JP2010245236A - Method for supporting substrate, substrate supporting device, component mounting method, and component mounting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に部品が実装される際に当該基板を支持する基板支持装置および基板支持方法、部品実装機および部品実装方法に関する。 The present invention relates to a substrate support device and a substrate support method, a component mounter, and a component mounting method that support a substrate when a component is mounted on the substrate.
従来、電子機器等の工業製品の製造工程には、工業製品を構成するプリント基板(以下、単に「基板」という。)に、半導体ベアチップを含む各種の電子部品(以下、単に「部品」という。)の実装や液剤の塗布等を行う工程が数多く含まれている。 Conventionally, in the manufacturing process of industrial products such as electronic devices, various electronic components (hereinafter simply referred to as “components”) including a semiconductor bare chip on a printed circuit board (hereinafter simply referred to as “substrate”) constituting the industrial product. ) And a lot of processes for applying a liquid agent are included.
これら各種の工程において、作業を安定させ、作業精度を向上させるためには、基板を安定して支持する必要がある。 In these various processes, it is necessary to stably support the substrate in order to stabilize the operation and improve the operation accuracy.
また、近年では、フレキシブル基板に部品を実装することも多く、フレキシブル基板は、柔軟性が高いがゆえに、撓み等の変形が生じ易い。又、最近では、フレキシブル基板と従来の基板(リジッド基板)とを併せ持つリジッドフレキシブル基板もあり、基板の撓み等の変形が大きく生じる場合がある。 In recent years, components are often mounted on a flexible substrate, and the flexible substrate is highly flexible, so that deformation such as bending is likely to occur. Recently, there is a rigid flexible substrate having both a flexible substrate and a conventional substrate (rigid substrate), and deformation such as bending of the substrate may occur greatly.
そこで、基板を安定して支持するための技術も開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a technique for stably supporting the substrate is also disclosed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の基板支持装置は、基板を支持する複数のサポートピンを備え、これらサポートピンそれぞれの上端には吸引孔が設けられている。また、これら吸引孔は真空吸引されるチャンバと連通されており、これら吸引孔からエアーが吸引されることにより基板裏面が吸着される。
The substrate support device described in
当該基板支持装置は、このように基板の裏面を吸着することで、当該基板の支持の安定化を図ろうとするものである。 The substrate support device attempts to stabilize the support of the substrate by adsorbing the back surface of the substrate in this way.
また、部品を実装すべき基板の裏面に、既に1以上の部品が実装済みである場合など、基板の支持される面が凹凸形状である場合がある。 Further, there are cases where the surface supported by the substrate has an uneven shape, such as when one or more components have already been mounted on the back surface of the substrate on which the component is to be mounted.
そこで、このような基板を安定的に支持するための技術も開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a technique for stably supporting such a substrate is also disclosed (for example, see Patent Document 1).
特許文献2に記載の基板支持装置は、サポートピンデータが記憶された記憶装置を備えている。サポートピンデータとは、支持対象の基板の形状、および、これら基板それぞれの裏面の部品の有無に応じて上昇させるべきサポートピンを特定する情報である。
The substrate support apparatus described in
当該基板支持装置では、ある基板を支持する際に、このサポートピンデータを参照することで、当該基板の裏面の部品が実装されていない部分の直下に位置するサポートピンのみを上昇させる。 In the board support device, when supporting a certain board, by referring to the support pin data, only the support pin located immediately below the part where the components on the back surface of the board are not mounted is raised.
これにより、支持対象の基板の裏面に部品が実装されている場合であっても、当該基板を支持することができる。 Thereby, even when a component is mounted on the back surface of the substrate to be supported, the substrate can be supported.
しかしながら、特許文献1の基板支持装置のように、基板裏面をサポートピンが吸着する場合、その裏面に部品が存在することなどにより、裏面が凹凸形状である場合、サポートピン上端と基板裏面との気密性が保持できずに吸着エアーの漏れが発生することがある。また、サポートピン上端の吸引孔に埃等が詰まるなど、十分な吸引力が発揮できない状況が発生することも考えられる。
However, as in the substrate support device of
このように、吸着エアーの漏れ、および、吸引孔の詰まりなどにより、基板に対する吸着力が低下した場合、基板を安定して支持することが困難になる。 As described above, when the suction force against the substrate is reduced due to leakage of suction air and clogging of the suction holes, it becomes difficult to stably support the substrate.
また、特許文献2記載の基板支持装置のように、サポートピンデータを参照してサポートピンを選択的に上昇させる場合、扱う基板の種類が増加するに従い、サポートピンデータのサイズが大きくなる。つまり、サポートピンデータの管理が煩雑になるという問題がある。
Further, when the support pins are selectively raised with reference to the support pin data as in the substrate support device described in
また、基板の支持される面に多数の部品が既に実装済みである場合、非常に少ない本数のサポートピンでその基板が支持されることになる。そのため、基板の安定性が失われることも考えられる。 Further, when a large number of components are already mounted on the surface to be supported by the substrate, the substrate is supported by a very small number of support pins. For this reason, the stability of the substrate may be lost.
特に、フレキシブル基板およびリジッドフレキシブル基板のように、少なくとも一部に柔軟性の高い素材が使用された基板を支持する場合に、安定的に支持することは、部品実装等の作業の確実性を向上させる上で重要である。 In particular, when supporting a board that is made of a material with high flexibility at least partially, such as a flexible board and a rigid flexible board, stable support improves the reliability of work such as component mounting. It is important to make it.
本発明は、上記従来の課題を考慮し、基板に部品を実装する際に、当該基板が柔軟性が高い基板であっても安定的に支持することのできる基板支持方法、基板支持装置、部品実装方法および部品実装機を提供することを目的とする。 In consideration of the above-described conventional problems, the present invention provides a substrate support method, a substrate support apparatus, and a component that can stably support even when the substrate is a highly flexible substrate when the component is mounted on the substrate. It is an object to provide a mounting method and a component mounting machine.
上記目的を達成するために、本発明の基板支持方法は、上方から部品が実装される基板を、複数の支持体を用いて下方から支持する基板支持方法であって、前記複数の支持体を、前記基板の方向に移動させて前記基板に下方から当接させることで、前記基板を上方凸状にする当接ステップと、前記基板が上方凸状にされた状態で、前記複数の支持体それぞれの位置を固定するように、前記複数の支持体を所定の保持力で保持する保持ステップとを含む。 In order to achieve the above object, a substrate support method of the present invention is a substrate support method for supporting a substrate on which a component is mounted from above using a plurality of supports from below, wherein the plurality of supports is mounted on the substrate. A plurality of supporting members in a state in which the substrate is projected upward by moving in the direction of the substrate and contacting the substrate from below; A holding step of holding the plurality of supports with a predetermined holding force so as to fix the respective positions.
このように、本発明の基板支持方法では、基板は上方凸状にされて支持される。
例えば、支持対象の複数の基板が、柔軟性が高いがゆえに撓み等の変形を生じ易いという特性を有する基板である場合、その基板を支持する際に変形がどの位置に存在し、また、変形量(例えば、基板上の一点の正規な位置からの上方または下方へのずれ量)がどれくらいであるのかの予測は不可能である。
Thus, in the substrate support method of the present invention, the substrate is supported in an upward convex shape.
For example, when a plurality of substrates to be supported are substrates that have the property of being easily deformed such as bending due to their high flexibility, where the deformation is present when supporting the substrate, It is impossible to predict how much the amount (for example, the amount of upward or downward deviation from the normal position of one point on the substrate) is.
そこで、本発明の基板支持方法では、複数の支持体を基板の下方から当接させることで基板を積極的に上方凸状にする。 Therefore, in the substrate support method of the present invention, the substrate is positively convexed upward by bringing a plurality of supports into contact with the substrate from below.
これにより、例えば、基板が撓んでいることにより支持体の上端が基板に届いておらず、基板が支持体から浮いた状態で部品が実装されることが防止される。すなわち、支持対象の基板が、柔軟性があり変形し易い特性を有する基板であっても、安定的に支持され、確実な部品実装が可能となる。 Thereby, for example, the upper end of the support body does not reach the board due to the board being bent, and components are prevented from being mounted in a state where the board floats from the support body. That is, even if the substrate to be supported is a flexible and easily deformable substrate, it is stably supported and enables reliable component mounting.
