JPH0523600U - チツプ状部品のマウント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 複数の部品を一度に保持搭載するマルチマウ
ント形式の加工ヘッドの基板に対する位置合わせを、簡
便に且つ高い精度で正確に行う。 【構成】 複数の部品を一度に保持搭載する加工ヘッド
として、板状の部材１５の下面にチップ状部品吸着用の
サクションノズル１１を複数形成し、これに真空チュー
ブ１６を配管する。この加工ヘッドの板状の部材１５の
対向する角部に２個の透視用の貫通穴１４を形成し、背
後のＩＴＶカメラ４０、４１でこの貫通穴１４を通して
下側の回路基板１００を撮像し、位置ずれを求める。こ
れにより、制御装置６２を介して、Ｘ軸可動テーブル２
０、Ｙ軸可動テーブル２１及びθ可動テーブルを駆動
し、基板搬送台３０の位置を補正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の分野】

本考案は、チップ状部品を基板上に自動的に搭載装着するチップ状部品のマウ ント装置に関し、特に、基板搬送台上に載せた基板と加工ヘッドとの位置関係を 認識するための撮像器を備えたチップ状部品のマウント装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

回路基板上にチップ状部品を自動搭載するためのマウント装置においては、部 品装着用加工ヘッドと回路基板との位置ずれの補正に画像処理装置を用いた位置 補正法が一般に使用されている。この従来の画像処理装置を用いた回路基板の位 置補正法の一例を、図７により説明する。

【０００３】 表面上に少なくとも２つの検査用マーキングＡ、Ａを形成した回路基板１を用 意する。コンベアベルト２上に搬送される回路基板１は、加工ヘッド３の下方の 定位置に停止され、ここで、その表面がＩＴＶカメラ等の撮像器４で撮像される 。この撮像データは、２値化された後、図示されない画像処理装置に取り込まれ る。

【０００４】 この様な画像処理装置においては、メモリ上の基準マーキングを前記回路基板 １の画像に合成し、前記回路基板１の画像中の検査用マーキングＡ、Ａの基準マ ーキングに対するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ（回転）方向の位置ずれを求める。 そして、この得られたデータに従い、前記加工ヘッド３を支持ステージ５でＸ軸 方向、Ｙ軸方向及びθ方向に移動させ、前記回路基板１の位置ずれを補正する。 例えば、図示の加工ヘッドでは、その先端にチップ状の部品を個々に保持するタ イプであることから、回路基板１をＩＴＶカメラ等の撮像部材で撮像しながら部 品の位置ずれを補正することができる。

【０００５】 一方、図８に示すのは、前記のようなワンバイワン方式ではなく、下面に複数 のチップ状部品を一度に保持し、複数のチップ状部品を回路基板１上に同時に搭 載する、いわゆるマルチマウント方式の加工ヘッド６である。通常、このような 加工ヘッド６は、垂直方向（図の矢印方向）にのみ移動可能であり、かつ、回路 基板に対向した下面側に複数のチップ状部品を吸着する。このため、部品の正確 な搭載を行うためには、この加工ヘッド６の加工面である下面を前記回路基板表 面に正確に位置合わせを行う必要がある。

【０００６】

【考案が解決しようとしている問題点】

しかしながら、前記図８に示すマルチマウント方式の加工ヘッド６では、その 内部がサクションノズルに部品吸着用の真空を導くために空洞となっている。そ のため、厚み方向の寸法が大きく、加工ヘッド６自体が邪魔となり、回路基板の 表面をカメラ等の撮像器で直接認識することが不可能である。カメラ等の撮像部 材を加工ヘッド６の側方に取り付けることも提案されているが、そうするとその 画域に回路基板を収めることが出来ない。

【０００７】 そこで従来は、前記加工ヘッドの回路基板進行方向と逆方向側の回路基板上方 に撮像部材を設け、それから得た回路基板の画像から該基板の位置を求め、最初 に設定した前記撮像部材と加工ヘッドとの間の位置関係から補正データを得ると いう面倒なプロセスを経て位置合わせをする必要があった。この場合、配置され た加工ヘッドと回路基板との位置合わせの調整は、予め長時間かけて、繰り返し 慎重に行わなければならない。また、一度位置合わせしても、作業時の振動等で 調整に誤差が出てくることがあり、高い精度を必要とする加工に不適当であると いう問題点があった。

【０００８】 そこで、本考案は、前記の従来技術の問題に鑑み、複数の部品を一度に保持搭 載するマルチマウント方式の加工ヘッドを用いて、部品をマウントする場合に、 加工ヘッドの背後から撮像器で直接回路基板を覗けるチップ状部品のマウント装 置を提供することをその目的とする。

