JPH09186492A - チップの実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーツフィーダのチップをヘッドのノズルで
ピックアップして基板の所定の座標位置に搭載するチッ
プの実装方法において、チップのピックアップや位置認
識を高速度で行って作業性よく基板に搭載できるチップ
の実装方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ヘッド２０に複数個のノズル２１ａ〜２
１ｃを横一列に保持させる。ヘッド２０をパーツフィー
ダの上方を基板３の搬送方向へ直線的に移動させて各ノ
ズル２１ａ〜２１ｃでチップ１２を次々にピックアップ
する。次にヘッド２０は光学ユニット３０のラインセン
サ３７の上方を基板３の搬送方向へ直線的に移動し、各
ノズル２１ａ〜２１ｃにチャックされたチップ１２の位
置認識を連続的に行う。次に認識結果にしたがってチッ
プ１２のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置ずれを補正して
チップ１２を次々に基板３の所定の座標位置に搭載す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーツフィーダに
備えられたチップをヘッドの複数個のノズルでピックア
ップして基板に搭載するチップの実装方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】多品種のチップを基板に搭載するチップ
の実装装置として、特開平７−２２１４９８号公報に記
載されたものが知られている。このものは、特にその図
３および図４に示されるように、部品供給部１６（符号
は同公報援用、以下同）に備えられた部品１５を実装ヘ
ッド２５の吸着ノズル２４でチャックしてピックアップ
し、基板１３に搭載するが、その途中においてラインセ
ンサ２９で部品１５の位置認識を行い、その認識結果に
したがって部品１５の位置補正を行って基板１３に搭載
するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のチップの実装装置は、１個の実装ヘッド２５で１個の
部品１５をピックアップし、実装ヘッド２５をラインセ
ンサ２９を経由して部品供給部１６と基板１３の間を往
来させて部品１５を１個づつ基板１３に搭載するため作
業能率がはかどらず、高速性に劣るという問題点があっ
た。

【０００４】したがって本発明は、チップを高速度で基
板に搭載することができるチップの実装方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、複
数個のノズルを基板の搬送方向に横一列に保持したヘッ
ドを、基板の搬送方向に並設されたパーツフィーダの上
方を前記搬送方向へ移動させて、前記各々のノズルで前
記パーツフィーダに備えられたチップを次々にチャック
してピックアップする工程と、前記基板と前記パーツフ
ィーダの間にその長手方向を基板の搬送方向に直交する
方向に向けて配設されたラインセンサの上方を前記ヘッ
ドを前記搬送方向へ移動させることにより、前記各々の
ノズルにチャックされたチップの画像取り込みを連続的
に行う工程と、前記画像からチップの位置を認識する工
程と、前記ヘッドを前記チップの位置に基づいて前記基
板の上方を移動させて、前記各々のノズルにチャックさ
れたチップを前記基板の所定の座標位置に次々に搭載す
る工程とからチップの実装方法を構成した。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の構成によれば、ヘッドに
横一列に保持された各々のノズルでチップを次々にピッ
クアップし、ラインセンサの上方を基板の搬送方向（ノ
ズルの横一列方向）に移動させることにより各々のチッ
プの画像取り込みを連続的に行い、この画像に基づいて
チップの位置を認識した後、基板に次々に搭載するの
で、多品種のチップを高速度で基板に搭載できる。

【０００７】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施の形態によるチップ
の実装装置の斜視図、図２は同平面図、図３は同ヘッド
とラインセンサの斜視図、図４は同駆動系のブロック
図、図５は同動作のフローチャート、図６は同チップ認
識中のラインセンサの平面図である。

【０００８】図１および図２において、基台１の上面に
は以下に述べる要素が配設されている。２は基台１の上
面中央に配設されたガイドレールであり、基板３をＸ方
向へ搬送する。ガイドレール２の両側部にはチップを備
えたパーツフィーダ４が基板３の搬送方向（Ｘ方向）に
多数個並設されており、その先端部のチップの取り出し
位置はＸ方向の直線Ｐ上に並んでいる。

【０００９】図１において、基台１の両側部にはＹ軸テ
ーブル５が設けられており、Ｙ軸テーブル５上にはＹ軸
テーブル５に直交するＸ軸テーブル６が架設されてい
る。Ｘ軸テーブル６は、基板３の搬送方向と平行になっ
ている。Ｘ軸テーブル６にはヘッド２０が装着されてい
る。図２に示すように、Ｙ軸テーブル５の内部にはＹ方
向のボールねじ７とガイドレール８が設けられており、
Ｙ軸モータ９が駆動してボールねじ７が回転すると、Ｘ
軸テーブル６はＹ方向へ移動する。またＸ軸テーブル６
の内部にはＸ方向のボールねじ１０が設けられており、
Ｘ軸モータ１１が駆動してボールねじ１０が回転する
と、ヘッド２０はＸ方向へ移動する。すなわち、Ｘ軸モ
ータ１１とＹ軸モータ９が駆動することにより、ヘッド
２０はＸ方向やＹ方向へ水平移動する。

