JP2009152461A - Mounting substrate manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品をプリント基板等の基板上に実装する作業や、その前段階として基板上に半田等のペーストを塗布する作業等を行うことにより、部品実装基板を製造する実装基板製造方法に関するものである。 The present invention relates to a mounting board manufacturing method for manufacturing a component mounting board by performing an operation of mounting an electronic component on a substrate such as a printed circuit board, or an operation of applying a paste such as solder on the substrate as a previous step. It is about.
部品実装装置では、通常、部品実装用のヘッドと共に移動する基板認識用のカメラが設けられており、このカメラにより基板上のマークを撮像して基板の位置認識を行い、その認識結果に基づき基板に対してヘッドが駆動制御される。その場合、駆動系の機械的要因等により、制御データ上のヘッドの位置と実際のヘッドの位置とには多少の誤差(位置ずれ)が生じるため、ヘッドの駆動制御上、この誤差を補正することが必要となる。ところが、このような誤差はヘッドの可動エリア内で一様でないため、従来は、予め当該エリア内の複数位置で誤差を測定すると共にそのデータ、又は当該誤差を補正するためのデータ(補正用データという)を作成して当該データを記憶させ、実装作業時には、この補正用データに基づき制御データを補正した上でヘッドを駆動することが行われている。 The component mounting apparatus is usually provided with a substrate recognition camera that moves together with the component mounting head. The camera images a mark on the substrate to recognize the position of the substrate, and the substrate is based on the recognition result. In contrast, the head is driven and controlled. In this case, a slight error (positional deviation) occurs between the position of the head on the control data and the actual head position due to mechanical factors of the drive system. Therefore, this error is corrected for head drive control. It will be necessary. However, since such an error is not uniform within the movable area of the head, conventionally, the error is measured in advance at a plurality of positions in the area and the data, or data for correcting the error (correction data). And the data is stored, and at the time of mounting work, the head is driven after correcting the control data based on the correction data.
誤差の測定は、マトリクス状にマークを記した測定用の治具プレートを部品搭載エリアに位置決めし、前記カメラにより治具プレート上の各マークを撮像、認識し、制御データに基づくマークの位置(例えば画像中心)と実際のマークの位置との誤差を測定することにより行われる。このような治具プレートには非常に高い精度が要求されるため、部品搭載エリアが広くなると治具プレートが大型化し、コスト高や取扱性の悪化を招くという課題がある。そこで、従来では、部品搭載エリアよりも小型の治具プレートを用い、治具プレートをその一部分が重畳するように移動させながら上記測定が行われている(特許文献1)。
近年では、複数のヘッドを共通のフレームに搭載したヘッドユニットを構成し、当該ユニットの移動に伴い複数のヘッドを一体に移動させることにより実装効率を高める装置が増えている。この種の装置では、一部のヘッドとカメラとが離間した配置となる。他方、誤差測定では、各ヘッドを各々部品搭載エリア内の任意の位置に移動させることを想定してその範囲内(部品搭載エリアに対応したヘッドユニットの可動エリア内)で誤差測定を行う必要があり、従って、治具プレートの大型化が助長される傾向にある。 In recent years, there is an increasing number of apparatuses that constitute a head unit in which a plurality of heads are mounted on a common frame, and increase the mounting efficiency by moving the plurality of heads as the unit moves. In this type of apparatus, a part of the head and the camera are arranged apart from each other. On the other hand, in error measurement, it is necessary to perform error measurement within the range (within the movable area of the head unit corresponding to the component mounting area) assuming that each head is moved to an arbitrary position within the component mounting area. Therefore, the jig plate tends to be increased in size.
