JP4552441B2

JP4552441B2 - 液晶パネル用部品実装装置

Info

Publication number: JP4552441B2
Application number: JP2004009480A
Authority: JP
Inventors: 雅也渡辺; 貴晴前; 寛二秦; 敦片山; 俊彦辻川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: JP2005202233A

Description

本発明は、液晶パネルにベアＩＣ部品やその他の電子部品などの部品を高精度に実装する液晶パネル用部品実装装置に関するものである。

従来の液晶パネル用部品実装装置の一例を、図７、図８を参照して説明する。図７において、２は液晶パネル１をＸ方向に搬送して所定位置に位置決めする位置決め手段で、Ｘ方向に移動及び位置決め可能なＸ方向移動体３に昇降動作可能に上下移動体４が装着され、この上下移動体４にて１又は複数の液晶パネル１を吸着保持した搬送治具５を保持するように構成されている。液晶パネル１はその一側部が搬送治具５の一側縁から突出した状態で保持され、その一側部上にベアＩＣ部品などの部品が実装される。６は、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７で部品を保持し、液晶パネル１の所定位置に実装する実装手段である。この実装手段６は、移動ヘッド９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８と、移動ヘッド９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１０を介して装着された実装ヘッド１１とを備えている。

各液晶パネル１の位置決め位置には、図８に示すように、液晶パネル１の一側部の下面を支持する透明材から成る実装ステージ１２が配設されている。実装ステージ１２は、Ｘ方向に沿って配設された門型支持枠１３の上枠１３ａに形成された窓開口１４上に配設され、液晶パネル１に設けられた認識マーク（図示せず）を実装ステージ１２を通して下方から画像認識できるように構成されている。１２ａは実装ステージ１２の固定具である。１５は、液晶パネル１の実装位置近傍に設けられた認識マークと部品に設けられた認識マークを認識する画像認識手段で、実線で示す門型支持枠１３の直下の液晶パネル位置認識位置と、仮想線で示す門型支持枠１３の近傍の部品認識位置との間で移動可能に配設されている。画像認識手段１５は、Ｘ方向テーブル１６と、Ｙ方向テーブル１７と、これらＸ方向テーブル１６とＹ方向テーブル１７にてＸＹ方向に移動及び位置決め可能な移動体１８と、移動体１８に上下位置調整可能に取付けた昇降ブラケット１９と、昇降ブラケット１９に光軸を鉛直方向に沿わせて装着された照明手段２０と認識カメラ２１にて構成されている。

そして、液晶パネル１を位置決め手段２にて所定位置に位置決めするとともにその部品実装部位を実装ステージ１２上に接触配置させ、画像認識手段１５にて得られた画像データを制御手段（図示せず）にて処理して液晶パネル１の位置を認識し、また実装ヘッド１１による部品の保持位置を同じく画像認識手段１５にて得られた画像データを処理して認識し、これら液晶パネル１の位置と実装ヘッド１１に保持された部品の保持位置に基づいて実装手段６による実装動作を制御するように構成されている。

また、他の液晶パネル用部品実装装置として、液晶パネルをパネル保持装置の保持部にて保持して液晶パネルの部品実装部位を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、次に実装ヘッドにて保持した部品を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、次に認識結果に応じて液晶パネルをステージ上に位置決めし、液晶パネル上に部品を実装するように構成し、さらにパネル保持装置の保持部にて保持した状態で生じる液晶パネルの部品実装部位の撓み量を測定し、液晶パネルの部品実装部位をステージ上に載置するときに部品実装部位の撓み量を打ち消すようにパネル保持装置の保持部の高さを制御することで、撓みによる認識マークの認識精度の低下を防止し、高精度の実装を実現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。）。
特開２００１−２３２５２７号公報

