JP2014045057A

JP2014045057A - 部品実装装置

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Publication number: JP2014045057A
Application number: JP2012186195A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Tsuji; 慎治郎辻
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-03-13
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: WO2014033973A1; JP5961819B2

Abstract

【課題】基板の厚さに応じたバックアップ部の調整作業を簡単に行うことができ、基板の生産効率の向上を図ることができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】部品４の装着時に電極部３が位置される部品装着位置ＢＲにおいて基板２の端部を下方から支持するバックアップ部１４が、基板２の下面と接する上面の高さが相異なる３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３）を備えたバックアップステージ３２と、このバックアップステージ３２が備える３つのバックアップ領域のうち、基板２を支持したときにマーク２ｍの高さ位置がマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致するようになるものを部品装着位置ＢＲに選択的に位置させることができるようにバックアップステージ３２を移動自在に支持するベース部３１から成る。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板の端部に設けられた電極部に部品を装着する部品実装装置に関するものである。

基板の端部に設けられた電極部に部品を装着する部品実装装置としては、例えば、液晶パネル製造ラインにおいて、液晶パネルの端部に駆動回路などの部品を装着する仮圧着装置が知られている。このような仮圧着装置では、基板の端部の電極部に部品が装着されるときに電極部が位置される部品装着位置において基板の端部をバックアップ部により下方から支持したうえで、部品装着位置に位置された基板の下方に設けられた撮像部によって基板の上面の電極部の近傍位置に設けられたマークを撮像部し、その撮像されたマークの位置に基づいて把握される電極部の位置に、装着ヘッドが装着ツールにより保持した部品を装着する構成となっている（例えば、特許文献１）。

このような仮圧着装置では、近年のファインピッチ実装が進んだ状況下においては、部品が装着される電極部の正確な位置の把握は極めて重要であり、撮像部によるマークの撮像精度は高いレベルに維持される必要がある。このため従来では、バックアップ部に支持された基板の厚さが異なってもマークの高さ位置が常に撮像部の焦点の高さ位置と合致するようにするため、バックアップ部において基板の下面と接する上面の高さを部品の装着対象となり得る基板の最大の厚さに合わせた高さとしておき、その最大厚さよりも小さい厚さの基板を部品の装着対象とするときには、バックアップ部の上面に基板の厚さに応じた厚さのスペーサを取り付けるようにしていた。

特開２００１−２３２５２７号公報

しかしながら、上記従来のように、基板の厚さに応じてバックアップ部にスペーサを着脱することは面倒であるうえその作業には慎重を要することから多大な時間がかかり、その分、基板の生産効率の向上が妨げられるおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、基板の厚さに応じたバックアップ部の調整作業を簡単に行うことができ、基板の生産効率の向上を図ることができる部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の部品実装装置は、基板の端部に設けられた電極部に部品を装着する部品実装装置であって、部品の装着時に前記電極部が位置される部品装着位置において前記基板の端部を下方から支持するバックアップ部と、前記部品装着位置において前記バックアップ部により下方から支持された基板の上面の電極部の近傍位置に設けられたマークを前記部品装着位置に位置された基板の下方から撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記マークの位置に基づいて把握される基板の電極部の位置に部品を装着する装着ヘッドとを備え、前記バックアップ部は、基板の下面と接する上面の高さが相異なる複数のバックアップ領域を備えたバックアップステージと、このバックアップステージが備える前記複数のバックアップ領域のうち、基板を支持したときに前記マークの高さ位置が前記撮像部の焦点の高さ位置と合致するようになるものを前記部品装着位置に選択的に位置させることができるようにバックアップステージを移動自在に支持するバックアップステージ支持部とから成る。

請求項２に記載の部品実装装置は、請求項１に記載の部品実装装置であって、部品の装着対象とする基板の厚さの情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した前記基板の厚さの情報に基づいて、前記バックアップステージが備える前記複数のバックアップ領域のうち、前記基板を支持したときに前記マークの高さ位置が前記撮像部の焦点の高さ位置と合致するようになるものを選択する領域選択部と、前記領域選択部により選択されたバックアップ領域が前記部品装着位置に位置するように前記バックアップステージを移動させるバックアップステージ移動機構とを備えた。

本発明では、部品の装着作業の対象となる基板の厚さが変わったときには、バックアップステージを移動させて、バックアップステージが備える複数のバックアップ領域のうち、基板を支持したときにマークの高さ位置が撮像部の焦点の高さ位置と合致するようになるものを選択して部品装着位置に位置させればよいので、基板の厚さに応じたバックアップ部の調整作業を簡単に行うことができ、これにより基板の生産効率の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態における仮圧着装置の（ａ）平面図（ｂ）側面図本発明の第１実施形態における仮圧着装置が備えるバックアップ部の（ａ）正面図（ｂ）一部断面側面図（ｃ）部分平面図本発明の第１実施形態におけるバックアップ部の部分分解斜視図（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の第１実施形態におけるバックアップ部の部分平面図（ａ）（ｂ）本発明の第１実施形態におけるバックアップ部の斜視図本発明の第１実施形態におけるバックアップ部の部分平面図（ａ）（ｂ）本発明の第１実施形態におけるバックアップ部を基板とともに示す斜視図本発明の第１実施形態における仮圧着装置の制御系統を示すブロック図本発明の第１実施形態におけるバックアップ部の一部断面部分側面図（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の第１実施形態における仮圧着装置による基板への部品の装着手順を示す図本発明の第２実施形態における仮圧着装置が備えるバックアップ部の一部断面部分側面図本発明の第３実施形態における仮圧着装置が備えるバックアップ部の（ａ）背面図（ｂ）側面図（ｃ）部分平面図本発明の第３実施形態におけるバックアップ部の部分分解斜視図（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の第３実施形態におけるバックアップ部の部分平面図本発明の第３実施形態におけるバックアップ部の部分平面図

