JP4347070B2 - Component mounting method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ベアIC部品などの部品を液晶パネルなどの実装対象物に高精度にかつ効率的に実装する部品実装方法と装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting method and apparatus for mounting components such as bare IC components on a mounting object such as a liquid crystal panel with high accuracy and efficiency.
液晶パネルに電子部品を実装する実装装置として、液晶パネルを保持して液晶パネルの電子部品実装部位を認識・実装ステージ上に位置決めし、液晶パネルに設けられた認識マークを認識カメラで画像認識し、次いで液晶パネルを一旦退避させて実装ヘッドにて保持した電子部品を認識・実装ステージ上の実装位置に位置決めして電子部品に設けられた認識マークを認識カメラで画像認識し、次いで電子部品を一旦退避させて液晶パネルを認識・実装ステージ上に位置決めするとともに、その際に認識結果に応じて液晶パネルの位置補正を行い、次いで電子部品を液晶パネル上に実装するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a mounting device for mounting electronic components on a liquid crystal panel, the liquid crystal panel is held and the electronic component mounting site of the liquid crystal panel is recognized and positioned on the mounting stage, and the recognition mark provided on the liquid crystal panel is recognized by the recognition camera. Then, the liquid crystal panel is temporarily retracted and the electronic component held by the mounting head is recognized and positioned at the mounting position on the mounting stage, and the recognition mark provided on the electronic component is recognized by the recognition camera, and then the electronic component is It is known to temporarily retract and position the liquid crystal panel on the recognition / mounting stage, correct the position of the liquid crystal panel according to the recognition result, and then mount the electronic component on the liquid crystal panel. (For example, refer to Patent Document 1).
また、図9に示すように、実装対象物である1又は複数の液晶パネル1を吸着保持した搬送治具2を位置決め手段3にてX方向に搬送して所定位置に位置決めし、実装手段5にて、液晶パネル1の位置決め位置からY方向に離れた位置に配設された部品供給部4で部品を保持し、実装位置で認識カメラ6にて部品の保持位置を粗認識し、その粗認識結果に応じて位置補正を行い、その後認識カメラ6を高倍率に切り換えて精認識し、その精認識結果に応じて再度高精度に位置補正を行った後、液晶パネル1の所定位置に実装するように構成したものも考えられている。なお、実装手段5は、移動ヘッド8をX方向とY方向に移動及び位置決め可能なXYロボット7と、移動ヘッド8に上下位置及び軸芯回りの回転位置を調整する位置調整機構9を介して装着された実装ヘッド10とを備えている。また、液晶パネル1の部品実装箇所には、異方導電性フィルムが貼付けられており、その上に部品を装着することで仮固定され、後続する本加圧工程で熱と荷重を負荷することで実装が完了する。
しかしながら、上記特許文献1に開示された実装装置では、高精度の実装を確保するため、認識・実装ステージに配設した所要精度の1台の認識カメラにて、位置決めした液晶パネルの認識マークを認識し、次に液晶パネルを退避させた後電子部品を実装位置に位置決めしてその認識マークを認識し、さらに電子部品を退避させて液晶パネルを位置補正しつつ位置決めし、電子部品を実装するという実装動作を認識・実装ステージ上で行うようにしているため、実装タクトが長く、電子部品の実装効率が悪いという問題がある。また、液晶パネル及び部品の認識マークはそれぞれ1回認識であり、認識マークが高精度の認識カメラの視野内に確実に入るようにするのは困難であり、視野内に入れるための制御動作が複雑で時間がかかるという問題がある。
However, in the mounting apparatus disclosed in the above-mentioned
また、図9に示した実装装置では、1台の認識カメラにてその倍率を切り換え、粗認識と補正及び精認識と補正を行って高精度の実装を確保しているが、2回の認識と補正を行うため、タクトロスが大きく、部品の実装効率が悪いという問題がある。 In the mounting apparatus shown in FIG. 9, the magnification is switched by one recognition camera, and coarse recognition and correction and fine recognition and correction are performed to ensure high-precision mounting. Since the correction is performed, there is a problem that the tact loss is large and the mounting efficiency of the parts is poor.
