JP6396219B2 - Chip component mounting method and mounting apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、チップ部品実装方法及び実装装置に関するものであり、特にチップ部品を実装するワークに対してチップ部品を立体的に実装するのに好適な方法及び装置に関する。   The present invention relates to a chip component mounting method and a mounting apparatus, and more particularly to a method and apparatus suitable for three-dimensionally mounting chip components on a workpiece on which chip components are mounted.

従来、チップ部品の実装は、平坦な基板に対して平面的に行われるのが一般的である(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, chip components are generally mounted on a flat substrate in a planar manner (see, for example, Patent Document 1).

また近年は、立体的な形状となるワーク(例えば製品のケースやケース内に収められる構成部品等)の表面や裏面に配線パターンを施しておき、このワークに対してチップ部品を立体的に実装させることが検討されている(例えば特許文献2参照)。   In recent years, wiring patterns have been applied to the front and back surfaces of workpieces that have a three-dimensional shape (for example, product cases and components that can be accommodated in the case), and chip components are three-dimensionally mounted on the workpiece. (See, for example, Patent Document 2).

特開2002−134994号公報JP 2002-134994 A 特開2014−022587号公報JP 2014-022587 A

ところで特許文献2に記載の技術は、立体的な形状となる実装筐体に設けた回転支持部を治具で回転可能に支持しておき、治具上で実装筐体を回転させることによって、角度の異なる実装面であってもチップ部品を実装することができる、とするものである。   By the way, the technique of patent document 2 supports the rotation support part provided in the mounting housing | casing used as a three-dimensional shape rotatably with a jig | tool, and rotates a mounting housing | casing on a jig | tool, Chip components can be mounted even on mounting surfaces with different angles.

しかし、特許文献2に記載の技術では、実装筐体自身に回転支持部を設けなければならず、実装筐体の形状が制約されるという問題がある。また、実装筐体の形状に対応する治具が必要になるため、実装筐体の形状が変わればそれに応じた治具を準備しなければならず、汎用性に欠けるという問題もある。   However, the technique described in Patent Document 2 has a problem that the mounting case itself must be provided with a rotation support portion, and the shape of the mounting case is restricted. In addition, since a jig corresponding to the shape of the mounting housing is required, if the shape of the mounting housing changes, a jig corresponding to the mounting housing must be prepared.

本発明は、様々な形状のワークに対して立体的にチップ部品を実装することができる、汎用性の高いチップ部品実装方法、実装装置を提案することを目的とする。   An object of the present invention is to propose a highly versatile chip component mounting method and mounting apparatus that can three-dimensionally mount chip components on workpieces of various shapes.

本発明は、ベースと可動部との間をパラレルリンク機構で連結した6自由度を有するパラレルリンクロボットと、該可動部に設けられ導電性ペーストを塗布するディスペンサーと、該ディスペンサーに対して背中合わせで該可動部に設けられチップ部品を吸着保持する吸着ノズルと、該チップ部品を実装するワークを保持するとともに水平面内の一軸に沿って移動可能且つ鉛直軸まわりに回転可能なテーブルを有するステージとを備えるチップ部品実装装置において、前記テーブルを前記ディスペンサー側に移動させた状態で、該ディスペンサーを前記ワークの目標点における接平面の法線に沿う向きに指向させ、該法線に沿って該ディスペンサーを該目標点に向けて移動させて前記導電性ペーストを該目標点に塗布する塗布ステップを行い、次いで、前記テーブルを前記一軸に沿って前記吸着ノズル側に移動させるとともに該テーブルを前記鉛直軸まわりに回転させて前記目標点を前記吸着ノズルに対向させ、その後、前記吸着ノズルを前記法線に沿う向きに指向させ、該法線に沿って該吸着ノズルを該目標点に向けて移動させて前記チップ部品を該目標点に実装する実装ステップを行うチップ部品実装方法である。   The present invention provides a parallel link robot having six degrees of freedom in which a base and a movable part are connected by a parallel link mechanism, a dispenser provided on the movable part and applying a conductive paste, and back-to-back with respect to the dispenser. A suction nozzle provided on the movable portion for holding the chip component by suction, and a stage having a table that holds the workpiece on which the chip component is mounted, is movable along one axis in a horizontal plane, and is rotatable about a vertical axis. In the chip component mounting apparatus provided, in a state where the table is moved to the dispenser side, the dispenser is directed in a direction along the normal line of the tangent plane at the target point of the workpiece, and the dispenser is moved along the normal line. An application step of applying the conductive paste to the target point by moving it toward the target point Next, the table is moved to the suction nozzle side along the one axis and the table is rotated around the vertical axis so that the target point is opposed to the suction nozzle, and then the suction nozzle is set to the normal line. The chip component mounting method performs a mounting step of mounting the chip component at the target point by moving the suction nozzle toward the target point along the normal line.

ここで、前記目標点を前記一軸上に位置させた状態で、前記塗布ステップ及び前記実装ステップを行うことが好ましい。   Here, it is preferable that the coating step and the mounting step are performed in a state where the target point is positioned on the one axis.

また、前記目標点を前記一軸に対して平行な軸上に位置させた状態で、前記塗布ステップ及び前記実装ステップを行うことが好ましい。   The application step and the mounting step are preferably performed in a state where the target point is positioned on an axis parallel to the one axis.

そして、前記ディスペンサーの前記法線に沿う向きへの指向、及び前記吸着ノズルの前記法線に沿う向きへの指向は、前記可動部の水平可動範囲の中央域で行われることが好ましい。   The orientation of the dispenser in the direction along the normal line and the orientation of the suction nozzle in the direction along the normal line are preferably performed in the central region of the horizontal movable range of the movable part.

