットなどに取り付けてハンドリングし、事前にプログラミングされた軌跡で基板上に接着剤を塗布するものである。この種の接着剤塗布装置では、基板の画像を取り込んで画像処理装置により位置合わせ補正を行う必要がある。 Conventionally, there has been an adhesive application device that uses an adhesive application device to discharge an adhesive from a nozzle at the tip of a container and apply it onto a substrate. This adhesive application device is attached to an XYZ axis drive robot or the like for handling, and applies adhesive on a substrate in a preprogrammed locus. In this type of adhesive application device, it is necessary to capture an image of the substrate and perform alignment correction by the image processing device.
更に、接着剤塗布装置において接着剤を吐出するノズルを交換した後にずれが生じることや、ある程度の稼働時間の経過後には熱膨張によるずれが生じることがあり、ノズルの位置ずれを調整する必要があった。この位置ずれを調整するため、従来技術では特許文献1に示されるように、仮の基板上にペーストを塗布し、その後、画像認識カメラで塗布されたペーストの位置を測定することによりノズルの位置ずれを検出し、ノズル位置を調整する手段が採用されていた。 Furthermore, in the adhesive application device, a displacement may occur after replacing the nozzle that discharges the adhesive, or a displacement due to thermal expansion may occur after a certain amount of operation time has elapsed, and it is necessary to adjust the displacement of the nozzle. there were. In order to adjust this misalignment, as shown in Patent Document 1, in the prior art, a paste is applied on a temporary substrate, and then the position of the nozzle is measured by measuring the position of the paste applied by an image recognition camera. Means for detecting deviation and adjusting the nozzle position have been adopted.
しかし、上記手段による場合、ノズルと基板との距離により塗布量に差が生じる等が原因で、点状に仮塗布されるペーストの大きさや形状に必ず多少のばらつきが生じるのが現実であるため、ペーストの中心を画像処理して求める際に、中心の位置にずれが生じ、位置精度が上がらないという問題があった。 However, in the case of the above means, it is a reality that there is always some variation in the size and shape of the paste that is temporarily applied in a dot shape due to the difference in the coating amount depending on the distance between the nozzle and the substrate. When the center of the paste is obtained by image processing, there is a problem that the position of the center is shifted and the positional accuracy is not improved.
本発明は、ノズルと基板の平面上の位置と両者の距離を正確に認識し、ノズルのずれの正確な補正ができ、位置精度の良い接着剤の塗布が可能な接着剤塗布装置を提供することを目的とする。 The present invention provides an adhesive application device capable of accurately recognizing the position of the nozzle and the substrate on the plane and the distance between the two, accurately correcting the displacement of the nozzle, and applying the adhesive with good positional accuracy. For the purpose.
第1の発明は、上記課題を解決するため、先端の吐出口から接着剤を吐出するノズルと、ノズルを移動させる移動手段と、接着剤が塗布される基板を保持する保持手段と、基板の位置を認識する基板撮像手段とを有し、基板撮像手段によって基板の位置を認識して所定の位置に接着剤を塗布する接着剤塗布装置に次の手段を付加した。 In order to solve the above problems, a first invention is a nozzle that discharges an adhesive from a discharge port at a tip, a moving unit that moves the nozzle, a holding unit that holds a substrate to which the adhesive is applied, The substrate imaging means for recognizing the position is added, and the following means is added to the adhesive application device that recognizes the position of the substrate by the substrate imaging means and applies the adhesive at a predetermined position.
第1に、前記基板撮像手段をノズルと一体に平面上を移動するように設ける。
第2に、ノズル吐出口の平面上の位置を認識するノズル撮像手段と、ノズル吐出口の高さ方向の位置を検出するノズル高さ検出手段とを設ける。
第3に、ノズル撮像手段によって基板撮像手段とノズル吐出口の平面上の位置関係を求める。
第4に、上記位置関係とともにノズル高さ検出手段によりノズル吐出口の高さ位置を求める。
第5に、求めた平面上の位置関係及び高さ位置をもとにノズルの移動を制御して接着剤を基板の所定位置に塗布する。
First, the substrate imaging means is provided so as to move on a plane integrally with the nozzle.
