WO2015079545A1 - Component mounting device - Google Patents
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Abstract
Existing component mounting devices have the problem that correction amounts obtained before component mounting operations are used for mounting-position correction, making it impossible to accommodate mounting-position changes due to vibration of the device during mounting operations. This invention is characterized by the provision of a component attachment unit, a first imaging unit that captures a first image of said component attachment unit before reaching a position above a substrate, a second imaging unit that captures a second image of at least part of the substrate when above said substrate, and a processing unit. This invention is also characterized in that: the component attachment unit contains illuminating optics that form an illuminated region on the substrate; and the processing unit uses the first image to obtain a first positional relationship indicating the positional relationship between the illuminated region and a component held by the component attachment unit, uses the second image to obtain a second positional relationship indicating the positional relationship between the illuminated region and the position where said component is to be mounted, and determines the position of the component such that the first positional relationship and the second positional relationship are essentially congruent.
Description
本発明は、部品実装装置に関する。例えば、本発明はカメラを用いて部品を実装する部品実装装置及び位置補正方法に関する。
The present invention relates to a component mounting apparatus. For example, the present invention relates to a component mounting apparatus and a position correction method for mounting components using a camera.
電子機器に使用されるプリント基板には、多数の電子部品が実装されている。これらの電子部品の実装は、部品実装装置（チップマウンタ）によって、自動化されている。近年、電子部品の微小化が急速に進んでおり、部品実装の高速化・高精度化が求められている。
A large number of electronic components are mounted on a printed circuit board used for electronic equipment. The mounting of these electronic components is automated by a component mounting apparatus (chip mounter). In recent years, miniaturization of electronic components is rapidly progressing, and high-speed and high-precision component mounting is required.
例えば、特許文献１の部品実装装置では、ヘッドアクチュエータに固定されているノズルの先端座標を部品認識カメラで取得し、部品実装時のノズルの位置決め位置の補正値を算出し、部品実装時のノズルの位置決めに反映させることで、部品実装を高精度に行う。
For example, in the component mounting apparatus of Patent Document 1, the tip coordinate of the nozzle fixed to the head actuator is acquired by a component recognition camera, the correction value of the nozzle positioning position at the time of component mounting is calculated, and the nozzle at the time of component mounting is calculated. By reflecting this in the positioning of the parts, component mounting is performed with high accuracy.
特許文献１の部品実装装置では、実装位置の補正は、部品実装動作前に取得した補正量を用いるため、実装動作中の装置の振動による実装位置の変化に対応できないという課題がある。
In the component mounting apparatus disclosed in Patent Document 1, since the correction of the mounting position uses a correction amount acquired before the component mounting operation, there is a problem that the mounting position cannot be changed due to the vibration of the apparatus during the mounting operation.
本発明は、部品装着部と、基板上に至るよりも前に前記部品装着部を撮像し第１の画像を得る第１の撮像部と、前記基板上で前記基板の少なくとも一部を撮像し第２の画像を得る第２の撮像部と、処理部と、を有し、前記部品装着部は、前記基板上に照明領域を形成する照明光学部を含み、前記処理部は、前記第１の画像から前記部品装着部が保持した部品と前記照明領域との位置関係を示す第１の位置関係を得て、さらに前記第２の画像から前記部品を実装すべき位置と前記照明領域との位置関係を示す第２の位置関係を得て、前記部品の位置を、前記第１の位置関係と前記第２の位置関係とが実質的に一致するよう決定することを1つの特徴とする。
The present invention provides a component mounting unit, a first imaging unit that captures an image of the component mounting unit to obtain a first image before reaching the substrate, and images at least a part of the substrate on the substrate. A second imaging unit that obtains a second image; and a processing unit. The component mounting unit includes an illumination optical unit that forms an illumination area on the substrate. The processing unit includes the first imaging unit. The first positional relationship indicating the positional relationship between the component held by the component mounting unit and the illumination region is obtained from the image of the image, and the position where the component is to be mounted and the illumination region are further determined from the second image. One feature is that a second positional relationship indicating the positional relationship is obtained, and the position of the component is determined so that the first positional relationship and the second positional relationship substantially match.
本発明によれば、例えば装置の振動等望ましくない要因により実装位置が変化した場合でも、実装位置に対して部品を高精度に位置決めできる。
According to the present invention, even when the mounting position changes due to an undesired factor such as vibration of the apparatus, the component can be positioned with high accuracy with respect to the mounting position.
以下、実施例について図面を用いて説明する。
Hereinafter, examples will be described with reference to the drawings.
図１から図８を用いて実施例１を説明する。図１は部品実装装置の外観図である。ヘッドアクチュエータ１０５をＸ方向に移動するＸビーム１０２と、Ｘビーム１０２をＹ方向に移動するＹビーム１０１が配置されている。ヘッドアクチュエータ１０５は部品を基板へ実装するための部品実装部の一例と表現することができる。
Example 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external view of a component mounting apparatus. An X beam 102 that moves the head actuator 105 in the X direction and a Y beam 101 that moves the X beam 102 in the Y direction are arranged. The head actuator 105 can be expressed as an example of a component mounting unit for mounting components on a substrate.
ヘッドアクチュエータ１０５は部品供給部１０６で部品を供給される。部品認識カメラ１０７はヘッドアクチュエータ１０５のＺ軸正方向に配置され、ヘッドアクチュエータ１０５に供給された部品の姿勢を撮像する。部品認識カメラ１０７は、部品実装部が保持した部品を撮像する第１の撮像部と表現することができ、部品認識カメラ１０７が取得した画像は第１の画像と表現することができる。
The head actuator 105 is supplied with components by the component supply unit 106. The component recognition camera 107 is disposed in the positive Z-axis direction of the head actuator 105 and images the posture of the component supplied to the head actuator 105. The component recognition camera 107 can be expressed as a first imaging unit that images a component held by the component mounting unit, and an image acquired by the component recognition camera 107 can be expressed as a first image.