また、本発明の基板支持方法はさらに、前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、前記基板に部品が実装された際に、前記部品の前記基板に対する押圧力により、前記基板を挟んで前記部品とは反対側の1以上の支持体が下方に移動する押し戻しステップとを含むとしてもよい。 Further, the substrate support method of the present invention further includes pressing the substrate by a pressing force of the component against the substrate when the component is mounted on the substrate in a state where the positions of the plurality of supports are held. One or more support bodies on the opposite side to the part may be pushed back to move downward.
このように、基板が上方凸状にされたことによる部品実装位置の上方へのずれが、支持体の下方への移動により吸収される。これにより、例えば、耐荷重性の低い部品を、部品実装時に付加される押圧力から保護することができる。 In this manner, the upward shift of the component mounting position due to the upward convex shape of the substrate is absorbed by the downward movement of the support. Thereby, for example, a component with low load resistance can be protected from a pressing force applied during component mounting.
また、本発明の部品実装方法は、本発明の基板支持方法により支持された基板に部品を実装する部品実装方法であって、前記保持ステップにおいて前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、部品を吸着した吸着ノズルにより、前記基板の上方から前記部品を前記基板に実装する実装ステップを含む。 Further, the component mounting method of the present invention is a component mounting method for mounting a component on a substrate supported by the substrate support method of the present invention, wherein the positions of the plurality of supports are held in the holding step. And a mounting step of mounting the component on the substrate from above the substrate by a suction nozzle that sucks the component.
また、本発明の部品実装方法は、本発明の基板支持方法により支持された基板に部品を実装する部品実装方法であって、前記基板が上方凸状にされたことによる前記基板の部品実装位置のずれ量を計測する計測ステップと、前記計測ステップにおいて計測されたずれ量を用いて、前記部品実装位置を示す実装位置情報を補正する補正ステップと、前記保持ステップにおいて前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、前記補正ステップにおいて補正された実装位置情報を用いて、前記部品を吸着した前記吸着ノズルにより、前記部品を前記部品実装位置に実装する実装ステップを含むとしてもよい。 Further, the component mounting method of the present invention is a component mounting method for mounting a component on a substrate supported by the substrate support method of the present invention, wherein the component mounting position of the substrate is formed by making the substrate convex upward. A measuring step for measuring the amount of deviation, a correction step for correcting mounting position information indicating the component mounting position using the amount of deviation measured in the measuring step, and a holding step for each of the plurality of supports. A mounting step of mounting the component at the component mounting position by the suction nozzle that sucks the component using the mounting position information corrected in the correction step in a state where the position is held may be included.
このように、部品実装の際に、部品実装位置の高さ方向のずれを補正することにより、基板が上方凸状にされることによって生じるずれ量が比較的大きな場合であっても、適切に部品が実装される。 In this way, by correcting the deviation in the height direction of the component mounting position during component mounting, even if the amount of deviation caused by the substrate being convex upward is relatively large, Parts are mounted.
また、本発明は、本発明の基板支持方法が含む各種の動作を実行する基板支持装置として実現することができる。 In addition, the present invention can be realized as a substrate support apparatus that executes various operations included in the substrate support method of the present invention.
また、本発明は、基板を支持する装置として本発明の基板支持装置を備える部品実装機として実現することもできる。 Further, the present invention can also be realized as a component mounter including the substrate support device of the present invention as a device for supporting a substrate.
さらに、本発明は、本発明の基板支持方法における特徴的なステップを含むプログラムとして実現したり、そのプログラムが格納されたCD−ROM等の記憶媒体として実現したり、集積回路として実現することもできる。プログラムは、通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることもできる。 Furthermore, the present invention can be realized as a program including the characteristic steps in the substrate support method of the present invention, realized as a storage medium such as a CD-ROM storing the program, or realized as an integrated circuit. it can. The program can also be distributed via a transmission medium such as a communication network.
本発明は、基板に部品を実装する際に、当該基板が柔軟性が高い基板であっても安定的に支持することのできる基板支持方法、基板支持装置、部品実装方法および部品実装機を提供することができる。 The present invention provides a substrate support method, a substrate support apparatus, a component mounting method, and a component mounter that can stably support a substrate even when the substrate is a highly flexible substrate when mounting the component on the substrate. can do.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、図1を用いて、実施の形態の部品実装機100の構成を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the
図1は、本発明の実施の形態の部品実装機100の構成概要を示す平面図である。
図1に示す部品実装機100は、搬送コンベア90と、部品供給部110と、移載ヘッド120と、ノズルステーション130と、基板支持装置10と、基板認識カメラ122と、部品認識カメラ131とを備える。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a
A
部品実装機100に搬入された基板80は、搬送コンベア90により所定の位置まで搬送され、位置決めされる。位置決めされた基板80は基板支持装置10により支持される。
The
移載ヘッド120は、複数の吸着ノズルを有している。これら複数の吸着ノズルは、部品供給部110から供給される部品を吸着する。その後、移載ヘッド120は、基板支持装置10により支持された基板80の上方に移動する。
The
移載ヘッド120が基板80の上方に移動すると、複数の吸着ノズルのそれぞれは、自身が吸着している部品を基板80に実装する。
When the
なお、基板認識カメラ122は移載ヘッド120に一体に設けられており、移載ヘッド120とともに基板80上に移動し、基板80の隅に設けられた基板マークの位置を認識する。
The
基板認識カメラ122により、基板マークが画像認識されることで、基板80のXY平面に平行な方向へのずれ量、基板80の回転ずれ量および基板80の伸縮量等に基づく補正量が求められる。求められた補正量は、部品実装の際に、部品実装位置を補正するために利用される。
The
