JP2023091606A - 実装システム及び実装方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】生産性の向上を図る。【解決手段】実装システム10は、基板搬入部27と、基板保持部9と、を備える。基板搬入部27は、基板を搬入する。基板保持部9は、基板搬入部27から供給された基板を保持する。基板保持部9は、可動子92を有する。可動子92は、固定子261との間に発生する磁力によって固定子261に対して磁気浮上した状態で移動可能である。【選択図】図1

Description

本開示は、一般に実装システム及び実装方法に関し、より詳細には、基板を保持する基板保持部を備える実装システム、及び実装システムに用いられる実装方法に関する。
特許文献1には、供給部と、基板保持部と、ヘッド部とを備える実装機が記載されている。供給部は、それぞれ部品を供給する複数の供給ユニットを有する。基板保持部は、部品が実装される基板を保持する。ヘッド部は、供給部からそれぞれ部品を取り出して基板に実装する複数のノズルを有する。
特許文献1に記載の実装機では、基板保持部に保持された基板上にヘッド部を移動させて、複数のノズルにそれぞれ保持させた複数の部品を基板に実装させる。
特開2002-271094号公報
特許文献1に記載のような実装システム(実装機)では、生産性の向上が望まれている。
本開示の目的は、生産性の向上を図ることが可能な実装システム及び実装方法を提供することにある。
本開示の一態様に係る実装システムは、基板搬入部と、基板保持部と、を備える。前記基板搬入部は、基板を搬入する。前記基板保持部は、前記基板搬入部から供給された前記基板を保持する。前記基板保持部は、可動子を有する。前記可動子は、固定子との間に発生する磁力によって前記固定子に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
本開示の一態様に係る実装方法は、移動ステップを有する。前記移動ステップでは、可動子を有する基板保持部に基板を保持させた状態で、前記可動子と固定子との間に発生する磁力によって前記固定子に対して前記基板保持部を磁気浮上させながら移動させる。
本開示の一態様に係る実装システム及び実装方法によれば、生産性の向上を図ることが可能となる。
図1は、実施形態1に係る実装システムのブロック図である。 図2は、同上の実装システムの第1動作に関し、基板供給位置に位置している第1基板保持部に基板が供給される前の状態を示す模式図である。 図3は、同上の実装システムの第1動作に関し、基板供給位置に位置している第1基板保持部に基板が供給された状態を示す模式図である。 図4は、同上の実装システムの第1動作に関し、第1基板保持部が部品実装位置に移動し、第2基板保持部が基板供給位置に移動し、第3基板保持部が待機位置に移動した状態を示す模式図である。 図5は、同上の実装システムの第1動作に関し、基板供給位置に位置している第2基板保持部に基板が供給された状態を示す模式図である。 図6は、同上の実装システムの第1動作に関し、第1基板保持部が基板搬出位置に移動し、第2基板保持部が部品実装位置に移動し、第3基板保持部が基板供給位置に移動した状態を示す模式図である。 図7は、同上の実装システムの第1動作に関し、基板搬出位置に位置している第1基板保持部から基板搬出部に基板を移動させた状態を示す模式図である。 図8は、同上の実装システムに関し、基板保持部の第1状態を示す模式図である。 図9は、同上の実装システムに関し、基板保持部の第2状態を示す模式図である。 図10は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部及び基板保持部がそれぞれ固定子に固着している状態を示す模式図である。 図11は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部及び基板保持部がそれぞれ固定子に対して浮上している状態を示す模式図である。 図12は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部が部品取り出し位置に移動し、基板保持部が部品実装位置に移動している状態を示す模式図である。 図13は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部の部品保持部が部品を取り出している状態を示す模式図である。 図14は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部の部品保持部が部品を保持しながら上方に移動している状態を示す模式図である。 図15は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部及び基板保持部がそれぞれ部品実装位置に移動している状態を示す模式図である。 図16は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部の部品保持部が基板に向けて移動している状態を示す模式図である。 図17は、同上の実装システムの第2動作に関し、基板保持部及びヘッド部の部品保持部がそれぞれ下方に移動している状態を示す模式図である。 図18は、同上の実装システムの第2動作に関し、ヘッド部の部品保持部が部品を実装している状態を示す模式図である。 図19は、同上の実装システムの第2動作に関し、部品実装後にヘッド部の部品保持部が上方に移動している状態を示す模式図である。 図20は、同上の実装システムの第2動作に関し、次工程のために、ヘッド部及び基板保持部がそれぞれ移動している状態を示す模式図である。 図21は、実施形態2に係る実装システムの構成を示す模式図である。 図22は、実施形態2の変形例に係る実装システムの構成を示す模式図である。
以下、実施形態1,2に係る実装システムについて、図面を参照して説明する。以下の実施形態1,2において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。また、以下の実施形態1,2で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態1,2に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(実施形態1)
(1)実装システムの概要
まず、実施形態1に係る実装システム10の概要について説明する。
実施形態1に係る実装システム10は、図1~図7に示すように、基板200の実装面201に部品100を実装するための実装装置(実装機)である。実装システム10は、例えば、工場、研究所、事務所及び教育施設等の施設において、電子機器、自動車、衣料品、食料品、医薬品及び工芸品等の種々の製品の製造のための作業に用いられる。
本実施形態では、実装システム10が、工場での電子機器の製造に用いられる場合について説明する。一般的な電子機器は、例えば、電源回路及び制御回路等の各種の回路基板を有する。これらの回路基板の製造にあたっては、一例として、はんだ塗布工程、実装工程及びはんだ付け工程が、この順で行われる。はんだ塗布工程では、基板(プリント配線板を含む)にクリーム状はんだが塗布(又は印刷)される。実装工程では、基板に部品(電子部品を含む)が実装(搭載)される。はんだ付け工程では、例えば、部品が実装された状態の基板を、リフロー炉にて加熱することにより、クリーム状はんだを溶かしてはんだ付けが行われる。実装システム10は、実装工程において、基板200の実装面201に部品100を実装する作業を行う。
このように、基板200への部品100の実装に用いられる実装システム10は、基板搬入部27と、基板保持部9と、を備える。
基板搬入部27は、基板200を搬入する。基板保持部9は、基板搬入部27から供給される基板200を保持する。基板保持部9は、可動子92を有する。可動子92は、固定子261との間に発生する磁力によって固定子261に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
このような実装システム10では、可動子92と固定子261との間に発生する磁力によって、基板保持部9を移動させることが可能である。このため、基板保持部が固定されている場合に比べて作業時間を短縮することが可能となり、実装システム10の生産性の向上を図ることが可能となる。また、固定子261に対して基板保持部9を浮上させており、基板保持部9が固定子261に接触しないので、固定子261及び基板保持部9の少なくとも一方の摩耗、粉塵等を抑制することが可能となる。
(2)実装システムの詳細
次に、実施形態1に係る実装システム10の詳細について説明する。
(2.1)前提
本実施形態では一例として、表面実装技術(SMT:Surface Mount Technology)による部品100の実装に、実装システム10が用いられる場合について説明する。つまり、部品100は、表面実装用の部品(SMD:Surface Mount Device)であって、基板200の表面(実装面201)上に配置されることをもって実装される。ただし、この例に限らず、挿入実装技術(IMT:Insertion Mount Technology)による部品100の実装に、実装システム10が用いられてもよい。この場合、部品100は、リード端子を有する挿入実装用の部品であり、基板200の孔にリード端子を挿入することをもって、基板200の表面(実装面201)上に実装される。
本開示でいう「基板保持部が移動する」とは、固定子と可動子との間に発生する磁気反発力によって基板保持部が固定子から浮上した状態で変位することをいう。また、本開示でいう「基板保持部が停止する」とは、固定子と可動子との間に発生する磁気吸引力によって基板保持部が固定子に密着して停まっていることをいう。
本開示でいう「部品認識部、部品廃棄部又はノズル交換部が移動する」とは、固定子と可動子との間に発生する磁気反発力によって部品認識部、部品廃棄部又はノズル交換部が固定子から浮上した状態で変位することをいう。また、本開示でいう「部品認識部、部品廃棄部又はノズル交換部が停止する」とは、固定子と可動子との間に発生する磁気吸引力によって部品認識部、部品廃棄部又はノズル交換部が固定子に密着して停まっていることをいう。
本開示でいう「直交」は、二者間の角度が厳密に90度である状態だけでなく、二者間の角度が、実質的に効果が得られる公差(例えば、±5度)の範囲内である状態も含む意味である。また、本開示でいう「平行」についても同様に、二者間の角度が厳密に0度である状態だけでなく、二者間の角度が、実質的に効果が得られる公差(例えば、±5度)の範囲内である状態も含む意味である。
以下では一例として、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸の3軸を設定し、基板200の表面(実装面201)に平行な軸を「X軸」及び「Y軸」とし、基板200の厚み方向に平行な軸を「Z」軸とする。さらに、Z軸に沿う両方向のうち一方向を上方向とし、他方向を下方向とする。例えば、ヘッド部1が基板200の実装面201に対向しているとき、基板200は、ヘッド部1の下方に位置する。なお、X軸、Y軸及びZ軸は、いずれも仮想的な軸であり、図面中の「X」、「Y」、「Z」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。また、これらの方向は実装システム10の使用時の方向を限定する趣旨ではない。
(2.2)構成
次に、実施形態1に係る実装システム10の各構成要素について、図1~図9を参照して説明する。
実施形態1に係る実装システム10は、図1~図7に示すように、ヘッド部1と、第1駆動部2と、複数の動力部3と、第1制御部4と、複数(図示例では5つ)の部品供給部5と、部品認識部6と、複数(図示例では3つ)の部品廃棄部7と、複数(図示例では3つ)のノズル交換部8と、複数(図示例では3つ)の基板保持部9と、受発信部25と、第2駆動部26と、基板搬入部27と、基板搬出部28と、を備える。
