WO2014033961A1 - 部品実装装置 - Google Patents

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Abstract

 部品実装装置10は、4本の吸着ノズル41の中心位置を治具45により測定しているので、4本の吸着ノズル41の中心位置と4本のピン部材93の中心位置とのずれ量を高精度に求めることができる。特に、吸着ノズル41のノズル先端が治具45の凹部45aに倣って下降するので、ノズル中心を治具中心に高精度に一致させることができる。そして、吸着ノズル41のノズル先端が治具45の凹部45aの底部45bに達したときに吸着を開始するので、吸着ノズル41を治具45から離間させた後の治具中心はノズル中心と一致することになる。よって、取得した治具45の画像から4本の吸着ノズル41の中心位置と基板認識用カメラ39の中心位置とのノズルずれ量を高精度に求めることができる。これにより、吸着ノズル41でウエハカット部品Pを高精度に吸着することができ、基板B上へのウエハカット部品Pの装着精度を高めることができる。

Description

部品実装装置
 本発明は、ウエハを部品単位でカットしたウエハカット部品をピン部材で突き上げ吸着ノズルで吸着して基板上に装着する部品実装装置に関する。
 複数のウエハカット部品が形成されたウエハは、粘着シートに貼着され、レーザカッタ等により部品単位にカットされる。そして、粘着シートが放射方向に拡大され、複数のウエハカット部品が互いに分離される。この状態のウエハは、部品供給装置に収納され、部品供給位置に供給される。そして、各ウエハカット部品は、ピン部材により突上げられて粘着シートから剥離され、吸着ノズルで吸着可能な位置に供給される。供給される各ウエハカット部品は、吸着ノズルで吸着されて基板上に装着される。
 ウエハカット部品を基板上に高精度に装着するためには、吸着ノズルの中心位置とピン部材の中心位置とを合致させる必要がある。例えば、特許文献1には、吸着ノズルおよびピン部材の中心位置合わせ方法が記載されている。この方法は、先ず、吸着ノズルで吸着したウエハカット部品をピン部材の上部を覆うキャップ上に載置する。そして、キャップ上のウエハカット部品をカメラで撮像してウエハカット部品の中心位置を吸着ノズルの中心位置として求める。次に、ウエハカット部品をキャップ上から除去し、ピン部材をカメラで撮像してピン部材の中心位置を求める。そして、求めた吸着ノズルの中心位置とピン部材の中心位置とのずれ量を求め、このずれ量に基づいて吸着ノズルの中心位置とピン部材の中心位置とを合致させる。
特開平6-163611号公報
 特許文献1に記載の中心位置合わせ方法では、ウエハカット部品の中心位置を吸着ノズルの中心位置と仮定し、吸着ノズルの中心位置とピン部材の中心位置とのずれ量を求めている。すなわち、吸着ノズルの中心位置でウエハカット部品の中心位置を吸着することを前提としているが、ウエハカット部品には寸法および保持位置にばらつきがあるので吸着位置がずれることがある。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸着ノズルでウエハカット部品を吸着するときの吸着精度を向上させることができる部品実装装置を提供することにある。
 上述した課題を解決するために、請求項1に係る発明は、複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態で供給するウエハ供給装置と、前記ウエハ供給装置により供給された前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、部品装着位置に搬送された基板上に装着する部品採取ヘッドと、上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、前記部品採取ヘッドと共に移動可能に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板、前記ウエハ供給装置により供給された前記ウエハカット部品および前記ピン部材を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、を備えた部品実装装置であって、前記吸着ノズルで吸着可能で当該吸着ノズルの中心位置を測定するための治具と、前記カメラで撮像した前記治具の画像に基づいて、前記吸着ノズルの中心位置と前記カメラの中心位置とのノズルずれ量を演算するノズルずれ量演算手段と、前記カメラで撮像した前記ピン部材の画像に基づいて、前記ピン部材の中心位置と前記カメラの中心位置とのピンずれ量を演算するピンずれ量演算手段と、前記カメラで撮像した前記ウエハカット部品の画像に基づいて、前記ウエハカット部品の保持位置のずれ量を求め、前記ノズルずれ量、前記ピンずれ量および前記ウエハカット部品の保持位置のずれ量に基づいて、前記吸着ノズルの中心位置および前記ピン部材の中心位置を前記ウエハカット部品の中心位置に位置決めする位置決め手段と、を備えることである。
 請求項2に係る発明は、請求項1の部品実装装置であって、前記部品実装装置は、前記ウエハ供給装置により供給された前記ウエハにおける所定の複数の位置において前記ピン部材の画像を前記カメラでそれぞれ取得するピン画像取得手段を備え、前記ピンずれ量演算手段は、前記複数のピン部材の画像に基づいて、前記ピン部材の中心位置と前記カメラの中心位置とのピンずれ量をそれぞれ演算し、前記複数のピンずれ量に基づいて補間演算を行い、複数の前記ウエハカット部品に対する前記ピンずれ量をそれぞれ求めることである。
 請求項3に係る発明は、請求項1又は2の部品実装装置であって、前記治具の中心部には、前記吸着ノズルでの吸着時にノズル先端が倣ってノズル中心が治具中心と一致可能なように円錐台形状の凹部が形成されていることである。
 請求項4に係る発明は、請求項3の部品実装装置であって、前記部品実装装置は、前記吸着ノズルのノズル先端が前記治具の凹部の底部に達したときに吸着を開始する治具吸着手段を備えることである。
 請求項5に係る発明は、請求項1~4の何れか一項の部品実装装置であって、前記吸着ノズルは、所定の円周上を等角度間隔で配置された複数本のノズル群で構成され、前記ノズルずれ量演算手段は、前記複数本のノズル群の各中心位置に基づいて前記吸着ノズルの中心位置を求め、当該吸着ノズルの中心位置と前記カメラの中心位置とのノズルずれ量を演算することである。
 請求項1に係る発明によれば、吸着ノズルの中心位置を治具により測定しているので、吸着ノズルの中心位置とピン部材の中心位置とのずれ量を高精度に求めることができる。これにより、吸着ノズルでウエハカット部品を高精度に吸着することができ、基板上へのウエハカット部品の装着精度を高めることができる。
 請求項2に係る発明によれば、ウエハ内における複数のウエハカット部品に対するピンずれ量をそれぞれ求めているので、ウエハの搬送による誤差を補正することができ、ウエハ内における全てのウエハカット部品を高精度に吸着することができる。
 請求項3に係る発明によれば、吸着ノズルのノズル先端が治具の凹部に倣って下降するので、ノズル中心を治具中心に高精度に一致させることができる。
 請求項4に係る発明によれば、吸着ノズルのノズル先端が治具の凹部の底部に達したときに吸着を開始するので、吸着ノズルを治具から離間させた後の治具中心はノズル中心と一致することになる。よって、取得した治具の画像から吸着ノズルの中心位置とカメラの中心位置とのノズルずれ量を高精度に求めることができる。
 請求項5に係る発明によれば、複数本のノズル群で構成された吸着ノズルであっても、各ノズルでウエハカット部品を高精度に吸着することができるので、基板上へのウエハカット部品の高精度な装着を効率よく行うことができる。
本発明に係る部品実装装置の一実施の形態を示す斜視図である。 図1の部品実装装置の部品供給装置を示す側面図である。 (A)は、図2の部品供給装置のウエハ供給装置を示す平面図、(B)は、図2の部品供給装置の部品突上げ装置を示す平面図である。 (A)は、部品突上げ装置の昇降装置がステーションに保持された状態を示す図、(B)は、部品突上げ装置の昇降装置がX軸スライドに保持された状態を示す図、(C)は、部品突上げ装置の昇降装置のピン部材がX軸スライドにより突出された状態を示す図である。 吸着ノズルの中心位置を測定するための治具を示す斜視図である。 (a)は、治具を吸着ノズルで吸着する前の状態を示す図、(b)は、治具を吸着ノズルで吸着する途中の状態を示す図、(c)は、治具を吸着ノズルで吸着した直後の状態を示す図である。 