【０００９】

【問題点を解決する手段】

すなわち、前記目的を達成するため本考案で採用された手段の要旨は、基板を 載せて搬送する基板搬送台と、上記基板搬送台の上方に設けられ、上記基板搬送 台側に対面する加工面にチップ状部品吸着用のノズルを複数設けると共に、基板 搬送台側へ向けて移動可能な部品装着用加工ヘッドとを有するマウント装置にお いて、上記部品装着用加工ヘッドは、板状の部材の加工面に上記チップ状部品吸 着用のノズルを突設すると共に、同板材の他方の面側で上記ノズルに真空配管チ ューブを接続し、かつ、上記板状の部材に透視用の貫通穴を設けてなり、さらに 上記板状の部材の背後に、その貫通孔を通して基板搬送台上を覗く撮像器を配置 したことを特徴とするチップ状部品のマウント装置である。

【００１０】

【作用】

上記の本考案によるチップ状部品のマウント装置の部品装着用加工ヘッドは、 板状の部材の一方の面に上記チップ状部品吸着用のノズルを複数形成し、他方の 面にはノズルに真空を導通する真空チューブを取り付けて構成されることから、 薄くすることが可能である。そのため、この加工ヘッドの一部に透視用の貫通穴 を設け、加工ヘッドの背後に配置した撮像器からこの貫通孔を通して、加工ヘッ ドの下に配置される回路基板の表面を撮像することが可能になる。これにより、 上記回路基板の表面を直接撮像し、その配置を認識しながらその位置ずれを補正 することが可能になり、簡単なプロセスで高精度な位置合せが可能となる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について、図面に基づきながら詳細に説明する。 図１に本考案の一実施例によるチップ状部品のマウント装置の要部が示されて いる。加工ヘッド１０の下面に、回路基板１００の表面上に配置される電子部品 を保持するためのサクションノズル１１、１１…を複数有する加工面１２が形成 されており、これらサクションノズル１１、１１…には真空圧が導かれ、その先 端に複数の部品を同時に吸着保持することが可能である。この加工ヘッド１０の 加工面側１２の下方に基板搬送台３０が設けられている。

【００１２】 図５に示されるように、この基板搬送台３０の表面上に支持用ピン１３、１３ …を介して回路基板１００が搭載される。基板搬送台３０の下部に、Ｘ軸方向に 移動可能なＸ軸可動テーブル２０、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸可動テーブル２１ が各々配置されている。また、この基板搬送台３０は、可動部３１と、固定部３ ２と、上記可動部３１を上昇あるいは下降させるためのエアシリンダー３３と基 板サポート板３４とを有している。上記基板搬送台３０の基板サポート板３４と 可動部３１との間には、図には示されていないが、基板サポート板３４を回転可 能なθ可動テーブルが設けられている。

【００１３】 図１に示す符号１０１は、回路基板１００の表面上に設けられた位置決めマー クであり、その上方の加工ヘッド１０の対応する位置に透視用の貫通穴１４、１ ４が開設されている。この加工ヘッド１０は、図２に示される様に、板状の部材 １５の下方の面に上記チップ状部品吸着用のサクションノズル１１、１１…を複 数形成し、他方の面（すなわち、上面側）に上記サクションノズル１１、１１… に真空を導すための真空チューブ１６、１６…を取り付けて構成されている。こ のサクションノズル部分の詳細な構造を図３に示す。

【００１４】 上記の真空チューブ１６、１６…は、真空ボックス１７に連結されており、こ の真空ボックス１７には、さらに、太い真空チューブ１８が連結されており、こ の真空チューブ１８は図には示されていない真空ポンプに接続されている。この 加工ヘッド１０では、サクションノズル１１、１１…に導かれる真空が真空チュ ーブ１６、１６…を介して真空ボックス１７から個別のサクションノズル１１、 １１…に導かれる。そして、この加工ヘッド１０の板状部材１５の表面の対向す る角部に既に述べた２個の貫通穴１４、１４が形成され、その上方に撮像器であ るＩＴＶカメラ４０、４１が取り付けられている。このカメラ４０、４１は、上 記貫通穴１４、１４を通して、回路基板１００上に形成された位置決めマーク１ ０１、１０１を直接認識することが可能である。

【００１５】 図４に前記マウント装置の制御回路部を含めた回路構成が示されている。この 図において、加工ヘッド１０の角部上方に対向して配置された２個のＩＴＶカメ ラ４０、４１から得られる２値化された画像信号は、画像処理装置６０に入力さ れる。この画像処理装置６０では、所定の画像処理を行い、その出力をモニター ６１及び制御装置６２へ出力する。制御装置６２は、インターフェイス装置６３ を介して、前述のＸ軸可動テーブル２０、Ｙ軸可動テーブル２１、さらにはθ可 動テーブルの移動量を制御すると共に、このインターフェイス装置６３を介して 前記Ｘ軸可動テーブル２０及びＹ軸可動テーブル２１内に設けられた測長器（リ ニアスケール）６４からの出力信号が入力される。