（第１実施形態）
図１（ａ），（ｂ）に示す本発明の第１実施形態における部品実装装置としての仮圧着装置１は、液晶パネル製造ラインにおいて、上流工程側に設置された他の装置から送られてきた基板２を搬入して位置決めし、その基板２の端部に設けられた電極部３に部品４を装着して下流工程側に設置された他の装置に搬出する部品実装動作を繰り返し実行する装置である。以下、説明の便宜上、基板２の搬送方向（図１（ａ）中に示す矢印Ａ）をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｙ軸方向を前後方向としてそのうちオペレータＯＰが作業を行う側（図１の左側）を前方、その反対側（図１の右側）を後方とする。更に、Ｘ軸方向を左右方向としてそのうち上流工程側の装置が設けられている側（オペレータＯＰから見て左側であり、図１（ａ）において上側）を左方、下流工程側の装置が設けられている側（オペレータＯＰから見て右側であり、図１（ａ）において下側）を右方とする。

図１（ａ），（ｂ）において、仮圧着装置１は、基台１０上に基板搬入部１１、基板搬出部１２、基板位置決め部１３、バックアップ部１４、バックアップ部１４に設けられた２つのマーク認識カメラ１５、トレイ供給部１６、トレイ回収部１７、トレイ移動機構１８、反転ヘッド２０、反転ヘッド移動機構２１、部品認識カメラ２２、装着ヘッド２３及び制御装置２４を備えて成る。基板搬入部１１と基板搬出部１２はともにＸ軸方向に延びたコンベア機構から成り、基台１０上の後部領域にＸ軸方向に向かい合って設けられている。

基板位置決め部１３は基台１０上の基板搬入部１１と基板搬出部１２の間の領域に設けられており、基板２を保持する基板保持テーブル１３ａと、基板２を保持した基板保持テーブル１３ａを水平移動及び昇降させる基板保持テーブル駆動部１３ｂから成る。

基板位置決め部１３は、基板保持テーブル駆動部１３ｂによって基板２を保持した基板保持テーブル１３ａを移動させ、基板２の移動及び位置決めを行う。このとき、基板２の端部に設けられた電極部３の列がＸ軸方向に並ぶように基板２の向きを整えたうえで、その電極部３の列がバックアップ部１４の上方に位置するようにする（図１（ｂ））。

図１（ａ）に示すように、電極部３の列は、基板２の一の長辺側の端部と一の短辺側の端部のそれぞれに複数個ずつ設けられている。このため基板位置決め部１３は、基板２の一の長辺側の端部における電極部３の列がバックアップ部１４の上方に位置するように基板２の位置決めを行い、その一の長辺側の端部における部品４の装着が行われた後、基板保持テーブル１３ａを９０度回転させて、基板２の一の短辺側の端部における電極部３の列がバックアップ部１４の上方に位置するように基板２の位置決めを行うように作動される。

図１（ａ），（ｂ）において、トレイ供給部１６及びトレイ回収部１７はそれぞれ複数のトレイＴＲを上下方向に積み重ねてストックするとともにその下方からトレイＴＲを出し入れすることができる複数のトレイストッカから成る。トレイ供給部１６には部品４が収納された（部品４の取り出しが行われる前の）トレイＴＲがストックされ、トレイ回収部１７には部品４が収納されていない（部品４の取り出しが行われた後の）トレイＴＲがストックされる。

図１（ａ），（ｂ）において、トレイ移動機構１８は、基台１０の前方領域にＹ軸方向に延びて設けられたＹ軸テーブル１８ａ、Ｘ軸方向に延びてＹ軸テーブル１８ａ上をＹ軸方向に移動するＸ軸テーブル１８ｂ、Ｘ軸テーブル１８ｂ上をＸ軸方向に移動して上端のトレイ支持部１８ｃを昇降させるＺ軸テーブル１８ｄから成る。トレイ支持部１８ｃには、トレイ供給部１６からのトレイＴＲの取り出し及びトレイ回収部１７へのトレイＴＲの収納を行うための図示しないトレイ把持機構が設けられている。