部品採取ヘッドの4本の吸着ノズルの中心位置と部品突上げ装置の4本のピン部材の中心位置との位置合わせ動作を説明するためのフローチャートである。 (a)は、4本の吸着ノズルで4つの治具をそれぞれ吸着させた状態を示す図、(b)は、4本の吸着ノズルに吸着されている4つの治具を治具載置台の上面に載置した状態を示す図、(c)は、基板認識用カメラで治具載置台の上面に載置されている4つの治具を撮像する状態を示す図である。 4本の吸着ノズルの中心位置と基板認識用カメラの中心位置とのノズルずれ量の演算処理を説明するための図である。 4本のピン部材の中心位置と基板認識用カメラの中心位置とのピンずれ量の演算処理を説明するための図である。 吸着用の吸着ノズルの中心位置および4本のピン部材の中心位置をウエハカット部品の中心位置に位置決めする処理を説明するための図である。 ウエハにおける所定の複数の位置において求めた複数のピンずれ量に基づいて補間演算を行い、複数のウエハカット部品に対するピンずれ量をそれぞれ求める処理を説明するための図である。
 以下、本発明の実施の形態の部品実装装置を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、基板の搬送方向をX軸方向と称し、水平面内においてX軸方向に直角な方向をY軸方向と称し、X軸方向とY軸方向とに直角な方向をZ軸方向と称する。図1に示すように、部品実装装置10は、部品供給装置20および部品装着装置30を備えて構成される。部品実装装置10は、X軸方向に複数台直列に配置され基板搬送装置100により連結される。
 図1~3に示すように、部品供給装置20は、ウエハマガジン50と、このウエハマガジン50に隣接配置された基台11上に設けられたウエハ供給装置60と、このウエハ供給装置60の下方の基台11内に設けられた部品突上げ装置70とを備えて構成される。
 ウエハマガジン50には、ハウジング51内で昇降可能なウエハストッカ52が設けられている。ウエハストッカ52には、複数枚のパレット53が一枚ずつ抜き差し可能に段積みされて収納される。パレット53には、ウエハカット部品Pをウエハ形状を保持した状態で保持するエキスパンド台54が載置される。エキスパンド台54は、ウエハUの直径より大径の内径および外径を有するリング状に形成されている。エキスパンド台54においては、ウエハUを貼着した半透明もしくは透明の粘着シートSが放射方向に拡大され、複数のウエハカット部品Pが互いに分離された状態で保持される。
 ハウジング51上部には、新しいウエハUを保持したエキスパンド台54を搬入するエキスパンド台搬入装置55が設けられ、ハウジング51下部には、空になったエキスパンド台54を排出するエキスパンド台排出装置56が設けられている。また、基板搬送装置100側となるハウジング51前部には、ウエハUを保持したエキスパンド台54をウエハストッカ52と部品供給位置Aとの間で搬送するウエハ供給装置60が設けられている。
 ウエハ供給装置60には、ウエハUを保持したエキスパンド台54を固定するウエハテーブル61が備えられている。ウエハテーブル61は、基台11上に設けられたY軸方向に延びる一対のガイドレール62に沿って、サーボモータ63の出力軸に連結されたボールねじ64を有するボールねじ機構によって移動可能に支持されている。ウエハテーブル61には、ウエハストッカ52に対しエキスパンド台54を引出しおよび差入れ可能な図略のフックを有するエキスパンド台移動装置が設けられている。また、ウエハテーブル61には、エキスパンド台54の外径よりも若干小径の貫通穴61aが穿設されている。また、基台11の上面における部品供給位置Aには、ウエハテーブル61の貫通穴61aと連通可能な開口部11aが設けられている。ウエハテーブル61の貫通穴61aおよび基台11の開口部11aは、後述するウエハカット部品Pに対する部品突上げ装置70のピン部材93による下方からの突上げを行うために設けられている。
 部品突上げ装置70は、XYロボット71からなり、XYロボット71は、基台11内におけるウエハ供給装置60の下方に配設され、ガイドレール72に沿ってY軸方向に移動可能なY軸スライド73を備えている。Y軸スライド73は、Y軸サーボモータ74の出力軸に連結されたボールねじ75を有するボールねじ機構によってY軸方向に移動される。Y軸スライド73には、X軸スライド76がY軸方向と直交するX軸方向に移動可能に案内されている。Y軸スライド73にはX軸サーボモータ77が設置され、このX軸サーボモータ77の出力軸に回転連結されY軸スライド73に回転可能に軸承されたボールねじ78がX軸スライド75に固定されたボールナット79と螺合することによってX軸スライド76がX軸方向に移動される。