また、部品認識カメラ131は、移載ヘッド120に吸着された部品の吸着状態を2次元又は3次元的に認識することができる。部品認識カメラ131により認識された、吸着ノズルの中心位置と部品の中心位置のずれ量、および、部品の傾き量などを基に補正量が求められる。求められた補正量は、上記の基板マークに基づく補正量とともに、部品実装位置を補正するために利用される。
Further, the
これら一連の部品実装作業は、当該部品実装機100に割り当てられた数および種類の部品の基板80への実装が完了するまで行われる。
These series of component mounting operations are performed until the mounting of the number and types of components allocated to the
基板80への部品実装作業が完了すると、搬送コンベア90により基板80は搬出され、次の基板80が部品実装機100に搬入され、上記部品実装作業を繰り返す。
When the component mounting operation on the
また、移載ヘッド120は、必要に応じて、ノズルステーション130上方まで移動し、移載ヘッド120に取り付けられている吸着ノズルと、ノズルステーション130に保持されている吸着ノズルと交換する。
Moreover, the
搬送コンベア90は、固定レール90aと、可動レール90bとを有している。固定レール90aは部品実装機100に固定されているが、可動レール90bはY軸方向に移動可能である。つまり、搬送コンベア90の横幅(Y軸方向の幅)が可変であり、これにより、搬送コンベア90は、様々な大きさの基板80を搬送することができる。
The
次に、部品実装機100に備えられている基板支持装置10について、図2〜図8を用いて説明する。
Next, the board |
図2は、本発明の実施の形態の基板支持装置10の概観を示す概観図である。
図2に示す基板支持装置10は、部品実装機100に、基板80を支持する装置として備えられている。基板支持装置10は、搬送コンベア90により搬送されてくる基板80を下方から支持することができる。
FIG. 2 is an overview diagram showing an overview of the
A
部品実装機100では、基板80が基板支持装置10により下方から支持されることにより、基板80の上方から部品を実装することができる。基板80は、部品が実装されている場合はその部品も含み、本発明の基板支持装置および基板支持方法により支持される基板の一例である。
In the
なお、図2に示すように、基板80の搬送方向と平行な方向をX軸方向とし、昇降軸14と平行な方向、つまり、基板80の支持方向と平行な方向をZ軸方向とし、X軸方向およびZ軸方向と垂直な方向をY軸方向とする。
As shown in FIG. 2, the direction parallel to the transport direction of the
また、以下の記載において、例えば、「サポートピン13が基板80に当接する」という場合、サポートピン13の先端部が基板80に直接当接すること、またはサポートピン13の先端部が基板80の裏面に実装されている部品に当接することを意味する。
Further, in the following description, for example, when “the
さらに、基板80が治具に挟み込まれている場合、サポートピン13の先端部が当該治具に当接することをも含む。
Furthermore, when the board |
図2に示すように、基板支持装置10は、ピンユニット11と、移動体6と、駆動部7と、基台8と、制御部20と、電源部26とを備える。
As shown in FIG. 2, the
本実施の形態においては、複数のピンユニット11が移動体6に着脱可能に取り付けられている。ピンユニット11は、サポートピン13と昇降軸14とを有する。
In the present embodiment, a plurality of
サポートピン13は、基板80を支持する部材であり、ピンユニット11に上下方向に移動可能に保持された昇降軸14に接続されている。また、複数のピンユニット11は、それぞれが有するサポートピン13が上方の基板80の裏面と対向する位置に設けられている。
The
一組のサポートピン13と昇降軸14とは、本発明の基板支持方法および基板支持装置における支持体の一例である。
The pair of support pins 13 and the lifting
駆動部7は、本実施の形態ではエアシリンダであり、基台8に固定されている。駆動部7は、制御部20からの指示に従い、移動体6を移動させることで移動体6が保持している複数のピンユニット11を一括して移動させる。これにより、複数のサポートピン13の先端部を基板80に当接させることができる。
The
また、複数の昇降軸14は、移動体6に対し、それぞれ独立して支持方向に平行な双方向に移動可能である。そのため、基板80の支持される面に実装済み部品が存在する場合など、基板80の支持される面が凹凸形状であっても、その形状に沿って、複数のサポートピン13が当接する。
The plurality of elevating
また、複数のサポートピン13が基板80に当接した状態で、制御部20は、電源部26を制御することにより、各ピンユニット11に所定の電圧を印加する。これにより、各ピンユニット11は、自身が有する昇降軸14を印加電圧に応じた保持力で保持し、基板80を支持する。
Further, the
また、制御部20は、これら複数のピンユニット11に印加する電圧の大きさを制御することで、各ピンユニット11が昇降軸14を保持する保持力を制御する。
Further, the
図3(A)は、実施の形態の基板支持装置10に支持される基板80の一例を示す上面図である。
FIG. 3A is a top view illustrating an example of the
図3(B)は、図3(A)に示す基板80のA−A断面図である。
これらの図に示す基板80は、フレキシブル基板80bとリジッド基板80aとを一体に有するリジッドフレキシブル基板である。
FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of the
A
なお、図3(A)に示すように、基板80は、4つのリジッド基板80aと、2つのフレキシブル基板80bとを有する。
As shown in FIG. 3A, the
ここで、一般的に、フレキシブル基板は樹脂シートにプリント配線を施したものであり、1枚のフレキシブル基板に複数の配線パターンが形成されている。また、その配線パターンにIC、コンデンサ、抵抗器、コイル、およびコネクタ、などの部品が実装されることで、フレキシブルな回路基板が構成される。そして、このフレキシブルな回路基板が機器に組み込まれる。 Here, generally, a flexible substrate is obtained by applying printed wiring to a resin sheet, and a plurality of wiring patterns are formed on one flexible substrate. Also, a flexible circuit board is configured by mounting components such as an IC, a capacitor, a resistor, a coil, and a connector on the wiring pattern. And this flexible circuit board is built in an apparatus.
このようなフレキシブルな回路基板は、基板の厚さを薄くできると共に軽量化できる。さらに、曲げや折り畳みが可能なことより機器の複雑な形状に添い機器の可動部に対しても特別な関節部を持つ必要がなく小型化も可能であるという特徴を有している。 Such a flexible circuit board can reduce the thickness and thickness of the board. Further, since it can be bent and folded, it has the feature that it can be downsized without the need for a special joint portion even with respect to the movable portion of the device, following the complicated shape of the device.
特に、樹脂シートの厚さが10μm程度のものも可能であり、銅箔からなる配線パターンを含めて厚さが30μm程度のフレキシブル基板も実用化されている。 In particular, a resin sheet having a thickness of about 10 μm is possible, and a flexible substrate having a thickness of about 30 μm including a wiring pattern made of copper foil has been put into practical use.
このように、フレキシブル基板は非常に薄いため、組み込まれる機器の形状に応じて柔軟に形状を変化させることができる一方で、撓み等の変形が発生し易いという、部品実装作業における基板の安定的な支持を妨げ得る欠点もある。 Thus, since the flexible substrate is very thin, the shape can be changed flexibly according to the shape of the device to be incorporated, while deformation such as bending is likely to occur. There is also a drawback that can prevent proper support.
例えば、基板80は、部品実装機100に搬入される時点では、図3(B)に示すように撓んでいる場合がある。
For example, the
本実施の形態の基板支持装置10は、このように、変形し易いがゆえに安定して支持することが困難な基板80に対し、複数のサポートピン13を用いて、基板80を上方凸状にする。これにより、基板80の安定的な支持を実現する。
As described above, the
基板80を複数のサポートピン13により支持する際の部品実装機100の動作は、図9および図10を用いて後述する。
The operation of the
以下、図4および図5を用いて、サポートピン13を有するピンユニット11の構成を説明する。
Hereinafter, the configuration of the
図4は、実施の形態におけるピンユニット11の外観を示す斜視図である。
図4に示すように、ピンユニット11は、保持部12と、昇降軸14と、サポートピン13と、ユニット側端子15とを備える。
FIG. 4 is a perspective view showing the appearance of the
As shown in FIG. 4, the
ユニット側端子15は、ピンユニット11と電源部26とを接続するための端子である。
The
ピンユニット11が移動体6に取り付けられた場合、図4に示すように、ユニット側端子15と、電源部26に接続された電源側端子16とが接触する。これにより、ピンユニット11に所定の電圧が供給される。
When the
図5(A)は、実施の形態におけるピンユニット11の内部構造の一例を示す図である。
