JP4829813B2 - Electronic component mounting apparatus and mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は基板の一側部の上面に電子部品を精密に位置合わせして実装する電子部品の実装装置及び実装方法に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and mounting method for mounting an electronic component on a top surface of one side of a substrate with precise positioning.
たとえば、基板としての液晶セルには接着材料としての異方性導電部材を介して電子部品であるTCP(Tape Carrier Package)が圧着される。上記液晶セルは、2枚のガラス板がシール材を介して所定の間隔で液密に接着され、これらガラス板間に液晶が封入されるとともに、各ガラス板の外面にそれぞれ偏光板を貼着して構成される。そして、上記構成の液晶セルには、その側部上面にテープ状の上記異方性導電部材を圧着し、この異方性導電部材に上記TCPを仮圧着した後、本圧着するようにしている。 For example, a TCP (Tape Carrier Package) which is an electronic component is pressure-bonded to a liquid crystal cell as a substrate through an anisotropic conductive member as an adhesive material. In the liquid crystal cell, two glass plates are bonded in a liquid-tight manner at a predetermined interval via a sealing material, liquid crystal is sealed between the glass plates, and a polarizing plate is attached to the outer surface of each glass plate. Configured. In the liquid crystal cell having the above-described configuration, the tape-like anisotropic conductive member is pressure-bonded to the upper surface of the side portion, the TCP is temporarily pressure-bonded to the anisotropic conductive member, and then the pressure-bonding is performed. .
上記液晶セルに対して上記TCPを仮圧着するには、液晶セルの下面をバックアップツールの上端面で支持し、その支持された部分の上面に実装ツールによって上記電子部品を圧着するようにしている。 In order to temporarily press-bond the TCP to the liquid crystal cell, the lower surface of the liquid crystal cell is supported by the upper end surface of the backup tool, and the electronic component is pressure-bonded to the upper surface of the supported portion by the mounting tool. .
液晶セルにTCPを圧着する際、液晶セルの一側部の上面に設けられた複数の第1の端子と、上記TCPに設けられた複数の第2の端子を精密に位置合わせしなければならない。とくに最近では液晶セルの高性能化に伴いその第1の端子の配置密度や上記TCPの第2の端子の配置密度がたとえばμm単位で狭ピッチ化する傾向にある。 When the TCP is pressure-bonded to the liquid crystal cell, the plurality of first terminals provided on the upper surface of one side of the liquid crystal cell and the plurality of second terminals provided on the TCP must be precisely aligned. . In recent years, in particular, as the performance of liquid crystal cells increases, the arrangement density of the first terminals and the arrangement density of the second terminals of the TCP tend to be narrowed in units of μm, for example.
そのため、液晶セルにTCPを実装する際、上記基板とTCPの相対的位置が各端子の配置方向(この方向をX方向とする)に対してわずかでもずれると、上記第1の端子と第2の端子の接触不良を招くということがある。 Therefore, when the TCP is mounted on the liquid crystal cell, if the relative position of the substrate and the TCP is slightly shifted from the arrangement direction of each terminal (this direction is the X direction), the first terminal and the second terminal May cause poor contact of the terminals.
そこで、液晶セルに対して上記TCPを実装するとき、液晶セルとTCPに設けられたそれぞれ一対の位置合わせマークを一対の撮像カメラで撮像する。そして、その撮像に基づいて上記液晶セルとTCPとの相対的位置を算出し、その算出によって上記TCPに対して上記液晶セルをX、Y及びθ方向に駆動して位置合わせした後、上記TCPを基板に実装するようにしている。このような先行技術は特許文献1に示されている。
ところで、上記液晶セルとTCPを位置合わせするとき、通常は、最初に液晶セルとTCPに設けられたそれぞれ一対の位置合わせマークを、撮像カメラの撮像に基づいて上記X、Y及びθ方向のうち、X方向及びθ方向に対して相対的に仮位置合わせする。このとき、液晶セルとTCPの位置合わせマークはX方向と直交するY方向に対して離れている。なお、X方向は液晶セルとTCPに設けられたそれぞれ複数の端子の配置方向であり、Y方向は端子の配置方向と直交する方向である。 By the way, when aligning the liquid crystal cell and the TCP, normally, first, a pair of alignment marks provided on the liquid crystal cell and the TCP are respectively selected from the X, Y, and θ directions based on the imaging of the imaging camera. , Temporary alignment relative to the X direction and the θ direction. At this time, the alignment marks of the liquid crystal cell and the TCP are separated from the Y direction orthogonal to the X direction. The X direction is an arrangement direction of a plurality of terminals provided in the liquid crystal cell and the TCP, and the Y direction is a direction orthogonal to the arrangement direction of the terminals.
