JP5771847B2 - 実装装置、電子部品の実装方法、基板の製造方法及びプログラム - Google Patents

Description

本技術は、基板上に電子部品を実装する実装装置等の技術に関する。

従来から、基板を搬送して基板を所定の位置に位置決めする搬送部と、電子部品を供給する供給部と、電子部品を保持及び離脱可能な吸着ノズルを有するヘッドと、ヘッドを駆動させる駆動機構とを有する実装装置が広く知られている。

この実装装置では、まず、駆動機構によりヘッドが供給部上に移動される。そして、吸着ノズルが下降して電子部品が吸着ノズルにより吸着保持され、電子部品を保持した吸着ノズルが上昇される。ヘッドが複数の吸着ノズルを有している場合には、複数の吸着ノズルがそれぞれ電子部品を吸着保持する。そして、駆動機構によりヘッド（吸着ノズル）が基板上の実装位置へ移動され、そして、基板上で吸着ノズルが下降して基板上に電子部品が実装される。ヘッドが複数の吸着ノズルを有している場合には、ヘッドが基板上の次の実装位置に移動され、その位置で吸着ノズルが下降して基板上に電子部品が実装される。

このような実装装置では、ヘッドが供給部上から基板上へ移動して基板上で停止したり、ヘッドが基板上の次の実装位置に移動して停止したりするときに、ヘッド（吸着ノズル）に振動が発生する。このように、ヘッド停止時にヘッド（吸着ノズル）に振動が生じてしまうため、なんら対策をせずに、吸着ノズルを下降させてしまうと、基板上の実装位置に正確に電子部品を実装することができないといった問題がある。

このような問題に関する技術として、下記特許文献１には、ヘッドが供給部から基板上へ移動する場合に、ヘッドの動きを制御することでヘッドに生じる振動を抑制する技術が開示されている。

特開２０１０−６７７０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、振動抑制対象となるヘッド（吸着ノズル）の振動の周波数が大きいほど、ヘッドが供給部から基板上へ移動するときの移動時間が長くなってしまうといった問題がある。この場合、移動に時間がかかってしまうため、基板の生産性が低下してしまうといった問題がある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、高精度な電子部品の実装と、基板の生産性の向上とを両立させることができる技術を提供することにある。

本技術の一形態に係る実装装置は、保持部と、センサ部と、制御部とを具備する。
前記保持部は、電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する。
前記センサ部は、前記保持部の振動を検出する。
前記制御部は、前記センサ部により検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された前記電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御する。

この実装装置では、振動する保持部に保持された電子部品の位置が基板上の実装位置と重なるタイミングで基板上に電子部品を実装することができる。従って、電子部品を保持している保持部が振動している状態でも、保持部を基板側に移動させて精度よく基板上に電子部品を実装することができる。さらに、この実装装置では、振動が生じていても問題がないため、例えば、保持部を供給部上から基板上へ移動させるときに、その移動のスピードを速めることができる。従って、基板の生産性を向上させることができる。すなわち、この実装装置では、高精度な電子部品の実装と、基板の生産性の向上とを両立させることができる。

上記実装装置において、前記制御部は、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングと、前記保持部が前記基板側に向けて移動を開始してから前記保持部が前記基板上に前記電子部品を実装するまでの時間である移動時間とに基づいて、前記保持部が前記基板側に向けて移動を開始する時刻である移動開始時刻を算出してもよい。

これにより、適切に保持部の移動開始時刻を算出することができる。

上記実装装置において、前記制御部は、前記振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された前記電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングの周期を測定し、測定された前記周期に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測してもよい。

上記実装装置において、前記制御部は、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に前記周期を加算して、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測し、予測された時刻から前記移動時間を差し引いた時刻を前記移動開始時刻として算出してもよい。

これにより、適切に保持部の移動開始時刻を算出することができる。

上記実装装置において、前記制御部は、以下の式に基づいて、ｎを求め、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に前記周期のｎ倍を加算して、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測し、予測された時刻から前記移動時間を引いた時刻を前記移動開始時刻として算出してもよい。
ｎ−１Ｔ＜Ｐ≦ｎＴ（Ｔは、周期であり、Ｐは、移動時間であり、ｎは、１以上の整数である）

これにより、保持部が基板側に向けて移動する移動時間よりも上記周期が大きいような場合にも、適切に、保持部の移動開始時刻を算出することができる。

上記実装装置において、前記制御部は、前記制御部は、前記保持部が前記基板側に移動して前記電子部品を実装するタイミング毎に、前記振動の情報に基づいて、前記周期を測定してもよい。

この実装装置では、保持部が電子部品を実装するタイミング毎に、上記周期が測定される。従って、例えば、保持部が供給部から基板上に移動されるときの移動距離等のパラメータにより、保持部の振動の周期が異なる場合に、適切に上記周期を算出して上記タイミングを判定することができる。これにより、電子部品の実装の精度をさらに向上させることができる。

