JP3324394B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板を搬送路に沿
って搬送しながら、基板に対して複数の作業を行って、
基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器のディスプレイである表示パネ
ルなどの基板は、電子部品を実装するために、搬送路に
沿って送られながら、複数の作業が行われる。以下、図
面を参照して、従来の電子部品の実装方法を説明する。

【０００３】図３（ａ），（ｂ）は、従来の電子部品実
装装置の平面図である。図中、１は表示パネルなどの基
板であり、搬送路Ｎに沿って右方へ搬送される。搬送路
Ｎの上流位置には供給テーブル２が設けられている。搬
送路Ｎの側方には、第１作業ステージＡ、第２作業ステ
ージＢ、第３作業ステージＣなどの複数の作業ステージ
が設けられている。３Ａは第１可動テーブル、３Ｂは第
２可動テーブル、３Ｃは第３可動テーブルであって、そ
の上部に基板１を保持し、搬送路Ｎと作業ステージＡ、
Ｂ、Ｃとの間を基板１を移送する。

【０００４】次に電子部品を基板１に実装する方法を説
明する。供給テーブル２上のイ位置の基板１は、ピック
アップアンドプレイスヘッド（図示せず、以下「ＰＰ
Ｈ」と称する）によりピックアップされ、搬送路Ｎに位
置する第１可動テーブル３Ａに受け渡される（矢印ａお
よびロ位置の基板１を参照）。受け渡された状態で、第
１可動テーブル３Ａ上の基板１は水平方向（ＸＹθ方
向）の位置ずれを有する。この位置ずれは、ＰＰＨによ
る供給テーブル２からの基板１のピックアップや、第１
可動テーブル３Ａへの基板１の受け渡し（プレイス）に
ともなう誤差、あるいは基板１の移送に関与する様々な
機器類の機械的誤差などに起因する。

【０００５】次に第１可動テーブル３Ａを駆動して基板
１を第１作業ステージＡへ移動させる（矢印ｂおよびハ
位置の基板１を参照）。そこで基板１をカメラ（図示せ
ず）で観察し、基板１のＸＹθ方向の位置ずれを検出す
る。次にこの検出結果に基いて、第１可動テーブル３Ａ
を駆動して基板１をＸＹθ方向へ移動させることによ
り、基板１の位置ずれを補正する。

【０００６】図３（ｂ）におけるニ位置の基板１は、位
置ずれの補正が終了した状態を示している。そこで第１
作業ステージＡに設けられた作業ユニット（図示せず）
を駆動して、基板１の長辺の側縁部と２つの短辺の側縁
部に異方性導電テープ（図示せず。以下、「ＡＣＦ」と
いう）を貼着する。なおＡＣＦの表面には、一般にセパ
レートテープが貼り付けられており、ＡＣＦを基板１に
貼着した後、セパレートテープはＡＣＦから剥ぎ取られ
る。

【０００７】以上のようにして基板１の側縁部にＡＣＦ
を貼着したならば、第１可動テーブル３Ａを駆動して基
板１を搬送路Ｎへ復帰させる（図３（ｂ）における矢印
ｃおよびホ位置の基板１を参照）。ここで第１作業ステ
ージＡから搬送路Ｎへ基板１を復帰させる場合、第１可
動テーブル３Ａを駆動することにより基板１は当初の姿
勢（図３（ａ）におけるロ位置の姿勢）に戻される。し
たがって第１可動テーブル３Ａ上の基板１の姿勢は図示
するように再び水平方向にくずれ、ＸＹθ方向の位置ず
れが発生することとなる。