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、高精度の実装を確保しつつ高い実装効率を実現できる部品実装方法と装置を提供することを課題とする。 In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a component mounting method and apparatus capable of realizing high mounting efficiency while ensuring high-precision mounting.
本発明の部品実装方法は、実装ヘッドにて部品供給部の部品を保持する工程と、粗認識位置で保持した部品位置を粗認識カメラで粗認識する工程と、粗認識結果に応じて位置補
正する工程と、精認識位置で保持した部品位置を精認識カメラで精認識する工程と、精認識結果に応じて位置補正する工程と、位置補正した部品を実装ステージにおいて実装対象物に実装する工程とを有し、かつ複数の実装ヘッドは前記部品供給部と前記粗認識カメラと前記精認識カメラと前記実装ステージを共用し、それぞれの実装ヘッド同士が干渉しないように互いに異なる前記工程動作を同時に並行して行い、各実装ヘッドにて順次部品を実装するものである。
The component mounting method of the present invention includes a step of holding a component of a component supply unit by a mounting head, a step of roughly recognizing a component position held at a coarse recognition position by a coarse recognition camera, and a position correction according to the coarse recognition result. A step of precisely recognizing the position of the component held at the fine recognition position with a fine recognition camera, a step of correcting the position according to the result of the fine recognition, and a step of mounting the position-corrected component on the mounting object on the mounting stage And a plurality of mounting heads share the component supply unit, the coarse recognition camera, the fine recognition camera, and the mounting stage, and simultaneously perform different process operations so that the mounting heads do not interfere with each other. It is performed in parallel, and components are sequentially mounted on each mounting head.
この構成によると、各実装ヘッドがそれぞれ部品保持工程、粗認識・補正工程の後、精認識・補正工程を経て高い精度で部品を実装することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装ヘッドを用いて互いに干渉しないように異なる工程動作を同時に並行して行わせることで、上記のように2回の認識・補正動作を行いながら1回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができ、高い実装効率を実現することができる。なお、精認識位置と実装位置は同一位置としても良く、そうすることで精認識・補正後そのまま移動することなく実装できるので、一層高精度の実装を実現することができる。 According to this configuration, each mounting head can ensure high-precision mounting by mounting parts with high accuracy through the precision recognition / correction process after the component holding process, coarse recognition / correction process, and By using multiple mounting heads to perform different process operations simultaneously in parallel so as not to interfere with each other, the same short mounting as one recognition / correction operation is performed while performing two recognition / correction operations as described above. Components can be mounted sequentially with tact, and high mounting efficiency can be realized. It should be noted that the fine recognition position and the mounting position may be the same position, and by doing so, it can be mounted without moving as it is after the fine recognition / correction, so that mounting with higher precision can be realized.
また、本発明の部品実装装置は、部品供給部と、粗認識位置に設置した粗認識手段と、精認識位置に設置した精認識手段と、実装ヘッドにて部品供給部で部品を保持し、保持した部品位置の粗認識による補正と精認識による補正を行って実装ステージにおいて実装対象物に実装する複数の実装手段とを備え、複数の実装手段は前記部品供給部と前記粗認識手段と前記精認識手段と前記実装ステージを共用し、それぞれの実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させ、各実装ヘッドにて順次部品を実装するようにしたものである。 Further, the component mounting apparatus of the present invention holds the component in the component supply unit, the coarse recognition unit installed in the coarse recognition position, the fine recognition unit installed in the fine recognition position, and the component supply unit in the mounting head, A plurality of mounting means for performing correction by coarse recognition of the held component position and correction by fine recognition and mounting on a mounting target in the mounting stage, and the plurality of mounting means include the component supply unit, the coarse recognition means, and the The precision recognition means and the mounting stage are shared , the mounting heads are operated in parallel so as not to interfere with each other, and the components are sequentially mounted on each mounting head.