上記実装装置は、記憶部をさらに具備していてもよい。この場合、前記制御部は、前記保持部が前記電子部品を実装する前に、事前に、前記振動の情報に基づいて、前記周期を測定し、測定された前記周期を前記記憶部に記憶させておいてもよい。

この実装装置では、事前に、保持部の振動の情報に基づいて、上記周期が測定されているので、保持部が電子部品を実装するタイミングで、上記周期を測定する必要性がない。従って、保持部が基板上の実装位置に移動されたときに、保持部を素早く基板側に移動させることができる。これにより、基板の生産性をさらに向上させることができる。

上記実装装置において、前記センサ部は、前記保持部が基板側に向けて移動する方向に直行する方向である第１の方向の振動を検出する第１のセンサを有していてもよい。また、上記実装装置において、前記センサ部は、前記保持部が基板側に向けて移動する方向に直行する方向であって、かつ、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向の振動を検出する第２のセンサをさらに有していてもよい。

センサ部が第１のセンサと、第２のセンサとを有している場合、保持部の振動を正確に検出することができるので、電子部品の実装の精度をさらに向上させることができる。

本技術の一実施形態に係る電子部品の実装方法は、電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出することを含む。
検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングが判定される。
判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御して、前記電子部品が基板上に実装される。

本技術の一形態に係る基板の製造方法は、電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出することを含む。
検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングが判定される。
判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御して、前記電子部品が実装された基板が製造される。

本技術の一実施形態に係るプログラムは、実装装置に、電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出するステップを実行させる。
検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定するステップを実行させる。
判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御するステップを実行させる。

以上のように、本技術によれば、高精度な電子部品の実装と、基板の生産性の向上とを両立させることができる技術を提供することができる。

本技術の一実施形態に係る実装装置を示す正面図である。 実装装置の平面図である。 実装装置の電気的な構成を示すブロック図である。 実装装置の動作を示すフローチャートである。 加速度センサから取得された加速度と、吸着ノズルの下降タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。 本技術の他の実施形態に係る実装装置の動作を示すフローチャートである。 加速度センサから取得された加速度と、吸着ノズルの下降タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
[実装装置の構成及び各部の構成]
図１は、本技術の一実施形態に係る実装装置１００を示す正面図である。図２は、図１に示す実装装置１００の平面図である。

図１及び図２に示すように、実装装置１００は、フレーム１０と、基板１を搬送するコンベア１６と、コンベア１６を挟んで両側に設けられ、電子部品（図示せず）を供給する供給部２０とを備える。また、実装装置１００は、供給部２０から供給される電子部品を吸着して、この電子部品を基板１上に実装する吸着ノズル３１（保持部）を有する実装ヘッド３０と、実装ヘッド３０を駆動するヘッド駆動機構４０とを備える。また、実装装置１００は、吸着ノズル３１の振動を検出するセンサ部５０を備える。

図３は、実装装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。

図３に示すように、実装装置１００は、実装装置１００の各部を統括的に制御するＣＰＵ（Central processing Unit）等の制御部５を有している。また、実装装置１００は、制御部５の制御に必要な各種のプログラムが記憶された不揮発性のメモリと、制御部５の作業領域として用いられる揮発性メモリとを含む記憶部６を有している。また、実装装置１００は、吸着ノズル３１を駆動させるノズル駆動機構６０を有している。なお、図３では、図示は省略しているが、制御部５は、コンベア１６、供給部２０等の各部とも電気的に接続されている。

以降では、主に、図１及び図２を主に参照しつつ、適宜、図３を参照して実装装置１００の構成について詳細に説明する。

コンベア１６は、Ｘ軸方向に沿って配設され、実装装置１００の上流側に配置された他の装置から受け渡された基板１を所定の位置に搬送する。また、コンベア１６は、基板１に電子部品が実装された後、その基板１を搬送して、下流側に配置された他の装置に基板１を受け渡す。

供給部２０には、Ｘ軸方向に沿って複数のテープフィーダ２１が配列される。テープフィーダ２１は、電子部品を内部に収納するキャリアテープが巻きつけられるリールと、キャリアテープをステップ送りで送り出す送り出し機構とを含む。キャリアテープ内には、抵抗、コンデンサ、コイル等の電子部品が種類ごとに収納される。テープフィーダ２１のカセットの端部の上面には供給窓２２が形成され、この供給窓２２を介して電子部品が供給される。

フレーム１０は、底部に設けられたベース１１と、ベース１１に固定された複数の支柱１２とを有する。

ヘッド駆動機構４０は、複数の支柱１２の上部にＸ軸方向に沿って架け渡された２本のＸビーム４１と、２本のＸビーム４１の間に、Ｙ軸に沿って架け渡されたＹビーム４２とを含む。なお、図２では、図面を見やすく表示するため、手前側のＸビーム４１と、Ｙビーム４２とを一点差線で表示している。

