JP2765193B2 - Nozzle position detection method - Google Patents

Nozzle position detection method

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JP2765193B2 JP2148281A JP14828190A JP2765193B2 JP 2765193 B2 JP2765193 B2 JP 2765193B2 JP 2148281 A JP2148281 A JP 2148281A JP 14828190 A JP14828190 A JP 14828190A JP 2765193 B2 JP2765193 B2 JP 2765193B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はノズルの位置検出方法に関し、ノズルに治具
を装着し、この治具にレーザ光を照射することにより、
ノズルの下面の高さやセンターを求めるようにしたもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting the position of a nozzle, in which a jig is mounted on a nozzle, and the jig is irradiated with a laser beam.
The height and center of the lower surface of the nozzle are determined.

(従来の技術) ノズルに電子部品を吸着して、基板に移送搭載するに
あたり、電子部品をレーザ装置の上方へ移送して、この
電子部品にレーザ光を照射することにより、電子部品の
位置ずれを検出した後、この位置ずれを補正したうえ
で、電子部品を基板に移送搭載することが知られてい
る。
(Prior Art) When an electronic component is attracted to a nozzle and transferred onto a substrate, the electronic component is transferred to a position above a laser device, and the electronic component is irradiated with a laser beam. It has been known that after detecting the position, the electronic component is transferred and mounted on a substrate after correcting the position shift.

(発明が解決しようとする課題) 上記のようにして検出された電子部品のXY方向の位置
ずれは、ノズルのXY方向の移動ストロークを補正するこ
とにより補正され、またθ方向の位置ずれはノズルをそ
の軸心を中心に回転させることにより補正される。また
ノズルが電子部品を基板に搭載する際の昇降ストローク
は、ノズルの下面の高さや電子部品の厚さなどから算出
される。
(Problems to be Solved by the Invention) The displacement of the electronic component in the XY direction detected as described above is corrected by correcting the movement stroke of the nozzle in the XY direction, and the displacement in the θ direction is corrected by the nozzle. Is rotated about its axis. The elevating stroke when the nozzle mounts the electronic component on the substrate is calculated from the height of the lower surface of the nozzle, the thickness of the electronic component, and the like.

上記のように、電子部品の位置ずれの補正や、基板へ
の搭載は、ノズルのXY方向の移動ストロークや昇降スト
ロークを制御することにより行われるため、ノズルのセ
ンターの位置やその下面の高さは、予め正確に判ってい
なければならないものであり、ノズルのセンターの位置
やその下面の高さに誤差があると、基板に対する電子部
品の搭載位置に誤差が生じ、また基板への搭載ミスが発
生することとなる。
As described above, the correction of the displacement of the electronic component and the mounting on the substrate are performed by controlling the movement stroke and the elevating stroke of the nozzle in the X and Y directions, so that the position of the center of the nozzle and the height of the lower surface thereof are controlled. Must be accurately known in advance.If there is an error in the position of the center of the nozzle or the height of its lower surface, an error will occur in the mounting position of the electronic component with respect to the board, Will occur.

そこで本発明は、ノズルの高さやセンターを、簡単正
確に検出できる手段を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide means for easily and accurately detecting the height and center of a nozzle.

(課題を解決するための手段) このために本発明は、ノズルホルダーに治具を装着し
て、この治具をレーザ装置へ移送し、このレーザ装置の
発光部から治具へ向ってレーザ光を照射して受光部で受
光することにより、この治具の高さを検出し、この高さ
から、ノズルの下面の高さを求めるようにしたものであ
る。
(Means for Solving the Problems) For this purpose, according to the present invention, a jig is mounted on a nozzle holder, the jig is transferred to a laser device, and a laser beam is emitted from a light emitting portion of the laser device to the jig. Then, the height of the jig is detected by receiving light at the light receiving unit, and the height of the lower surface of the nozzle is obtained from this height.

