TW202317338A - 基板對基板連接器的連接方法 - Google Patents
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Abstract
一種利用機器人保持安裝有基板對基板連接器的其中一連接器的柔軟物,將所述其中一連接器連接於另一連接器的方法。本發明的基板對基板連接器的連接方法包括:第一拍攝步驟,拍攝柔軟物40而獲取第一圖像,所述柔軟物40在頭端部的單面安裝有基板對基板連接器的第一零件50;第一計測步驟,基於所述第一圖像,算出處於所述柔軟物的所述頭端部的被保持部的位置及朝向;保持步驟,基於所算出的所述被保持部的位置及朝向,使機械手24運作,並利用所述機械手保持所述被保持部;第二拍攝步驟,拍攝所述第一零件的連接面而獲取第二圖像;第二計測步驟,基於所述第二圖像,算出所述第一零件的位置;以及連接步驟,基於所算出的所述第一零件的位置,將所述第一零件連接於所述基板對基板連接器的第二零件70。
Description
本發明是有關於一種基板對基板連接器的連接方法,更詳細而言,是有關於一種使用機器人(robot)將安裝於軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)或柔性扁平排線(Flexible Flat Cable,FFC)等柔軟物的基板對基板連接器進行連接的方法。
電子機器的內部配線等使用由柔軟的樹脂膜夾住銅配線而成的帶狀的FPC或FFC。例如,在專利文獻1中記載有如下方法:利用立體相機(stereo camera)拍攝軟性電纜的頭端部,算出安裝於頭端部的被把持構件(公型連接器)的位置姿態並利用機械手(robot hand)頭端的爪部進行把持,自與基板面平行的方向插入至印刷基板上的接合構件(母型連接器),從而使接合構件接合於被把持構件。
而且,為了使硬的板狀的電路基板(以下,簡稱為「電路基板」)與FPC或FFC的連接部小型化,進行了如下操作:在FPC等不安裝連接器,而是在頭端部貼附樹脂製等補強板,直接將FPC等插入至電路基板上的連接器而進行連接。例如,在專利文獻2中記載有如下方法:將在形成有端子圖案的頭端部設置有補強板的扁平電纜預先儲存在固定位置,藉由手部的吸附部及把持爪保持扁平電纜,將扁平電纜的頭端部與基板面大致平行且自略微斜上的方向插入至基板上的連接器,從而將扁平電纜與連接器連接。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-107043號公報
[專利文獻2]日本專利特開2016-209967號公報
[發明所欲解決之課題]
近年來,為了進一步提高安裝密度,有時使用基板對基板連接器將電路基板與FPC等連接。基板對基板連接器是將一對嵌合的連接器沿所述連接器的厚度方向重疊而連接的器件,亦稱為BtoB(註冊商標)連接器或堆疊連接器。但是,現有方法難以使用機器人且利用基板對基板連接器將電路基板與FPC等連接。
在利用基板對基板連接器將電路基板與FPC等連接的情況下,將一對嵌合的連接器的其中一個、通常是母型連接器安裝於電路基板上,在FPC等的頭端部在FPC等本體的單面貼附補強板,在所述單面的相反面安裝另一連接器。然後,將一對連接器沿厚度方向重疊,使補強板朝向電路基板,自與電路基板垂直的方向按壓,藉此使兩者嵌合而連接。此時,若在重疊的連接器在面方向上偏移的狀態下施加力,則有連接器歪斜地嵌合或破損之虞,因此必須使一對連接器的面方向的位置準確地對準。
一般而言,基板對基板連接器為小型且端子間距非常窄,並且在無法視認一對連接器的連接面的狀況下進行連接作業,因此難以使兩連接器的面方向的位置準確地對準。