トレイ移動機構１８は、Ｙ軸テーブル１８ａに対するＸ軸テーブル１８ｂの移動動作、Ｘ軸テーブル１８ｂに対するＺ軸テーブル１８ｄの移動動作及びＺ軸テーブル１８ｄによるトレイ支持部１８ｃの昇降動作を組み合わせてトレイ支持部１８ｃを三次元に移動させ、トレイ供給部１６の下方からトレイＴＲを取り出してそのトレイＴＲを所定の部品供給位置（後述する反転ヘッド２０が部品４の吸着を行う位置。図１（ｂ））に移動させる動作と、部品供給位置において反転ヘッド２０による部品４の取り出しが終了した空のトレイＴＲをトレイ回収部１７に収納する動作とを行う。

反転ヘッド２０はトレイ移動機構１８によって部品供給位置に位置されたトレイＴＲ内の部品４をノズル２０ａによって吸着して取り出した後、ノズル２０ａの向きを下方と上方との間で切り替えることによって部品４の上下反転を行う。反転ヘッド２０は、上方又は下方に向けた状態のノズル２０ａを水平面内で揺動（上下軸回りに回転）させることができ、上下反転させた部品４の水平面内での向きを整えることができる。

基台１０の中央部にはＸ軸方向に延びて設けられた門型ステージ２１ａが配置されており、反転ヘッド移動機構２１は、Ｙ軸方向に延びて門型ステージ２１ａの下方をＸ軸方向に移動自在なＹステージ２１ｂ、Ｚ軸方向に延びてＹステージ２１ｂ上をＹ軸方向に移動自在なＺステージ２１ｃ及びＺステージ２１ｃに沿って昇降自在に設けられた移動ベース２１ｄから成る。移動ベース２１ｄには反転ヘッド２０が取り付けられており、反転ヘッド移動機構２１は、Ｙステージ２１ｂに対するＺステージ２１ｃのＹ軸方向への移動及びＺステージ２１ｂに対する移動ベース２１ｄの昇降移動を組み合わせて反転ヘッド２０を移動させる。

部品認識カメラ２２は撮像視野を下方に向けており、撮像光軸が部品供給位置を通るように配置されている。部品認識カメラ２２は、部品供給位置に位置された部品４又は部品供給位置から反転ヘッド２０によって吸着されて上下反転された部品４を上方から撮像する。

装着ヘッド２３はバックアップ部１４の上方の位置に、門型ステージ２１ａに固定して（したがって空間的に固定して）設けられている。装着ヘッド２３は下方に延びたノズル状の装着ツール２３ａを昇降自在に備えており、反転ヘッド２０により上下反転されて装着ツール２３ａの吸着動作によって受け取って保持した部品４を、装着ツール２３ａの下動動作によってバックアップ部１４により支持した基板２の電極部３に装着する。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）において、バックアップ部１４は、基台１０に立設された門型形状のベース部３１及びベース部３１の上面に取り付けられたバックアップステージ３２を備えて成る。ベース部３１は基台１０上にＸ軸方向に対向して配置された２本の支柱部３１ａとこれら２本の支柱部３１ａによって両端部が支持されてＸ軸方向に水平に延びた平板状の天板部３１ｂから成る。

図２（ｃ）及び図３において、バックアップステージ３２は，平面視において平行な２辺とこれら平行な３辺と直交する１辺及びこの１辺と対向する位置の円弧状部を有している。円弧状部を除く３辺に臨む各領域は、上面の高さが相異なる３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３）であり、第１バックアップ領域４１は上面の高さが最も高い第１バックアップ領域、第２バックアップ領域４２は第１バックアップ領域４１に次いで上面の高さが高いバックアップ領域、第３バックアップ領域４３は上面の高さが最も低いバックアップ領域となっている。第２バックアップ領域４２は第１バックアップ領域４１の時計回り９０度の位置に位置し、第３バックアップ領域４３は第２バックアップ領域４２の時計回り９０度の位置に位置している。

ここで、第１バックアップ領域４１の上面の高さは、この仮圧着装置１が部品４の装着対象とする基板２の厚さｔ（詳細には、基板２の電極部３が設けられている部分の厚さ。図２（ｂ）参照）の異なる３種類の基板２のうち、最も小さい厚さｔの基板２を支持したときの基板２の上面の高さがマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致する値に設定されており、第２バックアップ領域４２の上面の高さは、次に小さい厚さｔの基板２を支持したときの基板２の上面の高さがマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致する値に設定されている。また、第３バックアップ領域４３の上面の高さは、最も大きい厚さｔの基板２を支持したときの基板２の上面の高さがマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致する値に設定されている。

図３において、バックアップステージ３２の円弧状部の領域である計器設置領域４４には円形凹状の計器設置孔４５が設けられている。この計器設置孔４５には、部品４の装着時におけるプロセス条件の確認時に使用される熱伝対やロードセル等の計器Ｋが設置されている。