 X軸スライド76には、一対の爪部材76a,76bがZ軸方向に所定幅をあけてY軸方向に突設されている。上側の爪部材76aは固定され、下側の爪部材76bはX軸スライド76に内蔵された図略のサーボモータによりZ軸方向に移動可能に構成されている。これにより、一対の爪部材76a,76bは、ピン部材93を昇降させる昇降装置90を挟持可能となっている。
 図4に示すように、昇降装置90は、本体91と、一対の爪部材92a,92bと、4本のピン部材93と、4本のバネ部材94等とを備えて構成される。本体91は、両端面が閉塞された中空円筒状に形成され、本体91の周面には、後述するステーション110に着脱可能に装着するための装着穴部91aが穿設されている。一対の爪部材92a,92bは、X軸スライド76の一対の爪部材76a,76bにより挟持可能なように、本体91の周面にZ軸方向に所定幅をあけてY軸方向に突設されている。上側の爪部材92aは固定され、下側の爪部材92bはZ軸方向に移動可能に構成されている。
 ピン部材93は、上端部93aでエキスパンド台54に保持されたウエハカット部品Pを下方から突上げて粘着シートSから剥離するためのものである。4本のピン部材93は、垂直方向に平行に且つ上端部が所定の円周上に等角度間隔(90度間隔)となるように配置されて本体91に内蔵され、各ピン部材93の下端部は爪部材92bに固定され、各ピン部材93の上端部93aは本体91の上端面に穿孔されている4つのピン穴91bから突出可能に配置されている。4本のバネ部材94は、圧縮コイルスプリングであり、4本のピン部材93にそれぞれ挿通されている。
 昇降装置90は、ステーション110に保持された状態(図4(A)参照)から、一対の爪部材92a,92bがX軸スライド76の一対の爪部材76a,76bに挟持されて引張られることにより、ステーション110から離脱する(図4(B)参照)。そして、X軸スライド76の爪部材76bがZ軸方向上向きに移動すると、爪部材92bがZ軸方向上向きに移動するので、4本のピン部材93は4つのピン穴91bから同時に突出する(図4(C)参照)。そして、X軸スライド76の爪部材76bがZ軸方向下向きに移動すると、バネ部材94の伸長により爪部材92bがZ軸方向下向きに移動するので、4本のピン部材93はピン穴91bに引込む。
 図3に示すように、ステーション110は、XYロボット71に並設されており、複数種類のウエハカット部品Pにそれぞれ対応した複数個(本例では、7個)の昇降装置90を着脱可能に構成されている。すなわち、ステーション110のX軸スライド76側の側部には、円柱状の昇降装置90が収納可能な半円柱状の収納部111が設けられている。そして、各収納部111の内周面には、昇降装置90の装着穴部91aに嵌合可能な突設部112が突設されている。
 この部品供給装置20では、先ず、ウエハマガジン50へのウエハUの収納が行われる。すなわち、ウエハカット部品Pをウエハ形状を保持した状態で保持しているエキスパンド台54がパレット53に載置されてエキスパンド台搬入装置55に搬入されると、ウエハストッカ52が上昇しエキスパンド台54がパレット53と共にウエハストッカ52の最上段である一時収納段に移載される。そして、ウエハストッカ52が下降しパレット53がウエハテーブル61の高さに位置決めされ、エキスパンド台移動装置によりエキスパンド台54がウエハストッカ52の一時収納段のパレット53上からウエハテーブル61上に引出される。
 そして、ウエハストッカ52が上昇し所定の収納段のパレット53がウエハテーブル61の高さに位置決めされ、エキスパンド台移動装置によりエキスパンド台54がウエハテーブル61上からウエハストッカ52の所定の収納段のパレット53上に差入れられる。以下、同様にしてウエハストッカ52の各収納段にはウエハカット部品Pをウエハ形状を保持した状態で保持しているエキスパンド台54がパレット53と共に収納される。