なお、ヘッド部1、第1駆動部2、動力部3、第1制御部4、部品供給部5、部品認識部6、部品廃棄部7、ノズル交換部8、受発信部25、第2駆動部26及び基板搬出部28は、実装システム10に必須の構成ではない。つまり、ヘッド部1、第1駆動部2、動力部3、第1制御部4、部品供給部5、部品認識部6、部品廃棄部7、ノズル交換部8、受発信部25、第2駆動部26及び基板搬出部28の全部又は一部は、実装システム10の構成要素に含まれなくてもよい。
また、本実施形態では、複数の動力部3と複数の部品供給部5とが一対一に対応しているが、複数の動力部3と複数の部品供給部5とは一対一に対応していなくてもよい。すなわち、複数の動力部3は、複数の部品供給部5よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
(2.2.1)ヘッド部
ヘッド部1は、少なくとも1つの部品保持部12を有する。本実施形態では、ヘッド部1は、1つの部品保持部12を有する。ヘッド部1は、部品保持部12を部品供給部5に近づけるように移動させ、部品保持部12に部品100を保持させる。また、ヘッド部1は、部品保持部12に部品100を保持させた状態で、部品保持部12を基板200に近づけるように移動させ、部品100を基板200の実装面201に実装する。つまり、ヘッド部1は、部品保持部12を、基板200に向けて移動可能に保持する。要するに、ヘッド部1は、基板200に実装される部品100を保持する部品保持部12を有し、基板保持部9に保持されている基板200に、部品保持部12に保持させた部品100を実装する。
本実施形態では、ヘッド部1は、部品保持部12に加えて、可動子11と、第1蓄圧容器13と、第2蓄圧容器14と、蓄電池15と、アクチュエータ16と、磁石17と、第2制御部18と、を更に有する。実施形態1に係る実装システム10では、1つのヘッド部1に、可動子11、部品保持部12、第1蓄圧容器13、第2蓄圧容器14、蓄電池15、アクチュエータ16を1つずつ保持させている。これにより、ヘッド部1では、1つの部品保持部12にて1つの部品100を保持可能である。
可動子11は、後述の固定子21と共に平面モータ(平面サーボモータ)を構成する。可動子11は、Z軸方向において固定子21と対向している。より詳細には、可動子11は、Z軸方向(上下方向)において固定子21の下方に位置している。可動子11は、後述の第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子21の平面211(図10参照)に沿って移動可能である。
部品保持部12は、例えば、吸着ノズルである。部品保持部12は、後述の第2制御部18によって制御され、部品100を保持する保持状態と、部品100を解放(保持を解除)する解放状態と、を切替可能である。部品保持部12による部品100の保持に関しては、ヘッド部1は、動力としての空圧(真空)の供給を受けて動作する。本実施形態では、ヘッド部1は、第1蓄圧容器13のバルブを開閉することによって、部品保持部12の保持状態と、解放状態と、を切り替える。なお、第1蓄圧容器13のバルブを開いて部品100を解放する際には、第2蓄圧容器14のバルブも開くことが好ましい。この場合、第2蓄圧容器14のバルブを開くことによって部品保持部12から放出されるエアにて部品保持部12から離れる向きに部品100が押し出されるため、部品100が部品保持部12から離れやすくなる。
第1蓄圧容器(第1蓄圧室)13は、例えば、エアタンクである。第1蓄圧容器13は、後述のエア調整部31によって内圧が調整される。より詳細には、エア調整部31がエアを吸い込むことにより、第1蓄圧容器13の内圧が負圧に調整される。第1蓄圧容器13は、例えば、ヘッド部1が第1位置に位置している状態において、エア調整部31によって内圧が負圧に調整される。第1蓄圧容器13の内圧が負圧に調整された状態では、部品保持部12により部品100が保持(吸着)される。第1蓄圧容器13のバルブが開かれて第1蓄圧容器13内に大気が流れ込むことにより、第1蓄圧容器13の内圧が負圧から大気圧になり、部品保持部12の保持状態が解除される。第1位置は、例えば、部品保持部12が部品供給部5から部品100を取り出す部品取り出し位置P5(図2参照)である。
第2蓄圧容器(第2蓄圧室)14は、第1蓄圧容器13と同様、例えば、エアタンクである。第2蓄圧容器14は、エア調整部31によって内圧が調整される。より詳細には、エア調整部31がエアを供給することにより、第2蓄圧容器14の内圧が正圧に調整される。第2蓄圧容器14は、例えば、ヘッド部1が第1位置に位置している状態において、エア調整部31によって内圧が正圧に調整される。第2蓄圧容器14のバルブが開かれて第2蓄圧容器14内のエアが低圧で放出されるエアブローにより、部品保持部12から離れる向きに部品100が押し出される。その結果、第2蓄圧容器14の内圧が大気圧になる。
蓄電池15は、例えば、電気二重層キャパシタ(EDLC:Electric Double-Layer Capacitor)である。蓄電池15は、後述の電力供給部32によって電力が供給される。電力供給部32から蓄電池15への給電は、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。蓄電池15は、例えば、ヘッド部1が第2位置に位置している状態において、電力供給部32から電力が供給される。第2位置は、例えば、部品保持部12が部品供給部5から部品100を取り出す部品取り出し位置P5(図2参照)である。つまり、本実施形態では、第1位置と第2位置とが同じ位置である。
アクチュエータ16は、部品保持部12をZ軸方向に直進移動させる。さらに、アクチュエータ16は、部品保持部12をZ軸方向に沿った軸線を中心とする回転方向(以下、「θ」方向という)に回転移動させる。本実施形態では一例として、Z軸方向への部品保持部12の移動に関しては、アクチュエータ16は、リニアモータで発生する駆動力にて駆動する。また、θ方向への部品保持部12の移動に関しては、アクチュエータ16は、回転型モータで発生する駆動力にて駆動する。一方で、後述するように、ヘッド部1は、第1駆動部2の固定子21の平面211(図10参照)に沿ってX軸方向及びY軸方向に直進移動する。結果的に、ヘッド部1に含まれる部品保持部12は、第1駆動部2及びアクチュエータ16によって、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及びθ方向に移動することが可能である。
磁石17は、複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。
上述の第1蓄圧容器13、第2蓄圧容器14、蓄電池15、アクチュエータ16及び磁石17は、ヘッド部1の筐体19(図10参照)に収納されている。ヘッド部1の筐体19は、例えば、金属製であって、中空の円管状に形成されている。また、ヘッド部1の筐体19は、アクチュエータ16を介して部品保持部12を保持している。ヘッド部1の筐体19は、可動子11に取り付けられており、可動子11がX軸方向及びY軸方向に移動することによってX軸方向及びY軸方向に移動可能である。
第2制御部18は、ヘッド部1の各部を制御する。第2制御部18は、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するコンピュータシステムにより実現され得る。すなわち、コンピュータシステムの1以上のメモリに記録されたプログラムを、1以上のプロセッサが実行することにより、第2制御部18として機能する。プログラムは、ここでは第2制御部18のメモリに予め記録されているが、例えば、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよいし、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
第2制御部18は、図1に示すように、第2モータドライバ181を含む。第2モータドライバ181は、アクチュエータ16に電気的に接続されている。第2モータドライバ181は、アクチュエータ16に対して制御信号を出力して、アクチュエータ16をZ軸方向及びθ方向に移動させる。
また、第2制御部18は、第1蓄圧容器13のバルブの開閉及び第2蓄圧容器14のバルブの開閉を制御する。これにより、部品保持部12による部品100の保持状態と解放状態とを切り替えることが可能となる。
上述のヘッド部1では、部品保持部12は、ヘッド部1が第1位置(本実施形態では、部品取り出し位置P5)に位置しているときに第1蓄圧容器13に蓄えられたエアによって、部品100を保持(吸着)可能である。また、ヘッド部1では、ヘッド部1が第2位置(本実施形態では、部品取り出し位置P5)に位置しているときに蓄電池15に電力が蓄えられる。そして、ヘッド部1が部品実装位置P2(図2参照)に位置している状態では、蓄電池15に蓄えられた電力によって部品保持部12がZ軸方向及びθ方向に移動可能である。
ここで、ヘッド部1は、第1位置としての部品取り出し位置P5において、部品保持部12により部品供給部5から部品100を取り出す。より詳細には、ヘッド部1は、ヘッド部1が第1位置に位置している状態において、部品供給部5に向けて部品保持部12を下降させて部品保持部12に部品100を保持させた後、部品100を保持した状態の部品保持部12を上昇させる。このため、部品保持部12により部品100を取り出している間に、第1蓄圧容器13及び第2蓄圧容器14の内圧を調整し、かつ蓄電池15に電力を供給することが可能となる。
(2.2.2)第1駆動部
第1駆動部2は、固定子21と、磁石22と、を有する。固定子21は、例えば、Z軸方向(上下方向)からの平面視において矩形の平板状である。固定子21は、平面211(図10参照)を有する。固定子21は、上述の可動子11と共に平面モータを構成する。第1駆動部2は、後述の第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子21の平面211(図10参照)に沿ってヘッド部1(可動子11)が移動するようにヘッド部1を駆動する。
磁石22は、複数の電磁石を含む。複数の電磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。複数の電磁石の各々は、コイルを有し、当該コイルに通電されることで当該コイルの巻軸方向の両端部に磁極(N極又はS極)が発生する。
(2.2.3)動力部
複数の動力部3は、上述したように、複数の部品供給部5と一対一に対応している。複数の動力部3は、図2~図7において図示を省略しているが、X軸方向に沿って等間隔に並んでいる。複数の動力部3の各々は、図1に示すように、エア調整部31と、電力供給部32と、を有する。
エア調整部31は、例えば、エアの吸い込み及びエアの供給が可能なエアーポンプを含む。エア調整部31は、ヘッド部1が第1位置(本実施形態では、部品取り出し位置P5)に位置している状態において、エアーポンプにてエアを吸い込むことにより、第1蓄圧容器13の内圧を負圧に調整する。また、エア調整部31は、ヘッド部1が第1位置に位置している状態において、エアーポンプにてエアを供給することにより、第2蓄圧容器14の内圧を正圧に調整する。
電力供給部32は、例えば、AC-DCコンバータを含む。電力供給部32は、ヘッド部1が第2位置(本実施形態では、部品取り出し位置P5)に位置している状態において、蓄電池15に電力(直流電力)を供給する。
(2.2.4)第1制御部
第1制御部4は、実装システム10の各部を制御する。第1制御部4は、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するコンピュータシステムにより実現され得る。すなわち、コンピュータシステムの1以上のメモリに記録されたプログラムを、1以上のプロセッサが実行することにより、第1制御部4として機能する。プログラムは、ここでは第1制御部4のメモリに予め記録されているが、例えば、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよいし、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