また、移載ヘッドを一方に移動させながら、治具に向
ってレーザ光を照射して、治具によるレーザ光の遮光開
始点と遮光終了点を検出し、次いで再度移載ヘッドを移
動させながら、治具に向レーザ光を照射して、治具によ
るレーザ光の遮光開始点と遮光終了点を検出し、次いで
上記各々の遮光開始点と遮光終了点の位置から、ノズル
のセンターを求めるようにしたものである。
Also, while moving the transfer head to one side, irradiate the laser light toward the jig to detect the start point and the end point of the light blocking of the laser light by the jig, and then move the transfer head again. By irradiating a laser beam to the jig to detect the light-shielding start point and the light-shielding end point of the laser light by the jig, and then obtain the center of the nozzle from the positions of the respective light-shielding start points and light-shielding end points It was made.

(作用) 上記構成において、ノズルホルダーに装着された治具
の高さを検出することにより、ノズルの下面の高さを求
め、また治具によるレーザ光の遮光開始点や遮光終了点
を検出することにより、ノズルのセンターを求める。
(Operation) In the above configuration, the height of the lower surface of the nozzle is determined by detecting the height of the jig mounted on the nozzle holder, and the start point and the end point of laser light shielding by the jig are detected. This determines the center of the nozzle.

(実施例) 次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。
Example Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第5図は電子部品実装装置の平面図であって、1は基
板、2はレーザ装置、3は補正ステージ、4はノズル5
を備えた移載ヘッド、7は電子部品6の供給部としての
トレイ、8はサブ移載ヘッドである。この装置は、サブ
移載ヘッド8により、トレイ7の電子部品6を補正ステ
ージ3に移載し、この補正ステージ3において、補正爪
9を電子部品6のリード6aに押当して、電子部品6の位
置ずれの荒補正を行う。次いで移載ヘッド4が補正ステ
ージ3上の電子部品6を吸着してテイクアップし、この
電子部品6をレーザ装置2の上方へ移送して、リード6a
にレーザ光を照射することにより、レード6aのXYθ方向
の位置ずれを検出する。上記荒補正は、レーザ光をリー
ド6aに確実に照射命中させるために行われる。
FIG. 5 is a plan view of the electronic component mounting apparatus, wherein 1 is a substrate, 2 is a laser device, 3 is a correction stage, and 4 is a nozzle 5.
, A transfer tray 7 for supplying the electronic components 6, and 8 a sub-transfer head. In this apparatus, the electronic component 6 on the tray 7 is transferred to the correction stage 3 by the sub-transfer head 8, and the correction claw 9 is pressed against the lead 6a of the electronic component 6 in the correction stage 3, so that the electronic component 6 The rough correction of the positional deviation of No. 6 is performed. Next, the transfer head 4 sucks up the electronic component 6 on the correction stage 3 to take up the electronic component 6, and transfers the electronic component 6 to the upper side of the laser device 2 so that the lead 6 a
By irradiating the laser beam to the laser beam, the position shift of the blade 6a in the XYθ direction is detected. The above rough correction is performed in order to surely hit the lead 6a with the laser light.

次いでこの位置ずれを補正したうえで、電子部品6を
基板1に搭載するが、このXY方向の位置ずれは、移載ヘ
ッド4のXY方向の移動ストロークを補正することにより
補正し、またθ方向の位置ずれは、ノズル5を回転させ
ることにより補正する。またノズル5が昇降することに
より、電子部品6を基板1に搭載するが、昇降ストロー
クが過大であると電子部品6は基板1とノズル5に上下
から強く挟まれて破壊され、また過小であると、電子部
品6は基板1に着地しないまま、吸着状態が解除されて
自然落下することから、位置ずれを生じる、したがって
XY方向の位置ずれの補正量や昇降ストロークの算出の基
礎となるノズル5のセンターの位置や下面の高さは、予
め正確に知っておかねばならない。そこで次に、ノズル
のセンターや高さを正確に検出するための手段を説明す
る。
Next, after correcting this positional deviation, the electronic component 6 is mounted on the substrate 1. This positional deviation in the XY direction is corrected by correcting the moving stroke of the transfer head 4 in the XY direction, and is corrected in the θ direction. Is corrected by rotating the nozzle 5. The electronic component 6 is mounted on the substrate 1 by moving the nozzle 5 up and down. However, if the elevating stroke is excessively large, the electronic component 6 is strongly sandwiched between the substrate 1 and the nozzle 5 from above and below and is destroyed, and is too small. Then, the electronic component 6 is released from the suction state and falls naturally without landing on the substrate 1, so that the electronic component 6 is displaced.
It is necessary to know the position of the center of the nozzle 5 and the height of the lower surface, which are the basis for calculating the correction amount of the positional deviation in the X and Y directions and the vertical stroke, in advance. Therefore, next, means for accurately detecting the center and height of the nozzle will be described.