ところで、液晶パネル１において、図９に示すように、その表面側のガラス表面に偏光板２２が設けられたものがあり、その偏光板２２は部品実装部位１ａとなる液晶パネル１の一側部には当然設けられていない。このように偏光板２２を設けられた液晶パネル１の部品実装部位１ａを実装ステージ１２の上面に適正に接触配置するには、搬送治具５の上面の高さ位置を実装ステージ１２の上面の高さ位置よりも偏光板２２の厚さ分だけ下方位置に位置決めする必要がある。ところが、偏光板２２の厚み寸法は、最大±３０μｍ程度のばらつきが生じるのを避けることができない。

そのため、搬送治具５の高さ位置が偏光板２２の厚さ寸法に対応して適正に位置決めされた場合には、図１０（ａ）に示すように、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面に接触配置され、部品を適正に実装することができるが、搬送治具５の高さ位置が下方側に位置決めされた場合には、図１０（ｂ）に示すように、部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面に対して傾斜状態となり、実装精度が低下してしまい、逆に搬送治具５の高さ位置が上方側に位置決めされた場合には、図１０（ｃ）に示すように、部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面から浮き上がってしまい、実装精度が著しく悪化してしまう。しかるに、偏光板２２の厚み寸法にばらつきがある以上、常に図１０（ａ）の状態にできる保証はなく、信頼性の高い実装ができないという問題がある。

なお、特許文献１に開示された液晶パネル用部品実装装置は、保持部にて保持した液晶パネルにおける部品実装部位の撓み量を測定し、その撓み量を打ち消すように、すなわちステージの上面と保持部の上面が面一になるように保持部の高さを制御しているものであり、このような問題の解決手段を示唆するものではない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、液晶パネルの表面に厚さばらつきのある偏光板が設けられていても部品実装部位に高精度にて部品を実装することができる液晶パネル用部品実装装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明の液晶パネル用部品実装装置は、液晶パネルを上下に移動及び位置決め可能な搬送治具にて保持し、液晶パネルの側縁部に設けられた部品実装部位を実装ステージ上に接触配置し、液晶パネルの部品実装部位上に部品を実装する液晶パネル用部品実装装置において、搬送治具を実装ステージ上面より所定距離上方に位置決めした状態で液晶パネルの部品実装部位の高さ位置を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づいて部品実装部位と実装ステージ上面の間の距離を演算する演算手段と、液晶パネルの部品実装部位が実装ステージ上に接触配置するように演算手段による演算結果に基づいて搬送治具の上下位置を制御する制御手段を備え、前記測定手段は、実装ステージに形成した凹部を通して先端が実装ステージ上面の上方に突出する検出片を有する接触式位置検出センサから成るものである。

また、請求項２に記載の本発明の液晶パネル用部品実装装置は、液晶パネルを上下に移動及び位置決め可能な搬送治具にて保持し、液晶パネルの側縁部に設けられた部品実装部位を実装ステージ上に接触配置し、液晶パネルの部品実装部位上に部品を実装する液晶パネル用部品実装装置において、搬送治具を実装ステージ上面より所定距離上方に位置決めした状態で液晶パネルの部品実装部位の高さ位置を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づいて部品実装部位と実装ステージ上面の間の距離を演算する演算手段と、液晶パネルの部品実装部位が実装ステージ上に接触配置するように演算手段による演算結果に基づいて搬送治具の上下位置を制御する制御手段を備え、前記測定手段は、実装ステージに形成した凹部を通して一端部の先端が実装ステージ上面の上方に突出し、他端部が一端部の移動に連動して移動する検出部材と、検出部材の他端部の移動量を検出する非接触式位置検出センサとから成るものである。

本発明の液晶パネル用部品実装装置によれば、液晶パネルの表面に厚みばらつきのある偏光板が設けられている場合でも、液晶パネルの部品実装部位の上下位置の測定結果に応じて位置制御し、若しくは搬送治具と移動体の間に弾性体を介装し、又は部品実装部位の側縁部を実装ステージ上に押し付けることで、液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に常に適正に接触配置することができ、部品実装部位に高精度にて部品を実装することができる。

