以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示す液晶パネル基板製造用の部品実装装置1は、図2に示す長方形のパネル状の基板2の四辺のうちの一辺の端部の上面に設けられた電極部2aに接着部材としてのACFテープ3を貼着したうえで、その貼着したACFテープ3に部品4を搭載(仮圧着)してその後圧着(本圧着)することにより基板2に部品4を装着する部品実装作業を実行する。ここで用いる部品4はフィルム状部分4aを有する部品、例えばFPC部品であるとする。
図1において、部品実装装置1の基台11は、オペレータOPから見た左右方向(図1における紙面左右方向であり、X軸方向とする)の左方から左方基台11a、中央基台11b及び右方基台11cがこの順で配置され、左方基台11aには基板受け取り部21、中央基台11bには部品実装部22、右方基台11cには基板受け渡し部23がそれぞれ備えられている。上記基板受け取り部21、部品実装部22及び基板受け渡し部23はそれぞれ制御手段としての制御装置24(図3)によってその動作が制御される。基板2はX軸方向を左側から右側に、すなわち基板受け取り部21、部品実装部22、基板受け渡し部23の順に流れて順次作業が施される。基板受け取り部21は上流工程側から送られてくる基板2を受け取り、基板受け渡し部23は受け取った基板2を下流工程側に受け渡す。
図1において、基板受け取り部21は左側(上流工程側)と右側(下流工程側)の2つの基板受け取りステージ21sを有している。これら2つの基板受け取りステージ21sは左方基台11aに対して昇降自在に設けられており、2つの基板受け取りステージ21sには部品実装装置1の上流工程側から送られてきた2枚の基板2が載置される。
図1において、部品実装部22は、基板2にACFテープ3を貼着する作業を行うACF貼着作業部22a(接着部材貼着作業部)、基板2の上面への部品4の搭載作業を固定位置で行う部品搭載作業部22b、部品搭載作業部22bにおいて部品4の搭載作業が行われた基板2にその搭載された部品4を圧着する2つの部品圧着作業部(第1の部品圧着作業部22c及び第2の部品圧着作業部22d)を有する。
ACF貼着作業部22aは中央基台11bの左部領域に設けられており、部品搭載作業部22bは中央基台11bの中央領域に設けられている。第1の部品圧着作業部22cは中央基台11b上のACF貼着作業部22aと部品搭載作業部22bとの間の領域に設けられており、第2の部品圧着作業部22dは中央基台11b上の部品搭載作業部22bの右側の領域に設けられている。すなわち、本実施の形態の部品実装装置1において、第1の部品圧着作業部22cと第2の部品圧着作業部22dは、部品搭載作業部22bを左右両側方から挟む位置に設けられている。
中央基台11b上のACF貼着作業部22aの前方領域(オペレータOPから見た前後方向をY軸方向とする)には第1のベース部31が設けられており、中央基台11b上の部品搭載作業部22b、第1の部品圧着作業部22c及び第2の部品圧着作業部22dの前方領域には第2のベース部32がX軸方向に延びて設けられている。
図1及び図4(a),(b)において、第1のベース部31には左方基板移送部33Lが設けられている。この左方基板移送部33Lは、第1のベース部31上にY軸方向に延びて設けられ、第1のベース部31上をX軸方向に移動自在に設けられたY軸テーブル34と、Y軸テーブル34上をY軸方向に移動自在に設けられた移動ステージ35と、移動ステージ35の上面にX軸方向に並んで設けられた2つの基板保持ステージ36を有する。2つの基板保持ステージ36上には基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sから2枚の基板2が移載されて保持される。
2つの基板保持ステージ36はそれぞれ移動ステージ35に対して昇降自在であり、制御装置24はY軸テーブル34に対して移動ステージ35をY軸方向に移動させて基板2の移送を行い、2つの基板保持ステージ36を昇降させて、2つの基板保持ステージ36に載置された基板2を上下させる。
図4(a),(b)において、ACF貼着作業部22aは中央基台11bの上方をX軸方向に並んで設けられた2つの貼着ヘッド41と、各貼着ヘッド41の下方にX軸方向に延びて設けられた2つのACF貼着作業用のバックアップステージ42を有する。2つの貼着ヘッド41はそれぞれACFテープ3を繰り出し供給するとともに、その繰り出したACFテープ3を所定長さに切断してこれを所定の位置で水平姿勢に保持するテープ供給部41aと、テープ供給部41aが水平姿勢に保持したACFテープ3を上方からACF貼着作業用のバックアップステージ42の側に押し付ける貼着ツール41bを備えている。
制御装置24は、左方基板移送部33Lの移動ステージ35をY軸テーブル34上の前方に設定された「基板受け渡し位置」(図4(a))と後方に設定された「作業位置」(図4(b))との間で移動させる。「基板受け渡し位置」は2つの基板保持ステージ36に対して基板2の受け渡しを行うことができる位置であり、「作業位置」は、2つの基板保持ステージ36に載置された2枚の基板2それぞれの電極部2aを2つのACF貼着作業用のバックアップステージ42の上方に位置させることができる位置である。
貼着ヘッド41による基板2へのACFテープ3の貼着作業について図5を参照しながら説明する。先ず、図5(a)に示すように、制御装置24が、テープ供給部41aを作動させて所定長さに切断した状態のACFテープ3を基板2(電極部2a)の上方に位置させる。次に、図5(b)に示すように、貼着ツール41bを下降させてACFテープ3を基板2ごとACF貼着作業用のバックアップステージ42に押し付ける。最後に図5(c)に示すように、貼着ツール41bを基板2に対して上昇させる。結果、基板2に対して、所定長さのACFテープ3が貼着される。