撮像後、ヘッドアクチュエータ１０５はＸビーム１０２、Ｙビーム１０１を用いて基板１０８上へ移動し、部品を基板１０８上の所定位置に装着する実装動作を行う。制御部１０９は、上述したＸビーム１０２、Ｙビーム１０１、ヘッドアクチュエータ１０５などの様々な動作の処理、制御を行う。Ｘビーム１０２、Ｙビーム１０１の少なくとも１つは部品実装部を移動させる移動部と表現することができる。
After imaging, the head actuator 105 moves onto the substrate 108 using the X beam 102 and the Y beam 101, and performs a mounting operation for mounting the component at a predetermined position on the substrate 108. The control unit 109 performs processing and control of various operations such as the X beam 102, the Y beam 101, and the head actuator 105 described above. At least one of the X beam 102 and the Y beam 101 can be expressed as a moving unit that moves the component mounting unit.
図２はヘッドアクチュエータ１０５の詳細図である。基板実装カメラ２０３は回転体の一例であるロータ２０１に固定されており、基板１０８と実装中の部品２０４を撮像する。レーザー源２０５はロータ２０１に固定されており、基板１０８を照射する。ノズル２０２はＺ軸方向に上下動作を行い、ノズル２０２の先端２０８に部品２０４を真空吸着し、部品２０４の供給及び実装を行う。また、ロータ２０1は回転軸２０６を中心にＺ軸まわりに回転する。なお、基板実装カメラ２０３は基板の少なくとも一部を撮像する第２の撮像部と表現することができ、基板実装カメラ２０３が取得した画像は第２の画像と表現することができる。
FIG. 2 is a detailed view of the head actuator 105. The board mounting camera 203 is fixed to a rotor 201 which is an example of a rotating body, and images the board 108 and a component 204 being mounted. A laser source 205 is fixed to the rotor 201 and irradiates the substrate 108. The nozzle 202 moves up and down in the Z-axis direction, vacuums the component 204 to the tip 208 of the nozzle 202, and supplies and mounts the component 204. Further, the rotor 201 rotates about the Z axis about the rotation axis 206. The board-mounted camera 203 can be expressed as a second imaging unit that captures at least a part of the board, and an image acquired by the board-mounted camera 203 can be expressed as a second image.
図３はロータ２０１の構造の詳細図である。センターシャフト３０５はロータ２０１の回転軸２０６上に配置されている。ダイレクトドライブ３０３はセンターシャフト３０５に固定されている。ダイレクトドライブ３０３に固定された上ロータ３０１と下ロータ３０２が配置されている。センターシャフト３０５はモータになっており、回転軸２０６回りに回転し、センターシャフト３０５に固定されたダイレクトドライブ３０３、ダイレクトドライブ３０３に固定された上ロータ３０１と下ロータ３０２も回転する。ノズル２０２は下ロータ３０２に配置されたノズルガイド３０４に沿って、Ｚ軸方向に移動する。ケーブル３０６はセンターシャフト３０５の内部に配置され、制御部１０９から基板実装カメラ２０３、レーザー源２０５への通信線である。
FIG. 3 is a detailed view of the structure of the rotor 201. The center shaft 305 is disposed on the rotation shaft 206 of the rotor 201. The direct drive 303 is fixed to the center shaft 305. An upper rotor 301 and a lower rotor 302 fixed to the direct drive 303 are arranged. The center shaft 305 is a motor and rotates about the rotation shaft 206, and the direct drive 303 fixed to the center shaft 305 and the upper rotor 301 and the lower rotor 302 fixed to the direct drive 303 also rotate. The nozzle 202 moves in the Z-axis direction along a nozzle guide 304 disposed on the lower rotor 302. The cable 306 is disposed inside the center shaft 305 and is a communication line from the control unit 109 to the board mounted camera 203 and the laser source 205.
図４はヘッドアクチュエータ１０５をＺ軸正方向から見た詳細図である。ロータ２０１にＺ軸正方向へ照射するようにレーザー源２０５と、先端２０８がＺ軸正方向に向くようにノズル２０２Ｐ1～Ｐ8が配置されている。
FIG. 4 is a detailed view of the head actuator 105 as viewed from the positive direction of the Z axis. A laser source 205 and nozzles 202P 1 to P 8 are disposed so that the rotor 201 irradiates the rotor 201 in the positive Z-axis direction and the tip 208 faces the positive Z-axis direction.
図５は、部品カメラ１０７上に投影したヘッドアクチュエータ１０５を説明する図である。部品認識カメラ１０７が取得した画像５０１の中心５０２と基板実装カメラ２０３の中心（その他の表現としては光軸）とは実質的に一致する。これは、部品認識カメラ１０７の画像中の座標系と基板実装カメラ２０３の画像中の座標系とが実質的に一致していると表現することもできる。その他の表現としては、部品認識カメラ１０７からの画像と基板実装カメラ２０３からの画像とが実質的に一致していると表現することもできる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the head actuator 105 projected onto the component camera 107. The center 502 of the image 501 acquired by the component recognition camera 107 substantially coincides with the center of the board mounting camera 203 (in other words, the optical axis). This can also be expressed as that the coordinate system in the image of the component recognition camera 107 substantially matches the coordinate system in the image of the board mounting camera 203. As other expressions, it can also be expressed that the image from the component recognition camera 107 and the image from the board mounting camera 203 substantially match.