この構成によると、上記のように部品の粗認識と精認識の2回認識を行ってそれぞれ位置補正することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装手段にてその実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させることで1回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができて高い実装効率を実現することができ、また高価な精認識手段を複数の実装手段で共用するので、複数の部品実装装置を並列して配設する場合に比して設備コストの低廉化を図ることができる。 According to this configuration, high-accuracy mounting can be ensured by performing position recognition by performing coarse recognition and fine recognition twice of components as described above, and the mounting head can be secured by a plurality of mounting means. By operating in parallel so that they do not interfere with each other, components can be mounted sequentially with the same short mounting tact as a single recognition / correction operation, and high mounting efficiency can be achieved. Since the means is shared by a plurality of mounting means, the equipment cost can be reduced as compared with the case where a plurality of component mounting apparatuses are arranged in parallel.
また、間隔をおいて配設された互いに平行な2つのY方向移動テーブルと、これらのY方向移動テーブルに直交する方向にそれぞれ配設されたX方向移動テーブルとがあり、前記実装ヘッドは前記間隔における前記X方向移動テーブルの端部に装着されており、且つ前記部品供給部と前記粗認識手段と前記精認識手段を一直線に沿って配設すると、一対の実装手段を相互間に所定の動作に必要な最小限の間隔をあけて近接配置することができ、コンパクトな構成にて上記作用効果を奏する部品実装装置を実現でき、また前記一直線と直交する方向の実装ヘッドの移動量を小さくできるので、容易に高い精度を確保することができる。 In addition, there are two parallel Y-direction movement tables arranged at intervals, and an X-direction movement table arranged in a direction orthogonal to these Y-direction movement tables, When the component supply unit, the coarse recognition unit, and the fine recognition unit are arranged along a straight line and are attached to the end portion of the X-direction moving table at an interval , a pair of mounting units is arranged between the pair of mounting units . It is possible to arrange components close to each other with a minimum interval necessary for operation, to realize a component mounting apparatus that achieves the above-described effects with a compact configuration, and to reduce the amount of movement of the mounting head in the direction orthogonal to the straight line. Therefore, high accuracy can be easily ensured.
本発明の部品実装方法と装置によれば、実装ヘッドが部品保持工程、粗認識・補正工程の後、精認識・補正工程を経て部品を実装することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装ヘッドを用いて互いに干渉しないように異なる工程動作を同時に並行して行わせることで、2回の認識・補正動作を行いながら1回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができ、高い実装効率を実現することができる。 According to the component mounting method and apparatus of the present invention, high-precision mounting can be ensured by mounting a component through a fine recognition / correction step after the component holding step and coarse recognition / correction step. In addition, by using a plurality of mounting heads to simultaneously perform different process operations so as not to interfere with each other, the same short mounting tact as one recognition / correction operation is performed while performing two recognition / correction operations. Components can be mounted sequentially, and high mounting efficiency can be realized.