そのため、誤差測定に関しては上記特許文献1のような方法が有効となる。ところが、この方法では、上記の通り、治具プレートを移動させて誤差測定を行う必要があるため、この移動が正確に行わなければ補正用データの信頼性が損なわれるというリスクがある。従って、部品の実装精度を高める上では、この点に改善の余地が残されている。
Therefore, the method as described in
なお、部品実装装置以外にも、半田等の各種ペーストを基板上に塗布する塗布装置や、基板の部品実装状態や前記ペーストの塗布状態を検査する検査装置についても、上記と同様に治具プレートを用いた誤差測定に基づき補正用データを作成することが行われており、同様の課題がある。 In addition to the component mounting device, the jig plate is also applied to the coating device for applying various pastes such as solder on the substrate and the inspection device for inspecting the component mounting state of the substrate and the application state of the paste. The correction data is created based on the error measurement using, and there is a similar problem.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、治具プレートの小型化を可能とする一方で、測定結果の信頼性を高め、これにより部品の実装等の作業コストの低廉化及び作業精度の向上を図ることを目的としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and can reduce the size of the jig plate, while improving the reliability of the measurement result, thereby reducing the work cost of mounting components and the like. The purpose is to reduce costs and improve work accuracy.
上記課題を解決するために、本発明の実装基板製造方法は、作業用の複数のヘッドを備えた移動可能なヘッドユニットを用い、このヘッドユニットに搭載された基板認識用の撮像手段により所定の作業エリアに載置された基板を認識し、この認識結果に基づきヘッドユニットと当該基板とを相対的に位置決めして当該基板に所定の作業を施す方法であって、複数の撮像手段を搭載した上記ヘッドユニットを用い、所定の配列で複数のマークが記された治具プレートを前記作業エリアに配置した上で、制御データに基づき前記ヘッドユニットと治具プレートとを相対的に移動させて前記各撮像手段により前記マークを撮像して当該マークを認識すると共に、その認識位置と制御データに対応する当該マークの位置との誤差を求める誤差測定工程と、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板に対して所定の作業を施す作業工程と、を含み、前記誤差測定工程では、前記複数のマークの一部又は全部について当該マークを前記複数の撮像手段のうち二以上の撮像手段により撮像するようにしたものである。 In order to solve the above problems, a mounting board manufacturing method of the present invention uses a movable head unit having a plurality of working heads, and a predetermined image is detected by an imaging means for board recognition mounted on the head unit. A method of recognizing a substrate placed in a work area, positioning the head unit and the substrate relative to each other based on the recognition result, and performing a predetermined operation on the substrate, and mounting a plurality of imaging means Using the head unit, a jig plate having a plurality of marks in a predetermined arrangement is arranged in the work area, and the head unit and the jig plate are moved relative to each other based on control data. An error measuring step of recognizing the mark by imaging the mark by each imaging means and obtaining an error between the recognized position and the position of the mark corresponding to the control data An operation step of performing a predetermined operation on the substrate by the head by relatively moving the head unit and the substrate based on the error obtained in the error measurement step, and in the error measurement step, For some or all of the plurality of marks, the marks are picked up by two or more of the plurality of image pickup means.
より具体的には、第1及び第2の一対の撮像手段を搭載した上記ヘッドユニットを用いる方法であって、上記誤差測定工程として、前記第1の撮像手段により前記マークを撮像して当該マークを認識すると共に、その認識位置と制御データに基づく当該マークの位置との誤差を求める第1誤差測定工程と、前記治具プレートのマークのうち前記第1誤差測定工程において認識したマークの一部又は全部を含む所定のマークを前記第2の撮像手段により撮像して当該マークを認識すると共に、その認識位置と制御データに基づく当該マークの位置との誤差を求める第2誤差測定工程と、を含むものである。 More specifically, it is a method using the head unit equipped with a first and second pair of imaging means, and the mark is obtained by imaging the mark by the first imaging means as the error measuring step. And a part of the marks recognized in the first error measurement step among the marks on the jig plate, and a first error measurement step for obtaining an error between the recognition position and the position of the mark based on the control data. Or a second error measuring step of recognizing the mark by imaging a predetermined mark including all by the second imaging means and obtaining an error between the recognized position and the position of the mark based on the control data, Is included.
つまり、これらの方法は、複数の異なる撮像手段(第1、第2の撮像手段)で共通のマークを撮像、認識すれば、一のマークで制御データ上の異なる位置の誤差測定を行うことができる点に着目したものであり、この方法によれば、治具プレートを作業エリア内に固定的に配置して上記誤差測定を行うようにしながらも、当該誤差測定のために認識すべきマークを集約してその数を削減することができ、治具プレートを小型化することができる。 That is, in these methods, if a common mark is imaged and recognized by a plurality of different imaging means (first and second imaging means), error measurement at different positions on the control data can be performed with one mark. In this method, while the jig plate is fixedly arranged in the work area and the error measurement is performed, the mark to be recognized for the error measurement is determined. The number can be reduced by consolidating, and the jig plate can be reduced in size.
