JP4323410B2

JP4323410B2 - 電子部品の実装装置及び実装方法

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Publication number: JP4323410B2
Application number: JP2004308379A
Authority: JP
Inventors: 圭剛広瀬
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: JP2006120929A

Description

この発明は基板としてのたとえば液晶表示装置に用いられるガラス製のパネルに、電子部品としてのたとえばＴＣＰ（Tape Carrier Package）を実装する電子部品の実装装置及び実装方法に関する。

たとえば、液晶表示装置を製造する場合、基板としてのパネルに、電子部品としてのＴＣＰを実装するための実装装置が用いられる。上記ＴＣＰは金型によってキヤリアテープから打ち抜かれた後、所定角度ずつ間欠的に回転駆動されるインデックステーブルに供給される。このインデックステーブルには１回当たりの回転角度に応じた間隔で周方向に複数のヘッドが設けられている。そして、上記金型によって打ち抜かれたＴＣＰは複数のヘッドに順次供給される。

上記パネルはパネルテーブルに位置決め載置されていて、このパネルテーブルによってＸＹ方向に駆動されるようになっている。上記インデックステーブルの実装ポジションにおいて、上記ＴＣＰに設けられた位置合わせマークと、上記パネルに設けられた位置合わせマークとが撮像カメラによって撮像され、その撮像信号が画像処理部で処理される。そして、画像処理部での処理に基いて、上記ＴＣＰの位置合わせマークに上記パネルの位置合わせマークが一致するよう、上記パネルテーブルの駆動が制御されて上記パネルが位置決めされるようになっている。

上記電子部品に対して上記パネルが位置決めされると、その電子部品を保持したヘッドが下降方向に駆動され、電子部品を上記パネルに設けられた粘着性の異方性導電部材を介して圧着するようになっている。インデックステーブルを用いて基板に電子部品を実装する従来の実装装置は、たとえば特許文献１に開示されている。
特開２００２−３０５３９８号

上述した従来技術によると、インデックステーブルの実装ポジションに上記撮像カメラが配設されている。そして、実装ポジションに位置決めされたＴＣＰに対し、パネルの上記ＴＣＰが実装される部分が近づき、このパネルに設けられた第１の位置合わせマークが上記ＴＣＰに設けられた第２の位置合わせマークとともに上記撮像カメラの視野範囲内に入ると、上記パネルの搬送を停止して上記第１、第２の位置合わせマークを上記撮像カメラによって撮像する。つまり、上記撮像カメラの視野範囲内で、所定間隔で離間した第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとが撮像される。

上記撮像カメラからの撮像信号は制御装置に入力されて処理され、ここで上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの中心座標が算出される。したがって、その算出結果に基いて第１の位置合わせマークが第２の位置合わせマークに一致するよう、パネルテーブルの搬送を上記制御装置によって制御しなければならない。

しかしながら、実装ポジションの近くまでパネルを搬送し、このパネルの第１の位置合わせマークを、上記撮像カメラによって撮像した後、このパネルを再度駆動して第１の位置合わせマークをＴＣＰの第２の位置合わせマークに一致させる場合、撮像カメラによる第１、第２の位置合わせマークの撮像後に、たとえばパネルを搬送するパネルテーブルやＴＣＰを搬送して位置決めしたインデックステーブルに不用意な外力や振動が加わることがある。

パネルテーブルやインデックステーブルに不用意な外力や振動が加わると、パネルやＴＣＰに位置ずれが生じる。そのため、撮像カメラの撮像結果に基いてパネルを実装ポジションに位置決めしても位置ずれが生じ、所望する位置決め精度が得られないということがある。

また、撮像カメラの視野範囲内で、比較的大きな間隔で離間した第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークが一致するようパネルを移動させる場合、移動時にパネルに慣性力が生じないよう移動速度を遅くしなければならないから、その位置合わせに時間が掛かり、タクトタイムが長くなるということがあった。

この発明は、基板に対して電子部品を高い位置決め精度で実装することができるばかりか、実装に要する時間を短縮することもできるようにした電子部品の実装装置及び実装方法を提供することにある。

