KR101400822B1 - 실장기, 그 실장 방법 및 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법 - Google Patents

실장기, 그 실장 방법 및 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실장기는 부품(A)을 기판(W) 상에 실장하는 것으로서, 이 실장기는 부품(A)을 픽업하는 복수개의 헤드(41)가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛(40)과, 헤드 유닛(40)을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단(4)과, 헤드 유닛(40)에 설치되고 또한 기판(W)을 촬상하는 기판 촬상 카메라(21)(기판 촬상 수단)와, 기판 촬상 카메라(21)를 헤드 유닛(40)에 대하여 헤드(41)의 배열 방향을 따라 이동시키는 카메라 이동 수단(25)(촬상 이동 수단)을 구비하고 있다.
Figure R1020097021334
실장기, 헤드 유닛, 유닛 이동 수단, 기판 촬상 수단, 촬상 이동 수단

Description

실장기, 그 실장 방법 및 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법{MOUNTING APPARATUS AND MOUNTING METHOD AND SUBSTRATE IMAGING MEANS TRANSFER METHOD EMPLOYED IN THE MOUNTING APPARATUS}
본 발명은 기판에 전자 부품을 실장하는 실장기, 그 실장 방법 및 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법에 관한 것이다.
종래, 기판 상에 전자 부품을 실장하는 실장기에 있어서 부품을 흡착 가능한 복수개의 헤드가 소정의 방향(X축 방향)으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛을 구비하고, 부품 공급부로부터 공급되는 전자 부품을 헤드 유닛의 헤드에 의해 흡착해서 기판상까지 이송하여 실장하는 것이 주지되어 있다.
이러한 실장기에서는 헤드 유닛에 기판의 기준 마크 등을 인식하기 위한 기판 촬상 카메라가 설치되어 있다. 기판 촬상 카메라의 설치 수는 통상 1개이지만 그 중에는 기판 촬상 카메라가 복수개 설치된 것도 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에 나타내는 실장기는 헤드 유닛에 있어서의 X축 방향의 양단부에 기판 촬상 카메라가 각각 설치되어 있다. 이 실장기는 기판 촬상 카메라가 1개인 실장기와는 달리 헤드 유닛의 이동 범위보다 각각의 기판 촬상 카메라의 이동 범위를 합친 범위쪽이 넓어지게 된다. 즉, 헤드 유닛의 이동량을 적게 하면서 소정의 촬상 범위를 확보할 수 있어 효율적으로 촬상할 수 있다.
그러나, 상기 특허 문헌 1에 나타내는 종래의 실장기에서는 기판 촬상 카메라를 2개 탑재하고 있기 때문에 카메라 이외에도 카메라용 배선이나 신호 처리 회로 등의 촬상 관련 부품이 2개씩 필요하게 되고, 그 만큼 부품수가 증대되어 구조의 복잡화를 초래하는데다가 코스트의 증대를 초래한다는 문제가 있었다.
특허 문헌 1: 일본 특허 제 3746127 호 공보(특허 청구 범위, 도 2)
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 촬상의 효율화를 꾀하면서 구조의 간소화 및 코스트의 삭감을 꾀할 수 있는 실장기, 그 실장 방법 및 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 실장기는 부품을 기판 상에 실장하는 실장기로서, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 헤드 유닛에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 기판 촬상 수단을 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 실장기에 의하면, 헤드 유닛 이동 수단에 의한 헤드 유닛의 이동량을 적게 할 수 있기 때문에 효율적으로 촬상할 수 있는데다가 기판 촬상 수단의 설치 수도 적어서 좋기 때문에 구조의 간소화 및 코스트의 삭감을 꾀할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법은 부품을 기판 상에 실장하는 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법으로서, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 헤드 유닛에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 기판 촬상 수단을 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 실장기를 준비하는 공정과, 헤드 유닛 이동 수단에 의해 헤드 유닛을 이동시킴과 아울러 촬상 이동 수단에 의해 기판 촬상 수단을 이동시킴으로써 기판 촬상 수단을 소정 위치에 배치하는 공정을 포함하는 것에 특징을 갖는 것이다.
이 방법에 의하면 상기와 마찬가지로 촬상의 효율화, 구조의 간소화를 꾀할 수 있어 코스트를 삭감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실장기의 실장 방법은 기판을 소정의 실장 위치에 반입하는 기판 반입 수단과, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 헤드 유닛에 설치되고 또한 헤드의 배열 방향으로 이동 가능하게 설치된 촬상 수단 지지 부재와, 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 부품을 촬상하는 부품 촬상 수단과, 촬상 수단 지지 부재를 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 실장기의 실장 방법으로서, 기판 반입 수단에 의해 기판을 실장 위치에 반입하는 공정과, 헤드 유닛 이동 수단에 의해 헤드 유닛을 이동시킴과 아울러 촬상 이동 수단에 의해 기판 촬상 수단을 이동시켜 그 기판 촬상 수단에 의해 기판을 촬상하는 공정과, 헤드 유닛의 헤드에 의해 픽업된 부품을 헤드 유닛 이동 수단에 의해 실장 위치까지 이동시켜 기판 상에 탑재하는 공정과, 헤드에 의해 픽업된 부품에 대하여 촬상 이동 수단에 의해 부품 촬상 수단을 이동시켜 그 부품 촬상 수단에 의해 부품을 촬상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 방법에 의하면 기판 및 부품을 효율적으로 촬상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 실장기를 나타내는 평면도이다.
