JP2016171234A - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の認識マークの撮像が妨害されることなく、基板の退避移動に伴う時間を削減できる部品実装装置および部品実装方法を提供する。
【解決手段】基板載置ステージ５３に保持された基板２から、基板載置ステージ５３と伴に移動して基板２に搭載された部品４の基板２の外縁からはみ出た部分を支持する水平部５４ａまたは補助部材（部品支持手段）の近端までの第１の距離に基づいて、基板載置ステージ５３と部品支持手段との間の領域内で基板２および部品４の位置認識を行う位置認識カメラ６５による部品４の位置認識の可否を判断する。そして、可能と判断された場合、第１の距離に基づいて設定される第１の基板退避位置に基板２を移動させ、不可能と判断された場合、基板載置ステージ５３に保持された基板２から部品支持手段の遠端までの第２の距離に基づいて設定される第２の基板退避位置に基板２を移動させる。その後、部品４の位置認識を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板に搭載された部品を圧着して実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。

液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、部品実装装置によって基板に貼着されたテープ状のＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）を介してＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）などのフィルム状部分を有する部品を搭載（仮圧着）し、搭載した部品を基板に圧着（本圧着）されることで製造される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された部品実装装置は、基板の部品搭載位置を下方から支持するバックアップステージ内に位置認識カメラを備えており、基板および部品に形成された認識マークを個別に撮像して部品の搭載位置を調整している。基板および部品の認識マークを同一の位置認識カメラで撮像するため、部品の認識マークを撮像する際は、基板を退避（退去）させてから撮像している。また、この部品実装装置は、搭載部品の基板の外縁からはみ出た部分が垂れ下がらないように下方から支持する部品支持部材を備えている。近年、液晶パネルディスプレイを搭載する携帯端末等の多様化に伴って搭載部品の形状も多様化しており、部品実装装置は、部品支持部材の設置位置を搭載部品に合わせて調節することで多様な製品に対応している。

特開２０１４−４１８９０号公報

製造する実装基板の種類を変更する場合、部品の認識マークを撮像する際の基板の退避位置も、基板および搭載部品の形状に合わせて設定する部品支持部材の設置位置に応じて適切に変更する必要がある。しかしながら特許文献１を含む従来技術では、部品の認識マークを撮像する際の最適な基板の退避位置については開示されていない。そのため、基板の退避位置が不適切な場合は、退避させたはずの基板が部品の撮像を妨害するため設定をやり直したり、必要以上に遠くまで基板を退避させてしまって基板の移動時間が長くなったりするという問題点があった。

そこで本発明は、部品の認識マークの撮像が妨害されることなく、基板の退避移動に伴う時間を削減できる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、部品が搭載される基板を保持する基板保持部と、前記基板の位置認識および前記部品の位置認識を行う位置認識手段と、前記基板を前記部品の位置認識が行われる際の基板退避位置に移動させる移動部と、前記基板に搭載された前記部品の前記基板の外縁からはみ出た部分を支持する部品支持手段と、前記移動部を制御する制御部とを備え、前記基板保持部と前記部品支持手段は、前記移動部と伴に移動し、前記移動部は、前記基板保持部に保持された前記基板から前記部品支持手段までの距離に応じて前記基板を移動させる。

本発明の部品実装方法は、部品が搭載される基板を保持する基板保持部に保持された前記基板から前記基板保持部と伴に移動して前記基板に搭載された前記部品の前記基板の外縁からはみ出た部分を支持する部品支持手段の近端までの第１の距離に基づいて、前記基板保持部と前記部品支持手段との間の領域内で前記基板の位置認識および前記部品の位置認識を行う位置認識手段による前記部品の位置認識の可否を判断する判断工程と、前記判断工程において可能と判断された場合、前記第１の距離に基づいて設定される第１の基板退避位置に前記基板を移動させ、前記判断工程において不可能と判断された場合、前記基板保持部に保持された前記基板から前記部品支持手段の遠端までの第２の距離に基づいて設定される第２の基板退避位置に前記基板を移動させる基板退避工程と、前記基板退避工程後に、前記位置認識手段が前記部品の位置認識を行う部品位置認識工程とを含む。

本発明によれば、部品の認識マークの撮像が妨害されることなく、基板の退避移動に伴う時間を削減できる。

本発明の一実施の形態に係る部品実装装置の平面図である。 （ａ）本発明の一実施の形態に係る部品実装装置による基板に対する部品実装作業の進行手順を示す図（ｂ）本発明の一実施の形態に係る部品実装装置により部品が搭載される基板と部品の部分平面図である。 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態に係る部品実装装置が備える部品搭載作業部及び中央基板移送部（右方基板移送部）の斜視図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態に係る部品搭載作業部による部品搭載作業の実行手順を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態に係る部品搭載作業部による部品搭載作業の実行手順を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態に係る部品搭載作業部による部品搭載作業の実行手順を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態に係る部品搭載作業部による部品搭載作業の実行手順を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態に係る部品搭載作業部が備える位置認識カメラが認識した部品画像の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る部品実装装置の制御系を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る部品実装装置による部品実装作業を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る部品実装装置が備える部品搭載作業部による部品搭載作業を示すフローチャートである。