【００１０】図１および図３において、このヘッド２０
は複数個（本例では３個）のノズル２１ａ、２１ｂ、２
１ｃを備えている。２２はＺ軸モータであって、ノズル
２１ａ〜２１ｃに上下動作を行わせるためにノズル２１
ａ〜２１ｃと一体のナット２３ａに螺合する垂直なボー
ルねじ２３ｂを回転させる。２４はベルト２５によりノ
ズル２１ａ〜２１ｃをその軸心を中心にθ回転させるた
めのθモータである。図３に示すように、３個のノズル
２１ａ〜２１ｃは基板３の搬送方向（Ｘ方向）に横一列
に並んでヘッド２０に保持されている。またノズル２１
ａ〜２１ｃの下部にはバックプレート２６が装着されて
いる。ノズル２１ａ〜２１ｃは、その下端部にチップ１
２を真空吸着してチャックする。

【００１１】図１および図２において、ガイドレール２
とパーツフィーダ４の間には光学ユニット３０が設けら
れている。次に図３を参照して、光学ユニット３０の構
造を説明する。３１はレンズ系を収納したカバーケース
であって、中央の円筒部３２と両側部の箱部３３から成
っている。円筒部３２の上面には横長のスリット３５が
開孔されており、その下方にはハーフミラー３６とライ
ンセンサ３７が設けられ、またハーフミラー３６の側方
にはモニタ用カメラ３８が設けられている。スリット３
５およびラインセンサ３７は、その長手方向を基板３の
搬送方向（Ｘ方向）に直交するＹ方向に向けて設けられ
ている。３７ａはラインセンサ３７に直線状に配列され
たＣＣＤである。また箱部３３の上面にはライン発光部
３９が設けられている。ライン発光部３９は、スリット
３５の上方を通過するノズル２１ａ〜２１ｃのバックプ
レート２６に向って下方からスリット状の光を照射す
る。バックプレート２６で反射された光は、スリット３
５を通ってラインセンサ３７およびモニタ用カメラ３８
に入射し、チップ１２は明るく輝くバックプレート２６
の中に黒いシルエットとして観察される。なおチップの
観察方法としてはこの他に、チップ１２にライン発光部
３９の光を照射し、チップ１２の下面で反射した光をラ
インセンサ３７で検出するようにしてもよい。

【００１２】図４は駆動系のブロック図であって、４０
はＣＰＵ、４１は様々なデータの記憶部、４２はインタ
ーフェースである。ラインセンサ３７は認識部４３を介
してインターフェース４２に接続されている。またガイ
ドレール２、Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モータ９、Ｚ軸モー
タ２２、θモータ２４はそれぞれ駆動回路４４、４５、
４６、４７、４８、４９を介してインターフェース４２
に接続されている。

【００１３】このチップの実装装置は上記のように構成
されており、次に図５のフローチャートを参照してチッ
プの実装方法を説明する。まずＹ軸モータ９を駆動し
て、ノズル２１ａ〜２１ｃをチップ１２の取り出し位置
の直線Ｐ上に位置させる（ＳＴ１）。次にＸ軸モータ１
１を駆動してノズル２１ａ〜２１ｃを直線Ｐの上方をＸ
方向へ移動させ（ＳＴ２）、所定のパーツフィーダ４の
上方でこの移動を停止し、そこでＺ軸モータ２２を駆動
して何れかのノズル２１ａ〜２１ｃを下降上昇させ、チ
ップ１２をノズル２１ａ〜２１ｃの下端部に真空チャッ
クしてピックアップする（ＳＴ３）。同様にＳＴ２、Ｓ
Ｔ３を繰り返して、他のノズル２１ａ〜２１ｃで次々に
チップ１２をピックアップする（ＳＴ４）。なお１個目
のチップをピックアップする場合は、ＳＴ１とＳＴ２の
動作を同時に行なってもよい。

