JPH11508413A - 基板に構成部材を配置する方法及びこの方法を実施するための構成部材配置機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、構成部材がロボット（２）のアーム（５）に固着された配置ヘッド（６）により摘まみ上げられた後に、この構成部材が備え付けの第１イメージングデバイス（１２）のイメージ領域（１８）内に移動し、ロボットの前記アーム（５）にも固着された第２イメージングデバイス（１３）が基板（７）のマーク（２１）の像を創った後に構成部材の像が創られ、続いて構成部材の位置と構成部材を基板に配置すべき位置とが、結果として生じるイメージデータから計算され、最後に配置ヘッドが基板上の構成部材を所望な位置に位置付ける。構成部材（１０）の像を創る間には、配置ヘッドと第２イメージングデバイスとの間の距離の不正確さを補償するために、第１イメージングデバイス（１２）は、又基準プレート（１４）に配置された少なくとも１つのマーク（１６）のイメージをも創り、同時に、第２イメージングデバイス（１３）に対する構成部材（１０）の位置が結果的に生じるイメージデータから計算されたあとに第２イメージングデバイス（１３）が基準プレートの第２マーク（１７）の像を創る。

Description

【発明の詳細な説明】 基板に構成部材を配置する方法及びこの方法を実施するための 構成部材配置機械 本発明は、構成部材がロボットのアームに固着された配置ヘッドにより摘まみ 上げられた後に、構成部材が備え付けの第１イメージングデバイスのイメージ領 域内に移動し、構成部材の像が創られ、ロボットの前記アームにも固着された第 ２イメージングデバイスが基板のマークの像を創り、その後構成部材の位置とこ の構成部材を基板上に配置すべき位置とが結果的に生じるイメージデータから計 算され、続いて配置ヘッドが基板上の構成部材を所望な位置に配置する構成部材 を基板上に配置する方法に関するものである。 このような方法は、米国特許明細書５０８４９５９により知られている。この 既知の方法においては、第２イメージングデバイスに対する構成部材の位置は、 構成部材のイメージが第１イメージングデバイスより創られた後に計算される。 これが可能であるのは、配置ヘッドの基準点が常に第１イメージングデバイスの イメージ領域内の固定された位置に移動し、配置ヘッドの基準点と第２イメージ ングデバイスの基準点との間の距離が既知だからである。しかしながら、実際に はこの距離は、常に一定である訳ではなく、これにより基板上の構成部材の配置 が不正確なものとなる。この距離が一定ではないという事実は、特に温度差によ り生じる。しかしながら、不所望な振動のような他の影響によっても、誤った測 定が生じる。 本発明の目的は、基板上の所望な位置に高い精度で構成部材を配置することに ある。 本発明はこのような目的を達成するために、構成部材のイメージを創っている 間に、第１のイメージングデバイスが基準プレートに位置する少なくとも１個の マークの像をも創り、同時に第２のイメージングデバイスが基準プレートに位置 する他のマークの像をも創り、その後第２イメージングデバイスに対する構成部 材の位置が結果的に生じるイメージデータから計算されることを特徴とする。 この方法の利点は、第２イメージングデバイスに対して配置ヘッドにより摘み 上げられた構成部材の位置が、基板上に各構成部材を配置する工程中に決定でき ることである。構成部材を基板上に配置すべき所望な位置は第２イメージングデ バイスにより決定される。これらの２つの位置のデータにより、ロボットは構成 部材を配置するように構成部材を有する配置ヘッドを所望な位置に正確に指向で きる。 好適には、構成部材の像を創るために、構成部材は第１マークとほぼ同じイメ ージ距離に位置する。 本発明は、又フレームと、ロボットと、基板を運ぶための輸送システムと、配 置ヘッドがロボットのアームに固着されている、構成部材を基板に配置するため の配置ヘッドと、フレームに固着されて構成部材の位置を決定するための第１イ メージングデバイスと、配置ヘッドと共に移動して基板のマークを検出するため の第２イメージングデバイスに関するものでもある。 