JP6181108B2 - Assembly apparatus and assembly method - Google Patents
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Description
本発明は、パッケージに極小部品を接着して実装する組立装置および組立方法に関する。 The present invention relates to an assembling apparatus and an assembling method for attaching and mounting a minimal component on a package.
従来、水晶振動子においては、パッケージ(部品容器)の所定位置に導電性接着材を供給し、電極を形成した素子片(水晶片)を実装、固着することで電極とパッケージの導電パターンとを電気的に接続している。 Conventionally, in a crystal resonator, a conductive adhesive is supplied to a predetermined position of a package (component container), and an element piece (crystal piece) on which an electrode is formed is mounted and fixed, whereby an electrode and a conductive pattern of the package are formed. Electrically connected.
一例として、水晶振動子の組立装置は、導電性接着材の供給(塗布)ステージと、水晶片の実装ステージを有し、供給ステージではテーブル上に配置したパッケージに対して、導電性接着材を供給する。具体的には、パッケージにディスペンサーのノズルを差し込み、導電性接着材を供給し、次のパッケージへノズルを移動させて導電性接着材を供給し、これを繰り返して連続してパッケージに対して導電性接着材の供給を行う。その後、実装ステージにおいて、個々のパッケージに順次、水晶片を実装し、導電性接着材にてパッケージに固着する(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
As an example, a crystal resonator assembly apparatus includes a conductive adhesive supply (coating) stage and a crystal piece mounting stage, and the supply stage applies conductive adhesive to a package placed on a table. Supply. Specifically, the nozzle of the dispenser is inserted into the package, the conductive adhesive is supplied, the nozzle is moved to the next package, the conductive adhesive is supplied, and this is repeated to conduct the conductive to the package continuously. Supply of adhesive material. Thereafter, on the mounting stage, crystal pieces are sequentially mounted on the individual packages and fixed to the package with a conductive adhesive (see, for example,
しかしながら、現在では電子部品の小型化に伴って水晶片およびこれを実装するパッケージは極小化が進み、導電性接着材の塗布(供給)が困難となっており、具体的には、以下の様々な問題が生じている。 However, at present, with the miniaturization of electronic components, the crystal piece and the package for mounting the crystal piece have been miniaturized, and it has become difficult to apply (supply) a conductive adhesive. Is causing problems.
第一には、導電性接着材をパッケージに供給する際、ディスペンサーのノズル(又はニードル)がパッケージ内壁に接触し、供給位置の位置ずれや、供給量(塗布量)のばらつきが生じてしまう。このような問題を解決するために、ノズル(またはニードル)をパッケージ内壁(側壁および底面)に対して傾斜するように差し込み、導電性接着材を供給する手法も採用されているが、水晶片およびパッケージの極小化がますます進むと、この手法にも限界がある。導電性接着材の供給位置の位置ずれや供給量のばらつきは、素子がある程度の大きさの場合には影響が少ないが、素子が極小の場合には、電極間がショートしやすくなり、不良素子が増加する問題となる。 First, when the conductive adhesive is supplied to the package, the nozzle (or needle) of the dispenser comes into contact with the inner wall of the package, resulting in misalignment of the supply position and variations in the supply amount (application amount). In order to solve such a problem, a method of inserting a nozzle (or needle) so as to be inclined with respect to the inner wall (side wall and bottom surface) of the package and supplying a conductive adhesive is also employed. As the miniaturization of packages continues to increase, this method also has limitations. Displacement of the supply position of conductive adhesive and variation in supply amount have little effect when the element is of a certain size, but when the element is extremely small, it is easy to short between the electrodes, and defective elements Will increase.
第二に、それぞれのパッケージには形状誤差(底面の歪み)が生じており、個々のパッケージの底面、すなわち導電性接着材の塗布面の位置のばらつきによって、導電性接着材の塗布量がばらついてしまう。このため、パッケージに導電性接着材を塗布する際には、パッケージの形状誤差に応じてその塗布量を高精度で制御することが必要となってきた。 Second, each package has a shape error (bottom distortion), and the amount of conductive adhesive applied varies depending on the position of the bottom of each package, that is, the position of the conductive adhesive application surface. End up. For this reason, when applying a conductive adhesive to a package, it has become necessary to control the application amount with high accuracy in accordance with the package shape error.
第三に、従来のように、供給ステージで複数のパッケージに導電性接着材を供給した後、実装ステージで素子を個々のパッケージに実装する方法では、素子を実装する際には、塗布からある程度の時間が経過することが避けられなかった。この場合も、塗布量がある程度多ければ、時間経過による影響は少ないが、素子が小さく、導電性接着材の供給量が少ない場合には特に、塗布した導電性接着材が素子の固着前に乾燥してしまう問題があった。 Thirdly, in the conventional method in which the conductive adhesive is supplied to a plurality of packages at the supply stage and then the elements are mounted on the individual packages at the mounting stage, when the elements are mounted, a certain amount of coating is applied. It was inevitable that time passed. In this case as well, if the applied amount is large to some extent, the influence of the passage of time is small, but especially when the element is small and the supply amount of the conductive adhesive is small, the applied conductive adhesive is dried before the element is fixed. There was a problem.
第四に、パッケージに導電性接着材を供給した後、素子を実装している途中でラインが長時間停止した場合には、素子が実装されていないパッケージでは導電性接着材が乾燥してしまうため、これらを廃棄せざるを得ず、廃棄パッケージが増加する問題もあった。 Fourth, if the line is stopped for a long time while the element is mounted after supplying the conductive adhesive to the package, the conductive adhesive is dried in the package where the element is not mounted. Therefore, there is a problem that these packages must be discarded and the number of discarded packages increases.
なお、上記の問題は、水晶振動子に限らず、水晶振動子以外の圧電素子(ピエゾ素子)やMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子などをパッケージや基板に接着材によって実装・固着する場合も同様であり、極小の電子部品の組立装置においてさらなる改良が求められていた。 Note that the above problem is not limited to crystal resonators, but also when piezoelectric elements (piezo elements) or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) elements other than crystal resonators are mounted and fixed to a package or substrate with an adhesive. Therefore, further improvement has been demanded in an assembly apparatus for extremely small electronic components.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、極小の素子であっても導電性接着材の供給が可能であり、供給位置や供給量の高精度な制御を可能とすると共に、作業中の導電性接着材の乾燥を防いで廃棄部品(パッケージ)を最小限に抑えることが可能な組立装置および組立方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can supply a conductive adhesive even with a very small element, and can control the supply position and the supply amount with high accuracy and work. It is an object of the present invention to provide an assembling apparatus and an assembling method capable of preventing the conductive adhesive material therein from being dried and minimizing waste parts (packages).
(1)本発明の組立装置は、電子部品を搬送する搬送手段と、前記電子部品の素子を保持する保持手段と、接着材を塗布する塗布手段と、を備え、前記素子を実装部材に実装して前記電子部品を組み立てる組立装置であって、前記塗布手段は、前記保持手段が保持する前記素子に前記接着材を直接塗布し、前記搬送手段は、前記接着材が塗布された前記素子が対応する前記実装部材の上方に移動するように前記素子または前記実装部材を搬送する、ことを特徴とする組立装置である。 (1) An assembling apparatus according to the present invention includes a conveying unit that conveys an electronic component, a holding unit that holds an element of the electronic component, and an application unit that applies an adhesive, and the element is mounted on a mounting member. In the assembling apparatus for assembling the electronic component, the application unit directly applies the adhesive to the element held by the holding unit, and the transport unit includes the element to which the adhesive is applied. It is an assembling apparatus that conveys the element or the mounting member so as to move above the corresponding mounting member.
(2)また、前記素子は、水晶片、圧電素子、MEMS素子のいずれかである、ことを特徴とする上記(1)に記載の組立装置である。 (2) The assembly apparatus according to (1), wherein the element is any one of a crystal piece, a piezoelectric element, and a MEMS element.
(3)また、前記保持手段は、前記素子を実装時の上面側から保持し、前記塗布手段は、前記素子の実装時の下面側に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の組立装置である。 (3) The holding means holds the element from the upper surface side when the element is mounted, and the application means applies the adhesive to the lower surface side when the element is mounted. The assembly apparatus according to 1) or (2).
(4)また、前記保持手段は、前記接着材を塗布する前の前記素子を、実装時の下面側が上方となるように上下反転して前記素子を保持し、前記塗布手段は、前記素子の上方から該素子の実装時の下面側に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(3)に記載の組立装置である。 (4) The holding means holds the element by turning the element before application of the adhesive material upside down so that the lower surface side when mounted is upward, and the application means The assembly apparatus according to (3), wherein the adhesive is applied to the lower surface side when the element is mounted from above.
(5)また、前記搬送手段は、回転するターレットと、該ターレットの外周に上下反転可能に設けられた前記保持手段と、を有する、ことを特徴とする上記(1)から(4)のいずれかに記載の組立装置である。
(5) In addition, any one of the above (1) to (4), wherein the conveying means includes a rotating turret and the holding means provided on the outer periphery of the turret so as to be vertically inverted. An assembly apparatus according to
(6)また、前記保持手段は、前記接着材を塗布する前の前記素子を、実装時の上面側が上方となるように保持し、前記塗布手段は、前記素子の下方から該素子の実装時の下面側に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(3)に記載の組立装置である。 (6) In addition, the holding means holds the element before applying the adhesive so that the upper surface side at the time of mounting is upward, and the applying means is used when the element is mounted from below the element. The assembly apparatus according to (3), wherein the adhesive is applied to a lower surface side of the assembly.
(7)また、前記塗布手段は、ディスペンサーである、ことを特徴とする上記(1)から(6)のいずれかに記載の組立装置である。 (7) Moreover, the said application | coating means is a dispenser, It is an assembly apparatus in any one of said (1) to (6) characterized by the above-mentioned.
(8)また、前記接着材は、ペースト状あるいは液状の接着材である、ことを特徴とする上記(1)から(7)のいずれかに記載の組立装置である。 (8) The assembly apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the adhesive is a paste-like or liquid adhesive.
(9)また、前記保持手段は、前記接着材が塗布された前記素子を実装時の上面側が上方となるように保持して前記実装部材と接着する、ことを特徴とする上記(1)から(8)のいずれかに記載の組立装置である。 (9) Further, from the above (1), the holding means holds the element coated with the adhesive so that the upper surface side at the time of mounting is upward and adheres to the mounting member. (8) The assembly apparatus according to any one of (8).
(10)また、実装前の前記実装部材を撮像する実装部材用のカメラと、実装前の前記素子を撮像する素子用のカメラと、前記実装部材用のカメラ及び前記素子用のカメラの撮像結果に基づいて、前記実装部材及び前記素子の相対位置ずれ量を導出する解析ユニットと、前記解析ユニットの導出結果に基づいて、前記素子および前記実装部材のすくなくともいずれかの位置を調整する位置調整ユニットと、を備える、ことを特徴とする上記(1)から(9)のいずれかに記載の組立装置である。 (10) Also, a mounting member camera that images the mounting member before mounting, an element camera that images the element before mounting, the mounting member camera, and an imaging result of the element camera An analysis unit for deriving the relative displacement of the mounting member and the element based on the above, and a position adjustment unit for adjusting at least one position of the element and the mounting member based on the deriving result of the analysis unit The assembly apparatus according to any one of (1) to (9), wherein the assembly apparatus includes:
(11)また、前記塗布手段は、前記素子の下面に対して垂直方向に相対移動して前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(1)から(10)のいずれかに記載の組立装置である。 (11) Further, in the above (1) to (10), the application unit applies the adhesive by moving in a vertical direction relative to the lower surface of the element. It is an assembly device.