在專利文獻1中所記載的方法中,使爪部所把持的被把持構件接近接合構件,拍攝被把持構件位於接合部分的附近的狀態,藉由圖像處理推定被把持構件與接合構件的三維位置狀態。但是,在使用基板對基板連接器的情況下,無法視認使一對連接器的連接面接近的狀態。而且,專利文獻2中所記載的方法是保持儲存在固定位置的扁平電纜並插入至位於固定位置的連接器,專利文獻2中關於使兩者的位置對準的方法並無特別記載。因此,藉由專利文獻1或專利文獻2中所記載的方法,無法進行基板對基板連接器的連接。
本發明是考慮所述情況而完成,提供一種利用機器人保持安裝有基板對基板連接器的其中一連接器的FPC等柔軟物,將所述其中一連接器連接於另一連接器的方法。
[解決課題之手段]
本發明的基板對基板連接器的連接方法包括:第一拍攝步驟,拍攝柔軟物而獲取第一圖像,所述柔軟物是在頭端部的單面安裝有基板對基板連接器的第一零件;第一計測步驟,基於所述第一圖像,算出位於所述柔軟物的所述頭端部的被保持部的位置及朝向;保持步驟,基於所算出的所述被保持部的位置及朝向,使機械手運作,並利用該機械手保持該被保持部;第二拍攝步驟,拍攝所述第一零件的連接面而獲取第二圖像;第二計測步驟,基於所述第二圖像,算出所述第一零件的位置;以及連接步驟,基於所算出的所述第一零件的位置,將所述第一零件連接於所述基板對基板連接器的第二零件。
此處,基板對基板連接器的第一零件與第二零件是一對嵌合的連接器,其中一個為公型,另一個為母型。所謂柔軟物,是指面狀且柔軟的基板或配線,柔軟物包括FPC及FFC。
藉由該方法,即便在基板對基板連接器的端子間距窄的情況下,亦能夠利用機械手保持柔軟物,將安裝於所保持的柔軟物的第一零件連接於成對的第二零件。
較佳為,所述基板對基板連接器的連接方法更包括:第三拍攝步驟,拍攝所述第二零件而獲取第三圖像;以及第三計測步驟,基於所述第三圖像,算出所述第二零件的位置;在所述連接步驟中,基於所述第一零件的位置及所述第二零件的位置,將所述第一零件連接於所述第二零件。藉此,即便在基板對基板連接器的端子間距更窄、甚至到了供給第二零件的位置精度會成為問題的程度的情況下,亦能夠將第一零件與第二零件連接。
較佳為,在所述任一種基板對基板連接器的連接方法中,所述機械手包括力覺感測器,在所述連接步驟中,利用所述力覺感測器確認所述第一零件與所述第二零件正常嵌合時所產生的卡嗒感的有無,藉此判定所述第一零件與所述第二零件是否正常嵌合。此處,所謂卡嗒感,是指如按開關(switch)般的手感。藉此,即便欲在出於某些原因而第一零件與第二零件在面方向上偏移的狀態下將兩者連接,亦能夠中止連接作業而防止第一零件或第二零件的破損。
較佳為,在所述任一種基板對基板連接器的連接方法中,所述基板對基板連接器為低背型連接器。本發明的基板對基板連接器的連接方法特別適於高度低、即薄型的連接器。
較佳為,在所述任一種基板對基板連接器的連接方法中,所述柔軟物為軟性印刷電路板或柔性扁平排線,所述被保持部為形成於所述軟性印刷電路板或柔性扁平排線的與所述第一零件為相反面的補強板,所述第一計測步驟為在所述第一圖像中識別所述補強板的區域,算出該補強板的位置及朝向的步驟,所述保持步驟為利用所述機械手保持所述補強板的步驟。
[發明的效果]
根據本發明的基板對基板連接器的連接方法,藉由第一拍攝步驟及第一計測步驟計測柔軟物的被保持部的位置及朝向並利用機械手來保持,因此即便在柔軟物的供給位置不固定的情況、或柔軟物處於彎曲或扭轉的狀態的情況下,亦能夠利用機械手來保持。並且,藉由第二拍攝步驟及第二計測步驟計測安裝於柔軟物的第一零件的位置,因此能夠使第一零件與成對的第二零件準確地重疊而進行連接。