なお、上記方法において、前記ヘッドは被実装部品を保持して基板上に実装するものであり、前記作業工程では、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板上に部品を実装するものであってもよいし、又は、前記ヘッドは基板上に半田等のペーストを塗布するものであり、前記作業工程では、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板上にペーストを塗布するものであってもよい。さらに、前記ヘッドは基板上の部品実装状態又は半田等のペーストの塗布状態を撮像することにより検査する検査ユニットであり、前記誤差測定工程では、前記複数の撮像手段の一つとして当該検査ユニットを兼用して誤差測定を行い、前記作業工程では、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板上の部品実装状態又はペースト塗布状態を検査するものであってもよい。 In the above method, the head holds the mounted component and is mounted on the substrate. In the work process, the head unit and the substrate are relatively moved based on the error obtained in the error measurement process. The component may be mounted on the substrate by the head by moving, or the head applies a paste such as solder on the substrate, and the error measuring step is performed in the work step. The paste may be applied onto the substrate by the head by relatively moving the head unit and the substrate on the basis of the error obtained in (1). Further, the head is an inspection unit that inspects by imaging a component mounting state on a substrate or an application state of a paste such as solder. In the error measurement step, the inspection unit is used as one of the plurality of imaging units. Error measurement is also performed, and in the work process, the head unit and the substrate are moved relative to each other based on the error obtained in the error measurement process, and the component mounting state or paste application state on the substrate by the head It may be one that inspects.
本発明によれば、治具プレートを固定的に配置したままで誤差測定を行いながらも治具プレートの小型化を図ることができる。従って、測定結果の信頼性を高めて部品実装等の作業精度の向上を図ると共に、治具プレートの小型低を通じて作業コストの低廉化を図ることができる。また、従来のように治具プレートを移動させる必要がない分、効率的に誤差測定を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of the jig plate while performing error measurement while the jig plate is fixedly arranged. Accordingly, the reliability of the measurement result can be improved to improve the working accuracy of component mounting and the like, and the working cost can be reduced through the downsizing and lowering of the jig plate. In addition, since it is not necessary to move the jig plate as in the prior art, error measurement can be performed efficiently.