ついで、液晶セルの一対の位置合わせマークの上方にTCPの一対の位置合わせマークを重なるよう、上記液晶セルをTCPに対してY方向に駆動して位置決めした後、上記TCPを下降させて上記液晶セルに実装するようにしている。 Next, the liquid crystal cell is driven and positioned in the Y direction with respect to the TCP so that the pair of TCP alignment marks overlap the pair of alignment marks of the liquid crystal cell, and then the TCP is lowered to move the liquid crystal It is designed to be mounted on the cell.
従来は液晶セルとTCPを重ならない状態で接近させた後、これらの位置合わせマークを撮像カメラによって撮像し、その撮像結果に基づいて上述した液晶セルとTCPの位置合わせを順次行い、液晶セルにTCPを実装するようにしている。 Conventionally, after the liquid crystal cell and the TCP are brought close to each other without overlapping, these alignment marks are picked up by an imaging camera, and the liquid crystal cell and the TCP are aligned sequentially based on the image pickup result. TCP is implemented.
しかしながら、X方向及びθ方向に対して仮位置決めされた液晶セルとTCPを、Y方向に相対的に駆動して位置決めする際、その位置決めはたとえば液晶セルが載置されたテーブルを機械的に駆動して行われる。そのため、機械的な動力伝達誤差によって、液晶セルとTCPがX方向やY方向に対してずれてしまうことがある。 However, when positioning the liquid crystal cell and TCP temporarily positioned with respect to the X direction and the θ direction by relatively driving in the Y direction, the positioning is mechanically driven, for example, a table on which the liquid crystal cell is placed. Done. Therefore, the liquid crystal cell and the TCP may be displaced with respect to the X direction and the Y direction due to mechanical power transmission errors.
Y方向に対するずれは大きな問題にならないが、X方向(複数の端子の配置方向)に対するずれはわずかであっても、液晶セルとTCPに設けられた端子が液晶セルの高性能化に伴いμm単位で狭ピッチ化されていると、相互の端子が確実に接続されずに接触不良を招くということがある。 The displacement in the Y direction is not a big problem, but even if the displacement in the X direction (arrangement direction of multiple terminals) is slight, the terminals provided in the liquid crystal cell and TCP are in μm units as the performance of the liquid crystal cell increases. If the pitch is narrowed, the terminals may not be connected to each other reliably, resulting in poor contact.
このような実装不良を防止するためには、液晶セルとTCPをX方向及びθ方向に位置決めし、ついで液晶セルをY方向に駆動してTCPに対して位置決めしたとき、液晶セルとTCPに設けられたそれぞれ一対の位置合わせマークの位置合わせからX方向に対してずれがあるか否かを確認できれば、X方向の位置ずれを補正して液晶セルにTCPを実装できるから、互いの端子の接触不良をなくすことが可能となる。 In order to prevent such mounting defects, the liquid crystal cell and the TCP are positioned in the X direction and the θ direction, and then the liquid crystal cell is driven in the Y direction and positioned with respect to the TCP. If it can be confirmed whether or not there is a deviation with respect to the X direction from the alignment of each of the pair of alignment marks, the TCP can be mounted on the liquid crystal cell by correcting the positional deviation in the X direction. Defects can be eliminated.
Y方向に位置決めされた液晶セルとTCPの位置合わせマークを確認する場合、位置決めされて重なり合った液晶セルとTCPの一対の位置合わせマークを撮像カメラで撮像して画像処理し、それらが精密に位置決めされているか否かを判断するということが考えられる。 When checking the alignment mark of the liquid crystal cell and TCP positioned in the Y direction, the liquid crystal cell and TCP pair of alignment marks that have been positioned and overlapped are imaged with an imaging camera and processed, and they are precisely positioned. It can be considered to determine whether or not it is done.
しかしながら、液晶セルとTCPの重なり合った位置合わせマークを撮像すると、その撮像信号を二値化処理した画像からは、両者の位置合わせマークの重なり度合までを精密に判別することはできない。つまり、重なり合った位置合わせマークを二値化処理すると、その画像は1つの黒画像となってしまう。 However, when the alignment mark where the liquid crystal cell and the TCP overlap each other is imaged, it is impossible to accurately determine the degree of overlap between the alignment marks from the image obtained by binarizing the imaging signal. That is, if the overlapping alignment mark is binarized, the image becomes one black image.
そのため、液晶セルをTCPに対してX方向及びθ方向に対して位置決めしてからY方向に移動させたとき、その移動方向と直交するX方向に対して液晶セルとTCPにずれが生じたか否かを精密に判定することができない。 Therefore, when the liquid crystal cell is positioned in the X direction and the θ direction with respect to the TCP and then moved in the Y direction, whether or not there is a deviation between the liquid crystal cell and the TCP in the X direction orthogonal to the moving direction. Cannot be determined accurately.
つまり、二値化処理された画像からは、重なり合った一方の位置合わせマークと他方の位置合わせマークの中心が精密に一致しているか否かを判断することができないから、互いの端子を精密に位置決めして接続することが難しいということがあった。 In other words, from the binarized image, it is impossible to determine whether or not the center of one of the overlapping alignment marks and the other alignment mark is precisely coincident with each other. It was difficult to position and connect.
