JP7061690B2

JP7061690B2 - 部品実装装置

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Publication number: JP7061690B2
Application number: JP2020557080A
Authority: JP
Inventors: 孝浩大月; 利律清水
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Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
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Description

本明細書は、部品実装装置について開示する。

従来、部品供給装置により供給された電子部品をヘッドが備える吸着ノズルで吸着し、吸着した部品を搬送して基板表面に実装する部品実装装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この部品実装装置は、ヘッドにレーザセンサを備え、レーザセンサで基板の表面高さを測定する。そして、部品実装装置は、測定した基板の表面高さに基づいて実装高さの値を補正し、補正した実装高さに基づいて基板表面に部品を実装する。

また、基板の反り高さを計測し、計測した反り高さから実装位置のＸＹ方向（水平方向）の位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量に基づいてヘッドの移動量を修正して部品を実装する部品実装装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この部品実装装置は、基板搬送コンベアの対向する基板押さえブロックの間のスペース（基板押さえブロックに把持される基板の裏側）に配置された角度センサ（非接触型の光学式センサ）を備える。部品実装装置は、角度センサによって基板の反り高さを計測する。

特開２０１０－１８６９４０号公報特開２０１４－３１５３号広報

しかしながら、特許文献１記載の部品実装装置は、実装高さを補正することができるものの、基板表面の傾きに基づく水平方向の位置ずれについては何ら考慮されていない。また、特許文献２記載の部品実装装置は、基板の裏面側に設置された角度センサ（非接触型の光学式センサ）により基板の反りを推定するため、基板に凹凸が生じていたりや基板が一様に傾いているなど、他の傾き形態に対しては十分に対応することができない。

本開示は、基板表面の傾きに基づく水平方向の部品の位置ずれをより適切に補正可能とすることを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示は、
基板搬送装置により搬送された基板の基板表面に部品を実装する部品実装装置であって、
部品を保持する保持部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを前記基板表面に対して水平方向に移動させる水平移動装置と、
前記保持部材を前記基板表面に対して垂直方向に移動させる垂直移動装置と、
前記水平移動装置により前記水平方向に移動可能に設けられ、前記基板表面における高さを測定する基板高さセンサと、
前記基板高さセンサが複数の測定点に水平移動すると共に前記複数の測定点でそれぞれ前記基板表面の高さが測定されるように前記水平移動装置と前記基板高さセンサとを制御し、前記複数の測定点でそれぞれ測定された前記基板表面の高さに基づいて前記基板表面の傾きを求め、求めた前記基板表面の傾きに基づいて前記基板表面における目標実装位置の水平方向の位置ずれを求めると共に測定した前記基板表面の高さに基づいて前記目標実装位置の垂直方向の位置ずれを求め、求めた前記水平方向の位置ずれと前記垂直方向の位置ずれに基づいて前記目標実装位置を補正し、補正した位置に前記部品が実装されるように前記ヘッドと前記水平移動装置と前記垂直移動装置とを制御する制御装置と、
を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装装置は、水平移動装置により水平方向に移動可能に設けられて基板表面の高さを測定する基板高さセンサを備える。部品実装装置の制御装置は、基板高さセンサを複数の測定点に水平移動させると共に複数の測定点でそれぞれ基板表面の高さを測定する。続いて、制御装置は、測定した基板表面の高さに基づいて基板表面における目標実装位置の水平方向の位置ずれを求める。また、制御装置は、測定した基板表面の垂直方向の高さに基づいて目標実装位置の垂直方向の位置ずれを求める。そして、制御装置は、求めた水平方向の位置ずれと垂直方向の位置ずれに基づいて目標実装位置を補正し、補正した位置に部品を実装する。このように、部品実装装置は、基板高さセンサを水平方向に移動させながら複数の測定点で基板表面の高さを計測することで、基板表面の傾きを求めるから、基板表面がどのように傾いていても、その傾きを正確に測定することが可能となり、基板表面の傾きに基づく水平方向の部品の位置ずれをより適切に補正することができる。

本実施形態の部品実装装置１０の構成の概略を示す構成図である。ヘッド４０の構成の概略を示す構成図である。制御装置５０の電気的な接続関係を示す説明図である。部品実装処理の一例を示すフローチャートである。基板高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。基板高さを測定する複数の測定点の一例を示す説明図である。基板傾きによる位置ずれ補正処理の一例を示すフローチャートである。基板傾きαと測定点における基板高さと測定点間距離との関係を示す説明図である。基板傾きによる位置ずれを補正する様子を示す説明図である。基板傾きによる位置ずれを補正する様子を示す説明図である。