図1において、第2のベース部32には中央基板移送部33Cと右方基板移送部33Rが設けられている。中央基板移送部33Cと右方基板移送部33Rは同型であり、中央基板移送部33Cは右方基板移送部33Rの左方に位置している。中央基板移送部33Cは(右方基板移送部33Rも同様)、図6(a),(b)に示すように、第2のベース部32に沿ってX軸方向に移動自在に設けられたY軸テーブル51、Y軸テーブル51の上をY軸方向に移動自在に設けられた移動ステージ52、移動ステージ52の上面にX軸方向に並んで設けられた2つの基板載置ステージ53を有する。移動ステージ52は2つの基板載置ステージ53を個別にZ軸方向へ昇降させる昇降機構を内蔵している。2つの基板載置ステージ53は第2のベース部32に対するY軸テーブル51のX軸方向への移動及びY軸テーブル51に対する移動ステージ52の移動によって水平方向への移動が自在であり、2つの基板載置ステージ53上には左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36から、上面に部品4が搭載された2枚の基板2が移載されて保持される。
2つの基板載置ステージ53はそれぞれ第2のベース部32に対するY軸テーブル51のX軸方向への移動及びY軸テーブル51に対する移動ステージ52の移動によって水平方向への移動が自在であり、移動ステージ52に内蔵された上述の昇降機構の駆動によって個別に昇降自在に設けられている。制御装置24は第2のベース部32に対するY軸テーブル51のX軸方向への移動及びY軸テーブル51に対する移動ステージ52のY軸方向への移動を行って2つの基板載置ステージ53を水平面内方向に移動させることで基板2の移送を行い、2つの基板載置ステージ53を下降又は上昇させて、2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2をバックアップステージ64の上面に対して着地又は離反させる。
図1、図6(a),(b)において、部品搭載作業部22bは、中央基台11bの後部から後方に張り出して設けられて部品4の供給を行う部品供給部61、中央基台11bの中央後部に設けられた搭載ヘッド移動機構62によって水平面内で移動自在であり、部品供給部61が供給する部品4を上方から吸着する搭載ヘッド63及び第2のベース部32の中央部後方領域にY軸方向に延びて設けられた部品搭載作業用のバックアップステージ64を備える。制御装置24は、部品供給部61による部品4の供給動作制御、搭載ヘッド移動機構62の作動による搭載ヘッド63の水平面内での移動動作、搭載ヘッド63による部品4の吸着動作を制御する。これにより、搭載ヘッド63による部品4の吸着(ピックアップ)から部品4の基板2への搭載までの一連の作業が行われる。
図6(a)において、部品搭載作業用のバックアップステージ64には撮像視野を上方に向けた2つの位置認識カメラ65がX軸方向に並んで設けられている。これら2つの位置認識カメラ65は制御装置24に制御されて撮像動作を行い、部品搭載用のバックアップステージ64の上部に設けられた石英ガラス等の透明材料部64a(図6(a))を通して部品搭載用のバックアップステージ64の上方に位置する物体を撮像する。
制御装置24の部品搭載作業制御部SR1(図3)は、中央基板移送部33Cの移動ステージ52をY軸テーブル51上の前方に設定された「基板受け渡し位置」(図6(a))と後方に設定された「作業位置」(図6(b))との間で移動させる。「基板受け渡し位置」は2つの基板載置ステージ53に対して基板2の受け渡しを行うことができる位置である。「作業位置」は、2つの基板載置ステージ53に載置された基板2の電極部2aに貼着されたACFテープ3を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方(更には後述する部品圧着作業用のバックアップステージ72の上方)に位置させることができる位置である。
図6(a),(b)に示すように、中央基板移送部33C(右方基板移送部33Rも同じ)が備える2つの基板載置ステージ53のそれぞれには、その基板載置ステージ53の後方をX軸方向に延びる水平部54aを有した枠状の部品支持部材54が設けられている。この部品支持部材54は、後述する部品搭載作業部22bによる基板2への部品4の搭載工程(部品搭載作業)において基板2に搭載された部品4のフィルム状部分4aの基板2からはみ出た部分を下方から支持するものである。
次に、部品実装装置1の動作を説明する。部品実装装置1は、部品実装作業を行うときは、先ず、移動ステージ52が「作業位置」に移動して、基板2の電極部2aをバックアップステージ64の上方位置(搭載作業位置)に位置させる(図7のフローチャートに示すステップST1)。そして、2つの位置認識カメラ65が、部品搭載用のバックアップステージ64の上方に位置された基板2が有する2つの位置認識マークm(図2)を撮像・認識し(図8(a))、これにより求められる2つの位置認識マークmの位置情報に基づいて基板2の位置に関する情報を算出(取得)する。その結果は、基板2の基板載置ステージ53に対する位置補正量のデータとして、制御装置24の記憶部24aの第1補正データ記憶領域KR1、第2補正データ記憶領域KR2、第3補正データ記憶領域KR3及び第4補正データ記憶領域KR4(図3)に記憶される(ステップST2)。
具体的には、中央基板移送部33Cの左側の基板載置ステージ53に載置された基板2についての位置補正量のデータは第1補正データ記憶領域KR1に記憶され、中央基板移送部33Cの右側の基板載置ステージ53に載置された基板2についての位置補正量のデータは第2補正データ記憶領域KR2に記憶される。また、右方基板移送部33Rの左側の基板載置ステージ53に載置された基板2についての位置補正量のデータは第3補正データ記憶領域KR3に記憶され、右方基板移送部33Rの右側の基板載置ステージ53に載置された基板2についての位置補正データは第4補正データ記憶領域KR4に記憶される。
