JP2010165703A - 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ペースト膜の成膜不良に起因する電子部品の装着ミスの発生を防止することができる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供する。
【解決手段】テーブル21の上方を移動自在に設けられた基板カメラ6により、ペースト膜pmの中の部品Pを接触させる位置として予め定められた部品接触位置Mの撮像を行う。そして、得られた画像に基づいて、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態の良否を判定し、ペースト膜pmの成膜状態が良好であると判定された場合に、そのペースト膜pmの部品接触位置Mに部品Pを接触させ、これによりペーストPTが付着した部品Pを基板PBに装着する。
【選択図】図4
【解決手段】テーブル21の上方を移動自在に設けられた基板カメラ6により、ペースト膜pmの中の部品Pを接触させる位置として予め定められた部品接触位置Mの撮像を行う。そして、得られた画像に基づいて、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態の良否を判定し、ペースト膜pmの成膜状態が良好であると判定された場合に、そのペースト膜pmの部品接触位置Mに部品Pを接触させ、これによりペーストPTが付着した部品Pを基板PBに装着する。
【選択図】図4
Description
本発明は、電子部品にペーストを付着させて基板に装着する電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。
電子部品実装装置は、装着ヘッドに電子部品を吸着してピックアップした後、その電子部品をペースト膜形成装置によって形成されたペースト膜に上方から接触させ、電子部品にペーストを付着(転写)させてから基板に装着する(特許文献1)。このような電子部品の基板への装着において、電子部品にペーストが正しく付着したかどうかの確認は、ペースト膜に接触させた後の電子部品を撮像手段(カメラ)によって撮像し、そのデータをもとにした画像認識を行うことによってなされる。
特開2008−108884号公報
しかしながら、電子部品の中にはペーストと同じような色をしているものがあり、このような電子部品についてはペースト膜に接触させた後の画像認識によってはペーストが付着しているかどうかの確認を行えず、ペースト膜の成膜状態が不良であった場合には装着ミスが発生しやすいという問題点があった。
そこで本発明は、ペースト膜の成膜不良に起因する電子部品の装着ミスの発生を防止することができる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の電子部品実装装置は、ペーストが供給されるテーブルと、テーブルに対して相対移動してテーブル上にペースト膜を形成するスキージと、テーブルの上方を移動自在に設けられ、ペースト膜の中の電子部品を接触させる位置として予め定められた部品接触位置の撮像を行う撮像手段と、撮像手段の撮像により得られた部品接触位置の画像に基づいて、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否を判定する判定手段と、判定手段によりテーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が良好であると判定された場合に、そのペースト膜の部品接触位置に電子部品を接触させ、これによりペーストが付着した電子部品を基板に装着する装着ヘッドと、を備えた。
請求項2に記載の電子部品実装装置は、請求項1に記載の電子部品実装装置であって、判定手段は、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否の判定を、撮像手段の撮像により得られた部品接触位置の画像と記憶手段に記憶された基準画像とのコントラストの差に基づいて行う。
請求項3に記載の電子部品実装装置は、請求項1又は2に記載の電子部品実装装置であって、判定手段によりテーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が不良であると判定された場合に、テーブル上にペーストを供給するペースト供給手段を備えた。
請求項4に記載の電子部品実装方法は、ペーストが供給されたテーブルに対してスキージを相対移動させてテーブル上にペースト膜を形成する工程と、ペースト膜の中の電子部品を接触させる位置として予め定められた部品接触位置の撮像を行う工程と、撮像された部品接触位置の画像に基づいて、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否を判定する工程と、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が良好であると判定した
場合に、そのペースト膜の部品接触位置に電子部品を接触させ、これによりペーストが付着した電子部品を基板に装着する工程と、を含む。