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は、本発明に係る実装基板製造方法が使用される部品実装装置を概略的に示しており、図1は平面図で、図2は正面図で部品実装装置をそれぞれ示している。 1 and 2 schematically show a component mounting apparatus in which the mounting board manufacturing method according to the present invention is used. FIG. 1 is a plan view and FIG. 2 is a front view showing the component mounting apparatus. Yes.
これらの図に示すように、部品実装装置の基台10上には、プリント基板搬送用のコンベア12が配置され、プリント基板P(以下、単に基板Pという)が搬送されて所定の作業位置で停止されようになっている。作業位置の下方領域には、実装作業中にバックアップピンにより基板Pを支持する基板支持装置11が配置されている。
As shown in these drawings, a printed
コンベア12の両側(図1では上下両側)にはそれぞれフィーダ設置領域13が設けられており、これらフィーダ設置領域13には、例えばテープフィーダ14等の部品供給装置がコンベア12に沿って並列に配置されている。
上記基台10の上方には部品実装用のヘッドユニット15が設けられている。このヘッドユニット15は、前記テープフィーダ14から部品を吸着して作業位置の基板P上に実装し得るように、一定の領域内でコンベア12に沿った方向(X軸方向)およびこれと直交する方向(Y軸方向)にそれぞれ移動可能とされている。すなわち、前記基台には、ヘッドユニット15の支持部材18がY軸方向の固定レール17に沿って移動可能に配置され、この支持部材18上にヘッドユニット15がX軸方向のガイド部材19に沿って移動可能に支持されている。そして、Y軸サーボモータ22により駆動されるボールねじ軸23に支持部材18が螺合装着されることにより、支持部材18のY軸方向の移動が行われる一方、X軸サーボモータ20により駆動されるボールねじ軸21にヘッドユニット15が螺合装着されることにより、ヘッドユニット15のX軸方向の移動が行われるように構成されている。
A component
前記ヘッドユニット15には部品吸着用の複数のヘッド16が搭載されており、当実施形態ではX軸方向に並んだ状態で8本のヘッド16が搭載されている。各ヘッド16は、それぞれヘッドユニット15に対して昇降(Z軸方向の移動)およびノズル軸(R軸)回りの回転が可能とされ、Z軸サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段およびR軸サーボモータを駆動源とする回転駆動手段によりそれぞれ駆動されるようになっている。また、各ヘッド16には、その先端(下端)に部品吸着用のノズルが装着されており、このノズルの先端に負圧が供給されることにより、この負圧による吸引力で部品を吸着するようになっている。
A plurality of
ヘッドユニット15には、さらに一対の基板撮像ユニット24a,24b(以下、必要に応じて第1撮像ユニット24a、第2撮像ユニット24bという;本発明に係る第1、第2の撮像手段に相当する)が搭載され、これら基板撮像ユニット24a,24bが、上記ヘッド16群を挟んでその並び方向(X軸方向)両側に配置されている。これらの基板撮像ユニット24a,24bは、CCDカメラおよび照明装置等からなり、作業位置に搬入される基板Pのフィデューシャルマークや後述する治具プレート30上のマーク32を撮像可能となっている。
The
一方、前記基台10上には、ヘッドユニット15による吸着部品を画像認識するための部品撮像ユニット25が設けられている。この部品撮像ユニット25も、前記基板撮像ユニット24a,24bと同様にCCDカメラおよび照明装置等からなり、部品吸着後、ヘッドユニット15が部品撮像ユニット25上方に配置されることにより、各ノズルよる吸着部品をその下側から撮像可能となっている。
On the other hand, on the
以上のような構成により、この部品実装装置では、次のようにして部品の実装が行われる。まず、コンベア12の作動により基板Pが作業位置に搬入されると共に、基板支持装置11により基板Pが位置決め、固定される。
With the configuration as described above, in this component mounting apparatus, components are mounted as follows. First, the substrate P is carried into the work position by the operation of the
こうして基板Pが基板支持装置11により支持されると、ヘッドユニット15がフィーダ設置領域13に移動して各ヘッド16による部品の吸着が行われる。具体的には、テープフィーダ14の上方にヘッド16が配置され、当該ヘッド16の昇降動作に伴いテープ内の部品がノズルにより吸着して取出される。この際、可能な場合には、複数のヘッド16により複数のテープフィーダ14から同時に部品の取り出しが行われる。なお、最初の部品吸着時には、基板撮像ユニット24a,24bによる基板P上のフィデューシャルマークの撮像、認識が併せて行われ、これにより基板Pの位置が認識される。
When the substrate P is thus supported by the