Ｙビーム４２は、２本のＸビーム４１の下側において、Ｘビーム４１に対してＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。Ｘビーム４１は、Ｙビーム４２をＸ軸方向に沿って移動させるためのＸ軸駆動機構４３（図３参照）を内部に有しており、このＸ軸駆動機構４３の駆動により、Ｙビーム４２は、Ｘビーム４１の下側において、Ｘ軸方向に沿って移動される。

Ｙビーム４２の下側には、実装ヘッド３０を保持するキャリッジ３５が取り付けられている。キャリッジ３５は、Ｙビーム４２に対してＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。Ｙビーム４２は、キャリッジ３５をＹ軸方向に沿って移動させるためのＹ軸駆動機構４４（図３参照）を内部に有しており、このＹ軸駆動機構４４の駆動により、キャリッジ３５は、Ｙビーム４２の下側において、Ｙ軸方向に沿って移動される。

Ｘ軸駆動機構４３及びＹ軸駆動機構４４の駆動により、キャリッジ３５の下側に設けられた実装ヘッド３０（吸着ノズル３１）が、Ｘ軸及びＹ軸方向に沿って移動される。Ｘ軸駆動機構４３及びＹ軸駆動機構４４としては、例えば、ボールネジ駆動機構、ベルト駆動機構、リニアモータ駆動機構等が挙げられる。

実装ヘッド３０は、キャリッジ３５に対して回転可能に取り付けられたターレット３２と、ターレット３２の周方向に沿って等間隔でターレット３２に取り付けられた複数の吸着ノズル３１とを有する。

ターレット３２は、斜め方向の軸を回転の中心軸として回転可能とされている。ターレット３２は、ヘッド駆動機構４０のターレット回転機構４５（図３参照）の駆動により、前記軸を中心軸として回転される。

吸着ノズル３１は、吸着ノズル３１の軸線がターレット３２の回転軸に対してそれぞれ傾斜するように、ターレット３２に取り付けられている。

吸着ノズル３１は、それぞれ、ターレット３２に対して上記軸線方向に沿って移動可能に支持されている。また、吸着ノズル３１は、ターレット３２に対して回転可能に支持されている。吸着ノズル３１は、ノズル駆動機構６０のＺ軸駆動機構６１（図３参照）の駆動により、所定のタイミングで、軸線方向に沿って移動される。また、吸着ノズル３１は、ノズル回転機構６２（図３参照）の駆動により所定のタイミングで軸線回りに回転される。

吸着ノズル３１は、図示しないエアコンプレッサに接続されている。吸着ノズル３１は、このエアコンプレッサの負圧及び正圧の切り換えに応じて、電子部品を吸着したり、脱離したりすることができる。

複数の吸着ノズル３１のうち、最も低い位置に位置する吸着ノズル３１（図１、図２中、最も右側に位置する吸着ノズル３１）は、その軸線が垂直方向を向いている。以降では、このように軸線が垂直方向を向く吸着ノズル３１の位置を操作位置と呼ぶ。操作位置に位置する吸着ノズル３１は、ターレット３２の回転により順次切り換えられる。複数の吸着ノズル３１のうち、操作位置に位置する吸着ノズル３１が上下方向に移動されたり、負圧及び正圧が切り換えられたりする。

センサ部５０は、例えば、操作位置に位置する吸着ノズル３１の横方向（吸着ノズル３１が基板１側に移動する方向と直行する方向）の振動を検出する。図１に示す例では、センサ部５０は、キャリッジ３５に設けられている。このセンサ部５０は、典型的には、操作位置に位置する吸着ノズル３１の横方向の振動と同じタイミングで横方向に振動する場所に対して配置される。従って、センサ部５０は、操作位置に位置する吸着ノズル３１と同じタイミングで振動する場所であれば、どのような位置に配置されていてもよく、例えば、Ｘビーム４１やＹビーム４２等に配置されていてもよい。

センサ部５０としては、加速度センサ、速度センサ、変位センサ、あるいは、これらのうち２つ以上の組み合わせが挙げられる。センサ部５０は、横方向の第１の方向（例えば、Ｘ軸方向）の振動を検出する第１のセンサと、第１の方向とは異なる第２の方向（例えば、Ｙ軸方向）の振動を検出する第２のセンサとを有していてもよい。この場合、操作位置に位置する吸着ノズル３１の振動を正確に測定することができる。

なお、本実施形態の説明では、便宜的に、センサ部５０は、Ｘ軸方向の加速度を検出する、１つの加速度センサ５０であるとして説明する。

実装装置１００は、図示を省略した撮像部を備えている。この撮像部は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有しており、この撮像素子により、電子部品を保持した吸着ノズル３１が撮像される。撮像部は、例えば実装ヘッド３０と一体的に動くように設けられ、図示しないミラー等の光学系を介して、電子部品が保持されたノズルを撮像する。