 そして、ウエハ供給装置60によるウエハUの搬送、および部品突上げ装置70によるウエハカット部品Pの供給が行われる。すなわち、ウエハテーブル61がウエハマガジン50に近接した位置に移動され位置決めされる。ウエハストッカ52が上昇もしくは下降し、実装されるウエハカット部品Pを保持したエキスパンド台54が載置されたパレット53がウエハテーブル61の高さに位置決めされる。そして、エキスパンド台移動装置により当該エキスパンド台54がパレット53上からウエハテーブル61上に引出される。その後、ウエハテーブル61が部品供給位置Aに移動され位置決めされる。
 そして、昇降装置90が実装すべきウエハカット部品Pに移動され位置決めされ、4本のピン部材93がZ軸方向上向きに突出される。これにより、ウエハカット部品Pは、Z軸方向上向きに突上げられて粘着シートSから剥離され、部品装着装置30の部品採取ヘッド38により採取可能な位置に供給される。
 図1に示すように、部品装着装置30は、XYロボット31からなり、XYロボット31は、基台11上に装架されて基板搬送装置100および部品供給装置20の上方に配設され、ガイドレール32に沿ってY軸方向に移動可能なY軸スライド33を備えている。Y軸スライド33は、Y軸サーボモータ34の出力軸に連結されたボールねじ35を有するボールねじ機構によってY軸方向に移動される。Y軸スライド33には、X軸スライド36がY軸方向と直交するX軸方向に移動可能に案内されている。Y軸スライド33にはX軸サーボモータ37が設置され、このX軸サーボモータ37の出力軸に回転連結されY軸スライド33に回転可能に軸承された図略のボールねじがX軸スライド36に固定された図略のボールナットと螺合することによってX軸スライド36がX軸方向に移動される。
 X軸スライド36上には、部品採取ヘッド38および基板認識用カメラ39(「カメラ」に相当する)が設けられている。部品採取ヘッド38には、Z軸方向に移動可能且つZ軸回りに回転可能なノズルホルダ42が設けられている。このノズルホルダ42には、回転軸を中心とした所定の円周上を等角度間隔(本例では、90度)で配置されたウエハカット部品Pを吸着する複数本(本例では、4本)の吸着ノズル41が着脱可能に保持されている。基板認識用カメラ39は、部品実装位置に搬送された基板B、部品供給位置に搬送されたウエハUのウエハカット部品P、昇降装置90の4本のピン部材93、および後述する治具載置台44に載置された4つの治具45を上方から撮像可能に設けられている。
 また、基台11上のウエハ供給装置60と基板搬送装置100との間には、部品認識用カメラ43および治具載置台44が固定されている。部品認識用カメラ43は、吸着ノズル41に吸着されたウエハカット部品Pを下方から撮像可能に設けられている。治具載置台44の上面は、4本の吸着ノズル41に吸着された4つの治具45を載置し、詳細は後述するが、各吸着ノズル41の中心位置から求める4本の吸着ノズル41の略中央の中心位置(以下、4本の吸着ノズル41の中心位置という)を測定する測定位置として設けられている。4つの治具45は、4本の吸着ノズル41の中心位置を測定するための治具である。
 図5に示すように、治具45は、円筒状に形成され、上面部には円錐台形状の凹部45aが形成されている。この凹部45aの底面45bの直径は、吸着ノズル41の先端部の直径より若干大きく形成されている。そして、凹部45aの底面45bの中心には、カメラ39で検出可能なマーク45mが標されている。ここで、吸着ノズル41で治具45を吸着するときの動作を図6を参照して説明する。吸着ノズル41を治具45の上方に移動させて降下させるとき、吸着ノズル41の軸方向の中心線Laが治具45の軸方向の中心線Lbとずれている場合を考える(図6(a)参照)。このような場合、吸着ノズル41の先端部は治具45の凹部44aの周面45cに当接するが(図6(b)参照)、吸着ノズル41の降下に伴って治具45は水平方向に押されて移動する。これにより、最終的に吸着ノズル41の先端は治具45の凹部45aの底面45bに達して当接するので、このとき吸着ノズル41で治具45を吸着することにより、吸着ノズル41の軸方向の中心線Laを治具45の軸方向の中心線Lbと一致させることができる(図6(c)参照)。