場合に、そのペースト膜の部品接触位置に電子部品を接触させ、これによりペーストが付着した電子部品を基板に装着する工程と、を含む。
請求項5に記載の電子部品実装方法は、請求項4に記載の電子部品実装方法であって、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否判定を、撮像された部品接触位置の画像と記憶された基準画像とのコントラストの差に基づいて行う。
請求項6に記載の電子部品実装方法は、請求項4又は5に記載の電子部品実装方法であって、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が不良であると判定した場合に、テーブル上にペーストを供給する工程を実行する。
本発明では、テーブルの上方を移動自在に設けられた撮像手段により、ペースト膜の中の電子部品を接触させる位置として予め定められた部品接触位置の撮像を行い、これにより得られた画像に基づいてペースト膜の成膜状態の良否を判定するようになっている。ここで、上記部品接触位置は、これから電子部品を接触させようとしているペースト膜上の位置であるため、この部品接触位置のペースト膜の成膜状態が良好であることが確認できさえすれば、その部品接触位置に電子部品を接触させることによって電子部品にペーストを確実に付着させることができるので、電子部品とペーストが同じような色をしている場合であっても、ペーストの付着不足による電子部品の搭載ミスの発生を防ぐことができる。更に、本発明では、テーブル上に形成されたペースト膜全体ではなく、その一部を撮像するのみでよいので、ペースト膜の撮像を行う撮像手段は視野の小さいもの(例えば基板の位置決めにおいて使用される基板カメラ)でよく、大型で高価な撮像手段を必要としないことから、コストダウンを図ることもできる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の構成図、図2は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置が備えるペースト膜形成装置の一部の斜視図、図3(a),(b),(c)は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のペースト膜に電子部品を接触させてペーストを付着させる工程の説明図、図4は本発明の一実施の形態におけるペースト膜の部品接触位置の例を示す図、図5は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置により電子部品の装着作業を実行するときの作業プロセスの流れを示すフローチャートである。
図1において、本実施の形態における電子部品実装装置(以下、実装装置と称する)1は、図示しない基台上に設けられた基板搬送路2、部品供給部3及びペースト膜形成装置4、基台に対して移動自在に設けられた装着ヘッド5、装着ヘッド5に取り付けられ、撮像視野を下方に向けた基板カメラ6並びに基台上に設けられ、撮像視野を上方に向けた部品カメラ7を備えて構成されている。
図1において、基板搬送路2は水平面内の一の方向(図1の紙面と直交する方向)に同期して駆動され、基板PBの搬送及び位置決めを行う一対のベルトコンベア2aから成る。基板搬送路2による基板PBの搬送及び位置決め動作は、この実装装置1が備える制御装置10が、図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路作動機構11(図1)の作動制御を行うことによってなされる。
図1において、部品供給部3はテープフィーダやトレイフィーダから成り、所定の位置に電子部品(以下、単に部品と称する)Pを供給する。部品供給部3による部品Pの供給動作は、制御装置10が図示しないアクチュエータ等から成る部品供給部作動機構12の作動制御を行うことによってなされる。
図1において、装着ヘッド5は基台上に設けられたXYロボット13によって水平面内方向に移動自在であり、複数の吸着ノズル5aにより部品Pの吸着及び離脱を行う。装着ヘッド5の移動動作は、制御装置10が図示しないアクチュエータ等から成るXYロボット作動機構14の作動制御を行うことによってなされ、装着ヘッド5による部品Pの吸着及び離脱動作は、制御装置10が図示しないアクチュエータ等から成るノズル作動機構15の作動制御を行うことによってなされる。
図1において、基板カメラ6及び部品カメラ7はそれぞれ制御装置10によって撮像動作制御がなされ、基板カメラ6及び部品カメラ7によって撮像された画像データは制御装置10に送られる。
図1において、ペースト膜形成装置4は、半田ペーストやフラックス等のペーストPTの薄膜(ペースト膜pm)を形成する装置であり、基台上に設けられたテーブル21、テーブル21の上方に設けられたスキージ23及びテーブル21上にペーストPTを圧送供給するペースト供給シリンジ24を備えている。
図1において、スキージ23はテーブル21に対して一定の方向(図中に示す矢印A)に移動自在に設けられている。スキージ23の移動動作は、制御装置10が図示しないアクチュエータ等から成るスキージ移動機構25の作動制御を行うことによってなされる。
