JP2008041712A - Method and apparatus for packaging electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品供給位置と部品搭載位置とにわたってXY平面上を移動可能なヘッドユニットに装着されたノズルに部品を吸着し、Z方向に移動して実装する電子部品実装方法及び装置に係り、ノズルインナに対してノズルスライダが摺動する二重構造のノズルなどでも、部品の吸着時や、吸着した部品の搭載時における、押圧による位置ずれ、又吸着ミスや搭載エラーを抑制することができる電子部品実装方法及び装置に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting method and apparatus for adsorbing a component to a nozzle mounted on a head unit movable on an XY plane over a component supply position and a component mounting position, and moving and mounting in a Z direction. Even with a double-structured nozzle where the nozzle slider slides against the nozzle inner, it is possible to suppress misalignment due to pressing, suction errors, and mounting errors when picking up components or mounting sucked components. The present invention relates to a component mounting method and apparatus.
図1は、従来例の電子部品実装装置1全体の外観を示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an entire electronic
電子部品実装装置1は、ケーシング3で覆われている。該ケーシング3の正面には、オペレータが入力操作するためのキーボード5と、画面表示するための液晶モニタ6が設けられている。又、該ケーシング3の上部後方には、報知手段としての表示ランプ7が設けられている。
The electronic
図2は、ケーシング3内部にある電子部品実装装置1の主要部1aの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of the
図2において、符号12は基板10を搬送する基板搬送装置で、この基板搬送装置12は周知のように、図2においてX矢印へ搬送される基板10を部品搭載位置13において位置決め固定するようになっている。又、電子部品実装装置1の前後には、それぞれ複数の部品供給装置18が配列されている。
In FIG. 2,
上述の基板搬送装置12の上部には、電子部品を真空吸着可能な吸着ノズル50を着脱可能に支持し、モータ11ZによりZ方向(図中上下方向)に動作させ、又、モータ11θによりθ回転方向に動作させる複数のヘッドシャフト20を備えたヘッドユニット16が設けられている。これらヘッドシャフト20それぞれには、ノズル交換ステーション23からの吸着ノズル50が着脱される。後述するノズル1〜3は、ノズル交換ステーション23にあるこのような吸着ノズル50の一例である。これらヘッドシャフト20は、合計5つであり、それぞれノズルL1〜L4、Rと呼ぶ。なお、それぞれのヘッドシャフト20において、θ回転方向は、Z方向の軸線周りに回転する軸方向であり、部品搭載時には部品の押圧位置に鉛直な軸線周りに回転する軸方向である。
A
該ヘッド16は、モータ11X及び11Yが駆動するXY移動機構17により、電子部品を供給する部品供給装置18から部品を吸着する部品供給位置と、基板10における部品搭載位置13とにわたるXY平面上を、X−Y方向(水平方向)自在に移動可能になっている。なお、該ヘッドユニット16が移動可能なXY平面の範囲は、上記部品供給位置、及び上記部品搭載位置13に加え、部品認識装置30により部品を認識する位置や、荷重測定装置24により荷重を測定する位置も含まれている。
The
図3は、該従来例の吸着ノズル50を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the
該吸着ノズル50は、ノズルインナ(保持部材)52と、コイルスプリング54と、ノズルスライダ56とを備える。該ノズルスライダ56は、ノズルインナ52において上下動可能に支持され、コイルスプリング54により常に下方に一定の付勢力で付勢される。
The
部品供給装置18から部品を吸着する際、又、基板10上に部品を搭載する際、吸着ノズル50のZ方向の高さの誤差が、上記の上下動の動作可能範囲であれば、該上下動によって該誤差を吸収することができる。この時、吸着ノズル50やヘッドユニット16、又、吸着されている部品や基板10に加わる荷重は、コイルスプリング54による付勢力の大きさになり、上記上下動がない場合に比べ格段に抑えられる。従って、部品に加わる吸着ノズル50先端からの荷重が抑えられ、部品や基板10、又部品供給装置18などの破損を防止することができる。
When picking up a component from the
なお、ヘッドユニット16が基板10に接近するなどして、ノズルインナ52におけるノズルスライダ56の上下動の押し込み量が大になると、コイルスプリング54の圧縮量は大になってその付勢力も大になり、部品を基板10に押し付ける荷重も大になる。反対に、該接近が疎いと、ノズルインナ52におけるノズルスライダ56の上下動の押し込み量が小になり、コイルスプリング54の圧縮量は小になってその付勢力も小になり、部品を基板10に押し付ける荷重も小になる。