この発明は、基板と電子部品を位置合わせする際、種々の原因によって位置ずれが生じても、そのずれを確実に補正して上記電子部品を基板に実装することが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。 According to the present invention, even when a positional deviation occurs due to various causes when positioning the board and the electronic component, the electronic component can be mounted on the board by reliably correcting the deviation. To provide a mounting apparatus and a mounting method.
この発明は、基板の側辺部に所定間隔で設けられた複数の第1の端子に、電子部品に上記第1の端子と同じ間隔で設けられた複数の第2の端子を位置合わせして上記基板に上記電子部品を実装する実装装置であって、
上記基板の上記第1の端子の配置方向の外側に設けられた一対の第1の位置合わせマークと上記電子部品の上記第2の端子の配置方向の外側に上記第1の位置合わせマークと対応する間隔で設けられた一対の第2の位置合わせマークのそれぞれの一方と他方を同一視野内で同時に撮像する一対の撮像手段と、
この撮像手段によって撮像された上記第1、第2の位置合わせマークから上記基板と上記電子部品の相対位置及び上記基板の一対の第1の位置合わせマークの配置方向中心の第1の中心座標を算出する算出手段と、
この算出手段によって算出された上記基板と上記電子部品の相対位置に基づいて各一対の上記第1の位置合わせマークと第2の位置合わせマークが重なり合うよう上記基板と上記電子部品を相対的に位置合わせする駆動手段を具備し、
上記駆動手段によって上記基板と上記電子部品を相対的に位置合わせしたときに、
上記撮像手段は上記電子部品に設けられた複数の第2の端子の配置方向両端の端子を撮像し、
上記算出手段は上記撮像に基づいて複数の第2の端子の配置方向中心の第2の中心座標を算出し、
上記駆動手段は上記算出に基づいて上記第1の中心座標と上記第2の中心座標が上記各端子の配置方向と直交する同一直線上に位置するよう上記基板と上記電子部品を相対的に位置決めすることを特徴とする電子部品の実装装置にある。
According to the present invention, the plurality of second terminals provided at the same interval as the first terminal are aligned with the plurality of first terminals provided at predetermined intervals on the side of the substrate. A mounting device for mounting the electronic component on the substrate,
Corresponding to a pair of first alignment marks provided on the outside of the board in the arrangement direction of the first terminals and the first alignment marks on the outside in the arrangement direction of the second terminals of the electronic component. A pair of imaging means for simultaneously imaging one and the other of the pair of second alignment marks provided at intervals in the same field of view;
From the first and second alignment marks imaged by the imaging means, the relative position between the substrate and the electronic component and the first central coordinate of the arrangement direction center of the pair of first alignment marks on the substrate are obtained. A calculating means for calculating;
Based on the relative position of the substrate and the electronic component calculated by the calculating means, the pair of the first alignment mark and the second alignment mark are positioned relative to each other so that the pair of the first alignment mark and the second alignment mark overlap each other. Comprising driving means for matching,
When the substrate and the electronic component are relatively aligned by the driving means,
The imaging means images the terminals at both ends in the arrangement direction of the plurality of second terminals provided in the electronic component,
The calculation means calculates a second center coordinate of the arrangement direction center of the plurality of second terminals based on the imaging,
Based on the calculation, the driving means relatively positions the substrate and the electronic component so that the first center coordinate and the second center coordinate are located on the same straight line orthogonal to the arrangement direction of the terminals. The electronic component mounting apparatus is characterized in that:
上記駆動手段は、上記電子部品を駆動して上記基板に対して位置決めすることが好ましい。 Preferably, the driving means drives the electronic component and positions it with respect to the substrate.