部品認識カメラ１０７はヘッドアクチュエータ１０５を撮像する。部品認識カメラ１０７が撮像した画像には、部品２０４Ｐ1～Ｐ8の少なくとも１つが含まれる。制御部１０９は。部品認識カメラ１０７が撮像した画像から部品２０４Ｐ1～Ｐ8の少なくとも１つの座標、及び角度の少なくとも１つ（望ましくは両方）を得る。この座標、及び角度は中心５０２を基準とした座標（相対位置と表現することもできる）、角度（相対角度と表現することもできる）として表現することができる。部品２０４Ｐ1～Ｐ8の少なくとも１つの相対位置、及び相対角度は例えば（Ｐｘl~8, Ｐｙl~8,θ1~8）と表現することができる。
The component recognition camera 107 images the head actuator 105. The image captured by the component recognition camera 107 includes at least one of the components 204P 1 to P 8 . The control unit 109. At least one coordinate of the components 204P 1 to P 8 and at least one of the angles (preferably both) are obtained from the image captured by the component recognition camera 107. These coordinates and angles can be expressed as coordinates (which can also be expressed as relative positions) and angles (which can also be expressed as relative angles) with the center 502 as a reference. At least one relative position and relative angle of the parts 204P 1 to P 8 can be expressed as, for example, (Px 1-8 , Py 1-8 , θ 1-8 ).
さらに、基板実装カメラ２０３は、部品認識カメラ１０７が取得した画像５０１の中心５０２と基板実装カメラ２０３の中心（その他の表現としては光軸）とは実質的に一致した状態で画像を取得する。基板実装カメラ２０３からの画像には照明領域の一例であるレーザーマーク５０３が含まれる。制御部１０９は、基板実装カメラ２０３からの画像からレーザーマーク５０３の相対位置、相対角度（Ｌｘl,Ｌｙl,Ｌθl）５０４を得る。なお、部品認識カメラ１０７が取得した画像５０１の中心５０２と基板実装カメラ２０３の中心（その他の表現としては光軸）とは実質的に一致しているので、レーザーマーク５０３の相対位置、相対角度は部品認識カメラ１０７が取得した画像から得ても良い。その場合、部品認識カメラ１０７が取得した画像にはレーザーマーク５０３も含まれる。画像中のレーザーマーク５０３は他の部分よりも明るく表示されるため、制御部１０９での認識は容易であり、高速部品実装が要求される部品実装装置には好適である。
Further, the board-mounted camera 203 acquires an image in a state where the center 502 of the image 501 acquired by the component recognition camera 107 and the center of the board-mounted camera 203 (in other words, the optical axis) substantially coincide with each other. An image from the substrate mounting camera 203 includes a laser mark 503 that is an example of an illumination area. The control unit 109 obtains the relative position and relative angle (Lx l , Ly l , Lθ l ) 504 of the laser mark 503 from the image from the substrate mounting camera 203. Since the center 502 of the image 501 acquired by the component recognition camera 107 and the center of the board mounting camera 203 (in other words, the optical axis) are substantially coincident, the relative position and relative angle of the laser mark 503 are the same. May be obtained from an image acquired by the component recognition camera 107. In that case, the laser mark 503 is also included in the image acquired by the component recognition camera 107. Since the laser mark 503 in the image is displayed brighter than the other parts, the control unit 109 can easily recognize the laser mark 503 and is suitable for a component mounting apparatus that requires high-speed component mounting.
そして、制御部１０９は、図１５の式１を用いてレーザーマーク５０３の相対位置、及び相対角度と部品２０４Ｐ1～Ｐ8の相対位置、及び相対角度５０４との差（ΔＸn、ΔＹn、Δθn）をそれぞれ求める。例えば、図５ではＰ7の場合についての差（ΔＸn、ΔＹn、Δθn）は（ΔＸ7、ΔＹ7、Δθ7）によって表現される。図５では（ΔＸ1、ΔＹ1、Δθ1）～（ΔＸ8、ΔＹ8、Δθ8）という複数の部品に対応した複数の位置関係が、制御部１０９内のメモリに保存される。
Then, the control unit 109 uses the equation 1 in FIG. 15 to determine the difference (ΔX n , ΔY n , difference between the relative position and angle of the laser mark 503 and the relative position and relative angle 504 of the components 204P 1 to P 8 . Δθ n ) is obtained respectively. For example, in FIG. 5, the difference (ΔX n , ΔY n , Δθ n ) for the case of P 7 is expressed by (ΔX 7 , ΔY 7 , Δθ 7 ). In FIG. 5, a plurality of positional relationships corresponding to a plurality of components (ΔX 1 , ΔY 1 , Δθ 1 ) to (ΔX 8 , ΔY 8 , Δθ 8 ) are stored in the memory in the control unit 109.
図６は部品実装時のヘッドアクチュエータ１０５の詳細図である。基板１０８上には、部品２０４と基板１０８とを接着させるはんだ６０２、６０２’が形成されている。基板実装カメラ２０３によって撮像範囲５０８の画像が得られる。画像には、レーザーマーク５０３、及びはんだ６０２、６０２’が含まれる。
FIG. 6 is a detailed view of the head actuator 105 when the components are mounted. Solders 602 and 602 ′ for bonding the component 204 and the substrate 108 are formed on the substrate 108. An image in the imaging range 508 is obtained by the substrate mounting camera 203. The image includes a laser mark 503 and solders 602 and 602 '.
部品を実装すべき位置（目標実装位置）の座標６０３（Ｐｘp、Ｐｙp、θp）は基板実装カメラ２０３によって取得されたはんだ６０２の座標（Ｐｘs、Ｐｙs、θs）とはんだ６０２’の座標（Ｐｘs’、Ｐｙs’、θs’）から、図１５の式２によって算出される。
The coordinates 603 (Px p , Pyp , θ p ) of the position (target mounting position) where the component is to be mounted are the coordinates (Px s , Py s , θ s ) of the solder 602 acquired by the board mounting camera 203 and the solder 602. From the coordinates (Px s ′, Py s ′, θ s ′) of “′, it is calculated by Equation 2 in FIG.