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ軸方向（図１において、オペレータＯＰから見た左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ軸方向（図１において、オペレータＯＰから見た前後方向）が示される。図２、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ軸方向が示される。Ｚ軸方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向または直交方向である。

図１に示す液晶パネル基板製造用の部品実装装置１は、図２（ａ）に示す長方形のパネル状の基板２にＡＣＦテープ３を介して部品４を実装する部品実装作業を実行する。部品実装作業では、基板２の一端部に設けられた電極部２ａへの接着部材としてのＡＣＦテープ３の貼着、部品４の搭載（仮圧着）、部品４の圧着（本圧着）が順次実行される。また、搭載される部品４は、フィルム状部分４ａを有している。

図２（ｂ）において、基板２には電極部２ａを両側から挟むように一対の基板マークＭＡ（基板２の認識マーク）がピッチＰＴで形成されている。また、部品４の端部には、一対の基板マークＭＡと同じピッチＰＴで一対の部品マークＭＢ（部品４の認識マーク）が形成されている。これらは、基板２と部品４を位置合わせする際の位置認識用のマークである。部品４は、基板マークＭＡの中心Ａと、部品マークＭＢの中心Ｂを上下方向に一致させた状態で基板２に実装される。

図１において、部品実装装置１の基台１１は、Ｘ軸方向の左方から左方基台１１ａ、中央基台１１ｂ及び右方基台１１ｃがこの順で配置されている。左方基台１１ａには搬入基板載置部２１、中央基台１１ｂには部品実装実行部２２、右方基台１１ｃには搬出基板載置部２３がそれぞれ備えられている。基板２は、Ｘ軸方向を左側から右側に、すなわち搬入基板載置部２１、部品実装実行部２２、搬出基板載置部２３の順に搬送されて順次作業が施される。

図１において、搬入基板載置部２１は、左方基台１１ａの左側と右側に２つの基板載置ステージ２１ｓを有している。２つの基板載置ステージ２１ｓは、左方基台１１ａに対して昇降自在に設けられている。２つの基板載置ステージ２１ｓには、部品実装装置１の上流工程側から送られてきた基板２が載置される。

部品実装実行部２２は、ＡＣＦ貼着作業部２２ａ、部品搭載作業部２２ｂ、第１の部品圧着作業部２２ｃ及び第２の部品圧着作業部２２ｄを有する。部品実装実行部２２の各作業部は、ＡＣＦ貼着作業部２２ａ、第１の部品圧着作業部２２ｃ、部品搭載作業部２２ｂ、第２の部品圧着作業部２２ｄの順に、中央基台１１ｂ上にＸ軸方向に左側より並んで設けられている。

ＡＣＦ貼着作業部２２ａは、基板２に接着部材であるＡＣＦテープ３を貼着するＡＣＦ貼着作業を行う。部品搭載作業部２２ｂは、基板２に部品４を搭載する部品搭載作業を行う。第１の部品圧着作業部２２ｃ及び第２の部品圧着作業部２２ｄは、基板２に部品４を圧着する部品圧着作業を行う。

中央基台１１ｂ上のＡＣＦ貼着作業部２２ａのＹ軸方向の前方領域には、第１のベース部３１が設けられている。第１のベース部３１には、左方基板移送部３３Ｌが設けられている。中央基台１１ｂ上の部品搭載作業部２２ｂ、第１の部品圧着作業部２２ｃ及び第２の部品圧着作業部２２ｄの前方領域には、Ｘ軸方向に延びる第２のベース部３２が設けられている。第２のベース部３２には、中央基板移送部３３Ｃと右方基板移送部３３Ｒが設けられている。中央基板移送部３３Ｃと右方基板移送部３３Ｒは同型であり、中央基板移送部３３Ｃは右方基板移送部３３Ｒの左方に位置している。

図１において、左方基板移送部３３Ｌは、Ｙ軸テーブル４１、移動ステージ４２及び２つの基板載置ステージ４３を有する。Ｙ軸テーブル４１は、Ｙ軸方向に延びて設けられ、第１のベース部３１上をＸ軸方向に自在に移動する。移動ステージ４２は、Ｙ軸テーブル４１上をＹ軸方向に移動自在に設けられている。２つの基板載置ステージ４３は、移動ステージ４２の上面にＸ軸方向に並んで設けられ、それぞれ移動ステージ４２に対して自在に昇降する。２つの基板載置ステージ４３上には、それぞれ基板２が保持される。

左方基板移送部３３Ｌは、ＡＣＦ貼着作業部２２ａに設定された「貼着作業位置」とＹ軸テーブル４１上の前方に設定された「基板受け渡し位置」との間で、基板載置ステージ４３に保持された基板２を移動させる。「基板受け渡し位置」では、２つの基板載置ステージ４３に対して後述する基板２の受け渡しが行われる。なお、基板載置ステージ４３には少なくとも１枚の基板２が保持されればよく、後述では２枚の基板が保持される基板載置ステージ４３として説明をする。

