JP6643578B2 - 部品搭載装置及び部品搭載方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルム状部材から成る基板の端部領域に設けられた部品搭載部に部品を搭載する部品搭載装置及び部品搭載方法に関するものである。

液晶パネルの製造等において用いられる部品搭載装置は、ガラス基板の端部領域に設けられた部品搭載部に部品を搭載（仮圧着）する。この部品搭載装置は、ガラス基板を保持する基板保持テーブルとその移動機構、バックアップステージ及び搭載ヘッドを備えている。基板保持テーブルはガラス基板の中央部の下面を保持し、移動機構は基板保持テーブルを移動させることによって基板の部品搭載部を所定の作業位置に位置させる。バックアップステージはその上面が作業位置に位置するように基台上に配置されており、基板保持テーブルからはみ出て作業位置に位置した基板の端部領域の下面を支持する。搭載ヘッドは部品をピックアップして作業位置の上方から下降し、バックアップステージにより下面が支持された基板の部品搭載部に部品を押し付けることで、部品を基板に搭載するようになっている（下記の特許文献１）。

特開２０１６−９７０１号公報

しかしながら、上記従来の部品搭載装置において、部品が搭載される基板がガラス基板ではなく、フレキシブル基板のようなフィルム状部材から成っている場合には、バックアップステージにより支持された基板の端部領域（部品搭載部が設けられている領域）に反りが生じていることがあり、搭載ヘッドによって部品を部品搭載部に搭載する際、目標とする位置からずれた位置に部品が搭載されてしまうおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、フィルム状部材から成る基板に部品を精度よく搭載することができる部品搭載装置及び部品搭載方法を提供することを目的とする。

本発明の部品搭載装置は、基板の中央部の下面を保持する基板保持テーブルと、前記基板保持テーブルに保持された前記基板の前記端部領域の下面を支持するバックアップ部と、前記バックアップ部の上面に開口した複数の吸引口を通じて前記バックアップ部に支持された前記基板の前記端部領域を吸引する吸引機構と、前記基板の前記中央部を保持した前記基板保持テーブルを前記基板の前記端部領域を支持した前記バックアップ部とともに移動させて前記端部領域に設けられた部品搭載部を所定の作業位置に位置させるテーブル移動機構と、前記基板保持テーブルを前記バックアップ部に対して昇降させるテーブル昇降部とを備え、前記テーブル昇降部は、前記基板保持テーブルを前記バックアップ部に対して昇降させて前記基板の前記中央部と前記端部領域が水平姿勢になるように前記基板保持テーブルの高さ調整を行い、前記吸引機構は、前記基板保持テーブルと前記バックアップ部が前記基板を保持している間、前記複数の吸引口を通じて前記バックアップ部に支持された前記基板の前記端部領域を吸引することによって前記基板の反りを矯正し、前記テーブル移動機構は、前記基板の反りが矯正された状態で前記部品搭載部を前記所定の作業位置に位置させる。
また、本発明の部品搭載方法は、基板の中央部の下面を基板保持テーブルにより保持するとともに、前記基板保持テーブルに保持された前記基板の前記端部領域の下面をバックアップ部により支持し、テーブル昇降部により前記基板保持テーブルを前記バックアップ部に対して昇降させて前記基板の前記中央部と前記端部領域が水平姿勢になるように前記基板保持テーブルの高さ調整を行う基板保持工程と、前記基板保持テーブルと前記バックアップ部が前記基板を保持している間、前記バックアップ部の上面に開口した複数の吸引口を通じて前記バックアップ部に支持された前記基板の前記端部領域を吸引することによって前記基板の反りを矯正する工程と、前記基板保持テーブルを前記バックアップ部とともに移動させて前記端部領域に設けられた部品搭載部を所定の作業位置に位置させる作業位置移動工程とを含み、前記作業位置移動工程は、前記基板の反りが矯正された状態で前記部品搭載部を前記所定の作業位置に位置させる。

本発明によれば、フィルム状部材から成る基板に部品を精度よく搭載することができる。

本発明の一実施の形態における部品搭載装置の斜視図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置の一部の側面図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置により基板に搭載される部品を基板とともに示す斜視図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置が備える基板保持移動部をマーク撮像カメラ、基板及び部品とともに示す斜視図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置が備える基板保持移動部が基板を保持した状態を示す平面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品搭載装置が備える基板保持移動部を基板とともに示す断面側面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品搭載装置の一部の側面図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置の制御系統を示すブロック図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品搭載装置の動作説明図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置の一部の斜視図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品搭載装置の動作説明図 本発明の一実施の形態における部品搭載装置の一部の斜視図 本発明の一実施の形態の第１の変形例における部品搭載装置が備える基板保持移動部をマーク撮像カメラ、基板及び部品とともに示す斜視図 本発明の一実施の形態の第１の変形例における部品搭載装置が備える基板保持移動部が基板を保持した状態を示す平面図 本発明の一実施の形態における第２の変形例における部品搭載装置が備える部品保持移動部を基板とともに示す斜視図 本発明の一実施の形態における第２の変形例における部品搭載装置が備える部品保持移動部により既設基板が取り付けられた基板を保持した状態を示す斜視図