도 2는 제 1 실시형태의 실장기의 요부를 나타내는 정면도이다.
도 3은 제 1 실시형태의 실장기에 적용된 기판 촬상용 카메라 유닛을 나타내는 측면도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 카메라 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 5는 제 1 실시형태의 카메라 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 6은 제 1 실시형태의 카메라 유닛에 적용된 기판 촬상 카메라를 나타내는 하면도이다.
도 7은 제 1 실시형태의 실장기의 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 실장기의 요부를 나타내는 정면도이다.
도 9는 제 2 실시형태의 실장기에 적용된 기판 촬상 카메라가 부착된 스캔 유닛을 나타내는 측면도이다.
도 10은 제 2 실시형태의 스캔 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 11은 제 2 실시형태의 스캔 유닛을 나타내는 평면도이다.
<제 1 실시형태>
도 1은 본 발명의 실시형태인 실장기(M1)의 일례를 나타내는 평면도, 도 2는 실장기(M1)의 요부를 나타내는 정면도이다.
양 도면에 나타내는 바와 같이, 이 실장기(M1)는 기대(11) 상에 배치되는 컨베이어(20)와, 이 컨베이어(20)의 양측에 설치된 부품 공급부(30)와, 기대(11)의 상방에 설치된 헤드 유닛(40)을 구비하고 있다.
컨베이어(20)는 미실장된 기판(W)을 기판 반입부로부터 실장 위치까지 반송함과 아울러 실장 처리된 기판(W)을 실장 위치로부터 기판 배출부로 반송할 수 있도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어서 컨베이어(20)에 의해 기판 반입 수단이 구성되어 있다.
부품 공급부(30)는 컨베이어(20)에 대하여 프론트측과 리어(rear)측에 각각 설치되어 있다. 이 실시형태에서는 부품 공급부(30)는 부품 공급 수단으로서의 테이프 피더(31…)를 복수개 정렬해서 장착 가능하게 구성되어 있다. 각 테이프 피더(31)의 릴에는 IC, 트랜지스터, 콘덴서 등의 전자 부품이 소정 간격을 두고 격납된 테이프가 권회되어서 셋팅되어 있고, 테이프가 순차적으로 풀려 나옴으로써 전자 부품이 흡착 위치(공급 위치)에 순차적으로 공급되도록 되어 있다.
헤드 유닛(40)은 부품 공급부(30)로부터 흡착 위치에 공급된 부품을 픽업해서 인쇄 기판(W) 상에 장착할 수 있도록 부품 공급부(30)와 인쇄 기판(W) 상의 실 장 위치에 이르는 영역을 이동 가능하도록 되어 있다. 구체적으로는 헤드 유닛(40)이 X축 방향[컨베이어(20)의 기판 반송 방향]으로 연장되는 헤드 유닛 지지 부재(42)에 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 헤드 유닛 지지 부재(42)는 그 양단부에 있어서 Y축 방향(수평면 내에서 X축과 직교하는 방향)으로 연장되는 가이드 레일(43, 43)에 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 헤드 유닛(40)은 X축 모터(44)에 의해 볼 나사(45)를 통해서 X축 방향의 구동이 행하여지고, 헤드 유닛 지지 부재(42)는 Y축 모터(46)에 의해 볼 나사(47)를 통해서 Y축 방향의 구동이 행해지도록 되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 헤드 유닛 지지 부재(42), 가이드 레일(43), X축 모터(44), 볼 나사(45), Y축 모터(46), 볼 나사(47)에 의해 헤드 유닛 이동 수단(4)이 구성되어 있다.
헤드 유닛(40)에는 부품 탑재용 복수개의 탑재 헤드(41…)가 X축 방향으로 정렬되어 배치되어 있다.
각 헤드(41…)는 Z축 모터를 구동원으로 하는 승강 기구에 의한 상하 방향(Z축 방향)으로 구동됨과 아울러 R축 모터를 구동원으로 하는 회전 구동 기구에 의해 회전 방향(R축 방향)으로 구동되도록 되어 있다.
헤드(41…)에는 전자 부품(A)을 흡인 흡착해서 기판(W)에 장착하기 위한 흡착 노즐(411…)이 각각 설치되어 있다.
각 흡착 노즐(411)은 도면에 나타내지 않은 부압 수단에 접속되어 있고, 부압 수단으로부터 부압이 공급되면 그 부압에 의한 흡입력에 의해 전자 부품(A)이 흡착되도록 되어 있다.
도 1∼5에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(40)에는 카메라 유닛(2)이 설치되어 있다. 카메라 유닛(2)은 기판 촬상 수단으로서의 기판 촬상 카메라(21)와, 그 카메라(21)를 이동 가능하도록 헤드 유닛에 지지하는 촬상 이동 수단(카메라 이동 수단)(25)을 구비하고 있다.
카메라 이동 수단(25)은 헤드 유닛(40)의 리어측에 설치되고 또한 X축 방향으로 연속해서 연장되는 리니어 가이드(26)를 갖고 있다. 이 리니어 가이드(26)는 헤드 유닛(40)에 있어서의 X축 방향의 일단으로부터 타단까지의 긴 범위에 걸쳐 배치되어 있다.
또한, 이 리니어 가이드(26)에는 리니어 가이드(26)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩 가능하도록 카메라 지지 부재(촬상 수단 지지 부재)(27)가 설치되어 있다.