第1制御部4は、第1モータドライバ41を含む。第1モータドライバ41は、第1駆動部2と電気的に接続されている。第1モータドライバ41は、ヘッド部1(可動子11)が固定子21の平面211(図10参照)に沿ってX軸方向及びY軸方向に移動するように、第1駆動部2を制御する。
また、第1制御部4は、更に、複数の動力部3、複数の部品供給部5、部品認識部6、複数の基板保持部9、第2駆動部26、基板搬入部27及び基板搬出部28の各々と電気的に接続されている。第1制御部4は、第1蓄圧容器13及び第2蓄圧容器14の内圧を調整し、かつ蓄電池15に電力を供給するように、複数の動力部3の各々を制御する。また、第1制御部4は、部品取り出し位置P5に部品100を送り出すように、複数の部品供給部5の各々を制御する。
さらに、第1制御部4は、部品認識部6にて撮像したり、部品認識部6の撮像画像を部品認識部6から取得したりするように、部品認識部6を制御する。また、第1制御部4は、複数の基板保持部9の各々にて基板200を保持するように、複数の基板保持部9の各々を制御する。また、第1制御部4は、第2駆動部26の固定子261の平面2611(図2参照)に沿って部品認識部6、複数の部品廃棄部7、複数のノズル交換部及び複数の基板保持部9が移動可能なように、第2駆動部26を制御する。
さらに、第1制御部4は、基板搬入部27に基板200が搬入され、かつ基板搬入部27に搬入された基板200が基板供給位置P1(図3参照)に位置している基板保持部9(図3では、第1基板保持部9A)に搬送されるように、基板搬入部27を制御する。また、第1制御部4は、基板搬出位置P3(図7参照)に位置している基板保持部9(図7では、第1基板保持部9A)から基板搬出部28に基板200が搬送されるように、基板搬出部28を制御する。
(2.2.5)部品供給部
複数の部品供給部5は、上述したように、複数の動力部3と一対一に対応しており、X軸方向に沿って等間隔に並んでいる(図2参照)。複数の部品供給部5の各々は、ヘッド部1の部品保持部12により保持される部品100を供給する。複数の部品供給部5の各々は、例えば、キャリアテープに収容された部品100を供給するパーツフィーダを有する。ヘッド部1は、複数の部品供給部5のいずれかから、部品保持部12により部品100を保持する。
(2.2.6)部品認識部
部品認識部6は、図1に示すように、カメラ61を有する。カメラ61は、部品取り出し位置P5(図2参照)と部品実装位置P2(図2参照)との間を移動しているヘッド部1を下方から撮像する。このため、カメラ61の撮像画像には、部品保持部12及び部品保持部12に保持されている部品100が写っている。つまり、カメラ61の撮像画像には、部品保持部12と部品100との相互の位置関係の情報、言い換えると部品保持部12に対する部品100のずれの情報が含まれている。すなわち、部品認識部6は、部品100を供給する部品供給部5から部品保持部12にて部品100を取り出す部品取り出し位置P5と、基板200に対して部品100を実装する部品実装位置P2との間に位置し、部品100を保持させた部品保持部12を撮像する撮像部である。
なお、カメラ61は、常時撮像するのではなく、部品100を保持している部品保持部12がカメラ61の上方を通過するタイミングで撮像することが好ましい。また、カメラ61は、部品供給部5の下方に設置されていてもよい。また、実装システム10は、カメラ61の撮像領域を照明する照明装置を更に備えていてもよい。この場合、照明装置は、後述の基板保持部9と同様に可動子を備え、必要に応じて部品保持部12の移動経路上に移動するように構成されていることが好ましい。照明装置が必要でない場合、部品保持部12の移動経路から避けた位置に照明装置を移動させ、基板保持部9を更に部品供給部5に近づけることにより、部品保持部12の移動距離を最短化することが可能となる。
また、部品認識部6は、可動子62と、磁石63と、を更に有する。可動子62は、後述の固定子261と共に平面モータを構成する。可動子62は、Z軸方向において固定子261と対向している。より詳細には、可動子62は、Z軸方向(上下方向)において固定子261の上方に位置している。可動子62は、第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子261の平面2611(図2参照)に沿って移動可能である。すなわち、部品認識部6は、可動子92としての第1可動子(可動子92)とは異なる第2可動子(可動子62)を有し、固定子261との間に発生する磁力(磁気反発力)によって固定子261に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
磁石63は、複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。
(2.2.7)部品廃棄部
複数の部品廃棄部7の各々は、部品保持部12により部品供給部5から取り出された部品100のうち、不具合のある部品100を廃棄するためのスペースである。ここで、「不具合のある部品」とは、例えば、表面に傷等が見受けられる部品であって、部品としての機能を果たし得ない可能性がある部品をいう。
第1制御部4は、例えば、部品認識部6のカメラ61により撮像された画像に基づいて部品100に割れ欠け等の異常があると判断した場合、部品100を部品廃棄部7に廃棄する指示を行う。ヘッド部1は、部品廃棄部7の上方に位置している状態において、第1蓄圧容器13のバルブ及び第2蓄圧容器14のバルブを開くことで部品保持部12から放出される低圧のエアによって、部品保持部12から離れる方向に部品100を吹き飛ばす。これにより、部品100が部品廃棄部7に廃棄される。すなわち、部品廃棄部7は、部品保持部12に保持させた部品100を廃棄する廃棄部である。
また、ヘッド部1は、部品100を部品廃棄部7に廃棄した後に、部品保持部(吸着ノズル)12の清掃を行ってもよい。例えば、第2蓄圧容器14のバルブを開いて高圧のエアブローを行うことにより、部品保持部12の内部の清掃を行うことが可能となる。
また、複数の部品廃棄部7の各々は、可動子71と、磁石72と、を有する。可動子71は、後述の固定子261と共に平面モータを構成する。可動子71は、Z軸方向において固定子261と対向している。より詳細には、可動子71は、Z軸方向(上下方向)において固定子261の上方に位置している。可動子71は、第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子261の平面2611(図2参照)に沿って移動可能である。すなわち、部品廃棄部7は、可動子92としての第1可動子(可動子92)とは異なる第2可動子(可動子71)を有し、固定子261との間に発生する磁力(磁気反発力)によって固定子261に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
磁石72は、複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。
複数の部品廃棄部7の各々は、上述したように、可動子71を有している。このため、部品保持部12の移動経路から避ける位置に各部品廃棄部7を移動させることが可能となる。
(2.2.8)ノズル交換部
複数のノズル交換部8の各々は、複数種類の部品保持部(吸着ノズル)12を有する。複数種類の部品保持部12は、部品100のサイズ(大きさ)にそれぞれ対応している。ヘッド部1は、部品保持部12により保持する部品100のサイズに応じて部品保持部12を交換する。すなわち、ノズル交換部8は、複数種類の部品保持部12を有し、基板200に実装する部品100の種類に応じて複数種類の部品保持部12の中から対応する部品保持部12に交換する交換部である。
また、複数のノズル交換部8の各々は、可動子81と、磁石82と、を有する。可動子81は、後述の固定子261と共に平面モータを構成する。可動子81は、Z軸方向において固定子261と対向している。より詳細には、可動子81は、Z軸方向(上下方向)において固定子261の上方に位置している。可動子81は、第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子261の平面2611(図2参照)に沿って移動可能である。すなわち、ノズル交換部8は、可動子92としての第1可動子(可動子92)とは異なる第2可動子(可動子81)を有し、固定子261との間に発生する磁力(磁気反発力)によって固定子261に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
磁石82は、複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。
複数のノズル交換部8の各々は、上述したように、可動子81を有している。このため、部品保持部12の移動経路から避ける位置に各ノズル交換部8を移動させることが可能となる。
(2.2.9)基板保持部
複数の基板保持部9は、後述の基板搬入部27から供給された基板200をそれぞれ保持する。複数の基板保持部9の各々は、図1に示すように、コンベア91と、可動子92と、磁石93と、を有する。
コンベア91は、図8及び図9に示すように、ベルト911と、4つのプーリー912と、一対の軸受け913と、を含む。一対の軸受け913の各々における下面には、可動子92が取り付けられている。また、一方(図8の左側)の軸受け913には、2つのプーリー912が回転可能に取り付けられており、他方(図8の右側)の軸受け913には、1つのプーリー912が回転可能に取り付けられている。残りの1つのプーリー912は、X軸方向(図8の矢印A0参照)に沿って移動可能である。
このようなコンベア91では、残りの1つのプーリー912がX軸方向に沿って移動することで、X軸方向におけるコンベア91の長さL1を変更することが可能となる。すなわち、基板搬入部27から複数の基板保持部9の各々への基板200の搬送方向(本実施形態では、X軸方向)において、コンベア91の長さL1が可変である。より詳細には、コンベア91の長さL1は、X軸方向における基板200の長さに応じてL11(図8参照)とL12(図9参照)との間で調整可能である。これにより、基板保持部9における基板200の移動距離を短くすることが可能となり、その結果、部品100の実装が完了し基板200の搬送を待つといった待機時間を排除し、作業時間を短縮することが可能となる。
可動子92は、第2駆動部26の固定子261と共に平面モータを構成する。可動子92は、Z軸方向において固定子261と対向している。より詳細には、可動子92は、Z軸方向(上下方向)において固定子261の上方に位置している。言い換えると、固定子261は、Z軸方向において可動子92の下方に位置している。可動子92は、第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子261の平面2611(図2参照)に沿って移動可能である。すなわち、可動子92は、固定子261との間に発生する磁力(磁気反発力)によって、固定子261に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
磁石93は、複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。
(2.2.10)受発信部
受発信部25は、直接的、又はネットワーク若しくは中継器等を介して間接的に、上位システムと通信するように構成されている。受発信部25は、上位システムから第1制御信号、第2制御信号、第3制御信号、第4制御信号、第5制御信号及び第6制御信号を受信する。
第1制御信号は、第1駆動部2の磁石22を制御するための信号であって、受発信部25から第1制御部4に出力される。第2制御信号は、動力部3のエア調整部31及び電力供給部32を制御するための信号であって、受発信部25から第1制御部4に出力される。
第3制御信号は、第1蓄圧容器13のバルブの開閉及び第2蓄圧容器14のバルブの開閉を制御するための信号であって、受発信部25からヘッド部1の第2制御部18に出力される。第4制御信号は、アクチュエータ16を制御するための信号であって、受発信部25からヘッド部1の第2制御部18に出力される。