基於圖來說明本發明的基板對基板連接器的連接方法的一實施方式。在本實施方式中,利用機械手保持在頭端部的單面安裝有基板對基板連接器的第一零件的FPC(柔軟物),將第一零件連接於安裝於電路基板的基板對基板連接器的第二零件。
參照圖1,用以實施本實施方式的基板對基板連接器的連接方法的系統10包括:機器人20、第一相機31、第二相機32、第三相機33以及系統控制裝置30。機器人及第一相機~第三相機的位置被固定。FPC40在頭端部的單面安裝基板對基板連接器的第一零件50,在電路基板60上安裝有基板對基板連接器的第二零件70。機器人20藉由機械手24保持FPC40,將第一零件與第二零件連接。再者,以下有時將機械手簡稱為「手」。
FPC40自電子機器的殼體61與電路基板60之間豎立。FPC40的基端部固定在殼體61的未圖示的內部,FPC的頭端在空中成為自由端。所謂自由端,是指FPC的端部不受拘束而處於能夠或移動或扭轉或彎曲的狀態。
參照圖2A,FPC40包括FPC本體41及補強板46。FPC本體41是利用聚醯亞胺等樹脂膜42、樹脂膜44夾住銅配線43而形成,所述銅配線43是將銅箔進行蝕刻加工等而形成。FPC的頭端部是去除單面的樹脂膜44而形成銅配線43呈梳齒狀露出的電極部(圖2B的45)。在該電極部安裝有基板對基板連接器的第一零件50。藉由貼附在FPC的與第一零件為相反側的面形成有補強板46。在本實施方式中,將補強板46作為被保持部而保持FPC。
作為補強板46,可使用不鏽鋼、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)等的薄板。FPC本體41柔軟而容易彎曲,因此藉由補強板46可防止與第一零件的接合不良、或因應力集中所致的第一零件的剝離等。再者,圖2A~圖2C的縮小比例為了易於說明而並不準確,典型地,FPC本體41的厚度為數十μm,補強板46的厚度為數十μm~200 μm左右。
參照圖2A及圖2B,第一零件50在俯視下為大致長方形,且使長度方向與FPC40的寬度方向對應地安裝。第一零件在與第二零件70連接的連接面51具有大致長方形的突條52。該突條52在將第一零件在長度方向上二等分的剖面呈現出2條突起(圖2A)。端子53利用焊接等與FPC電極部45的銅配線43一對一地接合,自突條52的其中一側面超越頂部沿相反側的側面延伸。本實施方式的第一零件是基板對基板連接器的公型連接器,亦稱為頭部(header)、插頭(plug)等。
參照圖2C,安裝於電路基板60的基板對基板連接器的第二零件70在俯視下為大致長方形,在與第一零件50連接的連接面71具有大致長方形的突條72。端子74分別利用焊接等接合於電路基板60的配線,自突條72的其中一側面超越頂部沿相反側的側面延伸。在突條72的內側設置有讓第一零件的突條52剛好嵌入的大小的凹陷處73,藉由在該凹陷處73嵌入第一零件的突條52,使得端子53與端子74接觸,第一零件50與第二零件70連接。
基板對基板連接器的大小根據用途而多種多樣,關於用於電路基板與FPC的連接的基板對基板連接器的大小,典型地,寬度(圖2A~圖2C的左右方向)為約2 mm~5 mm、端子數為6~數十、端子間距為約0.3 mm~0.8 mm、高度以使第一零件與第二零件嵌合的狀態下的整體高度計為約0.5 mm~3 mm。電路基板彼此的接合要使用更大的基板對基板連接器,但本實施方式的基板對基板連接器連接方法適於如上所述的嵌合狀態下的整體高度為3 mm以下之類的低背型連接器,特別適於整體高度為2 mm以下的低背型連接器。