上記ステップST2を終えたら、移動ステージ52は一旦前方に移動し、バックアップステージ64の上方位置(搭載作業位置)から基板2の電極部2aを退避させる(図8(b)。ステップST3)。次いで搭載ヘッド63が下降し、部品4をバックアップステージ64に(位置認識カメラ65の側に)近づく方向に(搭載作業位置に)移動させる(ステップST4)。そして、今度は2つの位置認識カメラ65が、部品4に設けられた図示しない位置認識マークを撮像・認識し(図8(c))、部品4の位置に関する情報(搭載ヘッド63に対する部品4の位置情報)を算出(取得)したうえで部品4の位置補正量を求め、その結果を上記記憶部24aに記憶させる(ステップST5)。
上記のようにして2つの位置認識カメラ65が部品4の位置補正量を求めてその結果を記憶部24aに記憶させたら、搭載ヘッド63が上昇し(図9(a))、移動ステージ52が再度「作業位置」に位置する。そして、中央基板移送部33Cは、記憶部24aに記憶された基板2の位置に関する情報(基板2の位置補正量)と部品4の位置に関する情報(部品4の位置補正量)に基づいて作動し、部品4側の電極部(図示せず)と基板2側の電極部2aが上下に合致するように、部品搭載作業部22bに対する(直接的には部品4に対する)基板2の位置決めを行う(図9(b)。ステップST6)。
上記のようにして中央基板移送部33Cが部品搭載作業部22bに対する基板2の位置決めを行ったら、搭載ヘッド63が下降し、吸着した部品4を基板2上のACFテープ3に押し付けて基板2に搭載(仮圧着)する(図9(c)。ステップST7)。このときの搭載ヘッド63の押し付け力は、部品搭載用のバックアップステージ64によって支持される。搭載ヘッド63は、基板2に部品4を搭載したら、上昇する(ステップST8)。
上記ステップST7で搭載ヘッド63が基板2に部品4を搭載すると、部品4のフィルム状部分4aの一部が基板2の外にはみ出すが、そのはみ出しているフィルム状部分4aは、各基板載置ステージ53に設けられた部品支持部材54の水平部54aによって下方から支持される。このため、基板2に搭載された状態の部品4のフィルム状部分4aが基板2の縁から垂れ下がった状態になることが防止される(図10(a),(b))。
図10(a),(b)に示すように、第1の部品圧着作業部22cは(第2の部品圧着作業部22dも同様)は、X軸方向に並んで設けられた2つの圧着ヘッド71と、各圧着ヘッド71の下方にX軸方向に延びて設けられた2つの部品圧着作業用のバックアップステージ72を備える。制御装置24の部品圧着作業制御部SR2(図3)は、第1の部品圧着作業部22cが備える圧着ヘッド71及び第2の部品圧着作業部22dが備える圧着ヘッド71それぞれの昇降動作を制御する(図3)。圧着ヘッド71は、基板載置ステージ53を移動させる基板載置ステージ移動手段である中央基板移送部33C又は右方基板移送部33Rにより所定の作業位置に位置決めされた基板載置ステージ53の上方から下降して部品4を基板2に圧着する。
図10(a),(b)及び図11(a),(b),(c)に示すように、第1の部品圧着作業部22c及び第2の部品圧着作業部22dの各圧着ヘッド71の下方には、保護シート供給ユニット73が着脱自在に設置されている。保護シート供給ユニット73は、箱状のカセット73a内にテープ状の保護シート73bを有しており、部品4が仮圧着された基板2がバックアップステージ72に載置されている状態で、圧着ヘッド71と部品4の間に保護シート73bを水平に配置する構成となっている。これにより圧着ヘッド71は保護シート73bを介して部品4を基板2に圧着することになるので(図11(b))、圧着ヘッド71にACFテープ3の粘着材料が付着することが防止される。
保護シート73bはカセット73a内に設けられた一対のローラ部材73cによって巻き取り繰り出しされるようになっており、これら一対のローラ部材73cの動作によって保護シート73bの新しい面を圧着ヘッド71の下方に露出させることができる。保護シート73bの新しい面がなくなった(シート切れを起こした)ときにはオペレータOPが保護シート73bの交換を行う。保護シート73bは使い捨てであるため、オペレータOPは、保護シート73bの交換を行うときには、カセット73aを圧着ヘッド71の下方から取り外した後、新たなカセット73aを圧着ヘッド71の下方に取り付ける。
中央基板移送部33Cが備える2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2について、搭載ヘッド63が上記部品4の搭載作業を行ったら、Y軸テーブル51はそのまま第2のベース部32に沿って左方に(すなわち第1の部品圧着作業部22cの側に水平方向に)移動し、2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2の部品4が搭載された部分を2つの部品圧着作業用のバックアップステージ72の上方(圧着ヘッド71の下方)の位置(圧着作業位置)に位置させる。この際、基板載置ステージ53は、記憶部24aに記憶された基板2の位置に関する情報に基づいて移動し、第1の部品圧着作業部22cに対して基板2を位置決めする(図10(a))。
具体的には、Y軸テーブル51は、左側の基板載置ステージ53に載置された基板2については第1補正データ記憶領域KR1に記憶された位置補正量のデータを使用して位置決めを行い、右側の基板載置ステージ53に載置された基板2については第2補正データ記憶領域KR2に記憶された位置補正量のデータを使用して位置決めを行う。そして、上記位置決めが終了したら、第1の部品圧着作業部22cが備える2つの圧着ヘッド71が順次下降し、部品搭載作業部22bが搭載した部品4を2枚の基板2に圧着(本圧着)する(図11(a)→図11(b)→図11(c))。このとき、圧着ヘッド71は保護シート供給ユニット73が供給する保護シート73bを上方から押し付けて部品4を押圧する(図11(b))。
同様に、右方基板移送部33Rが備える2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2について、搭載ヘッド63が部品4の搭載作業を行ったら、Y軸テーブル51はそのまま第2のベース部32に沿って右方(すなわち第2の部品圧着作業部22dの側)に移動し、2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2の部品4が搭載された部分を部品圧着作業用のバックアップステージ72の上方(圧着ヘッド71の下方)の位置(圧着作業位置)に位置させる。この際、基板載置ステージ53は、記憶部24aに記憶された基板2の位置に関する情報に基づいて移動し、第2の部品圧着作業部22dに対して基板2を位置決めする(図10(a))。