第5制御信号は、後述の第2駆動部26の磁石262を制御するための信号であって、受発信部25から第1制御部4に出力される。第6制御信号は、基板保持部9のコンベア91、基板搬入部27のコンベア及び基板搬出部28のコンベアを制御するための信号であって、受発信部25から第1制御部4に出力される。
(2.2.11)第2駆動部
第2駆動部26は、図1に示すように、固定子261と、磁石262と、を有する。固定子261は、例えば、Z軸方向からの平面視において矩形の平板状である。すなわち、固定子261は、図2に示すように、平面2611を有する。平面2611は、複数の基板保持部9が移動可能な大きさである。すなわち、平面2611は、複数の基板保持部9の可動範囲以上の大きさである。
固定子261は、上述の可動子62,71,81,92と共に平面モータを構成する。第2駆動部26は、第1制御部4の第1モータドライバ41によって制御され、固定子261の平面2611に沿って部品認識部6、各部品廃棄部7、各ノズル交換部8及び各基板保持部9が移動可能なように、磁石262の磁極を制御する。
磁石262は、複数の電磁石を含む。複数の電磁石は、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配置されている。複数の電磁石の各々は、コイルを有し、当該コイルに通電されることで当該コイルの巻軸方向の両端部に磁極(N極又はS極)が発生する。
(2.2.12)基板搬入部
基板搬入部27は、基板供給位置P1(図3参照)に位置している基板保持部9(図3では、第1基板保持部9A)に対して基板200を供給(搬入)する。基板搬入部27は、例えば、ベルトコンベアを有する。ベルトコンベアは、例えば、X軸方向に沿って基板200を搬送する。基板搬入部27は、ベルトコンベアが停止している状態で基板200を保持する。すなわち、実装システム10は、基板200を搬入する基板搬入部27を備える。
(2.2.13)基板搬出部
基板搬出部28は、基板搬出位置P3(図7参照)に位置している基板保持部9(図7では、第1基板保持部9A)から、部品100が実装された基板200が搬送される。基板搬出部28は、例えば、ベルトコンベアを有する。ベルトコンベアは、例えば、X軸方向に沿って基板200を搬送する。基板搬出部28は、ベルトコンベアが停止している状態で基板200を保持する。すなわち、実装システム10は、基板200を搬出する基板搬出部28を更に備える。
(3)実装システムの動作
次に、実施形態1に係る実装システム10の動作について説明する。
(3.1)第1動作
まず、実装システム10の第1動作について、図2~図7を参照して説明する。第1動作は、複数の基板保持部9を順番に基板供給位置P1、部品実装位置P2、基板搬出位置P3、待機位置P4に搬送する動作である。本実施形態では、図2~図7に示すように、3つの基板保持部9(第1基板保持部9A、第2基板保持部9B、第3基板保持部9C)の場合について例示するが、基板保持部9の個数は3つに限らず、1つ又は2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。すなわち、複数の基板保持部9は、第1基板保持部9A及び第2基板保持部9Bを含む。また、複数の基板保持部9は、第1基板保持部9A及び第2基板保持部9Bとは異なる第3基板保持部9Cを更に含む。
図2では、未実装の基板200が基板搬入部27に搬入されている。また、図2では、第1基板保持部9Aが基板供給位置P1に位置し、第2基板保持部9Bが待機位置P4に位置し、第3基板保持部9Cが基板搬出位置P3に位置している。また、図2では、Y軸方向における部品実装位置P2と部品取り出し位置P5との間において、部品認識部6、部品廃棄部7及びノズル交換部8がX軸方向に並んでいる。
ここで、基板供給位置P1は、未実装の基板200が基板搬入部27から供給される位置であって、X軸方向において基板搬入部27に隣接している(図2参照)。部品実装位置P2は、部品保持部12に保持させた部品100を基板200の実装面201に実装する位置である。基板搬出位置P3は、実装済みの基板200を基板搬出部28に移動(搬送)させる位置であって、X軸方向において基板搬出部28に隣接している(図2参照)。待機位置P4は、X軸方向において基板供給位置P1の手前の位置であって、基板搬出位置P3と基板供給位置P1との間に位置している。部品取り出し位置P5は、部品供給部5から部品保持部12にて部品100を取り出す位置であって、Y軸方向において部品実装位置P2に対して、基板供給位置P1、基板搬出位置P3及び待機位置P4側とは反対側に位置している。
図2に示す状態から、基板搬入部27のベルトコンベア及び第1基板保持部9Aのコンベア91を可動させることで、基板搬入部27から第1基板保持部9Aに基板200が搬送(供給)される(図3の矢印A1参照)。
次に、第1基板保持部9Aは、基板200を保持した状態で基板供給位置P1から部品実装位置P2に移動する(図4の矢印A2参照)。このとき、第2基板保持部9Bは、基板供給位置P1に位置している第1基板保持部9Aが部品実装位置P2に移動した後に、基板供給位置P1に移動する(図4の矢印A3参照)。また、第3基板保持部9Cは、待機位置P4に位置している第2基板保持部9Bが基板供給位置P1に移動した後に、待機位置P4に移動する(図4の矢印A4参照)。また、次の未実装の基板200が基板搬入部27に搬入される(図4の矢印A5参照)。
図4では、部品実装位置P2に位置している第1基板保持部9A上の基板200に対して部品100が実装される。ここで、図4では、これから実装される部品103と当該部品103が実装される基板200上の位置とがY軸方向に沿った同一直線上に位置するように、X軸方向における第1基板保持部9Aの位置が調整されている。このため、ヘッド部1は、第1基板保持部9Aに保持されている基板200に対してY軸方向に沿って直線的に移動する(図4の矢印A6参照)。すなわち、部品実装位置P2は、第1基板保持部9Aに保持されている基板200に対するヘッド部1の移動距離が最短となる位置である。また、図4に示すように、ヘッド部1と部品実装位置P2との間の距離は、ヘッド部1と基板供給位置P1との間の距離よりも短い。これらにより、基板200に部品100を実装する作業に要する時間を短縮することが可能となる。また、図4では、部品認識部6の両側にそれぞれ位置していた部品廃棄部7及びノズル交換部8は、部品認識部6の移動を妨げないように、二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する。
次に、図5に示すように、部品実装位置P2に位置している第1基板保持部9A上の基板200に対して部品100を実装している間に、基板供給位置P1に位置している第2基板保持部9Bに対して基板搬入部27から基板200が供給(搬入)される(図5の矢印A7参照)。このとき、第1基板保持部9Aは、図4において基板200の実装面201に実装した部品103とは異なる部品102を実装するために、X軸方向に移動する(図5の矢印A8参照)。これにより、Y軸方向に沿ってヘッド部1を直線的に移動させるだけで、基板200の実装面201に部品102を実装することが可能となる(図5の矢印A9参照)。また、部品認識部6は、部品実装位置P2に向けて移動するヘッド部1を撮像するために、X軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する。
次に、第1基板保持部9Aは、部品実装位置P2において所定数(図6では5つ)の部品100が基板200に実装された後に、基板搬出位置P3に移動する(図6の矢印A10参照)。このとき、第2基板保持部9Bは、第1基板保持部9Aが部品実装位置P2から基板搬出位置P3に移動した後に、基板供給位置P1から部品実装位置P2に移動する(図6の矢印A11参照)。また、第3基板保持部9Cは、基板供給位置P1に位置している第2基板保持部9Bが部品実装位置P2に移動した後に、基板供給位置P1に移動する(図6の矢印A12参照)。ここで、第2基板保持部9Bが部品実装位置P2に移動しないで、基板供給位置P1に留まっている場合には、第3基板保持部9Cは待機位置P4で待機する。また、次の未実装の基板200が基板搬入部27に搬入される(図6の矢印A13参照)。さらに、部品認識部6は、X軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する。
図7では、部品実装位置P2に位置している第2基板保持部9B上の基板200に対して部品100が実装される。ここで、ヘッド部1は、部品実装位置P2に位置している基板200に対してY軸方向に沿って直線的に移動する(図7の矢印A14参照)。このとき、第1基板保持部9Aは、基板搬出位置P3において、実装済みの基板200を基板搬出部28に搬送する(図7の矢印A15参照)。また、部品実装位置P2に位置している基板200に対して部品100を実装している間に、基板供給位置P1に位置している第3基板保持部9Cに対して基板搬入部27から基板200が供給(搬入)される(図7の矢印A16参照)。
第1基板保持部9Aは、実装済みの基板200を基板搬出部28に搬送した後、基板搬出位置P3から待機位置P4に移動する。ここで、本実施形態では、図6に示すように、第2基板保持部9Bが基板供給位置P1から部品実装位置P2に移動したことをもって、第3基板保持部9Cを待機位置P4から基板供給位置P1に移動させている。これに対して、基板搬出位置P3に位置している第1基板保持部9Aが待機位置P4への移動を開始したことをもって、第3基板保持部9Cを待機位置P4から基板供給位置P1に移動させてもよい。
ここで、第1動作においては、第1基板保持部9A、第2基板保持部9B及び第3基板保持部9Cの各々が、基板供給位置P1から部品実装位置P2に移動する動作、部品実装位置P2から基板搬出位置P3に移動する動作、基板搬出位置P3から待機位置P4に移動する動作、及び待機位置P4から基板供給位置P1に移動する動作にて移動ステップ(第1移動ステップ)が実行される。
また、基板供給位置P1に位置している第1基板保持部9Aを部品実装位置P2に移動させた後に、第2基板保持部9Bを基板供給位置P1に移動させるステップが第2移動ステップである。すなわち、実装方法は、移動ステップとしての第1移動ステップとは異なる上述の第2移動ステップを更に有する。
(3.2)第2動作
次に、実装システム10の第2動作について、図10~図20を参照して説明する。第2動作は、基板保持部9に保持されている基板200に対して部品100を実装する動作である。
図10では、第1駆動部2(図1参照)の固定子21とヘッド部1の可動子11(図1参照)との間に発生する磁気吸引力F11によって、ヘッド部1が固定子21の平面(下面)211に固着している。また、図10では、第2駆動部26(図1参照)の固定子261と基板保持部9の可動子92(図1参照)との間に発生する磁気吸引力F21によって、基板保持部9が固定子261の平面(上面)2611に固着している。
図10に示す状態において、第1駆動部2の磁石22の極性を反転させることで固定子21と可動子11との間に磁気反発力F12が発生し、この磁気反発力F12によってヘッド部1が固定子21から浮上する(図11参照)。また、図10に示す状態において、第2駆動部26の磁石262の極性を反転させることで固定子261と可動子92(図1参照)との間に磁気反発力F22が発生し、この磁気反発力F22によってヘッド部1が固定子21から浮上する(図11参照)。
次に、磁石22の極性を制御することで固定子21と可動子11(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、X軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置にヘッド部1が移動する(図12の矢印B1参照)。ここで、図12中の実線で示すヘッド部1の位置が上述の部品取り出し位置P5(図2参照)である。また、磁石262の極性を制御することで固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、X軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に基板保持部9が移動する(図12の矢印B2参照)。