この発明は、基板と電子部品とを実装ポジションに搬送し、この実装ポジションで上記基板に上記電子部品を実装する電子部品の実装装置であって、
上記基板を搬送する第１の搬送手段と、
周方向に複数の吸着ヘッドが上下動可能に設けられこの吸着ヘッドの下端面に上記電子部品を吸着して搬送するインデックステーブルからなる第２の搬送手段と、
上記第２の搬送手段の上記吸着ヘッドによって上記実装ポジションに搬送位置決めされた上記電子部品を上記吸着ヘッドを下降方向に駆動して上記第１の搬送手段によって上記実装ポジションに搬送位置決めされた上記基板に実装するシリンダと、
上記電子部品を上記基板に実装する前に、上記実装ポジションの近くの視野範囲内で上記第１の搬送手段によって搬送される上記基板と上記実装ポジションに位置決めされた上記電子部品とにそれぞれ設けられた第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークを同時に撮像する第１の撮像手段と、
この第１の撮像手段からの撮像信号に基いて上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの座標の算出及びその算出に基く上記基板の位置決めをこれらマークの座標のずれ量が所定の範囲内になるまで繰り返して行ってから上記電子部品を上記基板に実装させる制御手段と、
上記吸着ヘッドの下端面に保持された電子部品が上記基板に実装されて上記インデックステーブルが所定角度回転駆動されたときに、上記吸着ヘッドの下端面に設けられた第３のマークを撮像しその撮像に基づいて上記制御手段によって上記インデックステーブルの回転角度にずれがあるか否かの判定及びその判定に基づく補正をさせる第２の撮像手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置にある。

この発明は、基板と電子部品とを実装ポジションに搬送し、この実装ポジションで上記基板に上記電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
上記基板を搬送する工程と、
上記電子部品をインデックステーブルに周方向に所定間隔で設けられた複数の吸着ヘッドの下端面に吸着保持して搬送する工程と、
上記電子部品と上記基板とを実装ポジションに搬送位置決めし、上記基板に上記電子部品を実装する工程と、
上記基板に上記電子部品を実装する前に、上記実装ポジションに向かって搬送される上記基板に設けられた第１の位置合わせマークと、上記実装ポジションに位置決めされた上記電子部品に設けられた第２の位置合わせマークとを同時に撮像する工程と、
上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの撮像に基いてこれら位置合わせマークの座標の算出及びその算出に基く上記基板の位置決めをこれらマークの座標のずれ量が所定の範囲内になるまで繰り返して行ってから上記電子部品を上記基板に実装する工程と、
上記吸着ヘッドの下端面に保持された電子部品が上記基板に実装されて上記インデックステーブルが所定角度回転駆動されたときに、上記吸着ヘッドの下端面に設けられた第３のマークを撮像しその撮像に基づいて上記インデックステーブルの回転角度にずれがあるか否かの判定及びその判定に基づいて補正をする工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法にある。

上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの撮像に基く上記基板の位置決めを連続的に繰り返すことが好ましい。

上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの撮像に基く上記基板の位置決めを間欠的に繰り返すことが好ましい。

この発明によれば、基板に設けられた第１の位置合わせマークと電子部品に設けられた第２の位置合わせマークとの撮像に基く位置認識及びその位置認識に基く基板の駆動制御を繰り返して行うため、基板や電子部品が不用意な外力や振動を受けて位置ずれが生じても、その位置ずれを補正して基板に電子部品を精度よく、しかも短時間で能率よく実装することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５はこの発明の一実施の形態を示す。図１は実装装置の全体構成を示す概略図であって、この実装装置は基板としてのたとえば液晶表示装置用のパネル１を搬送する第１の搬送手段であるパネルテーブル２と、電子部品としてのＴＣＰ３を搬送する第２の搬送手段としてのインデックステーブル４を有する。

上記パネルテーブル２はベース５上にＸ方向に沿って移動可能に設けられたＸテーブル６を有する。このＸテーブル６は上記ベース５に設けられたＸ駆動源７によって上記ベース５上をＸ方向に沿って駆動されるようになっている。

上記Ｘテーブル６にはＸ方向と直交するＹ方向に沿って移動可能なＹテーブル８が設けられている。このＹテーブル８は上記Ｘテーブル６に設けられたＹ駆動源９によってＹ方向に沿って駆動されるようになっている。そして、このＹテーブル８の上面に上記パネル１が周辺部をＹテーブル８の周辺部から突出させて供給され、たとえば真空吸着などの手段によって移動不能に保持される。それによって、上記パネル１は上記パネルテーブル２によってＸＹ方向の位置決めが可能になっている。