この発明は、基板の側辺部に所定間隔で設けられた複数の第1の端子に、電子部品に上記第1の端子と同じ間隔で設けられた複数の第2の端子を位置合わせして上記基板に上記電子部品を実装する実装方法であって、
上記基板の上記第1の端子の配置方向の外側に設けられた一対の第1の位置合わせマークと上記電子部品の上記第2の端子の配置方向の外側に上記第1の位置合わせマークと対応する間隔で設けられた一対の第2の位置合わせマークのそれぞれの一方と他方を同一視野内で同時に撮像する工程と、
撮像された上記第1、第2の位置合わせマークから上記基板と上記電子部品の相対位置及び上記基板の一対の第1の位置合わせマークの配置方向中心の第1の中心座標を算出する工程と、
上記基板と上記電子部品の相対位置の算出に基づいて上記第1の位置合わせマークと第2の位置合わせマークが重なり合うよう上記基板と上記電子部品を位置合わせする工程と、
上記基板と上記電子部品を位置合わせした後、この電子部品に設けられた複数の第2の端子の配置方向両端の端子を撮像し、その撮像に基づいて上記第2の端子の配置方向中心の第2の中心座標を算出する工程と、
算出された第2の中心座標と上記第1の中心座標が上記各端子の配置方向と直交する同一直線上に位置するよう上記基板と上記電子部品を相対的に位置決めする工程と
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。
According to the present invention, the plurality of second terminals provided at the same interval as the first terminal are aligned with the plurality of first terminals provided at predetermined intervals on the side of the substrate. A mounting method for mounting the electronic component on the substrate,
Corresponding to a pair of first alignment marks provided on the outside of the board in the arrangement direction of the first terminals and the first alignment marks on the outside in the arrangement direction of the second terminals of the electronic component. Imaging one and the other of each of a pair of second alignment marks provided at intervals in the same field of view simultaneously;
Calculating a relative position between the substrate and the electronic component and a first center coordinate of a placement direction center of the pair of first alignment marks on the substrate from the imaged first and second alignment marks; ,
Aligning the substrate and the electronic component such that the first alignment mark and the second alignment mark overlap based on the calculation of the relative position of the substrate and the electronic component;
After aligning the substrate and the electronic component, the terminals at both ends in the arrangement direction of the plurality of second terminals provided on the electronic component are imaged, and the center of the arrangement direction of the second terminal is based on the imaging. Calculating a second center coordinate;
A step of relatively positioning the substrate and the electronic component such that the calculated second center coordinate and the first center coordinate are located on the same straight line perpendicular to the arrangement direction of the terminals. The electronic component mounting method is characterized by the following.
この発明によれば、基板に設けられた一対の第1の位置合わせマークの中心座標を予め求めておき、基板と電子部品とをこれらに設けられた位置合わせマークが重なり合うよう相対的に位置決めしたときに、電子部品に設けられた複数の第2の端子の配置方向の中心座標を求め、一対の第1の位置合わせマークの中心座標と、第2の端子の配置方向の中心座標が同一直線上に位置するよう基板と電子部品との相対的位置を補正する。
そのため、基板と電子部品との端子にずれが生じることないよう、これらを精密に位置合わせして基板に電子部品を実装することができる。
According to the present invention, the center coordinates of the pair of first alignment marks provided on the substrate are obtained in advance, and the substrate and the electronic component are relatively positioned so that the alignment marks provided on these overlap each other. Sometimes, the center coordinates in the arrangement direction of the plurality of second terminals provided in the electronic component are obtained, and the center coordinates of the pair of first alignment marks and the center coordinates in the arrangement direction of the second terminals are identical. The relative position between the substrate and the electronic component is corrected so as to be positioned on the line.
Therefore, the electronic components can be mounted on the substrate by precisely aligning the terminals so that the terminals of the substrate and the electronic components do not shift.
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1に示す実装装置はベーステーブル1を備えている。このベーステーブル1上にはXテーブル2が設けられている。このXテーブル2は上記ベーステーブル1の一側面に設けられたX駆動源3によって紙面と直交するX方向に沿って駆動されるようになっている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The mounting apparatus shown in FIG. 1 includes a base table 1. An X table 2 is provided on the base table 1. The X table 2 is driven along an X direction orthogonal to the paper surface by an
上記Xテーブル2上には保持テーブルとしてのYテーブル4が上記X方向と直交するY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4は上記Xテーブル2の一側面に設けられたY駆動源5によって同図に矢印で示す上記X方向と直交するY方向に沿って駆動されるようになっている。
A Y table 4 as a holding table is provided on the X table 2 so as to be movable along the Y direction orthogonal to the X direction. The Y table 4 is driven by a
上記Yテーブル4の上面、つまり保持面4aには、2枚のガラス板を貼り合わせた液晶セルなどの基板Wがその一側部をYテーブル4の一側から突出させて吸着保持される。基板Wを保持したYテーブル4は上記X駆動源3とY駆動源5が図3に示す制御装置6によって駆動が制御されることで位置決めされる。
On the upper surface of the Y table 4, that is, the holding
上記制御装置6には、基板Wのサイズなどに応じて図示しない入力部によって予め位置情報が入力設定されていて、その位置情報に基づいて上記X駆動源3とY駆動源5が駆動されて上記Yテーブル4に保持された上記基板Wの一側部が所定の位置に位置決めされるようになっている。
Position information is input and set to the
位置決めされた上記基板Wの一側部の上面には後述する電子部品としてのTCP9が実装される。そのとき、TCP9が実装される上記基板Wの一側部の下面はバックアップツール8によって支持される。
A
上記バックアップツール8は、バックアップテーブル11に下部Z駆動源12を介して上下方向に駆動可能に設けられている。上記ベーステーブル1の一端部の上面にはX方向に沿って下部Xガイドレール13が設けられている。
The
上記バックアップテーブル11は下部Xガイドレール13に沿って図示せぬリニアモータで駆動されるようになっている。それによって、上記バックアップツール8は上記基板Wの上記TCP9が実装される一側部の下面で、この一側部に沿う方向、つまり図2に示すX方向に沿って駆動可能に設けられている。
The backup table 11 is driven by a linear motor (not shown) along the lower
上記下部Z駆動源12のX方向に沿う幅方向の両側面には撮像手段としての第1、第2の撮像カメラ14A,14Bが設けられている。一対の撮像カメラ14A,14Bの撮像信号は図3に示すように画像処理部15でA/D変換(二値化処理)されて上記制御装置6に内蔵された算出手段としての演算処理部16に出力される。
First and
一対の上記撮像カメラ14A,14Bは、図4と図5に示すように上記基板Wの一側部に設けられた一対の第1の位置合わせマークm1と、上記TCP9の一端部に設けられた一対の第2の位置合わせマークm2の一方と他方をそれぞれの視野S1,S2内で同時に撮像する。また、基板WとTCP9の両端の端子T1、T2もこのときの視野S1,S2内に入って撮像可能となる。
The pair of
なお、この実施の形態では、第1の位置合わせマークm1は二重丸で、第2の位置合わせマークm2は第1の位置合わせマークm1よりも大きな二重丸であるが、これら位置合わせマークm1、m2の形状は四角と十字形状など、他の形状であっても差し支えない。 In this embodiment, the first alignment mark m1 is a double circle, and the second alignment mark m2 is a double circle larger than the first alignment mark m1, but these alignment marks The shapes of m1 and m2 may be other shapes such as a square shape and a cross shape.