(12)また、前記素子は、平面のサイズが1mm角以下である、ことを特徴とする上記(1)から(11)のいずれかに記載の組立装置である。 (12) The assembly device according to any one of (1) to (11), wherein the element has a plane size of 1 mm square or less.
(13)また、前記実装部材は、実装面のサイズが1mm角以下である、ことを特徴とする上記(1)から(12)のいずれかに記載の組立装置である。 (13) The assembly device according to any one of (1) to (12), wherein the mounting member has a mounting surface size of 1 mm square or less.
(14)また、本発明は、電子部品の素子を実装部材に実装して前記電子部品を組み立てる組立方法であって、前記素子に接着材を直接塗布し、前記前記接着材が塗布された前記素子を前記実装部材と位置合わせして接着する、ことを特徴とする組立方法である。 (14) Further, the present invention is an assembly method for assembling the electronic component by mounting an element of the electronic component on a mounting member, wherein the adhesive is directly applied to the element, and the adhesive is applied An assembly method is characterized in that an element is aligned and bonded to the mounting member.
(15)また、前記素子は、水晶片、圧電素子、MEMS素子のいずれかである、ことを特徴とする上記(14)に記載の組立方法である。 (15) The assembly method according to (14), wherein the element is any one of a crystal piece, a piezoelectric element, and a MEMS element.
(16)また、前記素子を実装時の上面側から保持し、前記素子の実装時の下面側に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(14)または(15)に記載の組立方法である。 (16) The assembly according to (14) or (15), wherein the element is held from an upper surface side when mounted, and the adhesive is applied to a lower surface side when the element is mounted. Is the method.
(17)また、前記接着材を塗布する前の前記素子を実装時の上面側から保持し、前記素子を上下反転させ、前記素子の上方から前記素子の実装時の下面側に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(14)から(16)のいずれかに記載の組立方法である。 (17) Further, the element before application of the adhesive is held from the upper surface side when mounted, the element is turned upside down, and the adhesive is applied from above the element to the lower surface side when the element is mounted. The assembling method according to any one of the above (14) to (16), wherein coating is performed.
(18)また、前記塗布手段は、平面視において前記素子の端部から前記接着材の少なくとも一部がはみ出すように前記素子に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(1)から(13)のいずれかに記載の組立装置である。 (18) Further, from the above (1), the application means applies the adhesive to the element so that at least a part of the adhesive protrudes from an end of the element in a plan view. (13) The assembly apparatus according to any one of (13).
(19)また、前記塗布手段は吐出部付近の外形がテーパー状のノズルを有し、前記塗布手段は平面視においてノズル吐出孔の径方向の一部が前記素子の端部からはみ出る位置において前記素子に前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(1)から(13)および(18)のいずれかに記載の組立装置である。 (19) Further, the coating means has a nozzle having a tapered outer shape in the vicinity of the discharge portion, and the coating means has the nozzle discharge hole at a position where a part of the nozzle discharge hole in the radial direction protrudes from the end portion of the element. The assembly apparatus according to any one of (1) to (13) and (18), wherein the adhesive is applied to an element.
(20)また、前記ノズル吐出孔の径は、0.2mm以下である、ことを特徴とする上記(19)に記載の組立装置である。 (20) In the assembling apparatus according to (19), the diameter of the nozzle discharge hole is 0.2 mm or less.
これにより、既存の供給ノズル(精密ノズル)を用いた場合であっても、素子の極微小な塗布領域(電極)のサイズに対して余剰な接着材を、素子の外側に供給させることができる。従って、実装面上において塗布領域からはみ出した接着材が互いに接触することを防止でき、電極間のショートなどの不良の発生を防止できる。 Thereby, even if it is a case where the existing supply nozzle (precision nozzle) is used, the excess adhesive material with respect to the size of the very fine application | coating area | region (electrode) of an element can be supplied to the outer side of an element. . Accordingly, it is possible to prevent the adhesives protruding from the application area on the mounting surface from coming into contact with each other, and to prevent the occurrence of defects such as a short circuit between the electrodes.
(21)また、前記塗布手段は、前記素子の1つの塗布領域に対して1cc未満の前記接着材を塗布する、ことを特徴とする上記(1)から(13)、(18)から(20)のいずれかに記載の組立装置である。 (21) Further, the application means applies less than 1 cc of the adhesive to one application region of the element, wherein (1) to (13), (18) to (20) The assembling apparatus according to any one of the above.
(22)また、前記素子の平面のサイズは、短辺が0.4mm以下であり、長辺が0.6mm以下である、ことを特徴とする上記(1)から(13)、(18)から(21)のいずれかに記載の組立装置である。 (22) The plane size of the element is such that the short side is 0.4 mm or less and the long side is 0.6 mm or less. (1) to (13), (18) To (21).
(23)また、前記塗布手段は、膜状接着材が形成されるテーブルと、該テーブルの下方から上方に向かって貫通する塗布針とを有し、前記膜状接着材が形成された前記テーブルを前記塗布針が貫通し、前記テーブルの上方に保持された前記素子と接触することで、前記素子に前記接着材を転写する、ことを特徴とする上記(1)〜(3)、(6)のいずれかに記載の組立装置である。 (23) Further, the coating means includes a table on which a film-like adhesive is formed, and an application needle penetrating from below to above the table, and the table on which the film-like adhesive is formed (1) to (3), (6), wherein the coating needle penetrates and contacts the element held above the table, thereby transferring the adhesive to the element. The assembling apparatus according to any one of the above.
(24)また、前記接着材は、平面視において前記素子の端部から少なくとも一部がはみ出すように前記素子に塗布される、ことを特徴とする上記(14)から(17)のいずれかに記載の組立方法である。 (24) In any one of (14) to (17), the adhesive is applied to the element so that at least a part thereof protrudes from an end of the element in a plan view. The assembling method described.
これにより、既存の供給ノズル(精密ノズル)を用いた場合であっても、素子の極微小な塗布領域(電極)のサイズに対して余剰な接着材を、素子の外側に供給させることができる。従って、実装面上において塗布領域からはみ出した接着材が互いに接触することを防止でき、電極間のショートなどの不良の発生を防止できる。 Thereby, even if it is a case where the existing supply nozzle (precision nozzle) is used, the excess adhesive material with respect to the size of the very fine application | coating area | region (electrode) of an element can be supplied to the outer side of an element. . Accordingly, it is possible to prevent the adhesives protruding from the application area on the mounting surface from coming into contact with each other, and to prevent the occurrence of defects such as a short circuit between the electrodes.
(25)また、前記接着材は、前記素子の実装時の下面側から側面側にわたって塗布される、ことを特徴とする上記(14)から(17)および(24)のいずれかに記載の組立方法である。 (25) The assembly according to any one of (14) to (17) and (24), wherein the adhesive is applied from the lower surface side to the side surface side when the element is mounted. Is the method.
(26)また、前記接着材は、前記素子の1つの塗布領域に対して1cc未満の量が塗布される、ことを特徴とする(14)から(17)、(24)および(25)のいずれかに記載の組立方法である。 (26) The adhesive may be applied in an amount of less than 1 cc to one application region of the element. (14) to (17), (24) and (25) The assembly method according to any one of the above.
(27)また、前記素子の平面のサイズは、短辺が0.4mm以下であり、長辺が0.6mm以下である、ことを特徴とする上記(14)から(17)、(24)から(26)のいずれかに記載の組立方法である。 (27) The plane size of the element is such that the short side is 0.4 mm or less and the long side is 0.6 mm or less. (14) to (17), (24) To (26).
本発明の組立装置よれば、極小の素子であっても導電性接着材の供給が可能であり、供給位置や供給量の高精度な制御を可能とすると共に、作業中の導電性接着材の乾燥を防いで廃棄部品(パッケージ)を最小限に抑えることができるという優れた効果を奏し得る。 According to the assembling apparatus of the present invention, it is possible to supply a conductive adhesive even with a very small element, and it is possible to control the supply position and the supply amount with high accuracy and An excellent effect of preventing drying and minimizing waste parts (packages) can be obtained.
また、既存の供給ノズル(精密ノズル)を用いた場合であっても、素子の極微小な塗布領域(電極)のサイズに対して余剰な接着材を、素子の外側に供給させることができる。従って、実装面上において塗布領域からはみ出した接着材が互いに接触することを防止でき、電極間のショートなどの不良の発生を防止できる。 Further, even when an existing supply nozzle (precision nozzle) is used, an excessive adhesive can be supplied to the outside of the element with respect to the size of the extremely minute application region (electrode) of the element. Accordingly, it is possible to prevent the adhesives protruding from the application area on the mounting surface from coming into contact with each other, and to prevent the occurrence of defects such as a short circuit between the electrodes.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお以下の例では、素子(水晶片)を実装部材(パッケージ)に実装して水晶振動子を製造する組立装置について、説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following example, an assembly apparatus for manufacturing a crystal resonator by mounting an element (crystal piece) on a mounting member (package) will be described.
<第1実施形態> <First Embodiment>
まず、図1を用いて、本発明の第1実施形態に係る組立装置1の全体構成について説明する。図1(a)は組立装置の主要部を示す上面図である。図1(b)は、素子供給装置2の一部をY方向(図1(a)下方側)から視た正面図であり、図1(c)は、素子供給装置2の一部をX方向(図1(a)左方側)から視た側面図である。なお、各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。
First, the overall configuration of the assembling
図1に示すように、組立装置1は、電子部品(ここでは、水晶振動子)の素子(ここでは、水晶片)10を供給する素子供給装置2と、電子部品を搬送する搬送装置3と、実装部材(ここでは、上部が開放された箱状のセラミックパッケージ)20を供給する実装部材供給装置5と、素子10に導電性接着材Nを塗布(供給)する塗布装置6と、実装部材20の姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段11と、解析ユニット12と、位置調整ユニット13とを有し、素子10を実装部材20に実装して電子部品を組み立てる装置である。また、図示および詳細な説明は省略するが、組立装置1は、組立装置1全体を制御する中央制御装置、組立中および組立後の素子10、実装部材20および組立後の電子部品の状態を検査する各種検査装置、各種検査装置で不良と判定された電子部品を廃棄する廃棄手段を備えている。
As shown in FIG. 1, the assembling
なお、本実施形態の素子10は、平面のサイズが1mm角以下(1mm以下×1mm以下)であり、実装部材20は、実装面のサイズが1mm角以下(1mm以下×1mm以下)である。
The
実装部材供給装置5は、実装前の複数の実装部材20が配置される実装部材用トレー51から実装部材20を一つずつ取り出して、搬送装置3に供給する。なお、実装部材供給装置5から搬送装置3への実装部材20の移送は、搬送装置3に進入および退出する(図1(a)のY方向に移動する)搬送アーム51Aによって行われる。また、この例に限らず、実装部材20が整列配置された整列トレーを用いて、実装部材20を供給したり、テーブル上に自由に実装部材20がばらまかれた状態の供給テーブルから、画像認識によって、個々の実装部材20をピックアップするような構造であっても良い。
The mounting
搬送装置3は、鉛直軸(図1のZ方向の軸)回りに回転する円盤状の回転テーブル(ターレット)31と、その外周に周方向に配置される部品保持機構32を有する。回転テーブル31にはその周方向に沿って、実装部材20が供給される供給領域311と、実装部材20の姿勢情報を取得する姿勢情報取得領域312と、素子10を実装部材20に実装する搭載(実装)領域313と、組立後の電子部品(素子10と実装部材20)を回収する回収領域314とが設定されており、供給領域311において実装部材供給装置5から1個ずつ供給される実装部材20を搭載領域313まで搬送し、搭載領域313において素子10を実装部材20に実装して組立後の電子部品を回収領域314で回収する。
The transport device 3 includes a disk-shaped rotary table (turret) 31 that rotates about a vertical axis (axis in the Z direction in FIG. 1), and a
部品保持機構32は例えば不図示の吸着ノズルを有しており、吸着ノズルの先端部には負圧発生孔321が形成されており、吸着ノズルは、この負圧発生孔321に印加される負圧により、供給領域311において実装部材供給装置5から供給された実装部材20を吸引保持する。回転テーブル31は、不図示のモータによって回転自在となっており、これにより、回転テーブル31に配置される部品保持機構32の回転移動が可能になっている。本実施形態では、回転テーブル31に対して、周方向に16個の部品保持機構32が配置されているが、少なくとも3つ以上備えることが好ましい。より望ましくは5つ以上備えるようにする。
The
なお、本実施形態では、搬送装置3の構造として、回転テーブル31によるターレット機構を例示するが、本発明はこれに限定されず、例えば直動レール上を往復運動するような直動機構を利用しても良い。 In the present embodiment, the turret mechanism using the rotary table 31 is exemplified as the structure of the transport device 3, but the present invention is not limited to this, and for example, a linear motion mechanism that reciprocates on a linear motion rail is used. You may do it.