 この部品装着装置30では、部品実装位置に位置決めされた基板B上に設けられた基板マークが、基板認識用カメラ39により検出される。そして、この基板マークの位置に基づいて部品採取ヘッド38がXY方向に位置補正される。また、吸着ノズル41に吸着されたウエハカット部品Pは、部品認識用カメラ43により部品供給装置20の部品供給位置Aから基板B上の所定位置に移動する途中で撮像され、ウエハカット部品Pの吸着状態が認識され、またウエハカット部品Pが所定の装着角度で装着される場合は当該装着角度に回転される。
 図1に示すように、基板搬送装置100は、基台11上に図略の一対のガイドレールを互いに平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、一対のガイドレールにより案内される基板Bを支持して搬送する図略の一対のコンベアベルトを互いに対向させて並設して構成されている。また、基板搬送装置100には、部品実装位置に搬送された基板Bを持ち上げてクランプする図略のクランプ装置が設けられている。
 この基板搬送装置100では、ウエハカット部品Pを実装する基板Bは、ガイドレールにより案内されつつコンベアベルトによりX軸方向に部品実装位置まで搬送される。部品実装位置に搬送された基板Bは、クランプ装置によって部品装着位置に位置決めクランプされる。
 次に、部品採取ヘッド38の4本の吸着ノズル41の中心位置と部品突上げ装置70の4本のピン部材93の中心位置との位置合わせ動作について図7のフローチャートを参照して説明する。ここで、4本のピン部材93の中心位置は、4本の吸着ノズル41の中心位置と同様に、各ピン部材93の中心位置から求める4本のピン部材93の略中央の中心位置である。なお、4つの治具45は、治具載置台44上に予めランダムに並べられて用意されているものとする。
 部品実装装置10を動作制御する制御装置は、ステップS1において、部品採取ヘッド38のノズルホルダ42を治具載置台44の上方に移動し、ノズルホルダ42を回転、降下および上昇させて4本の吸着ノズル41で4つの治具45をそれぞれ吸着させる。この吸着は、吸着ノズル41の先端が治具45の凹部45aの底部45bに達したときに開始する(図8(a)参照、「治具吸着手段」に相当する)。そして、改めてノズルホルダ42を降下させて4本の吸着ノズル41に吸着されている4つの治具45を治具載置台44の上面に載置する(図8(b)参照、「治具配置手段」に相当する)。そして、ステップS2において、部品採取ヘッド38の基板認識用カメラ39を治具載置台44の上方に移動し、治具載置台44の上面に載置されている4つの治具45を撮像する(図8(c)参照、「治具画像取得手段」に相当する)。
 制御装置は、ステップS3において、取得した4つの治具45のマーク45mの画像に基づいて、4本の吸着ノズル41の中心位置と基板認識用カメラ39の中心位置とのノズルずれ量を演算する(「ノズルずれ量演算手段」に相当する)。なお、基板認識用カメラ39の中心位置は、設計上の既知の値である。
 具体的には、図9に示すように、黒丸で示す設計上の各吸着ノズル41の中心位置a1~a4のうち、対向する中心位置a1とa3、a2とa4を結ぶ2本の一点鎖線b1、b2の交点を設計上の4本の吸着ノズル41の中心位置caとする。そして、この設計上の4本の吸着ノズル41の中心位置caに基板認識用カメラ39の中心位置ccを一致させる。
 次に、黒丸で示す設計上の各吸着ノズル41の中心位置a1~a4に基づいて、白丸で示す各治具45の中心位置d1~d4を求める。そして、対向する中心位置d1とd3、d2とd4を結ぶ2本の一点鎖線e1、e2の交点を4つの治具45の中心位置、すなわち実際の4本の吸着ノズル41の中心位置cdとして求める。そして、この実際の4本の吸着ノズル41の中心位置cdと基板認識用カメラ39の中心位置ca(cc)とのノズルずれ量ΔNを求める。
 制御装置は、ステップS4において、部品採取ヘッド38の基板認識用カメラ39を昇降装置90の上方に移動し、部品突上げ装置70の4本のピン部材93を撮像する(「ピン画像取得手段」に相当する)。そして、ステップS5において、取得した4本のピン部材93の画像に基づいて、4本のピン部材93の中心位置と基板認識用カメラ39の中心位置とのピンずれ量を演算する(「ピンずれ量演算手段」に相当する)。