【０００８】次にＰＰＨはホ位置の基板１をピックアッ
プし、第２可動テーブル３Ｂへ受け渡す（図３（ｂ）に
おける矢印ｄおよびヘ位置の基板１を参照）。以下、上
記の場合と同様にして第２可動テーブル３Ｂが駆動して
基板１は第２ステージＢへ移送され（矢印ｅ）、再度基
板１の位置ずれの検出と補正を行ったうえで、第２ステ
ージ３Ｂに設けられた作業ユニットによりＡＣＦ上に電
子部品を実装する。実装が終ったならば、第２可動テー
ブル３Ｂを駆動して基板１は搬送路Ｎへ復帰するが（矢
印ｆ）、この場合も、基板１は当初の姿勢状態に戻され
る。以下同様にして、基板１は矢印ｇ，ｈ・・・で示す
ように搬送され、基板１に対する次の作業が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子部品実
装方法では、基板１を第１作業ステージＡ、第２作業ス
テージＢ、第３作業ステージＣから搬送路Ｎへ復帰させ
るときには、第１可動テーブル３Ａ、第２可動テーブル
３Ｂ、第３可動テーブル３Ｃは当初の姿勢に戻されてい
たため、第１可動テーブル３Ａ、第２可動テーブル３
Ｂ、第３可動テーブル３Ｃ上の基板１も、図３（ｂ）の
ホ位置の基板１に示されるように、ＸＹθ方向の位置ず
れを含む当初の姿勢に戻るようになっていた。そしてこ
の位置ずれを含む基板１をＰＰＨにより、第２可動テー
ブル３Ｂ以下の下流の可動テーブルへ受け渡していたた
め、基板１には次第にＸＹθ方向の位置ずれが累積して
いき、このため第２作業ステージＢ以下の下流の作業ス
テージにおける基板の位置ずれ補正に多大なタクトタイ
ムを要するようになり、ひいては電子部品の実装能率が
低下するという問題点があった。

【００１０】したがって本発明は、上記従来の問題点を
解消し、電子部品の実装能率をあげることができる電子
部品実装方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品実装方
法は、前記搬送路に位置する前記可動テーブル上にピッ
クアップアンドプレイスヘッドにより基板を受け渡す工
程と、基板を受け取った可動テーブルを前記作業ステー
ジへ移動させる工程と、前記検出手段により基板の水平
方向の位置ずれを検出する工程と、前記可動テーブルを
駆動して基板を水平方向へ移動させることにより検出さ
れた位置ずれを補正する工程と、位置ずれが補正された
基板に対して前記作業ユニットを動作させて電子部品の
実装などの所定の作業を行う工程と、作業ユニットによ
る所定の作業が終了したならば、基板の位置ずれが補正
されたままの状態で前記可動テーブルを駆動して基板を
前記搬送路へ復帰させる工程と、前記搬送路に復帰した
前記可動テーブル上の基板をピックアップアンドプレイ
スヘッドによりピックアップして次の可動テーブルに受
け渡す工程とを含むものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明によれば、基板の位置ずれ
を検出し補正した後、基板に対する所定作業を行い、作
業ユニットによる所定作業が終了したならば、基板を搬
送路に復帰させるが、この場合、基板は位置ずれが補正
された状態で搬送路に復帰させられるので、基板の位置
ずれが累積されていくことはなく、したがって下流の作
業ステージにおける基板の位置ずれ補正に要するタクト
タイムは削減され、電子部品の実装能率は向上する。

【００１３】次に、本発明の一実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品
実装装置の斜視図、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は同平
面図である。なお図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、一連
の動作を連続的に示すものである。

【００１４】図１において、１０は基台であり、一方の
側部には基板１の供給テーブル２が設けられており、他
方の側部には電子部品の実装が終了した基板１を回収す
る回収テーブル４が設けられている。基台１０の前縁部
に沿って移動テーブル５が設けられている。移動テーブ
ル５にはアーム６が保持されており、アーム６の先端部
にはピックアップアンドプレイスヘッド（ＰＰＨ）７が
保持されている。ＰＰＨ７は吸着パッドから成ってお
り、基板１のセンターを真空吸着して基板１をピックア
ップし、移動テーブル５に沿って下流へ移送する。Ｎは
ＰＰＨ７による基板１の搬送路である。この搬送路Ｎに
よる基板１の搬送方向をＸ方向とする。なお図３に示す
従来例と同一要素には同一符号を付している。