ヘッド部1が部品取り出し位置P5(図2参照)に到達すると、磁石22の極性を制御することで固定子21と可動子11(図1参照)との間に磁気吸引力F11を発生させ、ヘッド部1を固定子21に固着させる(図13参照)。このように、ヘッド部1を固定子21に固着させることによって、部品保持部12による部品100の保持精度(吸着精度)を向上させることが可能となる。そして、ヘッド部1を固定子21に固着させた状態で、部品保持部12を部品供給部5に向けて下降させていき(図13の矢印B3参照)、部品保持部12に部品100を保持(吸着)させる。このとき、基板保持部9は、磁石262の極性を制御することで固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、X軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する(図13の矢印B4参照)。
次に、ヘッド部1は、部品100を保持させた状態で部品保持部12を上昇させる(図14の矢印B5参照)。このとき、ヘッド部1は、磁石22の極性を反転させることで発生する磁気反発力F12によって、固定子21に対して浮上する(図14参照)。また、基板保持部9は、磁石262の極性を制御することで固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、X軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する(図14の矢印B6参照)。
次に、ヘッド部1は、部品保持部12に部品100を保持させた状態で、磁石22の極性を制御することで固定子21と可動子11(図1参照)との間に発生する磁力のうちY軸方向に沿った成分によって、Y軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する(図15の矢印B7参照)。このとき、基板保持部9は、磁石262の極性を制御することで固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、X軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する(図15の矢印B8参照)。ここで、図15中の実線で示す基板保持部9の位置が上述の部品実装位置P2(図2参照)である。実装システム10では、図15に示すように、Y軸方向において、ヘッド部1が移動する向きと基板保持部9が移動する向きとが逆向きである。すなわち、ヘッド部1と基板保持部9とが互いに近づくことによりヘッド部1の移動距離を短縮化することで、固定された基板保持部に対してヘッド部を移動させる場合に比べて、基板200に対して部品100を実装する作業に要する時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム10の生産性を向上させることが可能となる。
次に、基板保持部9に保持されている基板200に対して部品100を実装する。基板保持部9は、図16に示すように、固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁気反発力F22によって、固定子261に対して浮上している。ヘッド部1は、固定子21と可動子11(図1参照)との間に発生する磁気吸引力F11によって固定子21に固着されており、固定子261に対して浮上している基板保持部9に向けて部品保持部12を下降させる(図16の矢印B9参照)。
図16に示す位置に部品保持部12が到達すると、固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁力の大きさを制御することで基板保持部9が下降を開始する(図17の矢印B10参照)。すなわち、図17では、部品100を保持している部品保持部12が基板200に向けて移動し、かつ、基板200を保持している基板保持部9が部品保持部12から離れる向き(下向き)に移動する。要するに、実装システム10では、ヘッド部1と基板保持部9とが部品実装位置P2(図2参照)に位置している状態において、可動子92が固定子261に近づく向きに基板保持部9を移動させる動作と、基板保持部9に保持されている基板200に近づく向きに部品100を保持させた部品保持部12を移動させる動作と、を並行して基板200に部品100を実装する。
ここで、固定子261に対して浮上している基板保持部9を固定子261に近づく向きに移動(下降)させている間に、基板保持部9に保持されている基板200に部品100を接触させることが好ましい。これにより、基板200への接触時に部品100にかかる衝撃を緩和することが可能となり、その結果、部品100の変形、破損等を抑制することが可能となる。また、部品100が基板200に接触する際の衝撃を緩和するための機能をヘッド部1に設けなくてもよいので、ヘッド部1の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。その結果、ヘッド部1の実装速度を向上させることが可能となり、生産性の向上につながる。
ヘッド部1は、図18に示すように、固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁気吸引力F21によって基板保持部9が固定子261に固着している状態で、基板200に部品100を実装する(図18の矢印B12参照)。
ヘッド部1は、基板200に部品100を実装した後、部品保持部12による部品100の保持状態を解除して部品保持部12を上昇させる(図19の矢印B13参照)。このとき、ヘッド部1は、磁石22の極性を反転させることで固定子21と可動子11(図1参照)との間に発生する磁気反発力F12によって、固定子21に対して浮上する。また、基板保持部9は、磁石262の極性を反転させることで固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁気反発力F22によって、固定子261に対して浮上する。
ヘッド部1は、基板200に実装する次の部品100を部品保持部12に保持させるために、部品取り出し位置P5(図2参照)に移動する。より詳細には、ヘッド部1は、磁石22の極性を制御することで固定子21と可動子11(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、部品取り出し位置P5(図2参照)に向けてX軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線に示す位置から実線に示す位置に移動する(図20の矢印B14参照)。一方、基板保持部9は、磁石262の極性御することで固定子261と可動子92(図1参照)との間に発生する磁力のうちX軸方向及びY軸方向に沿った成分によって、次の部品実装位置P2(図2参照)に向けてX軸方向及びY軸方向に沿って二点鎖線に示す位置から実線に示す位置に移動する(図20の矢印B15参照)。以下同様にして、基板200に部品100を実装する第2動作を繰り返す。
ところで、実施形態1に係る実装システム10では、上述したように、第2駆動部26の磁石262の極性を制御することで、固定子261に対して基板保持部9を浮上させることが可能である。上述の例では、固定子261の平面2611に対して平行に基板保持部9を浮上させているが、例えば、固定子261の平面2611に対して斜めになるように基板保持部9を浮上させることも可能である。さらに、固定子261の平面2611に沿って基板保持部9を回転させることも可能である。このため、例えば、基板200の外形と基板200内の回路パターンとの位置ずれを補正する場合には、基板保持部9の状態(高さ、角度、向き等)を調整することにより補正することが可能である。これにより、ヘッド部1では、部品保持部12に対する部品100の位置ずれのみを補正する処理を行えばよく、基板200に対する回路パターンの位置ずれ、及び部品保持部12に対する部品100の位置ずれの両方をヘッド部1で補正する場合に比べて、別のタイミングで事前に補正処理を完了できるので、ヘッド部1の処理負担を軽減することが可能となる。その結果、実装システム10の生産性を更に向上させることが可能となる。
また、この場合において、第1制御部4は、基板200に対する回路パターンの位置ずれ、及び部品保持部12に対する部品100の位置ずれを別々に演算処理すればよく、演算処理に要する時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム10の生産性を更に向上させることが可能となる。
また、この場合には、Z軸方向における固定子261に対する基板保持部9の高さを調整することで基板200の反りに対しても補正することが可能である。このため、従来のように、バックアップピン等の高さ補正機能が不要であり、その分、実装システム10の小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
ここで、第2動作においては、可動子92が固定子261に近づく向きに基板保持部9を移動させる動作にて移動ステップ(第1移動ステップ)が実行される。さらに、移動ステップにおいて、基板保持部9を部品実装位置P2に移動させる動作が含まれていてもよい。
また、基板保持部9とヘッド部1とが部品実装位置P2に位置している状態において、可動子92が固定子261に近づく向きに基板保持部9を移動させる動作と、基板保持部9に保持されている基板200に近づく向きに部品100を保持させた部品保持部12を移動させる動作と、を並行して基板200に部品100を実装するステップが実装ステップである。すなわち、実装方法は、上述の実装ステップを更に有する。
(4)効果
実施形態1に係る実装システム10では、可動子92と固定子261との間に発生する磁力によって、複数の基板保持部9を個別に移動させることが可能である。このため、例えば、複数の基板保持部9のうちのいずれかの基板保持部9(例えば、第1基板保持部9A)が保持している基板200に対して部品100を実装する間に、別の基板保持部9(例えば、第2基板保持部9B)に対して基板200を供給(搬送)することが可能となる。その結果、基板200を1枚ずつ順番に搬入させる従来の構成に比べて、基板200に部品100を実装する作業に要する時間を短縮することが可能となり、実装システム10の生産性の向上を図ることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、固定子261に対して基板保持部9を浮上させており、基板保持部9が固定子261に接触しないので、固定子261及び基板保持部9の少なくとも一方の摩耗、粉塵等を抑制することが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、可動子92側に永久磁石、固定子261側に電磁石が設けられているので、可動子92側に配線及び配管が不要であり、その結果、可動子92の動作順序や移動経路が制約されない、という利点がある。