図２（ｃ）及び図３において、バックアップステージ３２の中央には円形の窪み部４６が設けられており、バックアップステージ３２の下面からは円筒部４７（図２（ｂ）も参照）が下方に突出して延びている。円筒部４７はベース部３１の天板部３１ｂに設けられた円筒部嵌合孔３１ｃに上方から嵌合されており、これによりバックアップステージ３２はベース部３１に対して円筒部４７の上下軸回りに回転自在になっている。円筒部４７の中央部には上下方向に貫通した螺子取り付け孔４８が設けられており、この螺子取り付け孔４８の上方から挿入された抜け止め螺子４９がベース部３１の円筒部嵌合孔３１ｃの中央部に設けられた螺子取り付け穴３１ｄに螺入されていることで、バックアップステージ３２がベース部３１から上方に抜け出ることが防止されている。

バックアップステージ３２は上記のようにベース部３１に対して円筒部４７の上下軸回りに回転自在であることから、バックアップステージ３２が備える３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３）と計器設置領域４４のうちの任意のひとつを選択的してこれを部品４の装着時に基板２の電極部３が位置される部品装着位置ＢＲ（図４（ａ），（ｂ），（ｃ））に位置させることができる。第１バックアップ領域４１を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を図４（ａ）に示し、第２バックアップ領域４２を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を図４（ｂ）及び図５（ａ）に示す。また、第３バックアップ領域４３を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示し、計器設置領域４４を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を図６に示す。

なお、基板位置決め部１３は、基板保持テーブル駆動部１３ｂによって保持した基板２をバックアップ部１４の上方に位置させるときには、その基板２の端部に設けられた電極部３の列がＸ軸方向に並ぶように基板２の向きを整えたうえで（図７（ａ））、基板２をバックアップ部１４の側へ水平方向に移動されることによって（図７（ａ）中に示す矢印Ｂ）、その電極部３の列がバックアップステージ３２の上方に位置し、かつ、これから部品４を装着しようとする電極部３が所定の部品装着位置ＢＲに位置するようにする（図７（ｂ））。

このようにバックアップ部１４は、部品４の装着時にその電極部３が位置される部品装着位置ＢＲにおいて基板２の端部を下方から支持するものとなっている。

図３及び図５（ａ），（ｂ）において、バックアップステージ３２の窪み部４６内には、平面視において、円筒部４７の上下中心軸を中心とした仮想円状に９０度ずつずれた位置に長穴状の４つの位置決め孔５０が上下方向に貫通して設けられている。これら４つの位置決め孔５０は、バックアップステージ３２が備える第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２、第３バックアップ領域４３及び計器設置領域４４をそれぞれ部品装着位置ＢＲに位置させたときに、天板部３１ｂの上面に設けられたひとつの位置決めピン３１ｅ（図３）と合致する位置に設けられている。このためオペレータＯＰは、第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２、第３バックアップ領域４３及び計器設置領域４４を選択的に部品装着位置ＢＲに位置させる際、４つの位置決め孔５０のうち、位置決めピン３１ｅと合致する位置決め孔５０を位置決めピン３１ｅに嵌入させることにより、選択した上記領域を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を保持することができる（図４（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図５（ａ），（ｂ））。

図２（ａ），（ｂ）において、２つのマーク認識カメラ１５は、撮像光軸を互いに対向するように水平方向に向けており、それぞれベース部３１の支柱部３１ａに取り付けられている。２つのマーク認識カメラ１５の中間部には水平方向光路を上下方向光路に変換するプリズム１５ｐが設けられており、各マーク認識カメラ１５はプリズム１５ｐ及びベース部３１の天板部３１ｂを上下方向に貫通して設けられたベース部側切り欠き部３１ｆを通して天板部３１ｂの上方に位置する物体を撮像することができる。

上述のようにして基板２の電極部３が設けられた端部がバックアップステージ３２によって下方から支持されたら、２つのマーク認識カメラ１５は、バックアップステージ３２により支持された基板２の上面の電極部３の近傍位置に設けられたマーク２ｍ（図７（ａ），（ｂ））を部品装着位置ＢＲに位置された基板２の下方から撮像して認識する。なお、バックアップステージ３２における第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３のそれぞれには、２つのマーク認識カメラ１５によるマーク２ｍの撮像が妨げられないように、上下方向に貫通して設けられたステージ側切り欠き部３２ａが２つずつ設けられている（図３、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）等参照）。

このように第１実施形態における仮圧着装置１において、マーク認識カメラ１５は、バックアップ部１４のバックアップステージ３２により下方から支持された基板２の上面の電極部３の近傍位置に設けられた上記マーク２ｍを、部品装着位置ＢＲに位置された基板２の下方から撮像する撮像部となっている。

ここで、オペレータＯＰは、上記のようにして基板２の端部がバックアップステージ３２によって支持されるようにする前に、これから部品４の装着を行う基板２の厚さｔに応じた高さを有するバックアップ領域が部品装着位置ＢＲに位置するようにバックアップステージ３２を回転させて位置決めピン３１ｅで位置決めしておくようにする。具体的には、オペレータＯＰは、バックアップステージ３２が備える３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３）のうち、基板２を支持したときにマーク２ｍの高さ位置が図２（ｂ）に示すマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致するようになるものを部品装着位置ＢＲに選択的に位置させる。