回到圖1,機器人20是多關節機器人。機器人20包括:臂21,多個連桿22與關節23連結而構成;手24,安裝於臂的頭端;以及控制部28。
機械手24在頭端包括連接於減壓源26的吸附噴嘴25,吸附並保持FPC40的補強板46,而且,按壓所吸附的補強板46而將第一零件50連接於第二零件70。對於圖1的手24,為了易於作業,使噴嘴25自與臂21的連結部的軸偏心。為了在第一零件與第二零件連接時,對第一零件整體儘可能均等地施加力,噴嘴25的頭端例如亦可設為在俯視下為長方形的形狀。而且,在吸附噴嘴25的頭端亦可安裝包含彈性原材料的吸盤。在吸附噴嘴安裝吸盤的情況下,為了避免所保持的FPC40向橫向(與噴嘴25正交的方向)的位移過大,較佳為採用吸盤的變形少的材質或形狀。
機械手24在與臂21的連結部包括力覺感測器27。力覺感測器27是在第一零件50與第二零件70連接時,計測吸附噴嘴25按壓補強板46的力,因此能夠檢測與吸附噴嘴平行的方向的力。
控制部28控制包括臂21及手24在內的機器人20整體的動作。例如,控制部28接受來自系統控制裝置30的指示,算出所指示的動作所需要的各關節23的位置或角度而讓手24移動至目標位置,而且,讓手24進行FPC40的保持、解除等。
第一相機31是自能拍攝到補強板46的方向拍攝FPC40的頭端部而獲取第一圖像的三維相機。所謂三維相機,是指能夠獲取包含拍攝對象的三維資訊的三維圖像的相機。第一相機只要能夠獲取三維圖像,則所述第一相機的種類並無特別限定,但較佳為使用立體相機。第一相機所獲取的第一圖像被發送至系統控制裝置30,由系統控制裝置算出補強板46的位置及朝向。而且,第一相機較佳為使用能夠獲取顏色資訊或亮度資訊的相機。這是因為,藉由利用顏色資訊或亮度資訊,容易使系統控制裝置30在第一圖像中識別FPC本體41及補強板46。
第一相機31是將位置固定而設置。藉此,系統控制裝置30可已知系統10整體所共通的1個座標系、例如機器人座標系中的第一相機31的座標。
第二相機32拍攝保持於手24的第一零件50的連接面51而獲取第二圖像。第二相機32較佳為使用二維相機。這是因為,一般而言,若價格相同,則二維相機可獲得解析度高於三維相機的圖像,因此能以更高精度求出第一零件的位置。第二相機所獲取的第二圖像被發送至系統控制裝置30,由系統控制裝置算出第一零件的位置。第二相機32與第一相機31同樣地將位置固定而設置。
第三相機33拍攝安裝於電路基板60的基板對基板連接器的第二零件70的連接面71,獲取第三圖像。出於與第二相機32相同的原因,第三相機33較佳為使用二維相機。第三相機所獲取的第三圖像被發送至系統控制裝置30,由系統控制裝置算出第二零件的位置。第三相機33與第一相機31及第二相機32同樣地將位置固定而設置。
第三相機33根據所使用的基板對基板連接器的端子間距的大小而可省略。由第二相機32進行拍攝的第一零件50與手24所保持的補強板46是作為不同的構件而安裝於補強板的相反面,因此會因製造誤差而導致面方向的位置與補強板偏移。而且,第一零件是在處於自由端的狀態的FPC40吸附於手24的瞬間移動,藉此與手24的相對位置的誤差容易變大。相對於此,第二零件70是安裝於電路基板60而被供給至規定的位置,因此與第一零件相比位置的誤差小。因此,當所使用的基板對基板連接器的端子間距一定程度而言較大時,即便不利用第三圖像,亦能夠將第一零件與第二零件連接。但是,由於第二零件在電路基板上的安裝位置、電路基板的供給位置亦包含誤差,因此在基板對基板連接器的端子間距窄於0.4 mm的情況下,較佳為使用第三相機。