図１において、ＡＣＦ貼着作業部２２ａは、中央基台１１ｂの上方をＸ軸方向に並んで設けられた２つの貼着機構４４を有する。各貼着機構４４は、「貼着作業位置」において、各基板載置ステージ４３上に保持された基板２の電極部２ａ上に所定長さに切断したＡＣＦテープ３を貼着するＡＣＦ貼着作業を行う。

図１及び図３において、中央基板移送部３３Ｃは（右方基板移送部３３Ｒも同様）、Ｙ軸テーブル５１、移動ステージ５２及び２つの基板載置ステージ５３を有する。Ｙ軸テーブル５１は、Ｙ軸方向に延びて設けられ、第２のベース部３２上をＸ軸方向に自在に移動する。移動ステージ５２は、Ｙ軸テーブル５１上をＹ軸方向に移動自在に設けられている。２つの基板載置ステージ５３は、移動ステージ５２の上面にＸ軸方向に並んで設けられ、それぞれ移動ステージ５２に対して自在に昇降する。２つの基板載置ステージ５３上には、それぞれ基板２が保持される。

中央基板移送部３３Ｃは、部品搭載作業部２２ｂに設定された「仮圧着作業位置」（図３（ｂ））、第１の部品圧着作業部２２ｃに設けられた「圧着作業位置」及びＹ軸テーブル５１上の前方に設定された「基板受け渡し位置」（図３（ａ））との間で、基板載置ステージ５３に保持された基板２を移動させる。同様に右方基板移送部３３Ｒは、部品搭載作業部２２ｂに設定された「仮圧着作業位置」、第２の部品圧着作業部２２ｄに設けられた「圧着作業位置」及びＹ軸テーブル５１上の前方に設定された「基板受け渡し位置」との間で、基板載置ステージ５３に保持された基板２を移動させる。「基板受け渡し位置」では、２つの基板載置ステージ５３に対して後述する基板２の受け渡しが行われる。

図１及び図３において、部品搭載作業部２２ｂは、部品供給部６１、搭載ヘッド移動機構６２、搭載ヘッド６３及び部品搭載作業用のバックアップステージ６４を備える。部品供給部６１は、中央基台１１ｂの後部から後方に張り出して設けられており、部品４の供給を行う。搭載ヘッド移動機構６２は、中央基台１１ｂの中央後部に設けられている。搭載ヘッド６３は、搭載ヘッド移動機構６２によって水平面内で自在に移動し、昇降して部品供給部６１が供給する部品４を上方から吸着（ピックアップ）する。部品搭載作業用のバックアップステージ６４は、第２のベース部３２の中央部後方領域にＸ軸方向に延びて設けられている。

図３（ａ）において、部品搭載作業用のバックアップステージ６４内には、撮像視野を上方に向けた２つの位置認識カメラ６５がＸ軸方向に並んで設けられている。２つの位置認識カメラ６５は、部品搭載用のバックアップステージ６４の上部に設けられた石英ガラス等の透明材料部６４ａを通して部品搭載用のバックアップステージ６４の上方に位置する物体を撮像する。なお、位置認識カメラ６５は撮像視野を水平方向に向けて設置し、撮像経路中に設けた鏡により撮像視野を上方に向け、部品搭載用のバックアップステージ６４の上方に位置する物体を撮像してもよい。

図３（ｂ）において、部品搭載作業部２２ｂは、「仮圧着作業位置」において、基板載置ステージ５３上に保持された基板２に対して、部品４を保持する搭載ヘッド６３が昇降することによってＡＣＦテープ３が貼着された電極部２ａ上に部品４を搭載する仮圧着作業を行う。すなわち、基板載置ステージ５３は、部品４が搭載される基板２を保持する基板保持部となる。

図３〜図７に示すように、移動ステージ５２には、フィルム状部分支持部５４が取り付けられている。フィルム状部分支持部５４は、水平部５４ａ、一対の側方部材５４ｂ及び一対の保持機構５４ｃを有している。水平部５４ａは、基板載置ステージ５３の後方にＸ軸方向に延びて設けられている。一対の側方部材５４ｂは移動ステージ５２の左右側方に設けられており、水平部５４ａの両端部（左右端部）を支持している。

一対の保持機構５４ｃは、移動ステージ５２の左右側面に設けられている。各保持機構５４ｃは、それぞれ側方部材５４ｂを保持する。側方部材５４ｂは、保持機構５４ｃによりＹ軸方向に保持される長さが調整される。すなわちフィルム状部分支持部５４は、保持機構５４ｃによって保持される側方部材５４ｂの保持位置を変更することで、水平部５４ａの移動ステージ５２からの距離（基板載置ステージ５３が保持する基板２からの距離）を変更することができる。