In addition, if the
図4は、本従来例の部品認識装置30及びカメラユニット35を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the
部品認識装置30は、図2に示すように、ヘッドユニット16が移動可能なXY平面の範囲内において、基板10と干渉しない位置に設けられている。該部品認識装置30は、照明部31と、撮像レンズ部32と、カメラ部33とを有している。
As shown in FIG. 2, the
カメラユニット35は、ヘッドユニット16に取り付けられ、該ヘッドユニット16と一体でX−Y−Z方向に移動する。該カメラユニット35は、照明部36と、撮像レンズ部37と、撮像部38とを有している。又、該カメラユニット35は、基板10に付された該基板10における基準位置を示す基板マークや、吸着部品21等を認識可能になっている。
The
吸着した部品21を基板10上へ正確に搭載するためには、吸着された部品21のノズルとの位置関係を正確に認識する必要があり、同時に、部品搭載位置13に搬入された基板10の正確な位置を認識する必要がある。前者の認識は、部品認識装置30において、吸着ノズル50に吸着された部品21をカメラ部33により下方から撮像し、該撮像の映像に基づいて行う。又、後者の認識は、カメラユニット35において、基板10上の基板マークを上方から撮像部38により撮像し、該撮像の映像に基づいて行う。
In order to accurately mount the sucked
このような従来例において、電子部品実装の動作概要を説明すると、まず、ヘッドユニット16は、部品供給装置18内の該当部品吸着位置まで移動して、吸着ノズル50を下降させ、ノズルスライダ56先端で電子部品を押圧し真空吸着させる。この後、ヘッド16を基板10上の該当搭載位置に移動して吸着ノズル50を下降し、電子部品を基板10に押圧しつつ、ノズルスライダ56の真空吸着を解除して、該電子部品を基板10に装着する。
In such a conventional example, the outline of the operation of electronic component mounting will be described. First, the
以上のような部品搭載動作は、搭載する部品毎に行われる。又、電子部品を基板に装着して基板を生産する際に必要な搭載プログラムは、基板データ、搭載データ、部品データ、吸着データ等から構成されており、これら構成要素毎に出力可能とされている。 The component mounting operation as described above is performed for each component to be mounted. In addition, the mounting program required when mounting electronic components on a board to produce a board is composed of board data, mounting data, parts data, suction data, etc., and can be output for each of these components. Yes.
ここで、特許文献1では特に、荷重測定装置24により、吸着ノズル50のコイルスプリング54の付勢力を検出するようにしている。
Here, in
具体的には、ヘッド16が駆動して、ノズル交換ステーション23から吸着ノズル50を取り出し、これを荷重測定装置24上へ案内し、吸着ノズル50を荷重測定装置24へ押圧し、吸着ノズル50のスプリング54の付勢力を検出する。又、該検出の付勢力の値を、吸着ノズル50毎の基準の付勢力値と比較し、基準の付勢力値の範囲外であれば、この情報を登録し、これを報知する吸着ノズル判別プログラムが記憶されている。
Specifically, the
しかしながら、図3のような二重構造の吸着ノズル50の場合、ノズルインナ52に対してノズルスライダ56が摺動するためには、多少の遊びが必要となるが、遊びがあることにより部品搭載時に吸着ノズル50に対して部品がずれる場合がある。特に、ノズル50先端の部品吸着面が、基板10に対して平行ではなく、傾いていた場合、搭載時に部品が基板10に一角から接触し、その後に部品下面が全体的に接触していく。部品の一角が基板に接触した時点で、ノズルスライダ56の上記の遊びのがた分だけ、該ノズルスライダ56がノズルインナ52に対してずれ、該ずれ分だけ部品の搭載位置も基板に対してずれることになる。
However, in the case of the
なお、上記の遊びが少ないと、このようなずれは小になる。しかしながら、ノズルインナ52におけるノズルスライダ56の摺動の動きが渋くなり、又該摺動の動きに引っ掛かりなどが発生するようになる。
In addition, when there is little said play, such a shift | offset | difference becomes small. However, the sliding movement of the
部品供給装置18から部品を吸着する際、又、基板10上に部品を搭載する際、このように摺動が渋くなったり、引っ掛かりが発生したりすると、吸着ノズル50やヘッドユニット16、又、吸着されている部品や基板10に加わる荷重が大きくなり、部品や基板10、又部品供給装置18などの破損を招いてしまうおそれがある。
When the component is sucked from the
あるいは、ノズルインナ52において、ノズルスライダ56が押し込まれた状態で引っ掛かっていると、部品供給装置18から部品を吸着する際に、吸着ノズル50が部品に接触せず従って吸着されずに、吸着ミスが発生したりする。あるいは、吸着されている部品を基板10上に搭載する際に、基板10に部品が未だ接触していないにもかかわらず、部品吸着が解除されて、搭載エラーが発生したりしてしまう。