【００１４】次にＸ軸モータ１１とＹ軸モータ９を駆動
して、ヘッド２０を光学ユニット３０の上方へ移動させ
る（ＳＴ５）。次にＸ軸モータ１１を駆動することによ
り、それぞれのノズル２１ａ〜２１ｃをスリット３５の
上方をＸ方向へ直線的に移動させ、ラインセンサ３７に
よりそれぞれのチップ１２の画像を次々に取り込む（Ｓ
Ｔ６）。図６は、３個のノズル２１ａ〜２１ｃにチャッ
クされた様々な品種のチップ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの
認識動作を示している。各々のノズル２１ａ〜２１ｃに
チャックされたチップ１２ａ〜１２ｃのサイズは異って
いるが、３個のノズル２１ａ〜２１ｃはＸ方向へ横一列
に並んでいるので、ヘッド２０をラインセンサ３７の上
方をＸ方向へ直線的に移動させることにより、３つのチ
ップ１２ａ〜１２ｃの画像を連続的に取り込むことがで
きる。この場合のヘッド２０の移動は、Ｘ軸テーブル６
のＸ軸モータ１１によってのみ行なわれる。このためＹ
軸モータ９は停止させたままでよいので制御が簡単であ
る。

【００１５】次に取り込まれた画像から、認識部４３に
て各々のチップ１２の位置を認識する（ＳＴ７）。次に
ＳＴ７の認識結果に基いて、Ｘ軸モータ１１、Ｙ軸モー
タ９、θモータ２４を駆動し、チップ１２のＸ方向、Ｙ
方向、θ方向の位置ずれを補正したうえで、各々のチッ
プ１２を基板３の所定の座標位置に次々に搭載する（Ｓ
Ｔ８）。以上の動作を繰り返すことにより、基板３には
多品種のチップ１２が次々に搭載される。

【００１６】本実施の形態には、種々の変更を加えても
よい。例えばＳＴ２の動作では、Ｙ軸モータ９を停止さ
せた状態で行なうのが好ましいが、パーツフィーダ４の
チップ取出口が直線Ｐからずれていたり、あるいはノズ
ル２１ａ〜２１ｃがＸ方向に平行な直線上に正確に整列
していない場合は、ヘッド２０をＸ方向へ移動させただ
けでは、チップのピックアップミスを生じる可能性があ
る。したがってこのような場合には、Ｙ軸モータ９を駆
動してノズル２１ａ〜２１ｃのＹ方向の位置を補正しな
がらチップをピックアップするようにしてもよい。ま
た、光学ユニット３０を２つ設け、ガイドレール２の両
側部にそれぞれ１個づつ配置してもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、複数個のノズルを横一列にヘ
ッドに保持させているので、ヘッドをパーツフィーダの
上方を基板の搬送方向へ移動させながら、各々のノズル
で連続的にチップをピックアップすることができ、また
ラインセンサの上方をヘッドを同方向へ直線的に移動さ
せることにより、各々のノズルにチャックされたチップ
の位置認識を連続的に行うことができる。そしてこの位
置認識後に各々のチップを次々に基板に搭載できるの
で、多品種のチップを高速度で基板に実装することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるチップの実装装置
の斜視図

【図２】本発明の一実施の形態によるチップの実装装置
の平面図

【図３】本発明の一実施の形態によるチップの実装装置
のヘッドとラインセンサの斜視図

【図４】本発明の一実施の形態によるチップの実装装置
の駆動系のブロック図

【図５】本発明の一実施の形態によるチップの実装装置
の動作のフローチャート

【図６】本発明の一実施の形態によるチップの実装装置
のチップ認識中のラインセンサの平面図

【符号の説明】

２ ガイドレール ３ 基板 ４ パーツフィーダ ５ Ｙ軸テーブル ６ Ｘ軸テーブル １２ チップ ２０ ヘッド ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ ノズル ３０ 光学ユニット ３７ ラインセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個のノズルを基板の搬送方向に横一列
   に保持したヘッドを、基板の搬送方向に並設されたパー
   ツフィーダの上方を前記搬送方向へ移動させて、前記各
   々のノズルで前記パーツフィーダに備えられたチップを
   次々にチャックしてピックアップする工程と、前記基板
   と前記パーツフィーダの間にその長手方向を基板の搬送
   方向に直交する方向に向けて配設されたラインセンサの
   上方を前記ヘッドを前記搬送方向へ移動させることによ
   り、前記各々のノズルにチャックされたチップの画像の
   取り込みを連続的に行う工程と、前記画像からチップの
   位置を認識する工程と、前記ヘッドを前記チップの位置
   に基づいて前記基板の上方を移動させて、前記各々のノ
   ズルにチャックされたチップを前記基板の所定の座標位
   置に次々に搭載する工程と、を含むことを特徴とするチ
   ップの実装方法。