上記基板Wの一側部にはY方向に沿う複数の第1の端子T1がX方向に所定間隔で設けられ、これら第1の端子T1のX方向(配置方向)の外側に上記一対の第1の位置合わせマークm1が設けられている。 On one side of the substrate W, a plurality of first terminals T1 along the Y direction are provided at predetermined intervals in the X direction, and the pair of first terminals T1 is disposed outside the first terminal T1 in the X direction (arrangement direction). One alignment mark m1 is provided.
上記TCP9の一端部には第2の端子T2が上記第1の端子T1に対応する数及び間隔で設けられていて、これら第2の端子T2の配置方向の外側に一対の上記第2の位置合わせマークm2が第1の位置合わせマークm1と同じ間隔で設けられている。つまり、一対の第1の位置合わせマークm1の中心間の距離と、一対の第2の位置合わせマークm2の中心間の距離は図4にLで示すように同じに設定されている。
The second terminals T2 are provided at one end of the
上記演算処理部16は、上記画像処理部15で二値化処理された上記一対の撮像カメラ14A,14Bの撮像信号から各一対の第1の位置合わせマークm1と第2の位置合わせマークm2のX,Y座標及びそのX,Y座標から各一対の第1、第2の位置合わせマークm1、m2の位置ずれ量を算出する。
The
上記演算処理部16で算出された第1の位置合わせマークm1と第2の位置合わせマークm2の位置ずれ量は駆動出力部17に出力される。駆動出力部17は演算処理部16で算出された位置ずれ量に基づいて上記基板Wに対して上記TCP9をX方向及びθ方向に対して位置合わせした後、Y方向に位置合わせして上記基板Wの一側部に後述するように実装する。
The amount of displacement between the first alignment mark m1 and the second alignment mark m2 calculated by the
図1に示すように、上記バックアップツール8の上方には実装ツール21が設けられている。この実装ツール21は先端部に吸着ノズル22を有し、この吸着ノズル22に上記TCP9の一端部が吸着保持される。上記実装ツール21はX・Y・θ・Z駆動源23によってX,Y,θ及びZ方向に駆動されるようになっている。
上記下部Z駆動源12及び上記X・Y・θ・Z駆動源23は上記制御装置6によって駆動が制御されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a mounting
The lower
つぎに、上記構成の実装装置によって基板Wの一側部にTCP9を実装するときの動作について説明する。
Next, an operation when the
運転を開始すると、制御装置6に予め設定された設定値に基づいてX駆動源3とY駆動源5とが駆動されてYテーブル4の保持面4aに保持された基板WがX,Y方向に対して所定の位置に位置決めされる。つまり、Y方向において、基板Wの一側部がバックアップツール8の上方になるよう位置決めされる。
When the operation is started, the
基板Wが位置決めされると、実装ツール21が駆動されてTCP9が位置決めされる。つまり、TCP9は、図4に示すように基板Wに設けられた一対の第1の位置合わせマークm1と、TCP9に設けられた一対の第2の位置合わせマークm2のそれぞれ一方と他方が一対の撮像カメラ14A,14Bのそれぞれの視野S1、S2に入る位置まで、X・Y・θ・Z駆動源23によってX,Y方向に駆動される。このときのTCP9のX,Y座標は、制御装置6によって撮像位置として予め設定されている。
When the substrate W is positioned, the mounting
TCP9が撮像位置に位置決めされると、それぞれ一対の第1位置合わせマークm1と第2の位置合わせマークm2が第1、第2の撮像カメラ14A,14Bによって撮像される。一対の撮像カメラ14A,14Bの撮像信号は画像処理部15でA/D変換処理されて演算処理部16で各位置合わせマークm1、m2のX,Y座標が演算処理される。
When the
それによって、基板Wに設けられた一対の第1の位置合わせマークm1とTCP9に設けられた一対の第2の位置合わせマークm2の位置ずれ量が算出される。このとき、演算処理部16は一対の第1の位置合わせマークm1のX座標から、2つの第1の位置合わせマークm1のX方向の中心座標X1を算出する。
Thereby, the amount of displacement between the pair of first alignment marks m1 provided on the substrate W and the pair of second alignment marks m2 provided on the
上記、演算処理部16で算出された算出値は駆動出力部17に出力される。駆動出力部17はまず、X・Y・θ・Z駆動源23によってTCP9をX方向及びθ方向に駆動し、TCP9に設けられた一対の第2の位置合わせマークm2を、基板Wに設けられた一対の第1の位置合わせマークm1に対してX方向及びθ方向に対して位置決めする。
The calculated value calculated by the