このような構成の仮圧着装置１において、基板搬入部１１、基板搬出部１２、基板位置決め部１３、トレイ移動機構１８、反転ヘッド２０、反転ヘッド移動機構２１、装着ヘッド２３の作動制御は制御装置２４によってなされる（図８）。また、マーク認識カメラ１５による撮像動作制御と部品認識カメラ２２による撮像動作制御も制御装置２４によってなされる（図８）。マーク認識カメラ１５の撮像動作によって得られた画像データと画像認識制御と部品認識カメラ２２の撮像動作によって得られた画像データはともに制御装置２４に送られ、制御装置２４の画像認識部２４ａにおいて画像認識処理がなされる（図８）。

次に、上記構成の仮圧着装置１における基板２への部品４の装着作業の実行手順を説明する。仮圧着装置１は部品装着作業を行う前に、部品４の装着時における装着ツール２３ａの温度や装着ツール２３ａによる部品４を電極部３に押し付けるときの押圧荷重等のプロセス条件を事前に確認する作業を実行する。

バックアップステージ３２の計器設置孔４５には前述のように計器Ｋが設置されるが、装着ツール２３ａの温度を確認するときには熱伝対等の温度計測のための計器Ｋを計器設置孔４５に設置し、装着ツール２３ａによる押し付け荷重を確認するときにはロードセル等の荷重計測のための計器Ｋを計器設置孔４５に設置する。そして、オペレータＯＰは、計器設置領域４４が部品装着位置ＢＲに位置するようにバックアップステージ３２を回転させて位置決めピン３１ｅで位置決めしておく。

オペレータＯＰは、計器設置領域４４を部品装着位置ＢＲに位置させたら、制御装置２４に繋がる操作ボタンＢＴ（図８）を操作し、操作ボタンＢＴの操作信号を受けた制御装置２４は装着ツール２３ａを下降させて（図９中に示す矢印Ｃ）、装着ツール２３ａの先端部を実際に計器Ｋに接触させる。ここで、制御装置２４は、計器Ｋが熱伝対等の温度計測のためのものであるときには、部品装着作業の実行時と同じ制御値で加熱コントロールした状態の装着ツール２３ａの先端部を計器Ｋに触れる程度に接触させて装着ツール２３ａの温度を読み取り、計器Ｋがロードセル等の荷重計測のためのものであるときには、装着ツール２３ａの先端部を計器Ｋに部品装着作業の実行時と同じ制御値でコントロールした押圧動作で押し付けて装着ツール２３ａによる押し付け荷重を読み取る。そして、得られた装着ツール２３ａの温度及び装着ツール２３ａによる押し付け荷重を予め記憶した基準値と比較し、計測された値が正常範囲内であるかどうかの確認を行う。オペレータＯＰは、温度計測を終わった後、荷重計測を行うときには、計器設置孔４５に設置する計器Ｋを温度計測用のものから荷重計測用のものに交換する。

制御装置２４は、上記プロセス条件の確認作業を行ったら、基板２への部品装着作業を実行する。部品装着作業では、制御装置２４は、先ず、仮圧着装置１の上流工程側に設置された他の装置から基板搬入部１１に基板２が送られてきたところで、基板搬入部１１と基板位置決め部１３の作動制御を行い、基板２を基板搬入部１１から基板位置決め部１３に移載させる。

制御装置２４は、基板２を基板搬入部１１から基板位置決め部１３に移載させたら、基板位置決め部１３の作動制御を行って基板２を水平面内で移動させ、基板２の一の長辺側の端部における電極部３の列がバックアップ部１４の上方にＸ軸方向に並んで位置するように基板２の位置決めを行たうえで、基板２をＹ軸方向（前方）に移動させて、これから部品４を装着しようとしている電極部３の下方がバックアップ部１４のバックアップステージ３２によって支持され、かつ、部品装着位置ＢＲに位置されるようにする。そして、電極部３が部品装着位置ＢＲに位置したら、制御装置２４は、その電極部３に対応して基板２の上面に設けられた２つのマーク２ｍを２つのマーク認識カメラ１５によって撮像して画像認識し、２つのマーク２ｍの位置（すなわち電極部３の位置）を把握する。

制御装置２４は、基板２の端部をバックアップ部１４に支持させたら、トレイ移動機構１８の作動制御を行って、トレイ供給部１６からのトレイＴＲの取り出しとその取り出したトレイＴＲの部品供給位置への位置決めを行う。

制御装置２４は、トレイＴＲの部品供給位置への位置決めを行ったら、反転ヘッド移動機構２１の作動制御を行って、ノズル２０ａが下方を向いた状態の反転ヘッド２０をトレイ供給部１６の上方に移動させる。そして、反転ヘッド移動機構２１の作動制御を行って移動ベース２１ｄを下降させ、反転ヘッド２０のノズル２０ａが部品供給位置に供給されたトレイＴＲ上の部品４に上方から接触するようにしてノズル２０ａに部品４を吸着させて部品４の取り出し（ピックアップ）を行う。