Alternatively, if the
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ノズルインナに対してノズルスライダが摺動する二重構造のノズルなどでも、部品の吸着時や、吸着した部品の搭載時における、押圧による位置ずれ、又吸着ミスや搭載エラーを抑制することができる電子部品実装方法及び装置を提供することを課題とする。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and even when a nozzle having a double structure in which a nozzle slider slides with respect to a nozzle inner or the like, at the time of adsorbing a component or mounting an adsorbed component, It is an object of the present invention to provide an electronic component mounting method and apparatus capable of suppressing positional displacement caused by pressing, suction mistakes, and mounting errors.
本願の第1発明の電子部品実装方法は、部品供給位置と部品搭載位置とにわたってXY平面上を移動可能なヘッドユニットに装着された、所定の付勢力で部品をZ方向に押圧するノズルスライダを備える吸着ノズルに、該部品供給位置で部品を吸着してから、該部品搭載位置に移動して実装する電子部品実装方法において、前記押圧の際の、X方向、Y方向、及び該押圧位置に鉛直な軸を回転軸とするθ方向の内の、少なくとも一方向の成分の、該押圧箇所における荷重を測定する荷重測定装置を、ヘッドユニットの移動範囲内に配置し、該荷重測定装置を用いて、該測定結果の荷重と、該測定の軸方向への搭載位置ずれ量との相関関係を把握しておき、部品搭載時に、この時の前記荷重から、この時の前記搭載位置ずれ量を該相関関係に基づいて予測し、該予測荷重に基づいて部品搭載位置を補正するようにしたことにより、前記課題を解決したものである。 In the electronic component mounting method according to the first invention of the present application, a nozzle slider mounted on a head unit movable on the XY plane over a component supply position and a component mounting position is pressed with a predetermined urging force in the Z direction. In an electronic component mounting method in which a component is attracted to the suction nozzle provided by the component supply position and then moved to the component mounting position and mounted, the X direction, the Y direction, and the pressing position at the time of the pressing are A load measuring device for measuring the load at the pressed position of at least one component in the θ direction with the vertical axis as the rotation axis is disposed within the moving range of the head unit, and the load measuring device is used. Thus, the correlation between the load of the measurement result and the mounting position deviation amount in the axial direction of the measurement is grasped, and when the component is mounted, the mounting position deviation amount at this time is calculated from the load at this time. Based on the correlation There predicted, by which is adapted to correct the component mounting position on the basis of the predicted load is obtained by solving the above problems.
前記電子部品実装方法において、前記測定結果の荷重が、基準値を超えるノズルに関しては、使用しないようにするか、又は未使用にするようにすることができる。 In the electronic component mounting method, a nozzle whose measurement result load exceeds a reference value may not be used or may be unused.