つまり、図4に示すように一対の第1の位置合わせマークm1を結ぶ直線と、一対の第2の位置合わせマークm2を結ぶ直線が平行になるとともに、対向する各一対の第1の位置合わせマークm1と第2の位置合わせマークm2が同じX座標になるよう位置決めされる。 That is, as shown in FIG. 4, the straight line connecting the pair of first alignment marks m1 and the straight line connecting the pair of second alignment marks m2 are parallel to each other, and each pair of the first alignments facing each other. The mark m1 and the second alignment mark m2 are positioned so as to have the same X coordinate.
ついで、上記TCP9は第2の位置合わせマークm2の中心が第1の位置合わせマークm1の中心に一致して重なる位置までY方向に沿って駆動される。TCP9を予め算出された第1の位置合わせマークm1のY座標と第2の位置合わせマークm2のY座標に基づいてY方向に駆動したならば、その時点で一対の撮像カメラ14A,14BによってTCP9に設けられた複数の第2の端子T2の両端部を撮像する。
Next, the
一対の撮像カメラ14A,14Bの撮像信号は、画像処理部15でA/D変換された後、演算処理部16で図5に示す一対の視野S1,S2内に位置する幅方向両端に位置する一対の第2の端子T2の外縁E1,E2のX座標を算出し、これら外縁E1,E2のX座標から複数の第2の端子T2のX方向の中心座標X2を求める。
The imaging signals of the pair of
このとき、TCP9の第2の端子T2は、一対の撮像カメラ14A,14Bの視野S1,S2内において基板Wの第1の端子T1と一端部だけが重なっていて、他端部は重なっていないから、重なっていない部分の画像から、一対の第2の端子T2の外縁E1,E2のX座標を精密に求め、それらのX座標から中心座標X2を算出することが可能となる。
At this time, the second terminal T2 of the
なお、このとき、基板Wの第1の位置合わせマークm1と、TCP9の第2の位置合わせマークm2は上下方向に重なっている。そのため、その部分の画像をA/D変換によって二値化処理しても全体的に黒画像となるから、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の中心が精密に一致しているかどうかを判別することは難しい。
At this time, the first alignment mark m1 on the substrate W and the second alignment mark m2 on the
ついで、一対の位置合わせマークm1のX方向の中心座標X1と、複数の第2の端子T2のX方向の中心座標X2が上記制御装置6に設けられた演算処理部16で比較される。上記一対の中心座標X1とX2はTCP9をY方向に駆動したとき、X・Y・θ・Z駆動源23によって実装ツール21が精密に駆動されれば、上記TCP9がX方向に対してずれが生じないから、上記中心座標X1とX2は精密に一致する。
Next, the central coordinate X1 in the X direction of the pair of alignment marks m1 and the central coordinate X2 in the X direction of the plurality of second terminals T2 are compared by the
その場合には、基板Wに設けられた複数の第1の端子T1と、TCP9に設けられた複数の第2の端子T2ともX方向に対して一致するから、その位置で実装ツール21が下降方向に駆動されてTCP9が基板Wの一側部の上面に実装される。
In that case, since the plurality of first terminals T1 provided on the substrate W and the plurality of second terminals T2 provided on the
上記実装ツール21がY方向に精密に駆動されない場合、一対の位置合わせマークm1のX方向の第1の中心座標X1と、複数の第2の端子T2のX方向の第2の中心座標X2とが一致しなくなる。その場合、第1の中心座標X1と、第2の中心座標X2のずれ量に応じて実装ツール21をX方向に駆動する。
When the mounting
上記TCP9を中心座標X1とX2のずれ量に応じてX方向に駆動したならば、一対の撮像カメラ14A,14Bで第2の端子T2の配置方向両端部を再度撮像し、配置方向両端に位置する一対の第2の端子T2の外縁E1,E2のX座標から第2の中心座標X2を算出し、その第2の中心座標X2と一対の第1の位置合わせマークm1から算出された第1の中心座標X1のX座標の比較を繰り返し、TCP9を位置決めするということを所定の許容範囲となるまで繰り返して行う。
If the
そして、TCP9の第2の中心座標X2と基板Wの一対の第1の位置合わせマークm1の第1の中心座標X1のX方向のずれ量が許容範囲内になったならば、上記TCP9を下降させて基板Wの一側部の上面に実装すればよい。
なお、第1の中心座標X1と第2の中心座標X2とのずれ量の補正は複数回行わずに1回であってもよい。
When the amount of deviation in the X direction between the second center coordinate X2 of the
Note that the correction of the shift amount between the first center coordinate X1 and the second center coordinate X2 may be performed once instead of being performed a plurality of times.
