JP3482935B2 - 電子部品搭載装置および電子部品搭載方法 - Google Patents

電子部品搭載装置および電子部品搭載方法

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JP3482935B2 JP2000077618A JP2000077618A JP3482935B2 JP 3482935 B2 JP3482935 B2 JP 3482935B2 JP 2000077618 A JP2000077618 A JP 2000077618A JP 2000077618 A JP2000077618 A JP 2000077618A JP 3482935 B2 JP3482935 B2 JP 3482935B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップなど
の電子部品をワークに搭載する電子部品搭載装置および
電子部品搭載方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体チップなどの電子部品をリードフ
レームなどのワークに実装する際の所要位置精度の高度
化に伴い、実装時の電子部品とワークの位置ずれを画像
認識によって補正する方法が広く用いられるようになっ
ている。この方法は、電子部品の実装に先立ってワーク
や電子部品をカメラで撮像し、得られた画像データに基
づいてワークや電子部品の位置を検出し、この検出結果
により実装時の位置補正を行うものである。このため、
従来より認識対象ごとにすなわち電子部品の供給部とワ
ーク保持部とにそれぞれ専用のカメラを設け、これらの
カメラにより個別に撮像を行って電子部品やワークの認
識を行う方法が用いられていた。しかしながら、この方
法では高価なカメラや画像処理装置を複数備える必要が
あるため、近年電子部品をピックアップして移動する搭
載ヘッドに一体的に移動するカメラを装着し、1台のカ
メラで電子部品とワークの双方を撮像させる方式が採用
されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に搭載ヘッドとともにカメラを一体的に移動させて電子
部品やワークを認識するためには、カメラを撮像位置ま
で移動させた後撮像に要する時間だけ搭載ヘッドを一時
停止させる必要があった。このため、搭載ヘッドの動作
において頻繁に一時停止を行うことからサイクルタイム
が遅延し、生産性の向上が阻害されるという問題点があ
った。
【0004】そこで本発明は、サイクルタイムを短縮し
て生産性を向上させることができる電子部品搭載装置お
よび電子部品搭載方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の電子部品
搭載装置は、電子部品の供給部と、電子部品が搭載され
るワークを保持するワーク保持部と、下端部に吸着ノズ
ルを備え前記供給部から電子部品をピックアップしてワ
ーク保持部のワークへ搭載する搭載ヘッドと、この搭載
ヘッドを前記供給部とワーク保持部のワークに対して相
対的に移動させる移動手段と、前記搭載ヘッドと一体的
に移動し供給部の電子部品およびワーク保持部に保持さ
れたワークの一次元画像を撮像する一次元画像検出手段
と、この一次元画像検出手段を前記移動手段によってス
キャンさせて得られた複数の一次元画像より電子部品お
びワークの二次元画像を取得しこの二次元画像より電
子部品およびワークを認識する画像認識部と、この画像
認識部の認識結果に基づいて前記移動手段および搭載ヘ
ッドを制御して電子部品をワークに実装する実装動作を
行わせる制御部とを備えた。
【0006】 請求項2記載の電子部品搭載方法は、電
子部品の供給部から電子部品を下端部に吸着ノズルを備
えた搭載ヘッドによりピックアップし、ワーク保持部に
保持されたワークに搭載する電子部品搭載方法であっ
て、前記搭載ヘッドと一体的に移動する一次元画像検出
手段を搭載ヘッドを前記供給部およびワーク保持部のワ
ークに対して相対的に移動させる移動手段によってスキ
ャンさせて供給部の電子部品およびワーク保持部に保持
されたワークの一次元画像を撮像する工程と、これらの
複数の一次元画像より電子部品およびワークの二次元画
像を取得する工程と、この二次元画像より電子部品およ
びワークを認識する工程と、この認識結果に基づいて制
御部によって前記移動手段および搭載ヘッドを制御して
電子部品をワークに搭載する実装動作工程とを含む。
【0007】 本発明によれば、搭載ヘッドと一体的に
移動する一次元画像検出手段を、搭載ヘッドを移動させ
る移動手段によってスキャンさせて供給部の電子部品お
びワーク保持部に保持されたワークの一次元画像を撮
像して得られた複数の一次元画像より電子部品およびワ
ークの二次元画像を取得し、この二次元画像より電子部
品およびワークを認識することにより、1台の画像認識
手段によって撮像時の一時停止を行うことなく効率的に
画像認識を行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明の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
部品搭載装置の斜視図、図2は本発明の一実施の形態の
電子部品搭載装置の正面図、図3、図4は本発明の一実
施の形態の電子部品搭載装置の動作説明図である。
【0009】まず図1、図2を参照して電子部品実装装
置の構成を説明する。図1において電子部品の供給部1
はXYテーブル2を備えており、XYテーブル2には電