部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット15がフィーダ設置領域13から作業位置に移動する。この移動途中、ヘッドユニット15が部品撮像ユニット25上を通過することにより各ヘッド16に吸着された部品がそれぞれ撮像され、その画像データに基づいて各ヘッド16による部品の吸着状態(吸着ずれ)が調べられ、この吸着ずれ量、基板Pの位置および後述する補正テーブルのデータ(補正値)に基づいてヘッドユニット15が駆動制御される。これにより基板P上の最初の実装ポイントにヘッド16が位置決めされる。そして、当該ヘッド16の昇降に伴い最初の部品が基板P上に実装され、以後、ヘッドユニット15が間欠的に実装ポイントに移動しながら順次残りの吸着部品が基板P上に実装されることとなる。
When the suction of the components is completed, the
なお、このような実装動作において、制御データ上のヘッドユニット15の位置と実際のヘッドユニット15の位置とには、駆動系の機械的要因によって誤差(位置ずれ)が生じるため、この誤差を補正した上で、ヘッドユニット15を駆動制御することが必要となる。しかし、このような誤差は、部品搭載エリア内(すなわち、予め設定されている部品搭載が可能なエリア(基板Pの大きさ)内)において必ずしも一様ではない。
In such mounting operation, an error (positional deviation) occurs between the position of the
そこで、この部品実装装置では、基板Pの生産前(装置出荷時やメンテナンス時)に、部品搭載エリアに対応したヘッドユニット15の可動エリア内、つまり各ヘッド16を各々部品搭載エリア内の任意の位置に移動させることを想定した場合のヘッドユニット15の可動範囲内で、所定位置毎に誤差測定を行うと共に、この誤差を補正するための補正値を所定位置毎に求め、そのデータ(補正テーブルという;本発明に係る補正用データに相当する)を記憶させるキャリブレーション処理を予め実行しておき、部品の実装作業時には、この補正テーブルに基づき上記誤差を補正した上で基板Pに対してヘッド16を位置決めするように構成されている。
Therefore, in this component mounting apparatus, before the production of the substrate P (at the time of device shipment or maintenance), the
キャリブレーション処理は、図3に示すように、治具プレート30を部品搭載エリアLE内の中央にセットしたのち、所定の操作入力が行われることにより図外のコントローラの制御に基づき実行される。
As shown in FIG. 3, the calibration process is executed based on the control of a controller (not shown) by setting a
図4は、治具プレート30の一例を示している。当該治具プレート30は、硬質で、かつ熱変形を生じ難い材質、例えばガラスやセラミック等からなる矩形基板の表面に、縦横所定の間隔でマトリクス状にマーク32が記されたものであり、この治具プレート30は、位置決め誤差や測定誤差を極力排除し得るように形状寸法や各マーク32の位置が高い精度で製作されている。
FIG. 4 shows an example of the
治具プレート30は、部品搭載エリアLEに対応したヘッドユニット15の可動エリア内で各位置の誤差を測定し得るようにその大きさが設定されている。具体的には、図5に示すように、各ヘッド16を、第1撮像ユニット24aに近い側から順に第1ヘッド16a、第2ヘッド16b…第8ヘッド16hとしたときに、同図(a)に示すように、第1ヘッド16aが部品搭載エリアLEの左端部に位置する状態から第8ヘッド16hが部品搭載エリアLEの右端部に位置する状態に亘ってヘッドユニット15を移動させたときの第1撮像ユニット24aの可動エリアE1と、同図(b)に示すように、上記同様にヘッドユニット15を移動させるときの第2撮像ユニット24bの可動エリアE2との重複部分と等しい大きさ(図3参照)に設定されている。
The size of the
つまり、基板撮像ユニット24a,24bを使い分ければ、同じ位置(マーク32)を撮像した場合でもヘッドユニット15の異なる位置の誤差を測定することが可能となる。そして、上記のように、第1撮像ユニット24aの可動エリアE1と第2撮像ユニット24bの可動エリアE2とには重複部分する範囲があるため、この部分についてその一部又は全部の位置(マーク32)を異なる基板撮像ユニット24a,24bで撮像することで、部品搭載エリアLEに対応するヘッドユニット15の可動エリア内の各位置の誤差を測定することが可能となる。従って、治具プレート30は、上記の通り第1撮像ユニット24aの可動エリアE1と第2撮像ユニット24bの可動エリアE2との重複部分に対応する大きさに設定されている。
That is, if the
次に、キャリブレーション処理の手順について図6のフローチャートに従って説明する。 Next, the procedure of the calibration process will be described with reference to the flowchart of FIG.