系統控制裝置30對機器人20的控制部28指示機器人的動作,並且亦包括對第一相機31~第三相機33的拍攝指示在內,控制系統10的整體。而且,進行各種圖像處理及運算,例如:基於第一相機31所獲取的第一圖像而算出補強板46的位置及朝向,基於第二相機32所獲取的第二圖像而算出第一零件50的位置,基於第三相機33所獲取的第三圖像而算出第二零件70的位置等。並且,基於這些算出值,對機器人20指示動作。
系統控制裝置30的物理結構並無特別限定。系統控制裝置30在物理上可為1台裝置,亦可將所負責的處理分散而由多台裝置構成。而且,例如亦可在物理上由1台裝置構成系統控制裝置30與機器人的控制部28。
接下來,按照圖3的步驟流程說明本實施方式的基板對基板連接器連接方法。
(S1)第一拍攝步驟
參照圖4,利用第一相機31拍攝安裝有第一零件50的FPC40的頭端部而獲取第一圖像。第一圖像是包含FPC頭端部的三維資訊的三維圖像。獲取第一圖像的目的在於求出手24所保持的被保持部即補強板46的位置及朝向,因此第一相機預先配置在能夠自能拍攝到補強板的方向拍攝的位置。
(S2)第一計測步驟
系統控制裝置30自第一相機31接收第一圖像,基於第一圖像算出補強板46的三維座標系中的位置及朝向。例如,當第一相機為立體相機時,第一圖像包含自不同視點所拍攝的2張圖像。系統控制裝置求出在2張圖像上欲計測的點的對應點,根據各圖像上的對應點及2張圖像的視點間的距離藉由三角測量的原理而算出計測點的三維座標。
在第一圖像包含顏色資訊的情況下,可利用FPC本體41與補強板46的顏色的差異,在第一圖像上識別補強板。在第一相機31為立體相機的情況下,藉由使用能夠獲取彩色圖像的相機,能夠獲取包含顏色資訊的第一圖像。使用立體相機的三維計測是在2張的圖像上探索對應點的匹配處理會成為測定誤差的原因的製程,但通常補強板的寬度與FPC本體部的寬度大致相同,特徵點少而難以探索對應點。若利用顏色資訊在第一圖像中識別補強板46的區域,則可將該區域的角等作為特徵點而進行匹配處理。
而且,在第一圖像包含亮度資訊的情況下,可利用FPC本體41與補強板46的光學特性、例如反射率的差異在第一圖像上識別補強板。若補強板是由反射率高的金屬製造,則藉由施加強照明並預先拍攝FPC40的頭端部,可利用第一圖像中的亮度的差異來識別補強板46的區域。
在難以利用顏色資訊或亮度資訊在第一圖像中識別補強板46的區域的情況下,例如準備改變了FPC40的位置及朝向的多個參照圖像或電腦輔助設計(Computer Aided Design,CAD)資料,可利用與第一圖像的圖案匹配來識別補強板與FPC本體部。或者,將FPC頭端部的角或邊作為線索而提取出頭端部的輪廓,藉由特定出補強板的2個邊或3個角等而可識別補強板。後者的方法的詳情揭示於本申請人的日本專利特開2020-037147號公報、日本專利特開2020-041862號公報。
(S3)保持步驟
參照圖5,系統控制裝置30是基於所算出的補強板46的位置及朝向,對機器人20進行指示,讓手24保持補強板。手24自與補強板46垂直的方向接近,利用噴嘴25吸附並保持補強板。
(S4)第二拍攝步驟
參照圖6,系統控制裝置30對機器人20進行指示,讓保持有補強板46的手24以規定的姿態移動至規定的位置,並使第一零件50的連接面51朝向第二相機32。第二相機32拍攝第一零件的連接面51而獲取第二圖像。
如上所述,第二圖像沒有必要為三維圖像,反而較佳為解析度高的二維圖像。第二圖像的解析度較佳為1個畫素的大小為端子間距的1/5以下,更佳為1/10以下。藉此,能夠以足夠高的精度計測第一零件的位置,能夠將第一零件與第二零件連接失敗的概率抑制得極低。第二圖像的解析度可藉由第二相機32的規格及第二圖像拍攝時的拍攝距離進行調整。