撮像部により撮影された画像は、制御部５により画像処理され、電子部品の吸着状態が判定される。吸着状態が判定されると、判定された吸着状態に基づいて、実装時における吸着ノズル３１の回転量等が修正される。

［動作説明］
次に、本実施形態に係る実装装置１００の動作について説明する。図４は、実装装置１００の動作を示すフローチャートである。図５は、加速度センサ５０から取得された加速度と、吸着ノズル３１の下降タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。

まず、制御部５は、コンベア１６により基板１を搬入して基板１を所定の位置に位置決めする。次に、制御部５は、ヘッド駆動機構４０のＸ軸駆動機構４３及びＹ軸駆動機構４４を駆動させて、実装ヘッド３０（吸着ノズル３１）をＸ軸及びＹ軸方向に移動させ、実装ヘッド３０を電子部品の供給位置（供給窓２２の位置）に移動させる（ステップ１０１）。そして、制御部５は、操作位置に位置する吸着ノズル３１を、目的とする電子部品を収納するテープフィーダ２１の供給窓２２の位置に移動せる。

次に、制御部５は、Ｚ軸駆動機構６１を駆動させて、操作位置に位置する吸着ノズル３１を下方に移動させ、エアコンプレッサにより吸着ノズル３１を負圧に切り換える。これにより、吸着ノズル３１の先端部に電子部品が吸着される（ステップ１０２）。吸着ノズル３１に電子部品が吸着されると、制御部５は、吸着ノズル３１を上方に移動させる。

次に、制御部５は、ターレット回転機構４５を駆動させて、ターレット３２を回転させ、操作位置に位置する吸着ノズル３１を切り換える。操作位置に位置する吸着ノズル３１が切り換えられると、制御部５は、Ｚ軸駆動機構６１を駆動させて、吸着ノズル３１を下方へ移動させ、その吸着ノズル３１の先端に電子部品を吸着させる。このようにして、複数の吸着ノズル３１に対してそれぞれ電子部品が吸着される。

吸着ノズル３１に対して電子部品が吸着されると、制御部５は、Ｘ軸駆動機構４３及びＹ軸駆動機構４４を駆動させ、実装ヘッド３０（吸着ノズル３１）を供給位置から基板１上に移動させる（ステップ１０３）。そして、制御部５は、操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とを位置合わせする。位置合わせの完了により、実装ヘッド３０（吸着ノズル３１）のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動が停止されるが、このとき、移動の停止時の衝撃により吸着ノズル３１には、振動が生じている。

吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とを位置合わせが完了すると、次に、制御部５は、加速度センサ５０から加速度の情報（振動の情報）を取得する。加速度の情報の取得のタイミングは、位置合わせ完了後に限られず、位置合わせの完了から所定時間前であっても構わない。すなわち、吸着ノズル３１が基板１上の実装位置から所定の範囲内に移動したときに、加速度の情報が取得されてもよい。

図５には、加速度センサ５０から取得される加速度（Ｘ軸方向）の情報の一例が示されている。ここで、図５を参照して、本技術の基本的な考え方について説明する。

加速度センサ５０から取得された加速度（Ｘ軸方向）は、操作位置に位置する吸着ノズル３１の振動を表している。そして、加速度がゼロとなるタイミングは、操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とが重なりあうタイミングと一致する。

従って、吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なり合うタイミングは、振動の周期の半周期に相当する周期Ｔ毎に到来することになる。なお、吸着ノズル３１の振動は、減衰振動であるが、吸着ノズル３１の振動の周期は、急激には変動しない。従って、位置合わせが完了してから数秒間は、吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なりあうタイミングが上記周期Ｔ毎に到来するとみなして問題ない。

吸着ノズル３１が基板１側に向けて移動を開始してから基板１上に電子部品を実装するまでの移動時間Ｐが既知であるとする。この場合、加速度がゼロとなるタイミングよりも移動時間Ｐ前に、吸着ノズル３１の移動を開始すれば、加速度がゼロとなるタイミング（吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なり合うタイミング）で、電子部品を基板１上に実装することができる。

加速度がゼロとなるタイミング（吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なり合うタイミング）は、上記周期Ｔ毎に到来するので、周期Ｔが既知であれば、このタイミングは、予測することができる。すなわち、加速度がゼロとなるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻にＴ、２Ｔ、３Ｔ・・を加算した時刻が、加速度がゼロ（吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なり合う）となる時刻となる。

従って、まず、加速度がゼロとなるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に周期Ｔ（あるいは、２Ｔ、３Ｔ・・）を加算して、次に（あるいは、さらにその次）加速度がゼロとなる時刻が予測される。そして、予測された加速度ゼロのタイミングの時刻から移動時間Ｐを差し引いた時刻に吸着ノズル３１の基板１側への移動を開始させればよい。これにより、操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とが重なりあうタイミングで、電子部品を基板１上に実装することができる。