制御装置２４は、反転ヘッド２０に部品４を吸着させてトレイＴＲから取り出したら、ノズル２０ａの向きを下方から上方に切り替え、部品４を上下反転させる。そして、その上下反転した部品４を部品認識カメラ２２によって撮像して画像認識し、上下反転した部品４の中心位置の基準位置からの位置ずれ量を検出する。なお、ここでは部品４の画像認識を反転ヘッド２０によって上下反転させた状態で行うようにしているが、トレイ移動機構１８によって部品供給位置に位置決めされたトレイＴＲから反転ヘッド２０によって部品４を取り出す前に、その部品４を部品認識カメラ２２によって撮像して行うようにしてもよい。

制御装置２４は、反転ヘッド２０によって上下反転させた部品４の基準位置からの位置ずれ量を検出したら、その部品４が基板２の電極部３の上方（装着ヘッド２３の下方）に位置するように反転ヘッド２０を移動させる。このとき反転ヘッド２０は、基板位置決め部１３によって位置決めされた基板２と装着ヘッド２３の間の領域内に入り込むように装着ヘッド２３の後方位置から水平方向（前方）に向けて移動される。そして、部品認識カメラ２２による撮像を通じて検出した、電極部３の基準位置に対する部品４の位置ずれと、既に把握している２つのマーク２ｍの位置との関係とから、電極部３に対する部品４の位置ずれを求め、その位置ずれがキャンセルされるように反転ヘッド２０の水平面内方向への移動及びノズル２０ａを上下軸回りの回転を行う。

制御装置２４は、部品４を基板２の電極部３の上方に位置させたら、反転ヘッド移動機構２１の作動制御を行って反転ヘッド２０を上昇させて（或いは装着ヘッド２３の装着ツール２３ａを下降させて）、図１０（ａ）中に示す矢印Ｄのように、ノズル２０ａに吸着させた部品４を装着ヘッド２３の装着ツール２３ａに下方から接触させ、装着ツール２３ａをノズル２０ａに吸着させた部品４に上方から接触させることによって、反転ヘッド２０から装着ヘッド２３への部品４の受け渡しを行う（図１０（ａ））。

制御装置２４は、反転ヘッド２０から装着ヘッド２３への部品４の受け渡しを行ったら、反転ヘッド移動機構２１の作動制御を行って反転ヘッド２０を後方に移動させ（図１０（ｂ）中に示す矢印Ｅ）、基板２と装着ヘッド２３の間の領域から反転ヘッド２０を退去させる（図１０（ｂ））。そして、制御装置２４は、反転ヘッド２０を基板２と装着ヘッド２３の間の領域から退去させたら、装着ヘッド２３の装着ツール２３ａを下動させ（図１０（ｃ）中に示す矢印Ｆ）、装着ツール２３ａに吸着させていた部品４を基板２の電極部３に上方から押し付けて装着する（図１０（ｃ））。

制御装置２４は、上記のようにして部品４を電極部３に装着したら、装着ヘッド２３の装着ツール２３ａを上動させたうえで、新たな電極部３が部品装着位置ＢＲに位置するように基板２をＸ軸方向に移動させる。そして、反転ヘッド２０による次の部品４の吸着（ピックアップ）を行ったうえで、新たに部品装着位置ＢＲに位置させた電極部３への部品４の装着を行う。

このように本第１実施形態における仮圧着装置１において、装着ヘッド２３は、撮像部であるマーク認識カメラ１５により撮像されたマーク２ｍの位置に基づいて把握される基板２の電極部３の位置に部品４を装着するものとなっている。

このようにして一の長辺側の端部の全ての電極部３について部品４の装着が終了したら、制御装置２４は、基板位置決め部１３の作動制御を行って基板２を９０度回転させたうえで、一の短辺側の端部の電極部３についての同様の手順で部品４の装着を行う。そして、一の短辺側の端部の電極部３についての部品４の装着が終了したら、基板位置決め部１３の作動制御を行って、部品４の装着が終了した基板２を基板搬出部１２に受け渡し、次いで基板搬出部１２の作動制御を行って、基板２を下流工程側に設置された他の装置に搬出する。

上述したように、第１実施形態における仮圧着装置１では、バックアップ部１４が、基板２の下面と接する上面の高さが相異なる複数（ここでは３つ）のバックアップ領域（第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３）を備えたバックアップステージ３２と、このバックアップステージ３２が備える複数のバックアップ領域のうち、基板２を支持したときにマーク２ｍの高さ位置がマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致するようになるものを部品装着位置ＢＲに選択的に位置させることができるようにバックアップステージ３２を移動自在に支持するバックアップステージ支持部としてのベース部３１から成っていることから、部品４の装着作業の対象となる基板２の厚さｔが変わったときには、バックアップステージ３２を移動させて、バックアップステージ３２が備える複数のバックアップ領域のうち、基板２を支持したときにマーク２ｍの高さ位置がマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致するようになるものを選択して部品装着位置に位置させればよいので、基板２の厚さｔに応じたバックアップ部１４の調整作業を簡単に行うことができ、これにより基板２の生産効率の向上を図ることができる。

