JP2022107875A - 仮置きステージおよび部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置された部品の位置ずれを防止しつつ、部品の外形を明瞭に認識できる仮置きステージおよび部品搭載装置を提供する。【解決手段】基板３に搭載される部品Ｄが仮置きされる仮置きステージ７は、通気性を有して上面に部品Ｄが載置される上部部材２６と、上部部材２６の下側に配置され、厚み方向に貫通した複数の吸引孔２７Ｈを有する板状部材２７と、板状部材２７の下方から吸引孔２７Ｈと上部部材２６を通じて空気を吸引することで上部部材２６に載置された部品Ｄを上部部材２６の上面に吸着させる吸引部（保持体３０、光透過部材２９）と、上部部材２６に下方から光２２ａを照射する光源部２２と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、部品搭載装置等に備えられる仮置きステージおよび部品搭載装置に関する。

従来、基板に部品を搭載する部品搭載装置が知られており、種々の実装基板の製造に用いられている。このような部品搭載装置の中でも、特に、基板に対する部品搭載に高い精度が要求されるものでは、部品供給部から取り出した部品を一旦仮置きステージに仮置きして認識カメラで認識し、その後に部品を改めてピックアップして基板に搭載するようにしている（例えば、下記の特許文献１参照）。

仮置きステージに仮置きした部品を認識カメラで認識する際には、通常、部品を上方から照明し、その照明光のもとで部品の外形を認識している。このとき部品を仮置きステージ上に真空吸着することで、認識カメラによる認識の間および搭載ヘッドによる部品ピックアップの際に部品が位置ずれしないようにしている。

特開２０１５－１１９１３４号公報

しかしながら、上記のように、部品を上方から照明した場合には照明光が部品の表面で乱反射等して部品の外形を認識しにくい場合があり、そのために部品の認識エラーが生じたり部品の中心をピックアップすることができずにピックアップミスが生じたりする場合があるという問題点があった。

そこで本発明は、載置された部品の位置ずれを防止しつつ、部品の外形を明瞭に認識できる仮置きステージおよび部品搭載装置を提供することを目的とする。

本発明の仮置きステージは、基板に搭載される部品が仮置きされる仮置きステージであって、通気性を有して上面に部品が載置される上部部材と、前記上部部材の下側に配置され、厚み方向に貫通した複数の吸引孔を有する板状部材と、前記板状部材の下方から前記吸引孔と前記上部部材を通じて空気を吸引することで前記上部部材に載置された部品を前記上部部材の上面に吸着させる吸引部と、前記上部部材に下方から光を照射する光源部と、を備える。

本発明の部品搭載装置は、請求項１から１５のいずれかに記載の仮置きステージと、前記仮置きステージに仮置きされた部品を基板に搭載する搭載ヘッドとを備えた。

本発明によれば、載置された部品の位置ずれを防止しつつ、部品の外形を明瞭に認識できる。

本発明の一実施の形態の部品搭載装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品搭載装置の仮置きステージを搭載ヘッドとともに示す斜視図 本発明の一実施の形態の部品搭載装置の仮置きステージの正面断面図 本発明の一実施の形態の部品搭載装置の仮置きステージの分解斜視図 本発明の一実施の形態の部品搭載装置の仮置きステージが備えるチャンバの他の実施例の正面断面図 本発明の一実施の形態の部品搭載装置の仮置きステージが備える板状部材の吸引孔と（ａ）区画部材の領域形成孔との関係を示す図（ｂ）８ノズル搭載ヘッドとの関係を示す図（ｃ）１６ノズル搭載ヘッドとの関係を示す図 本発明の一実施の形態の部品搭載装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品搭載方法のフロー図 本発明の一実施の形態の部品再吸着方法のフロー図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の部品搭載装置による部品搭載工程の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の部品搭載装置による部品搭載工程の説明図

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、部品搭載装置、仮置きステージ、搭載ヘッドの仕様に応じ、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軸として、基板搬送方向のＸ軸（図１における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ軸（図１における上下方向）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（図２における上下方向）が示される。

まず図１を参照して、部品搭載装置１の構成を説明する。部品搭載装置１において、基台１ａの中央には、基板搬送部２がＸ軸に沿って設置されている。基板搬送部２は、上流から搬入された基板３をＸ軸に沿って搬送し、以下に説明する搭載ヘッドによる搭載作業位置に位置決めして保持する。また、基板搬送部２は、部品搭載作業が完了した基板３を下流に搬出する。基板搬送部２の両側（Ｙ軸の前後方向）には、それぞれ部品供給部４が設置されている。