以下、本発明の液晶パネル用部品実装方法と装置の各実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。なお、液晶パネル用部品実装装置の全体構成は、図７、図８を参照して説明した従来例と基本的に同一であり、以下の実施形態の説明では同一構成要素について同一参照符号を付して説明を省略し、要部についてのみ説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。図１において、実装ステージ１２の上面の一部に凹部２３が形成されるとともに、この凹部２３に対応してその側部にダイヤルゲージなどの接触式位置検出センサ２４が配設されている。この接触式位置検出センサ２４の検出片２５が凹部２３を通してその先端が実装ステージ１２の上面より上方に所定量以上突出されている。

以上の構成において、液晶パネル１の部品実装部位１ａに部品を実装する際には、まず、図１及び図２（ａ）に示すように、搬送治具５上に保持された液晶パネル１が、実装ステージ１２上の所定の部品実装位置に向けて移動されて位置決めされる。その際、搬送治具５の高さは、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面より十分に高い位置に設定されている。次に、図２（ｂ）に示すように、搬送治具５を所定の高さ位置まで下降させる。その所定高さは、液晶パネル１の偏光板２２の厚さにばらつきがあっても、部品実装部位１ａが確実に実装ステージ１２の上面より上方に突出している検出片２５の作動範囲内に位置するように設定されている。かくして、搬送治具５を所定の高さ位置まで下降させたときの液晶パネル１の部品実装部位１ａの高さ位置が接触式位置検出センサ２４にて測定される。次に、その測定結果に基づいて演算手段（図示せず）にて液晶パネル１の部品実装部位１ａと実装ステージ１２の上面の間の距離が演算される。次に、図２（ｃ）に示すように、その演算結果に基づいて所定位置まで搬送治具５を下方移動させて位置決めすることで、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２上に適正に接触配置された状態となる。かくして、液晶パネル１の偏光板２２の厚さばらつきに関係なく、部品実装部位１ａに高精度にて部品を実装することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図３を参照して説明する。上記実施形態では、接触式位置検出センサ２４を配設した例を示したが、本実施形態では、図３に示すように、実装ステージ１２に形成した凹部２３の側部に配設した枢支部２７にて検出部材２６の中間部を上下揺動可能に支持している。この検出部材２６の一端部２６ａが凹部２３を通してその先端が実装ステージ１２の上面より上方に所定量以上突出しており、検出部材２６の他端部２６ｂは一端部２６ａの移動に連動して上下移動する。そして、この検出部材２６の他端部２６ｂの移動量を非接触で検出する非接触式位置検出センサ２８が配設されている。

本実施形態においても、液晶パネル１の部品実装部位１ａに部品を実装する際には、まず、図３（ａ）に示すように、搬送治具５上に保持された液晶パネル１が、実装ステージ１２上の所定の部品実装位置に向けて移動されて位置決めされる。その際、搬送治具５の高さは、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面より十分に高い位置に設定されている。次に、図３（ｂ）に示すように、搬送治具５を所定の高さ位置まで下降させる。その所定高さは、液晶パネル１の偏光板２２の厚さにばらつきがあっても、部品実装部位１ａが確実に実装ステージ１２の上面より上方に突出している検出部材２６の一端部２６ａの作動範囲内に位置するように設定されている。かくして、搬送治具５を所定の高さ位置まで下降させたときに、そのときの部品実装部位１ａの高さ位置に応じて検出部材２６の他端部２６ｂの高さ位置が変位するので、非接触式位置検出センサ２８にて液晶パネル１の部品実装部位１ａの高さ位置が測定される。次に、その測定結果に基づいて演算手段（図示せず）にて液晶パネル１の部品実装部位１ａと実装ステージ１２の上面の間の距離が演算される。次に、図３（ｃ）に示すように、その演算結果に基づいて所定位置まで搬送治具５を下方移動させて位置決めすることで、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２上に適正に接触配置された状態となる。かくして、液晶パネル１の偏光板２２の厚さばらつきに関係なく、部品実装部位１ａに高精度にて部品を実装することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図４を参照して説明する。本実施形態では石英などの透明部材から成る実装ステージ１２の下部にレーザ変位センサなどの光変位センサ２９が埋設され、若しくは実装ステージ１２の下方位置に配設され、液晶パネル１の部品実装部位１ａの高さ位置を光変位センサ２９にて測定できるように構成されている。