図７は部品実装時の基板実装カメラ２０３が撮像した画像を説明する図である。画像の中心５０２は基板実装カメラ２０３の中心（他の表現としては光軸）と実質的に一致する。つまり、図７の座標系と図５の座標系とは、実質的に一致しているということである。
FIG. 7 is a diagram for explaining an image captured by the board mounting camera 203 at the time of component mounting. The center 502 of the image substantially coincides with the center of the board mounted camera 203 (in other words, the optical axis). That is, the coordinate system of FIG. 7 and the coordinate system of FIG. 5 are substantially coincident.
図７(a)は相対位置の取得についての説明図であり、図７(b)は相対角度の取得についての説明図である。制御部１０９は、基板実装カメラ２０３の画像からレーザー源２０５が照射したレーザーマーク５０３の座標（Ｌｘl、Ｌｙl、Ｌθl）を取得する。また、制御部１０９は、基板実装カメラ２０３の画像から目標部品実装位置６０３の座標（Ｐｘp、Ｐｙp、θp）を取得する。そして、図１５の式３を用いてレーザーマーク５０３の相対位置・相対角度と目標部品実装位置６０３の相対位置・相対角度６０３との差（ΔＸp、ΔＹp、Δθp）をそれぞれ求める。
FIG. 7A is an explanatory diagram for obtaining a relative position, and FIG. 7B is an explanatory diagram for obtaining a relative angle. The control unit 109 acquires the coordinates (Lx l , Ly l , Lθ l ) of the laser mark 503 irradiated by the laser source 205 from the image of the substrate mounting camera 203. Further, the control unit 109 acquires the coordinates (Px p , Py p , θ p ) of the target component mounting position 603 from the image of the board mounting camera 203. Then, the difference (ΔX p , ΔY p , Δθ p ) between the relative position / relative angle of the laser mark 503 and the relative position / relative angle 603 of the target component mounting position 603 is obtained using Equation 3 in FIG.
ここで、差（ΔＸp、ΔＹp、Δθp）と図５の差（ΔＸn、ΔＹn、Δθn）とが実質的に一致している状態は、部品が目標実装位置上に実質的にある状態であり、部品実装に望ましい状態であることが当業者は理解できる。
Here, when the difference (ΔX p , ΔY p , Δθ p ) and the difference (ΔX n , ΔY n , Δθ n ) in FIG. 5 substantially match, the component is substantially on the target mounting position. Those skilled in the art can understand that this is a desirable state for component mounting.
図８は部品実装動作のフローチャートである。まず、処理１００１では、ヘッドアクチュエータ１０５が部品供給部１０６へ移動し、ノズル２０２の先端２０８に部品２０４を吸着する。
FIG. 8 is a flowchart of the component mounting operation. First, in process 1001, the head actuator 105 moves to the component supply unit 106 and sucks the component 204 on the tip 208 of the nozzle 202.
処理１００２では、部品２０４を吸着したヘッドアクチュエータ１０５が部品認識カメラ１０７上へ移動し、部品認識カメラ１０７で基板実装カメラ２０３の基準点５０２に対する部品２０４の相対位置・相対角度（Ｐｘl~8、Ｐｙl~8、θ1~8）５０４を取得し、基板実装カメラ２０３でレーザーマーク５０３の相対位置・相対角度（Ｌｘl、Ｌｙl、Ｌθl）を取得し、さらにレーザーマーク５０３の相対位置・角度と部品の位置５０４との相対位置・角度との差Δ1（ΔＸn、ΔＹn、Δθn）を取得する。処理１００２は、部品装着部が基板上に至るよりも前に照明領域と部品との位置関係（例えば、第１の位置関係と表現することができる）を得る第１のステップであると表現することができる。図５のようにヘッドアクチュエータ１０５が複数の部品を保持している場合は、（ΔＸ1、ΔＹ1、Δθ1）～（ΔＸ8、ΔＹ8、Δθ8）という複数の部品に対応した複数の位置関係が、制御部１０９内のメモリに保存される。
In process 1002, the head actuator 105 that has picked up the component 204 moves onto the component recognition camera 107, and the component recognition camera 107 moves the relative position / relative angle of the component 204 with respect to the reference point 502 of the board mounting camera 203 (Px 1-8 , Py 1-8 , θ 1-8 ) 504, the relative position / relative angle (Lx 1 , Ly 1 , Lθ 1 ) of the laser mark 503 is obtained by the substrate mounting camera 203, and the relative position of the laser mark 503 is further acquired. The difference Δ 1 (ΔX n , ΔY n , Δθ n ) between the angle and the relative position / angle between the part position 504 is acquired. The process 1002 is expressed as a first step of obtaining a positional relationship between the illumination area and the component (for example, it can be expressed as a first positional relationship) before the component mounting unit reaches the substrate. be able to. When the head actuator 105 holds a plurality of parts as shown in FIG. 5, a plurality of parts corresponding to a plurality of parts (ΔX 1 , ΔY 1 , Δθ 1 ) to (ΔX 8 , ΔY 8 , Δθ 8 ) are used. The positional relationship is stored in a memory in the control unit 109.
処理１００３では、ヘッドアクチュエータ１０５が基板１０８上に移動する。
In process 1003, the head actuator 105 moves onto the substrate.
処理１００４では、制御部１０９は、基板実装カメラ２０３が取得した画像の中心５０２に対するレーザーマーク５０３の座標（Ｌｘl、Ｌｙl、Ｌθl）と、基板実装カメラ２０３が取得した画像の中心５０２に対する目標部品実装位置６０３の座標（Ｐｘp、Ｐｙp、θp）を取得する。さらに、制御部１０９は、（Ｌｘl、Ｌｙl、Ｌθl）と（Ｐｘp、Ｐｙp、θp）との差Δ2（ΔＸp、ΔＹp、Δθp）を取得する。処理１００４は、基板上で照明領域と目標実装位置との位置関係（例えば、第２の位置関係と表現することができる）を得る第２のステップであると表現することができる。
In processing 1004, the control unit 109 controls the coordinates (Lx l , Ly l , Lθ l ) of the laser mark 503 with respect to the center 502 of the image acquired by the board mounted camera 203 and the center 502 of the image acquired by the board mounted camera 203. The coordinates (Px p , Pyp , θ p ) of the target component mounting position 603 are acquired. Furthermore, the control unit 109 acquires a difference Δ 2 (ΔX p , ΔY p , Δθ p ) between (Lx l , Ly l , Lθ l ) and (Px p , Py p, θ p ). The process 1004 can be expressed as a second step of obtaining a positional relationship between the illumination area and the target mounting position on the substrate (for example, it can be expressed as a second positional relationship).