また、前記目標点を複数有し、一の目標点に対する前記塗布ステップを行った後、該塗布ステップが未実施の他の目標点があれば、前記ディスペンサーを退避させるとともに前記テーブルを回転させる塗布切替ステップを行った後、該他の目標点に対する該塗布ステップを行う連続塗布ステップを行い、次いで、前記テーブルを前記一軸に沿って前記吸着ノズル側に移動させ、その後、前記複数の目標点の何れか一つに対する前記実装ステップを行った後、該実装ステップが未実施の他の目標点があれば、前記吸着ノズルを退避させるとともに前記テーブルを回転させる実装切替ステップを行った後、該他の目標点に対する該実装ステップを行う連続実装ステップを行うことが好ましい。   In addition, after performing the application step for one target point with a plurality of target points, if there is another target point for which the application step is not performed, the application is performed to retract the dispenser and rotate the table After performing the switching step, perform a continuous application step for performing the application step on the other target points, and then move the table to the suction nozzle side along the one axis, and then the plurality of target points. After performing the mounting step for any one, if there is another target point for which the mounting step has not been performed, the mounting nozzle is retracted and the mounting switching step for rotating the table is performed. It is preferable to perform a continuous mounting step for performing the mounting step on the target point.

また本発明は、ベースと可動部との間をパラレルリンク機構で連結した6自由度を有するパラレルリンクロボットと、該可動部に設けられ導電性ペーストを塗布するディスペンサーと、該ディスペンサーに対して背中合わせで該可動部に設けられチップ部品を吸着保持する吸着ノズルと、該チップ部品を実装するワークを保持するとともに水平面内の一軸に沿って移動可能且つ鉛直軸まわりに回転可能なテーブルを有するステージとを備えるチップ部品実装装置であって、前記可動部は、該可動部に対して傾斜する方向に沿って前記ディスペンサーを前進後退変位させるスライド部と、該可動部に対して傾斜する方向と該可動部に対して直交する方向との間で前記吸着ノズルを揺動させる揺動部とを有するチップ部品実装装置である。   The present invention also provides a parallel link robot having six degrees of freedom in which a base and a movable part are connected by a parallel link mechanism, a dispenser that is provided on the movable part and applies a conductive paste, and is back-to-back with respect to the dispenser. A suction nozzle that is provided in the movable part and holds the chip component, and a stage having a table that holds the workpiece on which the chip component is mounted, is movable along one axis in a horizontal plane, and is rotatable about a vertical axis. The movable part includes a slide part for moving the dispenser forward and backward along a direction inclined with respect to the movable part, a direction inclined with respect to the movable part, and the movable part. A chip component mounting apparatus having a swinging portion that swings the suction nozzle between a direction orthogonal to the portion.

ここで、前記可動部は、前記ディスペンサーと前記吸着ノズルとの間に、前記テーブル又は前記ワークの基準マークを認識するカメラを有することが好ましい。   Here, it is preferable that the movable part has a camera that recognizes a reference mark of the table or the workpiece between the dispenser and the suction nozzle.

パラレルリンクロボットの可動部に、ディスペンサーと、ディスペンサーに対して背中合わせになる吸着ノズルとを設け、水平面内の一軸に沿って移動可能且つ鉛直軸まわりに回転可能としたテーブルを有するステージを設けたチップ部品実装装置に対し、前記テーブルを前記ディスペンサー側に移動させた状態で、該ディスペンサーを前記ワークの目標点における接平面の法線に沿う向きに指向させ、該法線に沿って該ディスペンサーを該目標点に向けて移動させて前記導電性ペーストを該目標点に塗布する塗布ステップを行い、次いで、前記テーブルを前記一軸に沿って前記吸着ノズル側に移動させるとともに該テーブルを前記鉛直軸まわりに回転させて前記目標点を前記吸着ノズルに対向させ、その後、前記吸着ノズルを前記法線に沿う向きに指向させ、該法線に沿って該吸着ノズルを該目標点に向けて移動させて前記チップ部品を該目標点に実装する実装ステップを行うことで、様々な形状のワークであっても立体的にチップ部品を実装することができる。   A chip in which a movable unit of a parallel link robot is provided with a stage having a dispenser and a suction nozzle that is back-to-back with respect to the dispenser, and a table that is movable along one axis in a horizontal plane and rotatable about a vertical axis. With the table moved to the dispenser side with respect to the component mounting apparatus, the dispenser is oriented in the direction along the normal line of the tangent plane at the target point of the workpiece, and the dispenser is moved along the normal line. An application step of applying the conductive paste to the target point by moving toward the target point is performed, and then the table is moved to the suction nozzle side along the one axis and the table is moved around the vertical axis. Rotate the target point to face the suction nozzle, and then move the suction nozzle along the normal. Even if it is a workpiece of various shapes, by performing a mounting step of mounting the chip component at the target point by moving the suction nozzle toward the target point along the normal line Chip components can be mounted three-dimensionally.

本発明に従うチップ実装装置の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the chip mounting apparatus according to this invention. 図1の可動部周辺を示す側面図である。It is a side view which shows the movable part periphery of FIG. 図1に示すチップ実装装置で導電性ペーストを塗布する状況を説明する概略図であって、図3(a)は平面図であり、図3(b)は側面図である。FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams for explaining a situation in which a conductive paste is applied by the chip mounting apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view. テーブルの回転中心とワークの中心がずれている場合における、導電性ペーストの一塗布方法を説明する平面視での概略図である。It is the schematic in planar view explaining one application | coating method of the electrically conductive paste when the rotation center of a table and the center of a workpiece | work have shifted | deviated. テーブルの回転中心とワークの中心がずれている場合における、導電性ペーストの他の塗布方法を説明する平面視での概略図である。It is the schematic in planar view explaining the other application | coating method of the electrically conductive paste in the case where the rotation center of a table and the center of a workpiece | work have shifted | deviated. 図1に示すチップ実装装置でチップ部品を実装する状況を説明する概略図であって、図6(a)は平面図であり、図6(b)は側面図である。FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining a situation in which chip components are mounted by the chip mounting apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a side view.

以下、図1、図2を参照しつつ、本発明に従うチップ部品実装装置の一実施形態について説明する。図中、符号1は本発明に従うチップ部品実装装置の一実施形態を示す。チップ部品実装装置1は、導電性ペーストを塗布するとともにチップ部品を実装することができる6自由度のパラレルリンクロボット2と、チップ部品の実装先となるワークを保持するステージ3とを備えている。   Hereinafter, an embodiment of a chip component mounting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the figure, reference numeral 1 denotes an embodiment of a chip component mounting apparatus according to the present invention. The chip component mounting apparatus 1 includes a 6-degree-of-freedom parallel link robot 2 that can apply a conductive paste and mount a chip component, and a stage 3 that holds a workpiece on which the chip component is mounted. .