本実施形態においても、液晶パネル１の部品実装部位１ａに部品を実装する際には、まず、図４（ａ）に示すように、搬送治具５上に保持された液晶パネル１が、実装ステージ１２上の所定の部品実装位置に向けて移動されて位置決めされる。その際、搬送治具５の高さは、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面より十分に高い位置に設定されている。次に、図４（ｂ）に示すように、搬送治具５を所定の高さ位置まで下降させる。その所定高さは、液晶パネル１の偏光板２２の厚さにばらつきがあっても、部品実装部位１ａの高さ位置を光変位センサ２９に高精度に検出できる範囲内に位置するように設定されている。かくして、搬送治具５を所定の高さ位置まで下降させたときの部品実装部位１ａの高さ位置が光変位センサ２９にて測定される。次に、その測定結果に基づいて演算手段（図示せず）にて液晶パネル１の部品実装部位１ａと実装ステージ１２の上面の間の距離が演算される。次に、図４（ｃ）に示すように、その演算結果に基づいて所定位置まで搬送治具５を下方移動させて位置決めすることで、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２上に適正に接触配置された状態となる。かくして、液晶パネル１の偏光板２２の厚さばらつきに関係なく、部品実装部位１ａに高精度にて部品を実装することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図５を参照して説明する。以上の実施形態では、搬送治具５を所定高さ位置に位置決めしたときの液晶パネル１の部品実装部位１ａの高さ位置を測定手段にて測定し、その測定結果に基づいて搬送治具５の下方移動量を制御することで液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２上に適正に接触配置されるようにした例を示したが、本実施形態では、上下に移動及び位置決め可能な上下移動体４上に弾性体３０を介してフローティング状態で搬送治具５を設置している。

以上の構成において、液晶パネル１の部品実装部位１ａに部品を実装する際には、まず、図５（ａ）に示すように、搬送治具５上に保持された液晶パネル１が、実装ステージ１２上の所定の部品実装位置に向けて移動されて位置決めされる。その際、上下移動体４及び搬送治具５の高さは、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面より高い位置になるように設定されている。次に、図５（ｂ）に示すように、弾性体３０が伸張変形する位置まで上下移動体４を下方移動させることで搬送治具５上に保持した液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２上に常に適正に接触配置された状態となる。かくして、液晶パネル１の偏光板２２の厚さばらつきに関係なく、部品実装部位１ａに高精度にて部品を実装することができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図６を参照して説明する。上記実施形態では搬送治具５をフローティングさせた例を示したが、本実施形態では、実装ステージ１２の側部に、液晶パネル１の部品実装部位１ａの側縁部を実装ステージ１２上に押し付ける押し付け部材３１を配設し、この押し付け部材３１を実装ステージ１２の上面の上方に離間した位置と、部品実装部位１ａを実装ステージ１２の上面に押し付ける位置との間で移動駆動するシリンダ装置３２が配設されている。