部品供給部４には、それぞれテープフィーダ５がＸ軸に沿って装着されている。テープフィーダ５は、部品を格納するポケットが形成されたキャリアテープを部品供給部４の外から基板搬送部２に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、搭載ヘッドが部品をピックアップする部品取出し位置に部品を供給する。また、前側の部品供給部４には、仮置きユニット６が装着されている。仮置きユニット６は、基板３に搭載される部品が仮置きされる仮置きステージ７と、真空源８を備えている。真空源８は、真空ポンプや真空エジェクタなどを含んで構成されており、仮置きステージ７に負圧を供給する（空気を吸引する）。仮置きステージ７の詳細は、後述する。

テープフィーダ５および仮置きユニット６が部品供給部４に装着されると、部品搭載装置１が備える制御装置４０（図７参照）にそれぞれ電気的に接続される。また、テープフィーダ５および仮置きユニット６には、部品供給部４を介して電力、圧縮空気がそれぞれ供給される。

図１において、基台１ａの上面のＸ軸における両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル９が配置されている。Ｙ軸テーブル９には、同様にリニア機構を備えたビーム１０がＹ軸に沿って移動自在に結合されている。ビーム１０には、搭載ヘッド１１がＸ軸に沿って移動自在に装着されている。搭載ヘッド１１は、部品を保持して昇降し、鉛直軸（Ｚ軸）回りに回転可能な複数（ここでは８つ）のノズル駆動ユニット１１ａを備えている。ノズル駆動ユニット１１ａのそれぞれの下端部には、部品を吸着して保持する吸着ノズル１１ｂ（図２参照）が装着されている。

なお、搭載ヘッド１１は、ノズル駆動ユニット１１ａの数と装着可能な吸着ノズル１１ｂの種類が異なる複数の種類が予め用意されており、基板３に搭載する部品のサイズなどに応じてビーム１０に装着する搭載ヘッド１１が交換される。以下、ノズル駆動ユニット１１ａを８つ有し、８本の吸着ノズル１１ｂを装着することができる搭載ヘッド１１を「８ノズル搭載ヘッド」などと称する。

図１において、Ｙ軸テーブル９およびビーム１０は、搭載ヘッド１１をＸ軸およびＹ軸に沿って移動させるＸＹユニット１２を構成する。ＸＹユニット１２および搭載ヘッド１１は、部品供給部４から部品を取り出して基板３の部品搭載位置に搭載する部品搭載作業を実行する部品搭載機構を構成する。部品搭載作業において搭載ヘッド１１は、部品供給部４の上方に移動し、各吸着ノズル１１ｂで所定の部品をそれぞれピックアップし、基板３の上方に移動し、各吸着ノズル１１ｂが保持する部品を所定の方向に回転させ、それぞれの部品搭載位置に搭載する一連のターンを繰り返す。

図１において、ビーム１０には、ビーム１０の下面側に位置して搭載ヘッド１１とともに一体的に移動するヘッドカメラ１３が搭載されている。搭載ヘッド１１が移動することにより、ヘッドカメラ１３は基板搬送部２の搭載作業位置に位置決めされた基板３の上方に移動して、基板３に設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板３の位置を認識する。また、高い部品搭載精度が要求される部品の場合、搭載ヘッド１１の各吸着ノズル１１ｂがピックアップした部品を仮置きステージ７に仮置きし、ヘッドカメラ１３を仮置きステージ７の上方に移動させて、仮置きされた部品を撮像して部品の外形、および上面形状を認識する。

部品供給部４と基板搬送部２との間には、部品認識カメラ１４が設置されている。部品認識カメラ１４は、部品供給部４から部品を取り出した搭載ヘッド１１が部品認識カメラ１４の上方に位置した際に、吸着ノズル１１ｂに保持された部品を下方から撮像する。搭載ヘッド１１による部品の基板３への部品搭載作業では、ヘッドカメラ１３による基板３の認識結果、仮置きステージ７に仮置きして認識した部品の外形、および上面形状、および部品認識カメラ１４による部品の認識結果（ノズルと部品の位置ずれ）を加味して部品搭載位置の補正が行われる。