具体的には、Y軸テーブル51は、左側の基板載置ステージ53に載置された基板2については第3補正データ記憶領域KR3に記憶された位置補正量のデータを使用して位置決めを行い、右側の基板載置ステージ53に載置された基板2については第4補正データ記憶領域KR4に記憶された位置補正量のデータを使用して位置決めを行う。そして、上記位置決めが終了したら、第2の部品圧着作業部22dが備える2つの圧着ヘッド71が順次下降し、部品搭載作業部22bが搭載した部品4を2枚の基板2に圧着(本圧着)する(図11(a)→図11(b)→図11(c))。このとき、圧着ヘッド71は保護シート供給ユニット73が供給する保護シート73bを上方から押し付けて部品4を押圧する(図11(b))。
第1の部品圧着作業部22c及び第2の部品圧着作業部22dそれぞれが備える2つの圧着ヘッド71による部品4の圧着作業では、基板載置ステージ53が2つ取り付けられていて2枚の基板2を同時に取り扱う場合、その2つの基板載置ステージ53は1つの移動ステージ52に取り付けられているので、各基板2の対応する圧着ヘッド71に対する位置決めとその後の部品圧着作業は、タイミングをずらして順次行う。
上記の手順によって第1の部品圧着作業部22c又は第2の部品圧着作業部22dが備える2つの圧着ヘッド71が2枚の基板2に対して部品4を圧着したら、移動ステージ52がY軸テーブル51に沿って前方へ移動して「基板受け渡し位置」に復帰する。
なお、2つの基板載置ステージ53に載置された基板2に対する圧着ヘッド71の基板位置決めと圧着ヘッド71による部品4の圧着は、上記したように左右の基板2に対して個別に行うのではなく、同時に行うのであってもよい。すなわち、部品搭載作業において取得した左側の基板載置ステージ53に対する左側の基板2の位置ずれと右側の基板載置ステージ53に対する右側の基板2の位置ずれとの平均値を算出し、左側と右側の基板載置ステージ53をそれぞれの対応する圧着ヘッド71に対して同時に位置決めした後、2つの圧着ヘッド71によって2つの基板2に対して部品4を同時に圧着するようにするようにしてもよい。この場合、個別に位置決めする場合に比べ、若干位置決め精度は下がるが、タクトタイムを短くすることができる。
図1において、基板受け渡し部23は左側(上流工程側)と右側(下流工程側)の2つの基板受け渡しステージ23sを有している。これら左右の2つの基板受け渡しステージ23sは右方基台11cに対して昇降自在に設けられており、2つの基板受け渡しステージ23sには第1の部品圧着作業部22c又は第2の部品圧着作業部22dにおいて部品4の圧着作業が終了した2枚の基板2が載置される。2つの基板受け渡しステージ23sに載置された2枚の基板2は、図示しない基板搬出手段によって、部品実装装置1の下流工程下側に設けられた他の装置に送られる。
図1において、基台11の前方領域には左方基台11a、中央基台11b及び右方基台11cにわたってX軸方向に延びた移動ベース81が設けられている。この移動ベース81上には左方から順に3つの基板移載部82(左方基板移載部82a、中央基板移載部82b及び右方基板移載部82c)が設けられている。
左方基板移載部82a、中央基板移載部82b及び右方基板移載部82cはそれぞれ、図12に示すように、移動ベース81に対してX軸方向に移動自在に設けられた基部91及び基部91上に設けられた2基のアームユニット92を有する。各アームユニット92は基部91に固定されたアームベース93と、アームベース93から水平後方に延びて設けられた2つのアーム94を備える。各アーム94には吸着面を下方に向けた複数の吸着パッド95が設けられている。各アームユニット92は2つのアーム94に設けられた複数の吸着パッド95(本実施の形態においては4個)を介して1枚の基板2を真空吸着することができる。
左方基板移載部82aは、基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sに載置された2枚の基板2を2つのアーム94によってピックアップする。この場合、左方基板移載部82aは、2つの基板受け取りステージ21sの上方に2つのアーム94の吸着パッド95が位置するように移動した状態で、基板2の吸着を行う。この基板2の吸着の際には2つの基板受け取りステージ21sが上昇し、基板2を吸着パッド95に近づける。また、左方基板移載部82aは、上記のようにしてピックアップした2枚の基板2を左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置する。この場合、左方基板移載部82aは、ピックアップした2枚の基板2が2つの基板保持ステージ36の上方に位置するように移動した状態で、基板2の吸着解除を行う。この基板2の吸着解除の際には2つの基板保持ステージ36が上昇し、基板2を下方から支持する。
中央基板移載部82bは、左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置された2枚の基板2を2つのアーム94によってピックアップする。この場合、中央基板移載部82bは、2つの基板保持ステージ36の上方に2つのアーム94の吸着パッド95が位置するように移動した状態で基板2の吸着を行う。この基板2の吸着の際には2つの基板保持ステージ36が上昇し、基板2を吸着パッド95に近づける。また、中央基板移載部82bは、上記のようにしてピックアップした2枚の基板2を中央基板移送部33Cの2つの基板保持ステージ36又は右方基板移送部33Rの2つの基板保持ステージ36に載置する。この場合、中央基板移載部82bは、ピックアップした2枚の基板2が中央基板移送部33Cの2つの基板保持ステージ36又は右方基板移送部33Rの2つの基板保持ステージ36の上方に位置するように移動したうえで、基板2の吸着解除を行う。この基板2の吸着解除の際には2つの基板保持ステージ36が上昇し、基板2を下方から支持する。