以上の構成において、液晶パネル１の部品実装部位１ａに部品を実装する際には、まず、図６（ａ）に示すように、搬送治具５上に保持された液晶パネル１が、実装ステージ１２上の所定の部品実装位置に向けて移動されて位置決めされる。その際、搬送治具５の高さは、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面より高い位置になるように設定され、また押し付け部材３１も液晶パネル１と干渉しない上方位置に退避されている。次に、図６（ｂ）に示すように、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２の上面上にほぼ接触配置される所定位置まで搬送治具５を下降移動させ、その後シリンダ装置３２を作動して押し付け部材３１を下降させ、押し付け部材３１にて部品実装部位１ａを実装ステージ１２の上面に押し付ける。かくして、液晶パネル１の部品実装部位１ａが実装ステージ１２上に常に適正に接触配置された状態となり、液晶パネル１の偏光板２２の厚さばらつきに関係なく、部品実装部位１ａに高精度にて部品を実装することができる。

本発明の液晶パネル用部品実装装置は、液晶パネルの表面に厚みばらつきのある偏光板が設けられている場合でも、液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に常に適正に接触配置することができて部品を高精度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の実装に有用である。

本発明の液晶パネル用部品実装装置における第１の実施形態の要部構成を示す斜視図である。同実施形態において液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に接触配置する動作工程を示す断面図である。本発明の液晶パネル用部品実装装置の第２の実施形態において液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に接触配置する動作工程を示す断面図である。本発明の液晶パネル用部品実装装置の第３の実施形態において液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に接触配置する動作工程を示す断面図である。本発明の液晶パネル用部品実装装置の第４の実施形態において液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に接触配置する動作工程を示す断面図である。本発明の液晶パネル用部品実装装置の第５の実施形態において液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に接触配置する動作工程を示す断面図である。従来例の液晶パネル用部品実装装置の概略構成を示す斜視図である。同従来例における実装ステージ配設部の構成を示す側面図である。図８の要部拡大断面図である。同従来例において液晶パネルの部品実装部位を実装ステージ上に配置したときの種々の状態を示す断面図である。

符号の説明

１液晶パネル
１ａ部品実装部位
４上下移動体
５搬送治具
１２実装ステージ
２３凹部
２４接触式位置検出センサ
２５検出片
２６検出部材
２６ａ一端部
２６ｂ他端部
２８非接触式位置検出センサ
２９光変位センサ
３０弾性体
３１押し付け部材
３２シリンダ装置

Claims

液晶パネルを上下に移動及び位置決め可能な搬送治具にて保持し、液晶パネルの側縁部に設けられた部品実装部位を実装ステージ上に接触配置し、液晶パネルの部品実装部位上に部品を実装する液晶パネル用部品実装装置において、搬送治具を実装ステージ上面より所定距離上方に位置決めした状態で液晶パネルの部品実装部位の高さ位置を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づいて部品実装部位と実装ステージ上面の間の距離を演算する演算手段と、液晶パネルの部品実装部位が実装ステージ上に接触配置するように演算手段による演算結果に基づいて搬送治具の上下位置を制御する制御手段を備え、前記測定手段は、実装ステージに形成した凹部を通して先端が実装ステージ上面の上方に突出する検出片を有する接触式位置検出センサから成ることを特徴とする液晶パネル用部品実装装置。
液晶パネルを上下に移動及び位置決め可能な搬送治具にて保持し、液晶パネルの側縁部に設けられた部品実装部位を実装ステージ上に接触配置し、液晶パネルの部品実装部位上に部品を実装する液晶パネル用部品実装装置において、搬送治具を実装ステージ上面より所定距離上方に位置決めした状態で液晶パネルの部品実装部位の高さ位置を測定する測定手段と、測定手段による測定結果に基づいて部品実装部位と実装ステージ上面の間の距離を演算する演算手段と、液晶パネルの部品実装部位が実装ステージ上に接触配置するように演算手段による演算結果に基づいて搬送治具の上下位置を制御する制御手段を備え、前記測定手段は、実装ステージに形成した凹部を通して一端部の先端が実装ステージ上面の上方に突出し、他端部が一端部の移動に連動して移動する検出部材と、検出部材の他端部の移動量を検出する非接触式位置検出センサとから成ることを特徴とする液晶パネル用部品実装装置。