Second, there are provided nozzle imaging means for recognizing the position of the nozzle outlet on the plane and nozzle height detecting means for detecting the position of the nozzle outlet in the height direction.
Third, the positional relationship on the plane between the substrate imaging means and the nozzle outlet is obtained by the nozzle imaging means.
Fourthly, the height position of the nozzle outlet is obtained by the nozzle height detecting means together with the positional relationship.
Fifth, the movement of the nozzle is controlled based on the obtained positional relationship on the plane and the height position, and the adhesive is applied to a predetermined position on the substrate.
第2の発明は、第1の発明に次の手段を追加したものである。
第1に、ノズル撮像手段と基板撮像手段の間に進退動可能なターゲットマークを設ける。
第2に、ノズル撮像手段によるターゲットマークの認識、基板撮像手段によるターゲットマークの認識及びノズル撮像手段によるノズル吐出口の認識から、ノズル吐出口と基板撮像手段の位置関係を求める。
The second invention is obtained by adding the following means to the first invention.
First, a target mark that can be moved back and forth is provided between the nozzle imaging means and the substrate imaging means.
Secondly, the positional relationship between the nozzle ejection port and the substrate imaging unit is obtained from the recognition of the target mark by the nozzle imaging unit, the recognition of the target mark by the substrate imaging unit, and the recognition of the nozzle ejection port by the nozzle imaging unit.
本発明は、平面上の位置関係とともにノズル高さ検出手段によりノズルの高さ位置を求め、求めた平面上の位置関係及び高さ位置をもとにノズルの移動を制御して接着剤を基板の所定位置に塗布するものであるので、ノズルのずれの正確な補正ができ、位置精度の良い接着剤の塗布が可能な接着剤塗布装置となった。 The present invention obtains the height position of the nozzle by the nozzle height detecting means together with the positional relation on the plane, and controls the movement of the nozzle based on the obtained positional relation on the plane and the height position to apply the adhesive to the substrate. Therefore, the nozzle displacement can be accurately corrected, and the adhesive application device can apply the adhesive with high positional accuracy.
第2の発明は、ノズル撮像手段と基板撮像手段の間に進退動可能なターゲットマークを設け、ノズル撮像手段によるターゲットマークの認識、基板撮像手段によるターゲットマークの認識及びノズル撮像手段によるノズル吐出口の認識から、ノズル吐出口と基板撮像手段の位置関係を求めて、ノズルの補正移動を行うものであるので、ノズル交換時などのキャリブレーション動作が精度良く行えるものとなった。 According to a second aspect of the present invention, a target mark that can move forward and backward is provided between the nozzle imaging unit and the substrate imaging unit, the target mark is recognized by the nozzle imaging unit, the target mark is recognized by the substrate imaging unit, and the nozzle discharge port by the nozzle imaging unit From this recognition, the positional relationship between the nozzle ejection port and the substrate imaging means is obtained, and the correction movement of the nozzle is performed, so that the calibration operation such as when the nozzle is replaced can be performed with high accuracy.