 具体的には、図10に示すように、黒丸で示す設計上の各ピン部材93の中心位置f1~f4のうち、対向する中心位置f1とf3、f2とf4を結ぶ2本の一点鎖線g1、g2の交点を設計上の4本のピン部材93の中心位置cfとする。そして、この設計上の4本のピン部材93の中心位置cfに基板認識用カメラ39の中心位置ccを一致させる。
 次に、黒丸で示す設計上の各ピン部材93の中心位置f1~f4に基づいて、白丸で示す実際の各ピン部材93の中心位置h1~h4を求める。そして、対向する中心位置h1とh3、h2とh4を結ぶ2本の一点鎖線i1、i2の交点を実際の4本のピン部材93の中心位置chとして求める。そして、この実際の4本のピン部材93の中心位置chと基板認識用カメラ39の中心位置cf(cc)とのピンずれ量ΔMを求める。
 制御装置は、ステップS6において、部品採取ヘッド38の基板認識用カメラ39を部品供給位置Aに位置決めされているウエハテーブル61の上方に移動し、ウエハテーブル61上に載置されているウエハUの所定のウエハカット部品Pを撮像する(「部品画像取得手段」に相当する)。そして、ステップS7およびS8において、取得したウエハカット部品Pの画像に基づいて、吸着ノズル41によるウエハカット部品Pの吸着位置のずれ量を求める。そして、ノズルずれ量、ピンずれ量およびウエハカット部品Pの保持位置のずれ量に基づいて、4本の吸着ノズル41の中心位置および4本のピン部材93の中心位置をウエハカット部品Pの中心位置に位置決めする(「位置決め手段」に相当する)。そして、ウエハカット部品Pをピン部材93で突き上げ、吸着ノズル41で吸着して基板B上に装着する。
 具体的には、図11に示すように、ウエハカット部品Pの既知の寸法から、4本の吸着ノズル41のうち任意の吸着ノズル41、例えば中心位置d1の吸着ノズル41によるウエハカット部品Pの吸着位置ずれ量ΔDを求める。そして、ノズルずれ量ΔNおよび吸着位置ずれ量ΔDを考慮して4本の吸着ノズル41の中心位置cdをウエハカット部品Pの中心位置cpに位置決めし、吸着ノズル41の中心位置d1をウエハカット部品Pの中心位置cpに位置決めする。また、ピンずれ量ΔMを考慮して4本のピン部材93の中心位置chをウエハカット部品Pの中心位置cpに位置決めする。以上により、ウエハカット部品Pをピン部材93で高精度に突き上げ、吸着ノズル41で高精度に吸着して基板B上に高精度に装着することができる。
 また、別の方法として、部品供給位置Aに搬送されたウエハUにおける所定の複数の位置において、4本のピン部材93の画像を基板認識用カメラ39でそれぞれ取得する(「ピン画像取得手段」に相当する)。そして、複数の位置における4本のピン部材93の画像に基づいて、4本のピン部材93の中心位置と基板認識用カメラ39の中心位置とのピンずれ量をそれぞれ演算する(「ピンずれ量演算手段」に相当する)。そして、演算した複数のピンずれ量に基づいて補間演算を行い、複数のウエハカット部品Pに対するピンずれ量をそれぞれ求めるようにしてもよい。
 具体的には、図12に示すように、部品供給位置Aに搬送されたウエハUにおいて、例えばウエハUの最外周に位置する複数のウエハカット部品Pのうち、ウエハUの中心位置cuを通るX,Y軸線上に位置する4つのウエハカット部品P1~P4の位置を選択する。そして、4つのウエハカット部品P1~P4の位置において、4本のピン部材93の画像を基板認識用カメラ39でそれぞれ取得し、当該画像に基づいて4本のピン部材93の中心位置と基板認識用カメラ39の中心位置とのピンずれ量をそれぞれ演算する。そして、演算した4つのウエハカット部品P1~P4の位置におけるピンずれ量に基づいて、例えばウエハカット部品Pのサイズを考慮して補間演算を行い、ウエハU内における全てのウエハカット部品Pに対するピンずれ量をそれぞれ求める。これにより、ウエハUにおける全てのウエハカット部品Pに対するピンずれ量をそれぞれ求めているので、ウエハUの搬送による誤差を補正することができ、ウエハU内における全てのウエハカット部品Pを高精度に吸着して基板B上に高精度に装着することができる。