右方基板移載部82cは、中央基板移送部33Cの2つの基板保持ステージ36又は右方基板移送部33Rの2つの基板保持ステージ36に載置された2枚の基板2を2つのアーム94によってピックアップする。この場合、右方基板移載部82cは、2つの基板保持ステージ36の上方に2つのアーム94の吸着パッド95が位置するように移動した状態で基板2の吸着を行う。この基板2の吸着の際には2つの基板保持ステージ36が上昇し、基板2を吸着パッド95に近づける。また、右方基板移載部82cは、上記のようにしてピックアップした2枚の基板2を基板受け渡し部23の2つの基板受け渡しステージ23sに載置する。この場合、右方基板移載部82cは、ピックアップした2枚の基板2が2つの基板受け渡すステージ23sの上方に位置するように移動したうえで、基板2の吸着解除を行う。この基板2の吸着解除の際には2つの基板受け渡しステージ23sが上昇し、基板2を下方から支持する。
制御装置24は、左方基板移載部82a、中央基板移載部82b及び右方基板移載部82cそれぞれの移動ベース81に沿ったX軸方向への移動動作、各アームユニット92における吸着パッド95を介した基板2の吸着動作を制御する(図3)。左方基板移載部82aは制御装置24に制御されて、基板受け取り部21から左方基板移送部33Lに基板2を移載する。中央基板移載部82bは制御装置24に制御され、左方基板移送部33Lから中央基板移送部33C又は右方基板移送部33Rに基板2を移載することによって、ACF貼着作業部22aによりACFテープ3が貼着された基板2を、中央基板移送部33Cが備える2つの基板載置ステージ53と、右方基板移送部33Rが備える2つの基板載置ステージ53に振り分けて載置する。また、右方基板移載部82cは制御装置24に制御されて、中央基板移送部33C又は右方基板移送部33Rから基板受け渡し部23に基板2を移載する。
次に、部品実装装置1が基板2への部品実装作業を行うときの各部の動作を説明する。制御装置24は、図13に示すように、左方基板移載部82a、中央基板移載部82b及び右方基板移載部82cそれぞれが取り得る位置として、基板受け取り部21の前方位置(第1位置P1)、ACF貼着作業部22aの前方位置(第2位置P2)、部品搭載作業部22bの前方位置(第3位置P3)及び基板受け渡し部23の前方位置(第4位置P4)を定めている。
はじめ、左方基板移載部82aは第1位置P1に位置し、中央基板移載部82bは第2位置P2に位置し、右方基板移載部82cは第3位置P3に位置している。また、中央基板移送部33Cは部品搭載作業部22bの前方位置に位置し、右方基板移送部33Rは第2の部品圧着作業部22dの前方位置に位置している。このような状態から、基板受け取り部21は上流工程側の装置から送られてきた2枚の基板2を2つの基板受け取りステージ21sによって受け取り(基板受け取り工程)、左方基板移載部82aは基板受け取り部21が受け取った2枚の基板2を2つのアーム94によってピックアップする(図14(a))。
左方基板移載部82aは、基板受け取り部21から2枚の基板2をピックアップしたら第2位置P2に移動し、左方基板移載部82aはピックアップした2枚の基板2を左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置して保持させる。このとき中央基板移載部82bは第3位置P3に移動し、右方基板移載部82cは第4位置P4に移動する(図14(b)。基板移載工程)。左方基板移送部33Lは移動ステージ35に基板2を保持したら移動ステージ35を「作業位置」に位置させ、2枚の基板2をACF貼着作業用のバックアップステージ42の上方に位置させる。2枚の基板2がバックアップステージ42の上方に位置したら、その2枚の基板2に対してACF貼着作業部22aがACF貼着作業を実行する(図14(c))。なお、この間、基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sには、新たな2枚の基板2が載置される。
ACF貼着作業部22aが2枚の基板2に対してACF貼着作業を実行したら、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「基板受け渡し位置」に位置させ、左方基板移載部82aは第1位置P1に位置し、中央基板移載部82bは第2位置P2に位置し、右方基板移載部82cは第3位置P3に位置する。次いで、左方基板移載部82aが基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21s上の2枚の基板2をピックアップし、中央基板移載部82bが左方基板移送部33Lから2枚の基板2をピックアップする(図15(a))。
左方基板移載部82aが基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sから2枚の基板をピックアップし、中央基板移載部82bが左方基板移送部33Lから2枚の基板2をピックアップしたら、左方基板移載部82aは第2位置P2に移動し、中央基板移載部82bは第3位置P3に移動し、右方基板移載部82cは第4位置P4に移動する。そして、左方基板移載部82aは2枚の基板2を左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置して保持させ、中央基板移載部82bは2枚の基板2を中央基板移送部33Cの2つの基板載置ステージ53に載置して保持させる(図15(b))。