図２及び図５〜図７に示すように、部品搭載作業部２２ｂによって基板２に搭載された部品４は、基板２に搭載された状態でフィルム状部分４ａが基板２の外縁からはみ出している。このはみ出したフィルム状部分４ａをフィルム状部分支持部５４の水平部５４ａが下方から支持することにより、フィルム状部分４ａが下方に垂れ下がることを防止する。

図６及び図７に示すように、基板載置ステージ５３が保持する基板２からフィルム状部分支持部５４の水平部５４ａまでの距離は、保持する基板２に搭載される部品４のフィルム状部分４ａの形状（Ｙ軸方向の長さ）に応じて適宜調整される。また図６に示すように、フィルム状部分４ａが長い場合、基板２と水平部５４ａの間のすき間を補いフィルム状部分４ａを下方から支持する補助部材５５（ここでは２本）が使用される。補助部材５５は耐熱性のフィルム状の材料で形成されており、一対の側方部材５４ｂの間に張力を掛けて水平に張った状態で取り付けられている。なお補助部材５５は、金属などの材料で形成してもよいが、軽いことが望ましい。

このように、フィルム状部分支持部５４の水平部５４ａ及び補助部材５５は、基板２に搭載された部品４の基板２の外縁からはみ出た部分を支持する部品支持手段となる。また、基板載置ステージ５３（基板保持部）と水平部５４ａ及び補助部材５５（部品支持手段）は、移動ステージ５２（移動部）と伴に移動する。

図１において、第１の部品圧着作業部２２ｃは（第２の部品圧着作業部２２ｄも同様）、中央基台１１ｂの上方をＸ軸方向に並んで設けられた２つの圧着機構７１を有する。圧着機構７１は、「圧着作業位置」において、基板載置ステージ５３上に保持された基板２に搭載（仮圧着）された部品４を圧着（本圧着）する部品圧着作業を行う。

図１において、搬出基板載置部２３は、右方基台１１ｃの左側と右側に２つの基板載置ステージ２３ｓを有している。２つの基板載置ステージ２３ｓは、右方基台１１ｃに対して昇降自在に設けられている。２つの基板載置ステージ２３ｓには、後述するように、第１の部品圧着作業部２２ｃ又は第２の部品圧着作業部２２ｄにおいて部品圧着作業が終了した２枚の基板２が移載される。２つの基板載置ステージ２３ｓに移載された２枚の基板２は、図示しない基板搬出手段によって、部品実装装置１の下流工程下側に設けられた他の装置に送られる。

図１において、基台１１の前方領域には左方基台１１ａ、中央基台１１ｂ及び右方基台１１ｃにわたってＸ軸方向に延びた移動ベース８１が設けられている。移動ベース８１上には、左方から順に左方基板移載部８２Ｌ、中央基板移載部８２Ｃ及び右方基板移載部８２Ｒの３つの基板移載部８２が設けられている。基板移載部８２は、各作業部間で基板２を受け渡す基板移載作業を行う。

図１において、各基板移載部８２は、基部９１及び２基のアームユニット９２を有す。基部９１は、移動ベース８１に対してＸ軸方向に移動自在に設けられている。２基のアームユニット９２は、基部９１上にＸ軸方向に並んで設けられている。各アームユニット９２には、水平後方に延びた２本のアーム９３がＸ軸方向に並んで設けられている。各アーム９３には、吸着面を下方に向けた複数（ここでは２個）の吸着パッド９４が設けられている。各アームユニット９２は、２本のアーム９３に設けられた計４個の吸着パッド９４を介して１枚の基板２を真空吸着する。

左方基板移載部８２Ｌは、吸着パッド９４を搬入基板載置部２１の基板載置ステージ２１ｓ上に載置された基板２の上方に位置させ、この状態で基板載置ステージ２１ｓが昇降することで、基板２をアームユニット９２に受け取る。また左方基板移載部８２Ｌは、基板２を吸着した吸着パッド９４を左方基板移送部３３Ｌの「基板受け渡し位置」の上方に位置させ、この状態で基板載置ステージ４３が昇降することで、基板載置ステージ４３に基板２を受け渡す（移載する）。

中央基板移載部８２Ｃは、吸着パッド９４を左方基板移送部３３Ｌの「基板受け渡し位置」の上方に位置させ、この状態で基板２を載置する基板載置ステージ４３が昇降することで、基板２をアームユニット９２に受け取る。また中央基板移載部８２Ｃは、基板２を吸着した吸着パッド９４を中央基板移送部３３Ｃ又は右方基板移送部３３Ｒの「基板受け渡し位置」の上方に位置させ、この状態で基板載置ステージ５３が昇降することで、中央基板移送部３３Ｃ又は右方基板移送部３３Ｒの基板載置ステージ５３に基板２を受け渡す（移載する）。