パラレルリンクロボット2は、チップ部品実装装置1の固定フレーム(不図示)に固定保持されるベース10を備えている。本実施形態のおけるベース10は、水平面に対して平行に設けられている。   The parallel link robot 2 includes a base 10 fixedly held on a fixed frame (not shown) of the chip component mounting apparatus 1. The base 10 in the present embodiment is provided in parallel to the horizontal plane.

ベース10の下方には、可動部11が設けられている。可動部11は、互いに独立した6組のリンク機構12で構成されるパラレルリンク機構でベース10に支持されていて、ベース10に対して3次元的に移動可能となっている。なお、本実施形態におけるパラレルリンク機構は、例えば特開2011−230241号公報に記載されているような、アームとモータを6組用い、各アームの回転位置を独立に制御することによって可動部の位置及び姿勢を自在に設定するものと同様な構成になっている。   A movable part 11 is provided below the base 10. The movable portion 11 is supported on the base 10 by a parallel link mechanism including six sets of link mechanisms 12 independent from each other, and can move three-dimensionally with respect to the base 10. Note that the parallel link mechanism in the present embodiment uses six pairs of arms and motors as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-230241, and independently controls the rotational position of each arm to control the movable part. The configuration is the same as that for freely setting the position and orientation.

可動部11には、ワークに対して導電性ペースト(クリームはんだや導電性接着剤等)を塗布するディスペンサー15が設けられている。図2に示すようにディスペンサー15は、先端に塗布ノズル16を備えるとともに導電性ペーストを収容するシリンジ17と、シリンジ17に接続され、導電性ペーストを所定の量で塗布ノズル16から噴出させるディスペンサーヘッド18とを備えている。   The movable part 11 is provided with a dispenser 15 for applying a conductive paste (cream solder, conductive adhesive or the like) to the workpiece. As shown in FIG. 2, the dispenser 15 includes an application nozzle 16 at the tip and a syringe 17 that houses the conductive paste, and a dispenser head that is connected to the syringe 17 and ejects the conductive paste from the application nozzle 16 in a predetermined amount. 18.

また可動部11には、スライド部19が設けられている。スライド部19は、可動部11に対して傾斜する方向にディスペンサー15を前進後退変位させるものである。ここで、可動部11に対して傾斜する方向とは、可動部11の延在面(図2では水平方向に延在する)と、この延在面に対して直交する直交面(図2では鉛直方向に延在する)の両方に対して傾く方向をいう。本実施形態のスライド部19は、可動部11に固定保持されるスライドベース部20と、スライドベース部20に対して平行に変位可能なスライド可動部21とで構成されている。本実施形態のスライドベース部20は、直交面を基準として25度傾斜した状態で固定保持されている。   The movable portion 11 is provided with a slide portion 19. The slide part 19 moves the dispenser 15 forward and backward in a direction inclined with respect to the movable part 11. Here, the direction inclined with respect to the movable portion 11 is an extending surface of the movable portion 11 (extending in the horizontal direction in FIG. 2) and an orthogonal surface orthogonal to the extending surface (in FIG. 2). The direction of inclination with respect to both. The slide part 19 of the present embodiment includes a slide base part 20 that is fixedly held by the movable part 11 and a slide movable part 21 that can be displaced parallel to the slide base part 20. The slide base portion 20 of the present embodiment is fixedly held in a state where it is inclined 25 degrees with respect to the orthogonal plane.

さらに可動部11には、導電性ペーストを塗布したワークに対してチップ部品を実装する吸着ノズル22が設けられている。吸着ノズル22は、ディスペンサー15に対して背中合わせになるように可動部11に設けられている。本実施形態の吸着ノズル22は、図示を省略する真空ポンプに接続されていて、チップ部品を吸着保持することができるように構成されている。   Further, the movable portion 11 is provided with a suction nozzle 22 for mounting a chip component on a work coated with a conductive paste. The suction nozzle 22 is provided in the movable portion 11 so as to be back-to-back with respect to the dispenser 15. The suction nozzle 22 of this embodiment is connected to a vacuum pump (not shown) and configured to suck and hold chip components.

また可動部11には、揺動部23が設けられている。揺動部23は、揺動軸24を介して可動部11に保持されるものであって、可動部11に対して傾斜する方向と可動部11に対して直交する方向との間で吸着ノズル22を揺動させるように構成されている。本実施形態における揺動部23は、前述の直交面を基準として25度傾斜した方向と鉛直軸に沿う方向との間で吸着ノズル22を揺動させることができる。   The movable part 11 is provided with a swing part 23. The oscillating portion 23 is held by the movable portion 11 via the oscillating shaft 24, and is a suction nozzle between a direction inclined with respect to the movable portion 11 and a direction orthogonal to the movable portion 11. It is comprised so that 22 may be rock | fluctuated. The swing part 23 in the present embodiment can swing the suction nozzle 22 between a direction inclined by 25 degrees with respect to the aforementioned orthogonal plane and a direction along the vertical axis.

このように、ディスペンサー15と吸着ノズル22は、側面視において「ハ」字状になるように傾斜した状態で可動部11に取り付けられている。   As described above, the dispenser 15 and the suction nozzle 22 are attached to the movable portion 11 in a state where the dispenser 15 and the suction nozzle 22 are inclined so as to have a “C” shape in a side view.

また可動部11には、ディスペンサー15と吸着ノズル22との間に、ステージ3に設けられた基準マークやワークに設けられた基準マークを認識するためのカメラ25が設けられている。カメラ25をディスペンサー15と吸着ノズル22との間に設けたことで、後述するように導電性ペーストの塗布においても、チップ部品の実装においても、可動部11を水平可動範囲の中央域で動かすことができるため、高い位置決め精度を得ることができる。   The movable part 11 is provided with a camera 25 between the dispenser 15 and the suction nozzle 22 for recognizing a reference mark provided on the stage 3 or a reference mark provided on the workpiece. By providing the camera 25 between the dispenser 15 and the suction nozzle 22, the movable portion 11 can be moved in the central region of the horizontal movable range both in the application of the conductive paste and in the mounting of the chip component as will be described later. Therefore, high positioning accuracy can be obtained.