構成部材を基板上の所望な位置に高い精度で配置するために、この配置機械は 、配置機械に、少なくとも第１マーク及び第２マークを有する基準プレートを具 え、このマークが互いに決まった位置に配置され、構成部材の像を創っている間 に第１マークが第１イメーイングデバイスのイメージ領域内に配置される一方、 同時に第２マークが第２イメージングデバイスのイメージ領域内に配置されるこ とを特徴とする。 基準プレートが、配置ヘッドにより摘み上げられた構成部材が通ることの可能 な開口を有し、この基準プレートが開口近傍に少なくとの１つの第１マークを有 するのが好適である。これにより、特にはフェース(face)或いはそこにあるピン と接触する構成部材が、基準プレートのマークが位置するイメージ平面と同じイ メージングデバイスのイメージ平面に配置されるように、位置することができる ように構成部材が開口内に位置することができる。 更に、基準プレートは好適には基板とほぼ同じレベルで配置される。これによ り、イメージングの精度が増し、従って構成部材の配置精度が増す。 本発明を図面に示した実施例によってより詳細に示す。 図１は、本発明による方法を使用するための構成部材配置機械を示したもので り、 図２は、基準プレートと基板の平面図を示したものであり、 図３は、イメージングの位置における配置ヘッドとイメージングデバイスとの 側面図を示したものである。 図１の構成部材配置機械にｘ−ｙロボット２を具える機械フレーム１を設ける 。このロボットはスライド３により形成され、フレームの２個の平行なガイドメ ンバ４に亘るＹ方向において移動可能で且つアーム５によりＸ方向にはスライド ３に沿って移動可能である。アームに構成部材配置ヘッド６を具える。この機械 は、基板の輸送用の輸送メカニズム、例えば機械を通過する印刷されたサキット ボードを有する。コンベアベルト８だけがこの輸送メカニズムに示されている。 構成部材配置ヘッド６に吸引ノズル９を具え、吸引ノズルにより構成部材１０を 構成部材フィーダ１１から摘まみ上げる構成部材は続いて基板７に配置される。 吸引ノズルはＺ方向及びφ方向に駆動できる。φ方向の手段においては、ノズル がその長手方向軸線に関して角回転を遂行できることを意味する。基板上の所望 な位置に非常に正確に構成部材を配置するために、この機械にフレームにしっか りと固着された第１イメージングデバイス１２とロボットのアーム４に固着され た第２イメージングデバイスとを配置ヘッド近傍にを設ける。この機械に更に標 準プレート１４を設ける。この標準プレートは開口１５を有する。この開口は非 常に大きいので構成部材はこの開口を通ることが可能である。このとき基準プレ ートは開口付近に、本例では４個の第１マーク１６を有する。基準プレートは開 口から若干の距離に第２マーク１７を有する。第２マークは第１マークに対して 非常に正確な既知の位置を有する。備え付けの第１イメージングデバイス１２は 基準プレートの開口の下方に配置される。開口１５とこの開口を取り巻く第１マ ーク１６の双方はイメージングデバイスのイメージ領域１８内に配置される。好 適には基準プレートは透明材料で構成される。構成部材を基板に配置する方法は 、図２及び図３により以下に示す。 ロボットは、構成部材フィーダ１１に先ず指向され、そこで配置ヘッド４の吸 引ノズル９が部分的に真空であることにより構成部材１０を摘まみ上げる。配置 ヘッド４は、このとき基準プレート１４上に配置され、構成部材は基準プレート の開口１５内に移動する。この瞬間には第２マーク１７は第２イメージデバイス １３のイメージ領域１９内にある。第１イメージングデバイス１２は構成部材１ ０と構成部材を取り巻くマーク１６との像を創り、第２イメージングデバイス１ ３は第２マーク１７の像を創る。これらの像は同時に創られるのが好適である。 