右方基板移載部８２Ｒは、吸着パッド９４を中央基板移送部３３Ｃ又は右方基板移送部３３Ｒの「基板受け渡し位置」の上方に位置させ、この状態で基板２を載置する基板載置ステージ５３が昇降することで、基板２をアームユニット９２に受け取る。また右方基板移載部８２Ｒは、基板２を吸着した吸着パッド９４を搬出基板載置部２３の基板載置ステージ２３ｓの上方に位置させ、この状態で基板載置ステージ２３ｓが昇降することで、基板載置ステージ２３ｓに基板２を受け渡す（移載する）。

次に図４〜８を参照し、部品搭載作業部２２ｂにおける部品搭載作業（仮圧着作業）について説明する。ここでは、中央基板移送部３３Ｃが保持する基板２に対して部品搭載作業を行う場合を説明するが、右方基板移送部３３Ｒでも同様である。なお、図６及び図７では、便宜上部品４を吸着保持する搭載ヘッド６３の表示を省略している。

部品搭載作業では、まず、基板２を「仮圧着作業位置」に移動させ、部品搭載用のバックアップステージ６４の上方に位置された基板２が有する一対の基板マークＭＡを位置認識カメラ６５で撮像する（図４（ａ）、図６（ｂ）、図７（ｂ））。得られた撮像データは、後述する制御装置１１０（図９参照）に送信され、制御装置１１０の制御部１１１によって認識処理されて基板位置が認識され、制御装置１１０の記憶部１１２に記憶される。

次いで移動ステージ５２を前方に移動させて基板２を「基板退避位置」に移動させる（図４（ｂ）の矢印Ｅ）。次いで部品４を「仮圧着作業位置」に移動させ、部品搭載用のバックアップステージ６４の上方に位置された部品４が有する一対の部品マークＭＢを位置認識カメラ６５で撮像する（図４（ｃ）、図６（ｃ）、図７（ｃ））。得られた撮像データは、制御装置１１０に送信され、制御装置１１０の制御部１１１によって認識処理されて部品位置が認識され、制御装置１１０の記憶部１１２に記憶される。

このように、位置認識カメラ６５は、基板２の位置認識および部品４の位置認識を行う位置認識手段となる。そして、中央基板移送部３３Ｃ（右方基板移送部３３Ｒも同様）は、位置認識カメラ６５が基板２の位置認識を行った後、移動ステージ５２を前方に移動させて基板２を部品４の位置認識が行われる際の「基板退避位置」に移動させる移動部となる。

図８に、左側の位置認識カメラ６５が撮像した画像の一例を示す。図８（ａ）は、基板２が適切な「基板退避位置」に移動して部品マークＭＢを撮像した例を示しており、位置認識カメラ６５の認識視野１００の中に部品４の一部と部品マークＭＢが表示されている。「基板退避位置」が不適切な場合は、位置認識カメラ６５の認識視野１００に退避させたはずの基板２や（図８（ｂ））、フィルム状部分支持部５４の水平部５４ａ（又は補助部材５５）（図８（ｃ））が映り込んでしまう。これら不適切に映り込んだ物体は認識処理を妨害し、部品位置の認識が出来なかったり認識を誤ったりする可能性がある。

そこで本実施の形態では、中央基板移送部３３Ｃは、基板載置ステージ５３（基板保持部）に保持された基板２の水平部５４ａに対向する縁から最も基板２に近い補助部材５５の基板２から見た近端までの距離Ｄ１ａ（図６（ａ）参照）、または基板載置ステージ５３に保持された基板２の水平部５４ａに対向する縁から水平部５４ａの基板２から見た近端までの距離Ｄ１ｂ（図７（ａ）参照）のいずれか短い方の距離（以下「第１の距離Ｄ１」と称す）に応じて基板２を移動させている。すなわち、中央基板移送部３３Ｃ（移動部）は、基板載置ステージ５３（基板保持部）に保持された基板２から水平部５４ａ又は補助部材５５（部品支持手段）までの距離に応じて基板２を移動させている。

基板２を移動させる「基板退避位置」を決めるには、まず、第１の距離Ｄ１に基づいて、基板載置ステージ５３（基板保持部）と基板２に最も近い補助部材５５又は水平部５４ａ（部品支持手段）との間の領域（図６（ａ）に示す領域Ｒａ又は図７（ａ）に示す領域Ｒｂ）内での位置認識カメラ６５（位置認識手段）による部品４の位置認識の可否を判断する部品認識可否判断を行う。つまり、移動ステージ５２を移動させて領域Ｒａ，Ｒｂ内に位置認識カメラ６５を位置させた場合に、位置認識カメラ６５の認識視野１００に部品マークＭＢの認識（部品４の位置認識）を妨害する物体が映り込まない位置が存在するか否かを判断する。