このように、基板WとTCP9をX方向及びθ方向に対して位置決めした後、TCP9をY方向に駆動して基板Wに実装する前に、TCP9に設けられた複数の第2の端子T2の配置方向の中心座標X2を一対の撮像カメラ14A,14Bの撮像に基づいて算出し、その中心座標X2を基板Wの一対の第1の位置合わせマークm1の中心座標X1と比較し、これらの中心座標X1,X2が一致するよう、TCP9をX方向に対して位置補正してから、上記TCP9を基板Wに実装するようにした。
As described above, after the substrate W and the
そのため、TCP9の第2の端子T2と基板Wの第1の端子T1を、これら端子T1、T2の配置方向に対して精密に位置決めできるから、基板Wの高性能化などによって端子T1、T2の配置密度が狭ピッチ化しても、各端子T1、T2の接触不良を招くことなく、TCP9を基板Wに実装することができる。
Therefore, the second terminal T2 of the
実装ツール21をY方向に駆動したとき、TCP9は基板Wに対してX方向だけでなく、Y方向に対してもずれが生じることがある。しかしながら、基板WとTCP9に設けられたそれぞれ複数の第1、第2の端子T1、T2はX方向に沿って所定間隔で設けられているから、Y方向に対してずれが生じても、複数の第1の端子T1と第2の端子T2が接触不良を招くことはない。したがって、Y方向のずれは、TCP9の実装精度にほとんど影響することがない。
When the mounting
TCP9を基板Wに実装する際、位置決めされた基板Wに対してTCP9をX,Y及びθ方向に駆動して位置決めした後、さらにZ方向に駆動して実装するようにした。TCP9に代わり、基板WをX,Y,Z及びθ方向に駆動すると、基板Wは薄くて大きいため、駆動に伴い振れが生じる。
When the
そのため、基板Wの振れが静定するまで、一対の撮像カメラ14A,14Bによる撮像やTCP9の実装を行うことができなくなるから、その分、タクトタイムが長く掛かり、生産性の低下を招くということがある。
Therefore, since it becomes impossible to perform imaging by the pair of
それに対し、この実施の形態では上述したように基板Wに対して十分に小さいTCP9をX,Y,及びZ方向に駆動して基板Wに対して位置決めするようにした。そのため、TCP9には基板Wのように振れが生じ難く、たとえ振れが生じたとしても短時間で静定するから、基板Wを駆動して位置決めする場合に比べて生産性を向上させることができる。
On the other hand, in this embodiment, as described above, the
上記一実施の形態ではTCPと基板を位置合わせするとき、予め位置決めされた基板に対してTCPをX,Y,Z及びθ方向に駆動するようにしたが、電子部品に代わって基板を駆動するようにしてもよく、要は基板と電子部品とをX,Y,Z及びθ方向に対して相対的に駆動してこれらを位置決めして実装すればよい。 In the above embodiment, when the TCP and the substrate are aligned, the TCP is driven in the X, Y, Z, and θ directions with respect to the pre-positioned substrate, but the substrate is driven instead of the electronic component. In short, the board and the electronic component may be driven relative to the X, Y, Z, and θ directions to position and mount them.
2…Xテーブル、4…Yテーブル、6…制御装置、8…バックアップツール、9…TCP、14A,14B…撮像カメラ(撮像手段)、15…画像処理部、16…演算処理部、17…駆動出力部、21…実装ツール、22…吸着ノズル、23…X・Y・Z・θ駆動源、W…基板、T1、T2…端子。
2 ... X table, 4 ... Y table, 6 ... control device, 8 ... backup tool, 9 ... TCP, 14A, 14B ... imaging camera (imaging means), 15 ... image processing unit, 16 ... calculation processing unit, 17 ...