姿勢情報取得手段11は、実装部材20の搬送経路上の、姿勢情報取得領域312のZ方向上方に配置されたカメラであり、実装前の実装部材20を撮像する。解析ユニット12は、姿勢情報取得手段(カメラ)11の撮像結果に基づいて、搬送装置3で搬送される実装部材20と、当該実装部材20に実装されるべく素子保持機構21で保持される素子10との相対位置ずれ量を導出する。また位置調整ユニット13は、解析ユニット12の導出結果に基づいて、素子保持機構21で保持される素子10の位置を調整する。
The posture
素子供給装置2は、素子保持機構21と、素子保持機構駆動部24を有し、実装前の複数の素子10が配置される素子用トレー22から素子10を取り出して(ピックアップして)、搭載領域313に搬送された実装部材20の上方に供給し、実装部材20と素子10を接着する。
The
素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21を同図(a)、(b)に示すように、鉛直軸方向(Z方向)、水平軸方向(X,Y方向)に移動自在に保持する。素子保持機構21は、同図(c)に示すようにX方向に伸びる回転軸Rを中心として回動可能であるとともに鉛直軸周りに(θ方向に)回動可能な吸着ノズル25と、吸着ノズル25と共にX、Y、Z方向に移動可能なカメラ26を備える。吸着ノズル25およびカメラ26も素子保持機構駆動部24によって駆動される。
The element holding
塗布装置6は、素子保持機構21の移動経路に並んで回転テーブル31の搭載領域313の近傍に配置され、素子保持機構21が保持する素子10に導電性接着材(例えば、銀ペーストなど)を直接、塗布する。
The
図2は、素子供給装置2の動作を示す図であり、同図(a)が素子供給装置2の全体の上面図であり、同図では移動する1つの素子保持機構21の4つのタイミングにおける位置を示している。また同図(b)が第1の領域201における素子保持機構21を図2(a)の下方側のY方向から視た正面図であり、同図(c)左図が第2の領域202における素子保持機構21および固定カメラ23を図2(a)の左方側のX方向から視た側面図であり、同図(c)右図が図2(a)の下方側のY方向から視た正面図である。また、同図(d)左図が第3の領域203における素子保持機構21および塗布装置6を図2(a)の下方側のY方向から視た正面図であり、同図(d)右図が図2(a)の左方側のX方向から視た側面図である。また同図(e)が第4の領域204における素子保持機構21および部品保持機構32を図2(a)の下方側のY方向から視た正面図である。
FIG. 2 is a diagram showing the operation of the
同図(a)に示すように、素子供給装置2はX方向の移動経路に沿って、素子10をピックアップする素子保持領域(第1の領域)201と、素子10の姿勢情報を取得する素子姿勢情報取得領域(第2の領域)202と、素子10に導電性接着材を塗布する塗布領域(第3の領域)203と、素子10を実装部材20に実装する搭載(実装)領域(第4の領域)204とが設定されている。なお、素子供給装置2における搭載領域204は、搬送装置2における搭載領域313と一致する。
As shown in FIG. 2A, the
同図(b)に示すように、素子保持領域201において素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21を水平方向(図2(a)のX,Y方向)に移動して、カメラ26によって保持対象の素子10を特定する(左図)。その後、素子保持機構21を水平方向に僅かに移動し、吸着ノズル25を保持対象の素子10の上方に配置する。さらに素子保持機構駆動部24は、吸着ノズル25を鉛直方向(図2(a)のZ方向)に移動させ、また鉛直軸周りのθ方向に回転させて、実装前の複数の素子10が配置される素子用トレー22から素子10を1個ずつ取り出す(右図)。
As shown in FIG. 2B, in the
同図(c)に示すように、素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21を素子姿勢情報取得領域(第2の領域)202に移動させながら、吸着ノズル25の向きを鉛直方向の上下に反転させる。すなわち、同図(c)左図の破線で示すように先端が鉛直方向の下方を向いている吸着ノズル25を回転軸Rを中心としてα方向に回転し、先端が鉛直方向の上方に向くように略180°反転させる。
As shown in FIG. 5C, the element holding
素子10は、同図(b)の素子保持領域201においては実装時の上面が上方となるように素子用トレー22に配置されており、素子保持機構21は、吸着ノズル25によって素子10を上方(実装時の上面側)から吸着保持する。そして同図(c)に示す素子姿勢情報取得領域202では、素子10の実装時の下面側が鉛直方向上方に向いた状態で保持される。
The
素子姿勢情報取得領域202には、固定カメラ23が配置されており、素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21を固定カメラ23の直下まで移動する。そして固定カメラ23によって素子10の姿勢情報を取得する。素子10の姿勢情報と、搬送装置3の実装部材20の姿勢情報に基づき両者の相対位置ずれ量が導出され、その導出結果に基づいて素子保持機構21の位置が調整される(同図(c)右図)。
The fixed
同図(d)に示すように、塗布領域203では、素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21を移動させて同図(b)と同様に素子保持機構21のカメラ26によって塗布装置6の供給ノズル61との位置合わせを行い(左図)、塗布装置6によって素子10に導電性接着材を塗布する。その後、素子保持機構駆動部24は、吸着ノズル25を回転軸Rを中心としてβ方向に回転し、素子10の上下を再び略180°回転させる(右図)。
As shown in FIG. 4D, in the
同図(e)に示すように、搭載領域204では、素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21を移動し、カメラ26によって部品保持機構32が保持する実装部材20との位置合わせを行い(左図)、吸着ノズル25を上下左右に移動させて実装部材20と素子10を接着し、実装する(右図)。
As shown in FIG. 5E, in the mounting
素子保持機構21(吸着ノズル25)の移動構造には様々なものが採用できるが、例えば、上下左右方向はエアーシリンダ等によって移動させることができ、また、回転方向はモータ等を利用することができる。この他にも例えば、上下、左右方向は、ねじ軸とナットによるボールねじ機構やラックアンドピニオン機構を用いても良い。 Various moving structures of the element holding mechanism 21 (suction nozzle 25) can be adopted. For example, the vertical and horizontal directions can be moved by an air cylinder or the like, and the rotation direction can be a motor or the like. it can. In addition, for example, a ball screw mechanism or a rack and pinion mechanism using a screw shaft and a nut may be used in the vertical and horizontal directions.
図3を参照して、塗布装置6および導電性接着材Nの塗布位置について説明する。図3(a)は塗布装置6の主要部を示す側面図であり、図3(b)、(c)は、導電性接着材Nの塗布位置を示す、素子10の下面図である。
With reference to FIG. 3, the application |
塗布装置6は、導電性接着材Nを所定量供給可能な供給ノズル61を備えたディスペンサーであり、素子10の上方から、素子10の実装時の下面側に導電性接着材Nを直接塗布する。塗布装置6は、素子10上に形成された2つの電極11,12と供給ノズル61との位置合わせをそれぞれ行い、供給ノズル61を下降させて素子10に導電性接着材Nを塗布(供給)する。本実施形態では、塗布装置6は固定されており、素子10を保持する吸着ノズル25が、素子保持機構駆動部24によってX方向、Y方向、Z方向(およびθ方向)に移動されて塗布装置6との位置合わせを行う構成であるが、塗布装置6(供給ノズル61)が駆動手段によって破線矢印の如く、X方向、Y方向、Z方向(およびθ方向)に移動可能である構成としてもよい。
The
同図(b)、(c)に示すように、本実施形態の素子10は水晶振動子を構成する水晶片であり、その表面には薄膜金属層による電極11,12が形成されている。電極11、12は、同図(b)に示すように素子(水晶片)10の1辺の両端に形成される場合と、同図(c)に示すように素子(水晶片)10の対向する2辺の略中央部にそれぞれ1つずつ形成される場合がある。導電性接着材Nは、2つの電極11,12上にそれぞれ1箇所ずつ塗布される。なお、二点鎖線は実装部材20を示す。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the
<組立装置の動作> <Operation of assembly equipment>
次に、組立装置1の動作について再び図1から図3を参照して説明する。
Next, the operation of the assembling
まず、実装部材供給装置5は、実装前の複数の実装部材20が配置される実装部材用トレー51(図1参照)から搬送アーム51Aによって一つずつ実装部材20を取り出して、搬送装置3の供給領域311において部品保持機構32に供給する。本実施形態の実装部材20は上方が開口された箱状体であり、開口部が上方となるように、部品保持機構32に供給される。部品保持機構32は、吸着孔321によって実装部材20を吸引、保持する。
First, the mounting
回転テーブル31の回転に伴って、部品保持機構32で保持された実装部材20は、ここでは反時計回りに回転搬送される。実装部材20は、姿勢情報取得領域(以下、撮像領域)312においてカメラ11によって撮像される。撮像結果は、実装部材20の姿勢及び位置情報として解析ユニット12に送信される。
As the
素子用トレー22には、実装時の上面が上方になるように複数の素子10が配置されている。素子供給装置2の素子保持機構駆動部24は、素子保持領域201に素子保持機構21(吸着ノズル25)を移動させ(図2(a))、カメラ26により位置合わせを行い、素子10の上方から素子10をピックアップする(図2(b))。
A plurality of
その後、素子保持機構駆動部24は、吸着ノズル25の上下を反転させながら、素子姿勢情報取得領域202に素子保持機構21(吸着ノズル25)を移動させ(図2(a))、固定カメラ23によって素子10の姿勢情報を取得する(図2(c))。素子10の姿勢情報10は、解析ユニット12(図1(a)参照)に送信され、対応する実装部材20との相対位置ずれ量が導出される。その導出結果に基づき、位置調整ユニット13が素子保持機構駆動部24を制御し、吸着ノズル25をX、Y、Z、θ方向に移動させて素子10の位置および姿勢を調整する。
Thereafter, the element holding
その後、素子保持機構駆動部24は、塗布領域203に素子保持機構21(吸着ノズル25)を移動させる(図2(a))。塗布領域203では、素子保持機構21のカメラ26によって、素子10の電極11と塗布装置6(供給ノズル61)との位置合わせを行い、供給ノズル61の直下に素子10を近接させて素子10の電極11に導電性接着材Nを塗布(供給)する(図2(d)、図3)。引き続き、素子10の電極12と供給ノズル61との位置合わせを行い、素子10の電極12に導電性接着材Nを塗布(供給)する。
Thereafter, the element holding
導電性接着材Nが塗布されると、素子保持機構駆動部24は、素子保持機構21をさらにX方向((図2(a)ではX方向右側)に移動させる。また、素子保持機構駆動部24は、搭載領域204に進入する以前に、吸着ノズル25を再び上下反転させる。より詳細には、図2(d)右図のようにβ方向に回転させる。なお、β方向に略90°回転させた位置(図2(d)右図の破線で示す位置)で、塗布量検出ユニット120によって、導電性接着材Nの塗布量の検出が行われ(図2(a)参照)、塗布量に異常があった場合は、不良素子として廃棄される。塗布量が正常の場合には、吸着ノズル25が更にβ方向に略90°回転する。この吸着ノズル25の回転によって、吸着ノズル25で保持される素子10は、その上下が反転する。すなわち、塗布装置6の下方では、実装時の下面が上方となるように吸着ノズル25に保持されていた素子10は、搭載領域204に進入する以前に、実装時の上面が上方となるように吸着ノズル25に保持される。