카메라 지지 부재(27)의 하면에는 카메라(21)가 그 촬상 방향을 하향으로 한 상태로 고정되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 이 카메라(21)에 있어서의 하면측의 화상 캡쳐부에는 CCD 카메라 등의 에리어 카메라로 구성되는 카메라 본체(22)가 설치됨과 아울러 카메라 본체(22)의 외주에 복수개의 LED 등으로 구성되는 조명 수단(23)이 설치되어 있다.
그리고, 이 카메라(21)에 의해, 예를 들면 이 실장기(M1)에 반입된 기판(W)에 형성된 위치 기준 마크나, 기판 ID 마크, 테이프 피더(31) 등의 부품 공급부(30)로부터 공급되는 부품의 위치 등이 인식되도록 되어 있다.
또한, 도 1∼5에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(40)의 리어측에는 볼 나사(28)가 축심 둘레에 회전 가능하게 설치되어 있다. 이 볼 나사(28)는 리니어 가이드(26)와 평행하게 X축 방향을 따라 배치됨과 아울러 헤드 유닛(40)에 있어서의 X축 방향의 일단으로부터 타단까지의 긴 범위에 걸쳐 배치되어 있다.
카메라(21)를 지지하는 상기 카메라 지지 부재(27)에는 볼 나사(28)에 대응해서 볼 너트(281)가 고정되어 있고, 이 볼 너트(281)가 볼 나사(28)에 나사 결합되는 형태로 장착되어 있다.
또한, 헤드 유닛(40)의 리어측에는 볼 나사(28)의 일단에 대응해서 서보 모터 등의 카메라 이동용 모터(카메라 X축 모터)(29)가 장착되어 있다. 그리고, 이 모터(29)가 회전 구동됨으로써 볼 나사(28)가 회전되어 카메라 지지 부재(27)가 카메라(21)와 함께 X축 방향을 따라 이동되도록 되어 있다.
또한, 카메라(21)의 이동 범위는 헤드 유닛(40)에 있어서의 X축 방향의 일단으로부터 타단까지의 범위로 설정되어 양단의 헤드(41, 41)보다 더욱 외측까지 이동할 수 있도록 되어 있다.
본 실시형태에 있어서는 리니어 가이드(26), 카메라 지지 부재(27), 볼 나사(28) 및 카메라 이동용 모터(29) 등에 의해 카메라 이동 수단(25)이 구성되어 있다.
또한, 실장기(M1)에 있어서의 리어측의 부품 공급부(30)와 컨베이어(20) 사이에는 라인 센서 카메라 등으로 이루어지는 부품 촬상 카메라(12)가 설치되어 있다. 이 카메라(12)는 헤드 유닛(40)에 의해 이송되는 부품을 하방측으로부터 촬상 해서 부품의 위치 어긋남 등을 검출할 수 있도록 되어 있다.
도 7은 실장기(M1)의 제어계를 나타내는 블록도이다. 동일 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 실장기(M1)는 pc 등으로 이루어지는 제어 장치(콘트롤러)(6)를 구비하고, 이 제어 장치(6)에 의해 실장기(M1)의 각종 동작이 제어된다.
제어 장치(6)는 연산 처리부(60), 실장 프로그램 기억 수단(63), 반송계 데이터 기억 수단(64), 모터 제어부(65), 외부 입출력부(66) 및 화상 처리부(67)를 구비하고 있다.
연산 처리부(60)는 실장기(M1)의 각종 동작을 통괄적으로 관리한다.
실장 프로그램 기억 수단(63)은 기판(W)에 각 전자 부품을 실장하기 위한 실장 프로그램(생산 프로그램)을 기억한다. 이 생산 프로그램에는 기판(W)의 회로 패턴에 의거한 각 전자 부품의 실장 위치(좌표)나 방향, 각 전자 부품에 공급되는 피더(31)의 위치(좌표) 등에 관한 데이터 등이 포함되어 있다.
반송계 데이터 기억 수단(64)은 생산 라인 상에서의 기판(W)의 반송에 관한 각종 데이터가 기억되어 있다.
또한, 모터 제어부(65)는 헤드 유닛(40)[헤드(41)]의 XYZR 각 축의 구동 모터, 또한 카메라 이동용 모터(카메라 X축 구동 모터)(29) 등의 동작을 제어한다.
외부 입출력부(66)는 실장기(M1)가 구비하는 각종 센서류, 흡착 노즐 진퇴용 에어 실린더 등의 구동부와의 사이에서 각종 정보의 입출력을 행한다.
화상 처리부(67)는 부품 촬상 카메라(12) 및 기판 촬상 카메라(21)에 의해 촬상된 화상 데이터를 처리한다.
또한, 제어 장치(6)에는 각종의 정보를 표시하기 위한 CRT 디스플레이, 액정 디스플레이 등의 표시 유닛(62)이 접속되어 있다. 또한, 제어 장치(6)에는 각종 정보를 입력하기 위한 키보드나 마우스 등의 입력 유닛(도시 생략)이 접속되어 있다.
이상의 구성의 실장기(M1)에 있어서는 입력 유닛을 통해서 입력된 동작 개시 지령에 응답해서 제어 장치(6)가 작동되고, 그 제어 장치(6)에 의해 각 구동부의 구동이 제어되어 이하의 동작이 자동적으로 행하여진다.
우선, 컨베이어(20)에 의해 미실장된 기판(W)이 소정 위치까지 반입된다. 그 후, 헤드 유닛(40)이 부품 공급부(30)까지 이동해서 소정의 전자 부품이 헤드 유닛(40)의 각 흡착 노즐(411)에 의해 각각 흡착된다.