上記インデックステーブル４は、中心に回転軸１１が設けられ、この回転軸１１はθ駆動源１２によって図２に矢印で示す時計方向に所定角度ずつ間欠的に回転駆動されるようになっている。この実施の形態では、上記インデックステーブル４は１回当たり６０度の角度で回転駆動されるようになっている。

上記インデックステーブル４の上面には、６０度間隔で６つの支持体１３が設けられている。図１では２つの支持体１３だけを図示し、他の支持体１３を省略している。この支持体１３は側面形状がＬ字状をなしていて、その垂直面には可動体１４がリニアガイド１５によって垂直方向に上下動可能に支持されている。

上記可動体１４と上記支持体１３の間には図示しないばねが設けられ、可動体１４を所定の高さで弾性的に保持している。各可動体１４の下端面には実装手段として側面形状がＬ字状の吸着ヘッド１６が設けられている。この吸着ヘッド１６は、図２にＡで示すポジションで後述する部品供給部２１から供給されたＴＣＰ３を吸着保持し、上記パネル１に実装するようになっている。なお、インデックステーブル４は上述したＡで示すポジション、つまり供給ポジションの他に、図２にＢ〜Ｆで示す５つのポジション、つまり合計で６つのポジションを有する。

上記部品供給部２１は、図１に示すようにキヤリアテープ２２から上記ＴＣＰ３を打ち抜く金型２３を有する。この金型２３は上下方向に駆動される上型２３ａと、この上型２３ａに対向して固定的に配置された下型２３ｂとを有し、上型２３ａにはポンチ２４が設けられ、下型２３ｂには上型２３ａが下降したときに上記ポンチ２４が入り込む貫通孔２５が設けられている。

上記キヤリアテープ２２は上型２３ａと下型２３ｂとの間に通され、上型２３ａが下降することで上記ＴＣＰ３が打ち抜かれ、上昇したときに矢印方向に所定ピッチで送られ、新たにＴＣＰ３が打ち抜き可能な状態となる。

上記下型２３ｂの下方には受け具２６が配置されている。この受け具２６はＸテーブル２７に設けられたＺθ駆動源２８によって上下方向となるＺ方向及び回転方向となるθ方向に駆動可能されるようになっている。上記Ｘテーブル２７は上記Ｙテーブル２９にＸ方向に沿って移動可能に設けられている。このＹテーブル２９には上記Ｘテーブル２７をＸ方向に沿って駆動するＸ駆動源３１が設けられている。

上記Ｙテーブル２９はＹ方向に沿って配置されたベース３２にＹ方向に沿って移動可能に設けられている。このベース３２の一端には上記Ｙテーブル２９をＹ方向に沿って駆動するＹ駆動源３３が設けられている。このベース３２の他端は上記インデックステーブル４のＡで示す供給ポジションの下方に位置している。

上記金型２３によってキヤリアテープ２２から打ち抜かれたＴＣＰ３を受け具２６が受けて下降すると、Ｙテーブル２９がＹ駆動源３３によってベース３２の一端から他端へ駆動される。それによって、ＴＣＰ３を保持した受け具２６が図１に鎖線で示すようにインデックステーブル４のポジションＡの下方に位置決めされる。

受け具２６がポジションＡの下方に位置決めされると、上記受け具２６が上昇し、可動体１４の下端に設けられた吸着ヘッド１６が上記受け具２６に保持されたＴＣＰ３の一端部を吸着する。

吸着ヘッド１６がポジションＡでＴＣＰ３を吸着すると、インデックステーブル４が６０度回転駆動され、その吸着ヘッド１６がポジションＢに位置決めされる。ポジションＢでは図４（ａ）に示すようにモータ３５によって回転駆動されるブラシ３６によってＴＣＰ３に形成された端子（図示せず）がブラッシングされる。それによって、端子に付着した汚れが除去される。なお、ブラシ３６にはアルコールなどの揮発性の溶剤が供給され、ブラッシング時における静電気の発生を防止している。

ポジションＢでＴＣＰ３の汚れが除去されると、インデックステーブル４が６０度回転駆動されて上記ＴＣＰ３はポジションＣに位置決めされる。ポジションＣでは、図４（ｂ）に示すようにシリンダ３７によって駆動されるゲージ３８によって吸着ヘッド１６に吸着されたＴＣＰ３の一端が押圧される。それによって、ＴＣＰ３の一端が吸着ヘッド１６の側面に一致するよう位置決めされる。つまり、ポジションＣでは吸着ヘッド１６に対してＴＣＰ３がほぼ同じ位置になるよう位置決めされる。