第1図において、20はノズル5を着脱自在に装着する
ノズルホルダーであり、ノズル5は電子部品6を吸着す
る。10はノズル5に替えてノズルホルダー20の下端部に
着脱自在に装着される治具であって、ノズルホルダー20
に挿着される筒部11と、円板状のつば部12を有してい
る。筒部11には係合部13が凹設されており、ノズルホル
ダー20の側面に設けられた板ばね14の下端部14aを嵌着
させることにより、ノズルホルダー20に着脱自在に装着
される。
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a nozzle holder on which the nozzle 5 is detachably mounted, and the nozzle 5 sucks the electronic component 6. Reference numeral 10 denotes a jig which is detachably attached to the lower end of the nozzle holder 20 in place of the nozzle 5,
And a disc-shaped flange 12. An engagement portion 13 is formed in the cylindrical portion 11 so as to be recessed. The lower end portion 14a of a leaf spring 14 provided on a side surface of the nozzle holder 20 is fitted to be detachably mounted on the nozzle holder 20.

第2図において、上記レーザ装置2は、レーザ光の発
光部15と、受光部16,17を有している。この受光部16,17
はPSDであり、発光部15から照射されたレーザ光が、計
測対象物に反射されて、この受光部16,17に入射する
と、その入射点の位置から、反射点の高さを検出するも
のである。受光部16,17は1個でもよいが、2個設けて
その平均値を求めることにより、より正確に反射点の高
さを検出するようになっている。
In FIG. 2, the laser device 2 has a laser light emitting unit 15 and light receiving units 16 and 17. These light receiving sections 16, 17
Is a PSD, which detects the height of the reflection point from the position of the incident point when the laser light emitted from the light emitting unit 15 is reflected by the measurement object and enters the light receiving units 16, 17. It is. The number of the light receiving sections 16 and 17 may be one, but the two light receiving sections 16 and 17 are provided and an average value thereof is obtained to detect the height of the reflection point more accurately.

次にノズル5の下面の高さの検出方法を説明する。 Next, a method of detecting the height of the lower surface of the nozzle 5 will be described.

第2図に示すように、ノズルホルダー20に治具10を装
着して、レーザ装置2の上方へ移送し、治具10をX方向
に移動させながら、その下面にレーザ光を照射し、その
反射光を受光部16,17に受光して、下面の高さを検出す
る。この場合、治具10の下面を完全な平面に加工するこ
とは困難であり、粗面になることは避けられないことか
ら、複数回、望ましくは10回以上検出し、その平均値を
算出して、基準面Sからの治具10の下面の高さZを求め
る。この高さZを求めたならば、つば部12の厚さdは既
知であるので、ノズルホルダー20の下面の高さは両者の
和Z+dとして求められ、更にノズルホルダー20からの
ノズル5の突出長L(第1図参照)は既知であることか
ら、ノズル5の下端部の高さは、Z+d−Lとして簡単
に求められる。
As shown in FIG. 2, the jig 10 is mounted on the nozzle holder 20, and is transferred above the laser device 2, and the lower surface thereof is irradiated with laser light while moving the jig 10 in the X direction. The reflected light is received by the light receiving units 16 and 17, and the height of the lower surface is detected. In this case, it is difficult to machine the lower surface of the jig 10 into a perfect plane, and it is unavoidable that the jig 10 becomes rough, so it is detected a plurality of times, preferably 10 times or more, and the average value is calculated. Then, the height Z of the lower surface of the jig 10 from the reference surface S is obtained. If the height Z is obtained, since the thickness d of the flange portion 12 is known, the height of the lower surface of the nozzle holder 20 is obtained as the sum Z + d of the two, and the protrusion of the nozzle 5 from the nozzle holder 20 is further obtained. Since the length L (see FIG. 1) is known, the height of the lower end of the nozzle 5 is easily obtained as Z + d-L.