次に図２～図４を参照して、仮置きユニット６が備える仮置きステージ７の構成について詳細について説明する。図２、図３において、仮置きステージ７は、箱状のチャンバ２１と、チャンバ２１の下方に位置する光源部２２とが上下方向（Ｚ軸に沿う方向）に延びた複数の脚部２３によって支持された構成となっている。光源部２２は、上方のチャンバ２１に向けて光２２ａを照射する発光部２４を備えている。発光部２４は、ＬＥＤなどの光源を備えて構成されており、ひとつの光源から成っていてもよいし、複数の光源から成っていてもよい。光源部２２の上方であってチャンバ２１との間には、光源部２２から照射された光２２ａを透過して、チャンバ２１側に拡散させる拡散部材２５が配置されている。

図３、図４において、チャンバ２１は、上部部材２６、板状部材２７、区画部材２８、光透過部材２９および保持体３０を備えている。上部部材２６の上面は部品Ｄが載置される部品載置面となっている。上部部材２６は、厚さが薄い（例えば厚さが１～２ｍｍ程度）シート状の部材から成り、光透過性および光拡散性を有するとともに通気性を有する材料、例えば、光拡散性を有する樹脂材料等から成る多孔質材料から構成されている。ここで、上部部材２６が薄いシート状に形成されているのは、上部部材２６の厚み方向の光の透過性を良好にするためと、通気性を確保して部品Ｄの保持力を確保するためである。

板状部材２７は、光透過性を有するアクリルなどの樹脂材料等からなる板状の部材から成る。板状部材２７は上部部材２６の下面側に接触して設けられており、上部部材２６を下方から支持する。板状部材２７は、上部部材２６に載置（仮置き）される部品Ｄの位置に対応して、厚み方向に貫通した複数の吸引孔２７Ｈを有している。

図３、図４において、区画部材２８は板状の部材から成る。区画部材２８は板状部材２７の下面側に接触して設けられており、上部部材２６および板状部材２７を下方から支持して平板形状に保持する。このため区画部材２８の厚みは上部部材２６よりも大きく（例えば３ｍｍ程度）、曲げ変形しにくい剛性を有している。区画部材２８は厚み方向に貫通した複数の領域形成孔２８Ｈを有している。区画部材２８は、板状部材２７に接触した状態で、上部部材２６および板状部材２７を複数の領域に区画する。

図３、図４において、保持体３０は、上方に開口した上方開口部３１と下方に開口した下方開口部３２を有しており、下面には光透過部材２９を備えている。光透過部材２９はガラスや透明の樹脂材料等から成る板状の部材であり、下方開口部３２を閉止するように設けられている。保持体３０の上方開口部３１からやや下方に位置した部分には、上方開口部３１の内方に向けて張り出した張出縁３０Ｆが設けられている。

この張出縁３０Ｆに区画部材２８の周辺部を載置させ、その上に板状部材２７、上部部材２６を重ねて載置させることで、上部部材２６、板状部材２７および区画部材２８を上方開口部３１に取り付けることができる。なお、上部部材２６、板状部材２７および区画部材２８は、予め積層して相互に固定した状態で、張出縁３０Ｆに取り付けるようにしてもよい。このように、上部部材２６、板状部材２７および区画部材２８は積層されて、保持体３０の上部に保持される。なお、板状部材２７が上部部材２６より厚く、硬くて、上部部材２６を平板形状に保持できる場合は、区画部材２８を省くこともできる。

図３において、保持体３０に上部部材２６、板状部材２７、区画部材２８および光透過部材２９が取り付けられた状態では、チャンバ２１の内部には中空の内部空間３０Ｐが形成される。チャンバ２１の内部空間３０Ｐは、上部部材２６、板状部材２７および区画部材２８を介して上部部材２６の上面側と連通した状態となっている。保持体３０の側壁には、外部から内部空間３０Ｐに通じる吸引流路３０Ｓが形成されている。保持体３０の外面に吸引流路３０Ｓが開口する位置には、真空源８に通じる吸引管路３３が接続されている。このように、チャンバ２１の内部空間３０Ｐは、吸引流路３０Ｓと吸引管路３３を介して、真空源８に連通している。

真空源８を作動させて空気を吸引する状態とすると、真空源８は吸引管路３３を介してチャンバ２１内（内部空間３０Ｐ内）の空気を吸引する。このためチャンバ２１内は負圧となり、上部部材２６の上面側の空気が通気性のある上部部材２６を通じて（上部部材２６を構成する多孔質材の細孔を通じて）チャンバ２１内に吸引される。これにより上部部材２６の上面に吸着力が発生し、上部部材２６の上面側に部品Ｄが載置されているときには、その部品Ｄが上部部材２６の上面に吸着保持される。さらに、板状部材２７の吸引孔２７Ｈで上部部材２６を通じて空気を吸引する領域を制限することで、効率的に部品Ｄを上部部材２６の上面に吸着保持することができる。