ポジションＣでＴＣＰ３がゲージ３８によって位置決めされてこのゲージ３８が後退すると、インデックステーブル４は６０度回転駆動されて上記ＴＣＰ３がポジションＤに位置決めされる。ポジションＤは上記ＴＣＰ３を上記パネル２に実装する実装ポジションとなっている。

ポジションＤへのＴＣＰ３の移動と同期してパネルテーブル２は、ＴＣＰ３にパネル１を位置制度よく実装するために予めティーチングされた上記ポジションＤのＸ、Ｙ座標に基き、このポジションＤに向かって駆動される。上記ポジションＤには撮像手段としての第１のカメラ４１が撮像面を上に向けて配置されている。

インデックステーブル４によってポジションＤにＴＣＰ３が位置決めされた後、図４（ｃ）に示すようにパネルテーブル２によってパネル１の上記ＴＣＰ３が実装される部分が上記ポジションＤに近づき、図４（ｄ）に示すようにパネル１に形成された第１の位置合わせマークｍ１と、ＴＣＰ３に形成された第２の位置合わせマークｍ２とがティーチングされた座標に基き、概略一致する状態で上記第１のカメラ４１の視野範囲Ｖに入る。すると、これら第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２が上記第１の撮像カメラ４１によって同時に撮像される。第１のマークｍ１は第２のマークｍ２に比べて大きな矩形状に形成されている。

なお、第１のカメラ４１によって第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２を撮像する際、図１に示すようにポジションＤの上方に配置されたシリンダ５１が作動し、そのロッド５１ａによって上記ＴＣＰ３を吸着保持した吸着ヘッド１６が設けられた可動体１４を下方へ押圧し、上記ＴＣＰ３をパネル１の上面よりもわずかに高い位置まで下降方向に駆動する。

それによって、パネル１に設けられた第１の位置合わせマークｍ１と、ＴＣＰ３に設けられた第２の位置合わせマークｍ２との高さの差が小さくなり、これらマークｍ１、ｍ２が第１のカメラ４１の焦点深度の範囲内に入る。それによって、これらマークｍ１、ｍ２を確実に撮像することが可能となる。

図１に示すように上記ポジションＤには、パネル１にＴＣＰ３を実装する際、パネル１の下面のＴＣＰ３が実装される部分を支持するバックアップ４８が配設されている。このバックアップ４８はＹＺ駆動源４９によってポジションＤに接離するＹ方向及び先端面がパネル１の下面に接離する上下方向に駆動可能に設けられている。

さらに、バックアップ４８は、パネル１の下面を支えるためにこの下面側に進入したとき、このバックアップ４８を通して上記第１のカメラ４１により第１の位置合わせマークｍ１と第２の位置合わせマークｍ２との撮像が可能となるよう、たとえばガラスなどの透明な材料によって形成されている。

図４（ｄ）に示すように、パネル１の第１の位置合わせマークｍ１がＴＣＰ３の第２の位置合わせマークｍ２とともに第１のカメラ４１の視野範囲Ｖ内に概略一致した状態で入り、上記第１のカメラ４１による撮像が開始されると、その撮像信号Ｓ１は図１に示すように制御装置４２に設けられた第１の画像処理部４３に連続的に入力され、上記第１の位置合わせマークｍ１と第２の位置合わせマークｍ２との中心Ｃ１、Ｃ２のＸ、Ｙ座標を求め、これら中心座標のずれ量を算出する。

第１の画像処理部４３で求められた第１の位置合わせマークｍ１の中心Ｃ１と、第２の位置合わせマークｍ２の中心Ｃ２の座標のずれ量は第１の演算処理部４６に入力される。この第１の演算処理部４６では、第１の位置合わせマークｍ１と第２の位置合わせマークｍ２との中心Ｃ１、Ｃ２が一致するよう、上記パネル１を駆動する駆動信号を第１の出力部４７に出力する。

上記第１のカメラ４１による撮像と、その撮像信号Ｓ１に基くパネルテーブル２によるパネル１の駆動制御は連続して行われる。それによって、第１の出力部４７には、パネルテーブル２が駆動されることで変化する第１のカメラ４１からの撮像信号Ｓ１、つまり第１の位置合わせマークｍ１の中心Ｃ１の座標と、第２の位置合わせマークｍ２の中心の座標Ｃ２との変化に応じたずれ量が第１の演算処理部４６から連続して入力される。