次いで、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「作業位置」に位置させて、2枚の基板2をACF貼着作業用のバックアップステージ42の上方に位置させる。2枚の基板2がバックアップステージ42の上方に位置したら、その2枚の基板2に対してACF貼着作業部22aがACF貼着作業を実行する。一方、中央基板移送部33Cは移動ステージ52を「作業位置」に位置させたうえで、2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2のうちの左方の基板2を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方に位置させる。左方の基板2がバックアップステージ64の上方に位置したら、その基板2に対して部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行する(図15(c))。部品搭載作業部22bが上記部品搭載作業を実行したら、中央基板移送部33Cが左方に移動し、2つの基板載置ステージ53に載置された2枚の基板2のうちの右方の基板2を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方に位置させる。右方の基板2がバックアップステージ64の上方に位置したら、その基板2に対して部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行する(図16(a)。第1の部品搭載工程)。この間、基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sには、新たな2枚の基板2が載置される。
上記のように、2つの基板載置ステージ53に載置された左右の2枚の基板2のうち左側の基板2から右側の基板2の順に部品搭載作業を行うのは、その基板載置ステージ53がその後左側に位置する第1の部品圧着作業部22cへ移動されて部品圧着工程(第1の部品圧着工程)が行われるからである。これにより、基板2に対する部品4の搭載からその搭載された部品4の基板2への圧着までの間に基板2が後戻りするような動きが排除される。
部品搭載作業部22bが上記部品搭載作業を実行したら、中央基板移送部33Cはそのまま左方(第1の部品圧着作業部22cの側)に移動して2枚の基板2を第1の部品圧着作業部22cに移送し、その2枚の基板2を2つの部品圧着作業用のバックアップステージ72の上方に位置させる。2枚の基板2がバックアップステージ72の上方に位置したら、その2枚の基板2に対して第1の部品圧着作業部22cが部品圧着作業を実行する(図16(b)。第1の部品圧着工程)。また、これと併せて、左方基板移載部82aは第1位置P1に位置して基板受け取り部21から2枚の基板2をピックアップするとともに、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「基板受け渡し位置」に位置させ、中央基板移載部82bが第2位置P2に位置することによって、左方基板移送部33Lから2枚の基板2をピックアップする。また、右方基板移送部33Rが部品搭載作業部22bの前方位置に位置し、右方基板移載部82cが第3位置P3に位置する(図16(b))。
第1の部品圧着作業部22cが上記部品圧着作業を行ったら、右方基板移載部82cが第4位置P4に位置したうえで、中央基板移載部82bが第3位置P3に位置する。そして、中央基板移載部82bは2枚の基板2を右方基板移送部33Rの2つの基板載置ステージ53に載置して保持させ、左方基板移載部82aは第2位置P2に位置して、2枚の基板2を左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置して保持させる(図16(c))。
右方基板移送部33Rと左方基板移送部33Lがそれぞれ基板2を保持したら、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「作業位置」に位置させて2枚の基板2をACF貼着作業用のバックアップステージ42の上方に位置させる。一方、右方基板移送部33Rは移動ステージ52を「作業位置」に位置さたうえで、2枚の基板2のうち右方の基板2を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方に位置させる。左方基板移送部33Lの2枚の基板2がバックアップステージ42の上方に位置したら、その2枚の基板2に対してACF貼着作業部22aがACF貼着作業を実行する。また、右方基板移送部33Rの右方の基板2がバックアップステージ64の上方に位置したら、その基板2に対して部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行する(図17(a))。
ACF貼着作業部22aがACF貼着作業を実行し、部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行したら、右方基板移送部33Rが右方へ移動して2枚の基板2のうちの左方の基板2を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方に位置させる。左方の基板2がバックアップステージ64の上方に位置したら、その基板2に対して部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行する(図17(b)。第2の部品搭載工程)。この間、基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sには、新たな2枚の基板2が載置(搬入)される。
上記のように、2つの基板載置ステージ53に載置された左右の2枚の基板2のうち右側の基板2から左側の基板2の順に部品搭載作業を行うのは、その基板載置ステージ53がその後右側に位置する第2の部品圧着作業部22dへ移動して部品圧着工程(第2の部品圧着工程)が行われるからである。これにより、基板2に対する部品4の搭載からその搭載された部品4の基板2への圧着までの間に基板2が後戻りするような動きが排除される。