この処理では、まず、第1撮像ユニット24aを用いたマーク32の画像認識に基づき誤差測定が行われる。すなわち、コントローラ内のデータ記憶部に記憶されている上記補正データのうち、最初の測定位置に対応する補正値が読み出され、制御データと当該補正値とに基づきヘッドユニット15が駆動される(ステップS1,S3)。これにより最初のマーク32の上方に第1撮像ユニット24aが配置される。なお、補正値(ΔXn,ΔYn)の初期値は(0,0)であり、出荷段階で初めてキャリブレーション処理が実行される場合には、ステップS1では補正値として初期値が読み出される。
In this process, first, error measurement is performed based on image recognition of the
そして、第1撮像ユニット24aによる当該マーク32の撮像及びマーク認識が行われ、制御データに基づくマーク32の位置と実際のマーク32の位置との誤差がコントローラにより求められ、その値が記憶される(ステップS5,S7)。具体的には、マーク32の画像データにおける撮像(画像)中心とマーク32の中心位置とのずれ量が求められ、その値が記憶される。
Then, imaging and mark recognition of the
次いで、第1撮像ユニット24aにより認識すべき全てのマーク32の認識(誤差測定)が終了したかが判断され(ステップS9)、ここで、NOと判断された場合には、ステップS1に移行され、予め定められた順序に従って、次のマーク32の認識が同様にして行われる。
Next, it is determined whether or not the recognition (error measurement) of all the
こうして例えば図4中に実線矢印で示すように、第1撮像ユニット24aによるマーク32の撮像、認識が順次行われ、ステップS9でYESと判定されると、次に、第2撮像ユニット24bを用いたマーク32の画像認識に基づき誤差測定が行われる。この測定は、第1撮像ユニット24aを用いたマーク32の画像認識と同様に、予め定められた最初のマーク32の上方に第2撮像ユニット24bが配置され、所定の順序に従ってマーク32の認識が行われると共に、制御データに基づくマーク32の位置と実際のマーク32の位置との誤差が求められ、その値が記憶されることにより行われる(ステップS11〜ステップS19)。この場合、例えば図4中に点線矢印で示すように、第1撮像ユニット24aによる測定終着点から逆戻りに進行しながら第2撮像ユニット24bにより順次マーク32の撮像、認識が行われる。
Thus, for example, as shown by the solid line arrow in FIG. 4, the imaging and recognition of the
そして、第2撮像ユニット24bにより認識すべき全てのマーク32の認識(誤差測定)が終了すると(ステップS19でYES)、ステップS7,17で記憶された測定結果が読み出され、その測定結果と現在補正テーブルに記憶されている補正値とに基づき、ヘッドユニット15の可動エリア内の各測定位置の補正値が新たに求められることにより前記補正テーブルが更新され、更新後の補正テーブルが前記データ記憶部に記憶される(ステップS21〜S25)。これにより一連のキャリブレーション処理が終了する。なお、この例では、ステップS1〜S9が本発明に係る第1誤差測定工程に相当し、ステップS11〜S19が同第2誤差測定工程に相当する。
When the recognition (error measurement) of all the
以上のように、この部品実装装置のキャリブレーション処理では、治具プレート32を固定的に配置して上記キャリブレーション処理を行うようにする一方で、ヘッドユニット15に搭載した第1、第2の一対の基板撮像ユニット24a,24bを用いて共通のマーク32を撮像、認識することにより、誤差測定のために認識すべきマーク32を集約してその数を削減するようにしているので、治具プレート32を固定的に配置してキャリブレーション処理を行いながらも治具プレート32を小型化することができる。具体的には、一つの撮像手段(例えば第1撮像ユニット24a又は第2撮像ユニット24bの何れか一方)だけを使ってキャリブレーション処理を行うとすれば、図5(a)又は同図(b)に示すエリアE1,E2(>部品搭載エリアLE)に相当する大型の治具プレートが必要となるが、当実施形態のように、第1、第2の一対の基板撮像ユニット24a,24bを用いて共通のマーク32を撮像、認識する場合には、図3に示すように、部品搭載エリアLEよりも小型の治具プレート32を用いてキャリブレーション処理を行うことができる。
As described above, in the calibration process of the component mounting apparatus, the
従って、治具プレート32を固定的に配置したままでキャリブレーション処理を行うことにより測定結果の信頼性を高めて実装精度の向上を図ることができる一方で、治具プレート32の小型低を通じて実装コストの低廉化を図ることもできる。加えて、キャリブレーション処理において従来のように治具プレートを移動させる必要が無くなる分、効率的にキャリブレーション処理を実施することができるという利点もある。
Therefore, by performing calibration processing while the
なお、実施形態中では詳細に説明していないが、治具プレート30におけるX軸方向の長さ寸法がヘッドユニット15の同長さ寸法よりも大きい場合、つまり、治具プレート30上の複数のマーク32を基板撮像ユニット24a,24bにより同時に撮像できるような場合には、第1撮像ユニット24a又は第2撮像ユニット24bの何れか一方によりマーク認識を行って誤差を求めるようにすればよい。
Although not described in detail in the embodiment, when the length dimension in the X-axis direction of the