【００１５】搬送路Ｎに沿って、第１可動テーブル１２
Ａ、第２可動テーブル１２Ｂ、第３可動テーブル１２Ｃ
が順に配設されている。これらはいずれも同構造であっ
て、Ｙテーブル１３、Ｘテーブル１４、θテーブル１５
を段積して構成されており、θテーブル１５上に載せら
れた基板１をＹ方向、Ｘ方向、θ（回転）方向へ水平移
動させる。

【００１６】搬送路Ｎの側方には、第１作業ユニット２
１、第２作業ユニット２２、第３作業ユニット２３が順
に配設されている。第１可動テーブル１２Ａは、基板１
を搬送路Ｎと第１作業ユニット２１の間を移動させる。
同様に、第２可動テーブル１２Ｂは基板１を搬送路Ｎと
第２作業ユニット２２の間を移動させ、また第３可動テ
ーブル１２Ｃは基板１を搬送路Ｎと第３作業ユニット２
３の間を移動させる。第１作業ユニット２１の直下が第
１作業ステージＡであり、第２作業ユニット２２の直下
が第２作業ステージＢであり、第３作業ユニットＣの直
下が第３作業ステージＣである（図２も参照）。

【００１７】第１作業ユニット２１は、異方性導電テー
プ（ＡＣＦ）２１ａが収納されたケース２１ｂと、ＡＣ
Ｆ２１ａを基板１の側縁部に押し付けてボンディングす
るための作業ツールである押圧ツール２１ｃなどを有し
ている。また第１作業ステージＡの上方には、第１作業
ステージＡに位置する基板１を観察し、そのＸＹθ方向
の位置ずれを検出する検出手段としての第１カメラ３１
が設けられている。また第２作業ステージＢに位置する
基板１の上方にも同様の第２カメラ３２が設けられてお
り、また第３作業ステージＣに位置する基板１の上方に
も同様の第３カメラ３３が設けられている。

【００１８】第２作業ユニット２２は、ターンテーブル
２２ａと、ターンテーブル２２ａに保持されて水平方向
へ回転する作業ツールとしてのノズル２２ｂが複数個備
えられている。第２作業ユニット２２の後方には、マガ
ジン３４が設けられている。マガジン３４内には第１ト
レイ３５と第２トレイ３６が収納されている。第１トレ
イ３５には、基板１の長辺の側縁部に実装される電子部
品が収納されている。また第２トレイ３６には、基板１
の短辺の側縁部に実装される電子部品が収納されてい
る。第１トレイ３５と第２トレイ３６は、移動テーブル
（図示せず）に駆動されてＸ方向へ移動し、選択的にタ
ーンテーブル２２ａの背後に位置することができる。タ
ーンテーブル２２ａが水平回転すると、ノズル２２ｂも
水平回転する。そしてノズル２２ｂは第１トレイ３５や
第２トレイ３６に収納された電子部品を真空吸着してピ
ックアップし、第１作業ユニット２１により予め基板１
の側縁部に貼着されたＡＣＦ２１ａ上に電子部品をボン
ディングする。

【００１９】第３作業ユニット２３は、作業ツールとし
ての熱圧着ツール２３ａを有している。この熱圧着ツー
ル２３ａは、上下動作を行ってＡＣＦ２１ａ上にボンデ
ィングされた電子部品のリードに押し付けられ、リード
をＡＣＦ２１ａを介して基板１の側縁部の電極にボンデ
ィングする。４０は上記諸要素が組み付けられたカバー
ケースである。なお、第１作業ユニット２１、第２作業
ユニット２２、第３作業ユニット２３などの詳細な構造
については、本発明と直接関連性はないので、以上のよ
うに簡単に説明した。

【００２０】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、次に図１および図２を参照して、電子部品
を基板に実装する動作を説明する。なお図２において、
第１可動テーブル１２Ａ〜第３可動テーブル１２Ｃはイ
メージ的に表している。図１および図２（ａ）におい
て、供給テーブル２上に載せられたイ位置の基板１は、
ＰＰＨ７によりピックアップされ、搬送路Ｎ上で待機す
る第１可動テーブル１２Ａのθテーブル１５上に受け渡
される（矢印ａ）。図２（ａ）において、ロ位置の基板
１は、第１可動テーブル１２Ａ上に受け渡された基板１
を示している。このロ位置の基板１は、従来例の説明で
述べたように、また図示するように、ＸＹθ方向の位置
ずれを有している。