あるいは、本願の第2発明の電子部品実装装置は、部品供給位置と部品搭載位置とにわたってXY平面上を移動可能なヘッドユニットに装着された、所定の付勢力で部品をZ方向に押圧するノズルスライダを備える吸着ノズルに、該部品供給位置で部品を吸着してから、該部品搭載位置に移動して実装する電子部品実装装置において、保持部材に上下動可能に支持され、前記部品供給位置において電子部品を吸着する際に、所定の付勢力で押圧するノズルスライダを備えた複数の吸着ノズルと、前記XY平面において自在に移動可能に支持すると共に、前記吸着ノズルをZ方向に移動可能、且つ着脱可能に支持したヘッドユニットと、ヘッドユニットの移動範囲内で、ヘッドユニットと対向する位置に配置され、ノズルスライダが押圧した際の、X方向、Y方向、及び該押圧位置に鉛直な軸を回転軸とするθ方向の内の、少なくとも一方向の成分の、該押圧箇所における荷重を検出する荷重測定装置と、該荷重測定装置を用いて把握された、該測定結果の荷重と、該測定の軸方向への搭載位置ずれ量との相関関係を記憶しておき、部品搭載時に、この時の前記荷重から、この時の前記搭載位置ずれ量を該相関関係に基づいて予測し、該予測荷重に基づいて部品搭載位置を補正する制御装置と、を備えたことにより、前記課題を解決したものである。 Alternatively, the electronic component mounting apparatus according to the second invention of the present application is a nozzle that is mounted on a head unit that can move on the XY plane across the component supply position and the component mounting position, and presses the component in the Z direction with a predetermined urging force. In an electronic component mounting apparatus that picks up a component from a suction nozzle having a slider at the component supply position and then moves to the component mounting position and mounts the electronic component mounting apparatus, the holding member supports the component in a vertically movable manner. A plurality of suction nozzles each having a nozzle slider that presses with an urging force when sucking an electronic component, and supports the suction nozzles so as to be freely movable in the XY plane, and the suction nozzles are movable in the Z direction; and A head unit that is detachably supported, and located at a position facing the head unit within the range of movement of the head unit, when the nozzle slider is pressed , X direction, Y direction, and a load measuring device that detects a load at the pressed position of a component in at least one of the θ directions with the axis perpendicular to the pressing position as a rotation axis, and the load measuring device The correlation between the load of the measurement result and the mounting position shift amount in the axial direction of the measurement, which is grasped using the above, is stored, and when the component is mounted, the load at this time is calculated from the load at this time. By providing a control device that predicts the amount of mounting position deviation based on the correlation and corrects the component mounting position based on the predicted load, the problem is solved.
上述のように、本発明によれば、X方向、Y方向、及び該押圧位置に鉛直な軸を回転軸とするθ方向の内の、少なくとも一方向の成分の、部品搭載時のノズルが与える荷重を測定することにより、搭載位置ずれ量を予測し、搭載位置ずれ量が大きいと予想されるノズルを未使用にすることにより、ノズルに起因する搭載位置ずれ量を規格値に抑えることができる。又、部品の搭載位置ずれ量を予測した結果から、搭載位置を補正することにより、搭載精度の向上を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the nozzle at the time of component mounting of at least one direction component in the X direction, the Y direction, and the θ direction with the axis perpendicular to the pressing position as the rotation axis is provided. By measuring the load, it is possible to predict the amount of mounting position deviation, and by not using a nozzle that is expected to have a large amount of mounting position deviation, the amount of mounting position deviation caused by the nozzle can be suppressed to the standard value. . Further, the mounting accuracy can be improved by correcting the mounting position from the result of predicting the mounting position deviation amount of the component.
以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図5は、本発明が適用された実施形態に用いられる荷重測定装置40の側面図である。
FIG. 5 is a side view of the
本実施形態の電子部品実装装置は、前述した従来例において、その荷重測定装置24に置き換えて荷重測定装置40を用い、又制御プログラムは該荷重測定装置40に係り本発明が適用されるものに置き換えたものである。なお、図2において該荷重測定装置40は、外カバーに収納された状態で図示されている。本実施形態は、これら以外について、その外観は前述の図1と、その主要部は図2と、その吸着ノズル50は図3と、又部品認識装置30やカメラユニット35については図4と同じになっている。
The electronic component mounting apparatus according to this embodiment uses the
図5に示すように、本実施形態の荷重測定装置40は、吸着ノズル50の先端を上方から押圧する接触プレート41と、該接触プレート41を支えるプレート取付部42と、1つ又は複数のロードセル45と、該ロードセル45が配置されるベースプレート部48とを有している。
As shown in FIG. 5, the
ここで、図6は、Z方向の荷重を検出するロードセル本体46Z、及び、該ロードセル本体46Zを内蔵し、Z方向の荷重を検出することができるロードセル45Zを示す斜視図である。
Here, FIG. 6 is a perspective view showing a load cell
図7は、ロードセル本体46X、ロードセル本体46Z、ロードセル本体46Y、及び、これらロードセル本体46X、ロードセル本体46Z、ロードセル本体46Yを内蔵し、X方向、Z方向、Y方向の荷重を個別に又同時に検出することができるロードセル45XYZを示す斜視図である。
FIG. 7 shows the load cell
図8は、θ方向の荷重を検出するロードセル本体46θ、及び、該ロードセル本体46θを内蔵し、Z方向の荷重を検出することができるロードセル45θを示す斜視図である。 FIG. 8 is a perspective view showing a load cell main body 46θ that detects a load in the θ direction and a load cell 45θ that incorporates the load cell main body 46θ and can detect a load in the Z direction.