また、上記実施形態の部品実装装置(実装基板製造方法)では、ヘッドユニット15に一対の基板撮像ユニット24a,24bが搭載されている例について説明したが、勿論、ヘッドユニット15に3つ以上の基板撮像ユニットを搭載してキャリブレーション処理を行うようにしてもよい。このような構成(方法)によれば、共通のマーク32を3つ以上の基板撮像ユニットで撮像することにより、認識すべきマークをより集約してその数を削減することができ、より一層、治具プレート30の小型化を図ることが可能となる。
Further, in the component mounting apparatus (mounting board manufacturing method) of the above embodiment, an example in which the pair of
なお、本発明は、上記のような部品実装装置以外にも、例えばディスペンサ(塗布装置)や基板検査装置についても適用可能である。これらの装置は、部品実装装置に類似した構成を有しており、具体的には、上記ディスペンサは、前記ヘッドとしてペースト塗布用のノズルを具備したディスペンスヘッドを備え、このディスペンサヘッドにより基板上の所定位置に各種ペーストをスポット的に塗布する。一方、基板検査装置は、前記ヘッドとして撮像ユニット(検査ユニット)を備え、この撮像ユニットにより基板上を撮像し、その画像データに基づき部品の実装状態やペーストの塗布状態等、所定の検査を実行する。これらディスペンサや基板検査装置についても、実施形態と同様に、キャリブレーション処理を事前に実行して補正テーブルを作成し、当該補正テーブルに基づいてヘッドユニットが駆動制御される。従って、ディスペンサについては、ヘッドユニットに一対の基板認識ユニットを搭載し、これら基板認識ユニットを用いてキャリブレーション処理を実行し、他方、基板検査装置については、上記撮像ユニットとして一対の撮像ユニットを設け、これら基板認識ユニットを用いてキャリブレーション処理を実行することで、部品実装装置の場合と同様に、誤差測定結果の信頼性を高めてペースト塗布等の作業精度の向上を図ると共に、治具プレートの小型低を通じて作業コストの低廉化を図ることが可能となる。 The present invention can be applied to, for example, a dispenser (coating apparatus) and a board inspection apparatus in addition to the component mounting apparatus as described above. These apparatuses have a configuration similar to that of a component mounting apparatus. Specifically, the dispenser includes a dispense head having a paste application nozzle as the head, and the dispenser head is used on the substrate. Various pastes are spot-coated at predetermined positions. On the other hand, the board inspection apparatus includes an imaging unit (inspection unit) as the head, images the substrate by the imaging unit, and performs predetermined inspections such as component mounting state and paste application state based on the image data. To do. Also for these dispensers and substrate inspection apparatuses, as in the embodiment, calibration processing is executed in advance to create a correction table, and the head unit is driven and controlled based on the correction table. Therefore, for the dispenser, a pair of substrate recognition units are mounted on the head unit, and calibration processing is performed using these substrate recognition units. On the other hand, for the substrate inspection apparatus, a pair of imaging units is provided as the imaging unit. By executing the calibration process using these board recognition units, as in the case of the component mounting apparatus, the reliability of the error measurement result is improved to improve the work accuracy such as paste application, and the jig plate It is possible to reduce the operation cost through the small size and low size.