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of the internal structure of the
図5(A)に示すように、ピンユニット11は、保持部12の内側に、Electro Rheological(電気粘性:ER)ゲル17と、電極18と、付勢体19と、固定板19aとを2組備えている。
As shown in FIG. 5 (A), the
一対のERゲル17のそれぞれは、付勢体19により付勢力が与えられ、昇降軸14の側面に押し当てられる。この付勢体19によるERゲル17と昇降軸14との間の摩擦力により、昇降軸14は、ピンユニット11に移動可能に保持される。
Each of the pair of
なお、付勢体19の付勢力が小さい場合には、昇降軸14の自重によりピンユニット11は向け落ちてしまう場合も考えられる。
In addition, when the urging | biasing force of the urging | biasing
そこで、このような場合には、ピンユニット11に印加される電圧を調整して、昇降軸14が自重でピンユニット11から抜け落ちない程度に電圧を印加する。
Therefore, in such a case, the voltage applied to the
このように、昇降軸14が、自重でピンユニット11から抜け落ちない程度の保持力もしくはそれよりも少し強い保持力でピンユニット11に保持されていれば、移動体6が上昇し、サポートピン13が基板80の裏面に当接した場合に、基板80のような柔軟性の高い基板は上方凸状にされる。
In this manner, if the lifting
もちろん、基板80を上方凸状にできないほどピンユニット11による保持力が極端に弱い場合は、基板80を上方凸状にできる程度の保持力が発揮されるように印加電圧を事前に調整し、大きい値に変更しておけばよい。
Of course, when the holding force by the
なお、上記の電圧を調整する方法に代えて、付勢体19をさらに付勢力の強い付勢体に交換し、昇降軸14をピンユニット11に保持させてもよい。つまり、サポートピン13が基板80の裏面に当接した場合に、基板80が上方凸状にされない場合には、前記付勢体19を付勢力のより強いものに交換してもよい。
Instead of the method of adjusting the voltage described above, the urging
なお、ピンユニット11に対する印加電圧の制御については、図6および図7を用いて後述する。
The control of the voltage applied to the
このような構造を有するピンユニット11が移動体6に取り付けられた状態では、当該ピンユニット11が有する昇降軸14は、移動体6に移動可能に保持されることになる。
In a state where the
このように昇降軸14を移動可能に保持する移動体6を上昇させ、複数のサポートピン13を基板80に当接させることで、柔軟性を有する基板80を上方凸状にすることができる。
As described above, the
また、昇降軸14の少なくとも双方のERゲル17と接触する部分とそれら部分を接続する部分は導電性を有している。例えば、昇降軸14の表面は導電性を有する金属で覆われている。
Moreover, the part which contacts at least both
これにより、昇降軸14は、双方のERゲル17に電圧を印加する電極としても機能する。
Thereby, the elevating
このような構成において、2つのERゲル17には、それぞれ、固定板19aと付勢体19と電極18とを介して電圧V1が印加される。これにより、昇降軸14との間の境界面におけるせん断応力が向上する。
In such a configuration, a voltage V <b> 1 is applied to the two
すなわち、電極18と昇降軸14に挟まれたERゲル17に所定の電界を印加することで、ERゲル17と接触している昇降軸14の面との摩擦力が、前記電界の大きさにより変化するようになっている。
That is, by applying a predetermined electric field to the
このように当該境界面におけるせん断応力が向上し、かつ、ERゲル17が付勢体19によりに昇降軸14に押し当てられていることにより、昇降軸14とERゲル17との間には摩擦抵抗が作用し、支持方向に平行な双方向の移動が制限される。つまり、当該昇降軸14に連結されたサポートピン13が基板80を支持できる程度の保持力で昇降軸14が保持される。
Thus, the shear stress at the boundary surface is improved, and the
また、ERゲル17への電圧の印加が停止されると、ERゲル17表面のせん断応力は減少し、昇降軸14を固定する力は実質的に消滅する。これにより、昇降軸14は移動体6に対して無理なく移動可能な状態となる。
Further, when the application of the voltage to the
このように、昇降軸14の位置の固定には、印加される電圧の増減に対する応答性が高いERゲル17が用いられる。そのため、昇降軸14の位置の固定および固定の解除は瞬時に行われる。
Thus, the
なお、サポートピン13の基板の裏面と当接する先端の部分は、導電性を有しない材料で構成される方が望ましい。
It is desirable that the tip portion of the
なお、上述のような、ERゲル17におけるせん断応力の発生および消滅は、以下のように説明される。
In addition, generation | occurrence | production and extinction of the shear stress in the
すなわち、ERゲル17の表面にはゲル部分より球面が突起しているER粒子が多数存在し、電圧を印加しない状態においては、このER粒子の球面上を電極が滑ることになる。
That is, a large number of ER particles having a spherical surface projecting from the gel portion are present on the surface of the
これにより、電圧を印加しない状態においては、せん断応力は非常に低い値を示す。
またERゲル17に電圧を印加した場合、多軸構造を持って分極を生じた粒子は、互いに引き合うことで、表面から突起していたER粒子の球面が沈み込む。
Thereby, in the state which does not apply a voltage, a shear stress shows a very low value.
In addition, when a voltage is applied to the
また、その作用により沈み込んだ球面周囲のゲル部分が盛り上がり、ゲル部分が電極と接触するようになる。 In addition, the gel portion around the spherical surface that has been sunk by the action rises, and the gel portion comes into contact with the electrode.
ゲル部分は非常に高い濡れ特性を持つことから、ERゲル17の電極に対する接着性が増し、これにより、大きなせん断力を示すようになる。また、電極に接着しているゲル部分が滑りを生ずる直前に、応力の降伏現象を示すものと考えられる。
Since the gel portion has very high wetting characteristics, the adhesion of the
さらに電界強度の大きさに応じて、表面に突起したER粒子の沈み込み量が変化し、同時に、電極に対するゲル部分の接着面積が増減してせん断応力も変化するものと考えられる。 Further, it is considered that the amount of subsidence of the ER particles protruding from the surface changes according to the magnitude of the electric field strength, and at the same time, the adhesion area of the gel portion to the electrode increases and decreases, and the shear stress also changes.
以上のような特性を有するERゲル17を基板支持装置10の保持部12に用いた場合、高い電圧を印加することで、基板80の支持に十分な昇降軸14に対する保持力を得ることができる。実施形態においては、電界強度としては、1KV/mmになるような電圧を印加している。
When the
また、実施の形態において、付勢体19はつるまきバネであるが、板バネまたは導電性を有するゴム等であってもよい。
In the embodiment, the urging
また、図5(A)に示すピンユニット11では、昇降軸14が接地され、双方の電極18にプラス電圧であるV1が印加される構成が採用されている。しかし、ピンユニット11は、他の電圧印加方法を採用してもよい。
Further, in the
例えば、図5(A)に示すピンユニット11と同じく2つの電極18を用いるが、昇降軸14の接地を行わないで、前記の電極の一方を接地し、他方の電極に電圧を印加するようにしてもよい。
For example, two
図5(B)は、実施の形態におけるピンユニット11の内部構造の別の一例を示す図である。
FIG. 5B is a diagram illustrating another example of the internal structure of the
図5(B)に示すピンユニット11では、一方の電極18には、プラス電圧であるV1が印加され、他方の電極18には、マイナス電圧であるV2が印加されている。
In the
この構成により、昇降軸14の接地は不要であり、かつ、それぞれのERゲル17に所定の電圧が印加される。特に、V1とV2の絶対値が略等しい値になっている場合には、昇降軸14の電圧値は、ゼロ近傍に維持される。
With this configuration, it is not necessary to ground the elevating
また、図5(A)および図5(B)のそれぞれに示すピンユニット11では、ERゲル17に印加する電圧の大きさは可変である。
In the
ERゲル17に印加する電圧の大きさを変化させることで、ERゲル17と昇降軸14との境界面のせん断応力は変化する。つまり、ERゲル17による昇降軸14に対する保持力は変化する。
By changing the magnitude of the voltage applied to the
図6は、実施の形態における、印加電圧とERゲル17による保持力との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the holding force by the
なお、図6に示すグラフにおいて、横軸は電界強度の値であり、印加電圧を電極18と昇降軸14に挟まれたERゲル17の厚みで除した値である。
In the graph shown in FIG. 6, the horizontal axis is the electric field strength value, which is a value obtained by dividing the applied voltage by the thickness of the