【００２１】次にＹテーブル１３が駆動することによ
り、基板１は第１作業ステージＡ（すなわち第１作業ユ
ニット２１の直下）のハ位置へ移送される（矢印ｂ）。
そこで第１カメラ３１により基板１を観察し、基板１の
ＸＹθ方向の位置ずれを検出する。そしてこの検出結果
にしたがって、Ｙテーブル１３、Ｘテーブル１４、θテ
ーブル１５を駆動するこにより、基板１をＸＹθ方向へ
移動させ、基板１の位置ずれを補正する（図２（ｂ）の
ニ位置の基板１を参照）。

【００２２】このようにして基板１の位置ずれを補正し
たならば、まず基板１の長辺に押圧ツール２１ｃにより
ＡＣＦ２１ａを貼着し、次に基板１を９０°あるいは１
８０°水平回転させたうえで、２つの短辺の側縁部にＡ
ＣＦ２１ａを貼着する。ＡＣＦ２１ａの貼着が終了した
ならば、基板１を水平移動させて、図２（ｂ）のニ位置
で示す姿勢、すなわちＸＹθ方向の位置ずれが補正され
た姿勢に戻す。次にＹテーブル１３を駆動して、基板１
を矢印ｃ方向へ移送し、搬送路Ｎのホ位置に復帰させ
る。したがってホ位置の基板１は、ＸＹθ方向の位置ず
れはまったく若しくはほとんど有していない。

【００２３】次にＰＰＨ７は、第１可動テーブル１２Ａ
上の基板１をピックアップし、第２可動テーブル１２Ｂ
に受け渡す（矢印ｄおよびヘ位置の基板１を参照）。こ
の第２可動テーブル１２Ｂ上のヘ位置の基板１には、Ｐ
ＰＨ７による第１可動テーブル１２Ａからのピックアッ
プおよび第２可動テーブル１２Ｂへの受け渡し（プレイ
ス）のために、図示するように新たにＸＹθ方向の位置
ずれが若干生じている。次に第２可動テーブル１２Ｂの
Ｙテーブル１３が駆動し、基板１は第２作業ユニット２
２の下方の第２作業ステージＢへ移送される（矢印ｅお
よびト位置の基板１を参照）。

【００２４】この第２作業ステージＢにおいても、第１
作業ステージＡの場合と同様に、第２カメラ３２で基板
１を観察して基板１のＸＹθ方向の位置ずれを検出し、
検出結果にしたがって、第２可動テーブル１２Ｂを駆動
して基板１の位置ずれを補正する。図２（ｃ）のチ位置
の基板１は、上述したニ位置の基板１と同様に、ＸＹθ
方向の位置ずれが補正された基板１を示している。

【００２５】次に第２作業ユニット２２のノズル２２ｂ
により、第１トレイ３５の電子部品を基板１の長辺の側
縁部に貼着されたＡＣＦ２１ａ上に次々にボンディング
する。また基板１を９０°あるいは１８０°水平回転さ
せたうえで、２つの短辺の側縁部に貼着されたＡＣＦ２
１ａ上に第２トレイ３６の電子部品を次々にボンディン
グする。

【００２６】電子部品のボンディングが終了したなら
ば、基板１を水平移動させて図２（ｃ）のチ位置に示す
姿勢（すなわちＸＹθ方向の位置ずれが補正された状
態）に戻す。次にＹテーブル１３を駆動して基板１を矢
印ｆ方向へ移送し、搬送路Ｎに復帰させる（リ位置の基
板１を参照）。したがってこの状態で、基板１はＸＹθ
方向の位置ずれはまったく若しくはほとんど有していな
い。