이어서, 헤드 유닛(40)이 기판(W)의 위치까지 이동해서 각 흡착 노즐(411)에 흡착된 부품이 기판(W) 상의 소정 위치에 각각 탑재된다.
이러한 동작이 반복되어 기판(W) 상에 전자 부품(A)이 순차적으로 탑재된다. 그리고, 기판(W) 상에 모든 부품(A)이 탑재되면 해당 기판(W)에 대한 실장 처리가 종료되고, 실장 완료된 기판(W)이 컨베이어(20)에 의해 반출되는 한편, 미실장된 다음 기판(W)이 실장 위치까지 반입되어 상기와 마찬가지로 실장 처리된다.
본 실시형태의 실장기(M1)에 있어서는 이러한 실장 처리 중에 기판 촬상 카메라(21)에 의해 기판(W)에 형성된 기준 마크(W1) 등(도 1 참조)을 촬상해서 기판(W)의 인식을 행하거나, 테이프 피더(31) 등의 부품 공급부(30)로부터 공급되는 부품(A)의 위치 등의 인식을 행하도록 되어 있다.
기준 마크(W1)를 촬상하는 때에는 헤드 유닛(40)이 기판 위치까지 이동해서 조명 수단(23)에 의해 기판(W)의 촬상 위치를 조명하면서 기판 촬상 카메라(21)에 의해 기판(W)의 촬상 위치, 예를 들면 기판(W)에 형성된 복수개의 기준 마크(W1…) 등을 순차적으로 촬상한다.
본 실시형태에 있어서 기판 촬상 카메라(21)를 이동시키는 때에는 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의해 헤드 유닛(40)을 이동시킬뿐만 아니라, 카메라 이동 수단(25)에 의해 기판 촬상 카메라(21) 자체도 헤드 유닛(40)에 대하여 X축 방향으로 적절하게 이동시킴으로써 기판 촬상 카메라(21)를 소정의 촬상 위치까지 이동시킨다. 이에 따라 헤드 유닛(40)의 이동량을 적게 할 수 있다.
그래서, 기판 촬상 카메라(21)를 촬상 위치까지 이동시킬 때에는 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의한 헤드 유닛(40)의 이동과 병행시켜 카메라 이동 수단(25)에 의한 기판 촬상 카메라(21)도 이동시킴으로써 카메라(21)의 이동 속도를 빠르게 할 수 있고, 카메라(21)를 촬상 위치까지 효율적으로 이동시킬 수 있다.
무엇보다 본 발명에 있어서는 기판 촬상 카메라(21)를 촬상 위치까지 이동시킬 때에 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의한 헤드 유닛(40)의 이동 후에 카메라 이동 수단(25)에 의한 카메라(21)의 이동을 개시하거나 또는 카메라(21)의 이동 후에 헤드 유닛(40)의 이동을 개시하도록 해도 좋다.
또한, 필요에 따라 기판 촬상 카메라(21)만을 이동시켜도 좋고 헤드 유닛(40)만을 이동시키도록 해도 좋다.
이상과 같이, 본 실시형태의 실장기(M1)에 의하면 헤드 유닛(40)에 대하여 기판 촬상 카메라(21)가 X축 방향을 따라 이동할 수 있도록 되어 있기 때문에 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의한 헤드 유닛(40)의 이동량을 적게 할 수 있고, 효율적으로 촬상할 수 있음과 아울러 장치의 소형 경량화를 꾀할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 실장기(M1)는 헤드 유닛(40)에 있어서의 기판 촬상 카메라(21)의 설치 수가 1개이기 때문에 장치의 소형 경량화 및 코스트의 삭감을 보다 확실하게 꾀할 수 있다. 즉, 헤드 유닛에 2개 기판 촬상 카메라를 탑재할 경우, 카메라 외에 촬상용 조명 수단, 카메라용 렌즈, 렌즈 마운트, 카메라 케이블(배선), 화상 처리 포트 등의 촬상 관련 부품이 2개씩 필요하게 되는 것에 대해서 본 실시형태의 실장기(M1)는 이들 촬상 관련 부품이 1개씩으로 완료된다. 이 때문에 부품수를 삭감할 수 있고, 촬상의 효율화, 구조의 간소화, 장치의 소형 경량화 및 코스트의 삭감을 보다 확실하게 꾀할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 기판 촬상 카메라를 2개 설치하는 경우에 비해서 촬상 관련 부품에 대한 부품 조정 작업이나 메인터넌스 작업 등도 절반 정도로 되어 오퍼레이터의 작업 부담을 경감할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 실장기(M1)에 있어서 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의한 헤드 유닛(40)의 이동과 병행하여 카메라 이동 수단(25)에 의한 이동을 행할 경우에는 카메라(21)의 이동 속도를 빠르게 할 수 있기 때문에 카메라(21)를 촬상 위치까지 고속으로 효율적으로 이동시킬 수 있고, 택트 타임(takt time)을 짧게 할 수 있어 생산 효율을 보다 한층 향상시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
도 8∼11은 본 발명의 제 2 실시형태인 실장기(M2)의 요부를 나타내는 도면 이다.
동일 도면에 나타내는 바와 같이, 이 실장기(M2)에서는 헤드 유닛(40)에 전자 부품을 촬상하기 위한 스캔 유닛(7)이 설치되어 있는 점이 상기 제 1 실시형태의 실장기(M1)와 크게 상위하고 있다.