本実施形態ではロードセル45において、例えば、ベースプレート部49上に順に、図8のロードセル本体46θと、図7ロードセル45XYZとを積み重ねて用いることで、X方向、Z方向、Y方向に加えて、θ方向の各方向の荷重を、個別に又同時に検出することができるようになっている。
In the present embodiment, in the
なお、前述した従来例の荷重測定装置24では、荷重測定装置40においてロードセルは図6の符号45Zのもののみを用いるものと言うこともできる。
In the
図9は、本実施形態における制御関係の構成を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the control relationship in this embodiment.
電子部品実装装置の全体的な制御を行う制御装置19は、種々のプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)151と、実行するプログラムなどを記憶する主記憶部となるRAM(Random Access Memory)152と、ハードディスク装置などによる大容量の外部記憶装置153と、諸装置を接続するI/O(Input Output)装置157とを有している。又、バス160により、これらはCPU151からアクセス可能になっている。
A
該I/O装置157には、基板搬送装置12に内蔵の基板搬送装置制御部112、XY移動機構17のXY移動機構制御部117、部品供給装置18の部品供給装置制御部118、部品認識装置30の部品認識装置制御部130、荷重測定装置40の荷重測定装置制御部140が接続される。これら基板搬送装置制御部112、XY移動機構制御部117、部品供給装置制御部118、部品認識装置制御部130、荷重測定装置制御部140は、それぞれ内蔵されるものの動作や機能を実現するための制御を行う。
The I /
又、該I/O装置157には、L1ノズル制御部131、L2ノズル制御部132、L3ノズル制御部133、L4ノズル制御部134、Rノズル制御部135が接続されている。これらは、それぞれ該当のノズルL1〜L4、Rに係る、ヘッドシャフト20のθ方向の回転やZ方向の上昇/下降その他の制御を行う。更に、該I/O装置157には、カメラユニット35に係る動作や機能を実現するための制御を行うカメラ制御部150が接続されている。
The I /
本実施形態の記憶手段であるRAM152や外部記憶装置153は、CPU151で実行されるプログラムや、本実施形態においてアクセスされる諸ファイルやデータが保存され、電子的にアクセスができるようになっている。又、本実施形態に係る電子部品実装装置としての、動作や機能を実現するための制御を行うためのアプリケーション・プログラムや、OS(Operating System)などのプログラムは、外部記憶装置153に格納されていて、実行時には、RAM152に読み出されてCPU151によって実行される。
The
以下、本実施形態の作用について説明する。 Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
Z軸方向の荷重を測定できる力センサとしてロードセルが一般的なものだが、これはひずみゲージを上下方向の荷重を測定できるように配置することにより実現している。従来例の荷重測定装置40も、このようなロードセルを用いている。
A load cell is generally used as a force sensor capable of measuring a load in the Z-axis direction, and this is realized by arranging a strain gauge so that a load in the vertical direction can be measured. The
これに対して、本実施形態では、水平方向の荷重を測定できるようにひずみゲージを配置することにより、その配置方向に応じ、X、Y、θ方向の荷重を測定することができるようにしている。なお、水晶圧電センサには、水晶素子を組み合わせて、X、Y、Zの3方向の荷重を同時に測定できるものもある。本実施形態では、このようなものも用いることができる。従来は、このように多方向の荷重を測定できる水晶圧電センサであっても、Z軸方向の荷重のみを測定し、吸着、搭載時の荷重制御を実施している。 On the other hand, in this embodiment, by arranging a strain gauge so that the load in the horizontal direction can be measured, the load in the X, Y, and θ directions can be measured according to the arrangement direction. Yes. Some quartz crystal piezoelectric sensors can simultaneously measure loads in three directions of X, Y, and Z by combining crystal elements. In this embodiment, such a thing can also be used. Conventionally, even in such a quartz crystal piezoelectric sensor that can measure loads in multiple directions, only the load in the Z-axis direction is measured, and load control during suction and mounting is performed.