以下、本発明の部品実装方法と装置の一実施形態について、図1〜図8を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a component mounting method and apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1において、11は部品実装装置で、図9を参照して説明した従来例の部品実装装置と同様に、実装対象物である液晶パネル1にベアIC部品などの部品を実装するものであり、ここでは、図9で説明した構成要素と共通するものは、図示を簡略化して同じ参照符号を付している。また、図9で示した液晶パネル1を位置決めする位置決め手段3は、図示を省略し、その説明を援用する。12は、その位置決め手段3にて位置決めされた液晶パネル1を支持して部品を実装するステージである。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a component mounting apparatus, which mounts components such as bare IC components on the
部品実装装置11において、部品供給部4における部品供給位置13とステージ12の間を結ぶY方向の直線上に、視野の大きな粗認識手段としての粗認識カメラ14と高倍率の精認識手段としての精認識カメラ15が配設されている。なお、これら粗認識カメラ14及び精認識カメラ15は、部品に設けられている複数の認識マークを認識するため、XYテーブル16にてXY方向に移動及び位置決め移動可能に構成されている。
In the component mounting apparatus 11, a
この部品供給位置13と粗認識カメラ14と精認識カメラ15とステージ12を結ぶY方向の直線の両側部上部に適当な間隔をあけて一対の実装手段5(5A、5B)が並列して配設されている。これら実装手段5は、ステージ12と部品供給部4との間でY方向に移動及び位置決めするY方向移動テーブル17と、Y方向移動テーブル17にて移動及び位置決めされ、X方向に移動及び位置決めするX方向移動テーブル18と、X方向移動テーブル18にて移動及び位置決めされる位置調整機構9及び実装ヘッド10とを備えている。図1に示すように、2つのY方向移動テーブル17は間隔をおいて互いに平行に配設
されている。またこれらのY方向移動テーブル17に直交する方向にX方向移動テーブル18がそれぞれ配設されている。実装ヘッド10は、上記間隔(2つのY方向移動テーブル17、17の間)におけるX方向移動テーブル18の端部に装着されている。また部品供給部4、粗認識カメラ14、精認識カメラ15は前記間隔において一直線に沿って配設されている。そして2つの実装手段5A,5Bの実装ヘッド10は、部品供給部4、粗認識カメラ14、精認識カメラ15、実装ステージ12を共用して実装作業を行う。
A pair of mounting means 5 (5A, 5B) are arranged in parallel at the upper part of both sides of the straight line in the Y direction connecting the
Has been. An X-direction moving table 18 is disposed in a direction orthogonal to these Y-direction moving tables 17. The
位置調整機構9及び実装ヘッド10は、X方向移動テーブル18における、一対のY方向移動テーブル17、17間の空間に臨む側の端部に配設され、これら位置調整機構9及び実装ヘッド10を前記Y方向の直線上に位置するように突出させた位置と、両実装手段5の位置調整機構9及び実装ヘッド10が互いに干渉する恐れのない位置まで退入した位置との間で出退動作移動可能に構成されている。従って、X方向移動テーブル18のY方向移動テーブル17からの突出量及び移動量は小さくて済み、X方向移動テーブル18をY方向移動テーブル17にて片持状態で支持しても容易に高い位置精度を確保することができる。
The
次に、以上の構成による実装動作について、主として図2の動作フロー図と図3〜図8の動作説明図を参照して説明する。まず、図3に示すように、実装手段5Aの実装ヘッド10を部品供給部4の部品供給位置13に位置決めして部品を取り出す(ステップ#1A)。その際、実装手段5AのX方向移動テーブル18を突出動作させて実装ヘッド10を部品供給位置13の直上に位置させる。また、実装手段5Bの実装ヘッド10は粗認識位置から精認識カメラ15による精認識位置に移動し、精認識を行ってその認識結果に基づいて位置補正を行う(ステップ#1B)。
Next, the mounting operation with the above configuration will be described mainly with reference to the operation flow diagram of FIG. 2 and the operation explanatory diagrams of FIGS. First, as shown in FIG. 3, the
次に、図4に示すように、実装手段5Aの実装ヘッド10を粗認識カメラ14による粗認識位置に向けて移動させる(ステップ#2A)。その際、実装手段5AはそのX方向移動テーブル18を退避させた状態でY方向に移動させることで実装ヘッド10の干渉の恐れを回避するようにしている。また、実装手段5Bの実装ヘッド10は位置補正された部品をステージ12上に位置決めされた液晶パネル1上に実装する(ステップ#2B)。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように、実装手段5Aの実装ヘッド10にて保持している部品位置を粗認識カメラ14により粗認識し、その認識結果に応じて位置補正を行う(ステップ#3A)。その際、実装手段5AのX方向移動テーブル18を突出動作させて実装ヘッド10を粗認識カメラ14の直上に位置させる。また、実装手段5Bの実装ヘッド10は部品供給部4の部品供給位置13に向けて移動する(ステップ#3B)。その際、実装手段5BのX方向移動テーブル18を退避させた状態でY方向に移動させることで実装ヘッド10の干渉の恐れを回避している。