スキージ23の下縁とテーブル21の上面とは所定の間隔(スキージギャップGと称する。図2参照)をもって離間しており、テーブル21に対してスキージ23を相対移動させると、テーブル21上には、スキージギャップGに相当する厚さのペースト膜pmが形成される。
図1及び図2において、ペースト供給シリンジ24はペースト供給ノズル24aをテーブル21の上方に位置させる作業位置(図2に示す位置)と、作業位置から退避した退避位置との間で移動自在であり、ペースト供給ノズル24aを作業位置に位置させた状態において、テーブル21上にペーストPTを供給する。ペースト供給シリンジ24の移動動作及びペースト供給シリンジ24によるペーストPTの供給動作は、制御装置10が図示しないアクチュエータ等から成るシリンジ作動機構27の作動制御を行うことによってなされる。
テーブル21の上面の色は、後述するように、基板カメラ6によりテーブル21上のペースト膜pmの一部を撮像したとき、その部分のペースト膜pmの膜厚が十分であるときと、そうでないときとの区別が両画像のコントラストから検知できるような色になっている。例えば、ペーストPTの色が暗色(例えば黒色)であれば、テーブル21の上面の色は明色(例えば白色)となっている。
制御装置10は、装着ヘッド5が備える複数の吸着ノズル5aのそれぞれに、部品供給部3より供給される部品Pを吸着させ、テーブル21に形成されたペースト膜pmの上方に部品Pを移動させた後(図3(a))、吸着ノズル5aを下降させて(図3(a)中に示す矢印B1)、部品Pをペースト膜pmに上方から接触させる(図3(b))。部品Pをペースト膜pmのどの位置に接触させるかは予め定められており、制御装置10は、その予め定められた位置(部品接触位置M。図1参照)において部品Pがペースト膜pmと接触するように、搭載ヘッド5の作動制御を行う。
制御装置10は、ペースト膜pm上の部品接触位置Mに部品Pを接触させたら、吸着ノズル5aを上昇させる(図3(c)中に示す矢印B2)。これにより部品Pの下面にはペ
ーストPTが付着する(転写される)。
ーストPTが付着する(転写される)。
本実施の形態における実装装置1では、制御装置10は、装着ヘッド5によりピックアップした(吸着ノズル5aに吸着させた)部品Pをテーブル21上に形成されたペースト膜pmに接触させる前、基板カメラ6を(装着ヘッド5を)移動させて、テーブル21上に形成されたペースト膜の中の、部品を接触させる位置として予め定められた上記部品接触位置Mを撮像させ、これにより得られた画像(部品接触位置Mの画像)に基づいて、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態の良否を判定するようになっている。図4には、ペースト膜pm上に定められた部品接触位置Mと、この部品接触位置Mを撮像する基板カメラ6の視野Rの例を示している。
上記判定は、具体的には、制御装置10の判定部10a(図1)が、基板カメラ6の撮像により得られた部品接触位置Mの画像と記憶部10b(記憶手段)に記憶された基準画像とのコントラストの差に基づいて行う。更に具体的には、制御装置10の判定部10aが、基板カメラ6の撮像により得られた部品接触位置Mの画像を記憶部10bに記憶された基準画像と比較し、両画像(部品接触位置Mの画像及び基準画像)のコントラストの差が閾値を上回るか否かに基づいて行う。そして、両画像のコントラストの差が閾値を上回っていなかったときには、ペースト膜pmの成膜状態は良好であると判定し、両画像のコントラストの差が閾値を上回っていたときには、ペースト膜pmの成膜状態は不良であると判定する。ここで、基準画像は、例えば、ペースト膜pmの膜厚が十分であるときのペースト膜pmの画像が用いられる。
ここで、上記部品接触位置Mは、これから部品Pを接触させようとしているペースト膜pm上の位置であるため、この部品接触位置Mのペースト膜pmの成膜状態が良好であることが確認できれば、その部品接触位置Mに部品Pを接触させることにより、その部品PにペーストPTを確実に付着させることができる。
次に、図5のフローチャートを用いて実装装置1により部品Pの装着作業を実行するときの作業プロセスの流れについて説明する。ここに示す部品Pの装着作業プロセスの流れは、本実施の形態における部品実装方法の手順を含むものとなっている。
図5において、実装装置1の制御装置10は先ず、基板搬送路2を作動させて、この実装装置1の上流側に配置された他の装置から投入された基板PBを実装装置1内に搬入し、所定位置に位置決めする(ステップST1の基板位置決め工程)。この基板PBの位置決めの際には、制御装置10はXYロボット13の作動制御を行って装着ヘッド5を基板PBの上方に移動させ、装着ヘッド5に取り付けられた基板カメラ6によって、基板PBに設けられた図示しない位置決めマークの認識(撮像)を行い、基板PBの基準位置からの位置ずれを求める。
制御装置10は、基板PBを位置決めしたら、部品供給部3の作動制御を行って、部品Pを所定の部品供給位置に供給させる(ステップST2の部品供給工程)。そして、XYロボット13の作動制御を行って、装着ヘッド5を部品供給位置の上方に移動させ、吸着ノズル5aに部品Pを吸着させてピックアップする(ステップST3の部品ピックアップ工程)。