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の1実施例である接着剤塗布装置の概略説明図である。図1中符号1は、接着剤が塗布される基板2が収容されたキャリヤであり、キャリヤ1には、収納凹部が所定の配列に形成されており、該収納凹部に基板2が収容されている。キャリヤ1は、供給部4に供給されてくるマガジン3に複数個段積みされて収容されており、供給部4では、1つのマガジン3にキャリヤ1がなくなると次のマガジン3が供給されてくるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described together with examples according to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of an adhesive application device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a carrier in which a
マガジン3から取り出されたキャリヤ1は、搬送路により接着剤塗布装置5を経て、図示されていない電子部品搭載装置に至り、そこで接着剤の上に電子部品を搭載した上で、接着剤を固め、更に、その後に収納装置に搬送される。尚、実施例で用いられる接着剤としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などがある。
The carrier 1 taken out from the
接着剤塗布装置5は、先端の吐出口11から接着剤を吐出するノズル6と、ノズル6を移動させる移動手段と、接着剤が塗布される基板2を保持する保持手段と、基板2の位置を認識する基板撮像手段たる基板観察カメラ7と、ノズル撮像手段たるノズル観察カメラ8と、ノズル6の吐出口11の高さ方向の位置を検出するノズル高さ測定用変位センサ9と、進退動可能なターゲットマーク10を有している。ノズル高さ測定用変位センサ9は、リニアエンコーダを内蔵した接触式の変位センサとしている。
The
ノズル6を移動させる移動手段としては、X軸方向(キャリヤ1の搬送方向と同方向)には、X軸駆動モータ12で移動するXテーブル13、Y軸方向(キャリヤ1の搬送方向と交差する方向)には、Y軸駆動モータ14で移動するYテーブル15、Z軸方向(上下方向)には、Z軸駆動モータ16にてノズル6を上下動させるZ軸駆動機構17が存在する。
As a moving means for moving the nozzle 6, the X table 13 is moved by the X
ノズル6は、Z軸駆動機構17に上下動可能に取り付けられており、Z軸駆動機構17は、固定のZ軸フレーム18によりXテーブル13上に取り付けられ、Xテーブル13はYテーブル15上に取り付けられている。従って、ノズル6は、Yテーブル15によってY軸方向に、Xテーブル13によってX軸方向に、Z軸駆動機構17によりZ軸方向に移動可能とされている。
The nozzle 6 is attached to the Z-
固定のZ軸フレーム18には、基板観察カメラ7、照明リング19及び基板高さ測定用レーザ変位センサ20が下方に向かって固定されている。従ってZ軸フレーム18には基板観察カメラ7とZ軸駆動機構17が設けられており、基板観察カメラ7とノズル6とはX軸方向及びY軸方向へは一体として移動する。
A
接着剤が塗布される基板2を保持する保持手段は、搬送路の所定停止位置に図示されていない位置決めピンで位置決め保持されたキャリヤ1である。
The holding means for holding the
ノズル観察カメラ8と、ノズル高さ測定用変位センサ9と、ターゲットマーク10は、図示されていない装置本体のベースフレームに固定されている。勿論、ターゲットマーク10は、ノズル観察カメラ8及び基板観察カメラ7の高さ方向中間位置に対して進退動可能とされている
The nozzle observation camera 8, the nozzle height measuring
次に本実施例による初期のキャリブレーション動作を図2のフロー図に従って説明する。第1工程は、ノズル6をZ軸駆動機構17に取り付けることである。第2工程として、ノズル6を、Xテーブル13及びYテーブル15を駆動して、ノズル観察カメラ8の真上に移動する。第3工程として、ノズル観察カメラ8によりノズル6の吐出口11を撮像し、第4工程として、ノズル観察カメラ8の中心に対するノズル6の吐出口11の中心の位置認識をする。
Next, an initial calibration operation according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The first step is to attach the nozzle 6 to the Z-
次に第5工程として、ターゲットマーク10がノズル観察カメラ8の真上に移動し、第6工程として、基板観察カメラ7が、Xテーブル13及びYテーブル15を駆動してターゲットマーク10の真上へ移動する。ここでの真上への移動とは、絶対位置としての真上ではなく、真上と設定した基準位置への移動である。
Next, as a fifth step, the
第7工程として、ノズル観察カメラ8が、ターゲットマーク10を撮像し、第8工程として、ノズル観察カメラ8の中心に対するターゲットマーク10の中心の位置を認識する。他方、第9工程として、基板観察カメラ7がターゲットマーク10を撮像し、第10工程として、基板観察カメラ7の中心に対するターゲットマーク10の中心の位置を認識する。ここで第7、8工程と第9、10工程を並行して動作させてもよい。