それによって、第１の出力部４７は、上記ずれ量に基いた上記パネルテーブル２の駆動、つまりパネル１の位置補正が連続して行われる。それによって、パネル１の第１の位置合わせマークｍ１は図４（ｄ）に矢印ｄで示す方向である、ＴＣＰ３の第２の位置合わせマークｍ２に近づく方向に移動する。

そして、上記パネル１に設けられた第１の位置合わせマークｍ１の中心Ｃ２がＴＣＰ３に設けられた第２の位置合わせマークｍ２の中心Ｃ１に一致若しくは所定のずれ量の範囲内になるまで、上記第１のカメラ４１の撮像に基くパネル１の位置補正が連続して繰り返し行われる。

パネル１の第１の位置合わせマークｍ１がＴＣＰ３の第２の位置合わせマークｍ２に一致若しくは所定のずれ量の範囲内になったならば、図４（ｅ）に示すように上記バックアップ４８がＹＺ駆動源４９によって駆動され、その先端面によってパネル１のＴＣＰ３が実装される部分の下面を支持する。そのときにも、上記第１のカメラ４１による撮像は透明なバップアップ４８を通して継続して行われる。

それによって、バックアップ４８がパネル１に接触することで、パネル１若しくはＴＣＰ３に位置ずれが生じても、その位置ずれ量に基いて第１のマークｍ１の中心が第２のマークｍ２の中心に一致若しくは所定のずれ量の範囲内になるようパネル１が駆動される。したがって、バップアップ４８がパネル１を支えることで位置ずれが生じても、その位置ずれは補正されることになる。

図４（ｄ）に示すように、第１のマークｍ１を第２のマークｍ２に一致させるよう、パネル１を矢印ｄ方向に駆動制御している間に、パネル１やＴＣＰ３に不用意な外力が加わったり、パネルテーブル２やインデックステーブル４に振動が加わることがある。

たとえば、パネル１に不用意な外力が加わり、パネル１及びこのパネル１に設けられた第１のマークｍ１が図４（ｄ）に鎖線で示す位置にずれることがある。その場合、第１のマークｍ１を矢印ｄ方向に駆動しても、この第１のマークｍ１を第２のマークｍ２に一致させることができなくなる。

しかしながら、この実施の形態では、第１のカメラ４１からの撮像信号によって第１のマークｍ１と第２のマークｍ２との中心Ｃ１、Ｃ２の座標のずれ量を連続して算出し、その算出に基いてパネル１の駆動を制御するようにしている。

そのため、パネル１に外力が加わり、このパネル１に位置ずれが生じ、第１のマークｍ１が図４（ｄ）に鎖線で示すようにずれると、第１のマークｍ１の中心が第２のマークｍ２の中心に一致するよう、パネル１の駆動方向が矢印ｄで示す方向から矢印ｈで示す方向に補正される。したがって、位置合わせの最中にパネル１にずれが生じても、そのずれによってパネル１に対するＴＣＰ３の位置決め精度が低下することがない。
なお、パネル１でなく、ＴＣＰ３に位置ずれが生じた場合であっても、同様な補正が行われるから、位置決め精度の低下を招くことがない。

このようにして、パネル１がＴＣＰ３に対して位置決めされ、パネル１がバックアップ４８によって支持されると、図４（ｅ）に示すようにＴＣＰ３を保持した吸着ヘッド１６が上記シリンダ５１によってさらに下降方向に駆動される。それによって、上記ＴＣＰ３は上記パネル１の上面の端部に設けられた粘着性の異方性導電部材５２によって実装される。

なお、通常は図５に示すように、上記パネル１の第１の位置合わせマークｍ１と、ＴＣＰ３の第２の位置合わせマークｍ２はそれぞれ同じ間隔Ｘで２つずつ設けられている。

上記パネル１の一辺には通常、複数のＴＣＰ３が実装される。したがって、パネル１の一辺には実装されるＴＣＰ３の数に応じて２つで対をなす複数組の第１の位置合わせマークｍ１が設けられる。

そのため、第１のカメラ４１の視野範囲が十分に広くない場合には、各一対の第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２を同時に撮像できないことがある。そのような場合には、図５に示すようにポジションＤに位置決めされたＴＣＰ３の一対の第２の位置決めマークｍ２に対応する間隔Ｘで離間させて２つの第１のカメラ４１を配置する。そして、対応する一方と他方の第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２を、それぞれの第１のカメラ４１によって撮像すればよい。