ここで、本実施の形態において1つのERゲル17に着目すると、当該ERゲル17に接する電極18および昇降軸14の側面が電界強度を生じさせる電極として機能する。そのため、ERゲル17に与えられる電界強度は、印加電圧をERゲル17の厚みで除することで求められる。また、ERゲル17の厚みは一定である。従って、電界強度の大きさは印加電圧の大きさに比例する。
Here, when paying attention to one
また、図6に示すグラフは、ERゲル17と昇降軸14との接触面の大きさが12mm×54mmである場合の実験値を示している。
Moreover, the graph shown in FIG. 6 has shown the experimental value in case the magnitude | size of the contact surface of
図6に示すように、電界強度が1KV/mmの場合、一枚のERゲル17によりおよそ150グラム(gr)の保持力が発揮される。この場合、1つのピンユニット11により約300grの保持力が発揮されることになる。
As shown in FIG. 6, when the electric field strength is 1 KV / mm, a holding force of about 150 grams (gr) is exhibited by one
また、図6に示すように、電界強度の大きさと保持力の大きさとは略比例する。従って、印加電圧を制御することにより、各ピンユニット11における保持力を変化させることは可能である。
Further, as shown in FIG. 6, the magnitude of the electric field strength and the magnitude of the holding force are substantially proportional. Therefore, it is possible to change the holding force in each
図7は、実施の形態における複数のピンユニット11に対する配線を示す図である。
図7に示すように、隣接するピンユニット11同士は、一つの電源側端子16により接続される。
FIG. 7 is a diagram illustrating wiring for a plurality of
As shown in FIG. 7,
また、各ピンユニット11の昇降軸14は接地され、各ピンユニット11が有するERゲル17には電源部26により電圧が印加される。電源部26による電圧の印加のオンおよびオフ、ならびに、印加電圧の大きさは制御部20により制御される。
Further, the elevating
つまり、各ピンユニット11における昇降軸14に対する保持力の変更は、制御部20が、各ピンユニット11に印加される電圧の大きさを制御することにより実現される。
That is, the change of the holding force with respect to the elevating
図8は、実施の形態の基板支持装置10の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
図8に示すように、基板支持装置10は、駆動部7、複数のピンユニット11、制御部20、計測部25、および電源部26を備える。
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating a functional configuration of the
As shown in FIG. 8, the
計測部25は、基板80が上方凸状にされたことによる、各部品実装位置のずれ量を計測する処理部である。例えば、計測部25は、支持された状態の基板80の上面をレーザーでスキャンすることにより、各部品実装位置の上方へのずれ量を計測する。
The
また、計測部25は、基板認識カメラ122による認識結果を受け取ることで、各部品実装位置の各部品実装位置のX方向およびY方向のずれ量を計測する。つまり、計測部25により、各部品実装位置の3次元のずれ量が計測される。
In addition, the
なお、各部品実装位置のX方向およびY方向のずれ量は、各部品実装位置の上方へのずれ量が比較的大きい場合などには、基板認識カメラ122から得られる基板マークの位置ずれ量に、各部品実装位置の上方へのずれ量を加味することで算出されてもよい。
It should be noted that the amount of displacement in the X direction and the Y direction of each component mounting position is the amount of displacement of the board mark obtained from the
計測部25により計測された各部品実装位置のずれ量は、制御部20に送信される。制御部20は、受信した各部品実装位置のずれ量に応じて、各部品実装位置を示す実装位置情報を補正する。なお、実装位置情報には、当該部品実装位置に部品を実装する際の吸着ノズルの下降距離を示す情報も含まれる。
The deviation amount of each component mounting position measured by the
なお、補正前の実装位置情報は、例えば部品実装機100が記憶している実装データから制御部20が取得する。
In addition, the
なお、実装データとは、部品実装機100が、基板80に部品を実装する際に用いる各種のデータである。実装データには、各種の基板80の実装点等を示す情報、各種の部品のサイズ等を示す情報、部品の実装順序の情報、部品の種類と吸着ノズルの種類との対応を示す情報、使用する基板の情報などが含まれている。
The mounting data is various data used when the
制御部20はさらに、補正した実装位置情報を、部品認識カメラ131の認識結果から求められる部品の吸着状態に基づく補正量とともに用いて、移載ヘッド120および複数の吸着ノズルそれぞれの動作を制御する。
The
これにより、例えば、基板80が上方凸状にされたことにより、ある部品実装位置がX方向、Y方向およびZ方向にずれ、かつ、吸着ノズルの中心位置と部品の中心位置とがずれて部品が吸着ノズルに吸着された場合であっても、当該部品は、実装されるべき位置に適切に実装される。
Thereby, for example, when the
つまり、本実施の形態の基板支持装置10では、柔軟性が非常に高く撓み等の変形が発生し易い基板80を安定して支持するために、基板80が上方凸状になるように支持する。
That is, in the
そのため、基板80の上面の1以上の部品実装位置は少なくとも上方にずれることになる。そこで、本実施の形態では、そのずれ量を補正することで、適切に部品が基板に実装される。
Therefore, at least one component mounting position on the upper surface of the
なお、制御部20が有する上記の制御機能は、例えば、中央演算装置(CPU)、記憶装置、および情報の入出力を行うインターフェース等を有するコンピュータが、基板支持装置10の動作を制御するためのプログラムを実行することにより実現される。
The control function of the
次に、図9および図10を用いて、実施の形態の基板支持装置10の動作について説明する。
Next, operation | movement of the board |
図9は、基板支持装置10が基板80を支持する際の部品実装機100の動作の概要を示すフロー図である。
FIG. 9 is a flowchart showing an outline of the operation of the
なお、以下に示す、基板支持装置10および部品実装機100の各構成要素の動作は、制御部20によって制御されている。
The operation of each component of the
図9に示すように、複数のサポートピン13を基板80の裏面に当接させることにより、基板80を上方凸状にする(S10)。
As shown in FIG. 9, the plurality of support pins 13 are brought into contact with the back surface of the
基板80が上方凸状にされた状態で、各ピンユニット11は、自身が有するサポートピン13の位置を固定するように、昇降軸14を所定の保持力で保持する(S20)。具体的には、各ピンユニット11に所定の電圧が印加される。これにより、各昇降軸14は所定の保持力により保持され、複数のサポートピン13の位置は、基板80に対する部品実装が可能な程度に固定される。また、基板80は上方凸状に維持される。
In a state where the
計測部25は、基板80の上面の各部品実装位置の上方へのずれ量を計測する。また、制御部20は、計測部25から受け取った、各部品実装位置のずれ量に基づき、ぞれぞれの部品実装位置に対応する実装位置情報を補正する(S30)。
The measuring
部品実装機100は、ある部品を基板に実装する際に、当該部品を吸着した吸着ノズルを、この部品の実装位置に対応する補正後の実装位置情報、および、部品認識カメラ131の認識結果に基づく補正量を用いて動作させることで、当該部品を基板80に実装する(S40)。
When the
以上の動作を、図10を使って説明する。
図10は、実施の形態における部品実装機100の動作の流れを示す概要図である。
The above operation will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a flow of operations of the
なお、基板80が支持される様子を明確に示すために、搬送コンベア90等の構成要素の図示は省略されている。
In addition, in order to show clearly that the board |
図10に示すように、[1]基板支持装置10の上方に基板80が搬送される。このとき、基板80は図10に示すように撓んだ状態であると想定する。
As shown in FIG. 10, [1] the
[2]駆動部7が移動体6を上昇させる。これにより、複数のサポートピン13は一括して上方に移動し、基板80に当接する。
[2] The
なお、本実施の形態においては、移動体6が上昇する前は、複数のサポートピン13の上端は同一の高さ位置(Z軸方向の位置)に揃えられている。このとき、それぞれのサポートピン13は「初期位置」にあるという。
In the present embodiment, before the moving
また、サポートピン13の上端が基板80の裏面に確実に当接するように、移動体6の上昇距離は、基板80の裏面がXY平面に平行な平面であるとした場合の、初期位置にあるサポートピン13の上端と当該平面との間の距離よりも長く設定されている。
Further, the ascending distance of the moving
例えば、初期位置にあるサポートピン13の上端と当該平面との間の距離がXmmである場合、移動体6の上昇距離はXmm+数mmになるように設定されている。具体的には、“X”は、小さな値の方がよいが、実施の形態においては、5mmから40mm位の間で実施を行なっている。基板80の裏面の歪みや凹凸やなどに応じて“X”は決定される。例えば、当該裏面に部品が実装されている場合には、その部品の高さ等により、“X”は決定される。