部品搭載作業部22bが上記部品搭載作業を実行したら、右方基板移送部33Rはそのまま右方(第2の部品圧着作業部22dの側)に移動して2枚の基板2を第2の部品圧着作業部22dに移送し、その2枚の基板2を2つの部品圧着作業用のバックアップステージ72の上方に位置させる。2枚の基板2がバックアップステージ72の上方に位置したら、その2枚の基板2に対して第2の部品圧着作業部22dが部品圧着作業を実行する(図17(c)。第2の部品圧着工程)。また、これと併せて、左方基板移載部82aは第1位置P1に位置して基板受け取り部21から2枚の基板2をピックアップするとともに、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「基板受け渡し位置」に位置させ、中央基板移載部82bが第2位置P2に位置することによって、左方基板移送部33Lから2枚の基板2をピックアップする。また、中央基板移送部33Cは移動ステージ52を「基板受け渡し位置」に移動させつつ部品搭載作業部22bの前方位置に移動し、右方基板移載部82cは中央基板移送部33Cから2枚の基板2をピックアップする(図17(c))。
右方基板移載部82cは、2枚の基板2をピックアップしたら第4位置P4に位置し、2枚の基板2を基板受け渡し部23の2つの基板受け渡しステージ23sに載置する。中央基板移載部82bは第3位置P3に位置し、2枚の基板2を中央基板移送部33Cの2つの基板載置ステージ53に載置して保持させる。また、左方基板移載部82aは第2位置P2に位置し、2枚の基板2を左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置して保持させる(図18(a))。
中央基板移送部33Cと左方基板移送部33Lがそれぞれ基板2を保持したら、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「作業位置」に位置させ、2枚の基板2をACF貼着作業用のバックアップステージ42の上方に位置させる。2枚の基板2がバックアップステージ42の上方に位置したら、その2枚の基板2に対してACF貼着作業部22aがACF貼着作業を実行する。一方、中央基板移送部33Cは移動ステージ52を「作業位置」に位置させたうえで、2枚の基板2のうちの左方の基板2を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方に位置させる。左方の基板2がバックアップステージ64の上方に位置したら、その基板2に対して部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行する(図18(b))。
ACF貼着作業部22aがACF貼着作業を実行し、部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行したら、中央基板移送部33Cは左方へ移動し、2枚の基板2のうちの右方の基板2を部品搭載作業用のバックアップステージ64の上方に位置させる。右方の基板2がバックアップステージ64の上方に位置したら、その基板2に対して部品搭載作業部22bが部品搭載作業を実行する(図18(c)。第1の部品搭載工程)。この間、基板受け取り部21の2つの基板受け取りステージ21sには、新たな2枚の基板2が載置される。
部品搭載作業部22bが上記部品搭載作業を実行したら、中央基板移送部33Cがそのまま左方(第1の部品圧着作業部22cの側)に移動して2枚の基板2を第1の部品圧着作業部22cに移送し、その2枚の基板2を2つの部品圧着作業用のバックアップステージ72の上方に位置させる。2枚の基板2がバックアップステージ72の上方に位置したら、その2枚の基板2に対して第1の部品圧着作業部22cが部品圧着作業を実行する(図19(a)。第1の部品圧着工程)。また、これと併せて、左方基板移載部82aは第1の位置P1に位置して基板受け取り部21から2枚の基板2をピックアップするとともに、左方基板移送部33Lは移動ステージ35を「基板受け渡し位置」に位置させ、中央基板移載部82bが第2位置P2に位置することによって、左方基板移送部33Lから2枚の基板2をピックアップする。また、右方基板移送部33Rが移動ステージ52を「基板受け渡し位置」に移動させつつ部品搭載作業部22bの前方に位置し、右方基板移載部82cは右方基板移送部33Rから2枚の基板2をピックアップする(図19(a))。
第1の部品圧着作業部22cが上記部品圧着作業を行ったら、右方基板移載部82cが第4位置P4に位置して2枚の基板2を基板受け渡し部23の2つの基板受け渡しステージ23sに載置するとともに、中央基板移載部82bが第3位置P3に位置して2枚の基板2を右方基板移送部33Rの2つの基板載置ステージ53に載置して保持させる。また、左方基板移載部82aは第2位置P2に位置して、2枚の基板2を左方基板移送部33Lの2つの基板保持ステージ36に載置して保持させる(図19(b))。
この図19(b)の状態は図16(c)の状態と全く同じである。よって、以後、図16(c)〜図19(a)の工程を繰り返すことにより、基板受け取り部21による外部からの基板2の受け取りから基板2への部品4の装着を経て基板受け渡し部23による外部への基板2の受け渡しに至る一連の動作を繰り返し実行して連続的な基板生産を行うことができる。
ところで、上記一連の工程における圧着ヘッド71による基板2への部品4の圧着(本圧着)工程において、保護シート供給ユニット73が供給する保護シート73bの新しい面がなくなってシート切れを起こした場合には、オペレータOPはカセット73aを着脱して保護シート供給ユニット73ごと保護シート73bを交換する必要が生じる。この保護シート73bの交換作業時の実行手順を図20のフローチャートと図21及び図22の動作説明図を用いて説明する。
制御装置24は保護シート73bがシート切れになったかどうかを、シート切れ検出器100(図3)を用いて常時監視しており(図20に示すステップST11)、シート切れ検出器100がシート切れになった状態を検出した場合には、その情報がシート切れ検知部24S(図3)に入力されてシート切れの状態を検知し得るようになっている。シート切れ検出器100は、例えば、保護シート73bの巻き取り繰り出しを行う前述のローラ部材73cの回転数等によって検出するもの等から成る。
