JP2511568B2 - チップマウンタ - Google Patents

チップマウンタ

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JP2511568B2
JP2511568B2 JP2273328A JP27332890A JP2511568B2 JP 2511568 B2 JP2511568 B2 JP 2511568B2 JP 2273328 A JP2273328 A JP 2273328A JP 27332890 A JP27332890 A JP 27332890A JP 2511568 B2 JP2511568 B2 JP 2511568B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はチップマウンタ、特にマイクロチップ等のチ
ップ部品を基板上に搬送し装着するためのチップマウン
タに関するものである。
〔従来の技術〕
第7図、第8図は従来のチップマウンタ及びそのヘッ
ド部を示し、1は各構成部品を固定保持する筺体フレー
ム部、2はチップ部品、3はこのチップ部品2のフィー
ダ、4はチップ部品2を搭載する基板、5は基板搬送
部、6はヘッド部、7はこのヘッド部6のX方向移動
部、8はY方向移動部、9はチップ部品2を吸着する為
の吸着ノズル、10はチップ部品2の吸着された状態での
角度及び位置を規制する為の位置決め爪、11は上記吸着
ノズル9を回転させる為のモータ、12は上記吸着ノズル
9を上下させる為のモータである。
通常フィーダ3上のチップ部品2を吸着ノズル9によ
り吸着した場合には、正常状態に対するチップ部品の位
置、角度のズレが大きく、基板4に搭載できなくなる。
近年チップ部品は小型、精密化が進み、搭載時には、±
0.1mm以下の搭載精度が要求されつつある。上記のよう
な従来のチップマクンタに於いては、チップ部品2の位
置決め爪10が吸着ノズル9に向かって移動し、吸着ノズ
ル9で保持されているチップ部品2の位置を調節してそ
の中心が吸着ノズル9の中心に来るようにチップ部品2
の位置を補正している。
従来の他の例に於いては、チップ部品2の位置決め
は、吸着ノズル9に吸着された状態のチップ部品2を位
置決め爪10により位置決めする代りに第9図,第10図に
示すように、吸着ノズル9に吸着された状態のチップ部
品2の位置と角度を上記筺体フレーム部1に固定したカ
メラ13で読みとり、位置のズレは、X,Y方向移動部7,8で
ヘッド部6を移動して補正し角度についてはモータ11
で、吸着ノズル9を回転することにより補正する。
〔発明が解決しようとする課題〕
然しながら第7図,第8図に示すようにチップ部品の
位置決めとして位置規制爪10を用いるものに於いては、
次のような問題がある。
(1)位置決めの際機械的にチップ部品を動かし、はさ
みつける為、チップ部品に衝撃を与え、品質の信頼性を
低下させる恐れがある。
(2)位置決めの際チップ部品が吸着ノズル先端を摩擦
する為、吸着ノズルの先端が摩耗する。
(3)位置規制爪の4個の運動部品を同時に動かす必要
があるため、ヘッド部の機構が複雑となりヘッド部の重
量が増加し、故障率の増加を招く。
既述の通り、ヘッド部はXY方向移動部により高速移動
される為、重量が増加すれば、駆動モータとして動力性
能の高いものが必要となるばかりでなく、ヘッドの支持
部の剛性増加等の考慮が必要となる。
(4)搭載チップ部品が四角形状でないと位置決めでき
ない。また、IC等大型部品の位置決めに限界が生じる。
一方第9図,第10図のようにカメラを用いるもので
は、上記問題点は解決されるが、ヘッドはフィーダ部→
固定のカメラ部→基板へと移動する為、即ち、ヘッドは
必ず固定のカメラ部に寄り道しなければならず第7図,
第8図のようなヘッド移動中に、部品位置決めができる
方法に比べ移動時間がかかるようになる。通常基板に
は、少ないものでも数10点から、多いものでは数百点に
及ぶチップ部品が搭載される為、このような移動時間の
増加は、基板の生産性を大きく低下させる。
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のチップマウンタは、基板上に搭載すべき部品
を部品移動開始位置から基板上に運ぶためX及びY方向
に移動されるヘッドと、このヘッドによって保持された
上記部品の姿勢を認識するため部品移動開始位置から基
板上の部品搭載位置まで移動される上記ヘッドの移動の
軌跡を横切り、かつ基板と部品移動開始位置間にあっ
て、上記ヘッドとは別個に駆動されてXまたはY方向の
一方向に移動可能なカメラと、このカメラが認識した上
記部品の姿勢に応じて上記基板に対する上記ヘッドの姿