15 ヘッドユニット
16 ヘッド
24a 基板撮像ユニット(第1撮像ユニット)
24b 基板撮像ユニット(第2撮像ユニット)
30 治具プレート
32 マーク
P プリント基板
15
24b Substrate imaging unit (second imaging unit)
30
Claims (5)
複数の撮像手段を搭載した上記ヘッドユニットを用い、所定の配列で複数のマークが記された治具プレートを前記作業エリアに配置した上で、制御データに基づき前記ヘッドユニットと治具プレートとを相対的に移動させて前記各撮像手段により前記マークを撮像して当該マークを認識すると共に、その認識位置と制御データに対応する当該マークの位置との誤差を求める誤差測定工程と、
前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板に対して所定の作業を施す作業工程と、を含み、
前記誤差測定工程では、前記複数のマークの一部又は全部について当該マークを前記複数の撮像手段のうち二以上の撮像手段により撮像することを特徴とする実装基板製造方法。 A movable head unit having a plurality of working heads is used, and a substrate placed in a predetermined work area is recognized by a substrate recognition imaging means mounted on the head unit, and based on the recognition result A method of performing a predetermined operation on the substrate by relatively positioning the head unit and the substrate,
Using the above head unit equipped with a plurality of image pickup means, a jig plate having a plurality of marks in a predetermined arrangement is arranged in the work area, and the head unit and the jig plate are connected based on control data. An error measurement step of recognizing the mark by moving the image relative to the image and recognizing the mark, and obtaining an error between the recognition position and the position of the mark corresponding to the control data;
An operation step of performing a predetermined operation on the substrate by the head by relatively moving the head unit and the substrate based on the error obtained in the error measurement step,
In the error measurement step, the mark is imaged by two or more of the plurality of imaging units for part or all of the plurality of marks.
第1及び第2の一対の前記撮像手段を搭載した上記ヘッドユニットを用いる方法であって、上記誤差測定工程として、前記第1の撮像手段により前記マークを撮像して当該マークを認識すると共に、その認識位置と制御データに基づく当該マークの位置との誤差を求める第1誤差測定工程と、前記治具プレートのマークのうち前記第1誤差測定工程において認識したマークの一部又は全部を含む所定のマークを前記第2の撮像手段により撮像して当該マークを認識すると共に、その認識位置と制御データに基づく当該マークの位置との誤差を求める第2誤差測定工程と、を含むことを特徴とする実装基板製造方法。 In the mounting substrate manufacturing method according to claim 1,
A method of using the head unit having the first and second pair of imaging means mounted thereon, and as the error measuring step, imaging the mark by the first imaging means and recognizing the mark, A first error measuring step for obtaining an error between the recognized position and the position of the mark based on the control data, and a predetermined part including all or some of the marks recognized in the first error measuring step among the marks on the jig plate And a second error measurement step of recognizing the mark by imaging the mark with the second imaging means and obtaining an error between the recognition position and the position of the mark based on the control data. Mounting substrate manufacturing method.
前記ヘッドは被実装部品を保持して基板上に実装するものであり、前記作業工程では、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板上に部品を実装することを特徴とする実装基板製造方法。 In the mounting substrate manufacturing method according to claim 1 or 2,
The head holds a component to be mounted and is mounted on a substrate. In the work process, the head unit and the substrate are relatively moved based on the error obtained in the error measurement process. A mounting board manufacturing method characterized in that a component is mounted on a board.
前記ヘッドは基板上に半田等のペーストを塗布するものであり、前記作業工程では、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板上にペーストを塗布することを特徴とする実装基板製造方法。 In the mounting substrate manufacturing method according to claim 1 or 2,
The head is for applying a paste such as solder on the substrate, and in the work process, the head unit and the substrate are moved relative to each other based on the error obtained in the error measurement process, and the substrate is moved by the head. A method of manufacturing a mounting substrate, comprising applying a paste on the substrate.
前記ヘッドは基板上の部品実装状態又は半田等のペーストの塗布状態を撮像することにより検査する検査ユニットであり、前記誤差測定工程では、前記複数の撮像手段の一つとして当該検査ユニットを兼用して誤差測定を行い、前記作業工程では、前記誤差測定工程で求めた誤差に基づき前記ヘッドユニットと基板とを相対的に移動させることにより前記ヘッドにより基板上の部品実装状態又はペースト塗布状態を検査することを特徴とする実装基板製造方法。 In the mounting substrate manufacturing method according to claim 1 or 2,
The head is an inspection unit that inspects by imaging a component mounting state on a substrate or an application state of a paste such as solder. In the error measurement step, the inspection unit is also used as one of the plurality of imaging units. In the work process, the head unit and the substrate are moved relative to each other based on the error obtained in the error measurement process to inspect the component mounting state or paste application state on the substrate by the head. A mounting substrate manufacturing method characterized by:
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