このように、保持体３０と光透過部材２９は、板状部材２７の下方から吸引孔２７Ｈと上部部材２６を通じて空気を吸引することで上部部材２６に載置された部品Ｄを上部部材２６の上面に吸着させる吸引部を構成する。すなわち、吸引部は、上部部材２６および板状部材２７を保持して閉じた空間（内部空間３０Ｐ）を形成する保持体３０を備え、空間内の空気が吸引されることで上部部材２６の上面に吸着力を発生させる。

図３において、上部部材２６の上面に部品Ｄを吸着保持している状態で、光源部２２の発光部２４から上方に向けて光２２ａを照射すると、照射された光２２ａは拡散部材２５を通過して拡散されてチャンバ２１の光透過部材２９に到達する。光透過部材２９に到達した光２２ａは、光透過部材２９、区画部材２８の領域形成孔２８Ｈおよび板状部材２７を通過して上部部材２６に到達する。上部部材２６に到達した光２２ａは、上部部材２６を透過し、または上部部材２６中で拡散されながら上部部材２６の上面に到達する。上部部材２６の上面に到達した光２２ａは、部品Ｄがない場所は上空に照射され、部品Ｄがある場所は仮置きされた部品Ｄによって遮られる。

この状態で、ヘッドカメラ１３により上方から上部部材２６を撮像することで、仮置きされた部品Ｄの外形を高精度に認識することができる（図１１（ａ）参照）。なお、ヘッドカメラ１３の撮像画像における部品Ｄと上部部材２６とのコントラスト（明暗の差）は、上部部材２６の透過率、拡散部材２５の透過率、発光部２４の配置、光２２ａの輝度、照射角度、拡散部材２５の位置などによって調整される。すなわち、仮置きステージ７に仮置きする部品Ｄの各位置における光２２ａの照度が同程度（均一）となるように調整される。

このように、保持体３０は、上部部材２６が取り付けられる上方開口部３１と、上方開口部３１の下方に形成された下方開口部３２と、下方開口部３２を閉止する位置に光源部２２から照射される光２２ａを透過させて上部部材２６に到達させる光透過部材２９と、を有している。また、仮置きステージ７には、光源部２２と上部部材２６との間に、光源部２２から照射された光２２ａを上部部材２６側に拡散させる拡散部材２５が配置されている。また、上部部材２６も、光源部２２から照射された光２２ａを上面側に拡散させる。

次に図５を参照して、仮置きステージ７を構成するチャンバの他の実施例について説明する。他の実施例のチャンバ３４は、保持体３５への上部部材２６、板状部材２７、区画部材２８、光透過部材２９の設置方法が、図３に示すチャンバ２１とは異なっている。すなわち、上部部材２６、板状部材２７、区画部材２８は、保持体３５の上方に開口した上方開口部３６の上面に重ねて設置される。また、光透過部材２９は、保持体３５の下方に開口した下方開口部３７の下面に当接して設置される。これにより、チャンバ３４の内部に中空の内部空間３５Ｐが形成される。内部空間３５Ｐは、保持体３５の側壁に形成された吸引流路３５Ｓと吸引管路３３を通じて真空源８により吸引される。

次に図６（ａ）～図６（ｃ）を参照して、上部部材２６、板状部材２７の吸引孔２７Ｈ、区画部材２８の領域形成孔２８Ｈの関係について説明する。図６（ｂ）は、８ノズル搭載ヘッド（ノズル駆動ユニット１１ａを８つ有する搭載ヘッド１１）の吸着ノズル１１ｂ（ノズル駆動ユニット１１ａ）と吸引孔２７Ｈａの位置関係を示している。図６（ｃ）は、１６ノズル搭載ヘッド（ノズル駆動ユニット１１ａを１６つ有する搭載ヘッド１１）の吸着ノズル１１ｂ（ノズル駆動ユニット１１ａ）と吸引孔２７Ｈｂの位置関係を示している。

図６（ａ）において、板状部材２７には、８ノズル搭載ヘッドの８本の吸着ノズル１１ｂにそれぞれ対応する８個の吸引孔２７Ｈａと、１６ノズル搭載ヘッドの１６本の吸着ノズル１１ｂにそれぞれ対応する１６個の吸引孔２７Ｈｂが形成されている。また、区画部材２８の複数（ここでは８つ）の領域形成孔２８Ｈは、その中に吸引孔２７Ｈａ、吸引孔２７Ｈｂが位置するように形成されている。この例では、一つの領域形成孔２８Ｈの中に、１個の吸引孔２７Ｈａと２個の吸引孔２７Ｈｂが位置している。すなわち、複数の吸引孔２７Ｈ（２７Ｈａ、２７Ｈｂ）は、領域形成孔２８Ｈの内側に位置するよう板状部材２７に形成される。