勢を補正する手段とを有することを特徴とする。
上記カメラの移動は上記ヘッドが部品移動開始位置か
ら基板上の部品搭載位置まで直線的に移動することに実
質的に同期している。
上記ヘッドとカメラの移動は夫々サーボモータによっ
て成され、カメラによる上記部品の認識時における両モ
ータのたまりパルス数の差からヘッドに対するカメラの
位置ズレを補正する。
また、本発明のチップマウンタは、基板上に搭載すべ
き部品を部品移動開始位置から基板上に運ぶため移動さ
れるヘッドと、このヘッド及びヘッドによって保持され
た上記部品の姿勢を認識するため上記ヘッドによって移
動される部品を撮像可能なカメラと、このカメラが認識
した上記部品の姿勢に応じて上記基板に対する上記ヘッ
ドの姿勢を補正する手段とを有し、上記カメラによって
認識される上記ヘッドに基準マークが設けられており、
上記カメラによって認識された上記基準マークと上記部
品の重心位置間の距離からヘッドに対する部品の位置ズ
レを補正することを特徴とする。
〔作 用〕
本発明のチップマウンタにおいてはカメラはスライダ
に沿ってモータにより移動自在であり、ヘッドがフィー
ダからチップ部品を受け取って基板上のチップ搭載位置
に移動する過程でこの移動の軌跡上に移動したカメラに
よりチップ部品の姿勢が撮像され、正しい姿勢との間の
ズレが認識され、チップ部品はそのズレ量が補正され
て、基板上に搭載されるようになる。
〔実施例〕
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
本発明においては第1図に示すようにヘッドの吸着ノ
ズルによって吸着されたチップ部品の位置、角度を読み
とるカメラ13を用い、チップ部品2を保持してフィーダ
3による部品移動開始位置と基板4間を移動するヘッド
の軌跡14を横切るようカメラ13を軌跡15のように移動自
在ならしめ、このカメラ13によってヘッドの吸着ノズル
9によって吸着されたチップ部品2を認識し、この認識
の結果に基づいてチップ部品2の姿勢を正しく規制する
ようにする。
第2図は基板4の両側にチップ部品2のフィーダを配
置した場合の実施例を示し、この例では基板4と、その
両側のフィーダ(図示せず)間に夫々カメラ13,13を配
置する。
第2図において16は各カメラ13の保持台で、これには
スライダ17とベルト18が固定されている。19はスライダ
17に嵌合し、更に搬送部5に取りつけられているレール
であり、上記ベルト18の一端はカメラ移動モータ20に接
続されたプーリ21に懸架され他端はプーリ22に懸架され
ている。23はカメラ13への入力及び出力のためのケーブ
ル保護部である。
第3図はヘッド部6とカメラ13の駆動装置を示し、24
はヘッド移動のためのベルト、25はヘッド移動モータ、
26はCPU、27はメモリ、28はヘッド移動モータドライ
バ、29はカメラ移動モータドライバである。
これら各ドライバ28,29にはメモリ27に保持されてい
るデータに基づいて上記CPU26から移動指令が出され、
一方、CPU26にはヘッド移動モータ25及びカメラ移動モ
ータ20の指令パルスに対する実移動量の差分パルス数
(たまりパルス数)がたまりパルスカウンタ30を介して
加えられ、更にカメラ13からのビデオ信号がビデオ信号
入,出力回路31を介して加えられる。
本発明のチップマウンタは例えば第4図のフローチャ
ートに示すようなステップ1〜9に従って作動する。即
ち先ず、第1図のP1点へヘッドが移動し、ヘッドはフィ
ーダ3よりチップ部品2を受け取る(ステップ1)。
次に、CPU26はヘッドを第1図に示すチップ部品搭載
点P2へ矢印Aに示す直線方向に移動させるのと同時に、
カメラ13をヘッドのX移動方向と同一方向にヘッド移動
と同期させて矢印B方向に移動させる(ステップ2)。
ヘッドがカメラ13の上部に来た時点でカメラ13は、チ
ップ部品2の姿勢を撮像し、同時に、ヘッド移動モータ
25のカメラ移動モータ20のたまりパルスをとり込む(ス
テップ3)。
CPU26がカメラ13の中心に対するチップ部品重心の位
置及び傾き角を演算する(ステップ4)。
次に、CPU26が傾き角に応じた指命をヘッド回転モー
タ11に与え、傾き角を補正する(ステップ5)。
同時に、カメラ中心とチップ部品の重心位置のズレ、
及び両モータ20,25のたまりパルス数の差から実際の吸
着ノズル中心に対するチップ部品の重心位置のズレを算
出し、チップ部品搭載位置P2を補正して、チップ部品を
基板に搭載する(ステップ6)。
更に基板上に搭載すべきチップ部品があるか否か判断
される(ステップ7)。
次の搭載チップ部品のある場合はフィーダヘッドが移
動し上記ステップ1〜ステップ7をくりかえす(ステッ
プ8)。