なお図示は省略するが、カメラ25は、得られた基準マークの画像データを記憶する記憶部に接続されている。また記憶部は、記憶した画像データを演算処理してワーク等の位置情報を割り出す演算部の他、パラレルリンクロボット2やステージ3を駆動させる制御部に接続されている。   Although illustration is omitted, the camera 25 is connected to a storage unit that stores the obtained image data of the reference mark. The storage unit is connected to a control unit that drives the parallel link robot 2 and the stage 3 in addition to a calculation unit that calculates the position information of the workpiece by calculating the stored image data.

図1に示すステージ3は、水平面に対して平行になるチップ部品実装装置1の基台(不図示)に設けられるものであり、図3に示すようなドーム状をなすワークWを保持するように構成されている。なお図3に示すワークWは、チップ部品の実装面になる周壁が、側面視において水平方向に対して45度傾斜するものである。ステージ3は、基台に固定保持されるとともに、ディスペンサー15、可動部11、及び吸着ノズル22の直下を直線状に延在するステージベース部26と、ステージベース部26に対して平行に変位可能なステージ可動部27とを備えている。またステージ可動部27には、ステージ可動部27に対して鉛直軸まわりに回転可能であって、ワークWが載置されるテーブル28が設けられている。   The stage 3 shown in FIG. 1 is provided on a base (not shown) of the chip component mounting apparatus 1 that is parallel to the horizontal plane, and holds a dome-shaped workpiece W as shown in FIG. It is configured. In addition, the workpiece | work W shown in FIG. 3 has the surrounding wall used as the mounting surface of a chip component inclining 45 degree | times with respect to a horizontal direction in side view. The stage 3 is fixed and held on the base, and can be displaced in parallel to the stage base 26 and the stage base 26 extending straight below the dispenser 15, the movable part 11, and the suction nozzle 22. Stage movable portion 27. In addition, the stage movable unit 27 is provided with a table 28 that is rotatable about the vertical axis with respect to the stage movable unit 27 and on which the workpiece W is placed.

さらに本実施形態のチップ部品実装装置1は、吸着ノズル22に対してチップ部品を供給するフィーダー29と、吸着ノズル22で保持したチップ部品の姿勢を確認するための部品認識カメラ30を備えている。なお、フィーダー29や部品認識カメラ30も前述の記憶部や演算部、制御部に接続されている。   Further, the chip component mounting apparatus 1 according to the present embodiment includes a feeder 29 that supplies the chip components to the suction nozzle 22 and a component recognition camera 30 for confirming the posture of the chip component held by the suction nozzle 22. . The feeder 29 and the component recognition camera 30 are also connected to the storage unit, the calculation unit, and the control unit described above.

次に、チップ部品実装装置1を用いてチップ部品をワークに実装する方法について説明する。なお以後の説明では、図1に示すように、水平面内でステージベース部26が延在する方向をY軸方向と称し、水平面内でY軸方向に直交する方向をX軸方向と称する。また鉛直軸に沿う方向をZ軸方向と称する。さらに、Z軸まわりの回転をγ回転と称する。また、可動部11が3次元的に移動できる範囲を可動部の可動範囲といい、この可動範囲における水平方向の可動範囲を水平可動範囲という。   Next, a method for mounting a chip component on a workpiece using the chip component mounting apparatus 1 will be described. In the following description, as shown in FIG. 1, the direction in which the stage base portion 26 extends in the horizontal plane is referred to as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the Y-axis direction in the horizontal plane is referred to as the X-axis direction. A direction along the vertical axis is referred to as a Z-axis direction. Further, rotation around the Z axis is referred to as γ rotation. In addition, a range in which the movable portion 11 can move three-dimensionally is referred to as a movable range of the movable portion, and a horizontal movable range in the movable range is referred to as a horizontal movable range.

まず、可動部11を移動させていない状態(可動部11がベース10の直下に位置する状態)で、ステージ可動部27を移動させて、テーブル28をカメラ25の直下に位置させる。図示は省略するが、テーブル28にはカメラ25の認識領域内に、例えばX方向及びY方向に延びる同一長さの2本の線で構成される基準マークが設けられている。ここで、可動部11とテーブル28とが平行でない場合には、カメラ25で認識される基準マークは2本の線が異なる長さになるので、これらの線が同一の長さに認識できるように可動部11を動かすことで、可動部11とテーブル28とを平行にする。この時、カメラ25で認識した基準マークの位置や可動部11の移動量は、記憶部に記憶させておく。なお、本実施形態におけるテーブル28に設けた基準マークは、テーブル28におけるγ回転の回転中心に一致させているが、基準マークは、γ回転の回転中心に対してずれていてもよい。このような場合でも、カメラ25によってテーブル28をγ回転させる前後で基準マークの画像データを取得し、これらの画像データから得られる基準マークのずれ量を基にして、演算部によって回転中心を割り出すことができる。   First, in a state in which the movable part 11 is not moved (a state in which the movable part 11 is located directly below the base 10), the stage movable part 27 is moved so that the table 28 is located directly below the camera 25. Although not shown, the table 28 is provided with a fiducial mark composed of two lines having the same length extending in the X direction and the Y direction, for example, in the recognition area of the camera 25. Here, when the movable part 11 and the table 28 are not parallel, the reference marks recognized by the camera 25 have two different lengths so that these lines can be recognized to have the same length. The movable part 11 and the table 28 are made parallel by moving the movable part 11 to the right. At this time, the position of the reference mark recognized by the camera 25 and the amount of movement of the movable unit 11 are stored in the storage unit. Note that the reference mark provided on the table 28 in the present embodiment matches the rotation center of the γ rotation in the table 28, but the reference mark may be deviated from the rotation center of the γ rotation. Even in such a case, the image data of the reference mark is acquired before and after the table 28 is γ-rotated by the camera 25, and the rotation center is determined by the arithmetic unit based on the deviation amount of the reference mark obtained from the image data. be able to.