以上が本技術の基本的な考え方である。制御部５の処理の説明に戻る。

制御部５は、加速度センサ５０から加速度の情報を取得すると、加速度の情報に基づいて、加速度がゼロとなってから、次に加速度がゼロとなるまでの周期Ｔを測定する（ステップ１０５）。すなわち、制御部５は、加速度の情報に基づいて、吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なり合うタイミングの周期Ｔを測定する。

周期Ｔの測定は、例えば、吸着ノズルに保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置との位置合わせの完了（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動完了）をトリガとして実行される。

次に、制御部５は、吸着ノズル３１が基板１側へ向けて移動を開始する時刻である移動開始時刻ｔを算出する（ステップ１０６）。移動開始時刻ｔは、以下の式（１）により求めることができる。

ｔ＝ｔ’＋Ｔ−Ｐ・・・（１）
なお、式（１）中、ｔ’は、加速度がゼロとなるタイミング（センサからの加速度の情報により既知のタイミング）のうち、何れかのタイミングの時刻である。すなわち、移動開始時刻ｔの算出においては、まず、加速度がゼロとなるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻ｔ’に周期Ｔを加算して、次に加速度がゼロとなる時刻を予測する。そして、予測された加速度ゼロのタイミングの時刻から移動時間Ｐを差し引いた時刻が算出され、この時刻が移動開始時刻ｔとして算出される。なお、移動時間Ｐは、予め記憶部６に記憶されている。

図５に示す例では、時刻ｔ’は、位置合わせの完了から２回目の加速度ゼロの時刻とされている。つまり、図５に示す例では、時刻ｔ’は、周期Ｔが測定された直後の加速度ゼロの時刻とされている。このように、時刻ｔ’が、周期Ｔが測定された直後の加速度ゼロの時刻とされることで、電子部品の実装の速度を向上させることができる。但し、時刻ｔ’は、これに限られず、位置合わせの完了から３回目以降の加速度ゼロの時刻とされてもよい。

加速度ゼロの周期Ｔが、移動時間Ｐよりも大きい場合も想定される。周期Ｔが移動時間Ｐよりも大きいことが想定される場合には、制御部５は、まず、以下の式（２）に基づいて、ｎを求める。
ｎ−１Ｔ＜Ｐ≦ｎＴ・・・（２） （ｎは、１以上の整数）

そして、制御部５は、以下の式（３）により、移動開始時刻ｔを算出する。
ｔ＝ｔ’＋ｎＴ−Ｐ・・・（３）

すなわち、周期Ｔが、移動時間Ｐよりも大きいことが想定される場合、制御部５は、上記式（２）により、ｎを求めた後、加速度がゼロとなるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻ｔ’に周期Ｔをｎ倍した値を加算して、加速度がゼロとなる時刻を予測する。そして、予測された加速度ゼロのタイミングの時刻から移動時間Ｐを差し引いた時刻が算出され、この時刻が移動開始時刻ｔとして算出される。

移動開始時刻ｔを算出すると、次に、制御部５は、現在の時刻が吸着ノズルの移動開始時刻ｔであるかを判定する（ステップ１０７）。現在の時刻が吸着ノズルの移動開始時刻ｔとなった場合（ステップ１０７のＹＥＳ）、制御部５は、ノズル駆動機構６０のＺ軸駆動機構６１を駆動させ、操作位置に位置する吸着ノズル３１の移動（降下）を開始させる（ステップ１０８）。

そして、制御部５は、吸着ノズル３１を所定の距離分、下方へ移動させると、Ｚ軸駆動機構６１の駆動を停止させ、ノズルの下方への移動を停止させる。そして、制御部５は、吸着ノズル３１の圧力を負圧から正圧に切り換えて、基板１上に電子部品を実装する。吸着ノズル３１に電子部品が吸着されると、制御部５は、吸着ノズル３１を上方に移動させる。

以上のような処理により、操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とが重なりあうタイミングで、電子部品を基板１上に実装することができる。従って、電子部品を保持している吸着ノズル３１が振動している状態でも、吸着ノズル３１を基板１側に移動させて精度よく基板１上に電子部品を実装することができる。

さらに、この実装装置１００では、振動が生じていても問題がないため、例えば、吸着ノズル３１を供給部２０上の供給位置から基板１上へ移動させるときに、その移動のスピードを速めることができる。従って、基板１の生産性を向上させることができる。すなわち、この実装装置１００では、高精度な電子部品の実装と、基板１の生産性の向上とを両立させることができる。

ここでの例では、センサ部５０として、加速度センサ５０が用いられた場合について説明したが、センサ部５０として、速度センサや、変位センサ等の他のセンサが用いられた場合にも同様の効果を得ることができる。

単純に、電子部品の実装の精度を向上させるだけであるならば、基板１上で吸着ノズル３１の振動が減衰するのを待ってから吸着ノズル３１を下降させる方法も考えられる。しかしながら、この場合、吸着ノズル３１の振動の減衰を待たなければいけないので、基板１の生産性を向上させることができない。