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及び図２は本実施の形態における部品搭載装置１を示している。部品搭載装置１は、図３に示すフィルム状部材から成る基板２（例えばフレキシブル基板）の端部領域２Ｒに設けられた部品搭載部２ａにフィルム状の部品３を搭載する装置である。以下の説明では、作業者ＯＰから見た左右方向をＸ軸方向とする。また、作業者ＯＰから見た前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。

図３において、基板２の端部領域２Ｒの上面には電極２ｄが設けられており、電極２ｄのＸ軸方向の両端部を挟む位置には一対の基板側マーク２ｍが設けられている。電極２ｄは、前工程において貼り付けられたＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）等の熱硬化性樹脂テープＪＴによって覆われている。本実施の形態において基板２の部品搭載部２ａとは、基板２の端部領域２Ｒの電極２ｄが設けられた部分（熱硬化性樹脂テープＪＴによって覆われた部分）をいう。

図３において、部品３の前端部の下面には部品端子３ｄが設けられている。部品端子３ｄのＸ軸方向の両端部を挟む位置には一対の部品側マーク３ｍが設けられている。これら一対の部品側マーク３ｍの間隔は、基板２に設けられた一対の基板側マーク２ｍの間隔とほぼ同じである。このため、２つの基板側マーク２ｍと２つの部品側マーク３ｍを平面視において一致させた状態で部品３を下降させ、基板２に部品３を押し付けると、電極２ｄと部品端子３ｄとが接合されて、部品３が基板２に搭載される。

図１及び図２において、部品搭載装置１は、基台１１上に基板保持移動部１２、２つのマーク撮像カメラ１３、部品供給テーブル１４及び中継テーブル１５を有するほか、部品側マーク認識カメラ１６、移載ヘッド１７及び搭載ヘッド１８を備えた構成となっている。基板保持移動部１２は基台１１の前部（作業者ＯＰから見た手前側）に設けられており、部品供給テーブル１４は基台１１の後部（作業者ＯＰから見た奥側）に設けられている。中継テーブル１５は基台１１上の基板保持移動部１２と部品供給テーブル１４との間の位置に設けられている。

図１及び図２において、基板保持移動部１２は基台１１に設けられたテーブル移動機構２１と、テーブル移動機構２１によってＸ軸方向及びＹ軸方向（すなわち水平面内方向）に移動されるテーブルベース２２を備えている。テーブルベース２２には、図４に示すように、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４が設けられている。基板保持テーブル２３はテーブルベース２２に設けられたテーブル昇降部２２Ｍによって基台１１に対して昇降される。

図４において、バックアップ部２４は基板保持テーブル２３の後方をＸ軸方向に延びており、テーブルベース２２に固定して設けられている。テーブル移動機構２１はテーブルベース２２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることによって、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４を一体に水平面内方向に移動させる。

図４において、基板保持テーブル２３はその上面において、部品搭載装置１の外部から供給された基板２の中央部２Ｃの下面を支持する。バックアップ部２４は、基板保持テーブル２３に中央部２Ｃの下面が支持された基板２の端部領域２Ｒの下面を支持する。

基板保持テーブル２３とバックアップ部２４は基板２を水平姿勢に保持する。このため、基板２の下面のうち、基板保持テーブル２３によって支持される基板２の中央部２Ｃとバックアップ部２４によって支持される基板２の端部領域２Ｒとに段差があるような場合には、テーブル昇降部２２Ｍを作動させて基板保持テーブル２３をテーブルベース２２に対して（すなわちバックアップ部２４に対して）昇降させ、バックアップ部２４に対する基板保持テーブル２３の高さ調整を行う。

図４、図５及び図６（ａ），（ｂ）において、基板保持テーブル２３はその中央部に吸着ブロック２３Ｋを有している。吸着ブロック２３Ｋは基板保持テーブル２３に取り付けられた状態で上面を露出させている。吸着ブロック２３Ｋは多孔質材から構成されており、吸着ブロック２３Ｋの上面には、多孔質材の細孔から成る多数の（すなわち複数の）吸着口２３Ｓが形成された状態となっている。

図６（ａ），（ｂ）において、基板保持テーブル２３の内部には吸着管路２３Ｃが延びており、吸着管路２３Ｃは吸着ブロック２３Ｋに繋がっている。吸着管路２３Ｃは基板保持テーブル２３の外部において制御バルブ２５と繋がっており、制御バルブ２５は部品搭載装置１の外部に設けられた真空源ＶＣと繋がっている。