次に、ステージ可動部27をフィーダー29の反対側(以下、作業者側という)に移動させ、テーブル28にワークW(図3参照)を載置する。そして、ステージ可動部27をフィーダー29側に移動させて、ワークWをカメラ25の直下に移動させる。ここでワークWには、カメラ25の認識領域内に基準マークが設けられている。また記憶部には、テーブル28に対してずれなく載置されたワークW(理想状態のワークW)の基準マークの位置が記憶されていて、テーブル28におけるγ回転の回転中心と、理想状態のワークWにおける基準マークの位置との関係が一意に定まっている。そして、カメラ25で実際のワークWの基準マークを認識することによって、理想状態のワークWと実際のワークWとの基準マークのずれ量を計測し、実際のワークWにおけるγ回転の回転中心を割り出しておく。なお、本実施形態のワークWは均等なドーム状をなすものであって、理想状態にあってはワークWの中心がγ回転の回転中心になる。   Next, the stage movable unit 27 is moved to the opposite side of the feeder 29 (hereinafter referred to as the operator side), and the work W (see FIG. 3) is placed on the table 28. Then, the stage movable unit 27 is moved to the feeder 29 side, and the workpiece W is moved directly below the camera 25. Here, the work W is provided with a reference mark in the recognition area of the camera 25. Further, the storage unit stores the position of the reference mark of the workpiece W (ideal state workpiece W) placed without displacement with respect to the table 28, and the rotation center of the table 28 and the ideal state. The relationship with the position of the reference mark on the workpiece W is uniquely determined. Then, by recognizing the reference mark of the actual workpiece W with the camera 25, the deviation amount of the reference mark between the ideal workpiece W and the actual workpiece W is measured, and the rotation center of the γ rotation in the actual workpiece W is measured. Find out. In addition, the workpiece | work W of this embodiment makes a uniform dome shape, and the center of the workpiece | work W turns into a rotation center of (gamma) rotation in an ideal state.

次に、ステージ可動部27を作業者側に移動させつつテーブル28をγ回転させて、図3に示すように、ワークWにおける導電性ペーストを塗布する目標点(図示の例では目標点が複数設けられていて、ここでは最初に導電性ペーストを塗布する第一目標点O1)を、ディスペンサー15の塗布ノズル16に対向させる。ワークWの基準マークと各目標点との位置関係は予め記憶部に記憶されていて、先に割り出した実際のワークWにおける回転中心を加味することで、意図した位置に目標点を移動させることができる。図3に示すように本実施形態では、第一目標点O1がY軸上に位置するようにテーブル28をγ回転させている。   Next, the table 28 is rotated by γ while moving the stage movable unit 27 to the operator side, and as shown in FIG. 3, target points for applying the conductive paste on the workpiece W (in the illustrated example, there are a plurality of target points). Here, the first target point O1) where the conductive paste is first applied is opposed to the application nozzle 16 of the dispenser 15. The positional relationship between the reference mark of the workpiece W and each target point is stored in advance in the storage unit, and the target point is moved to the intended position by taking into account the center of rotation of the actual workpiece W previously determined. Can do. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the table 28 is rotated by γ so that the first target point O1 is positioned on the Y axis.

上述のようにステージ可動部27及びテーブル28を移動させる際には、可動部11を、第一目標点O1を中心としてγ方向に回転させるように移動させて、塗布ノズル16を第一目標点O1における接平面S1の法線H1に沿う向きに指向させる。なお、図3(a)は、テーブル28の回転中心とワークWの中心が一致する理想状態を示している。   When the stage movable unit 27 and the table 28 are moved as described above, the movable unit 11 is moved so as to rotate in the γ direction around the first target point O1, and the coating nozzle 16 is moved to the first target point. The direction is directed along the normal line H1 of the tangential plane S1 at O1. FIG. 3A shows an ideal state where the center of rotation of the table 28 and the center of the workpiece W coincide.

ところで、ベースと可動部とをパラレルリンク機構で連結したパラレルリンクロボットは、本発明のような6自由度を有するものの他、3自由度、4自由度を有するもの等種々のタイプがあるが、何れのタイプにおいても、パラレルリンク機構を構成するロッドの寸法誤差やパラレルリンク機構における可動部分でのガタの影響、或いは周囲の環境(温度等)の影響によって、可動部の位置決め精度は、水平可動範囲の端に近い領域よりも中央域の方が高くなる。本実施形態においては、テーブル28の移動によって第一目標点O1に塗布ノズル16を対向させ、可動部11の移動は、塗布ノズル16を法線H1に沿う向きに指向させるのみであるので、可動部11を水平可動範囲の中央域に留めることができる結果、高い位置決め精度を得ることができる。   By the way, there are various types of parallel link robots in which the base and the movable part are connected by a parallel link mechanism, such as those having 6 degrees of freedom as in the present invention, those having 3 degrees of freedom and 4 degrees of freedom. Regardless of the type, the positioning accuracy of the movable part is horizontally movable due to the dimensional error of the rods that make up the parallel link mechanism, the effects of backlash in the movable parts of the parallel link mechanism, or the influence of the surrounding environment (temperature, etc.). The central region is higher than the region near the end of the range. In the present embodiment, the movement of the table 28 causes the coating nozzle 16 to face the first target point O1, and the movement of the movable portion 11 only moves the coating nozzle 16 in the direction along the normal line H1, so that the movable nozzle 11 is movable. As a result of being able to keep the portion 11 in the central region of the horizontal movable range, high positioning accuracy can be obtained.