ここで、吸着ノズル３１の振動周波数、吸着ノズル３１の移動時間Ｐ等のパラメータについて、想定される具体的な値を挙げて、実際に、どの程度の精度で基板１上に電子部品を実装することができるのかについて説明する。

想定される具体的なパラメータは、以下の通りである。
操作位置に位置する吸着ノズル３１の振動周波数 １５Ｈｚ
吸着ノズル３１の振動の周期 約６６［ｍｓ］
加速度がゼロとなる周期Ｔ 約３３［ｍｓ］（吸着ノズル３１の振動の周期の半分）
吸着ノズル３１の振動の振幅 ±５０［μｍ］
ノズルの移動時間Ｐ １４［ｍｓ］（ばらつきは、０．５［ｍｓ］）
移動開始時刻ｔ 時刻ｔ’から１９［ｍｓ］経過した時刻

この例では、吸着ノズル３１の振動振幅が±５０［μｍ］であり、吸着ノズル３１の移動時間Ｐについて、０．５［ｍｓ］のばらつきが生じる。しかしながら、このような場合でも、電子部品が基板１上に実装されるときに、電子部品と、基板１上の実装位置とのずれ量を±３［ｍｓ］に抑えることが可能である。

次に、操作位置に位置する吸着ノズル３１が切り換えられて、その吸着ノズル３１に保持された電子部品が基板１上に実装されるときの処理について説明する。

吸着ノズル３１に吸着保持された電子部品の基板１上への実装が終了すると、制御部５は、ターレット回転機構４５を駆動させて、ターレット３２を回転させ、操作位置に位置する吸着ノズル３１を切り換える。操作位置に位置する吸着ノズル３１が切り換えられると、制御部５は、Ｘ軸駆動機構４３及びＹ軸駆動機構４４を駆動させ、その操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とを位置合わせする。

このような場合にも、吸着ノズル３１に振動が発生する。従って、本実施形態では、このような場合にも、ステップ１０４〜ステップ１０８の処理を実行する。すなわち、制御部５は、吸着ノズル３１が基板１側に移動して電子部品を実装するタイミング毎に、加速度の情報に基づいて、加速度ゼロの周期Ｔを測定し、吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置が基板１上の実装位置と重なるタイミングを判定する。

例えば、実装装置１００に対する実装ヘッド３０（吸着ノズル３１）の位置や、実装ヘッド３０のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動距離などのパラメータにより、吸着ノズル３１の振動の周期（加速度のゼロの周期Ｔ）が異なる場合が想定される。一方、本実施形態では、吸着ノズル３１が電子部品を実装するタイミング毎に、加速度がゼロとなる周期Ｔが算出される。従って、上記パラメータにより、周期Ｔが異なるような場合にも、適切に対応することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本技術の第２実施形態について説明する。第２実施形態以降の説明では、上述の第１実施形態と同様の構成及び機能を有する部分については、説明を省略又は簡略化する。

上述の第１実施形態では、吸着ノズル３１が基板１側に移動されるタイミング毎に、加速度がゼロとなる周期Ｔが測定される場合について説明した。一方、第２実施形態では、吸着ノズル３１により電子部品を基板１上に実装する前に、事前に、加速度の情報に基づいて、加速度がゼロとなる周期Ｔが測定される点で異なっている。

第２実施形態では、まず、事前に、加速度のゼロの周期Ｔが測定される。加速度ゼロの周期Ｔが測定された場合、この周期Ｔの情報は、記憶部６に予め記憶される。なお、加速度ゼロの周期Ｔは、上記したように、実装装置１００に対する実装ヘッド３０（吸着ノズル３１）の位置や、実装ヘッド３０の移動距離などのパラメータにより、異なる場合が想定される。このような場合には、実装装置１００の実装ヘッド３０に対する位置や、実装ヘッド３０の移動距離などのパラメータ毎に、加速度のゼロの周期Ｔが測定される。

図６は、第２実施形態に係る実装装置１００の動作を示すフローチャートである。図７は、加速度センサ５０から取得された加速度と、吸着ノズル３１の下降タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。

まず、制御部５は、実装ヘッド３０を電子部品の供給位置に移動させ（ステップ２０１）、電子部品を吸着ノズル３１に吸着させる（ステップ２０２）。そして、制御部５は、実装ヘッド３０を基板１上へ移動させ、操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とを位置合わせする（ステップ２０３）。このとき、操作位置に位置する吸着ノズル３１には、振動が生じている。