For example, when the distance between the upper end of the
このように移動体6が上昇した場合、基板80は、柔軟性の高いフレキシブル基板80bを有しているため、サポートピン13によるわずかな上方への押圧力により、上方凸状となる。
When the
その後、各ピンユニット11に所定の電圧が印加され、複数のサポートピンの位置は、基板80への部品実装が可能な程度の力で固定される。
Thereafter, a predetermined voltage is applied to each
[3]このように上方凸状にされた基板80に対し、吸着ノズル121により部品が実装される。具体的には、当該部品の実装の前に、計測部25が、レーザーを用いて基板80の上面をスキャンすることなどにより、当該部品の実装位置のずれ量を計測する。
[3] A component is mounted by the
さらに、部品認識カメラ131により当該部品の当該吸着ノズルに対する位置ずれ量が計測される。
Further, the
このように計測された各種のずれ量に基づく補正量が用いられて、移載ヘッド120および吸着ノズルの動作は制御される。これにより、当該吸着ノズルに吸着されている部品は、基板80の実装されるべき位置に適切に実装される。
Using the correction amounts based on the various displacements thus measured, the operations of the
[4]その後、他の部品を実装する際にも、上述のように、部品実装位置のずれ量、および、吸着された部品の吸着ノズルに対する位置ずれ量などに応じて、移載ヘッド120および吸着ノズルの動作は制御される。これにより、当該他の部品も、基板80の実装されるべき位置に適切に実装される。
[4] Thereafter, when mounting other components, as described above, the
このように、本実施の形態の基板支持装置10は、基板80を支持する際に、基板80を上方凸状にして支持する。
As described above, the
ここで、基板80は柔軟性が高いがゆえに撓み等の変形を生じ易い。このような特性を有する基板80を支持する場合、そのときの変形がどの位置にありどれくらいの量なのかは予測不可能である。
Here, since the
しかも、基板80が変形して、柔軟性を有している場合には、レーザー等で、基板80の上面の凹凸を計測しても、その状態が維持されず、正確な計測結果を得ることは困難である。そのため、吸着ノズルに吸着されている部品を基板上に適切に実装することは難しい。
In addition, when the
そこで、基板支持装置10は、複数のサポートピン13を基板80の下方から当接させることで基板80を積極的に上方凸状にし、基板80を所定の形状を維持する。この状態で部品実装機100は、基板80の上面の位置を計測する。これにより、部品実装機100は、基板80上面の位置が正確に計測でき、その計測結果を利用することで、吸着ノズル吸着されている部品を、その部品を実装すべき位置に適切に実装することができる。
Therefore, the
なお、基板80のような高い柔軟性を有する基板に部品を実装する場合、基板80の撓みを矯正するために治具で挟み込んで部品を実装することがある。
When mounting a component on a highly flexible substrate such as the
しかしながら、部品が実装される領域を治具で挟み込むことはできない。そのため、例えばフレキシブル基板を治具で挟み込んだ場合であっても、完全に撓みを矯正することはできず、少なくとも一部が撓んだ状態で、部品実装機100に搬入される場合がある。
However, the region where the component is mounted cannot be sandwiched with a jig. Therefore, for example, even when a flexible substrate is sandwiched between jigs, the bending cannot be completely corrected, and may be carried into the
このような場合、実施の形態の基板支持装置10であれば、当該フレキシブル基板を上方凸状にすることで、当該フレキシブル基板を安定して所定の形状で支持でき、これにより確実な部品実装が可能となる。
In such a case, if it is the board |
また、複数の昇降軸14は、それぞれ独立して上下方向の移動が可能に移動体6に保持されている。従って、基板80の裏面に部品が実装されている場合など、基板80の支持される面が凹凸形状であっても、複数のサポートピン13のぞれぞれは、その凹凸形状に沿った高さ位置で基板80を支持することができる。
The plurality of elevating
つまり、基板80の支持される面が平面であるか凹凸形状であるかに関わらず、基板80を安定的に支持することができる。
That is, the
また、基板支持装置10は、サポートピン13が基板の裏面に当接している場合、前記サポートピン13の先端に所定の大きさ以上の下向きの力(基板80からの反力)が与えられたときには、移動体6が上昇したとしても、前記サポートピン13は上昇しない。従って、基板80の裏面には、所定の力以上働かないため、柔軟性の高い基板80を過度に変形させることはない。
Further, when the support pins 13 are in contact with the back surface of the substrate, the
また、基板支持装置10が、フレキシブル基板よりも剛性の高いリジッド基板を支持する場合であっても、移動体6が所定の距離だけ上昇し複数のサポートピン13が当該リジッド基板に当接した後に、昇降軸14を所定の保持力で保持するという、上述の一連の動作が実行されることで、当該リジッド基板を安定的に支持される。
Further, even when the
つまり、部品実装機100に、フレキシブル基板、リジッド基板、およびリジッドフレキシブル基板が混在して順次搬入される場合であっても、基板支持装置10は、共通の一連の動作を基板ごとに行うだけで、これら複数の基板を、順次、安定的に支持することができる。言い換えると、基板支持装置10は、支持対象の基板の柔軟性または剛性等に応じて動作を変更する必要がない。
That is, even when a flexible board, a rigid board, and a rigid flexible board are mixed and sequentially carried into the
なお、本実施の形態において、計測部25は、レーザーによるスキャン等により基板80上のそれぞれの部品実装位置のずれ量の計測を行うことができる。また、計測部25は、移載ヘッド120に搭載されている基板認識カメラ122による基板マークの認識により、基板の位置を正確に認識することができる。
In the present embodiment, the
さらに、部品認識カメラ131により、吸着ノズルに吸着されている部品の吸着状態が認識され、その結果、部品の吸着ノズルに対する位置ずれ量等が計測される。
Furthermore, the
実施の形態の制御部20は、これらの計測結果に基づき、基板80に実装すべき複数の部品のそれぞれについて、吸着ノズル121の下降距離および位置決めの補正量を計算する。制御部20はこれら計算結果を用いて移載ヘッド120等を制御することで、複数の部品のそれぞれを前記基板80の上面の実装すべき位置に正確に実装する。
Based on these measurement results, the
ここで、部品実装機100は、上述のように部品実装位置の上方向のずれ量を吸着ノズル121の下降距離を補正することで吸収している。しかしながら、例えば部品実装時の吸着ノズル121による押圧力によりサポートピン13を下方に移動させることで、基板80が上方凸状にされたことによる部品実装位置の上下方向のずれを吸収してもよい。
Here, the
図11は、部品実装の際にサポートピン13が下方に移動する様子を示す図である。
本実施の形態の基板支持装置10では、複数のサポートピン13により、基板80は上方凸の状態で支持される。
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the
In the
この状態で、吸着ノズル121は、部品81の高さに基づいて、基板80が平坦であることを前提に、部品81を基板80の上面に装着するように下降する。つまり、吸着ノズル121は、補正されていない初期の実装データに基づいて下降する。
In this state, the
この場合、基板80を挟んで部品81とは反対側の1以上のサポートピン13が、部品81の基板80に対する押圧力により下方に移動する。つまり、サポートピン13が押し戻される。
In this case, one or more support pins 13 on the opposite side of the
すなわち、当該サポートピン13と連結された昇降軸14に対するピンユニット11による保持力は、部品81の基板80に対する押圧力により当該サポートピン13が下方に移動する程度の値である。
That is, the holding force by the
なお、昇降軸14に対する保持力に抗してサポートピン13を下方に移動させることになるため、部品81の耐荷重性に応じて、当該保持力を制御することがより望ましい。
Since the
例えば、制御部20が、部品81の耐荷重性を示す情報である耐荷重性情報を取得し、その耐荷重性情報に応じて、ピンユニット11に対する印加電圧の大きさを制御することで、当該昇降軸14に対する保持力を変化させる。具体的には、耐荷重性が低いほど、ピンユニット11に対する印加電圧の大きさを小さくする。
For example, the
耐荷重性情報としては、部品のサイズ、大型部品または小型部品などの部品の大きさの分類を示す情報、チップ部品またはICなどの部品の種類を示す情報、もしくは、部品の荷重に対する最大許容値を示す情報などがある。 Load-bearing information includes part size, information indicating the size of a part such as a large part or small part, information indicating the type of a part such as a chip part or IC, or the maximum allowable value for the load of the part. There is information to show.
つまり、部品の耐荷重性を示す情報は、部品が耐えうる荷重の大きさそのものでなくてもよく、部品の大きさまたは種類などで、部品の耐荷重性の高低を判断することは可能である。 In other words, the information indicating the load resistance of a component does not have to be the magnitude of the load that the component can withstand, and it is possible to determine the level of load resistance of the component based on the size or type of the component. is there.