図６（ｂ）において、８本の吸着ノズル１１ｂがそれぞれ部品Ｄを保持した８ノズル搭載ヘッドを仮置きステージ７の上方に位置合わせし、８本の吸着ノズル１１ｂを同時に下降させることで、一度に８個の部品Ｄを吸引孔２７Ｈａの位置で上部部材２６に載置（仮置き）することができる（図１０参照）。図６（ｃ）において、１６本の吸着ノズル１１ｂがそれぞれ部品Ｄを保持した１６ノズル搭載ヘッドを仮置きステージ７の上方に位置合わせし、１６本の吸着ノズル１１ｂを同時に下降させることで、一度に１６個の部品Ｄを吸引孔２７Ｈｂの位置で上部部材２６に載置（仮置き）することができる。このように、上部部材２６に載置される部品Ｄは、区画部材２８によって区画された領域に載置される。

また、仮置きステージ７に仮置きした部品Ｄをヘッドカメラ１３で撮像した後に吸着ノズル１１ｂで再吸着する際も、搭載ヘッド１１（８ノズル搭載ヘッド、１６ノズル搭載ヘッド）を仮置きステージ７の上方に位置合わせし、全ての吸着ノズル１１ｂを同時に昇降させることで、一度に全ての部品Ｄを再吸着（同時再吸着）することができる（図１１参照）。

なお、ヘッドカメラ１３による仮置きされた部品Ｄの撮像結果より、同時再吸着すると吸着ノズル１１ｂに対する部品Ｄの位置が適切でない（再吸着する吸着ノズル１１ｂに対する仮置きされた部品Ｄの位置ずれが大きい）部品Ｄがある場合は、個別に搭載ヘッド１１の位置を補正してから吸着ノズル１１ｂで再吸着する個別再吸着が実行される。なお、個別再吸着では、吸着ノズル１１ｂ毎に順番に再吸着する他、仮置きされた部品Ｄの位置ずれ傾向が近い部品群毎に同時に再吸着するようにしてもよい。

また、上部部材２６に載置（仮置き）する前に部品認識カメラ１４によって複数の吸着ノズル１１ｂのそれぞれに保持された部品Ｄを撮像した結果より、吸着ノズル１１ｂに対する部品Ｄの位置が適切でない（吸着ノズル１１ｂに対する部品Ｄの位置ずれが大きい）部品Ｄがある場合には、個別に上部部材２６における同時再吸着が可能な位置に載置（仮置き）するようにしても良い。また、上部部材２６に載置（仮置き）する前に部品認識カメラ１４によって複数の吸着ノズル１１ｂのそれぞれに保持された部品Ｄを撮像した結果より、吸着ノズル１１ｂに吸着された部品Ｄの吸着状態が良くない（部品立ち等）場合には、個別に上部部材２６における同時再吸着が可能になるよう載置（仮置き）するようにしても良い。

このように、複数の吸引孔２７Ｈ（２７Ｈａ、２７Ｈｂ）は、上部部材２６に部品Ｄを載置する機器である搭載ヘッド１１の形状（構成）に対応して板状部材２７に形成されている。また、複数の吸引孔２７Ｈは、異なる機器に対応して板状部材２７に形成される。この例では、１枚の板状部材２７に、異なる機器（８ノズル搭載ヘッド、１６ノズル搭載ヘッド）に対応する複数の吸引孔２７Ｈａと複数の２７Ｈｂが形成されている。また、区画部材２８は、領域形成孔２８Ｈの数を異なるものに変更可能である。なお、領域形成孔２８Ｈの大きさは、部品Ｄを下方から照らす光２２ａを遮らないように、仮置きステージ７に仮置きする部品Ｄの外形よりも大きいことが望ましい。

上記説明したように、基板３に搭載される部品Ｄが仮置きされる仮置きステージ７は、通気性を有して上面に部品Ｄが載置される上部部材２６と、上部部材２６の下側に配置され、厚み方向に貫通した複数の吸引孔２７Ｈを有する板状部材２７と、板状部材２７の下方から吸引孔２７Ｈと上部部材２６を通じて空気を吸引することで上部部材２６に載置された部品Ｄを上部部材２６の上面に吸着させる吸引部（保持体３０、光透過部材２９）と、上部部材２６に下方から光２２ａを照射する光源部２２と、を備えている。これによって、載置された部品Ｄの位置ずれを防止しつつ、部品Ｄの外形を明瞭に認識できる。