制御バルブ２５の作動によって、真空源ＶＣが供給する真空圧が吸着管路２３Ｃから吸着ブロック２３Ｋに供給されると、吸着ブロック２３Ｋに形成された複数の吸着口２３Ｓを通じて、吸着ブロック２３Ｋの上面（すなわち基板保持テーブル２３の上面）に吸着力が発生する。基板保持テーブル２３に基板２が載置された状態で（図６（ａ）→図６（ｂ））、基板保持テーブル２３の上面に吸着力が発生すると、この吸着力によって基板２の中央部２Ｃが基板保持テーブル２３の上面に吸着保持される。

図５、図６（ａ），（ｂ）において、バックアップ部２４はその中央部に吸引ブロック２４Ｋを有している。吸引ブロック２４Ｋは上面に露出した状態でバックアップ部２４に取り付けられている。吸引ブロック２４Ｋは多孔質材から構成されており、吸引ブロック２４Ｋの上面には、多孔質材の細孔から成る多数の（すなわち複数の）吸引口２４Ｓが形成された状態となっている。

図６（ａ），（ｂ）において、バックアップ部２４の内部には吸引管路２４Ｃが延びており、吸引管路２４Ｃは吸引ブロック２４Ｋに繋がっている。吸引管路２４Ｃはバックアップ部２４の外部において前述の制御バルブ２５と繋がっている。

制御バルブ２５の作動によって、真空源ＶＣが供給する真空圧が吸引管路２４Ｃから吸引ブロック２４Ｋに供給されると、吸引ブロック２４Ｋに形成された複数の吸引口２４Ｓを通じて、吸引ブロック２４Ｋの上面（すなわちバックアップ部２４の上面）に吸引力が発生する。基板保持テーブル２３に基板２が載置された状態で（図６（ａ）→図６（ｂ））、バックアップ部２４の上面に吸引力が発生すると、この吸引力によって基板２の端部領域２Ｒはバックアップ部２４の上面側に吸引され、その下面がバックアップ部２４の上面に密着される。

このように本実施の形態において、真空源ＶＣと制御バルブ２５及び吸引管路２４Ｃは、バックアップ部２４の上面に開口した複数の吸引口２４Ｓを通じてバックアップ部２４に支持された基板２の端部領域２Ｒを吸引する吸引機構２７となっている（図６（ａ），（ｂ））。

図４及び図５において、バックアップ部２４は、基板２が有する２つの基板側マーク２ｍの間隔で設けられた２つの切欠部２４Ｈを有している。各切欠部２４Ｈはバックアップ部２４を上下に貫通して設けられている。２つの切欠部２４Ｈは、基板２の中央部２Ｃが基板保持テーブル２３に保持され、基板２の端部領域２Ｒがバックアップ部２４に支持された状態で、基板２が有する２つの基板側マーク２ｍを下方から視認できる位置に（すなわち、後述する２つのマーク撮像カメラ１３によって撮像できる位置に）設けられている。

基板保持移動部１２は、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４によって基板２を保持した後、テーブル移動機構２１によってテーブルベース２２を水平面内方向に移動させ、基板２の部品搭載部２ａを部品供給テーブル１４の手前側（作業者ＯＰの側）の所定の位置（以下、その位置を作業位置ＳＧと称する。図２及び図７（ａ），（ｂ）参照）に位置させる。このとき基板保持テーブル２３とバックアップ部２４は一体に移動するので、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４とによって水平姿勢に保持された基板２は、水平姿勢を維持した状態で移動する。

このように本実施の形態において、テーブル移動機構２１は、基板２の中央部２Ｃを保持した基板保持テーブル２３を基板２の端部領域２Ｒを支持したバックアップ部２４とともに移動させて部品搭載部２ａを所定の作業位置ＳＧに位置させるようになっている。

図１及び図２において、部品供給テーブル１４は複数の部品３を整列状態で保持している。部品供給テーブル１４は部品供給テーブル移動機構１４Ｍに連結されており、部品供給テーブル移動機構１４Ｍは部品供給テーブル１４を水平面内方向に移動させる。

図１、図２及び図４において、２つのマーク撮像カメラ１３はそれぞれ撮像視野を上方に向けた状態で基台１１上に取り付けられている。２つのマーク撮像カメラ１３は作業位置ＳＧの下方の位置にＸ軸方向に並んで配置されており、その間隔は２つの部品側マーク３ｍの間隔（及び２つの基板側マーク２ｍの間隔）とほぼ一致している（図４）。

テーブル移動機構２１によってテーブルベース２２が水平面内方向に移動されて基板２の部品搭載部２ａが作業位置ＳＧに位置すると、基板２に設けられた２つの基板側マーク２ｍは２つのマーク撮像カメラ１３の直上に位置する。このときバックアップ部２４に設けられた２つの切欠部２４Ｈも２つのマーク撮像カメラ１３の直上に位置する（図４）。このため各マーク撮像カメラ１３は、切欠部２４Ｈを通して、その直上に位置する基板側マーク２ｍを撮像することができる。