制御装置10は、装着ヘッド5により部品Pをピックアップしたら、ペーストPTが供給されたテーブル21上でスキージ23を相対移動させ、テーブル21上にペースト膜pmを形成させる(ステップST4のペースト膜形成工程)。
制御装置10はテーブル21上にペースト膜pmを形成させたら、XYロボット13を
作動させて基板カメラ6をテーブル21の上方に移動させ、ペースト膜形成工程でテーブル21上に形成されたペースト膜pmの一部の撮像を行う(ステップST5のペースト膜撮像工程)。ここでは前述のように、これからペースト膜pmに接触させようとしている部品Pの部品接触位置Mの撮像を行う。
作動させて基板カメラ6をテーブル21の上方に移動させ、ペースト膜形成工程でテーブル21上に形成されたペースト膜pmの一部の撮像を行う(ステップST5のペースト膜撮像工程)。ここでは前述のように、これからペースト膜pmに接触させようとしている部品Pの部品接触位置Mの撮像を行う。
制御装置10は、ペースト膜pmの一部の撮像を行ったら、判定部10aにおいて、前述の要領で、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態の良否判定を行う(ステップST6の成膜状態判定工程)。制御装置10は、判定部10aにおいて、ペースト膜pmの成膜状態が不良であると判定した場合には、ステップST4に戻り、ペースト供給シリンジ24を退避位置から作業位置に移動させ、ペースト供給シリンジ24よりテーブル21上にペーストPTを供給させたうえで、ペースト膜pmの形成を再実行する。
一方、制御装置10は、上記ステップST6の成膜状態判定工程で、判定部10aにおいて、ペースト膜pmの成膜状態が良好であると判定した場合には、XYロボット13の作動制御を行って装着ヘッド5を移動させ、部品カメラ7に部品Pを撮像させて、部品Pの認識(部品認識)を行う(ステップST7の部品認識工程)。この部品認識では、部品Pの吸着ノズル5aに対する位置ずれ(吸着ずれ)も求める。
制御装置10は、部品Pの認識を行ったら、XYロボット13の作動制御を行って装着ヘッド5を移動させ、直前に基板カメラ6で撮像した部品接触位置Mに部品Pを接触させ、その部品Pの下面にペーストPTを付着させる(ステップST8のペースト付着工程)。
制御装置10は、部品PにペーストPTを付着させたら、XYロボット13の作動制御を行って装着ヘッド5を移動させ、基板搬送路2によって位置決めされた基板PB上の目標装着位置に部品Pを装着する(ステップST9の部品装着工程)。部品Pを基板PB上の目標装着位置に装着させるときには、ステップST1の基板位置決め工程で求めた基板PBの基準位置からの位置ずれと、ステップST7の部品認識工程で求めた吸着ノズル5aに対する部品Pの位置ずれがキャンセルされるように吸着ノズル5aの位置補正を行う。
制御装置10は、部品Pの基板PBへの装着が終了したら、基板PBに装着すべき全ての部品Pの基板PBへの装着を終了したかどうかの判断を行う(ステップST10の終了判断工程)。その結果、全ての部品Pの基板PBへの装着が終了していなかったときにはステップST2に戻り、まだ基板PBに装着していない部品Pの基板PBへの装着を行う。一方、全ての部品Pの基板PBへの装着が終了していたときには基板搬送路2を作動させて基板PBを実装装置1の外部に搬出し(ステップST11の基板搬出工程)、次の基板PBの投入待ちに入る。
以上説明したように、本実施の形態における実装装置1は、ペーストPTが供給されるテーブル21と、テーブル21に対して相対移動してテーブル21上にペースト膜pmを形成するスキージ23と、テーブル21の上方を移動自在に設けられ、ペースト膜pmの中の部品Pを接触させる位置として予め定められた部品接触位置Mの撮像を行う撮像手段(基板カメラ6)と、撮像手段の撮像により得られた部品接触位置Mの画像に基づいて、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態の良否を判定する判定手段(制御装置10の判定部10a)と、判定手段によりテーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態が良好であると判定された場合に、そのペースト膜pmの部品接触位置Mに部品Pを接触させ、これによりペーストPTが付着した部品Pを基板PBに装着する装着ヘッド5を備えたものとなっている。
また、本実施の形態における電子部品実装方法は、ペーストPTが供給されたテーブル21に対してスキージ23を相対移動させてテーブル21上にペースト膜pmを形成する工程(ペースト膜形成工程)と、ペースト膜pmの中の部品Pを接触させる位置として予め定められた部品接触位置Mの撮像を行う工程(ペースト膜撮像工程)と、撮像された部品接触位置Mの画像に基づいて、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態の良否を判定する工程(成膜状態判定工程)と、テーブル21上に形成されたペースト膜pmの成膜状態が良好であると判定した場合に、そのペースト膜pmの部品接触位置Mに部品Pを接触させ、これによりペーストPTが付着した部品Pを基板PBに装着する工程(部品装着工程)を含むものとなっている。