さらに、板状部材２７の下側に配置され、厚み方向に貫通した領域形成孔２８Ｈを有し、領域形成孔２８Ｈにより上部部材２６を区画する区画部材２８を、備えることで、吸引部による吸引や吸着ノズル１１ｂが部品Ｄを載置する際の衝撃による上部部材２６のたわみや、変形を防止することができる。このように、仮置きユニット６が装着された部品搭載装置１は、仮置きステージ７と、仮置きステージ７に仮置きされた部品Ｄを基板３に搭載する搭載ヘッド１１とを備えている。なお、部品搭載装置１は、基台１ａ上に、仮置きステージ７を備える構成であってもよい。

次に図７を参照して、部品搭載装置１の制御系の構成について説明する。部品搭載装置１は、制御装置４０、基板搬送部２、テープフィーダ５、仮置きユニット６、搭載ヘッド１１、ＸＹユニット１２、ヘッドカメラ１３、部品認識カメラ１４を備えている。制御装置４０は、記憶部４１、実装動作処理部４２、位置ずれ計測処理部４３を備えている。記憶部４１は記憶装置であり、実装データ４４、位置ずれデータ４５などを記憶している。実装データ４４には、基板３に搭載される部品Ｄの部品種やサイズ、基板３における部品搭載位置の座標などの各種情報が、生産する実装基板の基板種ごとに記憶されている。

実装動作処理部４２は、実装データ４４に基づいて、基板搬送部２、テープフィーダ５、搭載ヘッド１１、ＸＹユニット１２、ヘッドカメラ１３、部品認識カメラ１４を制御して、部品Ｄを基板３の部品搭載位置に搭載する部品搭載作業を実行させる。部品搭載作業において実装動作処理部４２は、位置ずれデータ４５に基づいて、吸着ノズル１１ｂが保持している部品Ｄの位置ずれ量を補正して基板３に搭載させる。位置ずれ計測処理部４３は、仮置きユニット６、搭載ヘッド１１、ＸＹユニット１２、ヘッドカメラ１３を制御して、吸着ノズル１１ｂが保持した部品Ｄを仮置きステージ７に仮置きして部品Ｄの位置ずれ量を認識し、位置ずれデータ４５として記憶部４１に記憶させる。

次に図８、図９のフローに沿って、図１０、図１１を参照しながら、部品搭載装置１による部品搭載方法について説明する。まず、実装動作処理部４２は、基板搬送部２に基板３を搬入させて搭載作業位置に保持させる（ＳＴ１：基板搬入工程）。次いで実装動作処理部４２は、搭載ヘッド１１の各吸着ノズル１１ｂによりテープフィーダ５から部品Ｄをピックアップさせて保持させる（ＳＴ２：部品吸着工程）。以下、搭載ヘッド１１は８ノズル搭載ヘッドの例で説明する。すなわち、搭載ヘッド１１の８本の吸着ノズル１１ｂは、それぞれ部品Ｄを保持している。次いで位置ずれ計測処理部４３は、真空源８を作動させる（ＳＴ３：真空源オン工程）（図１０（ａ）の矢印ａ）。

次いで位置ずれ計測処理部４３は、搭載ヘッド１１を仮置きステージ７の上方に移動させる（図１０（ａ））。次いで位置ずれ計測処理部４３は、８本の吸着ノズル１１ｂを同時に下降させて保持した部品Ｄの下面を上部部材２６の上面に当接させる（図１０（ｂ）の矢印ｂ）。次いで位置ずれ計測処理部４３は、全ての吸着ノズル１１ｂの真空吸引を停止させ、８本の吸着ノズル１１ｂを同時に上昇させる（図１０（ｃ）の矢印ｃ）。これにより、８個の部品Ｄが上部部材２６の上面に載置（仮置き）される（ＳＴ４：部品仮置き工程）。

図８において、次いで位置ずれ計測処理部４３は、光源部２２の発光部２４から光２２ａを照射させる（ＳＴ５：光源オン工程）（図１１（ａ））。次いで位置ずれ計測処理部４３は、ヘッドカメラ１３を移動させて（図１１（ａ）の矢印ｄ）、上部部材２６に仮置きされた部品Ｄを撮像させる（ＳＴ６：撮像工程）。位置ずれ計測処理部４３は、撮像画像を認識処理し、８個の部品ＤのそれぞれのＸＹ方向の位置ずれ量、回転ずれ量を算出し、位置ずれデータ４５として記憶部４１に記憶させる。次いで位置ずれ計測処理部４３は、発光部２４からの光２２ａの照射を停止させる（ＳＴ７：光源オフ工程）。