X方向やY方向に吸着ノズル50が荷重を与えている場合は、部品が基板上へ搭載される場合も、吸着ノズルが部品に荷重を与え、該荷重の方向へ部品の搭載位置がずれる結果となる。又、該ずれの方向や量は、該荷重の方向や大きさに応じたものとなる。このため、該荷重を測定することにより、部品のX方向やY方向へのずれ量をあらかじめ予測することが可能となる。
When the
更に、吸着ノズルが部品に、回転方向の荷重を与える場合についても同様である。従って、回転方向のトルクも測定できるトルクセンサを使用し、吸着ノズルが部品へ与える回転方向の荷重を測定することで、該荷重に応じた、部品の回転方向のずれ量も予測可能となる。 The same applies to the case where the suction nozzle applies a load in the rotational direction to the component. Therefore, by using a torque sensor that can also measure the torque in the rotation direction and measuring the load in the rotation direction applied to the component by the suction nozzle, the amount of deviation in the rotation direction of the component according to the load can be predicted.
以下、具体的に説明すると、生産前に、各吸着ノズル50の押込み量と、X、Y、θ方向の荷重との、図10のような相関関係を、予め荷重測定装置40といった力センサなどで測定し、外部記憶装置153におけるデータ格納領域に記憶しておく。ここで、ノズル1〜3は、それぞれ吸着ノズル50であり、コイルスプリング54の強さ(ばね定数)などが互いに異なるものである。
More specifically, prior to production, the correlation shown in FIG. 10 between the pushing amount of each
ここで、図11は、この図10のノズル1の相関関係を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は押し込み量であり、縦軸は該当方向の荷重である。又、■印のプロットはX方向の、◆印のプロットはY方向の、△印のプロットはθ方向の、それぞれ押し込み量及び荷重の実測値(実測データ)を示す。押し込み量をLとし、X方向、Y方向、θ方向の各方向の荷重をfx、fy、fθとすると、上記の実測値は、下記の線形式により近似することができる。該線形式は、図11のグラフにおいて実線で示される。
Here, FIG. 11 is a graph showing the correlation of the
fx=0.0007×L−0.0007 ……(1)
fy=0.0008×L−0.0006 ……(2)
fθ=0.0024×L−0.0024 ……(3)
f x = 0.0007 × L−0.0007 (1)
f y = 0.0008 × L−0.0006 (2)
f θ = 0.0024 × L-0.0024 ...... (3)
Z方向の移動で下降させる吸着ノズル50の先端の、荷重測定装置40の接触プレート41への接触は、ロードセル本体46からの信号の変化によって検知することもできる。従って、該接触が検知されてからのZ方向の移動量を、上記の押し込み量とすることができる。従って、Z方向に移動させつつ押し込み量を逐次変化させながら、各押し込み量におけるX、Y、θ方向の荷重をロードセル本体46により検出すれば、押し込み量及び荷重の実測値は自動的に多数得ることができ、図10のような相関関係は自動的に測定することができる。又、多数の実測値が得られれば、前述の式(1)〜式(3)のような線形式も、数学的な手法により、自動的に求めることができる。
The contact of the tip of the
又、基板と部品との間に介在する接着媒体によって、搭載時の荷重に応じて、搭載位置のずれ量が異なる。このため、各接着媒体について、各荷重が掛かった際のずれ量を、外部記憶装置153におけるデータ格納領域にもっておく。例えば、図12は、搭載時の荷重に応じた、X、Y方向の位置ずれ量である。図13は、搭載時の荷重に応じた、θ方向の位置ずれ量である。
Further, the amount of displacement of the mounting position varies depending on the load at the time of mounting depending on the adhesive medium interposed between the substrate and the component. For this reason, for each adhesive medium, the shift amount when each load is applied is stored in the data storage area in the
ここで、ノズル1にて搭載押込み量が0.7mmで、接着媒体がハンダにおける搭載補正量の計算例を示す。図10よりノズル1の押込み畳が0.7mmの場合の荷重は、X:0.004N、Y:0.005N、θ:0.018Nとなる。又、図12や図13から、この場合の位置ずれ量は、X:6μm、Y:7μm、θ:0.4°となる。それぞれの方向の吸着ノズルのがたによる部品のずれ量が求められたので、搭載座標をそのずれ量分だけ補正する。部品の搭載位置ずれ量の予測によりX、Y、θ方向の搭載位置の補正が可能となり、搭載精度の大幅な向上が図れる。又、部品搭載動作時に、それぞれの吸着ノズルがX方向やY方向やθ方向に与える荷重を測定し、荷重が規格値を超えた吸着ノズルを使用しないことで、吸着ノズルに起因する搭載位置ずれ量を規格値以内に収めることが可能となる。
Here, a calculation example of the mounting correction amount when the mounting push-in amount at the
更に、力センサはX及びYの2方向ではなく、X方向、又は、Y方向のいずれかの方向の測定しかできないものでも、測定時の吸着ノズルの向きθを0°と90°というように変えて、2度測定することにより、2方向の測定を実施することができる。 Furthermore, even if the force sensor can measure only in the X direction or the Y direction instead of the two directions of X and Y, the suction nozzle direction θ at the time of measurement is set to 0 ° and 90 °. In other words, measurement in two directions can be performed by measuring twice.