また、実施形態1に係る実装システム10では、部品実装位置P2は、第1基板保持部9Aに保持されている基板200に対するヘッド部1の移動距離が最短となる位置である。これにより、ヘッド部1の移動時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム10の生産性を更に向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、ヘッド部1と部品実装位置P2との間の距離は、ヘッド部1と基板供給位置P1との間の距離よりも短い。これにより、基板200に部品100を実装する際のヘッド部1の移動時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム10の生産性を更に向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、第1基板保持部9Aは、基板搬出部28に隣接する基板搬出位置P3にて基板搬出部28に基板200を搬送している。これにより、基板200の搬送距離を短くすることが可能となり、その結果、実装システム10の生産性を更に向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、第2基板保持部9Bは、第1基板保持部9Aが部品実装位置P2から基板搬出位置P3に移動した後に、部品実装位置P2に移動している。これにより、第1基板保持部9Aを移動させることで空いた部品実装位置P2に第2基板保持部9Bを移動させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、第3基板保持部9Cは、第1基板保持部9Aが基板搬出位置P3から移動する際に基板供給位置P1に向けて移動を開始している。また、第3基板保持部9Cは、第2基板保持部9Bが基板供給位置P1に位置している場合、基板供給位置P1の手前の待機位置P4で待機している。これにより、第1基板保持部9A及び第2基板保持部9Bの動作に応じて第3基板保持部9Cを移動させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、基板保持部9とヘッド部1とが部品実装位置P2に位置している状態において、可動子92が固定子261に近づく向きに基板保持部9を移動させる動作と、基板200に近づく向きに部品保持部12を移動させる動作と、を並行して基板200に部品100を実装している。これにより、基板200への接触時に部品100にかかる衝撃を緩和することが可能となり、その結果、部品100の変形、破損等を抑制することが可能となる。結果的に従来、衝撃緩和に要していた時間を割くことが可能となり、実装に必要な時間を削減する事が可能となり、生産性の向上に寄与する。
また、実施形態1に係る実装システム10では、固定子261は、平面2611を有し、可動子92の下方に位置している。そして、可動子92は、固定子261の平面2611に沿って移動可能である。これにより、固定子261の平面2611に沿って基板保持部9を移動させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、固定子261の平面2611は、複数の基板保持部9の可動範囲以上の大きさである。これにより、固定子261の平面2611に沿って複数の基板保持部9を同時に移動させることが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、複数の基板保持部9の各々はコンベア91を有している。これにより、基板200の保持及び搬送を行うことが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、基板搬入部27から複数の基板保持部9の各々への基板200の搬送方向において、コンベア91の長さL1が可変である。これにより、上記搬送方向における基板200の長さに応じてコンベア91の長さL1を調整することが可能となる。
また、実施形態1に係る実装システム10では、部品認識部6、部品廃棄部7及びノズル交換部8も、固定子261との間に発生する磁力によって磁気浮上した状態で移動可能である。これにより、部品認識部6、部品廃棄部7及びノズル交換部8についても個別に移動させることが可能となる。
(5)変形例
実施形態1は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態1の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
本開示における実装システム10は、例えば、第1制御部4及び第2制御部18に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における実装システム10としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1乃至複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1乃至複数の電子回路で構成される。
また、実装システム10における複数の機能が、1つの筐体内に集約されていることは実装システム10に必須の構成ではない。実装システム10の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、実装システム10の少なくとも一部の機能は、クラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
反対に、実施形態1において、複数の装置に分散されている実装システム10の少なくとも一部の機能が、1つの筐体内に集約されていてもよい。例えば、ヘッド部1と第1制御部4とに分散されている一部の機能が、全てヘッド部1に集約されてもよい。
実施形態1では、蓄電池15が電気二重層キャパシタであるが、蓄電池15は電気二重層キャパシタに限らず、例えば、二次電池であってもよい。
実施形態1では、磁石22が電磁石を含んでいるが、磁石17が電磁石を含んでいてもよいし、磁石17,22の両方が電磁石を含んでいてもよい。また、実施形態1では、磁石17が永久磁石を含んでいるが、磁石22が永久磁石を含んでいてもよいし、磁石17,22の両方が永久磁石を含んでいてもよい。
実施形態1では、磁石262が電磁石を含んでいるが、磁石63,72,82,93が電磁石を含んでいてもよいし、磁石63,72,82,93,262のすべてが電磁石を含んでいてもよい。また、実施形態1では、磁石63,72,82,93が永久磁石を含んでいるが、磁石262が永久磁石を含んでいてもよいし、磁石63,72,82,93,262のすべてが永久磁石を含んでいてもよい。
実施形態1では、各部品供給部5がパーツフィーダを有しているが、各部品供給部5は、例えば、複数の部品100が載せ置かれたパーツトレイを有していてもよい。または、各部品供給部5は、パーツフィーダとパーツトレイとの両方を有していてもよい。
実施形態1では、ヘッド部1は、1つの部品保持部12を有しているが、ヘッド部1は、可動子11に対して取付可能な範囲で2つ以上の部品保持部12を有していてもよい。
実施形態1では、第1位置と第2位置とが同じ位置(部品取り出し位置P5)であるが、第1位置と第2位置とは異なる位置であってもよい。例えば、第1位置は部品取り出し位置P5であり、第2位置は部品実装位置P2であってもよい。
実施形態1では、固定子21は1つであるが、固定子21は複数の部分に分割されていてもよい。この場合において、固定子21は、X軸方向において2以上の部分に分割されていてもよいし、Y軸方向において2以上の部分に分割されていてもよいし、X軸方向及びY軸方向の両方においてそれぞれ2以上の部分に分割されていてもよい。
実施形態1では、固定子261は1つであるが、固定子261は複数の部分に分割されていてもよい。この場合において、固定子261は、X軸方向において2以上の部分に分割されていてもよいし、Y軸方向において2以上の部分に分割されていてもよいし、X軸方向及びY軸方向の両方においてそれぞれ2以上の部分に分割されていてもよい。
実施形態1では、第1蓄圧容器13の内圧を負圧にする第1蓄圧動作、第2蓄圧容器14の内圧を正圧にする第2蓄圧動作、及び蓄電池15に対する充電動作を部品取り出し位置P5で行っているが、第2蓄圧動作及び充電動作については部品取り出し位置P5に限らない。第2蓄圧動作については、例えば、ヘッド部1が部品認識部6、部品廃棄部7又はノズル交換部8の上方に位置している状態で行ってもよい。つまり、第2蓄圧動作は、部品100の保持、部品100の認識、部品100の廃棄又は部品保持部12の交換を実施するために停止している状態で行われる。また、第1蓄圧動作は、部品100の保持を実行するために停止している状態で行われる。一方、充電動作は、上述のいずれかの位置で停止している状態で行ってもよいし、ヘッド部1が移動している状態で行ってもよい。
実施形態1では、固定子261に対して基板保持部9が浮上している状態で部品100を基板200に接触させているが、固定子261に基板保持部9を固着させた後に部品100を基板200に接触させてもよい。この場合、固定子261に固着されている基板保持部9上の基板200に対して部品保持部12を下降させていき、基板200の実装面201に部品100を実装する。これにより、基板200に対する部品100の実装精度を向上させることが可能となる。
また、固定子261に対して基板保持部9を浮上させ、かつ停止させた状態で部品100を基板200に接触させてもよい。この場合、固定子261に対して浮上した状態で停止している基板保持部9上の基板200に対して部品保持部12を下降させていき、基板200の実装面201に部品100を接触させた後、基板保持部9を下降させる。これにより、固定子261に基板保持部9を固着させた後に部品100を基板200に接触させる場合に比べて生産性を向上させることが可能となる。さらに、基板保持部9を浮上させた状態で部品100を基板200に接触させるので、基板200への接触時に部品100に係る衝撃を緩和することも可能となる。その結果、部品100の変形、破損等を抑制することが可能となる。
実施形態1では、複数のノズル交換部8がそれぞれ複数種類の部品保持部12を有している。これに対して、例えば、複数のノズル交換部8の各々が互いに異なるサイズの部品保持部12を有しており、実装する部品100のサイズに対応する部品保持部12を有するノズル交換部8がノズル交換位置に移動するように構成されていてもよい。
(実施形態2)
実施形態2に係る実装システム10aについて、図21を参照して説明する。実施形態2に係る実装システム10aに関し、実施形態1に係る実装システム10(図1参照)と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る実装システム10aは、複数の実装ユニット20を備えている点で、実施形態1に係る実装システム10と相違する。
(1)構成
実施形態2に係る実装システム10aは、図21に示すように、複数(図示例では2つ)の実装ユニット20と、1つの搬出ユニット30と、複数(図示例では3つ)の搬送ユニット40と、を備える。また、実装システム10aは、複数の基板保持部9を更に備える。複数の実装ユニット20は、第1実装ユニット20aと、第2実装ユニット20bと、を含む。
第1実装ユニット20a及び第2実装ユニット20bの各々は、実施形態1に係る実装システム10と同様に、ヘッド部1(図1参照)と、第1駆動部2(図1参照)と、複数の動力部3(図1参照)と、第1制御部4(図1参照)と、複数(図示例では5つ)の部品供給部5と、部品認識部6(図1参照)と、複数の部品廃棄部7(図1参照)と、複数のノズル交換部8(図1参照)と、受発信部25(図1参照)と、第2駆動部26と、を備える。したがって、第1実装ユニット20a及び第2実装ユニット20bの各々では、第2駆動部26の固定子261との間に発生する磁力によって基板保持部9を移動させることが可能である。
搬出ユニット30及び複数の搬送ユニット40の各々は、第1実装ユニット20a及び第2実装ユニット20bと同様、基板保持部9が磁気浮上した状態で移動可能に構成されている。すなわち、搬出ユニット30及び複数の搬送ユニット40の各々は、固定子を有し、基板保持部9の可動子92(図1参照)との間に発生する磁力を制御することで、基板保持部9の移動を制御可能である。
図21に示す例では、第1実装ユニット20aと第2実装ユニット20bとの間、第2実装ユニット20bと搬出ユニット30との間、及び搬出ユニット30と第1実装ユニット20aとの間に、それぞれ搬送ユニット40が配置されている。