次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の部品実装装置１０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ヘッド４０の構成の概略を示す構成図である。図３は、制御装置５０の電気的な接続関係を示す説明図である。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前（手前）後（奥）方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装装置１０は、図１に示すように、部品供給装置２１と、基板搬送装置２２と、ＸＹ移動装置３０と、ヘッド４０と、パーツカメラ２６と、マークカメラ２７と、レーザセンサ２８と、制御装置５０（図３参照）と、を備える。

部品供給装置２１は、部品Ｐを部品供給位置まで供給するものである。部品供給装置２１は、所定間隔毎に形成された収容部に部品Ｐが収容されたテープをリールから引き出してピッチ送りすることで、部品Ｐを部品供給位置に供給するテープフィーダとして構成される。テープフィーダは、筐体１２を支持する基台１１の前部に設けられた左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶ複数のフィーダ台に対してそれぞれ着脱可能に取り付けられる。

基板搬送装置２２は、基台１１の中央部から後部にかけて設けられ、図中、左右方向（Ｘ軸方向）に沿って基板Ｓの搬入，固定，搬出を行なうものである。基板搬送装置２２は、前後に間隔を空けて設けられ左右方向に架け渡された一対のコンベアベルトを有する。基板Ｓは、コンベアベルトによって搬送される。

ＸＹ移動装置３０は、図１に示すように、Ｘ軸スライダ３２とＹ軸スライダ３６とを備える。Ｘ軸スライダ３２は、Ｙ軸スライダ３６の前面に左右方向に延在するように設けられたＸ軸ガイドレール３１に支持される。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３３（図３参照）の駆動によって左右方向すなわちＸ軸方向に移動可能である。Ｙ軸スライダ３６は、筐体１２の上段部に前後方向に延在するように設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３５に支持される。Ｙ軸スライダ３６は、Ｙ軸モータ３７の駆動によって前後方向すなわちＹ軸方向に移動可能である。Ｘ軸スライダ３２にはヘッド４０が取り付けられている。このため、ヘッド４０は、ＸＹ移動装置３０によりＸＹ平面上の任意の位置に移動可能となっている。

ヘッド４０は、部品供給位置に供給された部品Ｐを吸着して基板Ｓ上に実装するものである。ヘッド４０は、本実施形態では、ロータリヘッドであり、図２に示すように、回転体４１とノズルホルダ４２とＺ軸モータ４３とＲ軸モータ４４とθ軸モータ４５とを備える。ノズルホルダ４２は、回転体４１の外周部に周方向に並ぶように等間隔で複数配列され、回転体４１の回転に伴って周方向に旋回可能である。また、ノズルホルダ４２は、回転体４１に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持されている。ノズルホルダ４２の先端部には、吸着ノズル４８が着脱可能に取り付けられる。吸着ノズル４８は、吸着口に給排される負圧によって部品Ｐを吸着する。Ｚ軸モータ４３は、例えばリニアモータであり、複数のノズルホルダ４２のうち所定の旋回位置にあるノズルホルダ４２を昇降させる。Ｒ軸モータ４４は、回転体４１を回転させるモータである。複数のノズルホルダ４２は、Ｒ軸モータ４４によって周方向に旋回する。θ軸モータ４５は、各ノズルホルダ４２のその軸回りに回転させるモータである。

また、ヘッド４０には、本実施形態では、マークカメラ２７とレーザセンサ２８とが設けられている。マークカメラ２７は、基板Ｓに付された位置決め基準マークを上方から撮像するものである。レーザセンサ２８は、基板Ｓの上面にレーザを照射してその反射時間を計測することにより基板上面の高さを測定するものである。マークカメラ２７およびレーザセンサ２８は、ＸＹ移動装置３０によりＸＹ方向に移動可能である。