なお、接触プレート41の上面が、部品を搭載する基板10の上面に対して平行でないと、ロードセル本体46による検出荷重に誤差が生じる可能性がある。測定時の吸着ノズルの向きθを0°と180°というように変えて、2度測定し、これら測定値の値を平均するなどすれば、このような誤差を抑えることができる。
If the upper surface of the
図14は、本実施形態における動作を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart showing the operation in the present embodiment.
この図において、まずステップ200では、該当の部品供給装置18から吸着ノズル50、例えば吸着ノズル1を取り付けているノズルL1(以下図14の説明ではこの吸着ノズル1又ノズルL1で説明する)で部品を吸着する。ステップ202では、吸着後、ノズルL1を上昇させてから、ヘッドユニット16のX−Y軸の移動を行って、ノズルL1を部品認識装置30の上方に移動する。
In this figure, first, in
ステップ204では、部品認識装置30において、ノズルL1に吸着の部品を下方からカメラ部33により撮像し、更に、該部品の位置ずれ量を計測する。
In
ステップ206では、今回これから行おうとする部品搭載の際の、ノズルL1の押し込み量に対応する、X、Y、θの各方向の荷重の大きさを、外部記憶装置153に記憶されている、図10に示すような実測値のテーブルから読み出す。あるいは、前述した式(1)〜式(3)のような近似式に基づいて、該押し込み量から、X、Y、θの各方向の荷重の大きさを求めるようにしてもよい。
In
ステップ208では、X、Y、θの各方向について、今回の接着媒体の種類、及びステップ206で求めた荷重に対応する、その方向のずれ量を、外部記憶装置153に記憶されている図12や図13のようなテーブルから読み出す。そして、ステップ210では、該読み出しのずれ量の分に応じた、基板10に部品を搭載する際の位置の補正量を計算する。
In
ステップ212では、該計算の補正量に従って搭載位置(座標)を補正して、ヘッドユニット16のX−Y軸の移動を行う。そして、ステップ214において、基板10に部品を搭載する。
In
なお、上述した補正については、図10や図12や図13のようなテーブル形式のデータに基づいたものに限定されるものではない。例えば、予め得られたこれら図10や図12や図13のようなデータに基づいて、近似式を求めておき、近似式を用いて、押し込み量に対応する荷重を求め、更に、該荷重から補正量を求めるようにしてもよい。あるいは、近似式を用いて、押し込み量に対応する補正量を直接求めるようにしてもよい。 Note that the correction described above is not limited to the correction based on the table format data as shown in FIG. 10, FIG. 12, or FIG. For example, an approximate expression is obtained based on the previously obtained data such as FIG. 10, FIG. 12, and FIG. 13, a load corresponding to the push-in amount is obtained using the approximate expression, and further, from the load A correction amount may be obtained. Alternatively, the correction amount corresponding to the push-in amount may be directly obtained using an approximate expression.