図１及び図２において、中継テーブル１５は基台１１上に設けられた中継テーブル移動機構１５Ｍに連結されている。中継テーブル移動機構１５Ｍは、中継テーブル１５をＹ軸方向に沿った第１の位置と第２の位置との間で移動させる。ここで「第１の位置」は、後述する移載ヘッド１７によって部品供給テーブル１４から部品３が移載される位置（図７（ａ））である。また、「第２の位置」は、移載ヘッド１７により移載された部品３を作業位置ＳＧに位置させる位置（図７（ｂ））である。第２の位置は第１の位置の前方に位置している。中継テーブル移動機構１５Ｍは中継テーブル１５をＸ軸方向にも移動させることができる。

図１において、部品側マーク認識カメラ１６は撮像視野を下方に向けている。部品側マーク認識カメラ１６はカメラ移動機構１６Ｍに連結されており、カメラ移動機構１６Ｍは部品側マーク認識カメラ１６をＸ軸方向に移動させる。カメラ移動機構１６Ｍは中継テーブル１５に載置された部品３の上方で部品側マーク認識カメラ１６をＸ軸方向に移動させ、部品側マーク認識カメラ１６は中継テーブル１５に載置された部品３の上面にＸ軸方向に並んで設けられた２つの部品側マーク３ｍを上方から撮像する。

図２において、移載ヘッド１７は下端に部品３を吸着する部品吸着口１７Ｋを備えている。移載ヘッド１７は移載ヘッド移動機構１７Ｍ（図１）に連結されており、移載ヘッド移動機構１７Ｍは移載ヘッド１７をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる。移載ヘッド１７は部品供給テーブル１４の上方領域と中継テーブル１５の上方領域との間で移動することにより、部品供給テーブル１４から供給される部品３を第１の位置に位置した中継テーブル１５に移載する（図７（ａ）。詳細は後述）。

図２において、搭載ヘッド１８は下端に部品３を吸着する部品吸着部１８Ｋを備えている。搭載ヘッド１８は搭載ヘッド移動機構１８Ｍ（図１）に連結されており、搭載ヘッド移動機構１８Ｍは搭載ヘッド１８をＺ軸方向に移動させ、またＺ軸回りに回転させる。搭載ヘッド１８は作業位置ＳＧの上方で昇降することにより、第２の位置に位置した中継テーブル１５（図７（ｂ））から部品３を吸着してピックアップし、中継テーブル１５が後方に移動した後に下降することによって部品３を部品搭載部２ａに押圧して搭載する（詳細は後述）。

図８において、部品搭載装置１が備える制御装置３０は、テーブル移動機構２１によるテーブルベース２２の（すなわち基板保持テーブル２３及びバックアップ部２４の）水平面内方向への移動、テーブル昇降部２２Ｍによる基板保持テーブル２３のＺ軸方向への移動、２つのマーク撮像カメラ１３による撮像、部品供給テーブル移動機構１４Ｍによる部品供給テーブル１４の水平面内方向への移動、中継テーブル移動機構１５Ｍによる中継テーブル１５のＹ軸方向への移動とＸ軸方向への位置補正の各制御を行う。

また、制御装置３０は、カメラ移動機構１６Ｍによる部品側マーク認識カメラ１６のＸ軸方向への移動、部品側マーク認識カメラ１６による撮像、移載ヘッド移動機構１７Ｍによる移載ヘッド１７のＹ軸方向及びＺ軸方向への移動、搭載ヘッド移動機構１８Ｍによる搭載ヘッド１８のＺ軸方向への移動及びＺ軸回りの回転の各動作制御を行う。更に、制御装置３０は、制御バルブ２５による基板保持テーブル２３による基板２の中央部２Ｃの吸着及びバックアップ部２４による基板２の端部領域２Ｒの吸引の各制御を行う。

図８において、２つのマーク撮像カメラ１３による撮像によって得られた画像情報及び部品側マーク認識カメラ１６による撮像によって得られた画像情報はそれぞれ制御装置３０に送られる。制御装置３０にはタッチパネル等の入出力装置３１が接続されており、作業者ＯＰは入出力装置３１を通して部品搭載装置１に所要の入力を行うことができる。また作業者ＯＰは、入出力装置３１を通じて部品搭載装置１に関する各種情報を得ることができる。

次に、部品搭載装置１による基板２への部品３の搭載作業の実行手順を説明する。部品搭載装置１により基板２に部品３を搭載するときは、作業者ＯＰが入出力装置３１から所定の作業開始操作を行う。作業者ＯＰが入出力装置３１から作業開始操作を行うと、テーブル移動機構２１が制御装置３０に制御されて作動し、テーブルベース２２を基台１１の前左方の所定の位置（基板受取り位置と称する）に位置させる（図１）。そして、テーブルベース２２が基板受取り位置に位置したら、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４は、部品搭載装置１の外部から供給された基板２を受け取って保持する（基板保持工程）。