２台の第１のカメラ４１によって、一対の第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２をそれぞれ撮像すると、たとえばＴＣＰ３が温度や湿度の変化によって伸縮したような場合などには、一方の第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２と、他方の第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２との各中心座標のずれ量が一致しないことがある。

そのような場合、一対の第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２の各中心座標のずれ量を求め、そのずれ量を平均化して一対の第１の位置合わせマークｍ１を一対の第２の位置合わせマークｍ２に対して位置決めする。それによって、パネル１に対するＴＣＰ３の位置決め精度を高めることができる。

上記可動体１４が下降限まで駆動されると同時に、吸着ヘッド１６の吸引力が解除され、ついでシリンダ５１のロッド５１ａが上昇方向に駆動される。それによって、吸着ヘッド１６はＴＣＰ３をパネル１に残して上昇する。

吸着ヘッド１６が上昇すると、インデックステーブル4が６０度回転駆動され、その吸着ヘッド１６がポジションＥに位置決めされる。このポジションＥは排出ポジションで、ポジションＡで吸着ヘッド１６に供給されたＴＣＰ３が不良品で、上記ポジションＤで第１のカメラ４１によってＴＣＰ３の第１の位置合わせマークｍ１を確実に認識できない場合、そのＴＣＰ３はポジションＤでパネル１に実装せず、ポジションＥで排出される。

さらに、インデックステーブル４は６０度回転駆動されて上記吸着ヘッド１６が６番目のポジションＦに位置決めされる。このポジションＦでは、図２に示すように上記吸着ヘッド１６の下端面を検出手段としての第２のカメラ５５（図２に示す）によって撮像する。吸着ヘッド１６の下端面にはたとえば丸などの所定の形状の第３のマークｍ３（図示せず）が設けられている。

図３に示すように、上記第２のカメラ５５の撮像信号Ｓ２は上記制御装置４２に設けられた第２の画像処理部５６で処理され、上記第３の位置合わせマークｍ３の中心のＸ，Ｙ座標を算出する。上記インデックステーブル４の１回当たりの回転角度が正確に６０度であれば、各回転ごとに上記第２のカメラ５５によって撮像される吸着ヘッド１６に設けられた第３の位置合わせマークｍ３のＸ、Ｙ座標は同じになる。しかしながら、機械的な誤差などによってインデックステーブル４の回転角度にずれが生じると、インデックステーブル４の１回当たりの回転角度に誤差が生じる。

上記第２の画像処理部５６で処理された信号は第２の演算処理部５７に入力される。この第２の演算処理部５７には、インデックステーブル４が正確に６０度回転駆動されたときの第３のマークｍ３の中心座標が予め設定されていて、この設定座標と第３の画像処理部５６で求められた第３の位置合わせマークｍ３の中心座標とが比較され、ずれ量が算出される。

設定座標と検出座標とにずれがある場合、そのずれ量からインデックステーブル４の回転角度のずれ量が算出され、その算出に基く信号が上記第２の演算処理部５７から第２の出力部５８に出力される。第２の出力部５８は、第２の演算処理部５７からの信号に基いてインデックステーブル４を回転駆動するθ駆動源１２の駆動を制御する。

それによって、インデックステーブル４の回転角度にずれが生じたならば、そのずれがなくなるように補正されることになる。つまり、インデックステーブル４の回転角度に生じるずれを補正することができるから、その補正によってポジションＤでのパネル１に対するＴＣＰ３の実装精度を向上させることができる。

なお、インデックステーブル４の回転角度を補正せず、ポジションＦでの第２のカメラ５５の撮像信号によって求められるインデックステーブル４の回転角度のずれからＸ、Ｙ方向の移動量を算出し、その算出に基いてパネルテーブル２を駆動し、パネル１を移動させて上記インデックステーブルの課愛店角度のずれ量を補正してもよい。

このように、この発明の実装装置によれば、パネル１を実装ポジションであるポジションＤに向けて搬送し、上記ポジションＤに位置決めされた上記パネル１に設けられた第１の位置合わせマークｍ１とＴＣＰ３に設けられた第２の位置合わせマークｍ２とが第１のカメラ４１の視野範囲Ｖに入ったならば、この第１のカメラ４１の撮像信号による第１、第２の位置合わせマークｍ１、ｍ２の位置認識と、その位置認識に基く第１の位置合わせマークｍ１と第２の位置合わせマークｍ２との位置ずれの補正とを連続して繰り返すようにした。