When the conductive adhesive N is applied, the element holding
その後、素子保持機構駆動部24は、搭載領域204に素子保持機構21(吸着ノズル25)を移動させる(図2(a))。搭載領域204(搭載領域313)では、搬送装置3によって搬送された実装部材20が待機している。素子保持機構駆動部24はカメラ26で実装部材20の位置を撮影し、必要に応じて位置調整ユニット13で位置調整を行い、吸着ノズル25を移動させて素子10を実装部材20の内部に収容するとともに、実装部材20の内側底面に素子10を接着し、これを実装する(図1(a)、図2(e))。
Thereafter, the element holding
部品保持機構32は、接着後の実装部材20と素子10(電子部品)を回収領域314まで搬送し、回収領域314において電子部品(水晶振動子)が回収される(図1(a)参照)。
The
このように上記動作を繰り返し、組立装置1は水晶振動子を高精度に組み立てる。すなわち、上記組立装置1による電子部品の組み立て方法は、素子用トレー22に、実装時の上面側を上方にして配置された素子10を、その上方から素子保持機構21によって1つずつ取り出し、素子10の上下を反転させて塗布装置6によって素子10の実装時の下面側に導電性接着材Nを直接塗布し、素子10と実装部材20の位置合わせを行い、素子10の上下を反転させて回転搬送される実装部材20に収納、接着して水晶振動子を高精度に組み立てるものである。
Thus, the above operation is repeated, and the assembling
このような構成によれば、導電性接着材Nは、素子10に直接塗布され、実装部材(パッケージ)20には供給する必要がないため、素子10や実装部材20が極小化した場合であっても塗布装置6(ディスペンサー)の吸着ノズル61が実装部材20内壁に接触する恐れがなくなり、実装部材20に供給することによる供給位置のずれや、供給量(塗布量)のばらつきを抑制できる。これにより、素子10が極小の場合であっても、電極11、12間のショートを防ぎ、不良素子の増加を回避できる。
According to such a configuration, since the conductive adhesive N is directly applied to the
また、素子10に直接、導電性接着材Nを塗布するため、実装部材20の形状誤差に応じた塗布量の高精度な制御が不要となる。
Further, since the conductive adhesive N is directly applied to the
また、搬送装置1の搭載領域313の近傍に塗布装置6を配置し、素子10に導電性接着材Nを塗布した直後に、搭載領域313において実装部材20に実装するため、塗布から実装部材20への接着までの時間を従来より短縮でき、導電性接着材Nが素子10の固着前に乾燥してしまう問題を回避できる。
In addition, the
また、搬送装置1の供給領域311から搭載領域313の間に撮像領域を設けることにより、撮像領域312において実装部材20の姿勢を撮像し、搭載領域313で待機する素子との位置合わせを行うことができる。すなわち、搭載領域313においては、素子10と実装部材20の位置合わせは完了しており(搭載領域313において位置合わせをする時間が短縮できるため)、塗布装置6において素子10に導電性接着材Nを塗布した後短時間で実装部材20に接着することができる。これにより、素子10に供給される導電性接着材Nが微量であっても、その乾燥を防いで実装部材20に接着することができる。
In addition, by providing an imaging region between the
また、組立工程中において、塗布装置6で導電性接着材Nが塗布され、且つ実装部材20に実装する前の素子10は、素子保持機構21の吸着ノズル25で保持されるただ1つの素子10のみであるため、組立工程中にラインが長時間停止した場合であっても、塗布した導電性接着材の乾燥による廃棄素子を最小限(例えば、1個)に抑えることができる。
Further, during the assembly process, the
また、第1実施形態の組立装置1は、素子保持機構20が後付け可能であるので、従来の組立装置(実装部材に導電性接着材を供給して素子を接着する組立装置)を改良することで、比較的安価に極小の素子に対応した組立装置を実現することができる。
Moreover, since the
<第2実施形態> Second Embodiment
次に、図4から図10を参照して本発明の第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図4は、組立装置101の正面図である。図5は、組立装置101の左側面図である。図6は、組立装置101の平面図(上面図)である。なお、各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。また、第1実施形態と同一構成要素は同一符号で示し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 4 is a front view of the assembling
図4に示すように、組立装置101は、基台102と、基台102上面(図4では上面の左側)に配設された素子供給装置110と、基台102に揺動自在に配設されたアーム120と、アーム120に回転自在に配設された回転テーブル130と、回転テーブル130の外周面に周方向に沿って配設された複数(本実施形態では4つ)の素子保持ユニット140と、塗布ユニット116と、アーム120に配設された2つの外部付勢装置150と、回転テーブル130を回転させる回転テーブル駆動手段160と、基台102上面の右側に配設された姿勢情報取得手段180と、組立装置101全体を制御する中央制御装置190と、基台102上面(図4では上面の右側)に配設された実装部材供給装置170及び不図示の組立検査装置と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the assembling
基台102は、略直方体状の部材である。基台102の内部には、中央制御装置190や、特に図示しない電源装置等が配設されている。基台102上面の奥側端部には柱部材102aが配設されており、この柱部材102aの上端にはアーム120を動作可能(揺動自在)に支持するアームブラケット102bが配設されている。
The
本実施形態では、基台102上面の一部分(図4では上面左側部分)に素子供給装置110から素子保持ユニット140に素子10を供給する素子供給領域103を設定している。また、基台102上面の一部分(図4では上面中央部分)に素子10に導電性接着材を塗布する塗布領域104を設定している。そして、基台102上面の一部分(図4では上面の右側部分)に、素子保持ユニット140が保持する素子10を、実装部材供給装置170に載置されている実装部材20に収納して接着する搭載(実装)領域105を設定している。また、搭載領域105の一部に、姿勢情報取得手段180が配設される姿勢情報取得領域106を設定している。さらに、基台102上面の中央奥側部分(揺動手段180側)に、不合格品を廃棄トレイ135に廃棄する廃棄領域135を設定している(図5参照)。
In the present embodiment, an
素子供給装置110は、複数の素子10を配置する。素子10はその姿勢をランダムに配置されてもよいし、姿勢を整えて複数の素子10がマトリクス状に配列されてもよい。具体的に、素子供給装置110は、素子10を載置する載置トレイ115と、X−Yテーブルから構成された載置トレイ移動手段119と、素子10を位置決めするために用いるカメラ(CMOSカメラやCCDカメラなど)117を備えて構成されている。載置トレイ115には、複数の素子10が載置されている。載置トレイ移動手段119は、図示は省略するが、モータによって駆動される直動装置を互いに直角に組み合わせて構成されている。本実施形態における載置トレイ移動手段119は、鉛直方向および水平方向(図5における上下方向(X方向)及び左右方向(Y方向))に載置トレイ115を移動可能となっている。載置トレイ移動手段119は、カメラ117による素子10の撮影結果に基づいて、素子供給領域103にある素子保持ユニット140の吸着ノズル142の真下に対応するように、素子10を1つずつ順番に配置する。
The
アーム120は、アームブラケット102bから素子供給装置110の上方を手前に向けて伸びる腕状の部材である。アーム120には回転テーブル130が回転自在に保持されると共に、外部付勢装置150及び回転テーブル駆動手段160が配設されている。外部付勢装置150は、素子供給領域103及び搭載領域105側に対応して、それぞれの上方に設けられている。
The
回転テーブル130は、略円盤状の部材であり、外周面に4つの素子保持ユニット140が等間隔(本実施形態では略90°間隔)で配設されている。回転テーブル130は、図示する運転位置において、回転軸が上下方向(鉛直方向)となるようにアーム120に保持されている。そして、回転テーブル130は、時計回り又は反時計回りの1方向に回転し、全ての素子保持ユニット140は、素子供給領域103、塗布領域104、搭載領域105(姿勢情報取得領域106)及び廃棄領域135の上方を順番に通過するように構成されている。この例では、いずれかの素子保持ユニット140が素子供給領域103に対向する位置にある場合に、他の3つの素子保持ユニット140が、搭載領域105(姿勢情報取得領域106)及び廃棄領域135に対向する位置にあるように構成されている(図6参照)。
The
素子保持ユニット140は、吸着ノズル142を有しており、素子供給装置110上の素子10を1個ずつ取り出して(ピックアップして)保持する。また、素子保持ユニット140は不図示のノズル回転ユニットを備え、吸着ノズル142は、ノズル回転ユニットによって水平軸周りに吸着ノズル142の先端が上下反転するように(図4のα方向またはα方向と逆方向に)回転自在となっており、素子10の上下を反転させることができる。また、吸着ノズル142は鉛直軸周りに(図4のθ方向またはθ方向と逆方向に)回転自在となっており、素子10の姿勢を調整することができる。
The
素子10を吸着保持した素子保持ユニット140は、回転テーブル130の鉛直軸周りの回転に伴って鉛直軸周りに回転する(図6参照)。また素子保持ユニット140は、鉛直軸周りの回転とともに、吸着ノズル142を鉛直方向の上下が反転するように水平軸周りに回転させる。吸着ノズル142の移動構造は例えば、モータ等を利用することができる。
The
ここで、素子10は、実装時の上面が上方となるように素子供給装置110に配置されている。つまり、素子保持ユニット140は、素子供給領域103において吸着ノズル142の先端で素子10を上方(実装時の上面側)から吸着保持し、素子保持ユニット140自身も鉛直軸周りに回転しながら、塗布領域104において吸着ノズル142の先端(素子10)が鉛直方向の上方に位置するように吸着ノズル142を略180°回転させる。なお、この例では、図4に破線で示したように、塗布領域104に到達する以前に吸着ノズル142の回転(上下反転)を完了させ、上方に位置するカメラ118で撮像して素子10の姿勢を取得し、塗布領域104における位置合わせを完了させる。
Here, the
素子保持ユニット140は、引き続き鉛直軸中心に回転し、搭載領域105において再び、吸着ノズル142の先端(素子)が鉛直方向の下方に位置するように、吸着ノズル142を上下反転させ、吸着ノズル142の先端を下方に向けた状態で実装部材20が待機する搭載領域103上に移動する。
The
塗布ユニット(塗布装置)116は、第1実施形態と同様の供給ノズル156を鉛直方向の上下に移動可能なディスペンサー(図3参照)であり、素子供給領域103と、搭載領域105の間に配置され、素子保持ユニット140で保持、搬送される素子10に対して導電性接着材(例えば、銀ペーストなど)を塗布(供給)する。具体的には、塗布領域104において、上下が反転した吸着ノズル142によって、実装時の素子10の下面が上方に位置した素子10に対して、供給ノズル156を下降させ、素子10の上方から、所定の位置(電極11、12上)に所定量の導電性接着材を塗布する。