(S5)第二計測步驟
系統控制裝置30自第二相機32接收第二圖像,基於第二圖像而算出第一零件的位置。第一零件的位置可藉由下述方式來決定,即,預先準備自與第二圖像拍攝時相同的距離拍攝第一零件的連接面51所得的參照圖像,進行第二圖像與參照圖像的圖案匹配處理。第二相機32是將位置固定而設置,系統控制裝置30已知系統10整體所共通的座標系、例如機器人座標系中的包括第二相機在內的各裝置的位置。藉此,系統控制裝置亦可以相對於其他裝置、例如機器人20或手24的相對位置的形式算出第一零件的位置。
(S6)第三拍攝步驟
第三相機33自上方拍攝電路基板60上的基板對基板連接器的第二零件70的連接面71,而獲取第三圖像。若在第二圖像拍攝時手24及FPC40不成為使第二零件70躲避第三相機33的位置,則能夠同時實施第三拍攝步驟與第二拍攝步驟。第三圖像亦與第二圖像同樣地,沒有必要為三維圖像,反而較佳為解析度高的二維圖像。第三圖像的較佳的解析度亦與第二圖像相同。
(S7)第三計測步驟
系統控制裝置30自第三相機33接收第三圖像,基於第三圖像而算出第二零件的位置。第二零件的位置可藉由下述方式來決定,即,預先準備自與第三圖像拍攝時相同的距離拍攝第二零件的連接面71所得的參照圖像,進行第三圖像與參照圖像的圖案匹配處理。與第二計測步驟的情況同樣地,系統控制裝置亦可以相對於其他裝置、例如機器人20或手24的相對位置的形式算出第二零件的位置。
(S8~S10)連接步驟
(S8)參照圖7,系統控制裝置30基於第二計測步驟中所算出的第一零件的位置、及第三計測步驟中所算出的第二零件的位置,對機器人20進行指示,使第一零件插入至第二零件。具體而言,讓手24移動而使第一零件連接面重疊於第二零件連接面後,利用手24與電路基板60垂直地向下按壓第一零件50,從而將第一零件50的突條52插入至第二零件70的凹陷處73。
(S9)在將第一零件50插入至第二零件70時,較佳為藉由力覺感測器27確認第一零件與第二零件正常嵌合時所產生的卡嗒感的有無。力覺感測器27藉由反作用力來檢測在手24將第一零件壓入至第二零件時手沿噴嘴25的長度方向按壓補強板46的力。所謂卡嗒感,是指如按開關般的手感。所謂卡嗒感,更具體而言,是指隨著手將第一零件向第二零件壓入而阻力變大,當第一零件到達某處時阻力暫且消失。基板對基板連接器通常設計為在正常嵌合時產生卡嗒感。
圖8中示出實驗中所觀測到的卡嗒感。讓手24以固定速度下降,將第一零件50插入至第二零件70。在第一零件與第二零件的面方向的偏移足夠小而兩者正常嵌合的情況下,力覺感測器的檢測值(以下,稱為「力覺值」)剛一增加至約10 N,就暫且急劇下降,然後隨著手24的行進而力覺值再次增加。該力覺值暫且急劇下降表示卡嗒感。在第一零件與第二零件未正常嵌合的情況(圖8中,表示為「異常」的線),力覺值單調增加至約15 N。
藉由利用力覺感測器27確認有無卡嗒感,即便欲在因某些原因而第一零件與第二零件在面方向上偏移的狀態下將兩者連接,亦能夠中止連接作業而防止第一零件或第二零件的破損。
(S10)力覺感測器27檢測到了卡嗒感,確認到了第一零件50與第二零件70正常嵌合後,進一步按壓第一零件而完成連接。對於基板對基板連接器,連接時所應按壓的力的大小由規格所決定。例如,對於圖8的實驗中所使用的基板對基板連接器,要求以50 N的力進行按壓以將第一零件與第二零件連接。圖8中,以即便第一零件與第二零件未正常嵌合亦不會破損的15 N結束了實驗,但在實際的連接作業中,要確認有無卡嗒感直至約15 N,能夠確認到卡嗒感後,進一步按壓第一零件直至施加50 N的力。