次に第3図を参照しながら、ノズル5のセンターの検
出方法を説明する。
Next, a method of detecting the center of the nozzle 5 will be described with reference to FIG.

第3図に示すように、治具10をレーザ装置2の上方に
移送し、つば部12へ向ってレーザ光を照射しながら、先
ず一方向(X方向)に移動させることにより、レーザ光
の遮光開始点Aと、遮光終了点Bを検出する。次いで上
記X方向と交差するY方向に移動させ、同様にしてレー
ザ光を遮光開始点Cと遮光終了点Dを検出する。次いで
各々の点を結ぶ線AB、CDの2等分線xm,ymを求め、その
交点Om(xm,ym)を求めることにより、ノズル5のセン
ターの位置を求める。
As shown in FIG. 3, the jig 10 is transported above the laser device 2 and is first moved in one direction (X direction) while irradiating the laser beam toward the collar portion 12, whereby the laser beam is A light-shielding start point A and a light-shielding end point B are detected. Next, the laser beam is moved in the Y direction intersecting the X direction, and the light shielding start point C and the light shielding end point D are detected in the same manner. Next, the position of the center of the nozzle 5 is obtained by obtaining the bisector xm, ym of the line AB and CD connecting the points and obtaining the intersection Om (xm, ym).

このようなノズル5のセンターの検出作業は、ノズル
5をその軸心線を中心に例えば90゜づつ回転させて、都
合4回行い、その平均値を求めてもよく、このようにす
れば、より正確にセンターを求めることができる。
Such a work of detecting the center of the nozzle 5 may be performed four times by rotating the nozzle 5 about the axis thereof, for example, by 90 °, and an average value thereof may be obtained. The center can be determined more accurately.

次に、上記のようにして検出されたセンターOmの位置
の良否の判定方法を説明する。
Next, a method of determining whether the position of the center Om detected as described above is good or bad will be described.

上記のようにして、ノズル5のセンターOmを求めたな
らば、第4図に示すように、このセンターOmを上記発光
部15の真上を通る線l上を移動させることにより、つば
部12の直径Dxを計測する。この直径Dxは、上記と同様
に、遮光開始点Eと遮光終了点Fを検出することによ
り、簡単に求めることができる。
When the center Om of the nozzle 5 is obtained as described above, the center Om is moved on a line 1 passing directly above the light emitting unit 15 as shown in FIG. Measure the diameter Dx of The diameter Dx can be easily obtained by detecting the light-shielding start point E and the light-shielding end point F in the same manner as described above.

つば部12の直径は既知であり(例えば16mm)、若し上
記センターOmの位置が正確であるならば、計測された直
径Dxは、つば部12の直径に等しいはずである。そこで両
者の差を求めて、その差が許容誤差(例えば±0.05mm)
以内であるか否かを確認し、許容誤差以内であれば良、
許容誤差以上であれば許容誤差以内になるまで装置の調
整等を繰り返す。勿論上記直径Dxの計測は、ノズル5を
回転させて複数回行い、その平均値を求めることによ
り、正確を期してもよいものである。上記した高さの検
出やセンターの検出は、電子部品の基板への搭載に先立
って行ってもよく、あるいは実装を中断して、適宜行っ
てもよいものである。
The diameter of the collar 12 is known (for example, 16 mm), and if the position of the center Om is accurate, the measured diameter Dx should be equal to the diameter of the collar 12. Therefore, the difference between the two is determined, and the difference is an allowable error (for example, ± 0.05 mm)
Check if it is within the allowable error, if it is within the tolerance,
If the error is equal to or more than the allowable error, the adjustment of the apparatus and the like are repeated until the error is within the allowable error. Needless to say, the measurement of the diameter Dx may be performed a plurality of times by rotating the nozzle 5 and an average value thereof may be obtained to ensure accuracy. The detection of the height and the detection of the center described above may be performed prior to the mounting of the electronic component on the substrate, or may be appropriately performed after the mounting is interrupted.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、簡単な手段によ
り、ノズルの下面の高さやセンターの位置を正確に検出
でき、ひいては電子部品を基板に精度よく、且つ確実に
搭載することができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the height of the lower surface of the nozzle and the position of the center can be accurately detected by simple means, and the electronic component is accurately and reliably mounted on the substrate. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図は本発明の実施例を示すものであって、第1図はノズ
ルと治具の斜視図、第2図は側面図、第3図及び第4図
は計測中の平面図、第5図は電子部品実装装置の平面図
である。 1……基板 2……レーザ装置 4……移載ヘッド 5……ノズル 6……電子部品 10……治具 20……ノズルホルダー
1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a nozzle and a jig, FIG. 2 is a side view, FIGS. 3 and 4 are plan views during measurement, and FIG. FIG. 2 is a plan view of the electronic component mounting apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Laser device 4 ... Transfer head 5 ... Nozzle 6 ... Electronic component 10 ... Jig 20 ... Nozzle holder