イメージデータはイメージプロセッサ２０に適用され、第２イメージデバイスに 対する構成部材の位置を即座に計算する。続いて、ロボットは基板７のマーク２ １上の第２イメージングデバイス１３を位置付ける。構成部材が基板上に配置さ れる位置に対するマーク２１の位置は正確に判断されイメージプロセッサ内に記 憶される。更に第２イメージデバイス１３は基板上に第２マーク２１の像を創り 、その結果生じるイメージデータをイメージプロセッサに適用する。このイメー ジプロセッサは、構成部材を基板上に配置すべき位置に対する第２イメージング デバイス１３の位置を計算する。第２イメージングデバイスに対する構成部材の 位置も又知られているので、構成部材を基板上に配置すべき位置に関する構成部 材の相対的な位置も又、Ｘ、Ｙ及びＺ方向及びφ方向に正確に把握される。コノ データにより配置ヘッド６は基板７上に構成部材を配置するように所望な位置に 正確に指向できる。実際には、構成部材の位置は、接触ピン２２の位置により通 常は規定され、この接触ピンが接触すべき基板の位置は、接触パッド２３の位置 により規定される。第２イメージングデバイスに対する位置を決定するために、 このデバイスは基準点２４を有する。 基準プレートは構成部材の像を創るための開口を必要としない。しかしながら 、開口の利点は構成部材が開口内に位置し、その結果構成部材及び基準プレート のマークがほぼ同じレベルで配置され、従ってイメージングデバイスから同じイ メージ距離で配置されることである。これにより、測定の精度が増す。好適には 、基準プレートは基板と同じレベルで配置される。 イメージング列は本質的なものではない。例えば、基板の第１マークの像が創 られ、続いて構成部材の像が創られることも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．構成部材がロボットのアームに固着された配置ヘッドにより摘まみ上げられ た後に、構成部材が備え付けの第１イメージングデバイスのイメージ領域内に移 動し、構成部材の像が創られ、ロボットの前記アームにも固着された第２イメー ジングデバイスが基板のマークの像を創り、その後構成部材の位置とこの構成部 材を基板上に配置すべき位置とが結果的に生じるイメージデータから計算され、 続いて配置ヘッドが基板上の構成部材を所望な位置に配置する構成部材を基板上 に配置する方法において、構成部材のイメージを創っている間に、第１のイメー ジングデバイスが基準プレートに位置する少なくとも１個のマークの像をも創り 、同時に第２のイメージングデバイスが基準プレートに位置する他のマークの像 をも創り、その後第２イメージングデバイスに対する構成部材の位置が結果的に 生じるイメージデータから計算されることを特徴とする構成部材を基板上に配置 する方法。 ２．構成部材の像を創るために、この構成部材が第１マークとほぼ同じイメージ 距離に位置することを特徴とする請求項１に記載の構成部材を基板上に配置する 方法。 ３．フレームと、ロボットと、基板を運ぶための輸送システムと、配置ヘッドが ロボットのアームに固着されている、構成部材を基板に配置するための配置ヘッ ドと、フレームに固着されて構成部材の位置を決定するための第１イメージング デバイスと、配置ヘッドと共に移動して基板のマークを検出するための第２イメ ージングデバイスにおいて、配置機械に、少なくとも第１マーク及び第２マーク を有する基準プレートを具え、このマークが互いに決まった位置に配置され、構 成部材の像を創っている間に第１マークが第１イメーイングデバイスのイメージ 領域内に配置される一方、同時に第２マークが第２イメージングデバイスのイメ ージ領域内に配置されることを特徴とする構成部材配置機械。 ４．基準プレートが、配置ヘッドにより摘み上げられた構成部材が通ることの可 能な開口を有し、この基準プレートが開口近傍に少なくとの１つの第１マークを 有することを特徴とする請求項２に記載の構成部材配置機械。 ５．基準プレートが基板とほぼ同じレベルで配置されることを特徴とする請求項 ３に記載の構成部材配置機械。