次いで位置ずれ計測処理部４３は、部品Ｄを上部部材２６に仮置きさせたときと同じ位置に搭載ヘッド１１を移動させる。次いで位置ずれ計測処理部４３は、８本の吸着ノズル１１ｂに仮置きされた部品Ｄを再吸着させる（ＳＴ８：部品再吸着工程）。

図９において、部品再吸着工程（ＳＴ８）では、まず、位置ずれ計測処理部４３は、撮像工程（ＳＴ６）により撮像された仮置きされた部品Ｄの撮像結果より、同時再吸着が可能か否かを判断する（ＳＴ２１：同時再吸着可否判断工程）。再吸着する吸着ノズル１１ｂに対する仮置きされた部品Ｄの位置ずれが小さい場合、位置ずれ計測処理部４３は同時吸着可能と判断し（ＳＴ２１においてＹｅｓ）、仮置きされた部品Ｄを８本の吸着ノズル１１ｂで同時に再吸着させる（ＳＴ２２：同時再吸着工程）。

すなわち、位置ずれ計測処理部４３は、８本の吸着ノズル１１ｂを同時に下降させる（図１１（ｂ）の矢印ｅ）。吸着ノズル１１ｂの下端が部品Ｄの上面に当接すると、次いで位置ずれ計測処理部４３は、全ての吸着ノズル１１ｂの真空吸引を始動させる。次いで位置ずれ計測処理部４３は、８本の吸着ノズル１１ｂを同時に上昇させる（図１１（ｃ）の矢印ｆ）。

図９において、再吸着する吸着ノズル１１ｂに対する仮置きされた部品Ｄの位置ずれが大きな部品Ｄがある場合、位置ずれ計測処理部４３は同時吸着不可と判断し（ＳＴ２１においてＮｏ）、仮置きされた部品Ｄを個別に、または位置ずれ傾向が近い部品群毎に吸着ノズル１１ｂで再吸着させる（ＳＴ２３：個別再吸着工程）。これにより、８本の吸着ノズル１１ｂに部品Ｄが再吸着される（ＳＴ２２、ＳＴ２３）。

図８において、次いで位置ずれ計測処理部４３は、真空源８を停止させる（ＳＴ９：真空源オフ工程）。このように、部品仮置き工程（ＳＴ４）から部品再吸着工程（ＳＴ８）は、真空源８を作動させ状態で実行される。そのため、仮置きステージ７の上部部材２６における部品Ｄの吸着力は、上部部材２６に搭載された部品Ｄの位置ずれを防止でき、かつ、吸着ノズル１１ｂが部品Ｄを保持する吸着力より弱くなるように調整されている。

なお、上部部材２６の部品Ｄが載置されていない状態で上部部材２６から空気を吸引していると、ゴミやほこりが上部部材２６の上面に付着してしまうおそれがある。そのため、真空源オン工程（ＳＴ３）から部品仮置き工程（ＳＴ４）までの時間、および部品再吸着工程（ＳＴ８）から真空源オフ工程（ＳＴ９）までの時間は、短い方が望ましい。

なお、上述の例では真空源オン（ＳＴ３）と光源オン（ＳＴ５）は、それぞれ別の工程で行っているが、必ずしも別の工程で行う必要はない。例えば、部品仮置き工程（ＳＴ４）の前に、同時に真空源オンと光源オンを行うようにしても良い。また同様に、光源オフ（ＳＴ７）と真空源オフ（ＳＴ９）は、必ずしも別の工程で行う必要はなく、部品再吸着工程（ＳＴ８）の後に、同時に光源オフと真空源オフを行うようにしても良い。

次いで実装動作処理部４２は、搭載ヘッド１１が再吸着した部品Ｄを基板３の部品搭載位置に搭載させる（ＳＴ１０：部品搭載工程）。部品搭載工程（ＳＴ１０）では、実装動作処理部４２は、位置ずれデータ４５に基づいて、各部品Ｄの位置ずれ量を補正して基板３に搭載させる。全ての部品Ｄが基板３に搭載されるまで（ＳＴ１１においてＮｏ）、部品吸着工程（ＳＴ２）から部品搭載工程（ＳＴ１０）が繰り返し実行される。全ての部品Ｄが基板３に搭載されると（ＳＴ１１においてＹｅｓ）、実装動作処理部４２は、基板搬送部２に基板３を搬出させる（ＳＴ１２：基板搬出工程）。