位置合わせが完了（実装ヘッド３０のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動が完了）されると、次に、制御部５は、加速度センサ５０から加速度の情報を取得する（ステップ２０４）。そして、制御部５は、位置合わせ完了後に、加速度がゼロとなるタイミングの時刻ｔ’を測定する。なお、第２実施形態では、加速度がゼロとされる周期Ｔは、既知であるので、周期Ｔを電子部品の実装のタイミングで測定する必要はない。なお、上記したように、この周期Ｔは、実装装置１００の実装ヘッド３０に対する位置や、実装ヘッド３０の移動距離などのパラメータ毎に異なっていてもよい。

図７に示す例では、位置合わせの完了後において、最初に加速度がゼロとなる時刻が時刻ｔ’とされている。このように、時刻ｔ’が、最初に加速度がゼロとなる時刻とされることで、電子部品の実装の速度を向上させることができる。但し、時刻ｔ’は、これに限られず、位置合わせの完了から２回目以降の加速度ゼロの時刻とされてもよい。

加速度がゼロとなる時刻ｔ’を測定すると、制御部５は、次に、吸着ノズル３１の移動開始時刻ｔを算出する（ステップ２０６）。この吸着ノズル３１の移動開始時刻ｔは、上記式（１）、あるいは、上記式（２）、（３）により求めることができる。

例えば、加速度がゼロとなる周期Ｔが約３３［ｍｓ］であり、吸着ノズルの移動時間Ｐが１４［ｍｓ］である場合、移動開始時刻ｔは、時刻ｔ’から１９［ｍｓ］経過した時刻とされる。

次に、制御部５は、現在の時刻がノズルの移動開始時刻ｔであるかを判定する（ステップ２０７）。吸着ノズル３１の移動開始時刻ｔとなった場合（ステップ２０７のＹＥＳ）、制御部５は、吸着ノズル３１を基板１側に移動させて、吸着ノズル３１に保持された電子部品を基板１上に実装させる。

このような処理によっても、高精度な電子部品の実装と、基板１の生産性の向上とを両立させることができる。また、第２実施形態では、事前に、加速度がゼロとなる周期Ｔが測定されている。従って、吸着ノズル３１が基板１側に移動されるタイミング毎に、加速度がゼロとなる周期Ｔが測定される場合に比べ、位置合わせ完了から電子部品の実装までの時間を短くすることができる（図５及び図７参照）。従って、第２実施形態では、基板１の生産性をさらに向上させることができる。

電子部品を保持した吸着ノズル３１が残っている場合、制御部５は、ターレット３２を回転させ、操作位置に位置する吸着ノズル３１を切り換える。操作位置に位置する吸着ノズル３１が切り換えられると、制御部５は、その操作位置に位置する吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、その電子部品が実装される基板１上の実装位置とを位置合わせする。

このような場合にも、吸着ノズル３１に振動が発生する。従って、このような場合にも、ステップ２０４〜ステップ２０８に示す処理が実行される。

＜各種変形例＞
以上の説明では、センサ部５０が、操作位置に位置する吸着ノズル３１の横方向の振動と同じタイミングで横方向に振動する場所に対して配置されるとして説明した。しかし、センサ部５０は、これに限られず、吸着ノズル３１の振動と異なるタイミングで振動する場所に配置されてもよい。この場合、吸着ノズル３１の振動のタイミングと、その場所の振動のタイミングの差が分かっていれば、センサ部５０からの信号に基づいて、吸着ノズル３１に保持された電子部品の位置と、基板１上の実装位置とが重なるタイミングを算出することができる。

上記した例では、実装ヘッド３０に対して複数の吸着ノズル３１が設けられる場合について説明したが、１つの実装ヘッド３０に対して１つの吸着ノズル３１が設けられる形態であっても構わない。

上記した例では、電子部品を保持する保持部の一例として、吸着ノズル３１を例に挙げて説明した。しかし、保持部は、吸着ノズル３１に限られない。例えば、保持部の他の例としては、電子部品を側方から挟み込んで保持する保持部等が挙げられる。