なお、形状のばらつき等によってワークWの中心が偏っていたり、テーブル28に載置するワークWの位置がテーブル28に対するガタ等によって所定の位置からずれていたりすると、ワークWの中心もテーブル28の回転中心からずれることになる。そして、テーブル28の回転中心に対するワークWの中心の位置ずれが大きくなると、第一目標点O1における接平面S1の法線H1に沿う向きに塗布ノズル16を指向させようとする場合、図4に示すように可動部11は、第一目標点O1を中心に回転するように動くことになることから、可動部11におけるγ回転方向の角度調整範囲を超えてしまう恐れがある。   If the center of the workpiece W is biased due to variation in shape or the position of the workpiece W placed on the table 28 is deviated from a predetermined position due to backlash or the like with respect to the table 28, the center of the workpiece W is It will deviate from the center of rotation. When the position shift of the center of the workpiece W with respect to the rotation center of the table 28 becomes large, when the application nozzle 16 is directed in the direction along the normal line H1 of the tangential plane S1 at the first target point O1, FIG. As shown, since the movable part 11 moves so as to rotate around the first target point O1, the movable part 11 may exceed the angle adjustment range in the γ rotation direction.

このため、可動部11の角度調整範囲を超えることが見込まれる時は、図5に示すように、第一目標点O1がY軸に平行な軸(Y’軸)上に位置するようにテーブル28をγ回転させてもよい。すなわち、第一目標点O1における接平面S1の法線H1に沿う向きに塗布ノズル16を指向させる際、可動部11は、X、Y方向に僅かに平行移動するだけで済むため、γ回転方向の角度調整範囲を超えることなく、可動部11を水平可動範囲の中央域に留めることができる。なお、上述した実施形態における水平可動範囲の中央域とは、水平可動範囲の全域に対して1/10以下の領域であり、好ましくは1/20以下の領域である。   For this reason, when it is expected that the angle adjustment range of the movable part 11 is exceeded, as shown in FIG. 5, the table is set so that the first target point O1 is located on an axis parallel to the Y axis (Y ′ axis). 28 may be rotated by γ. That is, when the application nozzle 16 is oriented in the direction along the normal line H1 of the tangential plane S1 at the first target point O1, the movable portion 11 only needs to move slightly in the X and Y directions. The movable portion 11 can be kept in the central area of the horizontal movable range without exceeding the angle adjustment range. In the above-described embodiment, the central area of the horizontal movable range is an area of 1/10 or less, preferably an area of 1/20 or less with respect to the entire horizontal movable range.

また、上述した実施形態におけるワークWの実装面は水平方向に対して傾斜しているが、塗布ノズル16も可動部11に対して傾斜しているため、塗布ノズル16を第一目標点O1に向けて指向させた場合であっても可動部11は水平に近い状態で維持されることになる。   Moreover, although the mounting surface of the workpiece W in the above-described embodiment is inclined with respect to the horizontal direction, the application nozzle 16 is also inclined with respect to the movable portion 11, and therefore the application nozzle 16 is set to the first target point O1. Even if it is directed toward, the movable part 11 is maintained in a state close to horizontal.

そして、上述のように塗布ノズル16を指向させた状態で第一目標点O1に向けてスライド可動部21を前進変位させ(塗布ノズル16を法線H1に沿って移動させる)、ディスペンサーヘッド18を駆動させて塗布ノズル16から導電性ペーストを噴出させる。このように、塗布ノズル16を法線H1に沿って移動させているので、導電性ペーストは、法線H1に沿って直進性をもって噴出されることになる。これにより、第一目標点O1に対して高い位置精度で導電性ペーストを塗布することができる。   Then, with the application nozzle 16 oriented as described above, the slide movable unit 21 is moved forwardly toward the first target point O1 (the application nozzle 16 is moved along the normal line H1), and the dispenser head 18 is moved. The conductive paste is ejected from the application nozzle 16 by driving. Thus, since the application nozzle 16 is moved along the normal line H1, the conductive paste is ejected with straightness along the normal line H1. Thereby, it is possible to apply the conductive paste with high positional accuracy with respect to the first target point O1.

本実施形態では目標点が複数あるため、第一目標点O1へ導電性ペーストを塗布した後、次の目標点(本実施形態では第二目標点O2)に対して導電性ペーストの塗布を続けて行う。具体的には、第一目標点O1へ導電性ペーストを塗布した後、スライド可動部21を後退変位させ、テーブル28をγ回転させて、第二目標点O2をY軸或いはY’軸上に位置させる。その後は上述した手順のようにして、第二目標点O2への導電性ペーストの塗布を行う。   Since there are a plurality of target points in this embodiment, after applying the conductive paste to the first target point O1, the conductive paste is continuously applied to the next target point (second target point O2 in this embodiment). Do it. Specifically, after applying the conductive paste to the first target point O1, the slide movable unit 21 is moved backward and the table 28 is rotated by γ to bring the second target point O2 on the Y axis or Y ′ axis. Position. Thereafter, the conductive paste is applied to the second target point O2 in the same manner as described above.

全ての目標点に対して導電性ペーストの塗布が終了すると、ステージ可動部27をフィーダー29側に移動させつつテーブル28をγ回転させて、図6に示すように、第一目標点O1を吸着ノズル22に対向させる。本実施形態では、前述の導電性ペーストの塗布のように、第一目標点O1がY軸上に位置するようにテーブル28をγ回転させている。なお、先に説明したように、第一目標点O1はY’軸上に位置させてもよい。   When the application of the conductive paste is completed for all target points, the table 28 is rotated by γ while moving the stage movable unit 27 toward the feeder 29, and the first target point O1 is sucked as shown in FIG. It is made to oppose the nozzle 22. In the present embodiment, the table 28 is rotated by γ so that the first target point O1 is located on the Y axis as in the case of the application of the conductive paste described above. As described above, the first target point O1 may be positioned on the Y ′ axis.