部品認識可否判断で可能と判断された場合、「基板退避位置」は位置認識カメラ６５が領域Ｒａ，Ｒｂ内にあって認識視野１００に部品マークＭＢの認識（部品４の位置認識）を妨害するものが映り込まず、かつ、位置認識カメラ６５からの基板２の第１の退避距離Ｓ１が最小となる第１の基板退避位置Ｐ１に設定される。すなわち、移動部である中央基板移送部３３Ｃは、第１の距離Ｄ１に基づいて設定される第１の基板退避位置Ｐ１に基板２を移動させる（図６（ｃ）参照）。

部品認識可否判断で不可能と判断された場合、「基板退避位置」は位置認識カメラ６５が水平部５４ａの外側（水平部５４ａを挟んで基板２とは反対側）にあって認識視野１００に部品マークＭＢの認識（部品４の位置認識）を妨害するものが映り込まず、かつ、位置認識カメラ６５からの基板２の第２の退避距離Ｓ２が最小となる第２の基板退避位置Ｐ２に設定される。すなわち、移動部である中央基板移送部３３Ｃは、基板載置ステージ５３に保持された基板２の水平部５４ａに対向する縁から水平部５４ａの基板２から見た遠端までの第２の距離Ｄ２（図７（ａ）参照）に基づいて設定される第２の基板退避位置Ｐ２に基板２を移動させる（図７（ｃ）参照）。

なお、部品認識可否判断の際、第１の退避距離Ｓ１及び第２の退避距離Ｓ２を決める際には、基板２と部品４の位置合わせ前の位置ずれなどを考慮して、所定の退避余裕が加味される。この退避余裕は、実験結果や経験を基に決定される。また、第１の距離Ｄ１及び第２の距離Ｄ２は、基板２の基板載置ステージ５３上の保持位置、基板２の形状、水平部５４ａ及び補助部材５５の基板載置ステージ５３に対する設定位置、水平部５４ａ及び補助部材５５の形状（幅）などを加味して計算され、それぞれ第１距離データ１１２ａ及び第２距離データ１１２ｂとして記憶部１１２に記憶される。

部品位置の認識がされると、次いで部品４を上昇させる（図５（ａ））。次いで記憶部１１２に記憶した基板２の位置と部品４の位置から計算される相対位置関係に基づいて、基板マークＭＡと部品マークＭＢの中心が上下方向に一致するように中央基板移送部３３Ｃを操作して基板２を再度「仮圧着作業位置」に移動させる（図５（ｂ）の矢印Ｆ）。基板マークＭＡと部品マークＭＢの中心が上下方向に一致したら、搭載ヘッド６３を下降させ、搭載ヘッド６３に吸着させた部品４を基板２上のＡＣＦテープ３に押し付けて基板２に搭載（仮圧着）する（図５（ｃ））。

次に図９を参照して、部品実装装置１の制御系について説明する。部品実装装置１が備える制御装置１１０は、制御部１１１、記憶部１１２、判断部１１３及び退避距離算出部１１４を有している。制御部１１１は、搬入基板載置部２１、搬出基板載置部２３、左方基板移送部３３Ｌ、中央基板移送部３３Ｃ、右方基板移送部３３Ｒ、左方基板移載部８２Ｌ、中央基板移載部８２Ｃ及び右方基板移載部８２Ｒの作動制御を行うことによって、各作業部間で基板２を受け渡す基板移載作業を制御する。

また制御部１１１は、ＡＣＦ貼着作業部２２ａの貼着機構４４及び左方基板移送部３３Ｌの作動制御を行うことによって、基板２にＡＣＦテープ３を貼着するＡＣＦ貼着作業を制御する。また制御部１１１は、部品搭載作業部２２ｂの部品供給部６１、搭載ヘッド移動機構６２、搭載ヘッド６３、位置認識カメラ６５、中央基板移送部３３Ｃ及び右方基板移送部３３Ｒ（移動部）の作動制御を行うことによって、基板２に部品４を搭載する部品搭載作業（仮圧着作業）を制御する。また制御部１１１は、第１の部品圧着作業部２２ｃの圧着機構７１、第２の部品圧着作業部２２ｄの圧着機構７１、中央基板移送部３３Ｃ及び右方基板移送部３３Ｒの作動制御を行うことによって、基板２に部品４を圧着する部品圧着作業（本圧着作業）を制御する。

記憶部１１２は、第１の距離Ｄ１の第１距離データ１１２ａ、第２の距離Ｄ２の第２距離データ１１２ｂなどを記憶する。判断部１１３は、前述の部品認識可否判断を行う。退避距離算出部１１４は、第１の退避距離Ｓ１及び第２の退避距離Ｓ２を算出する。

本発明の部品実装装置１は以上のような構成から成り、次に図１０のフローチャートを参照して部品実装装置１における部品実装動作（部品実装方法）について説明する。ここでは、中央基板移載部８２Ｃから中央基板移送部３３Ｃに基板２が受け渡されて第１の部品圧着作業部２２ｃで部品圧着作業が行われる場合を説明する。なお、中央基板移載部８２Ｃから右方基板移送部３３Ｒに基板２が受け渡されて第２の部品圧着作業部２２ｄで部品圧着作業を行われる場合も同様であり説明を省略する。