パーツカメラ２６は、基台１１の部品供給装置２１と基板搬送装置２２との間に設けられ、吸着ノズル４８に吸着された部品Ｐを下方から撮像するものである。

制御装置５０は、図３に示すように、ＣＰＵ５１とＲＯＭ５２とＨＤＤ５３とＲＡＭ５４と入出力インタフェース５５とを備える。これらはバス５６を介して電気的に接続されている。制御装置５０には、パーツカメラ２６やマークカメラ２７からの画像信号、レーザセンサ２８からの検知信号、吸着ノズル４８のＸ方向，Ｙ方向およびＺ方向における各位置を検出する位置センサからの検知信号などが入出力インタフェース５５を介して入力されている。一方、制御装置５０からは、部品供給装置２１や基板搬送装置２２、ＸＹ移動装置３０、ヘッド４０などへの制御信号が入出力インタフェース５５を介して出力されている。また、制御装置５０は、管理装置６０と双方向通信可能に接続されており、互いにデータや制御信号のやり取りを行っている。

管理装置６０は、例えば、汎用のコンピュータであり、図３に示すように、ＣＰＵ６１とＲＯＭ６２とＨＤＤ６３とＲＡＭ６４と入出力インタフェース６５などを備える。これらは、バス６６を介して電気的に接続されている。この管理装置６０には、マウスやキーボード等の入力デバイス６７から入力信号が入出力インタフェース６５を介して入力されている。また、管理装置６０からは、ディスプレイ６８への画像信号が入出力インタフェース６５を介して出力されている。ＨＤＤ６３は、基板Ｓの生産プログラムを記憶している。ここで、基板Ｓの生産プログラムとは、各部品実装装置１０においてどの部品Ｐをどの順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように部品Ｐを実装した基板Ｓを何枚作製するかなどを定めた処理が記述されたものである。

次に、こうして構成された本実施形態の部品実装装置１０の動作について説明する。図４は、制御装置５０により実行される部品実装処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、管理装置６０から生産指示がなされたときに実行される。

部品実装処理が実行されると、制御装置５０のＣＰＵ５１は、まず、基板搬送装置２２を制御して基板Ｓを搬入した後、基板上面の高さを計測する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０の処理は、図５に例示する基板高さ測定処理を実行することにより行なう。基板高さ測定処理では、ＣＰＵ５１は、まず、変数ｉ，ｊをそれぞれ値１に初期化する（ステップＳ３００）。続いて、ＣＰＵ５１は、ＸＹ移動装置３０を制御してヘッド４０を測定点Ｘ（ｉ），Ｙ（ｊ）に移動させる（ステップＳ３１０）。そして、ＣＰＵ５１は、ヘッド４０に設けられたレーザセンサ２８により測定点Ｘ（ｉ），Ｙ（ｊ）における基板高さｈ（ｉ，ｊ）を測定し（ステップＳ３２０）、測定結果をＲＡＭ５４に記憶させる（ステップＳ３３０）。次に、ＣＰＵ５１は、変数ｉがＸ軸方向の測定点の数である値ｎ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ＣＰＵ５１は、変数ｉが値ｎ以上でないと判定すると、変数ｉを値１だけインクリメントし（ステップＳ３５０）、ステップＳ３１０に戻って次の測定点の基板高さを測定する処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ５１は、変数ｉが値ｎ以上であると判定すると、変数ｉを値１に初期化し（ステップＳ３６０）、変数ｊがＹ軸方向の測定点の数である値ｍ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。ＣＰＵ５１は、変数ｊが値ｍ以上でないと判定すると、変数ｊを値１だけインクリメントし（ステップＳ３８０）、ステップＳ３１０に戻って次の測定点の基板高さを測定する処理を繰り返す。一方、ＣＰＵ５１は、変数ｊが値ｍ以上であると判定すると、測定が終了したと判断して、基板高さ測定処理を終了する。基板高さ測定処理は、図６に示すように、ｎ×ｍの格子状の測定点Ｘ（ｉ），Ｙ（ｊ）を定め、各測定点Ｘ（ｉ），Ｙ（ｊ）において基板高さを測定することにより行なう。