藉由以上各步驟,基板對基板連接器的連接得以完成。
再次說明本實施方式的基板對基板連接器的連接方法的效果。
因製造誤差所致的第一零件50與補強板46的位置偏移的公差為0.1 mm左右。而且,處於自由端的狀態的FPC40在吸附於噴嘴25的瞬間略微移動,因此導致保持位置自設計位置偏移被認為最大為0.2 mm左右。由此,若欲將第一零件50連接於第二零件70而不計測第一零件50的位置,則兩零件的連接面51、連接面71的偏移最大為0.3 mm左右,在端子間距為0.6 mm以下的情況下,連接失敗的概率提高。相對於此,根據本實施方式的基板對基板連接器的連接方法,藉由第二拍攝步驟及第二計測步驟計測第一零件的位置而進行連接,因此即便端子間距為0.6 mm以下,連接失敗的概率亦極小。
另一方面,關於第二零件70,在電路基板60上的第二零件安裝位置的誤差為最大0.1 mm左右,連接作業時的電路基板的配置位置的誤差為最大0.1 mm左右。由此,即便準確計測了第一零件50相對於手24的位置,若欲將第一零件50與第二零件70連接而不計測第二零件70的位置,則兩零件的連接面51、連接面71的偏移亦最大為0.2 mm左右,若端子間距為0.4 mm以下,則連接失敗的概率仍然會提高。相對於此,根據本實施方式的基板對基板連接器的連接方法,除了第二拍攝步驟及第二計測步驟以外,藉由第三拍攝步驟及第三計測步驟,計測第二零件的位置而進行連接,因此即便端子間距為0.4 mm以下,連接失敗的概率亦極小。
本發明並不限定於所述實施方式,在本發明的技術思想的範圍內可進行各種變形。
例如,所述實施方式是以工件為FPC40進行了說明,但工件亦可為FFC。雖然FPC與FFC的製造方法不同,但關於安裝基板對基板連接器的第一零件的部分,具有類似的構造。因此,本發明的基板對基板連接器的連接方法亦可同樣地應用於作為FPC或FFC的柔軟物。進而,只要為在頭端部的單面安裝有基板對基板連接器的第一零件的柔軟物,則本發明亦可應用於FPC及FFC以外的柔軟物。
而且,在所述實施方式中,將貼附於FPC40的補強板46作為被保持部而實施了作業,但本發明亦可應用於未貼附補強板的FPC。通常,在FPC或FFC的與第一零件相反的面貼附有補強板,但即便在出於某些理由而未貼附補強板的情況下,安裝有第一零件的部分亦藉由第一零件的剛性而抑制了變形,實質上與形成有補強板的狀態相同,因此可將FPC或FFC的相當於第一零件的背面的部分作為被保持部而進行基板對基板連接器的連接作業。
而且,在所述實施方式中,手24藉由吸附來保持FPC40,但保持方法不限於此。例如,機械手亦可夾持FPC的側端部(邊緣)來保持。此情況下,在第一拍攝步驟及第一計測步驟中,計測作為被保持部的FPC的邊緣的位置及朝向。
而且,在所述實施方式中,示出了在電路基板60安裝有第二零件70的示例,但不限於此,第二零件亦可安裝於例如其他柔軟物。
而且,在所述實施方式中,基於所算出的第一零件50的位置,使保持有安裝有第一零件的FPC40的手24運作,與成對的第二零件70連接,但只要可能,則亦可藉由使第二零件一側移動而使第一零件與第二零件連接。例如,亦可利用另一機械手等保持安裝有第二零件的電路基板或其他柔軟物,並接近手24所保持的第一零件而連接。或者,一邊利用可沿與連接器的連接方向垂直的方向移動的XY載置台等微調位置,一邊使安裝有第二零件的電路基板連接。
10:基板對基板連接系統
20:多關節機器人
21:臂
22:連桿
23:關節
24:機械手
25:吸附噴嘴
26:減壓源
27:力覺感測器
28:機器人控制部
30:系統控制裝置
31:第一相機
32:第二相機