なお、上述のバックアップステージ３２が備える３つのバックアップ領域のうちのひとつを領域をバックアップ領域としてではなく２つ目の計器設置領域４４としてそこに計器設置孔４５を形成するようにすれば、ひとつのバックアップステージ３２に２つの計器Ｋを設置することができる。この場合にはひとつのバックアップステージ３２に温度計測のための計器Ｋと荷重計測のための計器Ｋを同時に設置することができるので、プロセス条件の確認作業時に計器Ｋの交換をする必要がなくなるので作業効率が向上する。

（第２実施形態）
図１１に示すように、第２実施形態における仮圧着装置は、上述の第１実施形態における仮圧着装置１とバックアップ部１４の構成が異なっている。すなわち、第２実施形態における仮圧着装置では、バックアップステージ３２の円筒部４７から下方に延びたシャフト部材６１がベース部３１の天板部３１ｂを下方に貫通して延びてベース部３１に設けられたベアリング６２によって上下軸回りに回転自在に支持されており、このシャフト部材６１が、ベース部３１内に設けられたモータ６３によって伝動装置６４を介して駆動されるようになっている。この伝動装置６４は、この第２実施形態ではモータ６３の駆動軸６３ａに取り付けられた駆動プーリ６４ａ、シャフト部材６１に取り付けられた従動プーリ６４ｂ及び駆動プーリ６４ａと従動プーリ６４ｂの間に掛け渡された伝動ベルト６４ｃからなっているが、このような構成のものに限定されるものではない。モータ６３は制御装置２４によって作動制御がなされ、モータ６３が伝動装置６４を介してシャフト部材６１を回転させると、これによりバックアップステージ３２が回転して３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２及び第３バックアップ領域４３）と計器設置領域４４のうちのひとつが選択的に部品装着位置ＢＲに位置される。

ここで、制御装置２４は、図１１に示すように、前述の画像認識部２４ａのほか、情報取得部２４ｂ、記憶部２４ｃ、領域選択部２４ｄの各作業領域を備えている。情報取得部２４ｂは、オペレータＯＰによる手動入力が行われる入力装置６５を介して（或いは記憶部２４ｃに記憶された作業実行プログラムから）、これからプロセス条件の確認作業が行われるのか部品装着作業が行われるのかといった作業種情報や、部品装着作業が行われる場合には次にどの厚さの基板２が供給されるのかといった部品４の装着対象とする基板２の厚さｔの情報等の諸情報を取得する作業領域であり、記憶部２４ｃは、基板２の厚さｔとその基板２の厚さｔに対応する（基板２を支持したときにマーク２ｍの高さ位置がマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致する）上面高さを有するバックアップ領域との関係を記憶する作業領域である。

また、領域選択部２４ｄは、情報取得部２４ｂが取得した上記作業種情報や基板２の厚さｔの情報及び記憶部２４ｃに記憶された情報に基づいて、これからプロセス条件の確認作業が行われる場合には計器設置領域４４を選択し、これから部品装着作業が行われる場合にはバックアップステージ３２が備える複数のバックアップ領域のうち、基板２を支持したときにマーク２ｍの高さ位置がマーク認識カメラ１５の焦点Ｆｃの高さ位置と合致するようになるものを選択する作業領域である。そして、制御装置２４は、領域選択部２４ｄが選択したバックアップ領域或いは計器設置領域４４が部品装着位置ＢＲに位置するようにモータ６３を駆動してバックアップステージ３２を移動（回転）させる。

これにより、これから行われる作業種に応じてバックアップ領域或いは計器設置領域４４が選択されて部品装着位置ＢＲに位置され、作業種が部品装着作業である場合には、更に、基板２の厚さｔに応じた上面高さを有するバックアップ領域が選択されて、部品装着位置ＢＲに位置される。

すなわち本第２実施形態において、シャフト部材６１、モータ６３及び伝動装置６４は、上記領域選択部２４ｄにより選択されたバックアップ領域が部品装着位置ＢＲに位置するようにバックアップステージ３２を移動させるバックアップステージ移動機構６６となっている。

このように、第２実施形態における仮圧着装置においても、オペレータＯＰは、第１バックアップ領域４１、第２バックアップ領域４２、第３バックアップ領域４３及び計器設置領域４４のうちのひとつを選択的に部品装着位置ＢＲに位置させることができるので、第１実施形態における仮圧着装置１と同様の効果を得ることができるうえ、基板２の厚さｔに応じたバックアップ領域の選択と部品装着位置ＢＲへの設置が自動でなされるので、その分、第１実施形態における仮圧着装置１の場合よりも作業効率が向上する。

（第３実施形態）
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図１３において、第３実施形態における仮圧着装置は、上述の第１実施形態における仮圧着装置１における回転移動式のバックアップステージ３２に代えて水平移動式のバックアップステージ１３２としたものである。このバックアップステージ１３２は階段状に形成された３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域１４１、第２バックアップ領域１４２及び第３バックアップ領域１４３）と１つの計器設置領域１４４を有しており、第１バックアップ領域１４１は上面の高さが最も高いバックアップ領域、第２バックアップ領域１４２は第１バックアップ領域１４１に次いで上面の高さが高いバックアップ領域、第３バックアップ領域１４３は上面の高さが最も低いバックアップ領域となっている。計器設置領域１４４には円形凹状の計器設置孔１４５がひとつ設けられており、ここには第１実施形態の場合と同様に計器Ｋが設置されている。