이 제 2 실시형태의 실장기(M2)에 있어서의 스캔 유닛(7)은 헤드 유닛(40)의 흡착 노즐(411)에 흡착된 부품(A)을 부품 공급부(30)로부터 소정 위치까지 반송하고 있는 사이에 전자 부품(A)의 흡착 상태를 순차적으로 촬상해서 화상 인식할 수 있도록 되어 있다.
즉, 스캔 유닛(7)은 측면에서 보아 L자형의 카메라 지지 부재(71)와, 하면 화상 캡쳐부(72)와, 제 1 광로 변경부(73)와, 제 2 광로 변경부(74)와, 하면 조명 수단(75)과, 하면 화상 캡쳐부(72)에 의해 캡쳐된 부품(A)의 하면의 화상을 촬상하는 부품 촬상 수단으로서의 하면 촬상 카메라(76)를 구비하고, 카메라 지지 부재(71)의 수평편(711) 상에 각 부재(72∼76)가 배치되어 있다.
또한, 스캔 유닛(7)은 부품 촬상 수단으로서의 측면 촬상 카메라(77)와, 측면 조명 수단(78)을 더욱 구비하고, 이들 부재(77, 78)가 카메라 지지 부재의 수평편(711) 상에 배치되어 있다.
카메라 지지 부재(71)의 수직편은 헤드 유닛(40)에 그 리어측에 설치된 리니어 가이드(26)를 통해서 상기와 마찬가지로 X축 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 있다.
또한, 카메라 지지 부재(71)는 헤드 유닛(7)에 설치된 서보 모터 등의 모 터(29)(도 8 참조)에 의해 볼 나사(28)를 통해서 상기와 마찬가지로 헤드(41…)[흡착 노즐(411…)]의 배열 방향과 거의 병행하여 이동 가능하게 설치되어 있고, 이 카메라 지지 부재(71)가 흡착 노즐 열(X축 방향)을 따라 이동함으로써 카메라 지지 부재(71)에 설치된 하면 조명 수단(75)이 각각의 흡착 노즐(411…)에 흡착된 부품(A)의 하면을 조명함과 아울러 카메라 지지 부재(71)에 설치된 하면 촬상 카메라(76)가 조명된 부품(A)의 하면을 촬상하도록 구성되어 있다.
하면 화상 캡쳐부(72)는 카메라 지지 부재(71)의 이동시에 흡착 노즐(411…)의 하방을 통과함으로써 흡착 노즐(411…)에 흡착된 부품(A)의 하면의 화상을 캡쳐 가능한 부분이다. 본 실시형태에서는 이 하면 화상 캡쳐부(72)가 제 1 광로 변경부(73)로 구성되고, 이 제 1 광로 변경부(73)와 흡착 노즐(411) 사이에는 하면 촬상 카메라(76)에 대하여 외란광이 입사되는 것을 피하도록 광의 통과 범위를 제한하기 위해서 도면에 나타나 있지 않은 세로로 긴 직사각형의 슬릿이 설치되어 있다.
제 1 광로 변경부(73)는 촬상시 흡착 노즐(411)의 하방에 위치하고, 흡착 노즐(411)로부터 하방을 향하는 광의 방향을 대략 수평측방으로 약 90°변경함으로써 광을 흡착 노즐(411)의 아래로부터 측방을 향하는 방향으로 변경한다. 이 제 1 광로 변경부(73)는 본 실시형태에서는 반사 프리즘으로 구성되어 있다.
제 2 광로 변경부(74)는 제 1 광로 변경부(73)로부터의 광의 방향을 또한 약 90°변경함으로써 제 1 광로 변경부(73)로부터 측방을 향하는 광의 방향을 더욱 변경하는 광학 장치이고, 본 실시형태에서는 반투명경으로 구성되어 있다. 그 때문에 제 2 광로 변경부(74)의 광로 변경면(741)은 광로 변경면(741)의 배후로부터의 광에 대해서는 반투광면으로서 기능하고, 광로 변경면(741)의 배후에 설치된 하면 조명 수단(75)의 광이 광로 변경면(741)의 전방으로 투과할 수 있도록 되어 있다.
하면 조명 수단(75)은 제 1 광로 변경부(73)와 제 2 광로 변경부(74)를 통해서 흡착 노즐(411)에 흡착된 부품(A)의 방향으로 조명광을 조사하고, 부품(A)의 하면을 조명하는 장치로서, 하면 조명 수단(75)으로서 복수개의 발광 다이오드가 채용되어 있다. 이 하면 조명 수단(75)이 본 실시형태에서는 제 1 광로 변경부(73)로부터 제 2 광로 변경부(74)를 향하는 광의 대략 연장선 상에 설치되고, 제 2 광로 변경부(74)의 광로 변경면(741)의 배후로부터 제 1 광로 변경부(73)의 방향으로 조명광을 조사하도록 되어 있다. 이와 같이, 하면 조명 수단(75)은 제 2 광로 변경부(74)의 광로 변경면(741)을 통과해서 제 1 광로 변경부(73)에서 반사되는 조명광에 의해 흡착 노즐(411)에 흡착된 부품(A)의 하면을 조명하도록 구성되어 있다.