そのため、ポジションＤでパネル１をＴＣＰ３に対して位置決めする際、これらパネル１やＴＣＰ３に不用意な外力や振動が加わり、位置決めの最中に位置ずれが生じても、その位置ずれを補正してパネル１にＴＣＰ３を精度よく実装することができる。

また、第１の位置合わせマークｍ１と第２の位置合わせマークｍ２とがティーチングに基いて概略的に一致する状態で第１のカメラ４１の視野範囲Ｖに入ってから、第１の位置合わせマークｍ１と第２の位置合わせマークｍ２との位置ずれの補正を連続して行う。そのため、第１、第２のマークｍ１、ｍ２を一致させるために要するパネル１の移動量が少なくてすむから、パネル１の位置決めを短時間で能率よく行うことが可能となる。

上記第１のカメラ４１によるＴＣＰ３の撮像は、ポジションＣでＴＣＰ３をゲージ３８で押圧して位置決めした後で行うようにした。そのため、ポジションＣにおいて、ＴＣＰ３の位置をほぼ一定にすることができるから、このポジションＣでＴＣＰ３が所定の位置から大きくずれ、第１のカメラ４１による撮像ができなくなるということをなくすことができる。つまり、第１のカメラ４１によるＴＣＰ３の撮像ができなくなることで、ＴＣＰ３を不良としてポジションＥで廃棄する度合いを少なくすることができる。

ポジションＦでは第２のカメラ５５によって吸着ヘッド１６の下面に設けられた第３の位置合わせマークｍ３を撮像し、インデックステーブル４の１回当たりの回転角度が正確であるか否かを判定し、その判定に基きインデックステーブル４の回転角度を補正するようにした。

そのため、たとえば、ＴＣＰ３を吸着保持した吸着ヘッド１６がポジションＣから実装ポジションであるポジションＤに移動するときのインデックステーブル４の回転角度のずれをなくすことができるから、上記ポジションＤでのＴＣＰ３とパネル１との相対的位置決め精度を向上させることができる。

上記実施の形態ではＴＣＰを金型で打ち抜いて搬送し、ポジションＡで吸着ヘッド１６に供給するようにしたが、予めトレイなどに収納されたＴＣＰなどの電子部品をポジションＡで吸着ヘッドに受け渡すようにしても差し支えない。

また、上記実施の形態では第１のカメラの位置認識と、この位置認識に基く第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの位置ずれの補正とを連続して繰り返すようにしたが、第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの位置ずれの補正、つまり位置ずれに基くパネルの駆動制御は所定時間ごとに間欠的に行うようにしてもよい。

すなわち、第１のカメラの位置認識によってパネルを所定の位置まで駆動したならば、その位置での第１のカメラからの撮像信号の処理結果により、第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとにずれがあるか否かを検出し、ずれがある場合には、そのずれ量に応じてパネルを駆動制御するということを繰り返すようにしてもよい。

インデックステーブルの回転ずれをポジションＦで第２のカメラによって検出するようにしたが、他のポジションで検出するようにしてもよく、また検出する手段はカメラに限られず、接触センサや透光器と受光器からなる光センサなどカメラによらず、他の検出手段を用いて検出するようにしてもよい。

さらに、基板として液晶表示装置のパネルを挙げ、電子部品としてＴＣＰを挙げたが、基板としてはたとえばプラズマ表示装置のパネルや回路基板などであってもよく、電子部品としてはＴＣＰ以外の電子部品であってもよく、要は相対的に精密な位置決め精度が要求される基板およびこの基板に実装される電子部品であればよい。

また、上記実施の形態ではバックアップを透明な材料で作り、バックアップがパネルの下面に接触したときも第１のカメラによってＴＣＰとパネルに設けられた位置合わせマークを撮像できるようにしたが、バックアップを用いずにＴＣＰをパネルに実装すれば、第１のカメラによって常にＴＣＰとパネルに設けられた位置合わせマークを撮像することができるばかり、バックアップとの接触によりパネルやＴＣＰにずれが生じるということをなくすことができる。