上述のようにステージ可動部27及びテーブル28を移動させる際、吸着ノズル22は、揺動部23によってZ方向に向けられて、フィーダー29のチップ部品Pを吸着保持する。そして、部品認識カメラ30によって吸着保持したチップ部品Pの姿勢を認識した後、揺動部23によってZ方向に対して25度傾斜した向きに指向させておく。さらに、図6に示すようにパラレルリンクロボット2は、吸着ノズル22が第一目標点O1における接平面S1の法線H1に沿う向きに指向するように、且つ部品認識カメラ30で認識したチップ部品Pの姿勢に基づいてチップ部品PがワークWに対して所定の姿勢になるように、可動部11を移動させている。   When the stage movable unit 27 and the table 28 are moved as described above, the suction nozzle 22 is directed in the Z direction by the swinging unit 23 to suck and hold the chip component P of the feeder 29. And after recognizing the attitude | position of the chip | tip component P adsorbed and hold | maintained by the component recognition camera 30, it is made to orient | assign to the direction inclined 25 degree | times with respect to Z direction by the rocking | swiveling part 23. Further, as shown in FIG. 6, the parallel link robot 2 has the chip component recognized by the component recognition camera 30 so that the suction nozzle 22 is oriented in the direction along the normal line H1 of the tangent plane S1 at the first target point O1. Based on the posture of P, the movable part 11 is moved so that the chip part P assumes a predetermined posture with respect to the workpiece W.

その後は、吸着ノズル22が法線H1に沿うように可動部11を移動させ、第一目標点O1にチップ部品Pを実装する。   Thereafter, the movable portion 11 is moved so that the suction nozzle 22 is along the normal line H1, and the chip component P is mounted at the first target point O1.

第一目標点O1にチップ部品Pを実装した後は、吸着ノズル22を退避させるとともにテーブル28をγ回転させて、次に実装を行う第二目標点O2をY軸或いはY’軸上に位置させる。そしてフィーダー29から新たなチップ部品Pを吸着ノズル22で吸着保持し、部品認識カメラ30によってチップ部品Pの姿勢を認識して、前述の第一目標点O1への実装の如く第二目標点O2へチップ部品Pを実装する。   After the chip component P is mounted on the first target point O1, the suction nozzle 22 is retracted and the table 28 is rotated by γ, so that the second target point O2 to be mounted next is positioned on the Y axis or Y ′ axis. Let Then, a new chip component P is sucked and held by the suction nozzle 22 from the feeder 29, the posture of the chip component P is recognized by the component recognition camera 30, and the second target point O2 is mounted as described above on the first target point O1. A chip component P is mounted.

全ての目標点に対してチップ部品Pの実装が終了すると、ステージ可動部27を作業者側に移動させる。そして、チップ部品Pが実装されたワークWを取り出すことで、新たなワークWの載置が可能になる。   When the mounting of the chip component P is completed for all target points, the stage movable unit 27 is moved to the operator side. Then, by taking out the work W on which the chip component P is mounted, a new work W can be placed.

このように、本発明に従うチップ部品実装方法及び実装装置によれば、6自由度を有する1台のパラレルリンクロボットで導電性ペーストの塗布とチップ部品の実装を立体的に行うことができる。また、可動部が水平可動範囲の中央域に留まるようにしているので、可動部の位置決め精度が高まる結果、チップ部品の実装精度も高めることができる。   Thus, according to the chip component mounting method and the mounting apparatus according to the present invention, the application of the conductive paste and the mounting of the chip components can be three-dimensionally performed by one parallel link robot having six degrees of freedom. In addition, since the movable portion remains in the central region of the horizontal movable range, the positioning accuracy of the movable portion is increased, and as a result, the mounting accuracy of the chip component can be increased.

本発明に従うチップ部品実装方法及び実装装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範囲で種々の適用が可能である。例えば、ワークWは上述したドーム状になるものに限られず、種々の形状のワークを用いることが可能であって、例えばすり鉢状になるものでもよい。またすり鉢状になるワークにあっては、ワークの外周面に実装することも、また内周面に実装することも可能である。さらに、ディスペンサー及び吸着ノズルの傾斜角度は、水平方向に対するワークの実装面の角度に応じて適宜変更することができ、水平面に対して平行になる実装面に対しても導電性ペーストの塗布やチップ部品の実装が可能である。また、上述した揺動部をディスペンサーに適用してもよく、スライド部を吸着ノズルに適用してもよい。   The chip component mounting method and the mounting apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various applications are possible within the scope according to the claims. For example, the workpiece W is not limited to the dome shape described above, and various shapes of workpieces can be used, and for example, a mortar shape may be used. In addition, in a mortar-shaped workpiece, it can be mounted on the outer peripheral surface of the workpiece, or can be mounted on the inner peripheral surface. Furthermore, the inclination angle of the dispenser and the suction nozzle can be changed as appropriate according to the angle of the mounting surface of the workpiece with respect to the horizontal direction, and the conductive paste can be applied to the mounting surface parallel to the horizontal plane and the chip. Components can be mounted. Moreover, the rocking | swiveling part mentioned above may be applied to a dispenser, and a slide part may be applied to a suction nozzle.

1:チップ部品実装装置
2:パラレルリンクロボット
3:ステージ
10:ベース
11:可動部
12:リンク機構
15:ディスペンサー
16:塗布ノズル
17:シリンジ
18:ディスペンサーヘッド
19:スライド部
20:スライドベース部
21:スライド可動部
22:吸着ノズル
23:揺動部
24:揺動軸
25:カメラ
26:ステージベース部
27:ステージ可動部
28:テーブル
29:フィーダー
30:部品認識カメラ
H1:第一目標点における接平面の法線
O1:第一目標点
O2:第二目標点
P:チップ部品
S1:第一目標点における接平面
W:ワーク
1: chip component mounting apparatus 2: parallel link robot 3: stage 10: base 11: movable part 12: link mechanism 15: dispenser 16: application nozzle 17: syringe 18: dispenser head 19: slide part 20: slide base part 21: Slide movable part 22: Suction nozzle 23: Oscillating part 24: Oscillating shaft 25: Camera 26: Stage base part 27: Stage movable part 28: Table 29: Feeder 30: Component recognition camera H1: Tangent plane at the first target point Normal line O1: first target point O2: second target point P: chip part S1: tangent plane at the first target point W: workpiece

Claims (7)