例えば、部品の種類ごとの荷重に対する最大許容値が判明している場合、基板支持装置10は、昇降軸14に対する保持力を、それら最大許容値より大きな荷重に降伏して昇降軸14が移動する程度になるように制御する。
For example, when the maximum permissible value for the load for each type of component is known, the
つまり、ある部品の荷重に対する最大許容値が100grであれば、昇降軸14に対する保持力を100gr以下にしておくことにより、昇降軸14の上方から当該部品および基板80を介して100grより大きな力が掛けられる状況が発生した場合、昇降軸14を下方に移動させることが可能である。
That is, if the maximum allowable value for the load of a certain component is 100 gr, the holding force with respect to the lifting
これにより、本実施の形態のように、基板80が上方凸状にされることで部品実装位置が上方にずれた場合、そのずれにより過大な荷重が部品にかけられた際、その荷重を逃がすように、サポートピン13を下方に移動させることができる。
Thus, as in the present embodiment, when the component mounting position is shifted upward by making the
また、基板80を基板支持装置10で支持する際に、基板80の変形量を少なくするように、例えば基板80をY軸方向に引っ張ってもよい。
Further, when the
図12(A)は、搬送コンベア90が基板80の両端辺を固定している様子を示す図である。
FIG. 12A is a diagram illustrating a state in which the
図12(B)は、可動レール90bが移動することにより、基板80の撓み量が減少する様子を示す図である。
FIG. 12B is a diagram illustrating a state in which the amount of bending of the
図12(A)に示すように、搬送コンベア90は、部品実装時に基板80がX方向およびY方向に移動しないように基板80を固定するための複数の固定部材91を備えている。
As shown in FIG. 12A, the
これら複数の固定部材91により基板80のX軸に平行な一方の端辺が固定レール90aに固定され、他方の端辺が可動レール90bに固定される。
One end side parallel to the X axis of the
このように基板80が固定された後、図12(B)に示すように、可動レール90bが、レール幅を広げる方向に移動する。これにより、基板80はY軸方向に引っ張られ、撓み量は減少する。
After the
例えば、このように基板80の撓み量が減少された状態で、基板支持装置10は、移動体6を上昇させ、複数のサポートピン13を基板80に当接させる。さらに、その状態で、複数のサポートピン13の位置を固定するように、それぞれの昇降軸14は所定の保持力で保持される。
For example, the
この場合、基板80に所定の張力が働いている状態で、基板80は複数のサポートピン13により支持される。そのため、柔軟性の高い基板80の上面の安定性が全体として向上し、基板80のへの部品実装をより確実に行うことができる。
In this case, the
また、基板80に所定の張力が働いている状態で、複数のサポートピン13により下方から押圧された場合、基板80上面の各部品実装位置のずれ量は、基板80に所定の張力が働いていない場合よりも減少する。
Further, when a predetermined tension is applied to the
つまり、基板80上面の各部品実装位置の上方へのずれ量は減少する。そのため、例えば、吸着ノズル121の下降距離の補正なしで、実質的に問題なく部品実装を行うことが可能となる。
That is, the amount of upward displacement of each component mounting position on the upper surface of the
(実施の形態の補足事項)
なお、本実施の形態において、ピンユニット11は、ERゲル17を備え、ERゲル17に対する印加電圧を制御することで、昇降軸14に対する保持力の制御を実現している。
(Supplementary items of the embodiment)
In the present embodiment, the
しかし、昇降軸14に対する保持力の制御を実現する手法は、他の仕組みによって実現してもよい。
However, the method for realizing the holding force control for the lifting
以下、図13〜図15を用いて、昇降軸14に対する保持力の制御を実現する他の手法を説明する。
Hereinafter, another method for realizing the control of the holding force with respect to the lifting
図13(A)は、ER流体60を用いて昇降軸14に対する保持力の制御を実現するための構成の一例を示す図である。
FIG. 13A is a diagram illustrating an example of a configuration for realizing the holding force control for the lifting
図13(A)に示す保持部12aは、ER流体60と、ER流体60を保持部12a内に閉じ込めるパッキン55と、2つの電極61とを有する。
The holding
なお、ER流体60は、上述のERゲル17と同じく、印加電圧の大きさに応じて、昇降軸14に対する保持力を変化させる機能性材料である。
The
この構成において、昇降軸14は、例えばゴム製のパッキン55との間の摩擦力により、保持部12aに対して摺動可能に保持される。
In this configuration, the elevating
また、2つの電極61には電源部26が接続されており、この電源部26は制御部20により制御される。つまり、ER流体60に対する印加電圧は制御部20により制御され、これにより、保持部12aの昇降軸14に対する保持力が制御される。
In addition, the
このように、昇降軸14の保持にER流体60を用いた場合であっても、上述の実施の形態と同じく、昇降軸14に対する保持力の制御が実現可能である。
As described above, even when the
なお、図13(A)においては、二つの電極の一方を電源部26の正極に接続し他方を負極に接続することで、ER流体60に所定の電圧を印加する構成にした。しかしながら、昇降軸14に導電性を持たせ、昇降軸14を接地し、前記電極の両方に所定の電圧を印加するような構成にしてもよい。
In FIG. 13A, one of the two electrodes is connected to the positive electrode of the
図13(B)は、静電気力を利用して昇降軸14に対する保持力の制御を実現するための構成の一例を示す図である。
FIG. 13B is a diagram illustrating an example of a configuration for realizing control of holding force with respect to the lifting
図13(B)に示す保持部12bは、昇降軸14を挟むように配置された絶縁体75と、それぞれの絶縁体75に内包された電極72とを有する。また、昇降軸14は接地されている。
A holding portion 12b shown in FIG. 13B includes
2つの電極72は電源部26に接続されており、それぞれ正電圧が印加される。これにより、2つの電極72はプラスの電位になり、それぞれの絶縁体75の昇降軸14側にマイナスの電位が現れる。また、昇降軸14の双方の電極72側の2つの面はプラスに帯電する。
The two
これにより、昇降軸14と2つの絶縁体75との間に互いに引き合う静電気力が働き、この静電気力が、昇降軸14を保持する力として作用する。
Thereby, an electrostatic force attracting each other acts between the lifting
また、印加電圧の大きさと静電気力とは正の相関関係がある。従って、制御部20は、2つの電極72への印加電圧の大きさを制御することで、保持部12bの昇降軸14に対する保持力を制御することができる。
Further, the magnitude of the applied voltage and the electrostatic force have a positive correlation. Accordingly, the
このように、昇降軸14の保持に、誘電体である絶縁体75を用いた場合であっても、
上述の実施の形態と同じく、昇降軸14に対する保持力の制御が実現可能である。
Thus, even when the
Similar to the above-described embodiment, it is possible to control the holding force with respect to the lifting
図14は、エアシリンダを用いて昇降軸14に対する保持力の制御を実現するための構成の一例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration for realizing control of holding force with respect to the lifting
図14に示す保持部12cは、昇降軸14の側面に当接可能な動作軸を有するエアシリンダである。保持部12cは、電磁弁85を介し、空圧源86と接続されている。また電磁弁85は制御部20により制御される。
The holding
また、昇降軸14は、例えば、磁力により移動体6に摺動可能に保持されている。
この構成において、制御部20は、電磁弁85を制御することで、保持部12cに供給される空圧力の大きさを制御する。
Moreover, the raising / lowering axis |
In this configuration, the
これにより、保持部12cの動作軸が昇降軸14の側面を押圧する力、つまり、保持部12cの昇降軸14に対する保持力が制御される。
Thereby, the force with which the operating shaft of the holding
このように、昇降軸14の保持および固定にエアシリンダを用いた場合であっても、上述の実施の形態と同じく、昇降軸14に対する保持力の制御が実現可能である。
As described above, even when an air cylinder is used for holding and fixing the lifting
また、ER流体等以外の機能性材料を、昇降軸14の保持および固定に用いてもよい。
例えば、磁場を印加することで粘度が増加するMagneto Rheological(磁気粘性:MR)流体またはMR流体をゲル化したMRゲルや電場もしくは磁場に反応して粘弾性が変化する機能性材料を利用して昇降軸14を保持および固定してもよい。
Moreover, you may use functional materials other than ER fluid etc. for the holding | maintenance of the raising / lowering axis |
For example, using a Magneto Rheological (MR) fluid whose viscosity increases by applying a magnetic field, an MR gel obtained by gelling an MR fluid, or a functional material whose viscoelasticity changes in response to an electric or magnetic field The elevating
この場合、MR流体またはMRゲルに磁場を印加する手段として電磁石を用い、その電磁石に、実施の形態における電源部26を接続すればよい。また、制御部20に電源部26を制御させることで、MR流体またはMRゲルに印加する磁場の強さを制御できる。
In this case, an electromagnet may be used as means for applying a magnetic field to the MR fluid or MR gel, and the
また、実施の形態において、駆動部7はエアシリンダであるとした。しかしながら、エアシリンダ以外の装置であってもよい。駆動部7は、制御部20が制御可能であり、昇降軸14およびサポートピン13を、基板80が上方凸状になるまで上昇させることができれば、例えば、油圧またはモータなどを利用する他の種類の装置であってもよい。
In the embodiment, the driving
また、サポートピン13と昇降軸14とは別体でなくてもよい。例えば、昇降軸14の上端部分がサポートピン13の役目をしてもよい。
Further, the
また、実施の形態において、基板支持装置10は、サポートピン13と昇降軸14とを20組備えている。しかし、その組数は特定のものに限定されない。
In the embodiment, the
また、部品実装機100は、電子部品実装機であってもよく、半導体部品実装機であってもよい。いずれの場合であっても、基板支持装置10により基板80は適切に支持され、部品の保護を図りつつ、部品の基板への実装を行うことができる。
The
また、部品実装機100が基板80に実装する部品の種類は特定のものに限定されない。例えば、小型チップ部品、大型チップ部品、および半導体ICのいずれであってもよい。また、半導体ベアチップを直接基板80上の電極に実装するような場合にも、本願発明で示した効果と同様の効果を得ることができる。
Further, the types of components that the
また、実施の形態の基板支持装置10は、複数のピンユニット11が取り付けられた移動体6を上昇させることで、複数のサポートピン13を一括して上昇させている。
Moreover, the board |
しかしながら、複数のサポートピン13のそれぞれを個別の駆動部により上昇させてもよい。 However, each of the support pins 13 may be raised by an individual driving unit.