As the seventh step, the nozzle observation camera 8 captures the
第11工程として、ノズル6の吐出口11と基板観察カメラ7の実際の位置関係を算出する。つまり、基板観察カメラ7の中心からノズル6の吐出口11の中心のX軸方向及びY軸方向の距離を算出する。その後、第12工程として、ターゲットマーク10が、ノズル観察カメラ8の真上から退避し、第13工程として、ノズル6が、ノズル高さ測定用変位センサ9の真上に移動する。
As an eleventh step, the actual positional relationship between the
第14工程として、ノズル6が設定した基準高さ位置まで下降し、第15工程として、ノズル高さ測定用変位センサ9によりノズル6の実際の高さを検出し、第16工程として、基準高さからのZ軸方向のずれを算出する。以上で初期のキャリブレーション動作が終了する。このキャリブレーション動作では、ノズル6の撮像の後にターゲットマーク10を撮像しているが、ターゲットマーク10を撮像してからノズル6を撮像しても良い。更に、上記キャリブレーション動作では、ノズル6の平面上の位置測定を行ってから、ノズル6の高さ測定を行っているが、先にノズル6の高さを測定してから平面上の位置の測定をしても良い。
As the 14th step, the nozzle 6 is lowered to the set reference height position, and as the 15th step, the actual height of the nozzle 6 is detected by the
次に、本接着剤塗布装置5による接着剤塗布の動作について図3のフロー図に従い説明する。第1工程は、マガジン3から、第1のキャリヤ1を取り出し、第2工程として、所定の位置へ搬送する。この位置で第1のキャリヤ1は、位置決めピンで位置決め保持される。
Next, the operation of the adhesive application by the
第3工程として、基板観察カメラ7が、第1の基板2の上に移動し、第4工程として、基板観察カメラ7が、第1の基板2を撮像し、第5工程として、基板2の位置を認識し、基板観察カメラ7の中心から基板2の中心のX軸方向及びY軸方向の距離を算出する。第6工程として、第5工程で算出した距離とキャリブレーション時に求めた基板観察カメラ7とノズル6の吐出口11の中心間の距離をもとに、基板2上の接着剤塗布位置へのX軸方向及びY軸方向のノズル移動距離を算出する。
The
第7工程として、ノズル6が、第1の基板2の塗布位置の真上に移動し、第8工程として、基板高さ測定用レーザ変位センサ20にて、基板2の高さを測定する。第9工程として、ノズル6は、第8工程で求めた基板2の高さと、キャリブレーション時に求めたノズル6の高さのずれ量とから、基板2とノズル6の吐出口の距離が所定の塗布高さとなるノズル6のZ軸方向の下降量を算出し、第10工程として、ノズル6を塗布高さまで下降させ、第11工程で、接着剤を塗布する。第12工程として、基板観察カメラ7が、第1の基板2上に移動し、第13工程として、接着剤の塗布状態を撮像して検査する。第14工程は、基板観察カメラ7が、第2の基板2上に移動し、上記工程の動作を繰り返し行うことになる。
As the seventh step, the nozzle 6 moves to a position directly above the application position of the
1.....キャリヤ
2.....基板
3.....マガジン
4.....供給部
5.....接着剤塗布装置
6.....ノズル
7.....基板観察カメラ
8.....ノズル観察カメラ
9.....ノズル高さ測定用変位センサ
10....ターゲットマーク
11....吐出口
12....X軸駆動モータ
13....Xテーブル
14....Y軸駆動モータ
15....Yテーブル
16....Z軸駆動モータ
17....Z軸駆動機構
18....Z軸フレーム
19....照明リング
20....基板高さ測定用レーザ変位センサ
1. . . . .
Claims (2)
A target mark that can be moved back and forth is provided between the nozzle imaging means and the substrate imaging means. From the recognition of the target mark by the nozzle imaging means, the recognition of the target mark by the substrate imaging means, and the recognition of the nozzle discharge port by the nozzle imaging means, The adhesive application device according to claim 1, wherein a positional relationship between the outlet and the substrate imaging means is obtained.
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