本実施の形態では、テーブル21の上方を移動自在に設けられた撮像手段(基板カメラ6)により、ペースト膜pmの中の部品Pを接触させる位置として予め定められた部品接触位置Mの撮像を行い、これにより得られた画像に基づいてペースト膜pmの成膜状態の良否を判定するようになっている。ここで、上記部品接触位置Mは、これから部品Pを接触させようとしているペースト膜pm上の位置であるため、この部品接触位置Mのペースト膜pmの成膜状態が良好であることが確認できさえすれば、その部品接触位置Mに部品Pを接触させることによって部品PにペーストPTを確実に付着させることができるので、部品PとペーストPTが同じような色をしている場合であっても、ペーストPTの付着不足による部品Pの搭載ミスの発生を防ぐことができる。
更に、テーブル21上に形成されたペースト膜pm全体ではなく、その一部を撮像するのみでよいので、ペースト膜pmの撮像を行う撮像手段は基板カメラ6のような視野の小さいものでよく、大型で高価な撮像手段を必要としないことから、コストダウンを図ることもできる。
ペースト膜の成膜不良に起因する電子部品の装着ミスの発生を防止することができる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供する。
1 電子部品実装装置
5 装着ヘッド
6 基板カメラ(撮像手段)
10a 判定部(判定手段)
10b 記憶部(記憶手段)
21 テーブル
23 スキージ
24 ペースト供給シリンジ(ペースト供給手段)
PT ペースト
pm ペースト膜
M 部品接触位置
P 電子部品
5 装着ヘッド
6 基板カメラ(撮像手段)
10a 判定部(判定手段)
10b 記憶部(記憶手段)
21 テーブル
23 スキージ
24 ペースト供給シリンジ(ペースト供給手段)
PT ペースト
pm ペースト膜
M 部品接触位置
P 電子部品
Claims (6)
- ペーストが供給されるテーブルと、
テーブルに対して相対移動してテーブル上にペースト膜を形成するスキージと、
テーブルの上方を移動自在に設けられ、ペースト膜の中の電子部品を接触させる位置として予め定められた部品接触位置の撮像を行う撮像手段と、
撮像手段の撮像により得られた部品接触位置の画像に基づいて、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否を判定する判定手段と、
判定手段によりテーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が良好であると判定された場合に、そのペースト膜の部品接触位置に電子部品を接触させ、これによりペーストが付着した電子部品を基板に装着する装着ヘッドと、
を備えたことを特徴とする電子部品実装装置。 - 判定手段は、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否の判定を、撮像手段の撮像により得られた部品接触位置の画像と記憶手段に記憶された基準画像とのコントラストの差に基づいて行うことを特徴とする請求項1に記載の電子部品実装装置。
- 判定手段によりテーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が不良であると判定された場合に、テーブル上にペーストを供給するペースト供給手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品実装装置。
- ペーストが供給されたテーブルに対してスキージを相対移動させてテーブル上にペースト膜を形成する工程と、
ペースト膜の中の電子部品を接触させる位置として予め定められた部品接触位置の撮像を行う工程と、
撮像された部品接触位置の画像に基づいて、テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否を判定する工程と、
テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が良好であると判定した場合に、そのペースト膜の部品接触位置に電子部品を接触させ、これによりペーストが付着した電子部品を基板に装着する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品実装方法。 - テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態の良否判定を、撮像された部品接触位置の画像と記憶された基準画像とのコントラストの差に基づいて行うことを特徴とする請求項4に記載の電子部品実装方法。
- テーブル上に形成されたペースト膜の成膜状態が不良であると判定した場合に、テーブル上にペーストを供給する工程を実行することを特徴とする請求項4又は5に記載の電子部品実装方法。
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