このように構成された実装システム10aでは、まず、未実装の基板200を保持した基板保持部9が第1実装ユニット20aに搬入される。第1実装ユニット20aに搬入された基板保持部9は、部品実装位置P2(図2参照)に移動し、基板200に部品100が実装された後、第2実装ユニット20bに続く搬送ユニット40に移動する。その後、基板保持部9は、搬送ユニット40から第2実装ユニット20bに移動する。すなわち、第1実装ユニット20aは、第1実装ユニット20aに搬送された基板保持部9に保持されている基板200に、部品供給部5から供給される部品100を実装した後に、基板保持部9を第2実装ユニット20bに搬送する。
第2実装ユニット20bに移動した基板保持部9は、部品実装位置P2(図2参照)に移動し、基板200に部品100が実装された後、搬出ユニット30に続く搬送ユニット40に移動する。その後、基板保持部9は、搬送ユニット40から搬出ユニット30に移動する。そして、搬出ユニット30に移動した基板保持部9は、実装済みの基板200を搬出した後、第1実装ユニット20aに続く搬送ユニット40に移動する。
ここで、第1実装ユニット20aに搬送された基板保持部9に保持されている基板200に部品100を実装した後に、基板保持部9を第2実装ユニット20bに搬送するステップが搬送ステップである。すなわち、実装方法は、上述の搬送ステップを更に有する。
(2)効果
実施形態2に係る実装システム10aにおいても、複数の基板保持部9を同時に移動させることが可能であるため、基板200を1枚ずつ順番に搬入させる従来の構成に比べて作業時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム10aの生産性の向上を図ることが可能となる。
また、実施形態2に係る実装システム10aでは、第1実装ユニット20aから第2実装ユニット20bへの搬送時、及び第2実装ユニット20bから搬出ユニット30への搬送時に基板200の着脱を行わないので、基板200の位置ずれ等による設備停止を抑制することが可能となる。
(3)変形例
実施形態2に係る実装システム10aでは、第1実装ユニット20aと第2実装ユニット20bとの間、及び第2実装ユニット20bと搬出ユニット30との間にそれぞれ搬送ユニット40が設けられている。これに対して、図22に示すように、第1実装ユニット20aと第2実装ユニット20bとの間の搬送ユニット40、及び第2実装ユニット20bと搬出ユニット30との間の搬送ユニット40は省略されていてもよい。以下、変形例に係る実装システム10bについて、図22を参照して説明する。
変形例に係る実装システム10bでは、第1実装ユニット20aと第2実装ユニット20bとの間の搬送ユニット40、及び第2実装ユニット20bと搬出ユニット30との間の搬送ユニット40が省略されている点で、実施形態2に係る実装システム10aと相違する。これにより、基板保持部9の移動経路を短くすることが可能となり、その結果、実装システム10bの生産性を更に向上させることが可能となる。また、2つの搬送ユニット40を省略することができるため、実装システム10bの小型化及びコストダウンを図ることが可能となる。
(態様)
本明細書には、以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る実装システム(10)は、基板搬入部(27)と、基板保持部(9)と、を備える。基板搬入部(27)は、基板(200)を搬入する。基板保持部(9)は、基板搬入部(27)から供給された基板(200)を保持する。基板保持部(9)は、可動子(92)を有する。可動子(92)は、固定子(261)との間に発生する磁力(F22)によって固定子(261)に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
この態様によれば、基板保持部(9)を移動させることができるので、基板保持部が固定されている場合に比べて作業時間を短縮することが可能であり、その結果、実装システム(10)の生産性の向上を図ることが可能となる。
第2の態様に係る実装システム(10)は、第1の態様において、基板保持部(9)を複数備える。複数の基板保持部(9)は、第1基板保持部(9A)及び第2基板保持部(9B)を含む。第2基板保持部(9B)は、基板搬入部(27)から基板(200)が供給される基板供給位置(P1)に位置している第1基板保持部(9A)が、基板(200)に対して部品(100)を実装する部品実装位置(P2)に移動した後に、基板供給位置(P1)に移動する。
この態様によれば、第1基板保持部(9A)と第2基板保持部(9B)とを同時に移動させることができるので、作業時間を短縮することが可能であり、その結果、実装システム(10)の生産性の向上を図ることが可能となる。
第3の態様に係る実装システム(10)では、第2の態様において、ヘッド部(1)を更に備える。ヘッド部(1)は、部品(100)を保持する部品保持部(12)を有し、部品保持部(12)に保持させた部品(100)を第1基板保持部(9A)に保持されている基板(200)に実装する。部品実装位置(P2)は、第1基板保持部(9A)に保持されている基板(200)に対するヘッド部(1)の移動距離が最短となる位置である。
この態様によれば、ヘッド部(1)を最短距離で移動させることにより、実装システム(10)の生産性を更に向上させることが可能となる。
第4の態様に係る実装システム(10)では、第3の態様において、ヘッド部(1)と部品実装位置(P2)との間の距離は、ヘッド部(1)と基板供給位置(P1)との間の距離よりも短い。
この態様によれば、ヘッド部(1)と部品実装位置(P2)との間の距離がヘッド部(1)と基板供給位置(P1)との間の距離以上である場合に比べて、実装システム(10)の生産性を向上させることが可能となる。また、基板保持部(9)を複数の実装ユニット(20)と共有することにより、基板保持部(9)の数量を削減する事が可能になり、結果的に実装コストの削減が可能となる。
第5の態様に係る実装システム(10)は、第2~第4の態様のいずれか1つにおいて、基板搬出部(28)を更に備える。基板搬出部(28)は、基板(200)を搬出する。第1基板保持部(9A)は、部品実装位置(P2)において基板(200)に部品(100)が実装された後に基板搬出部(28)に隣接する基板搬出位置(P3)に移動し、基板搬出位置(P3)において基板(200)を基板搬出部(28)に移動させる。
この態様によれば、基板保持部(9)から基板搬出部(28)への基板(200)の搬送距離を短くすることが可能となり、その結果、実装システム(10)の生産性を更に向上させることが可能となる。
第6の態様に係る実装システム(10)では、第5の態様において、第2基板保持部(9B)は、第1基板保持部(9A)が部品実装位置(P2)から基板搬出位置(P3)に移動した後に、基板供給位置(P1)から部品実装位置(P2)に移動する。
この態様によれば、第1基板保持部(9A)を移動させることで空いた部品実装位置(P2)に第2基板保持部(9B)を移動させることが可能となる。
第7の態様に係る実装システム(10)では、第5又は第6の態様において、複数の基板保持部(9)は、第3基板保持部(9C)を更に含む。第3基板保持部(9C)は、第1基板保持部(9A)及び第2基板保持部(9B)とは異なる。第3基板保持部(9C)は、第1基板保持部(9A)が基板搬出位置(P3)から移動する際に基板供給位置(P1)に向けて移動を開始する。第3基板保持部(9C)は、第2基板保持部(9B)が基板供給位置(P1)に位置している場合、基板供給位置(P1)の手前の待機位置(P4)で待機する。
この態様によれば、第1基板保持部(9A)及び第2基板保持部(9B)の動作に応じて第3基板保持部(9C)を移動させることが可能となる。
第8の態様に係る実装システム(10)は、第1の態様において、ヘッド部(1)を更に備える。ヘッド部(1)は、基板(200)に実装される部品(100)を保持する部品保持部(12)を有し、基板保持部(9)に保持されている基板(200)に、部品保持部(12)に保持させた部品(100)を実装する。基板保持部(9)とヘッド部(1)とが、部品実装位置(P2)に位置している状態において、可動子(92)が固定子(261)に近づく向きに基板保持部(9)を移動させる動作と、基板保持部(9)に保持されている基板(200)に近づく向きに部品(100)を保持させた部品保持部(12)を移動させる動作と、を並行して基板(200)に部品(100)を実装する。部品実装位置(P2)は、基板(200)に対して部品(100)を実装する位置である。
この態様によれば、基板(200)への接触時に部品(100)にかかる衝撃を緩和することが可能となり、その結果、部品(100)の変形、破損等を抑制することが可能となる。
第9の態様に係る実装システム(10)では、第1~第8の態様のいずれか1つにおいて、固定子(261)は、平面(2611)を有し、可動子(92)の下方に位置している。可動子(92)は、固定子(261)の平面(2611)に沿って移動可能である。
この態様によれば、固定子(261)の平面(2611)に沿って基板保持部(9)を移動させることが可能となる。
第10の態様に係る実装システム(10)は、第9の態様において、基板保持部(9)を複数備える。平面(2611)は、複数の基板保持部(9)の可動範囲以上の大きさである。
この態様によれば、固定子(261)の平面(2611)に沿って複数の基板保持部(9)を同時に移動させることが可能となる。
第11の態様に係る実装システム(10)では、第1~第10の態様のいずれか1つにおいて、基板保持部(9)は、コンベア(91)を有する。
この態様によれば、基板(200)の保持及び搬送を行うことが可能となる。
第12の態様に係る実装システム(10)では、第11の態様において、基板搬入部(27)から基板保持部(9)への基板(200)の搬送方向(例えば、X軸方向)において、コンベア(91)の長さ(L1)が可変である。
この態様によれば、上記搬送方向における基板(200)の長さに応じてコンベア(91)の長さ(L1)を調整することが可能となる。
第13の態様に係る実装システム(10)では、第1~第12の態様のいずれか1つにおいて、ヘッド部(1)と、撮像部(6)と、交換部(8)と、廃棄部(7)と、を更に備える。ヘッド部(1)は、基板(200)に実装される部品(100)を保持する部品保持部(12)を有し、基板保持部(9)に保持されている基板(200)に、部品保持部(12)に保持させた部品(100)を実装する。撮像部(6)は、部品(100)を供給する部品供給部(5)から部品保持部(12)にて部品(100)を取り出す部品取り出し位置(P5)と、基板(200)に対して部品(100)を実装する部品実装位置(P2)との間に位置し、部品(100)を保持させた部品保持部(12)を撮像する。交換部(8)は、複数種類の部品保持部(12)を有し、基板(200)に実装する部品(100)の種類に応じて複数種類の部品保持部(12)の中から対応する部品保持部(12)に交換する。廃棄部(7)は、部品保持部(12)に保持させた部品(100)を廃棄する。撮像部(6)、交換部(8)及び廃棄部(7)の各々は、可動子(92)としての第1可動子(92)とは異なる第2可動子(62,71,81)を有し、固定子(261)との間に発生する磁力によって固定子(261)に対して磁気浮上した状態で移動可能である。
この態様によれば、撮像部(6)、交換部(8)及び廃棄部(7)についても個別に移動させることが可能となる。
第14の態様に係る実装システム(10a;10b)は、第1~第13の態様のいずれか1つにおいて、複数の実装ユニット(20)を備える。複数の実装ユニット(20)は、第1実装ユニット(20a)及び第2実装ユニット(20b)を含む。第1実装ユニット(20a)は、第1実装ユニット(20a)に搬送された基板保持部(9)に保持されている基板(200)に、部品供給部(5)から供給される部品(100)を実装した後に、基板保持部(9)を第2実装ユニット(20b)に搬送する。
この態様によれば、基板保持部(9)を移動させることができるので、基板保持部が固定されている場合に比べて作業時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム(10a;10b)の生産性の向上を図ることが可能となる。