図１３において、ベース部３１の天板部３１ｂには２つの螺子孔３１ｇが設けられる一方、バックアップステージ１３２の計器設置領域１４４には、３つのバックアップ領域（第１バックアップ領域１４１、第２バックアップ領域１４２及び第３バックアップ領域１４３）それぞれに対応する２つの位置決め孔１５０が設けられている。オペレータＯＰは、３つのバックアップ領域のうちの任意のひとつを選択的してその選択したバックアップ領域に対応する２つの位置決め孔１５０とベース部３１側の２つの螺子孔３１ｇを上下に一致させ、そこに２つの螺子１５１を螺入することで、選択したバックアップ領域を部品装着位置ＢＲに位置させることができる。

図１４（ａ）は第１バックアップ領域１４１を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を示しており、図１４（ｂ）は第２バックアップ領域１４２を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を示している。また、図１４（ｃ）は第３バックアップ領域１４３を部品装着位置ＢＲに位置させた状態を示している。また、図１５に示すように、バックアップステージ１３２の計器設置領域１４４を部品装着位置ＢＲの側に向けて第２バックアップ領域１４２に対応する２つの位置決め孔１５０とベース部３１側の２つの螺子孔３１ｇを上下に一致させ、そこに２つの螺子１５１を螺入することで、計器設置領域１４４が部品装着位置ＢＲに位置させることができる。なお、図１３に示すように、このバックアップステージ１３２においても、第１実施形態において示したバックアップステージ３２と同様にステージ側切り欠き部１３２ａが第１バックアップ領域１４１、第２バックアップ領域１４２及び第３バックアップ領域１４３のそれぞれに設けられている。

このように、第３実施形態における仮圧着装置においてもオペレータＯＰは、第１バックアップ領域１４１、第２バックアップ領域１４２、第３バックアップ領域４３及び計器設置領域１４４のうちのひとつを選択的に部品装着位置ＢＲに位置させることができるので、第１実施形態における仮圧着装置１と同様の効果を得ることができる。

また、上述の例に示すバックアップステージ１３２において、計器設置領域１４４に複数の計器設置孔１４５を設けて各計器設置孔１４５にそれぞれ計器Ｋを設置すれば、ひとつのバックアップステージ１３２に複数の計器Ｋを配置することができ、第１実施形態の説明において述べたように、プロセス条件の確認作業時に計器Ｋの交換をする必要がなくなり、作業効率を向上させることができる。

基板の厚さに応じたバックアップ部の調整作業を簡単に行うことができ、基板の生産効率の向上を図ることができる部品実装装置を提供する。

１仮圧着装置（部品実装装置）
２基板
２ｍマーク
３電極部
４部品
１４バックアップ部
１５マーク認識カメラ（撮像部）
２３装着ヘッド
２４ｂ情報取得部
２４ｄ領域選択部
３１ベース部（バックアップステージ支持部）
３２バックアップステージ
４１第１バックアップ領域（バックアップ領域）
４２第２バックアップ領域（バックアップ領域）
４３第３バックアップ領域（バックアップ領域）
６６バックアップステージ移動機構
１４１第１バックアップ領域（バックアップ領域）
１４２第２バックアップ領域（バックアップ領域）
１４３第３バックアップ領域（バックアップ領域）
ｔ厚さ
Ｆｃ焦点
ＢＲ部品装着位置

Claims

基板の端部に設けられた電極部に部品を装着する部品実装装置であって、
部品の装着時に前記電極部が位置される部品装着位置において前記基板の端部を下方から支持するバックアップ部と、
前記部品装着位置において前記バックアップ部により下方から支持された基板の上面の電極部の近傍位置に設けられたマークを前記部品装着位置に位置された基板の下方から撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記マークの位置に基づいて把握される基板の電極部の位置に部品を装着する装着ヘッドとを備え、
前記バックアップ部は、基板の下面と接する上面の高さが相異なる複数のバックアップ領域を備えたバックアップステージと、このバックアップステージが備える前記複数のバックアップ領域のうち、基板を支持したときに前記マークの高さ位置が前記撮像部の焦点の高さ位置と合致するようになるものを前記部品装着位置に選択的に位置させることができるようにバックアップステージを移動自在に支持するバックアップステージ支持部とから成ることを特徴とする部品実装装置。
部品の装着対象とする基板の厚さの情報を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した前記基板の厚さの情報に基づいて、前記バックアップステージが備える前記複数のバックアップ領域のうち、前記基板を支持したときに前記マークの高さ位置が前記撮像部の焦点の高さ位置と合致するようになるものを選択する領域選択部と、前記領域選択部により選択されたバックアップ領域が前記部品装着位置に位置するように前記バックアップステージを移動させるバックアップステージ移動機構とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。