The coating unit (coating apparatus) 116 is a dispenser (see FIG. 3) that can move the
2つの外部付勢装置150における一方は、素子供給領域103の上方に配置されている。また、他方の外部付勢装置150は、搭載領域105の上方に配置されている。一方の外部付勢装置150は、素子供給領域103上に位置する素子保持ユニット140に外力を付加して、素子保持ユニット140の吸着ノズル142を、素子供給領域103に近接する方向(下方)に移動させる。他方の外部付勢装置150は、搭載領域105上に位置する素子保持ユニット140に外力を付加して、素子保持ユニット140の吸着ノズル142を搭載領域105に近接する方向(下方)に移動させる。
One of the two
回転テーブル駆動手段160は、アーム120の下面に固定され、アーム120と回転テーブル130の間に位置している。本実施形態では、回転テーブル駆動手段160は、アーム120に固定されるステータ、及びステータの外周を回転する筒状のロータから構成される中空DD(ダイレクトドライブ)モータである。ステータの中心部には軸方向に貫通孔が形成されている。回転テーブル130は、この貫通孔内に中空軸(図示省略)を挿通した状態でロータに固定されている。
The rotary table driving means 160 is fixed to the lower surface of the
なお、塗布領域104と搭載領域105の間で、下側にカメラを配置して、導電性接着材の塗布量を検出する構成としてもよい。
In addition, it is good also as a structure which arrange | positions a camera below the application | coating area |
姿勢情報取得手段180は、ここでは図示を省略するカメラ(CMOSカメラやCCDカメラなど)で構成され、姿勢情報取得領域106(搭載領域105の一部)に配置される。カメラは、姿勢情報取得領域106に位置する素子保持ユニット140の吸着ノズル142に保持された素子10を、真下から撮像するとともに、搭載領域105に供給されて待機する実装部品20を真上から撮像する。すなわち、カメラは、搭載領域105に向けて搬送されている素子10を待ち受けると共に、その素子10を下から撮像して、当該素子10の水平面内に関する傾斜情報を、画像情報として取得する。また、カメラは、搭載領域105で待機する実装部材20を上から撮像して、当該実装部材20の水平面内に関する傾斜情報を、画像情報として取得する。また、カメラは、中央制御装置190と電気的に接続されており、撮像して得られた画像情報を中央制御装置190に送信する。そして、カメラで取得した姿勢の画像情報に基づいて、素子10を接着する実装部材20の内部底面の高さを検出し、それに合わせて素子10の姿勢(位置、高さ)および/または実装部材20の姿勢(位置、高さ)を修正する。
The posture information acquisition means 180 is composed of a camera (such as a CMOS camera or a CCD camera) not shown here, and is arranged in the posture information acquisition region 106 (a part of the mounting region 105). The camera images the
中央制御装置190は、CPU、ROM及びRAM等を備えた制御装置であり、素子供給装置110、外部付勢装置150、回転テーブル駆動手段160、姿勢情報取得手段180、及び実装部材供給装置170等を直接制御する。この中央制御装置190は、姿勢情報取得手段(カメラ)180の撮像結果を比較して、実装部材20及び素子10の相対位置ずれ量Gを導出する解析ユニットとしても機能する。
The
実装部材供給装置170は、マトリクス状に配置された複数の凹部が上面に形成された整列トレイ121と、X−Yテーブルから構成された整列トレイ移動手段117を備えて構成されている。整列トレイ121の凹部には、組立前の実装部材20が載置されている。整列トレイ移動手段117は、図示は省略するが、モータによって駆動される直動装置を互いに直角に組み合わせて構成されている。本実施形態における整列トレイ移動手段117は、図4における上下方向及び左右方向に整列トレイ101を移動可能となっている。
The mounting
整列トレイ移動手段117は、搭載領域105にある素子保持ユニット140の吸着ノズル42の真下に対応するように、素子10が搬送されてくることに先立って、複数の実装部材20を1つずつ順番に搭載領域105に供給する。この整列トレイ移動手段117は、中央制御装置190が導出した相対位置ずれ量Gに基づいて、実装部材20の位置を調整する位置調整ユニットとして機能する。搭載領域105では、素子保持ユニット140が吸着保持した素子10を、実装部材20に収納しつつ接着する。この動作を繰り返すことで、整列トレイ121の凹部に載置されている全ての実装部材20に対して素子10を実装する。全ての実装部材20の組付けが完了したら、整列トレイ121は、次の工程に運ばれる。
The alignment tray moving means 117 sequentially turns the plurality of mounting
図7から図9を参照して、姿勢情報取得手段180について更に説明する。図7は、姿勢情報取得手段180の構成を示す図であり、図8は、組立装置101における画像信号等の流れを説明する概略図である。図9(a)は、搭載領域105に搬送された素子10を撮像した画像を示す概略図である。同図(b)は、搭載領域105で待機する実装部材20を撮像した画像を示す概略図である。なお、図8においては図面を簡略化し、実装部材20を直方体形状に示しているが、実際には、実装部材20は上方が開口した箱状体のパッケージである。
The posture
図7に示されるように、姿勢情報取得手段180は、本実施形態では2台のカメラ180(実装部材用のカメラ181、素子用のカメラ182)と、導光ユニット183で構成され、姿勢情報取得領域106(搭載領域105の一部)に配置される。(実装部材用のカメラ181、素子用のカメラ182はそれぞれCMOSカメラやCCDカメラなどである。
As shown in FIG. 7, the posture
カメラ181は、搭載領域105に供給された実装部材20を、素子10が搬送されてくることに先立って、導光ユニット183を介して真上から撮像する。すなわち、カメラ181は、搭載領域105に供給された実装部材20を撮像して、当該実装部材20の水平方向に関する位置情報を、画像情報として取得する。また、カメラ181は、中央制御装置190と電気的に接続されており、撮像して得られた画像情報を中央制御装置190に送信する。
The
カメラ182は、姿勢情報取得領域106においてノズル回転ユニットで姿勢を調整されてから搭載領域105に搬送された素子10を、導光ユニット183を介して真下から撮像する。すなわち、カメラ182は、搭載領域105に搬送された素子10を撮像して、当該素子10の水平方向に関する位置情報を、画像情報として取得する。また、カメラ182は、中央制御装置190と電気的に接続されており、撮像して得られた画像情報を中央制御装置190に送信する。中央制御装置190は、カメラ181,182の撮像結果に基づいて、実装部材20及び素子10の相対位置ずれ量Gを導出する。具体的に、図9(a)に示されるように、カメラ182によって、素子10が、例えば左上の領域に位置する撮像結果が得られると共に、図9(b)に示されるように、カメラ181によって、実装部材20が、例えば右下の領域に位置する撮像結果が得られる場合を想定する。この場合、相対位置ずれ量を、右下の領域から左上の領域を結ぶ矢印Gで示される量と導出する。中央制御装置190は、相対位置ずれ量Gに基づいて、整列トレイ移動手段(位置調整ユニット)117を動作させて、実装部材20の水平面内の位置が素子10の水平面内の位置と同じになるように、当該実装部材20の水平方向の位置を調整する。
The
なお、ここでは、X−Y平面方向の位置ずれ量Gのみを導出する場合を示したが、回転のずれ量を導出することも可能である。この場合は、X−Y平面方向の位置ずれ量Gを導出する前に、一度、上下のカメラ181、182によって撮像して回転のずれ量を中央制御装置190によって解析し、回転のずれ量が零に近づくように、吸着ノズル142を回動させて素子10の角度を調整する。その後、再度、素子10の保持姿勢を撮像して、X−Y平面方向の位置ずれ量Gを導出し、それが零に近づくように、実装部材20の水平方向の位置を調整する。吸着ノズル142に対して素子10が偏心状態で保持されていると、回転方向の位置決めを行う際に、素子10がX−Y平面方向に変位するからである。
Although the case where only the positional deviation amount G in the XY plane direction is derived is shown here, it is also possible to derive the rotational deviation amount. In this case, before deriving the positional deviation amount G in the XY plane direction, images are once taken by the upper and
導光ユニット183は、下側採光部183aからカメラ181に導光する実装部材側光路(図示省略)を備え当該カメラ181に実装部材20を撮像させると共に、上側採光部183bからカメラ182に導光する素子側光路(図示省略)を備え当該カメラ182に素子10を撮像させる。この導光ユニット183は、ミラー、レンズ、プリズム等の複数の光学系(光路)を内蔵するボックス型のユニットであり、10mm角程度の大きさを有する。導光ユニット183は進退ユニット(図示省略)によって駆動され、下側採光部183a及び上側採光部183bが必要に応じて搭載領域105に進退させられる。進退ユニットは、カメラ181が実装部材20を撮像するに先立って、搭載領域105で待機する実装部材20の真上に下側採光部183aを進入させている(図8参照)。また、進退ユニットは、カメラ182が素子10を撮像するに先立って、搭載領域105で待機する実装部材20と素子10との間に上側採光部183bを進入させている(図8参照)。なお、搭載領域105に到達する順序は、実装部材20が搭載領域105で待機させられた後、またはその待機動作と同時に、進退ユニットによって導光ユニット183が搭載領域105に進入させられ、その後、素子10が搭載領域105に搬送されてくる。
The
これにより、導光ユニット183は、カメラ181が実装部材20を撮像する際に、下側採光部183aが、搭載領域105で待機する実装部材20の真上に配置され、実装部材20の真上からの撮像を可能にする。また、導光ユニット183は、カメラ182が素子10を撮像する際に、上側採光部183bが、搭載領域105で待機する実装部材20と搭載領域105に搬送された素子10との間に配置され、素子10の真下からの撮像を可能にする。なお、導光ユニット183は、素子10と実装部材20との間に配置される部分の厚みtを小さくし、組立時のストロークを小さくすることが好ましい。このため、導光ユニット183の該当部分の厚みtは、10mm以下であることが好ましく、8mm以下であることがより好ましい。この厚みtは、光学系を内蔵することから薄くすることに限界があり、現時点では8mmまで薄くすることができる。
Thereby, when the
なお、図7(a)、(b)に示される位置情報取得手段180は、2台のカメラ181,182が横向きに配置されているが、組立装置101の態様に応じて、図7(c)に示されるように、2台のカメラ181,182が1縦向きに配置されるようにしてもよい。
7A and 7B, the two
<組立装置の動作> <Operation of assembly equipment>
次に、第2実施形態の組立装置101の動作について説明する。図10(a)〜図10(f)は、組立装置101の作動を示す平面図である。なお、説明を容易にするため、4つの素子保持ユニット140に素子保持ユニット140A〜140Dの番号を付することにし、主として、素子保持ユニット140Aの動作について説明する。なお、他の素子保持ユニット140B〜140Dは、素子保持ユニット140Aと同じ動作となるので、説明を省略する。