処理１００５では、処理１００２で取得したΔ1（ΔＸn、ΔＹn、Δθn）と処理１００４で取得したΔ2（ΔＸp、ΔＹp、Δθp）とを比較する。Δ1、及びΔ2が所定の閾値より低い場合、他の表現としてはΔ1とΔ2とが実質的に一致している場合は、フローは処理１００７へ移行し、そうでない場合フローは、処理１００６へ移行する。
In process 1005, Δ 1 (ΔX n , ΔY n , Δθ n ) acquired in process 1002 is compared with Δ 2 (ΔX p , ΔY p , Δθ p ) acquired in process 1004. If Δ 1 and Δ 2 are lower than the predetermined threshold, otherwise, if Δ 1 and Δ 2 substantially match, the flow moves to operation 1007, otherwise the flow is The process proceeds to process 1006.
処理１００６では、処理１００５で比較した結果をもとに、Δ1、及びΔ2が閾値以内になるよう、ヘッドアクチュエータ１０５の位置、及び回転角度の少なくとも１つ（望ましくは両方）を調整する。処理１００６は、第１の位置関係と第２の位置関係が実質的に一致するよう部品の位置を変更する処理であると表現することができる。
In process 1006, based on the result of comparison in process 1005, at least one (preferably both) of the position and rotation angle of the head actuator 105 is adjusted so that Δ 1 and Δ 2 are within the threshold. The process 1006 can be expressed as a process of changing the position of the component so that the first positional relationship and the second positional relationship substantially match.
調整後は、処理１００４へフローは移行し、基板実装カメラ２０３を用いて調整の確認を行う。なお、ヘッドアクチュエータ１０５の位置の調整はＸビーム１０２、Ｙビーム１０１の動作によって行われ、回転角度の調整はロータ２０１の回転によって行われる。
After adjustment, the flow moves to processing 1004, and adjustment is confirmed using the substrate mounting camera 203. The position of the head actuator 105 is adjusted by the operations of the X beam 102 and the Y beam 101, and the rotation angle is adjusted by the rotation of the rotor 201.
処理１００７では、位置、及び回転角度の少なくとも１つの調整が完了したヘッドアクチュエータ１０５が部品２０４を基板１０８に実装する。
In the processing 1007, the head actuator 105 that has completed at least one adjustment of the position and the rotation angle mounts the component 204 on the substrate 108.
処理１００８では、ヘッドアクチュエータ１０５に供給されている部品２０４が残っているか否かを判断し、あれば処理１００３へ移行して部品実装を続行する。この場合、実装すべき部品対応した第１の位置関係が制御部１０９のメモリから読み出される。つまり、実装すべき部品の保持位置が変更された場合は、保持位置の変化に伴い第１の位置関係も変更されるということである。なお、フローは残った部品がない場合は処理１００１へ移行して部品供給を行う。
In process 1008, it is determined whether or not the component 204 supplied to the head actuator 105 remains, and if there is, the process proceeds to process 1003 to continue component mounting. In this case, the first positional relationship corresponding to the component to be mounted is read from the memory of the control unit 109. That is, when the holding position of the component to be mounted is changed, the first positional relationship is also changed with the change of the holding position. If there is no remaining part in the flow, the process proceeds to processing 1001 to supply the part.
以上より、実施例１では、以下の効果のうち少なくとも１つを奏することができる。（１）部品が装着されるべき位置と部品との位置関係は認識が容易なレーザーマークを介して監視される。よって、実装動作中に振動、その他望ましくない要因によって部品が装着されるべき位置と部品との位置関係に変化があった場合でも部品を正しく装着することができる。（２）部品実装時に随時、部品実装予測位置・角度と目標部品実装位置・角度を取得し、部品実装予測位置・角度が目標部品実装位置・角度と重なるようにヘッドアクチュエータの位置・回転角度を調整することで、高精度実装が可能となる。（３）部品実装予測位置の指標としてレーザーマークを用いることで、部品の形状や大きさに制限されることなく、部品実装を行うことができる。
As described above, in Example 1, at least one of the following effects can be achieved. (1) The positional relationship between the position where the component is to be mounted and the component is monitored via a laser mark that is easy to recognize. Therefore, even when there is a change in the positional relationship between the component and the position where the component should be mounted due to vibration or other undesirable factors during the mounting operation, the component can be mounted correctly. (2) Obtain the component mounting predicted position / angle and the target component mounting position / angle at any time during component mounting, and set the head actuator position / rotation angle so that the component mounting predicted position / angle overlaps the target component mounting position / angle. By adjusting, high-precision mounting becomes possible. (3) By using a laser mark as an index of a predicted mounting position of a component, component mounting can be performed without being limited by the shape and size of the component.
次に、実施例２について説明する。以降の説明では、他の実施例と異なる部分について主に説明する。
Next, Example 2 will be described. In the following description, differences from the other embodiments will be mainly described.
図９は本実施例のノズル１１０１、１２０１を説明する図である。ノズル１１０１の側面には、ノズル１１０１の降下方向と実質的に平行となるよう光ファイバー１１０２が固定されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating the nozzles 1101 and 1201 of the present embodiment. An optical fiber 1102 is fixed to the side surface of the nozzle 1101 so as to be substantially parallel to the descending direction of the nozzle 1101.