本技術は、以下の構成をとることもできる。
（１）電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部と、
前記保持部の振動を検出するセンサ部と、
前記センサ部により検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された前記電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御する制御部と
を具備する実装装置。
（２）上記（１）に記載の実装装置であって、
前記制御部は、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングと、前記保持部が前記基板側に向けて移動を開始してから前記保持部が前記基板上に前記電子部品を実装するまでの時間である移動時間とに基づいて、前記保持部が前記基板側に向けて移動を開始する時刻である移動開始時刻を算出する
実装装置。
（３）上記（２）に記載の実装装置であって、
前記制御部は、前記振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された前記電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングの周期を測定し、測定された前記周期に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測する
実装装置。
（４）上記（３）に記載の実装装置であって、
前記制御部は、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に前記周期を加算して、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測し、予測された時刻から前記移動時間を差し引いた時刻を前記移動開始時刻として算出する
実装装置。
（５）上記（４）に記載の実装装置であって、
前記制御部は、以下の式に基づいて、ｎを求め、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に前記周期のｎ倍を加算して、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測し、予測された時刻から前記移動時間を引いた時刻を前記移動開始時刻として算出する
ｎ−１Ｔ＜Ｐ≦ｎＴ（Ｔは、前記周期であり、Ｐは、前記移動時間であり、ｎは、１以上の整数である）
実装装置。
（６）上記（３）乃至（５）のうち、何れか１つに記載の実装装置であって、
前記制御部は、前記保持部が前記基板側に移動して前記電子部品を実装するタイミング毎に、前記振動の情報に基づいて、前記周期を測定する
実装装置。
（７）上記（３）乃至（５）のうち、何れか１つに記載の実装装置であって、
記憶部をさらに具備し、
前記制御部は、前記保持部が前記電子部品を実装する前に、事前に、前記振動の情報に基づいて、前記周期を測定し、測定された前記周期を前記記憶部に記憶させておく
実装装置。
（８）上記（１）乃至（７）のうち、何れか１つに記載の実装装置であって、
前記センサ部は、前記保持部が前記基板側に向けて移動する方向に直行する方向である第１の方向の振動を検出する第１のセンサを有する
実装装置。
（９）上記（８）に記載の実装装置であって、
前記センサ部は、前記保持部が前記基板側に向けて移動する方向に直行する方向であって、かつ、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向の振動を検出する第２のセンサをさらに有する
実装装置。
（１０）電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出し、
検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、
判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御して、前記電子部品を基板上に実装させる
電子部品の実装方法。
（１１）電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出し、
検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、
判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御して、前記電子部品が実装された基板を製造する
基板の製造方法。
（１２）実装装置に、
電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出するステップと、
検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定するステップと、
判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御するステップと
を実行させるプログラム。

１…基板
５…制御部
６…記憶部
２０…供給部
３０…実装ヘッド
３１…吸着ノズル
４１…Ｘビーム
４２…Ｙビーム
４３…Ｘ軸駆動機構
４４…Ｙ軸駆動機構
５０…センサ部
１００…実装装置
Ｔ…周期
Ｐ…移動時間
ｔ…移動開始時刻

Claims (12)

1. 電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部と、
   前記保持部の振動を検出するセンサ部と、
   前記センサ部により検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された前記電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御する制御部と
   を具備する実装装置。
2. 請求項１に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングと、前記保持部が前記基板側に向けて移動を開始してから前記保持部が前記基板上に前記電子部品を実装するまでの時間である移動時間とに基づいて、前記保持部が前記基板側に向けて移動を開始する時刻である移動開始時刻を算出する
   実装装置。
3. 請求項２に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、前記振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された前記電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングの周期を測定し、測定された前記周期に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測する
   実装装置。
4. 請求項３に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に前記周期を加算して、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測し、予測された時刻から前記移動時間を差し引いた時刻を前記移動開始時刻として算出する
   実装装置。
5. 請求項４に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、以下の式に基づいて、ｎを求め、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングのうち、何れかのタイミングの時刻に前記周期のｎ倍を加算して、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを予測し、予測された時刻から前記移動時間を引いた時刻を前記移動開始時刻として算出する
   ｎ−１Ｔ＜Ｐ≦ｎＴ（Ｔは、前記周期であり、Ｐは、前記移動時間であり、ｎは、１以上の整数である）
   実装装置。
6. 請求項３に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、前記保持部が前記基板側に移動して前記電子部品を実装するタイミング毎に、前記振動の情報に基づいて、前記周期を測定する
   実装装置。
7. 請求項３に記載の実装装置であって、
   記憶部をさらに具備し、
   前記制御部は、前記保持部が前記電子部品を実装する前に、事前に、前記振動の情報に基づいて、前記周期を測定し、測定された前記周期を前記記憶部に記憶させておく
   実装装置。
8. 請求項１に記載の実装装置であって、
   前記センサ部は、前記保持部が前記基板側に向けて移動する方向に直行する方向である第１の方向の振動を検出する第１のセンサを有する
   実装装置。
9. 請求項８に記載の実装装置であって、
   前記センサ部は、前記保持部が前記基板側に向けて移動する方向に直行する方向であって、かつ、前記第１の方向とは異なる方向である第２の方向の振動を検出する第２のセンサをさらに有する
   実装装置。
10. 電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出し、
    検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、
    判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御して、前記電子部品を基板上に実装させる
    電子部品の実装方法。
11. 電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出し、
    検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定し、
    判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御して、前記電子部品が実装された基板を製造する
    基板の製造方法。
12. 実装装置に、
    電子部品を保持し、前記電子部品を保持した状態で基板側に向けて移動して前記基板上に前記電子部品を実装する保持部の振動を検出するステップと、
    検出された振動の情報に基づいて、振動する前記保持部に保持された電子部品の位置が前記基板上の実装位置と重なるタイミングを判定するステップと、
    判定されたタイミングで前記基板上に前記電子部品を実装させるように、前記保持部の基板側への移動を制御するステップと
    を実行させるプログラム。

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