하면 촬상 카메라(76)는 흡착 노즐(411)에 흡착되어 하면 조명 수단(75)에 의해 조명된 부품(A)의 하면을 제 1 광로 변경부(73)와 제 2 광로 변경부(74)를 통해서 개별적으로 촬상하도록 구성된 장치로서, 예를 들면 CCD 라인 센서 카메라로 구성되어 있다. 이 하면 촬상 카메라(76)는 제 2 광로 변경부(74)에 의해 광로가 변경된 광의 방향으로 향하도록 촬상 방향을 횡 방향으로 해서 카메라 지지 부재(71)에 배치되어 있다.
측면 촬상 카메라(77)는 하면 촬상 카메라(76)의 측방 위치에 설치되어 부품(A)을 측방으로부터 촬상하는 장치로서, 하면 촬상 카메라(76)와 마찬가지로, 예 를 들면 CCD 라인 센서 카메라로 구성되어 있다.
측면 조명 수단(78)은 부품(A)의 측면을 조명하는 장치로서, 복수개의 발광 다이오드가 채용되고, 이들 복수개의 발광 다이오드는 대형의 전자 부품과의 간섭을 피하도록 카메라 지지 부재(71)에 있어서의 수평편(711)의 선단에 배치되어 있다.
하면 촬상 카메라(76)와 측면 촬상 카메라(77)는 전자 부품(A)이 각 부품 공급부(30)에 있어서 흡착 노즐(411)에 흡착되면 각 부품 공급부(30)로부터 기판(W)에 이송되는 사이에 흡착 노즐(411)의 부품(A)을 촬상하고, 이 촬상된 화상[부품(A)의 하면의 반사 화상 및 부품(A)의 측면의 투과 화상]은 상기 제어 장치(6)의 화상 처리부(67)(도 7 참조)에 의해 화상 처리되도록 구성되어 있다.
또한, 카메라 지지 부재(71)의 측단면에는 기판 촬상 수단으로서의 기판 촬상 카메라(21)가 그 촬상 방향을 하향으로 한 상태로 고정되어 있다. 이 기판 촬상 카메라(21)는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 화상 캡쳐부에 CCD 카메라 등의 에리어 카메라로 구성되는 카메라 본체(22)가 설치됨과 아울러 그 카메라 본체의 외주에 복수개의 LED 등으로 구성되는 조명 수단(23)이 설치되어 있다(도 6 참조).
이 기판 촬상 카메라(21)는 카메라 지지 부재(71)에 대하여 고정되어 있고 카메라 지지 부재(71)와 동기해서 X축 방향을 따라 이동되도록 되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 리니어 가이드(26), 볼 나사(28), 카메라 이동용 모터(29) 및 카메라 지지 부재(71) 등에 의해 촬상 이동 수단으로서의 카메라 이동 수단(25)이 구성되어 있다. 또한, 카메라 지지 부재(71)에 의해 촬상 수단 지 지 부재가 구성되어 있다.
본 제 2 실시형태에 있어서 다른 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이기 때문에 동일 부품에 동일 부호를 붙이고 중복 설명은 생략된다.
이 실장기(M2)에 있어서도 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 컨베이어(기판 반입 수단)에 의해 미실장된 기판이 소정 위치까지 반입된 후, 헤드 유닛(40)이 부품 공급부(30)까지 이동해서 각 헤드(41)의 흡착 노즐(411)에 의해 부품(A)을 흡착함과 아울러 그 헤드 유닛(40)이 기판 위치까지 이동해서 기판 상에 부품(A)을 탑재하는 실장 처리가 반복하여 행하여진다.
또한, 실장 처리 중에 있어서는 상기와 마찬가지로 기판 촬상 카메라(21)에 의해 기판(W)에 형성된 기준 마크(W1) 등을 촬상해서 기판(W)의 인식을 행하거나 테이프 피더(31) 등의 부품 공급부(30)로부터 공급되는 부품(A)의 위치 등의 인식을 행하도록 되어 있다.
기판 촬상 카메라(21)에 의해 촬상할 때에 있어서도 상기와 마찬가지로 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의한 헤드 유닛(40)을 이동시킬뿐만 아니라, 카메라 이동 수단(25)에 의해 카메라 지지 부재(71)와 함께 기판 촬상 카메라(21)도 X축 방향으로 적절하게 이동시켜서 기판 촬상 카메라(21)를 촬상 위치까지 이동시킨다. 또한, 경우에 따라서는 헤드 유닛 이동 수단(4)에 의한 헤드 유닛(40)의 이동과 병행시켜 카메라 이동 수단(25)에 의해 기판 촬상 카메라(21)도 이동시킨다.
한편, 본 실시형태에 있어서는 헤드 유닛(40)이 부품 공급부(30)로부터 기판 위치까지 이동하는 동안에 헤드 유닛(40)의 흡착 노즐(411)에 의해 흡착된 부품(A) 의 흡착 상태를 순차적으로 촬상한다.
즉, 헤드 유닛(40)의 이동 중에 있어서, 하면 조명 수단(75)에 의해 제 2 광로 변경부(74)의 배후로부터 제 1 광로 변경부(73)의 방향으로 조명광이 조사되어 그 조명광이 제 2 광로 변경부(74)의 광로 변경면(741)을 통과해서 제 1 광로 변경부(73)에 의해 반사되고, 흡착 노즐(411)에 흡착된 부품(A)의 하면을 조명한다.
이 때, 하면 화상 캡쳐부(72)의 슬릿은 광이 통과하는 범위를 제한하여 하면 조명 수단(75)로부터의 조명광을 촬상 범위로 제한한다.