この発明の一実施の形態を示す実装装置の概略図。インデックステーブルとパネルテーブルを示す平面図。第１のカメラと第２のカメラからの撮像信号に基く制御を説明するブロック図。（ａ）〜（ｅ）はＴＣＰをパネルに実装するまでの工程を順次示した説明図。ＴＣＰに設けられた一対の第１の位置合わせマークと、パネルに設けられた一対の第２の位置合わせマークの説明図。

符号の説明

１…パネル（基板）、２…パネルテーブル（第１の搬送手段）、３…ＴＣＰ（電子部品）、４…インデックステーブル（第２の搬送手段）、１６…吸着ヘッド（実装手段）、４１…第１のカメラ（撮像手段）、４２…制御装置（制御手段）、４３…第１の画像処理部、４６…第１の演算処理部。

Claims

基板と電子部品とを実装ポジションに搬送し、この実装ポジションで上記基板に上記電子部品を実装する電子部品の実装装置であって、
上記基板を搬送する第１の搬送手段と、
周方向に複数の吸着ヘッドが上下動可能に設けられこの吸着ヘッドの下端面に上記電子部品を吸着して搬送するインデックステーブルからなる第２の搬送手段と、
上記第２の搬送手段の上記吸着ヘッドによって上記実装ポジションに搬送位置決めされた上記電子部品を上記吸着ヘッドを下降方向に駆動して上記第１の搬送手段によって上記実装ポジションに搬送位置決めされた上記基板に実装するシリンダと、
上記電子部品を上記基板に実装する前に、上記実装ポジションの近くの視野範囲内で上記第１の搬送手段によって搬送される上記基板と上記実装ポジションに位置決めされた上記電子部品とにそれぞれ設けられた第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークを同時に撮像する第１の撮像手段と、
この第１の撮像手段からの撮像信号に基いて上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークの座標の算出及びその算出に基く上記基板の位置決めをこれらマークの座標のずれ量が所定の範囲内になるまで繰り返して行ってから上記電子部品を上記基板に実装させる制御手段と、
上記吸着ヘッドの下端面に保持された電子部品が上記基板に実装されて上記インデックステーブルが所定角度回転駆動されたときに、上記吸着ヘッドの下端面に設けられた第３のマークを撮像しその撮像に基づいて上記制御手段によって上記インデックステーブルの回転角度にずれがあるか否かの判定及びその判定に基づく補正をさせる第２の撮像手段と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装装置。
上記第１の撮像手段による上記電子部品の位置認識を行う際に、上記吸着ヘッドに保持された上記電子部品を押圧して上記ヘッドに対する上記電子部品の保持位置を一定にするゲージを備えていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
水平方向及び上下方向に駆動可能に設けられ上記基板に上記電子部品を実装するときに上記基板の上記電子部品が実装される部分の下面を支持するバックアップを有し、
上記バックアップは、上記基板の下面を支持した時点まで上記第１の撮像手段による上記第１、第２のマークの撮像を上記バックアップを介して行うことができるようを光が透過する材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
基板と電子部品とを実装ポジションに搬送し、この実装ポジションで上記基板に上記電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
上記基板を搬送する工程と、
上記電子部品をインデックステーブルに周方向に所定間隔で設けられた複数の吸着ヘッドの下端面に吸着保持して搬送する工程と、
上記電子部品と上記基板とを実装ポジションに搬送位置決めし、上記基板に上記電子部品を実装する工程と、
上記基板に上記電子部品を実装する前に、上記実装ポジションに向かって搬送される上記基板に設けられた第１の位置合わせマークと、上記実装ポジションに位置決めされた上記電子部品に設けられた第２の位置合わせマークとを同時に撮像する工程と、
上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの撮像に基いてこれら位置合わせマークの座標の算出及びその算出に基く上記基板の位置決めをこれらマークの座標のずれ量が所定の範囲内になるまで繰り返して行ってから上記電子部品を上記基板に実装する工程と、
上記吸着ヘッドの下端面に保持された電子部品が上記基板に実装されて上記インデックステーブルが所定角度回転駆動されたときに、上記吸着ヘッドの下端面に設けられた第３のマークを撮像しその撮像に基づいて上記インデックステーブルの回転角度にずれがあるか否かの判定及びその判定に基づく補正をする工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。
上記第１の位置合わせマークと第２の位置合わせマークとの撮像に基く上記基板の位置決めを繰り返すことを特徴とする請求項４記載の電子部品の実装方法。