ベースと可動部との間をパラレルリンク機構で連結した6自由度を有するパラレルリンクロボットと、該可動部に設けられ導電性ペーストを塗布するディスペンサーと、該ディスペンサーに対して背中合わせで該可動部に設けられチップ部品を吸着保持する吸着ノズルと、該チップ部品を実装するワークを保持するとともに水平面内の一軸に沿って移動可能且つ鉛直軸まわりに回転可能なテーブルを有するステージとを備えるチップ部品実装装置において、
前記テーブルを前記ディスペンサー側に移動させた状態で、該ディスペンサーを前記ワークの目標点における接平面の法線に沿う向きに指向させ、該法線に沿って該ディスペンサーを該目標点に向けて移動させて前記導電性ペーストを該目標点に塗布する塗布ステップを行い、
次いで、前記テーブルを前記一軸に沿って前記吸着ノズル側に移動させるとともに該テーブルを前記鉛直軸まわりに回転させて前記目標点を前記吸着ノズルに対向させ、
その後、前記吸着ノズルを前記法線に沿う向きに指向させ、該法線に沿って該吸着ノズルを該目標点に向けて移動させて前記チップ部品を該目標点に実装する実装ステップを行うチップ部品実装方法。
A parallel link robot having six degrees of freedom in which a base and a movable part are connected by a parallel link mechanism, a dispenser provided on the movable part and applying a conductive paste, and the movable part back to back against the dispenser. Chip component mounting provided with a suction nozzle provided and holding a chip component, and a stage having a table that holds a work for mounting the chip component and is movable along one axis in a horizontal plane and rotatable about a vertical axis In the device
With the table moved to the dispenser side, the dispenser is directed in a direction along the normal of the tangent plane at the target point of the workpiece, and the dispenser is moved toward the target point along the normal And performing an application step of applying the conductive paste to the target point,
Next, the table is moved to the suction nozzle side along the one axis and the table is rotated around the vertical axis so that the target point is opposed to the suction nozzle,
Thereafter, the chip that performs the mounting step of mounting the chip component at the target point by directing the suction nozzle in a direction along the normal line and moving the suction nozzle toward the target point along the normal line Component mounting method.
前記目標点を前記一軸上に位置させた状態で、前記塗布ステップ及び前記実装ステップを行う請求項1に記載のチップ部品実装方法。   The chip component mounting method according to claim 1, wherein the applying step and the mounting step are performed in a state where the target point is positioned on the one axis. 前記目標点を前記一軸に対して平行な軸上に位置させた状態で、前記塗布ステップ及び前記実装ステップを行う請求項1に記載のチップ部品実装方法。   The chip component mounting method according to claim 1, wherein the coating step and the mounting step are performed in a state where the target point is positioned on an axis parallel to the one axis. 前記ディスペンサーの前記法線に沿う向きへの指向、及び前記吸着ノズルの前記法線に沿う向きへの指向は、前記可動部の水平可動範囲の中央域で行われる請求項1〜3の何れか一項に記載のチップ部品実装方法。   The orientation of the dispenser in the direction along the normal line and the orientation of the suction nozzle in the direction along the normal line are performed in a central region of the horizontal movable range of the movable part. The chip component mounting method according to one item. 前記目標点を複数有し、
一の目標点に対する前記塗布ステップを行った後、該塗布ステップが未実施の他の目標点があれば、前記ディスペンサーを退避させるとともに前記テーブルを回転させる塗布切替ステップを行った後、該他の目標点に対する該塗布ステップを行う連続塗布ステップを行い、
次いで、前記テーブルを前記一軸に沿って前記吸着ノズル側に移動させ、
その後、前記複数の目標点の何れか一つに対する前記実装ステップを行った後、該実装ステップが未実施の他の目標点があれば、前記吸着ノズルを退避させるとともに前記テーブルを回転させる実装切替ステップを行った後、該他の目標点に対する該実装ステップを行う連続実装ステップを行う請求項1〜4の何れか一項に記載のチップ部品実装方法。
A plurality of the target points;
After performing the application step for one target point, if there is another target point for which the application step has not been performed, after performing the application switching step for retracting the dispenser and rotating the table, Performing a continuous application step for performing the application step on the target point;
Next, the table is moved along the one axis toward the suction nozzle,
Then, after performing the mounting step for any one of the plurality of target points, if there is another target point that has not been mounted, the mounting switching is performed to retract the suction nozzle and rotate the table. The chip component mounting method according to claim 1, wherein after performing the step, a continuous mounting step of performing the mounting step with respect to the other target point is performed.
ベースと可動部との間をパラレルリンク機構で連結した6自由度を有するパラレルリンクロボットと、該可動部に設けられ導電性ペーストを塗布するディスペンサーと、該ディスペンサーに対して背中合わせで該可動部に設けられチップ部品を吸着保持する吸着ノズルと、該チップ部品を実装するワークを保持するとともに水平面内の一軸に沿って移動可能且つ鉛直軸まわりに回転可能なテーブルを有するステージとを備えるチップ部品実装装置であって、
前記可動部は、該可動部に対して傾斜する方向に沿って前記ディスペンサーを前進後退変位させるスライド部と、該可動部に対して傾斜する方向と該可動部に対して直交する方向との間で前記吸着ノズルを揺動させる揺動部とを有するチップ部品実装装置。
A parallel link robot having six degrees of freedom in which a base and a movable part are connected by a parallel link mechanism, a dispenser provided on the movable part and applying a conductive paste, and the movable part back to back against the dispenser. Chip component mounting provided with a suction nozzle provided and holding a chip component, and a stage having a table that holds a work for mounting the chip component and is movable along one axis in a horizontal plane and rotatable about a vertical axis A device,
The movable part includes a slide part for moving the dispenser forward and backward along a direction inclined with respect to the movable part, and a direction between the direction inclined with respect to the movable part and the direction orthogonal to the movable part. A chip component mounting apparatus having a swinging section for swinging the suction nozzle.
前記可動部は、前記ディスペンサーと前記吸着ノズルとの間に、前記テーブル又は前記ワークの基準マークを認識するカメラを有する請求項6に記載のチップ部品実装装置。   The chip component mounting apparatus according to claim 6, wherein the movable unit includes a camera that recognizes a reference mark of the table or the workpiece between the dispenser and the suction nozzle.
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