1…電子部品実装装置
3…ケーシング
5…キーボード
6…液晶モニタ
7…表示ランプ
10…基板
11X、11Y、11Z、11θ…モータ
12…基板搬送装置
13…部品搭載位置
16…ヘッドユニット
17…XY移動機構
18…部品供給装置
19…制御装置
20…ヘッドシャフト
21…吸着部品
23…ノズル交換ステーション
24…荷重測定装置
30…部品認識装置
31…照明部
32…撮像レンズ部
33…カメラ部
35…カメラユニット
36…照明部
37…撮像レンズ部
38…撮像部
40…荷重測定装置
41…接触プレート
42…プレート取付部
45、45X、45Y、45Z、45θ…ロードセル
46、46X、46Y、46Z、46θ…ロードセル本体
48…ベースプレート部
50…吸着ノズル
52…ノズルインナ(保持部材)
54…コイルスプリング
56…ノズルスライダ
112…基板搬送装置制御部
117…XY移動機構制御部
118…部品供給装置制御部
130…部品認識装置制御部
140…荷重測定装置制御部
151…CPU
153…外部記憶装置
157…I/O装置
DESCRIPTION OF
54 ...
153 ...
Claims (3)
前記押圧の際の、X方向、Y方向、及び該押圧位置に鉛直な軸を回転軸とするθ方向の内の、少なくとも一方向の成分の、該押圧箇所における荷重を測定する荷重測定装置を、ヘッドユニットの移動範囲内に配置し、
該荷重測定装置を用いて、該測定結果の荷重と、該測定の軸方向への搭載位置ずれ量との相関関係を把握しておき、
部品搭載時に、この時の前記荷重から、この時の前記搭載位置ずれ量を該相関関係に基づいて予測し、
該予測荷重に基づいて部品搭載位置を補正するようにしたことを特徴とする電子部品実装方法。 A suction nozzle equipped with a nozzle slider that presses a component in the Z direction with a predetermined urging force mounted on a head unit that can move on the XY plane across the component supply position and the component mounting position is placed at the component supply position. In the electronic component mounting method of mounting after moving to the component mounting position after suction,
A load measuring device that measures a load at the pressed portion of at least one component of the X direction, the Y direction, and the θ direction with the axis perpendicular to the pressed position as the rotation axis at the time of the pressing. Placed within the movement range of the head unit,
Using the load measuring device, grasp the correlation between the load of the measurement result and the amount of displacement of the mounting position in the axial direction of the measurement,
At the time of component mounting, the mounting position deviation amount at this time is predicted based on the correlation from the load at this time,
An electronic component mounting method, wherein a component mounting position is corrected based on the predicted load.
保持部材に上下動可能に支持され、前記部品供給位置において電子部品を吸着する際に、所定の付勢力で押圧するノズルスライダを備えた複数の吸着ノズルと、
前記XY平面において自在に移動可能に支持すると共に、前記吸着ノズルをZ方向に移動可能、且つ着脱可能に支持したヘッドユニットと、
ヘッドユニットの移動範囲内で、ヘッドユニットと対向する位置に配置され、ノズルスライダが押圧した際の、X方向、Y方向、及び該押圧位置に鉛直な軸を回転軸とするθ方向の内の、少なくとも一方向の成分の、該押圧箇所における荷重を検出する荷重測定装置と、
該荷重測定装置を用いて把握された、該測定結果の荷重と、該測定の軸方向への搭載位置ずれ量との相関関係を記憶しておき、部品搭載時に、この時の前記荷重から、この時の前記搭載位置ずれ量を該相関関係に基づいて予測し、該予測荷重に基づいて部品搭載位置を補正する制御装置と、
を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。 A suction nozzle equipped with a nozzle slider that presses a component in the Z direction with a predetermined urging force mounted on a head unit that can move on the XY plane across the component supply position and the component mounting position is placed at the component supply position. In the electronic component mounting apparatus that moves to the component mounting position and mounts after the suction,
A plurality of suction nozzles that are supported by a holding member so as to be movable up and down and that include a nozzle slider that presses with a predetermined urging force when sucking an electronic component at the component supply position;
A head unit that supports the movably movable member in the XY plane, and supports the suction nozzle so as to be movable in the Z direction and detachable;
Within the movement range of the head unit, it is arranged at a position facing the head unit, and when the nozzle slider is pressed, it is within the X direction, the Y direction, and the θ direction with the axis perpendicular to the pressing position as the rotation axis. A load measuring device that detects a load at the pressed position of at least one direction component;
The correlation between the load of the measurement result grasped by using the load measuring device and the mounting position shift amount in the axial direction of the measurement is stored, and when the component is mounted, from the load at this time, A control device that predicts the mounting position deviation amount at this time based on the correlation, and corrects the component mounting position based on the predicted load;
An electronic component mounting apparatus comprising:
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