Next, as shown in FIG. 5, the position of the component held by the mounting
次に、図6に示すように、実装手段5Aの実装ヘッド10は精認識カメラ15による精認識位置に移動し、精認識を行ってその認識結果に基づいて位置補正を行う(ステップ#4A)。また、実装手段5Bの実装ヘッド10は部品供給部4の部品供給位置13に位置決めして部品を取り出す(ステップ#4B)。その際、実装手段5BのX方向移動テーブル18を突出動作させて実装ヘッド10を部品供給位置13の直上に位置させる。
Next, as shown in FIG. 6, the mounting
次に、図7に示すように、実装手段5Aの実装ヘッド10は位置補正された部品をステージ12上に位置決めされた液晶パネル1上に実装する(ステップ#5A)。また、実装手段5Bの実装ヘッド10は粗認識カメラ14による粗認識位置に向けて移動させる(ステップ#5B)。その際、実装手段5BはそのX方向移動テーブル18を退避させた状態でY方向に移動させることで実装ヘッド10の干渉の恐れを回避するようにしている。
Next, as shown in FIG. 7, the mounting
次に、図8に示すように、実装手段5Aの実装ヘッド10は部品供給部4の部品供給位置13に向けて移動する(ステップ#6A)。その際、実装手段5AのX方向移動テーブル18を退避させた状態でY方向に移動させることで実装ヘッド10の干渉の恐れを回避している。また、実装手段5Bの実装ヘッド10にて保持している部品位置を粗認識カメラ14により粗認識し、その認識結果に応じて位置補正を行う(ステップ#6B)。その際、実装手段5AのX方向移動テーブル18を突出動作させて実装ヘッド10を粗認識カメラ14の直上に位置させる。
Next, as shown in FIG. 8, the mounting
その後、実装手段5A及び5Bはそれぞれステップ#1A、1Bの動作に戻り、以上の動作を繰り返すことにより、実装手段5A及び5Bの実装ヘッド10にて交互に液晶パネル1に部品が実装される。
Thereafter, the mounting means 5A and 5B return to the operations of Steps # 1A and 1B, respectively, and the above operation is repeated, whereby the components are alternately mounted on the
かくして、部品の粗認識と精認識の2回認識を行ってそれぞれ位置補正することで高精度の実装を確保することができ、かつ複数の実装手段にてその実装ヘッドが互いに干渉しないように並行して動作させることで1回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで部品を順次実装することができて高い実装効率を実現することができる。 Thus, it is possible to ensure high-accuracy mounting by performing position recognition by performing two recognitions of rough recognition and fine recognition of parts, and in parallel so that the mounting heads do not interfere with each other by a plurality of mounting means. By operating in this manner, it is possible to sequentially mount components with the same short mounting tact as in one recognition / correction operation, and high mounting efficiency can be realized.
本発明の部品実装方法と装置は、粗認識と精認識の2回の認識と各々の補正動作を行うことで高精度の実装ができるとともに、複数の実装ヘッドを用いて互いに干渉しないように実装動作を同時に並行して行わせることで1回の認識・補正動作と同じ短い実装タクトで実装することができるので、液晶パネルに対するベアIC部品の実装など、高い実装精度が要求される部品を高い実装効率で実装するのに有用である。 The component mounting method and apparatus according to the present invention can be mounted with high accuracy by performing two recognitions of coarse recognition and fine recognition and respective correction operations, and using a plurality of mounting heads so as not to interfere with each other. By performing the operations simultaneously in parallel, it can be mounted with the same short mounting tact as a single recognition / correction operation. Therefore, components that require high mounting accuracy such as mounting of bare IC components on liquid crystal panels are high. Useful for implementation with implementation efficiency.
1 液晶パネル(実装対象物)
3 位置決め手段
4 部品供給部
10 実装ヘッド
11 部品実装装置
14 粗認識カメラ
15 精認識カメラ
17 Y方向移動テーブル
18 X方向移動テーブル
1 LCD panel (object to be mounted)
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