部品実装処理に戻って、ＣＰＵ５１は、実装すべき部品Ｐの目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊と部品サイズＷｘ，Ｗｙを入力する（ステップＳ１２０）。ここで、目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊は、Ｘ軸方向（左右方向），Ｙ軸方向（前後方向），Ｚ軸方向（上下方向）の目標実装位置を示す。部品Ｐは、本実施形態では、上面視が矩形状の部品である。部品サイズＷｘ，Ｗｙは、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向の幅を示す。そして、部品Ｐは、部品中心が目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊と一致するように基板Ｓに実装されるものとする。ＣＰＵ５１は、ＸＹ移動装置３０を制御してヘッド４０（吸着ノズル４８）を部品供給位置へ移動させて（Ｓ１３０）、吸着ノズル４８に部品Ｐを吸着させる（ステップＳ１４０）。次に、ＣＰＵ５１は、ＸＹ移動装置３０を制御してヘッド４０（吸着ノズル４８）をパーツカメラ２６の上方へ移動させ（ステップＳ１５０）、パーツカメラ２６を制御して吸着ノズル４８に吸着させた部品Ｐを撮像する（ステップＳ１６０）。ＣＰＵ５１は、得られた撮像画像を処理して実際の吸着位置を認識し、認識した吸着位置と理想位置との間のＸ軸方向およびＹ軸方向における位置ずれ量を取得し、取得した位置ずれ量の分だけ同方向にオフセットすることによりＸ軸方向およびＹ軸方向の目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊を補正する（ステップＳ１７０）。続いて、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１１０で取得した複数の測定点における基板高さに基づいてＸ軸方向，Ｙ軸方向およびＺ軸方向の目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊を更に補正する（ステップＳ１８０）。そして、ＣＰＵ５１は、ＸＹ移動装置３０を制御して吸着ノズル４８に吸着させた部品Ｐを目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊の上方へ移動させると共にＺ軸モータ４３を制御して部品Ｐを目標実装位置Ｚ＊に実装する（ステップＳ１９０，Ｓ２００）。ＣＰＵ５１は、部品Ｐを基板Ｓに実装すると、次に実装すべき部品Ｐがあるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ＣＰＵ５１は、基板Ｓに対して次に実装すべき部品Ｐがあると判定すると、ステップＳ１２０に戻って処理を繰り返し、次に実装すべき部品Ｐがないと判定すると、基板搬送装置２２を制御して基板Ｓを搬出して（ステップＳ２２０）、部品実装処理を終了する。

ステップＳ１８０の処理は、図７に示す基板傾きによる位置ずれ補正処理を実行することにより行なう。基板傾きによる位置ずれ補正処理では、ＣＰＵ５１は、まず、目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊の周辺４点の基板高さｈ（ｉ，ｊ），ｈ（ｉ＋１，ｊ），ｈ（ｉ，ｊ＋１），ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）をＲＡＭ５４から読み出す（ステップＳ４００）。続いて、ＣＰＵ５１は、読み出した基板高さｈ（ｉ，ｊ），ｈ（ｉ＋１，ｊ），ｈ（ｉ，ｊ＋１），ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）に基づいて基板傾きαｘ，αｙを計算する（ステップＳ４１０）。本実施形態では、ＣＰＵ５１は、次式（１），（２）により基板傾きαｘ，αｙを計算する。式（１）は、図８から導き出すことができる。式（２）についても同様である。なお、ＣＰＵ５１は、例えば、Ｘ軸方向左側の２点の基板高さｈ（ｉ，ｊ），ｈ（ｉ，ｊ＋１）と右側の２点の基板高さｈ（ｉ＋１，ｊ），ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）についてそれぞれＹ軸方向に補間処理し、得られた２点の基板高さを用いて基板傾きαｘを計算してもよい。また、ＣＰＵ５１は、例えば、Ｙ軸方向前側の２点の基板高さｈ（ｉ，ｊ），ｈ（ｉ＋１，ｊ）と後側の２点の基板高さｈ（ｉ，ｊ＋１），ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）についてそれぞれＸ軸方向に補間処理し、得られた２点の基板高さを用いて基板傾きαｙを計算してもよい。

αx=tan^-1[[h(i+1,j)-h(i,j)]/[(X(i+1)-X(i)]] …（１）
αy=tan^-1[[h(i,j+1)-h(i,j)]/[(Y(i+1)-Y(i)]] …（２）

続いて、ＣＰＵ５１は、高さ０の基準面上でＸ軸方向およびＹ軸方向における基板Ｓの傾きの支点となる傾き支点（Ｘｏ，Ｙｏ）を計算する（ステップＳ４２０）。本実施形態では、ＣＰＵ５１は、次式（３）により傾き支点Ｘｏを計算する。なお、式（３）は、図８から導き出すことができる。傾き支点Ｙｏについても同様である。