まず、制御部１１１は、搬入基板載置部２１に搬入された基板２を左方基板移送部３３Ｌに移載する（ＳＴ１）。次いで制御部１１１は、基板２にＡＣＦテープ３を貼着するＡＣＦ貼着作業を行う（ＳＴ２：ＡＣＦ貼着工程）。次いで制御部１１１は、左方基板移送部３３Ｌの基板２を中央基板移送部３３Ｃに移載する（ＳＴ３）。次いで制御部１１１は、基板２に部品４を搭載する部品搭載作業を行う（ＳＴ４：部品搭載工程）。

次いで制御部１１１は、基板２に部品４を圧着する部品圧着作業を行う（ＳＴ５：部品圧着工程）。次いで制御部１１１は、中央基板移送部３３Ｃの実装済み基板を搬出基板載置部２３に移載する。搬出基板載置部２３に移載された基板２は、下流側の設備に搬出される（ＳＴ６）。このようにして、基板２に部品４を搭載して圧着する一連の部品実装動作が終了する。部品実装装置１は、この一連の部品実装動作を繰り返して実行し、連続的に実装基板を製造する。

次に図１１のフローチャート、及び図６，７を参照して、部品搭載作業部２２ｂにおける部品搭載作業（部品搭載方法）の作業手順について説明する。ここでは、中央基板移送部３３Ｃが保持する２枚の基板２に対して、左側の基板２（以下「左側基板２Ｌ」と称す。）、右側の基板２（以下「右側基板２Ｒ」と称す。）の順に部品を搭載する。まず制御部１１１は、中央基板移送部３３Ｃに移載された２枚の基板２のうち、左側基板２Ｌに部品４を搭載（仮圧着作業）する（ＳＴ１１）（図６（ａ）、図７（ａ））。（ＳＴ１１）では、部品４と左側基板２Ｌの位置認識が行われ、その結果を基に部品４と左側基板２Ｌの位置合わせが行われた後に仮圧着作業が行われる。

次いで制御部１１１は、右側基板２Ｒを仮圧着作業位置に移動し（ＳＴ１２）（図６（ｂ）の矢印Ｇ１、図７（ｂ）の矢印Ｇ２）、位置認識カメラ６５によって右側基板２Ｒの基板マークＭＡを撮像して基板位置を認識する（ＳＴ１３：基板位置認識工程）。次いで判断部１１３は、第１の距離Ｄ１に基づいて、基板保持部である基板載置ステージ５３と部品支持手段であるフィルム状部分支持部５４の水平部５４ａ又は補助部材５５との間の領域内で部品４の位置認識が可能か否かの部品認識可否判断を行う（ＳＴ１４：判断工程）。

判断工程（ＳＴ１４）において可能と判断された場合、制御部１１１は、第１の距離Ｄ１に基づいて設定される第１の基板退避位置Ｐ１に右側基板２Ｒを移動させる（ＳＴ１５）（図６（ｃ）の矢印Ｈ１）。判断工程（ＳＴ１４）において不可能と判断された場合、制御部１１１は、第２の距離Ｄ２に基づいて設定される第２の基板退避位置Ｐ２に右側基板２Ｒを移動させる（ＳＴ１６）（図７（ｃ）の矢印Ｈ２）。すなわち（ＳＴ１５）と（ＳＴ１６）は、判断工程（ＳＴ１４）の可否結果に基づいて右側基板２Ｒを第１の基板退避位置Ｐ１又は第２の基板退避位置Ｐ２に移動させる基板退避工程となる。

次いで制御部１１１は、部品４を仮圧着作業位置に移動し（ＳＴ１７）（図６（ｃ）の矢印Ｋ１、図７（ｃ）の矢印Ｋ２）、位置認識手段である位置認識カメラ６５によって部品４の部品マークＭＢを撮像して部品の位置認識を行う（ＳＴ１８：部品位置認識工程）。すなわち制御部１１１は、基板退避工程（ＳＴ１５，ＳＴ１６）後に、位置認識カメラ６５が部品４の位置認識を行う部品位置認識工程（ＳＴ１８）を実行する。次いで制御部１１１は、右側基板２Ｒと部品４の位置認識結果を基に右側基板２Ｒと部品４の位置合わせを実行する（ＳＴ１９）。次いで制御部１１１は、右側基板２Ｒに部品４を搭載（仮圧着作業）する（ＳＴ２０）。

このように、上述のＳＴ１２〜ＳＴ２０は、右側基板２Ｒに部品４を搭載する右側基板２Ｒの仮圧着作業となる。左側基板２Ｌと右側基板２Ｒへの部品４を搭載して部品搭載作業が終了する。部品搭載作業終了後、移動ステージ５２がＸ軸方向に移動され、２枚の基板２は部品圧着作業に進む。