【００２７】次にＰＰＨ７は第２可動テーブル１２Ｂ上
の基板１をピックアップし、第３可動テーブル１２Ｃへ
受け渡す（矢印ｇ参照）。以下の動作は、上述した動作
と同じであって、この第３可動テーブル１２Ｃ上の基板
１にも、ＰＰＨ７による第２可動テーブル１２Ｂからの
ピックアップおよび第３可動テーブル１３Ｃへの受け渡
しのために、新たにＸＹθ方向の位置ずれが若干生じて
いる。次に第３可動テーブル１３ＣのＹテーブル１３が
駆動し、基板１は第３作業ユニット２３の下方の第３作
業ステージＣへ移送される（矢印ｈ参照）。この第３作
業ステージＣにおいても、第３カメラ３３で基板１を観
察してそのＸＹθ方向の位置ずれを検出する。そして検
出結果にしたがって第３可動テーブル１３Ｃを駆動し、
この位置ずれを補正する。

【００２８】次に第３作業ユニット２３の熱圧着ツール
２３ａを電子部品のリードに押し付けて、電子部品のリ
ードをＡＣＦ２１ａを介して基板１の電極にボンディン
グする。この場合も、基板１を９０°あるいは１８０°
水平回転させて、長辺と２つの短辺の電子部品のリード
に熱圧着ツール２３ａを押し付けて、電子部品のリード
のボンディングが行われる。

【００２９】以上のようにして電子部品の基板１への実
装が終了したならば、基板１は矢印ｉで示すように搬送
路Ｎへ戻される。勿論この場合も、上述の場合と同様
に、基板１はＸＹθ方向の位置ずれが補正された姿勢
で、搬送路Ｎに戻される。以上により一連の作業は終了
し、基板１は次の工程へ送り出される。なお本発明は上
記実施の形態に限定されないのであって、例えばピック
アップアンドプレイスヘッドを複数個設け、これらのピ
ックアップアンドプレイスヘッドにより並行して上述し
た作業を行ってもよいものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、複数の作業ステージで
基板に対する所定作業を順に行っていくにあたり、下流
の作業ステージへは基板の位置ずれを補正した状態で受
け渡すようにしているので、基板の位置ずれが累積され
ていくことはなく、したがって下流の作業ステージにお
ける基板の位置ずれ補正に要するタクトタイムは削減さ
れ、電子部品の実装能率は向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図

【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置の平面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面
図 （ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面
図

【図３】（ａ）従来の電子部品実装装置の平面図 （ｂ）従来の電子部品実装装置の平面図

【符号の説明】

１ 基板 ７ ピックアップアンドプレイスヘッド １２Ａ 第１可動テーブル １２Ｂ 第２可動テーブル １３Ｃ 第３可動テーブル ２１ 第１作業ユニット ２２ 第２作業ユニット ２３ 第３作業ユニット ３１ 第１カメラ ３２ 第２カメラ ３３ 第３カメラ Ａ 第１作業ステージ Ｂ 第２作業ステージ Ｃ 第３作業ステージ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の搬送路と、この搬送路の側方にピッ
   チをおいて設けられた複数個の作業ユニットと、この搬
   送路と作業ユニットが設けられた作業ステージの間を基
   板を移送する可動テーブルと、この可動テーブルに保持
   された基板の位置ずれを検出する検出手段と、前記搬送
   路上の前記可動テーブルに対する基板の受け渡しを行う
   ピックアンドプレイスヘッドとがあり、 前記搬送路に位置する前記可動テーブル上にピックアッ
   プアンドプレイスヘッドにより基板を受け渡す工程と、
   基板を受け取った可動テーブルを前記作業ステージへ移
   動させる工程と、前記検出手段により基板の水平方向の
   位置ずれを検出する工程と、前記可動テーブルを駆動し
   て基板を水平方向へ移動させることにより検出された位
   置ずれを補正する工程と、位置ずれが補正された基板に
   対して前記作業ユニットを動作させて電子部品の実装な
   どの所定の作業を行う工程と、作業ユニットによる所定
   の作業が終了したならば、基板の位置ずれが補正された
   ままの状態で前記可動テーブルを駆動して基板を前記搬
   送路へ復帰させる工程と、前記搬送路に復帰した前記可
   動テーブル上の基板をピックアップアンドプレイスヘッ
   ドによりピックアップして次の可動テーブルに受け渡す
   工程と、を含むことを特徴とする電子部品実装方法。