33:第三相機
40:FPC(柔軟物)
41:FPC本體
42:樹脂膜
43:銅配線
44:樹脂膜
45:電極部
46:補強板(被保持部)
50:基板對基板連接器的第一零件
51:連接面
52:突條
53:端子
60:電路基板
61:電子機器的殼體
70:基板對基板連接器的第二零件
71:連接面
72:突條
73:凹陷處
74:端子
圖1是用以實施本發明的一實施方式的基板對基板連接器的連接方法的系統的結構的圖。
圖2A是表示FPC及第一零件的構造且將FPC在寬度方向上二等分所得的端視圖,圖2B是自第一零件側觀察FPC所得的俯視圖,圖2C是電路基板上的第二零件的俯視圖。
圖3是一實施方式的基板對基板連接器的連接方法的步驟流程圖。
圖4是用以說明一實施方式的基板對基板連接器的連接方法的第一拍攝步驟的圖。
圖5是用以說明一實施方式的基板對基板連接器的連接方法的保持步驟的圖。
圖6是用以說明一實施方式的基板對基板連接器的連接方法的第二拍攝步驟及第三拍攝步驟的圖。
圖7是用以說明一實施方式的基板對基板連接器的連接方法的連接步驟的圖。
圖8是用以說明利用力覺感測器檢測卡嗒感的方法的圖。
10:基板對基板連接系統
20:多關節機器人
21:臂
22:連桿
23:關節
24:機械手
25:吸附噴嘴
26:減壓源
27:力覺感測器
28:機器人控制部
30:系統控制裝置
31:第一相機
32:第二相機
33:第三相機
40:FPC(柔軟物)
50:基板對基板連接器的第一零件
60:電路基板
61:電子機器的殼體
70:基板對基板連接器的第二零件
Claims (5)
- 一種基板對基板連接器的連接方法,包括: 第一拍攝步驟,拍攝柔軟物而獲取第一圖像,所述柔軟物在頭端部的單面安裝有基板對基板連接器的第一零件; 第一計測步驟,基於所述第一圖像,算出位於所述柔軟物的所述頭端部的被保持部的位置及朝向; 保持步驟,基於所算出的所述被保持部的位置及朝向,使機械手運作,並利用所述機械手保持所述被保持部; 第二拍攝步驟,拍攝所述第一零件的連接面而獲取第二圖像; 第二計測步驟,基於所述第二圖像,算出所述第一零件的位置;以及 連接步驟,基於所算出的所述第一零件的位置,將所述第一零件連接於所述基板對基板連接器的第二零件。
- 如請求項1所述的基板對基板連接器的連接方法,更包括: 第三拍攝步驟,拍攝所述第二零件而獲取第三圖像;以及 第三計測步驟,基於所述第三圖像,算出所述第二零件的位置; 在所述連接步驟中,基於所述第一零件的位置及所述第二零件的位置,將所述第一零件連接於所述第二零件。
- 如請求項1或請求項2所述的基板對基板連接器的連接方法,其中 所述機械手包括力覺感測器, 在所述連接步驟中,利用所述力覺感測器確認所述第一零件與所述第二零件正常嵌合時所產生的卡嗒感的有無,藉此判斷所述第一零件與所述第二零件是否正常嵌合。
- 如請求項1或請求項2所述的基板對基板連接器的連接方法,其中 所述基板對基板連接器為低背型連接器。
- 如請求項1或請求項2所述的基板對基板連接器的連接方法,其中 所述柔軟物為軟性印刷電路板或柔性扁平排線, 所述被保持部為形成於所述軟性印刷電路板或柔性扁平排線的與所述第一零件為相反面的補強板, 所述第一計測步驟為在所述第一圖像中識別所述補強板的區域,算出所述補強板的位置及朝向的步驟, 所述保持步驟為利用所述機械手保持所述補強板的步驟。
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-
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