그리고, 촬상시 흡착 노즐(411)의 하방에 위치된 제 1 광로 변경부(73)가 흡착 노즐(411)로부터 하방을 향하는 광의 방향을 대략 수평측방으로 약 90°변경함으로써 흡착 노즐(411) 아래로부터 측방을 향하는 방향으로 변경하고, 제 2 광로 변경부(74)가 제 1 광로 변경부(73)로부터의 광의 방향을 또한 약 90°변경함으로써 제 1 광로 변경부(73)로부터의 광의 방향을 더 변경한다. 그리고, 카메라 지지 부재(71)에 설치된 하면 촬상 카메라(76)가 이 광을 받아 들여서 부품(A)의 하면을 촬상한다.
이와 같이, 하면 촬상 카메라(76)는 제 1 광로 변경부(73)와 제 2 광로 변경부(74)를 통해서 흡착 노즐(411)에 흡착되고, 또한 하면 조명 수단(75)에 의해 조명된 부품(A)의 하면 반사 화상을 촬상한다.
또한, 측면 촬상 카메라(77)는 하면 촬상 카메라(76)의 측방 위치에 있어서 부품(A)을 측방으로부터 투과 화상을 촬상한다.
이렇게 해서 촬상된 화상(부품 하면의 반사 화상 및 부품 측면의 투과 화상) 은 제어 장치(6)에 의해 화상 처리되어 부품(A)의 흡착 상태가 인식된다.
이상과 같이, 본 제 2 실시형태의 실장기(M2)에 의하면 상기와 마찬가지로 기판 촬상 카메라(21)를 헤드 유닛(40)에 대하여 X축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있기 때문에 상기와 마찬가지로 헤드 유닛(40)의 이동량을 적게 할 수 있어 촬상의 효율화 및 장치의 소형 경량화를 꾀할 수 있다. 또한, 상기와 마찬가지로 부품점수를 삭감할 수 있어 장치의 소형 경량화 및 코스트의 삭감을 보다 확실하게 꾀할 수 있음과 아울러 생산 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본제 2 실시형태의 실장기(M2)에 의하면 부품(A)의 촬상을 행하는 스캔 유닛(7)[카메라 지지 부재(71)]에 기판 촬상 카메라(21)를 고정하도록 되어 있기 때문에 각 촬상 카메라(76, 77)를 X축 방향으로 이동시키는 수단과, 기판 촬상 카메라(21)를 X축 방향으로 이동시키는 수단을 겸용할 수 있다. 바꾸어 말하면, 기판 촬상 카메라(21)를 이동시키기 위한 전용 이동 수단을 별도 설치할 필요가 없이 그 만큼 부품점수를 더욱 삭감할 수 있어 구조의 간소화, 장치의 소형 경량화 및 코스트의 삭감을 더욱 꾀할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서는 기판 촬상 카메라(기판 촬상 수단)로서 CCD 카메라 등의 에리어 카메라를 사용하도록 하고 있지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고 기판 촬상 수단으로서 라인 센서 카메라를 채용하도록 해도 좋다. 이 경우, 기판 등을 촬상할 때에 카메라 이동 수단(25)(촬상 이동 수단)의 이동에 의해 기판 촬상 수단을 피사체에 대하여 이동시켜도 좋고, 헤드 유닛 이동 수단(4)의 이동에 의해 기판 촬상 수단을 피사체에 대하여 이동시켜도 좋고, 카메라 이동 수 단(25) 및 헤드 유닛 이동 수단(4) 쌍방의 이동에 의해 기판 촬상 수단을 피사체에 대하여 이동시키도록 해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 기판 촬상 수단을 헤드 유닛에 대하여 X축 방향(헤드의 배열 방향)을 따라 이동시키도록 되어 있지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고 기판 촬상 수단을 헤드 유닛에 대하여 Y축 방향(수평면 내에서 헤드 배열 방향에 대하여 직교하는 방향)으로도 이동시키도록 해도 좋다. 이 경우에는 헤드 유닛의 이동량을 적게 하면서 기판 촬상 수단의 촬상 범위를 더욱 확대할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 부품 공급부의 부품 공급 수단으로서 테이프 피더를 사용하고 있지만, 그것에 한정되지 않고 본 발명에 있어서는 부품 공급부의 부품 공급 수단으로서 팔레트 등의 부품 공급 용기로부터 부품을 공급하도록 구성된 트레이 피더도 채용할 수 있다.
이상 설명한 본 발명을 정리하면 이하와 같다.
즉, 본 발명의 실장기는 부품을 기판 상에 실장하는 실장기로서, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 헤드 유닛에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 기판 촬상 수단을 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
이 실장기에 의하면 헤드 유닛 이동 수단에 의한 헤드 유닛의 이동량을 적게 할 수 있기 때문에 효율적으로 촬상할 수 있는데다가 기판 촬상 수단의 설치 수도 적어서 좋기 때문에 구조의 간소화 및 코스트의 삭감을 꾀할 수 있다.
보다 바람직하게는 헤드 유닛에 헤드의 배열 방향을 따라 이동 가능하게 설치된 촬상 수단 지지 부재와, 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 헤드에 의해 픽업된 부품을 촬상하는 부품 촬상 수단을 구비하고, 기판 촬상 수단이 촬상 수단 지지 부재에 설치되어 있는 것이다.