そして、光ファイバー１１０２を経由してレーザー光線１１０３は基板へ供給される。光ノズル１１０１にレーザー光線１１０３の軌道を固定することで、レーザーマーク５０３と部品２０４Ｐ1～Ｐ8の位置・角度５０４の差ΔＸn、ΔＹn、Δθnの精度がより向上する効果を期待できる。
Then, the laser beam 1103 is supplied to the substrate via the optical fiber 1102. By fixing the trajectory of the laser beam 1103 to the optical nozzle 1101, the effect of further improving the accuracy of the differences ΔX n , ΔY n , Δθ n between the positions / angles 504 of the laser mark 503 and the components 204P 1 to P 8 can be expected.
また、図１０のように、ノズル１２０１の側面にミラー１２０２を固定し、レーザー光線１２０３をミラー１２０２に照射し、ノズル１１０１降下方向へ反射させることによっても実施できる。
Further, as shown in FIG. 10, the mirror 1202 is fixed to the side surface of the nozzle 1201, the laser beam 1203 is irradiated on the mirror 1202, and reflected in the nozzle 1101 descending direction.
このように、光ファイバー１１０２やミラー１２０２に例示される導光光学素子がレーザー光の射出方向を規定することなるので、位置・角度５０４の差ΔＸn、ΔＹn、Δθnの精度はより向上する。実施例１に記載のレーザー源、及び本実施例の導光光学素子の少なくとも１つは例えば、照明光学部と表現することができる。
As described above, since the light guide optical element exemplified by the optical fiber 1102 and the mirror 1202 defines the laser light emission direction, the accuracy of the differences ΔX n , ΔY n , Δθ n of the position / angle 504 is further improved. . At least one of the laser source described in the first embodiment and the light guide optical element of the present embodiment can be expressed as an illumination optical unit, for example.
次に、実施例３について説明する。以降の説明では、他の実施例と異なる部分について主に説明する。
Next, Example 3 will be described. In the following description, differences from the other embodiments will be mainly described.
図１１は本実施例を説明する図である。本実施例では、レーザー光線１３０４をノズル１３０１上端に固定されたミラー１３０２に射出する。ミラー１３０２によって反射されたレーザー光線１３０４はノズル１３０１の中をノズル１３０１降下方向に沿って進み、導光光学素子の一例であるレンズ１３０３によって反射方向を修正する。
FIG. 11 is a diagram for explaining the present embodiment. In this embodiment, a laser beam 1304 is emitted to a mirror 1302 fixed to the upper end of the nozzle 1301. The laser beam 1304 reflected by the mirror 1302 travels in the nozzle 1301 along the nozzle 1301 descending direction, and the reflection direction is corrected by a lens 1303 which is an example of a light guide optical element.
レーザー光線１３０４をノズル１３０１の先端１３０５からノズル１３０１降下方向に通すことで、レーザーマーク５０３が形成される位置とノズル１３０１降下位置とは実質的に一致する。この構成で相対位置・角度を得ることにより、高精度に降下位置を測定できる。さらに、ノズル１３０１先端１３０５からレーザー光線１３０４を照射するため、部品供給時にも適用できる。
By passing the laser beam 1304 from the tip 1305 of the nozzle 1301 in the nozzle 1301 descending direction, the position where the laser mark 503 is formed substantially coincides with the nozzle 1301 descending position. By obtaining the relative position and angle with this configuration, the descent position can be measured with high accuracy. Further, since the laser beam 1304 is irradiated from the tip 1305 of the nozzle 1301, it can be applied when supplying components.
図１２は実施例３での部品供給時の動作を説明する図である。画像５０１は部品供給時の基板実装カメラ２０３が撮像した画像である。部品２０４はテープ１４０１に格納されており、ノズル１３０１の先端１３０５を部品２０４に降下し、真空吸着を行う。レーザー光線１３０４が照射したレーザーマーク５０３の位置と、部品２０４の位置を基板実装カメラ２０３によって取得し、両者の差Δx、Δyが閾値以下になるように、ヘッドアクチュエータ１０５の位置・回転角度を調整し、閾値以下になったところで部品２０４を吸着する。以上により、高精度にノズル１３０１に部品２０４を吸着することができる。
FIG. 12 is a diagram for explaining the operation at the time of supplying parts in the third embodiment. An image 501 is an image captured by the board mounting camera 203 at the time of component supply. The component 204 is stored in the tape 1401, and the tip 1305 of the nozzle 1301 is lowered to the component 204 to perform vacuum suction. The position of the laser mark 1503 irradiated by the laser beam 1304 and the position of the component 204 are acquired by the substrate mounting camera 203, and the position / rotation angle of the head actuator 105 is adjusted so that the difference Δx, Δy between them is below the threshold value. The component 204 is picked up when the value becomes the threshold value or less. As described above, the component 204 can be adsorbed to the nozzle 1301 with high accuracy.
次に、実施例４について説明する。以降の説明では、他の実施例と異なる部分について主に説明する。本実施例は、基板上に複数の照明領域を形成し、少なくとも２以上の照明領域の寸法を比較することで基板の傾きを得ることを１つの特徴とする。
Next, Example 4 will be described. In the following description, differences from the other embodiments will be mainly described. This embodiment is characterized in that a plurality of illumination areas are formed on a substrate, and the inclination of the substrate is obtained by comparing the dimensions of at least two illumination areas.
本実施例は、複数のレーザーマーク５０３を基板上に形成することにより、基板１０８の傾きを得ることを1つの特徴とする。
This embodiment is characterized in that the tilt of the substrate 108 is obtained by forming a plurality of laser marks 503 on the substrate.