図15は、複数のサポートピン13を個別に上昇させる機能を有する基板支持装置50を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a
図15に示す基板支持装置50は、複数組のサポートピン13と昇降軸14とを備える。また、それぞれの昇降軸14に対応する駆動部7aが基台8に配置されている。
A
それぞれの駆動部7aは、例えばエアシリンダであり、自身に取り付けられた昇降軸14を、昇降させることができる。
Each drive part 7a is an air cylinder, for example, and can raise / lower the raising / lowering axis |
例えば、基板支持装置10に換えて基板支持装置50が部品実装機100に備えられた場合、部品実装機100の制御部20が、これら駆動部7aを制御することにより、複数の昇降軸14を昇降させる。
For example, when the
また、これら昇降軸14を保持する軸保持体30が、基台8と平行に設けられており、これら昇降軸14は軸保持体30を上下に貫通している。
A
軸保持体30は、例えば、図5(A)に示す、ERゲル17により昇降軸14を保持するための構成を、昇降軸14ごとに備えている。これにより、複数のサポートピン13が基板80に当接し、基板80が上方凸状にされた状態で、これらサポートピン13の位置を固定するように、それぞれの昇降軸14を所定の保持力で保持することができる。
The
なお、軸保持体30は、ERゲル17以外の機能性材料を用いてそれぞれの昇降軸14を所定の保持力で保持してもよい。
The
本発明は、部品を基板に実装する際に用いられる基板支持装置および部品実装機等に適用できる。特に電子部品実装機、および、半導体部品実装機における基板支持方法および基板支持装置等として有用である。 The present invention can be applied to a substrate support device, a component mounter, and the like used when components are mounted on a substrate. In particular, it is useful as an electronic component mounter, a substrate support method and a substrate support apparatus in a semiconductor component mounter.
また、本発明は、上記の基板支持方法を実行する、または上記の基板支持装置を備える部品実装機等としても有用である。 The present invention is also useful as a component mounter or the like that executes the above-described substrate support method or includes the above-described substrate support device.
6 移動体
7、7a 駆動部
8 基台
10、50 基板支持装置
11 ピンユニット
12、12a、12b、12c 保持部
13 サポートピン
14 昇降軸
15 ユニット側端子
16 電源側端子
17 ERゲル
18、61、72 電極
19 付勢体
19a 固定板
20 制御部
25 計測部
26 電源部
30 軸保持体
55 パッキン
60 ER流体
75 絶縁体
80 基板
80a リジッド基板
80b フレキシブル基板
81 部品
85 電磁弁
86 空圧源
90 搬送コンベア
90a 固定レール
90b 可動レール
91 固定部材
100 部品実装機
110 部品供給部
120 移載ヘッド
121 吸着ノズル
122 基板認識カメラ
130 ノズルステーション
131 部品認識カメラ
6 Moving
Claims (8)
前記複数の支持体を、前記基板の方向に移動させて前記基板に当接させることで、前記基板を上方凸状にする当接ステップと、
前記基板が上方凸状にされた状態で、前記複数の支持体それぞれの位置を固定するように、前記複数の支持体を所定の保持力で保持する保持ステップと
を含む基板支持方法。 A substrate support method for supporting a substrate on which a component is mounted from above using a plurality of supports from below,
An abutting step for making the substrate convex upward by moving the plurality of supports in the direction of the substrate and abutting the substrate;
A holding step of holding the plurality of supports with a predetermined holding force so as to fix the positions of the plurality of supports in a state where the substrate is convex upward.
請求項1記載の基板支持方法。 Furthermore, when a component is mounted on the substrate in a state where the positions of the plurality of supports are held, the component is pressed against the substrate by the pressing force of the component on the opposite side of the component. The substrate supporting method according to claim 1, further comprising: a pushing back step in which the one or more supports move downward.
前記保持ステップにおいて前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、部品を吸着した吸着ノズルにより、前記基板の上方から前記部品を前記基板に実装する実装ステップを含む
部品実装方法。 A component mounting method for mounting a component on a substrate supported by the substrate support method according to claim 1,
A component mounting method including a mounting step of mounting the component on the substrate from above the substrate by a suction nozzle that sucks the component in a state where the positions of the plurality of supports are held in the holding step.
前記基板が上方凸状にされたことによる前記基板の部品実装位置のずれ量を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにおいて計測されたずれ量を用いて、前記部品実装位置を示す実装位置情報を補正する補正ステップと、
前記保持ステップにおいて前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、前記補正ステップにおいて補正された実装位置情報を用いて、前記部品を吸着した前記吸着ノズルにより、前記部品を前記部品実装位置に実装する実装ステップと
を含む部品実装方法。 A component mounting method for mounting a component on a substrate supported by the substrate support method according to claim 1,
A measurement step of measuring a deviation amount of a component mounting position of the board due to the board being convex upward;
A correction step of correcting mounting position information indicating the component mounting position using the deviation amount measured in the measuring step;
In the state in which the positions of the plurality of supports are held in the holding step, the component is placed in the component mounting position by the suction nozzle that sucks the component using the mounting position information corrected in the correction step. A component mounting method including a mounting step to be mounted on.
前記複数の支持体を、前記基板の方向に移動させて下方から前記基板に当接させることで、前記基板を上方凸状にする当接手段と、
前記基板が上方凸状にされた状態で、前記複数の支持体それぞれの位置を固定するように、前記複数の支持体それぞれの位置を所定の保持力で保持する保持手段と
を備える基板支持装置。 A substrate support device for supporting a substrate on which a component is mounted from above using a plurality of supports from below,
Contact means for moving the plurality of supports in the direction of the substrate and contacting the substrate from below to make the substrate convex upward;
A substrate support apparatus comprising: holding means for holding the positions of the plurality of supports with a predetermined holding force so as to fix the positions of the plurality of supports in a state in which the substrate is convex upward. .
請求項5記載の基板支持装置。 The predetermined holding force is a value by which one or more supports opposite to the component are moved downward by pressing the component against the substrate when the component is mounted on the substrate. The substrate support apparatus according to claim 5.
部品を吸着し、前記保持手段により前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、前記基板の上方から前記部品を前記基板に実装する吸着ノズルと
を備える部品実装機。 The substrate support apparatus according to claim 5 or 6,
A component mounting machine comprising: a suction nozzle that sucks a component and mounts the component on the substrate from above the substrate in a state where the positions of the plurality of supports are held by the holding unit.
部品を吸着し、吸着した前記部品を基板に実装する吸着ノズルと、
前記基板が上方凸状にされたことによる前記基板の部品実装位置のずれ量を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測されたずれ量を用いて、前記部品実装位置を示す実装位置情報を補正する補正手段と、
前記保持手段により前記複数の支持体それぞれの位置が保持された状態で、前記補正ステップにおいて補正された実装位置情報を用いて、前記部品を吸着した前記吸着ノズルにより、前記部品を前記部品実装位置に実装させる制御手段と
を含む部品実装機。 The substrate support apparatus according to claim 5;
A suction nozzle that sucks the component and mounts the sucked component on the substrate;
A measuring means for measuring a deviation amount of a component mounting position of the board due to the board being convex upward;
Correction means for correcting mounting position information indicating the component mounting position using the deviation amount measured by the measuring means;
With the holding means holding the position of each of the plurality of supports, the component is mounted on the component by the suction nozzle that sucks the component using the mounting position information corrected in the correction step. A component mounting machine including a control means to be mounted on.
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