このように、仮置きステージ７を備える部品搭載装置１は、搭載された部品Ｄの位置ずれを防止しつつ、部品Ｄの外形を明瞭に認識して位置ずれ量を計測し、計測した位置ずれ量により吸着ノズル１１ｂの位置、回転角度を補正して部品Ｄを基板３に搭載することで、高い搭載精度が実現できる。

本発明の仮置きステージおよび部品搭載装置は、載置された部品の位置ずれを防止しつつ、部品の外形を明瞭に認識できるという効果を有し、部品を基板に搭載する分野において有用である。

１ 部品搭載装置
３ 基板
７ 仮置きステージ
１１ 搭載ヘッド
２２ 光源部
２２ａ 光
２５ 拡散部材
２６ 上部部材
２７ 板状部材
２７Ｈ、２７Ｈａ、２７Ｈｂ 吸引孔
２８ 区画部材
２８Ｈ 領域形成孔
２９ 光透過部材（吸引部）
３０、３５ 保持体（吸引部）
３０Ｐ、３５Ｐ 内部空間（閉じた空間）
３１、３６ 上方開口部
３２、３７ 下方開口部
Ｄ 部品

Claims (16)

1. 基板に搭載される部品が仮置きされる仮置きステージであって、
   通気性を有して上面に部品が載置される上部部材と、
   前記上部部材の下側に配置され、厚み方向に貫通した複数の吸引孔を有する板状部材と、
   前記板状部材の下方から前記吸引孔と前記上部部材を通じて空気を吸引することで前記上部部材に載置された部品を前記上部部材の上面に吸着させる吸引部と、
   前記上部部材に下方から光を照射する光源部と、を備える、仮置きステージ。
2. 前記板状部材の下側に配置され、厚み方向に貫通した領域形成孔を有し、前記領域形成孔により前記上部部材を区画する区画部材を、さらに備える、請求項１に記載の仮置きステージ。
3. 前記複数の吸引孔は、前記領域形成孔の内側に位置するよう前記板状部材に形成される、請求項２に記載の仮置きステージ。
4. 前記上部部材に載置される部品は、前記区画部材によって区画された領域に載置される、請求項２または３に記載の仮置きステージ。
5. 前記区画部材は、前記領域形成孔の数を異なるものに変更可能な、請求項２から４のいずれかに記載の仮置きステージ。
6. 前記吸引部は、前記上部部材および前記板状部材を保持して閉じた空間を形成する保持体を備え、前記空間内の空気が吸引されることで前記上部部材の上面に吸着力を発生させる、請求項１から５のいずれかに記載の仮置きステージ。
7. 前記保持体は、前記上部部材が取り付けられる上方開口部と、前記上方開口部の下方に形成された下方開口部と、前記下方開口部を閉止する位置に前記光源部から照射される光を透過させて前記上部部材に到達させる光透過部材と、を有する、請求項６に記載の仮置きステージ。
8. 前記光拡散部材、前記板状部材および前記区画部材は積層されて、前記保持体の上部に保持される、請求項２を引用する請求項６または７に記載の仮置きステージ。
9. 前記複数の吸引孔は、前記上部部材に部品を載置する機器の形状に対応して前記板状部材に形成される、請求項１から８のいずれかに記載の仮置きステージ。
10. 前記複数の吸引孔は、異なる前記機器に対応して前記板状部材に形成される、請求項９に記載の仮置きステージ。
11. 前記光源部と前記上部部材との間に配置され、前記光源部から照射された光を上部部材側に拡散させる拡散部材を、さらに備えた、請求項１から１０のいずれかに記載の仮置きステージ。
12. 前記上部部材は、多孔質材から成ることで通気性を有する、請求項１から１１のいずれかに記載の仮置きステージ。
13. 前記上部部材は、前記光源部から照射された光を上面側に拡散させる、請求項１から１２のいずれかに記載の仮置きステージ。
14. 前記板状部材は、前記上部部材より厚い、請求項１から１３のいずれかに記載の仮置きステージ。
15. 前記板状部材は、前記上部部材より硬い、請求項１から１４のいずれかに記載の仮置きステージ。
16. 請求項１から１５のいずれかに記載の仮置きステージと、前記仮置きステージに仮置きされた部品を基板に搭載する搭載ヘッドとを備えた、部品搭載装置。

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