図１３は、本実施例を説明する図である。本実施例では、ロータ２０１に例えば４本のレーザー源２０５の上端がＺ軸正方向にレーザー光を照射するよう固定されている。４本のレーザー源２０５は基板認識カメラ２０３を中心とする円上に９０度の間隔で配置されている。４本のレーザー源２０５が基板１０８に照射されることによってレーザーマーク５０３ｐ1～ｐ4が形成されている。
FIG. 13 is a diagram for explaining the present embodiment. In this embodiment, for example, the upper ends of four laser sources 205 are fixed to the rotor 201 so as to irradiate laser light in the positive direction of the Z axis. Four laser sources 205 are arranged at intervals of 90 degrees on a circle centering on the substrate recognition camera 203. Laser marks 503p 1 to p 4 are formed by irradiating the substrate 108 with four laser sources 205.
図１４は図１３の状態の基板実装カメラ２０３の撮像した画像５０１であり、レーザーマーク５０３ｐ1～ｐ4がその視野に撮像されている。制御部１０９は、レーザーマーク５０３ｐ1～ｐ4のそれぞれの直径Δｄ1～Δｄ4を取得し、Δｄ1とΔｄ2、Δｄ3とΔｄ4の差により、それぞれ画像５０１内でのＸ方向、Ｙ方向の基板１０８の傾きを検出できる。例えば、Δｄ1がΔｄ2よりも大きい場合、制御部１０９は基板がΔｄ2側に傾いていることを認識できる。
FIG. 14 shows an image 501 taken by the board-mounted camera 203 in the state shown in FIG. 13, and the laser marks 503p 1 to p 4 are taken in the field of view. The control unit 109 acquires the diameters Δd 1 to Δd 4 of the laser marks 503p 1 to p 4 , and the X direction and Y in the image 501 are respectively determined by the difference between Δd 1 and Δd 2 and Δd 3 and Δd 4. The inclination of the substrate 108 in the direction can be detected. For example, when Δd 1 is larger than Δd 2 , the control unit 109 can recognize that the substrate is inclined toward the Δd 2 side.
１０１ Ｙビーム
１０２ Ｘビーム
１０５ ヘッドアクチュエータ
１０６ 部品供給部
１０７ 部品認識カメラ
１０８ 基板
１０９ 制御部
２０１ ロータ
２０２ ノズル
２０３ 基板実装カメラ
２０４ 部品
２０５ レーザー源
２０６ ロータの回転軸
２０８ ノズル先端
３０１ 上ロータ
３０２ 下ロータ
３０３ ダイレクトドライブ
３０４ ノズルガイド
３０５ センターシャフト
３０６ ケーブル
５０１ 基板実装カメラの画面
５０２ 基板実装カメラの画面の中心座標
５０３ レーザーマーク
５０４ 部品実装予測位置
５０８ 基盤実装カメラの撮像範囲
６０２、６０２’ はんだ
６０３ 目標部品実装位置
１１０１ ノズル
１１０２ 光ファイバー
１１０３ レーザー光線
１２０１ ノズル
１２０２ ミラー
１２０３ レーザー光線
１３０１ ノズル
１３０２ ミラー
１３０３ レンズ
１３０４ レーザー光線
１３０５ ノズル先端
１４０１ テープ 101 Y beam 102X beam 105 Head actuator 106 Component supply unit 107 Component recognition camera 108 Substrate 109 Control unit 201 Rotor 202 Nozzle 203 Substrate mounting camera 204 Component 205 Laser source 206 Rotor rotating shaft 208 Nozzle tip 301 Upper rotor 302 Lower rotor 303 Direct drive 304 Nozzle guide 305 Center shaft 306 Cable 501 Board mount camera screen 502 Center coordinates 503 of the board mount camera screen Laser mark 504 Component mounting prediction position 508 Imaging range 602, 602 ′ solder 603 target mount position of base mount camera 1101 Nozzle 1102 Optical fiber 1103 Laser beam 1201 Nozzle 1202 Mirror 1203 Laser beam 1301 Nozzle 1302 Mirror 1303 Lens 1304 Laser beam 1305 Nozzle tip 1401 Tape
１０２ Ｘビーム
１０５ ヘッドアクチュエータ
１０６ 部品供給部
１０７ 部品認識カメラ
１０８ 基板
１０９ 制御部
２０１ ロータ
２０２ ノズル
２０３ 基板実装カメラ
２０４ 部品
２０５ レーザー源
２０６ ロータの回転軸
２０８ ノズル先端
３０１ 上ロータ
３０２ 下ロータ
３０３ ダイレクトドライブ
３０４ ノズルガイド
３０５ センターシャフト
３０６ ケーブル
５０１ 基板実装カメラの画面
５０２ 基板実装カメラの画面の中心座標
５０３ レーザーマーク
５０４ 部品実装予測位置
５０８ 基盤実装カメラの撮像範囲
６０２、６０２’ はんだ
６０３ 目標部品実装位置
１１０１ ノズル
１１０２ 光ファイバー
１１０３ レーザー光線
１２０１ ノズル
１２０２ ミラー
１２０３ レーザー光線
１３０１ ノズル
１３０２ ミラー
１３０３ レンズ
１３０４ レーザー光線
１３０５ ノズル先端
１４０１ テープ 101 Y beam 102
Claims (18)
- 部品装着部と、
基板上に至るよりも前に前記部品装着部を撮像し第１の画像を得る第１の撮像部と、
前記基板上で前記基板の少なくとも一部を撮像し第２の画像を得る第２の撮像部と、
処理部と、を有し、
前記部品装着部は、前記基板上に照明領域を形成する照明光学部を含み、
前記処理部は、前記第１の画像から前記部品装着部が保持した部品と前記照明領域との位置関係を示す第１の位置関係を得て、さらに前記第２の画像から前記部品を実装すべき位置と前記照明領域との位置関係を示す第２の位置関係を得て、
前記部品の位置は、前記第１の位置関係と前記第２の位置関係とが実質的に一致するよう決定される部品実装装置。 Component mounting part,
A first imaging unit that images the component mounting unit and obtains a first image before reaching the substrate;
A second imaging unit that images at least a part of the substrate and obtains a second image on the substrate;
A processing unit,
The component mounting unit includes an illumination optical unit that forms an illumination area on the substrate,
The processing unit obtains a first positional relationship indicating a positional relationship between a component held by the component mounting unit and the illumination area from the first image, and further mounts the component from the second image. Obtaining a second positional relationship indicating the positional relationship between the power position and the illumination area,
The component mounting apparatus is configured such that the position of the component is determined such that the first positional relationship and the second positional relationship substantially match. - 請求項１に記載の部品実装装置において、
前記第１の画像の座標系と前記第２の画像の座標系とは実質的に一致する部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
A component mounting apparatus in which a coordinate system of the first image and a coordinate system of the second image substantially coincide with each other. - 請求項２に記載の部品実装装置において、
前記部品装着部を移動させる移動部と、
前記部品装着部に配置された回転体と、を有し、
前記部品の位置は、前記移動部、及び前記回転体の少なくとも１つによって変更される部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 2,
A moving unit for moving the component mounting unit;
A rotating body disposed in the component mounting portion,
The component mounting apparatus in which the position of the component is changed by at least one of the moving unit and the rotating body. - 請求項３に記載の部品実装装置において、