第15の態様に係る実装方法は、移動ステップを有する。移動ステップでは、基板保持部(9)に基板(200)を保持させた状態で、可動子(92)と固定子(261)との間に発生する磁力によって固定子(261)に対して基板保持部(9)を磁気浮上させながら移動させる。基板保持部(9)は、可動子(92)を有する。
この態様によれば、基板保持部(9)を移動させることができるので、基板保持部が固定されている場合に比べて作業時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム(10)の生産性の向上を図ることが可能となる。
第16の態様に係る実装方法では、第15の態様において、基板保持部(9)は複数である。複数の基板保持部(9)は、第1基板保持部(9A)及び第2基板保持部(9B)を含む。実装方法は、移動ステップとしての第1移動ステップとは異なる第2移動ステップを更に有する。第2移動ステップでは、基板(200)が供給される基板供給位置(P1)に位置している第1基板保持部(9A)を、基板(200)に対して部品(100)を実装する部品実装位置(P2)に移動させた後に、第2基板保持部(9B)を基板供給位置(P1)に移動させる。
この態様によれば、第1基板保持部(9A)と第2基板保持部(9B)とを同時に移動させることができるので、作業時間を短縮することが可能であり、その結果、実装システム(10)の生産性の向上を図ることが可能となる。
第17の態様に係る実装方法では、第16の態様において、部品(100)を保持する部品保持部(12)を有するヘッド部(1)は、部品保持部(12)に保持させた部品(100)を第1基板保持部(9A)に保持されている基板(200)に実装する。部品実装位置(P2)は、第1基板保持部(9A)に保持されている基板(200)に対するヘッド部(1)の移動距離が最短となる位置である。
この態様によれば、ヘッド部(1)を最短距離で移動させることにより、実装システム(10)の生産性を更に向上させることが可能となる。
第18の態様に係る実装方法では、第15の態様において、基板(200)に実装される部品(100)を保持する部品保持部(12)を有するヘッド部(1)は、基板保持部(9)に保持されている基板(200)に、部品保持部(12)に保持させた部品(100)を実装する。実装方法は、実装ステップを更に有する。実装ステップでは、基板保持部(9)とヘッド部(1)とが、基板(200)に対して部品(100)を実装する部品実装位置(P2)に位置している状態において、可動子(92)が固定子(261)に近づく向きに基板保持部(9)を移動させる動作と、基板保持部(9)に保持されている基板(200)に近づく向きに部品(100)を保持させた部品保持部(12)を移動させる動作と、を並行して基板(200)に部品(100)を実装する。
この態様によれば、基板(200)への接触時に部品(100)にかかる衝撃を緩和することが可能となり、その結果、部品(100)の変形、破損等を抑制することが可能となる。
第19の態様に係る実装方法では、第15~第18の態様のいずれか1つにおいて、複数の実装ユニット(20)は、第1実装ユニット(20a)及び第2実装ユニット(20b)を含む。実装方法は、搬送ステップを更に有する。搬送ステップでは、第1実装ユニット(20a)に搬送された基板保持部(9)に保持されている基板(200)に、部品供給部(5)から供給される部品(100)を実装した後に、基板保持部(9)を第2実装ユニット(20a)に搬送する。
この態様によれば、基板保持部(9)を移動させることができるので、基板保持部が固定されている場合に比べて作業時間を短縮することが可能となり、その結果、実装システム(10a;10b)の生産性の向上を図ることが可能となる。
第2~第14の態様に係る構成については、実装システム(10;10a;10b)に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
第16~第19の態様に係る構成については、実装方法に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
1 ヘッド部
5 部品供給部
6 部品認識部(撮像部)
7 部品廃棄部(廃棄部)
8 ノズル交換部(交換部)
9 基板保持部
9A 第1基板保持部
9B 第2基板保持部
9C 第3基板保持部
10,10a,10b 実装システム
12 部品保持部
20 実装ユニット
20a 第1実装ユニット
20b 第2実装ユニット
27 基板搬入部
28 基板搬出部
62,71,81 可動子(第2可動子)
91 コンベア
92 可動子(第1可動子)
200 基板
261 固定子
2611 平面
L1 長さ
P1 基板供給位置
P2 部品実装位置
P3 基板搬出位置
P4 待機位置
P5 部品取り出し位置

Claims (19)

  1. 基板を搬入する基板搬入部と、
    前記基板搬入部から供給された前記基板を保持する基板保持部と、を備え、
    前記基板保持部は、固定子との間に発生する磁力によって前記固定子に対して磁気浮上した状態で移動可能な可動子を有する、
    実装システム。
  2. 前記基板保持部を複数備え、
    前記複数の基板保持部は、第1基板保持部及び第2基板保持部を含み、
    前記第2基板保持部は、前記基板搬入部から前記基板が供給される基板供給位置に位置している前記第1基板保持部が、前記基板に対して部品を実装する部品実装位置に移動した後に、前記基板供給位置に移動する、
    請求項1に記載の実装システム。
  3. 前記部品を保持する部品保持部を有し、前記部品保持部に保持させた前記部品を前記第1基板保持部に保持されている前記基板に実装するヘッド部を更に備え、
    前記部品実装位置は、前記第1基板保持部に保持されている前記基板に対する前記ヘッド部の移動距離が最短となる位置である、
    請求項2に記載の実装システム。
  4. 前記ヘッド部と前記部品実装位置との間の距離は、前記ヘッド部と前記基板供給位置との間の距離よりも短い、
    請求項3に記載の実装システム。
  5. 前記基板を搬出する基板搬出部を更に備え、
    前記第1基板保持部は、前記部品実装位置において前記基板に前記部品が実装された後に前記基板搬出部に隣接する基板搬出位置に移動し、前記基板搬出位置において前記基板を前記基板搬出部に移動させる、
    請求項2~4のいずれか1項に記載の実装システム。
  6. 前記第2基板保持部は、前記第1基板保持部が前記部品実装位置から前記基板搬出位置に移動した後に、前記基板供給位置から前記部品実装位置に移動する、
    請求項5に記載の実装システム。
  7. 前記複数の基板保持部は、前記第1基板保持部及び前記第2基板保持部とは異なる第3基板保持部を更に含み、
    前記第3基板保持部は、
    前記第1基板保持部が前記基板搬出位置から移動する際に前記基板供給位置に向けて移動を開始し、
    前記第2基板保持部が前記基板供給位置に位置している場合、前記基板供給位置の手前の待機位置で待機する、
    請求項5又は6に記載の実装システム。
  8. 前記基板に実装される部品を保持する部品保持部を有し、前記基板保持部に保持されている前記基板に、前記部品保持部に保持させた前記部品を実装するヘッド部を更に備え、
    前記基板保持部と前記ヘッド部とが、前記基板に対して前記部品を実装する部品実装位置に位置している状態において、前記可動子が前記固定子に近づく向きに前記基板保持部を移動させる動作と、前記基板保持部に保持されている前記基板に近づく向きに前記部品を保持させた前記部品保持部を移動させる動作と、を並行して前記基板に前記部品を実装する、
    請求項1に記載の実装システム。
  9. 前記固定子は、平面を有し、前記可動子の下方に位置しており、
    前記可動子は、前記固定子の前記平面に沿って移動可能である、
    請求項1~8のいずれか1項に記載の実装システム。
  10. 前記基板保持部を複数備え、
    前記平面は、前記複数の基板保持部の可動範囲以上の大きさである、
    請求項9に記載の実装システム。
  11. 前記基板保持部は、コンベアを有する、
    請求項1~10のいずれか1項に記載の実装システム。
  12. 前記基板搬入部から前記基板保持部への前記基板の搬送方向において、前記コンベアの長さが可変である、
    請求項11に記載の実装システム。
  13. 前記基板に実装される部品を保持する部品保持部を有し、前記基板保持部に保持されている前記基板に、前記部品保持部に保持させた前記部品を実装するヘッド部と、
    前記部品を供給する部品供給部から前記部品保持部にて前記部品を取り出す部品取り出し位置と、前記基板に対して前記部品を実装する部品実装位置との間に位置し、前記部品を保持させた前記部品保持部を撮像する撮像部と、
    複数種類の前記部品保持部を有し、前記基板に実装する前記部品の種類に応じて前記複数種類の部品保持部の中から対応する部品保持部に交換する交換部と、
    前記部品保持部に保持させた前記部品を廃棄する廃棄部と、を更に備え、
    前記撮像部、前記交換部及び前記廃棄部の各々は、前記可動子としての第1可動子とは異なる第2可動子を有し、前記固定子との間に発生する磁力によって前記固定子に対して磁気浮上した状態で移動可能である、
    請求項1~12のいずれか1項に記載の実装システム。
  14. 第1実装ユニット及び第2実装ユニットを含む複数の実装ユニットを備え、
    前記第1実装ユニットは、前記第1実装ユニットに搬送された前記基板保持部に保持されている前記基板に、部品供給部から供給される部品を実装した後に、前記基板保持部を前記第2実装ユニットに搬送する、
    請求項1~13のいずれか1項に記載の実装システム。
  15. 可動子を有する基板保持部に基板を保持させた状態で、前記可動子と固定子との間に発生する磁力によって前記固定子に対して前記基板保持部を磁気浮上させながら移動させる移動ステップを有する、
    実装方法。
  16. 前記基板保持部は複数であり、
    前記複数の基板保持部は、第1基板保持部及び第2基板保持部を含み、
    前記移動ステップとしての第1移動ステップとは異なる第2移動ステップを更に有し、
    前記第2移動ステップでは、前記基板が供給される基板供給位置に位置している前記第1基板保持部を、前記基板に対して部品を実装する部品実装位置に移動させた後に、前記第2基板保持部を前記基板供給位置に移動させる、
    請求項15に記載の実装方法。
  17. 前記部品を保持する部品保持部を有するヘッド部は、前記部品保持部に保持させた前記部品を前記第1基板保持部に保持されている前記基板に実装し、
    前記部品実装位置は、前記第1基板保持部に保持されている前記基板に対する前記ヘッド部の移動距離が最短となる位置である、
    請求項16に記載の実装方法。
  18. 前記基板に実装される部品を保持する部品保持部を有するヘッド部は、前記基板保持部に保持されている前記基板に、前記部品保持部に保持させた前記部品を実装し、
    前記基板保持部と前記ヘッド部とが、前記基板に対して前記部品を実装する部品実装位置に位置している状態において、前記可動子が前記固定子に近づく向きに前記基板保持部を移動させる動作と、前記基板保持部に保持されている前記基板に近づく向きに前記部品を保持させた前記部品保持部を移動させる動作と、を並行して前記基板に前記部品を実装する実装ステップを更に有する、
    請求項15に記載の実装方法。
  19. 複数の実装ユニットは、第1実装ユニット及び第2実装ユニットを含み、
    前記第1実装ユニットに搬送された前記基板保持部に保持されている前記基板に、部品供給部から供給される部品を実装した後に、前記基板保持部を前記第2実装ユニットに搬送する搬送ステップを更に有する、
    請求項15~18のいずれか1項に記載の実装方法。
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