Next, the operation of the assembling
まず、図10(a)に示されるように、素子供給装置110は、複数の素子10を、方向や姿勢を整えた状態で配置する。
First, as shown in FIG. 10A, the
素子供給装置110によって、複数の素子10が素子供給領域103に配置された後(又は略同時)に、回転テーブル130を反時計回りに略90°回転し、素子保持ユニット140Aの吸着ノズル142を素子供給領域103に配置された素子10に対向する位置まで移動させる(図10(b)参照)。
After the plurality of
回転テーブル130は、同図(b)の状態で、所定の時間静止する。回転テーブル130が静止している間に、外部付勢装置150が素子保持ユニット140Aを押圧することにより、吸着ノズル142を素子供給領域103に配置された素子10に近接させる。そして、吸着ノズル142が素子10を吸着して保持する。その後、外部付勢装置150による押圧を解除する(又は押圧力を緩める)ことで、吸着ノズル142が上昇する。
The rotary table 130 is stationary for a predetermined time in the state shown in FIG. While the
次に、同図(c)に示すように回転テーブル130は、再び反時計回りに回転する。回転テーブル130が回転している途中では、素子保持ユニット140Aは吸着ノズル142を水平軸周りに回転させ、吸着ノズル142の先端およびそこで保持される素子10の上下を反転させる。そして、吸着ノズル142の上下反転が完了した後、カメラ118によって素子10の状態(姿勢)を画像認識する。
Next, as shown in FIG. 3C, the rotary table 130 rotates counterclockwise again. While the
また、この間に、カメラ181によって搭載領域105(姿勢情報取得領域106)で待機する実装部材20の状態を画像認識する。なお、カメラ181による画像認識は、素子10が搭載領域105に到着する前に完了していればよく、このタイミングに限定されるものではない。また、導光ユニット183の搭載領域105への進入は、カメラ181による画像認識の前に完了している。
During this time, the
同図(d)に示すように、回転テーブル130はさらに反時計回りに回転し、素子保持ユニット140Aが同図(b)の位置から略90°回転すると素子保持ユニット140Aに保持された素子10は塗布領域106に搬送される。この位置においても素子保持ユニット140Aは吸着ノズル142の先端(素子10)が鉛直方向の上方に位置するように反転させて保持している。吸着ノズル142で保持されている素子10は、実装時の上面が上方に向いている状態(同図(b))から、実装時の下面が上方に向く状態に上下反転されて吸着ノズル142に保持される。つまり素子10は、下方(実装時の上面側)から保持される。そしてこの状態で、再び所定の時間静止する。
As shown in FIG. 4D, the
回転テーブル30が停止している間に、素子保持ユニット140Aのノズル回転ユニット(図示省略)が、カメラ118によって撮像された画像情報に基づいて素子保持ユニット140Aの吸着ノズル142を適切な角度だけθ方向に自転させ、吸着ノズル142に保持された素子10の姿勢を整える。
While the rotary table 30 is stopped, the nozzle rotating unit (not shown) of the
回転テーブル130が静止している間に、塗布ユニット116は、素子10の上方から供給ノズル156を下降させ、素子10の所定の領域(電極11,12(図3参照)上)に導電性接着材を塗布(供給)する。
While the
なお、導電性接着材Nの塗布後に塗布量検出ユニット(不図示)によって、導電性接着材Nの塗布量の検出が行われる。塗布量に異常があった場合は、実装部材20に実装することなく、例えば、さらに略180°反時計回りに回転して、当該異常があった素子10を廃棄トレイ135に放出する(図10(f)参照)。
Note that, after application of the conductive adhesive N, the application amount detection unit (not shown) detects the application amount of the conductive adhesive N. If there is an abnormality in the coating amount, it is further rotated, for example, approximately 180 ° counterclockwise without being mounted on the mounting
また回転テーブル30が回転している間には、上記同様に、素子供給装置110は、次の素子10を素子供給領域103の適切な箇所(素子保持ユニット140Bの吸着ノズル42の真下)に配置する。そして、回転テーブル130が静止している間には、上記同様に、素子供給領域103に対向する位置にある素子保持ユニット140Bの吸着ノズル142が、素子供給領域103に配置された素子10を吸着して保持する。
While the turntable 30 is rotating, the
導電性接着材Nの塗布後、回転テーブル130が、反時計回りに略90°回転した後、再び所定の時間静止する(図10(e)参照)。これにより、素子保持ユニット140Aに保持されている素子10は、搭載領域105に到着する。また、回転テーブル130が回転している間に、素子保持ユニット140Aは、水平軸周りに吸着ノズル142を略180°回転(上下反転)させる。これにより、素子10は再び上下が反転し、すなわち実装時の上面が上方となるように、吸着ノズル142に保持される。
After the application of the conductive adhesive N, the
回転テーブル130が静止している間に、カメラ182によって姿勢情報取得領域106に搬送された素子10の状態を画像認識する。導光ユニット183は、カメラ182による撮像後に速やかに退避する。カメラ182による画像認識の結果は、中央制御装置190において、カメラ181による画像認識の結果と比較されて、実装部材20及び素子10の相対位置ずれ量Gが導出される。実装部材供給装置170の整列トレイ移動手段117は、相対位置ずれ量Gに基づいて、実装部材20をX−Y方向に移動して位置補正を行う。その後、外部付勢装置50が素子保持ユニット140Aを押圧する。これにより、素子保持ユニット140Aの吸着ノズル142が下降し、素子10を搭載領域105で待機する実装部材20内に収納するとともに接着し、電子部品(水晶振動子)を組み立てる。
While the rotary table 130 is stationary, the state of the
なお、上記で素子10を実装部材20に実装した後、不図示の組立検査装置により素子10と実装部材20の組立状態を撮影し、組立状態の良否を判定するようにしても好ましい。つまり、組立検査装置で撮影した素子10と実装部材20の画像情報に基づいて、位置ずれなどにより組立状態を不良と判断した場合、搭載領域105に待機している素子保持ユニット140Aは、吸着ノズル142により、不良と判断された素子10と実装部材20を吸着する。そして、回転テーブル130が、さらに略90°反時計回りに回転し、不良と判断された素子10と実装部材20を廃棄トレイ135に放出する(図10(f)参照)。
In addition, after mounting the
なお、姿勢情報取得手段180又はカメラ182によって撮像された画像情報に基づいて、姿勢や位置の制御が不可能と判断される素子10については、搭載領域105において実装を行わず、この段階で素子10を廃棄トレイ135側に放出する(図10(f)参照)。
Note that the
このように上記動作を繰り返し、組立装置101は水晶振動子を高精度に組み立てる。すなわち、上記組立装置101による電子部品の組み立て方法は、素子供給装置110に、実装時の上面が上方となるように配置された素子10を素子供給領域103において1つずつ取り出し、素子保持ユニット140で保持しつつ、鉛直軸周りに回転搬送するとともに水平軸周りに素子10の上下を反転させ、塗布領域104において塗布ユニット116によって素子10の実装時の下面側に上方から導電性接着材Nを直接塗布し、再び水平軸周りに素子10の上下を反転させて、搭載領域105にて素子10と実装部材20の位置合わせを行った後、実装部材20に収納、接着して水晶振動子を高精度に組み立てるものである。
As described above, the above-described operation is repeated, and the assembling
このような構成によれば、導電性接着材Nは、素子10に直接塗布され、実装部材(パッケージ)20には供給する必要がないため、素子10や実装部材20が極小化した場合であっても塗布ユニット116(ディスペンサー)の供給ノズル156が実装部材(パッケージ)20内壁に接触する恐れがなくなり、実装部材20に供給することによる供給位置のずれや、供給量(塗布量)のばらつきを抑制できる。これにより、素子10が極小の場合であっても、電極11、12間のショートを防ぎ、不良素子の増加を回避できる。
According to such a configuration, since the conductive adhesive N is directly applied to the
また、素子10に直接、導電性接着材Nを塗布するため、実装部材20の形状誤差に応じた塗布量の高精度な制御が不要となる。
Further, since the conductive adhesive N is directly applied to the
また、素子10は、塗布領域104で導電性接着材Nが塗布され、その直後に実装部材20に実装するため、塗布から(実装部材20への)接着までの時間を従来より短縮でき、供給する導電性接着材Nが微量であっても素子10の固着前に乾燥してしまう問題を回避できる。
Further, since the conductive adhesive N is applied to the
また、素子保持ユニット140で保持される素子10のうち、導電性接着材Nが塗布されて実装部材20に実装されるまでの素子10の数を少なくできる。すなわち、図10に示すように素子保持ユニット140が4個の場合は、導電性接着材Nが塗布され、且つ実装部材20に実装されるまでの素子10の数は1個または2個である(素子保持ユニット140の数に応じて増加するが、多くても数個である)。従って、組立工程中にラインが長時間停止した場合であっても、導電性接着材Nが塗布され、且つ実装部材20に実装する前の素子10は少数であるため、塗布した導電性接着材Nの乾燥による廃棄素子を最小限に抑えることができる。
In addition, among the
また、組立装置101は、ターレットの周方向に配置された素子10を保持する素子保持ユニット140が、吸着ノズル142を水平軸周りに略180度(または360度)回転させることが可能であるため、第1実施形態の水平方向に移動する素子保持機構21と比較して、組立装置101の(実作業を行う基台102の)省スペース化が図れる。
In the
また、この組立装置101では、導光ユニット183を利用して搭載領域105で待機する実装部材20の大よその位置調整を、素子10が搬送されてくる前に行うため、無駄な待ち時間が発生しないようになっている。また、組立装置101では、吸着ノズル142に保持された素子10の姿勢の調整を回転テーブル130の回転移動中(移動軌跡の途中)に行うため、無駄な待ち時間が発生しないようになっている。さらに、組立装置101では、吸着ノズル142に保持された素子10の実装部材20との相対位置の最終調整を搭載領域105に搬送されてから行うため、搬送装置の機械的精度の影響を受けずに、正確で確実な調整を行うことができる。また、実装部材供給装置170の整列トレイ移動手段117を駆動するだけで、素子10と実装部材20との相対位置ずれをなくすことができるので、装置を複雑にする必要がない。
Further, in this
さらに、組立装置101は、吸着ノズル142を有する素子保持ユニット140が回転テーブル30の周方向に複数設けられている。したがって、第1の素子保持ユニット140が素子10を吸着保持する工程と、第2の素子保持ユニット140が素子10に導電性接着材を塗布する工程と、第3の素子保持ユニット140が素子10を実装部材20に接着して組み立てる工程等を同じ静止時間中に同時に行うことができる。