基板保持工程では、テーブル昇降部２２Ｍが作動し、基板２を水平姿勢に保持できるように、バックアップ部２４に対する基板保持テーブル２３の高さ調整を行う。また、制御バルブ２５が制御装置３０に制御されて作動し、基板保持テーブル２３の上面とバックアップ部２４の上面に吸引力を発生させる。これにより基板２の中央部２Ｃの下面は基板保持テーブル２３に吸着保持され、基板２の部品搭載部２ａの下面はバックアップ部２４に支持され、かつ、吸引される。

このため、基板２の中央部２Ｃに反りが生じていた場合にはその反りは矯正され、基板２の端部領域２Ｒに反りが生じていた場合にも、その反りは矯正される。このように基板２の端部領域２Ｒの反りが矯正されるため、端部領域２Ｒに設けられた部品搭載部２ａがバックアップ部２４の上面に平行な平面内に位置することとなり、端部領域２Ｒ内に位置する２つの基板側マーク２ｍも、バックアップ部２４の上面に平行な平面内に位置する。

基板保持テーブル２３及びバックアップ部２４によって基板２が保持されたら、テーブル移動機構２１がテーブルベース２２を基板受取り位置よりも後方の位置に移動させることによって（図９（ａ）及び図１０中に示す矢印Ａ）基板２の部品搭載部２ａを作業位置ＳＧに位置させる（図９（ａ）。作業位置移動工程）。

基板２の部品搭載部２ａが作業位置ＳＧに位置したら、基板２の２つの基板側マーク２ｍは２つのマーク撮像カメラ１３の上方に位置する（図９（ａ）及び図１０）。これにより２つのマーク撮像カメラ１３はバックアップ部２４に設けられた２つの切欠部２４Ｈを通して２つの基板側マーク２ｍを下方から撮像することが可能となり（図１０）、２つのマーク撮像カメラ１３は２つの基板側マーク２ｍを撮像する（基板側マーク撮像工程）。

２つのマーク撮像カメラ１３は撮像によって得られた画像データを制御装置３０に送信する。そして、制御装置３０は送られてきた画像データに基づいて画像認識を行い、部品搭載部２ａが作業位置ＳＧに位置した状態における基板２のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回りの回転方向それぞれの位置ずれを算出する（基板側位置ずれ算出工程）。

本実施の形態における部品搭載装置１では、基板２の端部領域２Ｒが吸引されてバックアップ部２４の上面に密着しており、基板２の端部領域は平坦化されて２つの基板側マーク２ｍはバックアップ部２４の上面に平行な平面内に位置しているので、マーク撮像カメラ１３による基板側マーク２ｍの認識精度は極めて高いものとなる。

このように本実施の形態における部品搭載装置１では、バックアップ部２４に上下に貫通する切欠部２４Ｈが設けられていることによって、基板２の端部領域２Ｒをバックアップ部２４で継続的に支持した状態を維持しつつ、撮像視野を上方に向けたマーク撮像カメラ１３が、作業位置ＳＧに位置された基板２の基板側マーク２ｍを撮像することができるようになっている。

２つのマーク撮像カメラ１３が２つの基板側マーク２ｍを撮像して制御装置３０が作業位置ＳＧにおける基板２の位置ずれを算出したら、移載ヘッド１７は部品供給テーブル１４の上方に移動して下降し、部品３を吸着する。そして、移載ヘッド１７は部品３を吸着した状態で中継テーブル１５の上方に移動して下降し、中継テーブル移動機構１５Ｍによって第１の位置に位置されている中継テーブル１５上に部品３を移載（仮置き）する（図９（ａ）。部品仮置き工程）。

移載ヘッド１７は部品３を中継テーブル１５に仮置きしたら上方へ移動し、そこから更に後方へ移動することによって、中継テーブル１５の上方領域（部品側マーク認識カメラ１６による撮像領域）から退避する。そして、次に中継テーブル１５に移載すべき部品３の上方に移動する（図９（ｂ））。移載ヘッド１７が中継テーブル１５の上方領域から退避したら、部品側マーク認識カメラ１６はカメラ移動機構１６Ｍに駆動されてＸ軸方向に移動しながら部品３が備える２つの部品側マーク３ｍを撮像する（図９（ｂ）。部品側マーク撮像工程）。

部品側マーク認識カメラ１６は部品側マーク３ｍを撮像したら、その撮像によって得られた画像情報を制御装置３０に送り、制御装置３０は部品側マーク認識カメラ１６から送られてきた２つの部品側マーク３ｍの画像情報から中継テーブル１５上での部品３の位置を把握する。そして制御装置３０は、中継テーブル１５上における部品３のＸ軸方向の位置が正規の位置からずれている場合には、その正規の位置からの位置ずれ量を算出する（部品側位置ずれ算出工程）。