 以上のように、本実施形態の部品実装装置10によれば、4本の吸着ノズル41の中心位置を治具45により測定しているので、4本の吸着ノズル41の中心位置と4本のピン部材93の中心位置とのずれ量を高精度に求めることができる。特に、吸着ノズル41のノズル先端が治具45の凹部45aに倣って下降するので、ノズル中心を治具中心に高精度に一致させることができる。そして、吸着ノズル41のノズル先端が治具45の凹部45aの底部45bに達したときに吸着を開始するので、吸着ノズル41を治具45から離間させた後の治具中心はノズル中心と一致することになる。よって、取得した治具45の画像から4本の吸着ノズル41の中心位置と基板認識用カメラ39の中心位置とのノズルずれ量を高精度に求めることができる。これにより、吸着ノズル41でウエハカット部品Pを高精度に吸着することができ、基板B上へのウエハカット部品Pの装着精度を高めることができる。
 上述した実施形態では、4本の吸着ノズル41を備えたノズルホルダ42について説明したが、1本もしくは任意の数の吸着ノズル41を備えたノズルホルダ42であっても同様の効果を奏する。
 本発明の部品実装装置は、ウエハ内のウエハカット部品をピン部材で突き上げ吸着ノズルで吸着して基板上に装着する場合に適用可能である。
 10・・・部品実装装置、20・・・部品供給装置、30・・・部品装着装置、38・・・部品採取ヘッド、39・・・基板認識用カメラ、41・・・吸着ノズル、44・・・治具載置台、45・・・治具、45a・・・凹部、60・・・ウエハ供給装置、70・・・部品突上げ装置、93・・・ピン部材、100・・・基板搬送装置、U・・・ウエハ、P・・・ウエハカット部品、B・・・基板。

Claims (5)

  1.  複数のウエハカット部品にカットされたウエハをウエハ形状を保持した状態で供給するウエハ供給装置と、
     前記ウエハ供給装置により供給された前記ウエハカット部品を吸着ノズルで吸着し、部品装着位置に搬送された基板上に装着する部品採取ヘッドと、
     上端面を有するピン部材を昇降装置で昇降させて、前記ウエハカット部品を前記吸着ノズルが吸着するときに前記ピン部材の上端部で下方から突上げる部品突上げ装置と、
     前記部品採取ヘッドと共に移動可能に取付けられ、前記部品装着位置に搬送された前記基板、前記ウエハ供給装置により供給された前記ウエハカット部品および前記ピン部材を上方から所定領域を撮像可能なカメラと、を備えた部品実装装置であって、
     前記吸着ノズルで吸着可能で当該吸着ノズルの中心位置を測定するための治具と、
     前記カメラで撮像した前記治具の画像に基づいて、前記吸着ノズルの中心位置と前記カメラの中心位置とのノズルずれ量を演算するノズルずれ量演算手段と、
     前記カメラで撮像した前記ピン部材の画像に基づいて、前記ピン部材の中心位置と前記カメラの中心位置とのピンずれ量を演算するピンずれ量演算手段と、
     前記カメラで撮像した前記ウエハカット部品の画像に基づいて、前記ウエハカット部品の保持位置のずれ量を求め、前記ノズルずれ量、前記ピンずれ量および前記ウエハカット部品の保持位置のずれ量に基づいて、前記吸着ノズルの中心位置および前記ピン部材の中心位置を前記ウエハカット部品の中心位置に位置決めする位置決め手段と、を備える部品実装装置。
  2.  前記部品実装装置は、前記ウエハ供給装置により供給された前記ウエハにおける所定の複数の位置において前記ピン部材の画像を前記カメラでそれぞれ取得するピン画像取得手段を備え、
     前記ピンずれ量演算手段は、前記複数のピン部材の画像に基づいて、前記ピン部材の中心位置と前記カメラの中心位置とのピンずれ量をそれぞれ演算し、前記複数のピンずれ量に基づいて補間演算を行い、複数の前記ウエハカット部品に対する前記ピンずれ量をそれぞれ求める請求項1の部品実装装置。
  3.  前記治具の中心部には、前記吸着ノズルでの吸着時にノズル先端が倣ってノズル中心が治具中心と一致可能なように円錐台形状の凹部が形成されている請求項1又は2の部品実装装置。
  4.  前記部品実装装置は、前記吸着ノズルのノズル先端が前記治具の凹部の底部に達したときに吸着を開始する治具吸着手段を備える請求項3の部品実装装置。
  5.  前記吸着ノズルは、所定の円周上を等角度間隔で配置された複数本のノズル群で構成され、
     前記ノズルずれ量演算手段は、前記複数本のノズル群の各中心位置に基づいて前記吸着ノズルの中心位置を求め、当該吸着ノズルの中心位置と前記カメラの中心位置とのノズルずれ量を演算する請求項1~4の何れか一項の部品実装装置。
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