【００１６】 以上に述べた本考案によるチップ状部品のマウント装置の位置補正動作につい て、図６を参照しながら以下に説明する。なお、前記回路基板１００の表面上に 形成されている位置決めマーク１０１、１０１は、例えば銅箔等で形成すること が可能である。

【００１７】 まず、例えばベルトコンベヤ等の搬送装置によって搬送されて来た回路基板１ ００が上記の基板搬送台３０上に載せられる。この状態で、前記の２台のＩＴＶ カメラ４０、４１によって、回路基板１００の表面上の位置決めマーク１０１、 １０１を撮像する。図６に、この様にして得られた画像の一例が示されている。 同図中において、上記ＩＴＶカメラ４０、４１によって得られる視野が破線１５ ０により示されている。そして、この視野内には、上記加工ヘッドの板状部材１ ５の表面の対向する角部に形成された上記の貫通穴１４が映し出されている。ま た、その貫通穴１４を通して、上記回路基板１００の表面上に形成された位置決 めマーク１０１が撮像されている。

【００１８】 この様にして上記ＩＴＶカメラ４０、４１によって得られた２値化された画像 信号は、画像処理装置６０に取り込まれ、前記貫通穴１４、１４及び位置決めマ ーク１０１、１０１の画域内における座標を得て、これらの位置関係を計測し、 これらを制御装置６２に出力する。すなわち、上記の貫通穴１４、１４を位置決 めマーク１０１、１０１よりも一回り大きくすることにより、これらは二つの円 図形として認識される。そこで、これら二つの円図形の図心座標の偏差を求める ことにより、回路基板１００と加工ヘッド１０との間の位置ずれを測定すること が出来る。

【００１９】 そこで、この求められた図心座標の偏差を基に、Ｘ軸方向の補正量、Ｙ軸方向 の補正量、さらには回転方向の補正角θを求め、これらの補正量に従い、前記Ｘ 軸可動テーブル２０、Ｙ軸可動テーブル２１、そして、θ可動テーブルを回転駆 動させ、固定された前記加工ヘッド１０と前記基板１００との間の位置ずれを補 正する。その後、例えば上記加工ヘッド１０を下降させ、上記サクションノズル １１、１１…の先端に吸着したチップ状部品を回路基板１００の表面上へマウン トする。

【００２０】

【考案の効果】

以上の説明からも明らかな様に、本考案によるチップ状部品のマウント装置に よれば、複数の部品を一度に保持搭載する加工ヘッドであっても、加工ヘッドの 背後から回路基板の表面を直接認識することが可能となり、加工ヘッドの回路基 板に対する正確な位置合わせが簡単に実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるマウント装置の概略構
成を示す側面図である。

【図２】上記マウント装置の加工ヘッドの構造を示す斜
視図である。

【図３】上記加工ヘッドのサクションノズルの詳細構造
を示す断面斜視図である。

【図４】上記マウント装置の制御回路部を示す回路図で
ある。

【図５】上記マウント装置の基板搬送台及び可動テーブ
ルの詳細構造を示す斜視図である。

【図６】上記マウント装置のＩＴＶカメラによって撮像
された加工ヘッドの貫通穴及び回路基板の位置決めマー
クの一例を示す図である。

【図７】従来技術によるマウント装置に用いられるワン
バイワン方式の加工ヘッドを示す斜視図である。

【図８】従来技術による他のマウント装置に用いられる
加工ヘッドを示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 加工ヘッド １１ サクションノズル １２ 加工面 １４ 貫通穴 １５ 板状部材 １６、１８ 真空チューブ ４０、４１ ＩＴＶカメラ １００ 回路基板

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【手続補正書】

【提出日】平成３年６月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図５】

【図４】

【図６】

【図７】

【図８】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を載せて搬送する基板搬送台と、上
   記基板搬送台の上方に設けられ、上記基板搬送台側に対
   面する加工面にチップ状部品吸着用のノズルを複数設け
   ると共に、基板搬送台側へ向けて移動可能な部品装着用
   加工ヘッドとを有するマウント装置において、上記部品
   装着用加工ヘッドは、板状の部材の加工面に上記チップ
   状部品吸着用のノズルを突設すると共に、同板材の他方
   の面側で上記ノズルに真空配管チューブを接続し、か
   つ、上記板状の部材に透視用の貫通穴を設けてなり、さ
   らに上記板状の部材の背後に、その貫通孔を通して基板
   搬送台上を覗く撮像器を配置したことを特徴とするチッ
   プ状部品のマウント装置。