制御装置３０が中継テーブル１５上での部品３の位置を把握したら、中継テーブル移動機構１５Ｍは中継テーブル１５を第１の位置から第２の位置に移動させる（図９（ｃ）。中継テーブル移動工程）。この中継テーブル移動工程では、制御装置３０は、中継テーブル１５を第１の位置から第２の位置へ移動させるときには、中継テーブル１５をＸ軸方向に移動させることにより、位置ずれ算出工程で算出した中継テーブル１５上における部品３のＸ軸方向に位置ずれ量を補正する。

上記中継テーブル移動工程によって、中継テーブル１５上の部品３は作業位置ＳＧの上方、すなわち、搭載ヘッド１８の直下に位置した状態となる。また、これと同時期に、移載ヘッド１７は、次に中継テーブル１５に載置すべき部品３の上方から下降して、その部品３を吸着する（図９（ｃ））。

中継テーブル１５が第２の位置に位置したら搭載ヘッド１８は下降する。そして、部品吸着部１８Ｋを中継テーブル１５上の部品３に当接させてその部品３を吸着した後（図１１（ａ））、上昇して、部品３をピックアップする（ピックアップ工程）。

搭載ヘッド１８が部品３をピックアップしたら、中継テーブル１５は第１の位置に移動して作業位置ＳＧの上方から退避する（中継テーブル退避工程）。これにより搭載ヘッド１８がピックアップした部品３は、部品搭載部２ａ（熱硬化性樹脂テープＪＴ）の上方に位置した状態となる（図１１（ｂ））。また、この間、移載ヘッド１７は、第１の位置に移動した中継テーブル１５の上方に移動する（図１１（ｂ））。

中継テーブル１５が作業位置ＳＧの上方から退避したら、基板側位置ずれ算出工程で算出した基板２側の位置ずれ量と、部品側位置ずれ算出工程で算出した部品３側の位置ずれ量とに基づいて、２つの基板側マーク２ｍと２つの部品側マーク３ｍが平面視において一致するように位置補正を行う。具体的には、テーブル移動機構２１はテーブルベース２２を（すなわち基板２を）移動させ、搭載ヘッド移動機構１８Ｍは搭載ヘッド１８を（すなわち部品３を）Ｚ軸回りに回転させる（位置補正工程）。

本実施の形態における部品搭載装置１では、基板２の中央部２Ｃの下面を保持する基板保持テーブル２３と基板２の端部領域２Ｒの下面を支持するバックアップ部２４とを一体に移動させるようになっているので、基板２をバックアップ部２４に接触させた状態を維持したまま上記位置補正を行うことできる。基台に固定して設けられたバックアップステージに基板２の端部領域２Ｒを載置させ、バックアップステージの上方から搭載ヘッドを下降させて基板２に部品３を搭載する従来の部品搭載装置の場合では、上記補正時には基板を上昇させて（バックアップステージから浮かせて）再び下げるといった工程が必要であるが、本実施の形態における部品搭載装置１ではこのような工程が不要となる。

２つの基板側マーク２ｍと２つの部品側マーク３ｍが平面視において一致するように位置補正を行ったら、搭載ヘッド移動機構１８Ｍは搭載ヘッド１８を作業位置ＳＧの上方から下降させる。これにより搭載ヘッド１８はバックアップ部２４に支持された基板２の部品搭載部２ａに部品３を押し付け、基板２に部品３を搭載する（部品搭載工程。図１１（ｃ）及び図１２中に示す矢印Ｂ）。このとき搭載ヘッド１８による部品３の押付け力はバックアップ部２４に作用する。また、これと同時期に、移載ヘッド１７は吸着した部品３を第１の位置に位置した中継テーブル１５上に載置（移載）する（図１１（ｃ））。

基板２に部品３が搭載されたら、搭載ヘッド移動機構１８Ｍは搭載ヘッド１８を上昇させる。搭載ヘッド１８が上昇したらテーブル移動機構２１はテーブルベース２２を水平面内で移動させ、基台１１の前右方の所定の位置（基板受渡し位置と称する）に位置させる。テーブルベース２２が基板受渡し位置に位置したら、制御装置３０が作動して基板保持テーブル２３における吸着力とバックアップ部２４における吸引力を解除したうえで、部品３が搭載された基板２を部品搭載装置１の外部の機構に受け渡す（基板受渡し工程）。これにより基板２の１枚当たりの部品３の搭載作業が終了する。

以上説明したように、本実施の形態における部品搭載装置１では、フィルム状部材から成る基板２の中央部２Ｃの下面を基板保持テーブル２３によって保持し、基板２の端部領域２Ｒ（部品搭載部２ａが設けられている領域）の下面をバックアップ部２４によって支持する。そして、基板保持テーブル２３をバックアップ部２４とともに移動させて部品搭載部２ａを作業位置ＳＧに位置させた後、搭載ヘッド１８が部品３を部品搭載部２ａに上方から押し付けて基板２に搭載する。そして、この間、吸引機構２７はバックアップ部２４の上面に開口した複数の吸引口２４Ｓを通じてバックアップ部２４が支持する基板２の端部領域２Ｒを吸引するようになっている。このため、フィルム状部材から成る基板２の端部領域２Ｒに反りが生じていた場合であってもその反りは矯正され、部品搭載部２ａは反りのない平面状態になるので、フィルム状部材から成る基板２の部品搭載部２ａに部品３を精度よく搭載することができる。