制御装置24は、シート切れ検知部24Sにおいてシート切れの状態を検知(保護シート73bを交換すべき状態を検出)した場合には(検出工程)、各部の動作を全て停止させ(ステップST12)、シート切れを起こした保護シート73bを用いて部品4の圧着が行われていた基板2の位置を記憶部24aに記憶したうえで(ステップST13)、報知制御部24H(図3)よりランプ等の報知器82を通じてオペレータOPにシート切れが発生した旨の報知を行う。そして、基板載置ステージ移動手段である中央基板移送部33C又は右方基板移送部33Rにより基板載置ステージ53を「作業位置」から退避させることによって、ステージ退避工程を実行する。このステージ退避工程では、シート切れを起こした側の部品圧着作業部22c、22d(本実施の形態の場合は部品圧着作業部22d)において部品4の圧着を行っていた基板2を載置している基板載置ステージ53をその移動手段である中央基板移送部33C又は右方基板移送部33R(本実施の形態の場合は右方基板移送部33R)によって「作業位置」から退避させる(図21(a)→図21(b)。ステップST14)。更に、基板載置ステージ53上の基板2を基板移載手段としての中央基板移載部82b又は右方基板移載部82c(本実施の形態の場合は中央基板移載部82b)により、基板載置ステージ53から基板2を退避させる(図21(b)→図21(c)。ステップST15。基板退避工程)。上記ステージ退避工程及び基板退避工程を含む退避工程が実行されたら、オペレータOPは、基板載置ステージ53が「作業位置」から退避された状態(図21(c)の状態)で、保護シート73bの交換作業を行う(ステップST16。保護シート交換工程)。
制御装置24は、上記オペレータOPによる保護シート73bの交換作業が完了したかどうかを、オペレータOPが所定の操作を行ったか否かによって判断し(ステップST17)、その結果、保護シート73bの交換作業が完了していた場合には、シート切れを検知した時点で、シート切れした側の圧着作業部で圧着作業の対象となっていた基板2に対して実装予定の全ての部品4の圧着作業が終了していたかどうかの判断を行う(ステップST18)。その結果、シート切れを検知した時点で、シート切れした側の圧着作業部で圧着作業の対象となっていた基板2に対して実装予定の全ての部品4の圧着作業が終了していなかった場合には、ステップST13で記憶した基板2の位置の情報に基づいて、中央基板移載部82b又は右方基板移載部82c(本実施の形態の場合は中央基板移載部82b)により、基板2を中央基板移送部33C又は右方基板移送部33Rの基板載置ステージ53(本実施の形態の場合は右方基板移送部33R)に戻すとともに、中央基板移送部33C又は右方基板移送部33R(本実施の形態の場合は右方基板移送部33R)により、基板載置ステージ53を「作業位置」に戻す。すなわち基板2を元の位置に復帰させる(ステップST19)。そして、基板2が元の位置に復帰したら、圧着ヘッド71を作動させて基板2への部品4の圧着(本圧着)を再開する(ステップST20)。
一方、ステップST18において、シート切れを検知した時点で、シート切れした側の圧着作業部で圧着作業の対象となっていた基板2に対して実装予定の全ての部品4の圧着作業が終了していた場合には、制御装置24は、中央基板移載部82bにより基板2を右方基板移送部33Rの基板載置ステージ53に戻した後(図21(c)→図22(a))、基板載置ステージ53上の基板2を右方基板移載部82cで吸着し(図22(a)→図22(b))、第4位置P4に移動させて(図22(b)→図22(c))、そのまま基板2を後工程に搬出する(ステップST21)。なお、基板2の基板退避工程を右方基板移載部82cで実行していた場合には、本実施の形態で説明したような基板載置ステージ53を介した中央基板移載部82bから右方基板移載部82cへの基板2の持ち替えを行わずにそのまま第4位置P4から基板2を搬出する。
以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置1では、保護シート73bを交換すべき状態が検出された場合には、基板載置ステージ53を「作業位置」から退避させるようにしているので、オペレータOPは保護シート73bの交換作業(カセット73aの取り外し及び取り付け作業)を容易にかつ短時間で行うことができる。このため保護シート73bの交換作業の作業効率が向上し、部品実装装置1による基板の生産性を向上させることができる。また、オペレータOPが保護シート73bの交換作業時に、基板載置ステージ53上の基板2に接触する危険性を低減できるので、結果としてガラスパネル等の基板2の破損の可能性を低減できるという効果も期待できる。
また、退避工程は、基板載置ステージ53を「作業位置」から移動させた後、更に、基板移載手段である右方基板移載部82cにより基板載置ステージ53から基板2を移動させて行うようになっているので、オペレータOPはより容易に保護シート73bの交換作業を行うことができる。
また、基板2に対する部品4の圧着作業が終了する前に保護シート73bを交換すべき状態が検出された場合には、予め記憶しておいた退避工程を実行する前の基板2の位置の情報に基づいて、保護シート交換工程の後に、基板2を退避工程の実行前の位置に戻して圧着作業を再開するようになっているので、退避工程の後は基板2が元に戻されて圧着作業を自動で継続できる。一方、基板2に対する部品4の圧着作業が終了したときに保護シート73bを交換すべき状態が検出された場合には、保護シート交換工程の後、基板搬出手段である右方基板移送部33Rにより、基板2を退避工程の実行前の位置に戻すことなく後工程に搬出するようになっている。このため、退避工程の後は基板2が元に戻されて圧着作業を自動で継続できる一方、退避工程の後、基板2を元の位置に戻す必要のない場合にまで基板2を元の位置に戻す無駄な動作がなくなり、効率よく基板2への部品4の圧着作業を行うことができる。
なお、部品実装装置1の構成は、本実施の形態において説明した構成に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜選択可能である。例えば、本実施の形態に記載の部品実装装置と異なり、作業部ごとに基板載置ステージを有し、作業部ごとに基板移送部を有するような構成でも同様の効果を有する。