Further, the
そして、組立装置101は、素子保持ユニット140が保持する素子10の姿勢情報、および搭載領域105で待機する実装部材20の姿勢情報をそれぞれ取得する姿勢情報取得手段180を備えている。姿勢情報取得手段180は、撮像領域の同じ位置で素子10を下方から撮像するカメラ181と、実装部材20を上方から撮影するカメラ182を備えており、両カメラ181、182の撮像結果に基づいて、実装部材20及び素子10の相対位置ずれ量Gを導出する。素子10および実装部材20の極小化に伴い、これらを組み立てる際の位置合わせも高い精度が要求されるが、本実施形態によれば、短時間、省スペースで素子10と実装部材20の位置合わせを高精度に行うことができる。
The assembling
また、素子供給領域103、搭載領域105、廃棄領域135は、この順番で、素子保持ユニット140の1方向に回転する回転経路上に設けられている。したがって、組立装置101は、回転テーブル130を回転することで、素子保持ユニット140を素子供給領域103から廃棄領域135まで順番に搬送することができ、これらの工程を確実に行うことができる。
In addition, the
さらに、組立装置101は、素子供給領域103に次の素子10を配置する素子供給装置110と、搭載領域105に組立前の実装部材20を搬送する実装部材供給装置170と、をさらに備えている。したがって、回転テーブル130が回転して、任意の素子保持ユニット140が素子供給領域103に停止する前に、次の素子10を素子保持位置111に配置するようになっている。また、組立装置101は、回転テーブル130が回転して、素子保持ユニット140が搭載領域105に停止する前に、実装部材供給装置170が次の実装部材20を搭載領域105に移動させるようになっている。したがって、無駄な時間を排除し、動作を高速にすることができる。
Further, the
なお、本実施形態に係る組立装置101は、4つの素子保持ユニット140を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の個数(例えば6個、8個、12個)の素子保持ユニット140を備えるようにしてもよい。
Note that the assembling
また、組立装置101は、回転テーブル130を、運転位置において回転の中心軸が上下方向(鉛直方向)となるように配設されているが、これに限定されるものではなく、運転位置における回転の中心軸が水平方向や斜め方向となるように配設されるものであってもよい。また、回転テーブル130は、本実施形態に示される形状以外の形状であってもよい。
In the
さらに、組立装置101は、各部が中央制御装置190によって統括的に制御される構成であるが、これに限定されるものではなく、個別に専用の制御装置を設けるようにしてもよい。
Furthermore, the
そして、組立装置101は、アーム120は、基台102に配設されるものに限定されるものではなく、他の部材に配設されるものや、独立して配設されるものであってもよい。また、アーム120は、揺動以外の動作を可能に構成されるものであってもよい。例えば、上下方向のみの移動であってもよく、さらに、上下方向に直線移動した後に揺動するようにしてもよい。または、複数の異なる回転軸を中心に揺動もしくは回動するようにアーム120を構成してもよい。
In the
また、素子供給領域103、姿勢情報取得領域106、搭載領域105及び廃棄領域135の位置は、本実施形態において示した位置に限定されるものではなく、他の位置に配置するようにしてもよい。さらに、部品の加工組立や検査等を行う領域を搬送途中に設けるようにしてもよい。
Further, the positions of the
そして、回転テーブル130の回転は、90°回転するごとに静止する間欠回転に限定されるものではなく、素子保持ユニット140が、素子供給領域103、姿勢情報取得領域106、搭載領域105及び廃棄領域135のそれぞれに対向する位置にある場合にも、回転テーブル130を低速で回転させ続けるようにしてもよい。この場合、素子供給装置110と実装部材供給装置170は、素子供給領域103や搭載領域105において、回転テーブル130と同方向且つ同速度で移動するように回転する回転テーブルとすることが好ましい。つまり、素子供給領域103では、回転テーブル130に配置される吸着ノズル142は、自身と同方向且つ同速度で移動する素子供給装置110に供給される素子10を、回転中に吸着することができる。また、搭載領域105では、素子保持ユニット140は、吸着ノズル142に吸着している素子10を、素子10と同方向且つ同速度で移動する実装部材供給装置170に供給される実装部材20に、回転中に組み立てることができる。
The rotation of the
<第3実施形態> <Third Embodiment>
図11を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図11は、塗布装置206、306の他の例を示す側面図である。図11(a)は、転写により導電性接着材を素子10に塗布する塗布装置206を示し、図11(b)は、ディスペンサーである塗布装置306の他の例を示す。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a side view showing another example of the
同図(a)に示すように、塗布装置206は、膜状接着材MNが形成されるテーブル210と、テーブル210の下方から上方に向かって貫通する塗布針211と、スキージ212を有する。テーブル210には液状の導電性接着材が供給され、スキージ212によって膜状接着材MNが形成される。その後、塗布針211が、テーブル210の下方から上方に向かって鉛直方向に移動すると、テーブル210を貫通する際に塗布針211の先端に膜状接着材MNが付着する。膜状接着材MNが付着した塗布針211が素子10に接触することによって、素子10に膜状接着材MNが転写される。なお、ここではテーブル状を水平方向に移動するスキージ212を例に示したが、円形のテーブル210上で回転する複数の羽を有するスキージ212などであってもよい。
As shown in FIG. 2A, the
このような構成によれば、ディスペンサーの場合と比較して導電性接着材の塗布量が微量となってもその制御が比較的容易となる。 According to such a configuration, the control becomes relatively easy even if the amount of the conductive adhesive applied is small compared to the case of the dispenser.
また、図11(b)に示すように、塗布装置306は、供給ノズル307の先端(のみ)が上方に曲折したディスペンサーであってもよい。
Moreover, as shown in FIG.11 (b), the
第3実施形態の塗布装置206、306を用いる場合、実装時の上面側を上方にして上方から素子10を保持し、実装時の下面側に(素子10の下方から)膜状接着材MN(導電性接着材N)を塗布(転写)することができる。すなわち、第1実施形態の素子保持機構21または第2実施形態の素子保持ユニット140のように、素子10を反転させる構成を備える必要が無くなり、組立装置1,101の構成を簡素化できる。
When the
<第4実施形態> <Fourth embodiment>
図12から図16を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。図12は、従来の手法によって本実施形態の素子10に導電性接着材Nを供給する様子を示す図であり、同図(a)が実装時の下面を上方とした上面図であり、同図(b)が側面図である。また、図13および図14は、本実施形態における導電性接着材Nの供給方法を示す図であり、図13(a)が実装時の下面を上方とした上面図であり、図13(b)、(c)が側面図、図14が側面図である。図15は、供給ニードル71と本実施形態の供給ノズル(精密ノズル61)について説明する側面図であり、図16は、本実施形態の供給ノズル(精密ノズル61)の側断面図である。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a diagram showing a state in which the conductive adhesive N is supplied to the
上述のとおり、本実施形態の素子10は、平面のサイズが1mm角以下の極めて小さい素子であり、より詳細には短辺が例えば0.4mm以下であり、長辺が0.6mm以下である。このため、導電性接着材Nを塗布する塗布領域(すなわち電極11の一部と電極12)も微小なサイズ(例えば、0.1mm角程度)となる。また、塗布領域が微小なだけでなく、塗布領域(電極11,12)同士が非常に近接している。
As described above, the
例えば、図3に示したように、素子10の塗布領域に対して導電性接着材Nを直接塗布する場合、一般的には、素子10から導電性接着材Nが外側にはみ出さないように、あるいは少なくとも塗布領域の中心付近に導電性接着材Nが塗布されるように、供給ノズル61(の吐出孔)の中心位置を素子10の実装面の領域内(例えば、塗布領域の中心付近)に位置合わせして導電性接着材Nを吐出する。
For example, as shown in FIG. 3, when the conductive adhesive N is directly applied to the application region of the
しかしながら、本実施形態のような平面のサイズが1mm角以下の極めて小さい素子10の場合、素子10の実装面の領域内に供給ノズル61の吐出孔の中心位置を位置合わせした状態で、ペースト状、あるいは液状の導電性接着材Nを塗布すると、導電性接着材Nが塗布領域からはみ出し、電極11,12同士が接触することによるショートが発生してしまう問題がある。
However, in the case of the extremely
図12を参照して具体的に説明すると、本実施形態の導電性接着材Nは、例えばガラスフリット(シリコン、シリカ)と30μm程度の銀フィラーをエポキシなどの樹脂に混入した銀ペーストであり、これを塗布装置6の供給ノズル61から吐出させて塗布する。ここで、供給ノズル61は、微量な導電性接着材Nを供給可能ないわゆる精密ノズルを使用した場合であっても、現状ではその、最小のノズル径(吐出孔61Aの径)は0.1mm〜0.2mm程度(詳細には、0.15mm〜0.2mm程度)であり、また1回の標準的な塗布量は1cc未満(例えば、0.3cc〜0.5cc程度)である。
When specifically described with reference to FIG. 12, the conductive adhesive N of the present embodiment is a silver paste in which, for example, glass frit (silicon, silica) and a silver filler of about 30 μm are mixed in a resin such as epoxy, This is discharged from the
このため、同図に示すように、従来の一般的な方法と同様に、塗布領域(電極11,12)を覆うように、素子10の実装面の領域内に供給ノズル61の吐出孔61A(同図(a)では太破線で示す)の中心位置を位置合わせして導電性接着材Nを供給すると、塗布領域から大きくはみ出し、導電性接着材Nが互いに接触して電極11,12間のショートが発生してしまう問題がある。
For this reason, as shown in the figure, similarly to the conventional general method, the
一方、1回の塗布量を所定量(例えば、0.3cc〜0.5cc程度)より少なくすることも考えられるが、その場合は供給量にばらつきが生じ、また素子10の接着および支持が不安定となってしまう問題がある。 On the other hand, it is conceivable that the amount of application at one time is less than a predetermined amount (for example, about 0.3 cc to 0.5 cc). There is a problem that becomes stable.