また、本実施の形態における部品搭載装置１では、バックアップ部２４は多孔質材から成る吸引ブロック２４Ｋを備えており、複数の吸引口２４Ｓは、バックアップ部２４の上面に露出して設けられた吸引ブロック２４Ｋを構成する多孔質材の細孔から成っている。基板２の端部領域２Ｒは多孔質材の細孔を通じて吸引されることになるが、多孔質材の細孔はその孔径がおよそ６０μｍ程度であり、基板２の厚さに比較して十分に小さいことから、基板２の表面が細孔（吸引口２４Ｓ）の内部に引っ張り込まれたり、基板２にボイドが発生したりすることはない。すなわち、本実施の形態において、バックアップ部２４の上面に形成された複数の吸引口２４Ｓそれぞれの孔径は、吸引する基板２にボイドを発生させない大きさとなっている。

なお、上述の実施の形態では、基板保持テーブル２３の吸着口２３Ｓは、基板保持テーブル２３に設けた吸着ブロック２３Ｋを構成する多孔質材の細孔から成るものであったが、多孔質材から成る吸着ブロック２３Ｋを設けることなく、基板保持テーブル２３の上面に開口する複数の吸着孔を設けてこれらを基板保持テーブル２３の内部の吸着管路２３Ｃに接続するようにしてもよい。このような構成であっても上述の実施の形態の場合と同様、基板保持テーブル２３に基板２を吸着させることができる。

図１３及び図１４は、本実施の形態における部品搭載装置１の第１の変形例を示している。この第１の変形例では、バックアップ部２４に多孔質材から成る吸引ブロック２４Ｋを設ける代わりに、バックアップ部２４の上面に多数の（すなわち複数の）孔を穿設等により設けてこれらの孔を吸引口２４Ｓとし、これら吸引口２４Ｓをバックアップ部２４の内部の吸引管路２４Ｃに接続させた構成となっている。

このような第１の変形例の部品搭載装置であっても、前述の実施の形態における部品搭載装置１と同様、吸引口２４Ｓに吸引力を発生させると基板２端部領域２Ｒ（部品搭載部２ａが設けられている領域）の下面が吸引されてバックアップ部２４の上面に密着する。このため、フィルム状部材から成る基板２の端部領域２Ｒに反りが生じていた場合にはその反りが矯正され、フィルム状部材から成る基板２に部品３を精度よく搭載することができる。

なお、この第１の変形例では、各吸引口２４Ｓの孔径を、吸引する基板２を吸引口２４Ｓ内に引っ張り込んだり、基板２にボイドを発生させたりしない大きさとする。具体的には、吸引口２４Ｓの孔径を０．３ｍｍ以下程度にする。このようにすれば、吸引口２４Ｓを穿設等する作業は必要であるものの、前述の実施の形態の場合と同様の効果が得られる。

なお、上記第１の変形例の場合、複数の吸引口２４Ｓは、切欠部２４Ｈの周囲を吸引する領域に、切欠部２４Ｈの周囲以外の部分を吸引する領域よりも高密度に設けられることが好ましい（図１３及び図１４）。これにより、基板２の端部領域２Ｒのうち、２つの基板側マーク２ｍの近傍領域をより平坦化することができ、マーク撮像カメラ１３による基板側マーク２ｍの認識精度を向上させることができる。

図１５は、本実施の形態における部品搭載装置１の第２の変形例を示している。この第２の変形例では、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４の間に大きな隙間があってこの部分における基板２の中間部２Ｍが撓むおそれがある場合等において、基板保持テーブル２３とバックアップ部２４との間にサポート部材２３Ｄを設けてこのサポート部材２３Ｄにより基板２の中間部２Ｍの下面を支持するようにしたものである。この第２の変形例では、サポート部材２３Ｄの上部にも多孔質材から成る吸着ブロック２３Ｋが上面を露出した状態で設けられており、この吸着ブロック２３Ｋの上面で基板２の中間部２Ｍの下面を支持するとともに、吸着ブロック２３Ｋを構成する多孔質材の細孔を通じて基板２の中間部２Ｍの下面を吸引するようになっている。

第２の変形例において、サポート部材２３Ｄは、基板保持テーブル２３と同様に昇降自在となっており、サポート部材２３Ｄが基板保持テーブル２３及びバックアップ部２４とともに基板２を水平姿勢に保持するように構成される。このような構成であっても上述の実施の形態及び第１の変形例の場合と同様、フィルム状部材から成る基板２の端部領域２Ｒに反りが生じていた場合にはその反りが矯正され、フィルム状部材から成る基板２に部品３を精度よく搭載することができる。