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】移載ヘッドのノズルホルダーに装着された
ノズルの下端部に電子部品を吸着し、この電子部品をレ
ーザ装置へ移送して、このレーザ装置により電子部品の
位置ずれを検出し、この位置ずれを補正して、電子部品
を基板に移送搭載するようにした電子部品の実装方法に
おいて、 上記ノズルホルダーに治具を装着して、この治具をレー
ザ装置へ移送し、このレーザ装置の発光部から治具へ向
ってレーザ光を照射して受光部で受光することにより、
この治具の高さを検出し、この高さから、ノズルの下面
の高さを求めるようにしたことを特徴とするノズルの位
置検出方法。
An electronic component is attracted to a lower end portion of a nozzle mounted on a nozzle holder of a transfer head, the electronic component is transferred to a laser device, and a displacement of the electronic component is detected by the laser device. In the electronic component mounting method in which the displacement is corrected and the electronic component is transferred and mounted on a substrate, a jig is mounted on the nozzle holder, and the jig is transferred to a laser device. By irradiating the laser beam from the light emitting part to the jig and receiving it with the light receiving part,
A method for detecting the position of a nozzle, wherein the height of the jig is detected, and the height of the lower surface of the nozzle is determined from the height.
【請求項2】上記ノズルホルダーに装着された治具をレ
ーザ装置に対して移動させながら、この治具へ向ってレ
ーザ光を照射することにより、治具の高さを複数回検出
し、その検出値を平均することにより、この治具の高さ
を決定するようにしたことを特徴とする上記特許請求の
範囲第1項に記載のノズルの位置検出方法。
2. A method of detecting the height of a jig a plurality of times by irradiating a laser beam toward the jig while moving the jig mounted on the nozzle holder with respect to a laser device. 2. The nozzle position detecting method according to claim 1, wherein the height of the jig is determined by averaging the detected values.
【請求項3】移載ヘッドのノズルホルダーに装着された
ノズルの下端部に電子部品を吸着し、この電子部品をレ
ーザ装置へ移送して、このレーザ装置により電子部品の
位置ずれを検出し、この位置ずれを補正して、電子部品
を基板に移送搭載するようにした電子部品の実装方法に
おいて、 上記ノズルホルダーに治具を装着して、この治具をレー
ザ装置へ移送し、このレーザ装置に対して移載ヘッドを
一方向に移動させながら、治具に向ってレーザ光を照射
して、この治具によるレーザ光の遮光開始点と遮光終了
点を検出し、 次いで再度移載ヘッドを移動させながら、治具に向って
レーザ光を照射して、この治具によるレーザ光の遮光開
始点と遮光終了点を検出し、 次いで上記各々の遮光開始点と遮光終了点の位置から、
ノズルのセンターを求めることを特徴とするノズルの位
置検出方法。
3. An electronic component is attracted to a lower end of a nozzle mounted on a nozzle holder of a transfer head, the electronic component is transferred to a laser device, and a displacement of the electronic component is detected by the laser device. In the electronic component mounting method in which the displacement is corrected and the electronic component is transferred and mounted on a substrate, a jig is mounted on the nozzle holder, and the jig is transferred to a laser device. While moving the transfer head in one direction, the laser light is irradiated toward the jig to detect the start point and the end point of the laser light blocking by the jig. While moving, irradiate the laser light toward the jig, detect the light shielding start point and the light shielding end point of the laser light by this jig, and then, from the positions of the respective light shielding start point and light shielding end point,
A nozzle position detection method, wherein a nozzle center is obtained.
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