次の搭載チップ部品の無いことがステップ7で判断さ
れたあとで終了する(ステップ9)。
第5図はヘッド部とカメラの移動手段の具体例を示
し、CPU26からの指令によってパルス発生器32を介して
所定のパルスがヘッドのY方向移動モータドライバ28Y
に加えられ、又パルス発生器33を介して所定のパルスが
ヘッドのX方向移動モータドライバ28Xとカメラ移動モ
ータドライバ29に加えられる。
尚他の実施例では、第6図に示すように、ヘッドの1
部34に標識や光源等の基準マーク35を設け、この基準マ
ーク35とチップ部品重心の位置関係をカメラ13で測定す
ることより吸着ノズル9とチップ部品2の重心位置ズレ
を演算してもよい。
又上記実施例においてはヘッド部6の移動とカメラ13
の移動とが同時になされるようにしたがヘッド部6とカ
メラ13の移動軌跡の交点に何れか一方を移動した後上記
交点に停止せしめておき、次いで他方を上記交点に移動
せしめるようにしても良い。
〔発明の効果〕
上記のように本発明のチップマウンタによればヘッド
は最速の方法で移動し、かつ機械的センタリングをしな
い為、基板に高速で信頼性の高いチップ搭載が行える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のチップマウンタの説明用平面図、第2
図はその具体的実施例の斜視図、第3図はそのヘッド部
とカメラの駆動装置の説明図、第4図は本発明のチップ
マウンタの動作を示すフローチャート、第5図はヘッド
部とカメラの移動手段説明図、第6図はチップ部品の姿
勢のズレ検出方法説明図、第7図は従来のチップマウン
タの斜視図、第8図はそのヘッド部の斜視図、第9図は
従来の他のチップマウンタの斜視図、第10図はそのヘッ
ド部とカメラの斜視図である。 1……筺体フレーム部、2……チップ部品、3……フィ
ーダ、4……基板、5……基板搬送部、6……ヘッド
部、7……X方向移動部、8……Y方向移動部、9……
吸着ノズル、10……位置決め爪、11……モータ、12……
モータ、13……カメラ、14,15……軌跡、16……保持
台、17……スライダ、18……ベルト、19……レール、20
……カメラ移動モータ、21,22……プーリ、23……ケー
ブル保護部、24……ヘッド移動のためのベルト、25……
ヘッド移動モータ、26……CPU、27……メモリ、28……
ヘッド移動ドライバ、29……カメラ移動移動モータドラ
イバ、30……たまりパルスカウンタ30、31……ビデオ信
号入,出力回路、32,33……パルス発生器、34……ヘッ
ドの1部、35……基準マーク。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に搭載すべき部品を部品移動開始位
    置から基板上に運ぶためX及びY方向に移動されるヘッ
    ドと、このヘッドによって保持された上記部品の姿勢を
    認識するため部品移動開始位置から基板上の部品搭載位
    置まで移動される上記ヘッドの移動の軌跡を横切り、か
    つ基板と部品移動開始位置間にあって、上記ヘッドとは
    別個に駆動されてXまたはY方向の一方向に移動可能な
    カメラと、このカメラが認識した上記部品の姿勢に応じ
    て上記基板に対する上記ヘッドの姿勢を補正する手段と
    を有することを特徴とするチップマウンタ。
  2. 【請求項2】上記カメラの移動は上記ヘッドが部品移動
    開始位置から基板上の部品搭載位置まで直線的に移動す
    ることに実質的に同期している請求項1記載のチップマ
    ウンタ。
  3. 【請求項3】上記ヘッドとカメラの移動は夫々サーボモ
    ータによって成され、カメラによる上記部品の認識時に
    おける両モータのたまりパルス数の差からヘッドに対す
    るカメラの位置ズレを補正する請求項1又は2記載のチ
    ップマウンタ。
  4. 【請求項4】基板上に搭載すべき部品を部品移動開始位
    置から基板上に運ぶため移動されるヘッドと、このヘッ
    ド及びヘッドによって保持された上記部品の姿勢を認識
    するため上記ヘッドによって移動される部品を撮像可能
    なカメラと、このカメラが認識した上記部品の姿勢に応
    じて上記基板に対する上記ヘッドの姿勢を補正する手段
    とを有し、上記カメラによって認識される上記ヘッドに
    基準マークが設けられており、上記カメラによって認識
    された上記基準マークと上記部品の重心位置間の距離か
    らヘッドに対する部品の位置ズレを補正することを特徴
    とするチップマウンタ。
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