そこで、本実施形態の塗布装置6は、平面視において素子10の端部から導電性接着材Nの少なくとも一部が素子10よりも外側にはみ出すように、素子10に直接、導電性接着材Nを塗布することとした。
Therefore, the
具体的には、図13に示すように、塗布装置6の供給ノズル61は、吐出孔61A付近の外形状がテーパー状で、吐出孔61Aの先端部分を極細形状に加工した既知の精密ノズルである。また、供給ノズル61の吐出孔61Aの径は、既述のように0.1mm〜0.2mm程度(詳細には、0.15mm〜0.2mm程度)で、1回の標準的な塗布量は1cc未満(例えば、0.3cc〜0.5cc程度)である。
Specifically, as shown in FIG. 13, the
ただし塗布装置6は、導電性接着材Nの塗布時に、平面視において供給ノズル61の吐出孔61A(同図(a)では太破線で示す)の径方向の一部が、素子10の端部(角部)からはみ出るように位置合わせを行い、その位置において素子10に導電性接着材Nを塗布する。同図(b)、(c)に示すように素子10は、実装時の下面が上方となるように吸着ノズル25に保持されており、塗布装置6は、素子10上に形成された2つの電極11,12の中心位置に対して供給ノズル61(吐出孔61A)の中心位置をずらし、吐出孔61Aの径方向の一部が、素子10の端部(角部)からはみ出るように位置合わせを行ったのち、素子10の上方から、供給ノズル61を下降させて素子10に導電性接着材Nを直接塗布する。
However, when the conductive adhesive N is applied, the
これにより、導電性接着材Nは、平面視において素子10の端部(素子10のエッジ(角部))から少なくとも一部がはみ出すように素子10に塗布される(同図(a))。あるいは、導電性接着材Nは素子10の端部からはみ出した部分が少なくとも素子10の側面に回り込み、素子10の実装時の下面側から側面側にわたって塗布される(同図(b)または同図(c)。
As a result, the conductive adhesive N is applied to the
この状態で、図14(a)に示すように、吸着ノズル25を反転・移動させて素子10を実装部材20の内部に収容するとともに、実装部材20の内側底面に導電性接着材Nによって素子10を接着し、これを実装する。
In this state, as shown in FIG. 14A, the
なお、素子10を実装部材20に収容した後は、同図(a)に示すように、導電性接着材Nが固着する前に吸着ノズル25などによって押圧するとよい。これにより素子10の実装面からはみ出した余剰の導電性接着材Nが素子10の下面および側面に回り込むとともに、素子10の下面と実装部材20の間に隙間が生じていた場合であっても、素子10と実装部材20を密着させることができる。
In addition, after accommodating the
また、同図(b)、(c)に示すように、素子10を実装部材20に収容する際、素子10の導電性接着材Nが塗布された部分が他方側に対して下がるように素子10を傾斜させ、素子10の下面の導電性接着材Nが実装部材20の底面に接触したタイミングで吸着ノズル25から素子10を開放するようにしてもよい。これにより、素子10を自重で沈み込ませ、素子10と実装部材20を密着させることができる。
Further, as shown in FIGS. 2B and 2C, when the
このように本実施形態によれば、既存の供給ノズル(精密ノズル)61を用いても、素子10の塗布領域(電極11,12)のサイズに対して余剰な導電性接着材N(例えば、1回の塗布量の約4分の1の量(0.25cc程度)の導電性接着材N)を、素子10の外側に供給させることができる。従って、実装面上において塗布領域からはみ出した導電性接着材Nが互いに接触することを防止でき、電極11,12間のショートなどの不良の発生を防止できる。
As described above, according to the present embodiment, even when the existing supply nozzle (precision nozzle) 61 is used, an excessive conductive adhesive material N (for example, the size of the application region (
一方、導電性接着材Nは塗布領域の略全面に供給されるため、十分な接着性を維持でき、素子10を安定して支持することが可能となる。さらに、余剰の導電性接着材Nが素子10と実装部材20の間に入り込み、さらに実装部材20の側面とも接触させることができるので、実装部材20に対して素子10を確実に接着させることができる。
On the other hand, since the conductive adhesive N is supplied to substantially the entire surface of the application region, sufficient adhesiveness can be maintained and the
ここで、図15を参照して、既知の供給ニードル70と本実施形態の精密ノズル61について更に説明する。同図は、供給ニードル70(同図(a))および精密ノズル61(同図(b))を用いて、本実施形態の素子10が実装される極小の実装部材20に導電性接着材Nを供給する様子を示す側面図である。
Here, the known
従来の技術においては、微小なパッケージ(実装部材20)に対して導電性接着材Nを供給する場合、吐出孔70A付近の外形状が細長の針形状である供給ニードル70を用いて、実装部材20の内壁(側壁および底面)に対して傾斜するように差し込んで塗布する方法が採用されていた(同図(a))。しかし、供給ニードル70はその細長の外形状ゆえに、強度を保つために吐出孔70Hの径を小さくするにも限界があった。つまり、現状では先端外形がテーパー状である精密ノズル61の方が外形状は大きくなるものの、吐出孔61Aの径を小さくすることが可能となっている。つまり、極小の実装部材20に対しては、供給ニードル70を斜めに差し込んだとしても微量な導電性接着材Nを供給することは非常に困難(不可能)となる。
In the conventional technique, when the conductive adhesive N is supplied to a minute package (mounting member 20), the mounting member is used by using the
一方で、先端外形がテーパー状である精密ノズル61は外形サイズが大きいため、極小の実装部材20に導電性接着材Nを供給する場合、精密ノズル1が実装部材20の側壁(側面)と干渉し、精密ノズル61を実装部材20内部の所定の塗布領域に近づけることは非常に困難である(同図(b))。
On the other hand, since the
このように、本実施形態の素子10が実装されるような極小の実装部材20に対しては、供給ニードル70および精密ノズル61のいずれであっても導電性接着材Nを塗布することは非常に困難(あるいは不可能)といえる。
As described above, it is extremely difficult to apply the conductive adhesive N to the extremely small mounting
本実施形態では、実装部材20ではなく、素子10に直接、導電性接着材Nを供給するので、実装部材20と精密ノズル61とが干渉する問題は生じない。従って、先端外形のサイズが供給ニードル70に比べて大きい(一方で、吐出孔61Aは供給ニードル70のそれより小さい)供給ノズル(精密ノズル)61を採用できる。
In the present embodiment, since the conductive adhesive N is supplied directly to the
なお、図16に示すように、本実施形態の供給ノズル61は、例えば外周部分に温度調節機構61Hを備えており、これにより、導電性接着材Nを常温(例えば、25℃程度)で保持することができる。温度調節機構61Hは例えば、ペルチェ素子を用いて加温/冷却を可能とした温度調節構であってもよいし、コイルなどによるヒーターと水流などによって加温/冷却を可能とした温度調節構であってもよい。
As shown in FIG. 16, the
導電性接着材N(例えば、銀ペースト)は適量ずつ冷凍で保管され、使用時に解凍されて温度調節機構61Hによって常温に維持されて供給される。
The conductive adhesive N (for example, silver paste) is stored in an appropriate amount by freezing, defrosted at the time of use, and supplied while being maintained at room temperature by the
また、供給ノズル(精密ノズル)61は、変形可能なチューブなどによって塗布装置6と接続されていてもよい。これにより、図11(b)に示すように供給ノズル61の先端が上方に向くようにチューブを変形して導電性接着材Nを供給することもできる。
Further, the supply nozzle (precision nozzle) 61 may be connected to the
以上、本実施形態の塗布装置(塗布ユニット)は、左右方向(X,Y方向)に移動して1つの素子に対して複数箇所(2箇所)に導電性接着材を塗布する場合を例に説明したが、例えば、第2実施形態の素子10の搬送経路上に、塗布装置を複数(2台)備えてもよい。この場合、第1の塗布装置によって第1の位置に塗布し、その後、素子を移動させて第2の塗布装置によって第2の位置に塗布する。このような構成によれば、素子10に対して供給ノズルを移動させる必要が無いので、高精度な位置合わせが可能となる。
As described above, the coating apparatus (coating unit) of the present embodiment is an example in which the conductive adhesive is applied to a plurality of locations (two locations) with respect to one element by moving in the left-right direction (X, Y direction). Although described, for example, a plurality (two) of coating apparatuses may be provided on the transport path of the
なお、本実施形態において、素子10に塗布する導電性接着材の材料として導電ペーストを例示したが、これは特に限定されるものでない。例えば、後の加熱工程によって全て揮発するような化学材料でもよい。
In the present embodiment, the conductive paste is exemplified as the material of the conductive adhesive applied to the
また、繊維や砥石等によって形成される清掃面を有し、吸着ノズルの先端と当接して、付着した導電性接着材を定期的に拭き上げる清掃装置を備えても良い。 In addition, a cleaning device may be provided that has a cleaning surface formed of fibers, a grindstone, and the like, contacts the tip of the suction nozzle, and periodically wipes the attached conductive adhesive.
また、本発明の部品の搭載装置及び部品の搭載方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Further, the component mounting apparatus and component mounting method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明は、電子部品の製造分野で幅広く利用することが出来る。 The present invention can be widely used in the field of manufacturing electronic components.
1、101 組立装置
10 素子
20 実装部材
21 素子保持機構
24 素子保持機構駆動部
140 素子保持ユニット
6,116,206、306 塗布装置(塗布ユニット)
30、130 回転テーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Assembling
30, 130 rotary table
Claims (15)
前記電子部品の素子を保持する保持手段と、
接着材を塗布する塗布手段と、
を備え、前記素子を実装部材に実装して前記電子部品を組み立てる組立装置であって、
前記塗布手段は、前記保持手段が保持する前記素子に前記接着材を直接塗布し、
前記搬送手段は、前記接着材が塗布された前記素子が対応する前記実装部材の上方に移動するように前記素子または前記実装部材を搬送し、
前記塗布手段は、前記素子の一方の辺の近傍に前記接着剤を塗布するようにし、
前記塗布手段は、前記素子の側面に回り込むように前記接着剤を塗布し、
前記搬送手段は、前記素子を前記実装部材に搭載する際、前記素子の前記一方の辺が、該一方の辺と対向する他方の辺よりも低くなるように前記素子を位置決めする
ことを特徴とする組立装置。 Conveying means for conveying electronic components;
Holding means for holding an element of the electronic component;
An application means for applying an adhesive;
An assembly apparatus for assembling the electronic component by mounting the element on a mounting member,
The application means directly applies the adhesive to the element held by the holding means,
The conveying means conveys the element or the mounting member so that the element to which the adhesive is applied moves above the corresponding mounting member,
The application means applies the adhesive in the vicinity of one side of the element,
The application means applies the adhesive so as to wrap around the side surface of the element,
The carrying means positions the element such that when the element is mounted on the mounting member, the one side of the element is lower than the other side facing the one side. Assembly equipment.
ことを特徴とする請求項1に記載の組立装置。 The assembly apparatus according to claim 1, wherein the applying unit applies the adhesive to the element such that at least a part of the adhesive protrudes from an end portion of the element in a plan view.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の組立装置。 The application means has a nozzle for discharging the adhesive, and the diameter of the nozzle discharge hole of the nozzle is 0.2 mm or less.
The assembling apparatus according to claim 1 or 2 , characterized in that
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の組立装置。 The application means applies less than 1 cc of the adhesive to one application region of the element;
The assembling apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the assembling apparatus is characterized in that
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の組立装置。 The plane size of the element has a short side of 0.4 mm or less and a long side of 0.6 mm or less.
The assembling apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the assembling apparatus is characterized in that
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の組立装置。 The element is any one of a crystal piece, a piezoelectric element, and a MEMS element.
The assembling apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein
前記塗布手段は、前記ディスペンサーのノズルの温度を調節する温度調節機構を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の組立装置。 The application means is a dispenser,
The assembly device according to any one of claims 1 to 6, wherein the application unit includes a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the nozzle of the dispenser.
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の組立装置。 The adhesive is a paste or liquid adhesive,
The assembling apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein the assembling apparatus is characterized in that
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の組立装置。 The element has a plane size of 1 mm square or less,
The assembling apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein
ことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載の組立装置。 The mounting member has a mounting surface size of 1 mm square or less,
The assembly apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein
前記素子の一方の辺の近傍に接着剤を直接塗布し、
前記接着材は、平面視において前記素子の端部から少なくとも一部がはみ出すように前記素子に塗布され、
前記接着材は、前記素子の実装時の下面側から側面側にわたって塗布され、
前記素子を前記実装部材に搭載する際、前記素子の前記一方の辺が、該一方の辺と対向する他方の辺よりも低くなるように前記素子を位置合わせして、前記接着材が塗布された前記素子と前記実装部材を接着する、
ことを特徴とする組立方法。 An assembly method for assembling the electronic component by mounting an element of the electronic component on a mounting member,
Apply an adhesive directly in the vicinity of one side of the element,
The adhesive is applied to the element so that at least part of the adhesive protrudes from the end of the element in plan view,
The adhesive is applied from the lower surface side to the side surface when mounting the element,
When mounting the element on the mounting member, the element is aligned so that the one side of the element is lower than the other side facing the one side, and the adhesive is applied. Bonding the element and the mounting member;
An assembling method characterized by the above.
ことを特徴とする請求項11に記載の組立方法。 The adhesive is applied in an amount of less than 1 cc to one application region of the element.
The assembly method according to claim 11 .
ことを特徴とする請求項11から請求項12のいずれかに記載の組立方法。 The plane size of the element has a short side of 0.4 mm or less and a long side of 0.6 mm or less.
The assembly method according to any one of claims 11 to 12 , wherein
前記ディスペンサーによって温度制御される前記接着剤を前記素子に直接塗布する、
ことを特徴とする請求項11から請求項13のいずれかに記載の組立方法。 Adjust the temperature of the dispenser nozzle by the temperature control mechanism,
Directly applying the adhesive whose temperature is controlled by the dispenser to the element ;
14. The assembling method according to claim 11, wherein the assembling method.
ことを特徴とする請求項11から請求項14のいずれかに記載の組立方法。 The element is any one of a crystal piece, a piezoelectric element, and a MEMS element.
15. The assembling method according to any one of claims 11 to 14 , wherein the assembling method is provided.
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