なお、部品搭載作業は右側基板２Ｒから先に実行してもよい。その場合、上記のＳＴ１２〜ＳＴ２０は左側基板２Ｌに対して実行されることになる。また、上記は、中央基板移送部３３Ｃが保持する２枚の基板２に対する部品搭載作業について説明したが、右方基板移送部３３Ｒが保持する２枚の基板２に対する部品搭載作業も上記の手順と同様であり説明を省略する。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置１および部品実装方法は、基板載置ステージ５３（基板保持部）に保持された基板２から、基板２に搭載された部品４の基板２の外縁からはみ出た部分を支持する水平部５４ａまたは補助部材５５（部品支持手段）の近端までの第１の距離Ｄ１に基づいて、基板載置ステージ５３と部品支持手段との間の領域内での位置認識カメラ６５（位置認識手段）による部品４の位置認識の可否を判断している。

そして、可能と判断された場合、第１の距離Ｄ１に基づいて設定される第１の基板退避位置Ｐ１に基板２を移動させている。また、不可能と判断された場合、基板載置ステージ５３に保持された基板２から部品支持手段の遠端までの第２の距離Ｄ２に基づいて設定される第２の基板退避位置Ｐ２に基板２を移動させている。その後、位置認識カメラ６５が部品４の位置認識を行っている。

これにより、位置認識カメラ６５が部品４の部品マークＭＢ（認識マーク）を撮像する部品４の位置認識の際に、退避させたはずの基板２や水平部５４ａ、補助部材５５が位置認識カメラ６５の認識視野１００に映り込んで部品４の位置認識を妨害することがない。また、基板２を必要以上に遠くまで退避させることがないため、基板２の退避移動に伴う時間を削減できる。

部品の認識マークの撮像が妨害されることなく、基板の退避移動に伴う時間を削減できる部品実装装置および部品実装方法を提供する。

１ 部品実装装置
２ 基板
４ 部品
３３Ｃ 中央基板移送部（移動部）
３３Ｒ 右方基板移送部（移動部）
５３ 基板載置ステージ（基板保持部）
５４ａ 水平部（部品支持手段）
５５ 補助部材（部品支持手段）
６５ 位置認識カメラ（位置認識手段）
Ｄ１ 第１の距離
Ｄ２ 第２の距離
Ｐ１ 第１の基板退避位置（基板退避位置）
Ｐ２ 第２の基板退避位置（基板退避位置）
Ｒａ，Ｒｂ 領域

Claims (6)

1. 部品が搭載される基板を保持する基板保持部と、
   前記基板の位置認識および前記部品の位置認識を行う位置認識手段と、
   前記基板を前記部品の位置認識が行われる際の基板退避位置に移動させる移動部と、
   前記基板に搭載された前記部品の前記基板の外縁からはみ出た部分を支持する部品支持手段と、
   前記移動部を制御する制御部とを備え、
   前記基板保持部と前記部品支持手段は、前記移動部と伴に移動し、
   前記移動部は、前記基板保持部に保持された前記基板から前記部品支持手段までの距離に応じて前記基板を移動させる部品実装装置。
2. 前記基板保持部に保持された前記基板から前記部品支持手段の近端までの第１の距離を記憶する記憶部と、
   前記第１の距離に基づいて、前記基板保持部と前記部品支持手段との間の領域内での前記位置認識手段による前記部品の位置認識の可否を判断する判断部とを有し、
   前記判断部が可能と判断した場合、前記制御部は、前記移動部を制御して前記第１の距離に基づいて設定される第１の基板退避位置に前記基板を移動させる請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記記憶部は、前記基板保持部に保持された前記基板から前記部品支持手段の遠端までの第２の距離を記憶し、
   前記判断部が不可能と判断した場合、前記制御部は、前記移動部を制御して前記第２の距離に基づいて設定される第２の基板退避位置に前記基板を移動させる請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記移動部は、前記位置認識手段が前記基板の位置認識を行った後、前記基板を前記基板退避位置に移動させる請求項１から３のいずれかに記載の部品実装装置。
5. 部品が搭載される基板を保持する基板保持部に保持された前記基板から前記基板保持部と伴に移動して前記基板に搭載された前記部品の前記基板の外縁からはみ出た部分を支持する部品支持手段の近端までの第１の距離に基づいて、前記基板保持部と前記部品支持手段との間の領域内で前記基板の位置認識および前記部品の位置認識を行う位置認識手段による前記部品の位置認識の可否を判断する判断工程と、
   前記判断工程において可能と判断された場合、前記第１の距離に基づいて設定される第１の基板退避位置に前記基板を移動させ、前記判断工程において不可能と判断された場合、前記基板保持部に保持された前記基板から前記部品支持手段の遠端までの第２の距離に基づいて設定される第２の基板退避位置に前記基板を移動させる基板退避工程と、
   前記基板退避工程後に、前記位置認識手段が前記部品の位置認識を行う部品位置認識工程とを含む部品実装方法。
6. 前記位置認識手段が前記基板の位置認識を行った後、前記基板退避工程を行う請求項５に記載の部品実装方法。

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