Xo=X(i+1)-h(i+1,j)/tan(αx) …（３）
Yo=Y(j+1)-h(i,j+1)/tan(αy) …（４）

そして、ＣＰＵ５１は、基板表面がＸ軸方向にαｘだけ傾き且つＹ軸方向にαｙだけ傾いている状態で部品Ｐを基板Ｓ上に実装したときのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置ずれ量σｘ，σｙを計算する（ステップＳ４４０）。位置ずれ量σｘ，σｙは、部品中心が目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊に一致するように部品Ｐを実装する場合、次式（５），（６）により計算することができる。位置ずれ量σｘは、図９（ａ）から導き出すことができる。位置ずれ量σｙについても同様である。

σx=(X*+Wx/2-Xo)[1-cos(αx)] …（５）
σy=(Y*+Wy/2-Yo)[1-cos(αy)] …（６）

また、ＣＰＵ５１は、目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊の周辺４点の基板高さｈ（ｉ，ｊ），ｈ（ｉ＋１，ｊ），ｈ（ｉ，ｊ＋１），ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）に基づいてＺ軸方向の位置ずれ量σｚを計算する（ステップＳ４４０）。ＣＰＵ５１は、例えば、Ｙ軸方向前側の２点の基板高さｈ（ｉ，ｊ），ｈ（ｉ＋１，ｊ）と後側の２点の基板高さｈ（ｉ，ｊ＋１），ｈ（ｉ＋１，ｊ＋１）についてそれぞれＸ軸方向に補間処理し、得られた２点の基板高さを用いて更にＹ軸方向に補間処理することにより位置ずれ量σｚを計算することができる。

ＣＰＵ５１は、こうして位置ずれ量σｘ，σｙ，σｚを計算すると、ステップＳ１７０で得られた目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊を、計算した位置ずれ量σｘ，σｙ，σｚの分だけ逆方向にオフセットした位置に補正して（ステップＳ４５０）、基板傾きによる位置ずれ補正処理を終了する。なお、目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊のオフセット量は、位置ずれ量σｘ，σｙ，σｚに値０よりも大きく値１よりも小さい係数を乗じた量であってもよい。

図９および図１０は、基板傾きによる位置ずれを補正する様子を示す説明図である。本実施形態では、部品Ｐは、部品中心が目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊と一致するように実装される。このとき、Ｘ軸方向においては、部品Ｐの左端部は、目標実装位置Ｘ＊から部品サイズＷｘの１／２だけ左側に位置する。また、部品Ｐの右端部は、目標実装位置Ｘ＊から部品サイズＷｘの１／２だけ右側に位置する。いま、Ｘ軸方向において、基板表面が傾き支点Ｘｏを中心に傾きαだけ傾いている状態で当該基板表面に部品Ｐを実装する場合を考える。部品Ｐは、基準面と平行な姿勢で下降させられ、基板Ｓ上の目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊，Ｚ＊に実装されられる。このため、部品Ｐは、図９（ａ）に示すように、目標実装位置Ｘ＊よりも部品サイズＷｘの１／２だけ右側にシフトした位置で基準面からＺ軸方向上側に延びる垂線と基板表面との交点において、最初に基板Ｓと接触し、基板Ｓ上に実装される。この場合、部品Ｐは、基板Ｓが傾いていない場合に比して、位置ずれ量σｘだけＸ軸方向右側にずれた位置に実装される。したがって、部品実装装置１０は、図９（ｂ）に示すように、位置ずれ量σｘだけＸ軸方向左側にずらした位置に部品Ｐを実装することで、実装ずれ（実装不良）を抑制することができる。次に、Ｘ軸方向において、基板表面が傾き支点Ｘｏを中心に傾き（－α）だけ傾いている状態で当該基板表面に部品Ｐを実装する場合を考える。この場合、部品Ｐは、図１０（ａ）に示すように、目標実装位置Ｘ＊よりも部品サイズＷｘの１／２だけ右側にシフト位置で基準面からＺ軸方向下側に延びる垂線と基板表面との交点において、最初に基板Ｓと接触し、基板Ｓ上に実装される。この場合、部品Ｐは、基板Ｓが傾いていない場合に比して、位置ずれ量σｘだけＸ軸方向左側にずれた位置に実装される。したがって、この場合、部品実装装置１０は、図１０（ｂ）に示すように、位置ずれ量σｘだけＸ軸方向右側にずらした位置に部品Ｐを実装することで、実装ずれ（実装不良）を抑制することができる。なお、Ｙ軸方向において、基板表面が基準面に対して傾いている場合も同様である。本実施形態では、部品実装装置１０は、レーザセンサ２８をヘッド４０に設け、ヘッド４０をＸＹ方向に移動させながら複数の測定点において基板Ｓの高さを測定することにより、基板Ｓの傾きαを求める。そして、部品実装装置１０は、基板Ｓの傾きαに基づいて上述した式（３）～（６）によりＸ軸方向およびＹ軸方向における位置ずれ量σｘ，σｙを求めて、目標実装位置Ｘ＊，Ｙ＊を補正する。これにより、部品実装装置１０は、基板表面が傾いた状態で部品Ｐを実装しても、ＸＹ方向への位置ずれを抑制することができ、実装ずれ（実装不良）を抑制することができる。加えて、部品実装装置１０は、レーザセンサ２８により測定した基板Ｓの高さにより目標実装位置Ｚ＊を補正するから、基板Ｓの傾きに基づくＸＹ方向の位置ずれを補正するために専用のセンサを必要としない。

ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態の基板搬送装置２２が本開示の基板搬送装置に相当し、吸着ノズル４８が保持部材に相当し、ヘッド４０がヘッドに相当し、ＸＹ移動装置３０が水平移動装置に相当し、Ｚ軸モータ４３が垂直移動装置に相当し、レーザセンサ２８が基板高さセンサに相当し、制御装置５０が制御装置に相当する。

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、部品実装装置１０は、ヘッド４０に基板高さセンサ（レーザセンサ２８）を設けて、ヘッド４０を複数の測定点に移動しながら基板高さセンサにより基板Ｓの高さを測定するものとした。しかし、基板高さセンサは、ヘッド４０に代えてＸ軸スライダ３２に設けられるなど、ＸＹ移動装置３０によってＸＹ方向に移動可能なものであればよい。

上述した実施形態では、部品実装装置１０は、基板高さセンサとしてレーザセンサ２８を用いるものとした。しかし、部品実装装置１０は、基板高さセンサとして、他の光学式のセンサやカメラなどを用いてもよい。また、接触式のセンサを用いてもよい。

以上説明したように、本開示の部品実装装置は、基板搬送装置（２２）により搬送された基板の基板表面に部品を実装する部品実装装置（１０）であって、部品を保持する保持部材（４８）を有するヘッド（４０）と、前記ヘッド（４０）を前記基板表面に対して水平方向に移動させる水平移動装置（３０）と、前記保持部材（４８）を前記基板表面に対して垂直方向に移動させる垂直移動装置（４３）と、前記水平移動装置（３０）により前記水平方向に移動可能に設けられ、前記基板表面における高さを測定する基板高さセンサ（２８）と、前記基板高さセンサ（２８）が複数の測定点に水平移動すると共に前記複数の測定点でそれぞれ前記基板表面の高さが測定されるように前記水平移動装置（３０）と前記基板高さセンサ（２８）とを制御し、前記複数の測定点でそれぞれ測定された前記基板表面の高さに基づいて前記基板表面の傾きを求め、求めた前記基板表面の傾きに基づいて前記基板表面における目標実装位置の水平方向の位置ずれを求めると共に測定した前記基板表面の高さに基づいて前記目標実装位置の垂直方向の位置ずれを求め、求めた前記水平方向の位置ずれと前記垂直方向の位置ずれに基づいて前記目標実装位置を補正し、補正した位置に前記部品が実装されるように前記ヘッド（４０）と前記水平移動装置（３０）と前記垂直移動装置（４３）とを制御する制御装置（５０）と、を備えることを要旨とする。

この本開示の部品実装装置では、水平移動装置により水平方向に移動可能に設けられて基板表面の高さを測定する基板高さセンサを備える。部品実装装置の制御装置は、基板高さセンサを複数の測定点に水平移動させると共に複数の測定点でそれぞれ基板表面の高さを測定する。続いて、制御装置は、測定した基板表面の高さに基づいて基板表面における目標実装位置の水平方向の位置ずれを求める。また、制御装置は、測定した基板表面の垂直方向の高さに基づいて目標実装位置の垂直方向の位置ずれを求める。そして、制御装置は、求めた水平方向の位置ずれと垂直方向の位置ずれに基づいて目標実装位置を補正し、補正した位置に部品を実装する。このように、部品実装装置は、基板高さセンサを水平方向に移動させながら複数の測定点で基板表面の高さを計測することで、基板表面の傾きを求めるから、基板表面がどのように傾いていても、その傾きを正確に測定することが可能となり、基板表面の傾きに基づく水平方向の部品の位置ずれをより適切に補正することができる。