また、図１６に示すように、基板２が延出部２Ｋ（例えば、端部領域２Ｒに取り付けられたフィルム状部材から成る他の基板）を有しており、その延出部２Ｋの端部領域２Ｒに更にフィルム状部品等を取り付けようとする場合において、基板保持テーブル２３によって基板２の中央部２Ｃを保持し、サポート部材２３Ｄによって基板２の延出部２Ｋを保持するようにすれば、基板２の（ここでは延出部２Ｋの）端部領域２Ｒへのフィルム状部品等の取付けを極めて安定した状態で行うことが可能となる。

フィルム状部材から成る基板に部品を精度よく搭載することができる部品搭載装置及び部品搭載方法を提供する。

１ 部品搭載装置
２ 基板
２Ｃ 中央部
２Ｒ 端部領域
２ａ 部品搭載部
２ｍ 基板側マーク
３ 部品
１３ マーク撮像カメラ
１８ 搭載ヘッド
２１ テーブル移動機構
２３ 基板保持テーブル
２４ バックアップ部
２４Ｓ 吸引口
２４Ｈ 切欠部
２７ 吸引機構
ＳＧ 作業位置

Claims (7)

1. 基板の中央部の下面を保持する基板保持テーブルと、
   前記基板保持テーブルに保持された前記基板の前記端部領域の下面を支持するバックアップ部と、
   前記バックアップ部の上面に開口した複数の吸引口を通じて前記バックアップ部に支持された前記基板の前記端部領域を吸引する吸引機構と、
   前記基板の前記中央部を保持した前記基板保持テーブルを前記基板の前記端部領域を支持した前記バックアップ部とともに移動させて前記端部領域に設けられた部品搭載部を所定の作業位置に位置させるテーブル移動機構と、
   前記基板保持テーブルを前記バックアップ部に対して昇降させるテーブル昇降部とを備え、
   前記テーブル昇降部は、前記基板保持テーブルを前記バックアップ部に対して昇降させて前記基板の前記中央部と前記端部領域が水平姿勢になるように前記基板保持テーブルの高さ調整を行い、
   前記吸引機構は、前記基板保持テーブルと前記バックアップ部が前記基板を保持している間、前記複数の吸引口を通じて前記バックアップ部に支持された前記基板の前記端部領域を吸引することによって前記基板の反りを矯正し、
   前記テーブル移動機構は、前記基板の反りが矯正された状態で前記部品搭載部を前記所定の作業位置に位置させることを特徴とする部品搭載装置。
2. 前記複数の吸引口は、前記バックアップ部の上面に露出して設けられた多孔質材の細孔から成ることを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
3. 前記複数の吸引口は、前記バックアップ部の上面に形成した複数の孔から成り、前記複数の吸引口それぞれの孔径は０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の部品搭載装置。
4. 前記バックアップ部に上下に貫通する切欠部が設けられており、撮像視野を上方に向けたマーク撮像カメラが、前記切欠部を通して、前記作業位置に位置された前記基板の基板側マークを撮像することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の部品搭載装置。
5. 前記バックアップ部に上下に貫通する切欠部が設けられ、撮像視野を上方に向けたマーク撮像カメラが、前記切欠部を通して、前記作業位置に位置された前記基板の基板側マークを撮像するようになっており、前記複数の吸引口は、前記切欠部の周囲を吸引する領域に、前記切欠部の周囲以外の部分を吸引する領域よりも高密度に設けられることを特徴とする請求項３に記載の部品搭載装置。
6. 前記基板保持テーブルと前記バックアップ部との間に設けられて前記基板の下面を支持するサポート部材を備え、前記サポート部材は上面において前記基板を吸引して保持し、前記サポート部材は、前記基板保持テーブル及び前記バックアップ部とともに前記基板を水平姿勢に保持することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の部品搭載装置。
7. 基板の中央部の下面を基板保持テーブルにより保持するとともに、前記基板保持テーブルに保持された前記基板の前記端部領域の下面をバックアップ部により支持し、テーブル昇降部により前記基板保持テーブルを前記バックアップ部に対して昇降させて前記基板の前記中央部と前記端部領域が水平姿勢になるように前記基板保持テーブルの高さ調整を行う基板保持工程と、
   前記基板保持テーブルと前記バックアップ部が前記基板を保持している間、前記バックアップ部の上面に開口した複数の吸引口を通じて前記バックアップ部に支持された前記基板の前記端部領域を吸引することによって前記基板の反りを矯正する工程と、
   前記基板保持テーブルを前記バックアップ部とともに移動させて前記端部領域に設けられた部品搭載部を所定の作業位置に位置させる作業位置移動工程とを含み、
   前記作業位置移動工程は、前記基板の反りが矯正された状態で前記部品搭載部を前記所定の作業位置に位置させることを特徴とする部品搭載方法。

Images