Claims (3)
上記基板の上記第1の端子の配置方向の外側に設けられた一対の第1の位置合わせマークと上記電子部品の上記第2の端子の配置方向の外側に上記第1の位置合わせマークと対応する間隔で設けられた一対の第2の位置合わせマークのそれぞれの一方と他方を同一視野内で同時に撮像する一対の撮像手段と、
この撮像手段によって撮像された上記第1、第2の位置合わせマークから上記基板と上記電子部品の相対位置及び上記基板の一対の第1の位置合わせマークの配置方向中心の第1の中心座標を算出する算出手段と、
この算出手段によって算出された上記基板と上記電子部品の相対位置に基づいて各一対の上記第1の位置合わせマークと第2の位置合わせマークが重なり合うよう上記基板と上記電子部品を相対的に位置合わせする駆動手段を具備し、
上記駆動手段によって上記基板と上記電子部品を相対的に位置合わせしたときに、
上記撮像手段は上記電子部品に設けられた複数の第2の端子の配置方向両端の端子を撮像し、
上記算出手段は上記撮像に基づいて複数の第2の端子の配置方向中心の第2の中心座標を算出し、
上記駆動手段は上記算出に基づいて上記第1の中心座標と上記第2の中心座標が上記各端子の配置方向と直交する同一直線上に位置するよう上記基板と上記電子部品を相対的に位置決めすることを特徴とする電子部品の実装装置。 A plurality of second terminals provided at the same interval as the first terminal are aligned with the plurality of first terminals provided at predetermined intervals on the side of the substrate, and the substrate is aligned with the second terminal. A mounting device for mounting electronic components,
Corresponding to a pair of first alignment marks provided on the outside of the board in the arrangement direction of the first terminals and the first alignment marks on the outside in the arrangement direction of the second terminals of the electronic component. A pair of imaging means for simultaneously imaging one and the other of the pair of second alignment marks provided at intervals in the same field of view;
From the first and second alignment marks imaged by the imaging means, the relative position between the substrate and the electronic component and the first central coordinate of the arrangement direction center of the pair of first alignment marks on the substrate are obtained. A calculating means for calculating;
Based on the relative position of the substrate and the electronic component calculated by the calculating means, the pair of the first alignment mark and the second alignment mark are positioned relative to each other so that the pair of the first alignment mark and the second alignment mark overlap each other. Comprising driving means for matching,
When the substrate and the electronic component are relatively aligned by the driving means,
The imaging means images the terminals at both ends in the arrangement direction of the plurality of second terminals provided in the electronic component,
The calculation means calculates a second center coordinate of the arrangement direction center of the plurality of second terminals based on the imaging,
Based on the calculation, the driving means relatively positions the substrate and the electronic component so that the first center coordinate and the second center coordinate are located on the same straight line orthogonal to the arrangement direction of the terminals. An electronic component mounting apparatus characterized by:
上記基板の上記第1の端子の配置方向の外側に設けられた一対の第1の位置合わせマークと上記電子部品の上記第2の端子の配置方向の外側に上記第1の位置合わせマークと対応する間隔で設けられた一対の第2の位置合わせマークのそれぞれの一方と他方を同一視野内で同時に撮像する工程と、
撮像された上記第1、第2の位置合わせマークから上記基板と上記電子部品の相対位置及び上記基板の一対の第1の位置合わせマークの配置方向中心の第1の中心座標を算出する工程と、
上記基板と上記電子部品の相対位置の算出に基づいて上記第1の位置合わせマークと第2の位置合わせマークが重なり合うよう上記基板と上記電子部品を位置合わせする工程と、
上記基板と上記電子部品を位置合わせした後、この電子部品に設けられた複数の第2の端子の配置方向両端の端子を撮像し、その撮像に基づいて上記第2の端子の配置方向中心の第2の中心座標を算出する工程と、
算出された第2の中心座標と上記第1の中心座標が上記各端子の配置方向と直交する同一直線上に位置するよう上記基板と上記電子部品を相対的に位置決めする工程と
を具備したことを特徴とする電子部品の実装方法。 A plurality of second terminals provided at the same interval as the first terminal are aligned with the plurality of first terminals provided at predetermined intervals on the side of the substrate, and the substrate is aligned with the second terminal. A mounting method for mounting electronic components,
Corresponding to a pair of first alignment marks provided on the outside of the board in the arrangement direction of the first terminals and the first alignment marks on the outside in the arrangement direction of the second terminals of the electronic component. Imaging one and the other of each of a pair of second alignment marks provided at intervals in the same field of view simultaneously;
Calculating a relative position between the substrate and the electronic component and a first center coordinate of a placement direction center of the pair of first alignment marks on the substrate from the imaged first and second alignment marks; ,
Aligning the substrate and the electronic component such that the first alignment mark and the second alignment mark overlap based on the calculation of the relative position of the substrate and the electronic component;
After aligning the substrate and the electronic component, the terminals at both ends in the arrangement direction of the plurality of second terminals provided on the electronic component are imaged, and the center of the arrangement direction of the second terminal is based on the imaging. Calculating a second center coordinate;
A step of relatively positioning the substrate and the electronic component such that the calculated second center coordinate and the first center coordinate are located on the same straight line perpendicular to the arrangement direction of the terminals. An electronic component mounting method characterized by the above.
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