子部品であるチップ3が多数貼着されたウェハシート4
が保持されている。XYテーブル2を駆動することによ
り、チップ3はX方向およびY方向に移動する。図2に
示すように、供給部1のウェハシート4の下方には、エ
ジェクタユニット18が配設されている。エジェクタユ
ニット18は、搭載ヘッドによりチップ3を取り出す際
にチップ3を下方からピンで突き上げる。
【0010】電子部品の供給部1の上方には、チップ搭
載部5が配設されており、チップ搭載部5は搭載ヘッド
移動テーブル6を備えている。搭載ヘッド移動テーブル
6には移動ベース7が装着され、移動ベース7には搭載
ヘッド8および一次元カメラ9が装着されている。搭載
ヘッド移動テーブル6を駆動することにより、搭載ヘッ
ド8および一次元カメラ9が一体的に水平移動する。搭
載ヘッド移動テーブル6は、搭載ヘッド8を供給部1と
基板保持部11の基板13に対して相対移動させる移動
手段を構成する。
【0011】搭載ヘッド8は下端部に吸着ノズル8aを
備えており、供給部1に位置決めされたチップ3を吸着
ノズル8aにより吸着保持して取り出す。この取り出し
時には、位置決めされたチップ3は下方からエジェクタ
ユニット18により突き上げられる。エジェクタユニッ
ト18やXYテーブル2の動作は、制御部17によって
制御される。
【0012】一次元カメラ9は一次元画像検出手段であ
り、チップ3やこのチップ3が実装される基板の一次元
画像を撮像する。一次元カメラ9はCCD等の複数の受
光素子を一列に並べた受光部を備えており、この受光素
子の並び方向は搭載ヘッド移動テーブル6による搭載ヘ
ッド8の移動方向と直交する向きとなっている。撮像さ
れた一次元画像は、画像認識部16へ送られる。搭載ヘ
ッド移動テーブル6には、リニアスケール10が装着さ
れており、搭載ヘッド移動テーブル6を駆動して搭載ヘ
ッド8と一次元カメラ9をX方向に移動させる際に、X
方向の位置を検出できるようになっている。すなわち、
リニアスケール10は一次元カメラ9の位置検出手段と
なっている。
【0013】画像認識部16は、一次元カメラ9をスキ
ャンさせることにより得られたチップ3や基板13の複
数の一次元画像に基づいてチップ3や基板の二次元画像
を取得する。すなわち、一次元カメラ9を搭載ヘッド移
動テーブル6によって移動させる過程で、リニアスケー
ル10によって一次元カメラ9の位置を検出しながら所
定タイミングでチップ3や基板13の一次元画像を検出
する撮像を反復して行うことにより、複数の一次元画像
を所定間隔で配列したチップ3や基板13の二次元画像
を取得する。そしてこの二次元画像に基づき画像認識部
16は、チップ3や基板の認識をおこなう。
【0014】搭載ヘッド移動テーブル6の下方には、基
板保持部11が配設されており、基板保持部11は基板
移動テーブル12を備えている。基板移動テーブル12
上には、チップ3が搭載されるワークである基板13が
保持されている。基板移動テーブル12を駆動すること
により、保持された基板13はY方向に水平移動する。
基板移動テーブル12は、搭載ヘッド移動テーブル6と
ともに、搭載ヘッド8を供給部1と基板保持部11の基
板に対して相対移動させる移動手段を構成する。基板移
動テーブル6の動作は、制御部17によって制御され
る。
【0015】搭載ヘッド8によって供給部1から取り出
されたチップ3は、基板13の実装位置14に搭載され
る。この供給部1からの取り出しに際しては、チップ3
の位置が認識され、この認識結果に基づいてチップ3の
位置あわせを行った上で吸着ノズル8aによってチップ
3を吸着保持して取り出す。また基板13には対角位置
に認識マーク15A、15Bが設けられており、認識マ
ーク15A、15Bを認識することにより、基板13の
位置を認識し実装位置14の位置を検出する。
【0016】チップ3を基板13に搭載する実装動作に
おいては、検出された基板13の位置ずれを補正した上
で、チップ3を基板13の実装位置14に搭載する。こ
の実装動作は、画像認識部16のチップ3および基板1
3の認識結果に基づいて、制御部17によって搭載ヘッ
ド8、搭載ヘッド移動テーブル6、基板移動テーブル1
2を制御することにより行われる。
【0017】この電子部品搭載装置は上記のように構成
されており、以下搭載動作について図3、図4を参照し
て説明する。まず、図3(a)に示すように、搭載ヘッ
ド移動テーブル6を駆動して、一次元カメラ9を基板1
3の認識マーク15Aの上方に移動させる。そして、図
3(a)に示す位置から一次元カメラ9をわずかにX方
向に移動させて図3(b)に示す位置に移動するまでの
間、一次元カメラ9による認識マーク15Aの周辺の撮
像を所定タイミングで複数回行う。
【0018】このようにして一次元カメラ9をスキャン
して得られた複数の一次元画像に基づき、画像認識部1
6は認識マーク15Aの二次元画像を取得する。そして
取得された二次元画像より、認識マーク15Aの位置を
認識する。この位置認識動作は、基板13の対角位置に
あるもう1つの認識マーク15Bについても同様に行わ
れる。これらの2つの認識マーク15A,15Bの位置
認識結果から、基板13の位置を認識し各実装位置14
の位置ずれを求める。
【0019】次に、搭載ヘッド移動テーブル6を駆動し
て、一次元カメラ9を供給部1のウェハシート4上に移
動させる。このとき、供給部1では、取り出し対象のチ
ップ3がエジェクタユニット18の上方に位置して取り
出し待機状態にある。そして、図3(c)に示すよう
に、一次元カメラ9の撮像位置が当該チップ3の一端部
にある状態から、一次元カメラ9をX方向に移動させて