前記処理部は、前記部品と異なる位置に保持された他の部品を実装する場合は、前記第１の位置関係を変更する部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 3,
The processing unit is a component mounting apparatus that changes the first positional relationship when mounting another component held at a position different from the component. - 請求項４に記載の部品実装装置において、
前記第１の画像には前記部品の画像が含まれ、
前記第２の画像には前記部品を実装すべき位置と前記照明領域が含まれる部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 4,
The first image includes an image of the part,
The component mounting apparatus, wherein the second image includes a position where the component is to be mounted and the illumination area. - 請求項５に記載の部品実装装置において、
前記照明光学部は照明光を前記基板へ導くための導光光学素子を含む部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 5,
The illumination optical unit is a component mounting apparatus including a light guide optical element for guiding illumination light to the substrate. - 請求項６に記載の部品実装装置において、
前記照明光学部は、前記基板に複数の照明領域を形成し、
前記処理部は、前記複数の照明領域のうち少なくとも２つの照明領域の寸法を比較することで前記基板の傾きを得る部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 6,
The illumination optical unit forms a plurality of illumination regions on the substrate,
The processing unit is a component mounting apparatus that obtains the inclination of the board by comparing the dimensions of at least two of the plurality of illumination areas. - 請求項６に記載の部品実装装置において、
前記導光光学素子は、光ファイバーである部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 6,
The light guide optical element is a component mounting apparatus which is an optical fiber. - 請求項６に記載の部品実装装置において、
前記導光光学素子は、ミラーである部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 6,
The light guide optical element is a component mounting apparatus which is a mirror. - 請求項６に記載の部品実装装置において、
前記導光光学素子は、レンズである部品実装装置 In the component mounting apparatus according to claim 6,
The light guide optical element is a lens component mounting apparatus - 請求項１に記載の部品実装装置において、
前記部品装着部を移動させる移動部と、
前記部品装着部に配置された回転体と、を有し、
前記部品の位置は、前記移動部、及び前記回転体の少なくとも１つによって変更される部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
A moving unit for moving the component mounting unit;
A rotating body disposed in the component mounting portion,
The component mounting apparatus in which the position of the component is changed by at least one of the moving unit and the rotating body. - 請求項１に記載の部品実装装置において、
前記処理部は、前記部品と異なる位置に保持された他の部品を実装する場合は、前記第１の位置関係を変更する部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
The processing unit is a component mounting apparatus that changes the first positional relationship when mounting another component held at a position different from the component. - 請求項１に記載の部品実装装置において、
前記第１の画像には前記部品の画像が含まれ、
前記第２の画像には前記部品を実装すべき位置と前記照明領域が含まれる部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
The first image includes an image of the part,
The component mounting apparatus, wherein the second image includes a position where the component is to be mounted and the illumination area. - 請求項１に記載の部品実装装置において、
前記照明光学部は照明光を前記基板へ導くための導光光学素子を含む部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
The illumination optical unit is a component mounting apparatus including a light guide optical element for guiding illumination light to the substrate. - 請求項１４に記載の部品実装装置において、
前記導光光学素子は、光ファイバーである部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 14,
The light guide optical element is a component mounting apparatus which is an optical fiber. - 請求項１４に記載の部品実装装置において、
前記導光光学素子は、ミラーである部品実装装置。 In the component mounting apparatus according to claim 14,
The light guide optical element is a component mounting apparatus which is a mirror. - 請求項１４に記載の部品実装装置において、
前記導光光学素子は、レンズである部品実装装置 In the component mounting apparatus according to claim 14,
The light guide optical element is a lens component mounting apparatus - 請求項１に記載の部品実装装置において、
前記照明光学部は、前記基板に複数の照明領域を形成し、
前記処理部は、前記複数の照明領域のうち少なくとも２つの照明領域の寸法を比較することで前記基板の傾きを得る部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1,
The illumination optical unit forms a plurality of illumination regions on the substrate,
The processing unit is a component mounting apparatus that obtains the inclination of the board by comparing the dimensions of at least two of the plurality of illumination areas.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/082118 WO2015079545A1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Component mounting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2013/082118 WO2015079545A1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Component mounting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015079545A1 true WO2015079545A1 (en) | 2015-06-04 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234598A (en) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Component-mounting method and component-mounting equipment |
| JP4014476B2 (en) * | 2002-09-13 | 2007-11-28 | 松下電器産業株式会社 | Component mounting apparatus and component mounting method |
| JP2012146907A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Panasonic Corp | Electronic component mounting method |
-
2013
- 2013-11-29 WO PCT/JP2013/082118 patent/WO2015079545A1/en active Application Filing
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