이 실장기에 의하면 부품 촬상 수단을 이동시키는 수단과, 기판 촬상 수단을 이동시키는 수단을 겸용시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 촬상 수단의 이동 방법은 부품을 기판 상에 실장하는 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법으로서, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 헤드 유닛에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 기판 촬상 수단을 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 실장기를 준비하는 공정과, 헤드 유닛 이동 수단에 의해 헤드 유닛을 이동시킴과 아울러 촬상 이동 수단에 의해 기판 촬상 수단을 이동시킴으로써 기판 촬상 수단을 소정 위치에 배치하는 공정을 포함하는 것에 특징을 갖는 것이다.
이 이동 방법에 의하면 상기와 마찬가지로 촬상의 효율화, 구조의 간소화를 꾀할 수 있어 코스트를 삭감할 수 있다.
보다 바람직하게는 헤드 유닛 이동 수단에 의한 헤드 유닛의 이동과 병행시켜서 촬상 이동 수단에 의해 기판 촬상 수단을 이동시키도록 한 것이다.
이 방법에 의하면 기판 촬상 수단을 효율적으로 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실장 방법은 기판을 소정의 실장 위치에 반입하는 기판 반입 수단과, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 헤드 유닛에 설치되고 또한 헤드의 배열 방향으로 이동 가능하게 설치된 촬상 수단 지지 부재와, 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 부품을 촬상하는 부품 촬상 수단과, 촬상 수단 지지 부재를 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 실장기의 실장 방법으로서, 기판 반입 수단에 의해 기판을 실장 위치에 반입하는 공정과, 헤드 유닛 이동 수단에 의해 헤드 유닛을 이동시킴과 아울러 촬상 이동 수단에 의해 기판 촬상 수단을 이동시켜 그 기판 촬상 수단에 의해 기판을 촬상하는 공정과, 헤드 유닛의 헤드에 의해 픽업된 부품을 헤드 유닛 이동 수단에 의해 실장 위치까지 이동시켜 기판 상에 탑재하는 공정과, 헤드에 의해 픽업된 부품에 대하여 촬상 이동 수단에 의해 부품 촬상 수단을 이동시켜 그 부품 촬상 수단에 의해 부품을 촬상하는 공정을 포함하는 것이다.
이 실장 방법에 의하면 기판 및 부품을 효율적으로 촬상할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실장기, 그 실장 방법 및 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법은 헤드 유닛에 기판을 촬상하기 위한 기판 촬상 수단이 탑재된 실장기에 유용하여 기판 인식의 효율화를 꾀하는 한편, 장치 구조의 간소화 및 저렴화를 꾀하는데도 적합하다.

Claims (5)

  1. 부품을 기판 상에 실장하는 실장기로서:
    부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛;
    상기 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단;
    상기 헤드 유닛에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단; 및
    상기 기판 촬상 수단을 상기 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 실장기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 유닛에 헤드의 배열 방향을 따라 이동 가능하게 설치된 촬상 수단 지지 부재; 및
    상기 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 헤드에 의해 픽업된 부품을 촬상하는 부품 촬상 수단을 구비하고:
    상기 기판 촬상 수단이 상기 촬상 수단 지지 부재에 설치되는 것을 특징으로 하는 실장기.
  3. 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 상기 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 상기 헤드 유닛에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 상기 기판 촬상 수단을 상기 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법으로서:
    상기 헤드 유닛 이동 수단에 의해 상기 헤드 유닛을 이동시킴과 아울러 상기 촬상 이동 수단에 의해 상기 기판 촬상 수단을 이동시킴으로써 상기 기판 촬상 수단을 소정 위치에 배치하도록 하며,
    상기 헤드 유닛과 상기 기판 촬상 수단은 동시에 또는 개별적으로 이동할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 헤드 유닛 이동 수단에 의한 상기 헤드 유닛의 이동과 병행시켜 상기 촬상 이동 수단에 의해 상기 기판 촬상 수단을 이동시키도록 한 것을 특징으로 하는 실장기에 있어서의 기판 촬상 수단의 이동 방법.
  5. 기판을 소정의 실장 위치에 반입하는 기판 반입 수단과, 부품을 픽업하는 복수개의 헤드가 소정의 방향으로 정렬되어 배치되는 헤드 유닛과, 상기 헤드 유닛을 이동시키는 헤드 유닛 이동 수단과, 상기 헤드 유닛에 설치되고 또한 헤드의 배열 방향으로 이동 가능하게 설치된 촬상 수단 지지 부재와, 상기 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 기판을 촬상하는 기판 촬상 수단과, 상기 촬상 수단 지지 부재에 설치되고 또한 부품을 촬상하는 부품 촬상 수단과, 상기 촬상 수단 지지 부재를 상기 헤드 유닛에 대하여 헤드의 배열 방향을 따라 이동시키는 촬상 이동 수단을 구비한 실장기의 실장 방법으로서:
    상기 기판 반입 수단에 의해 기판을 실장 위치에 반입하는 공정;
    상기 헤드 유닛 이동 수단에 의해 상기 헤드 유닛을 이동시킴과 아울러 상기 촬상 이동 수단에 의해 상기 기판 촬상 수단을 이동시켜 그 기판 촬상 수단에 의해 기판을 촬상하는 공정;
    상기 헤드 유닛의 헤드에 의해 픽업된 부품을 상기 헤드 유닛 이동 수단에 의해 실장 위치까지 이동시켜 기판 상에 탑재하는 공정; 및
    헤드에 의해 픽업된 부품에 대하여 상기 촬상 이동 수단에 의해 상기 부품 촬상 수단을 이동시켜 그 부품 촬상 수단에 의해 부품을 촬상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 실장기의 실장 방법.
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