図3(d)に示す位置、すなわち撮像位置が当該チップ
3の他端部に移動するまでの間、一次元カメラ9による
チップ3の撮像を所定タイミングで複数回行う。このよ
うにして得られた複数の一次元画像に基づき、画像認識
部16はチップ3の二次元画像を取得する。そして取得
された二次元画像より、当該チップ3の位置を認識す
る。
【0020】そして、チップ3の位置が検出されたなら
ば、位置検出結果に基づいてXYテーブル2を駆動し、
図4(a)に示すように搭載ヘッド8による取り出し位
置にチップ3を位置あわせする。そして、図4(b)に
示すように搭載ヘッド8の吸着ノズル8aによってチッ
プ3を吸着保持して取り出しす。その後、再び搭載ヘッ
ド移動テーブル6を駆動して搭載ヘッド8を基板保持部
11に保持された基板13上に移動させる。そして吸着
ノズル8aに保持されたチップ3を、図4(d)に示す
ように基板13上の実装位置14(図1参照)に搭載す
る。この搭載動作において、既に検出された実装位置1
4の位置ずれが補正される。
【0021】上記説明したように本発明は、搭載ヘッド
8を移動させる搭載ヘッド移動テーブル6に搭載ヘッド
8と一体的に移動する一次元カメラ9を装着して、この
一次元カメラ9により供給部1のチップ3と基板保持部
11の基板13の双方を撮像するものである。
【0022】そして撮像においては、一次元カメラ9を
スキャンさせて得られた複数の一次元画像に基づいて二
次元画像を取得することにより、撮像動作において一次
元カメラ9を撮像対象に対して相対的に静止させる必要
がない。したがって、撮像のための静止時間を省いて効
率のよい基板・電子部品の認識を1台の画像認識手段に
よって行うことができるとともに、搭載ヘッド8の動作
において撮像のための一時停止を行わないことから、実
装タクトタイムを短縮して生産性を向上させることがで
きる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、搭載ヘッドと一体的に
移動する一次元画像検出手段を、搭載ヘッドを移動させ
る移動手段によってスキャンさせて供給部の電子部品お
びワーク保持部に保持されたワークの一次元画像を撮
像して得られた複数の一次元画像より電子部品およびワ
ークの二次元画像を取得し、この二次元画像より電子部
品およびワークを認識するようにしたので、1台の画像
認識手段によって撮像時の一時停止を行うことなく効率
的に画像認識を行うことができるとともに、実装サイク
ルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。
【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搭載装置の斜
視図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の正
面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の動
作説明図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の動
作説明図
【符号の説明】
1 供給部 2 XYテーブル 3 チップ 6 搭載ヘッド移動テーブル 8 搭載ヘッド 9 一次元カメラ 11 基板保持部 13 基板 14 実装位置 15A、15B 認識マーク

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品の供給部と、電子部品が搭載され
    るワークを保持するワーク保持部と、下端部に吸着ノズ
    ルを備え前記供給部から電子部品をピックアップしてワ
    ーク保持部のワークへ搭載する搭載ヘッドと、この搭載
    ヘッドを前記供給部とワーク保持部のワークに対して相
    対的に移動させる移動手段と、前記搭載ヘッドと一体的
    に移動し供給部の電子部品およびワーク保持部に保持さ
    れたワークの一次元画像を撮像する一次元画像検出手段
    と、この一次元画像検出手段を前記移動手段によってス
    キャンさせて得られた複数の一次元画像より電子部品お
    びワークの二次元画像を取得しこの二次元画像より電
    子部品およびワークを認識する画像認識部と、この画像
    認識部の認識結果に基づいて前記移動手段および搭載ヘ
    ッドを制御して電子部品をワークに実装する実装動作を
    行わせる制御部とを備えたことを特徴とする電子部品搭
    載装置。
  2. 【請求項2】電子部品の供給部から電子部品を下端部に
    吸着ノズルを備えた搭載ヘッドによりピックアップし、
    ワーク保持部に保持されたワークに搭載する電子部品搭
    載方法であって、前記搭載ヘッドと一体的に移動する一
    次元画像検出手段を搭載ヘッドを前記供給部およびワー
    ク保持部のワークに対して相対的に移動させる移動手段
    によってスキャンさせて供給部の電子部品およびワーク
    保持部に保持されたワークの一次元画像を撮像する工程
    と、これらの複数の一次元画像より電子部品およびワ
    クの二次元画像を取得する工程と、この二次元画像より
    電子部品およびワークを認識する工程と、この認識結果
    に基づいて制御部によって前記移動手段および搭載ヘッ
    ドを制御して電子部品をワークに搭載する実装動作工程
    とを含むことを特徴とする電子部品搭載方法。
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