こうした本開示の部品実装装置において、前記基板表面の傾きをαとし、基準面における前記基板表面の傾き支点から前記目標実装位置までの前記水平方向の距離をｃとすると、前記基板表面の前記水平方向の位置ずれσは、σ＝ｃ・｛１－cos（α）｝により算出されるものとしてもよい。こうすれば、簡易な処理により基板表面の傾きによる実装ずれを抑制することができる。

この態様の本開示の部品実装装置において、前記基板表面の傾きαは、２つの前記測定点において測定された前記基板表面の高さをそれぞれａ，ｂとし、２つの前記測定点間の前記水平方向の距離をｃとすると、α＝tan^-1｛（ｂ－ａ）／ｃ｝により算出されるものとしてもよい。こうすれば、簡易な処理により基板表面の傾きを計算することができる。

また、本開示の部品実装装置において、前記制御装置（５０）は、前記位置ずれの分だけ逆方向にオフセットすることにより前記目標実装位置を補正するものとしてもよい。

本開示は、部品実装装置の製造産業などに利用可能である。

１０部品実装装置、１１基台、１２筐体、２１部品供給装置、２２基板搬送装置、２６パーツカメラ、２７マークカメラ、２８レーザセンサ、３０ＸＹ移動装置、３１Ｘ軸ガイドレール、３２Ｘ軸スライダ、３３Ｘ軸モータ、３５Ｙ軸ガイドレール、３６Ｙ軸スライダ、３７Ｙ軸モータ、４０ヘッド、４１回転体、４２ノズルホルダ、４３Ｚ軸モータ、４４Ｒ軸モータ、４５ θ軸モータ、４８吸着ノズル、５０制御装置、５１ＣＰＵ、５２ＲＯＭ、５３ＨＤＤ、５４ＲＡＭ、５５入出力インタフェース、５６バス、６０管理装置、６１ＣＰＵ、６２ＲＯＭ、６３ＨＤＤ、６４ＲＡＭ、６５入出力インタフェース、６６バス、６７入力デバイス、６８ディスプレイ、Ｐ部品、Ｓ基板。

Claims

基板搬送装置により搬送された基板の基板表面に部品を実装する部品実装装置であって、
部品を保持する保持部材を有するヘッドと、
前記ヘッドを前記基板表面に対して水平方向に移動させる水平移動装置と、
前記保持部材を前記基板表面に対して垂直方向に移動させる垂直移動装置と、
前記水平移動装置により前記水平方向に移動可能に設けられ、前記基板表面における高さを測定する基板高さセンサと、
前記基板高さセンサが複数の測定点に水平移動すると共に前記複数の測定点でそれぞれ前記基板表面の高さが測定されるように前記水平移動装置と前記基板高さセンサとを制御し、前記複数の測定点でそれぞれ測定された前記基板表面の高さに基づいて前記基板表面の傾きを求め、求めた前記基板表面の傾きに基づいて前記基板表面における目標実装位置の水平方向の位置ずれを求めると共に測定した前記基板表面の高さに基づいて前記目標実装位置の垂直方向の位置ずれを求め、求めた前記水平方向の位置ずれと前記垂直方向の位置ずれに基づいて前記目標実装位置を補正し、補正した位置に前記部品が実装されるように前記ヘッドと前記水平移動装置と前記垂直移動装置とを制御する制御装置と、
を備える部品実装装置。
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記基板表面の傾きをαとし、基準高さにおける前記基板表面の傾き支点から前記目標実装位置までの前記水平方向の距離をｃとすると、前記基板表面の前記水平方向の位置ずれσは、σ＝ｃ・｛１－cos（α）｝により算出される、
部品実装装置。
請求項２に記載の部品実装装置であって、
前記基板表面の傾きαは、２つの前記測定点において測定された前記基板表面の高さをそれぞれａ，ｂとし、２つの前記測定点間の前記水平方向の距離をｃとすると、α＝tan^-1｛（ｂ－ａ）／ｃ｝により算出される、
部品実装装置。
請求項１ないし３いずれか１項に記載の部品実装装置であって、
前記制御装置は、前記位置ずれの分だけ逆方向にオフセットすることにより前記目標実装位置を補正する、
部品実装装置。