WO2015177882A1 - 作業システム - Google Patents

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WO2015177882A1
WO2015177882A1 PCT/JP2014/063402 JP2014063402W WO2015177882A1 WO 2015177882 A1 WO2015177882 A1 WO 2015177882A1 JP 2014063402 W JP2014063402 W JP 2014063402W WO 2015177882 A1 WO2015177882 A1 WO 2015177882A1
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substrate
sample
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unit
work
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功 高平
井上　智博
小田井　正樹
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/0061—Tools for holding the circuit boards during processing; handling transport of printed circuit boards

Definitions

  • the present invention relates to a work system for performing some work on a sample.
  • the present invention relates to a component mounting apparatus, for example.
  • the present invention relates to a component mounting apparatus that picks up an electronic component and mounts the electronic component on a substrate.
  • the component mounting apparatus is an apparatus for mounting a component on a board.
  • Patent document 1 is mentioned as a prior art of a component mounting apparatus.
  • Patent Document 1 discloses that when a component is mounted on a board to be transported, the position of the board to be transported is detected by using a sensor provided in the board transport path.
  • the component mounting device has increased the number of component mounting points per unit time and has improved productivity.
  • the market demanded an increase in board production per unit time, not the number of component mounting points per unit time.
  • the standard for the purchase of equipment by the market has changed from the number of component mounting points per unit time to the board production volume.
  • One feature of the present invention is that the work is performed while moving the sample.
  • the present invention has at least two working parts, the two working parts work while moving together with the sample, and while one is retracted from the sample, the other is monitoring the position of the sample,
  • One feature is that the monitoring result is used when the retracted working unit reaches the sample.
  • the present invention has at least one of the following effects. (1) According to the present invention, the amount of substrate production per unit time can be increased. (2) According to the present invention, highly accurate positioning can be performed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an effect of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a top view of the entire component mounting apparatus as an example of a work system.
  • the substrate 123 is transported to the electronic component mounting position by the substrate guide 191 from the left side of the drawing.
  • a first Y beam 101, a second Y beam 102, and a Y beam guide 180 are arranged in a direction orthogonal to the substrate transport direction.
  • X beams 103, 104, 105, and 106 are disposed on the first Y beam 101, the second Y beam 102, and the Y beam guide 180, respectively.
  • the X beams 103, 104, 105, and 106 are moved in a direction orthogonal to the substrate transport direction by actuators 107 and 108 such as linear motors arranged in the Y beams 101 and 102, respectively.
  • Actuators 109, 110, 111, 112 such as linear motors are arranged on the X beams 103, 104, 105, 106, respectively.
  • the actuators 109, 110, 111, and 112 are provided with head actuators 113, 114, 115, and 116 for mounting electronic components on the substrate 123, respectively.
  • the actuators 109, 110, 111, and 112 can be configured to be inexpensive and light if a mechanism such as a ball screw is used instead of a linear motor.
  • the head actuators 113, 114, 115, 116 are driven in the direction orthogonal to the Y beams 101, 102 (horizontal with respect to the substrate transport direction) by the actuators 109, 110, 111, 112, respectively.
  • Component supply devices 151, 152, 153, and 154 that supply electronic components to the head actuators 113, 114, 115, and 116 are disposed at both ends of the first Y beam 101 and the second Y beam 102.
  • the X beams 103, 104, 105, 106 are moved to the front (or above) the component supply devices 151, 152, 153, 154 by the actuators 107, 108.
  • the actuators 109, 110, 111, and 112 cause the head actuators 113, 114, 115, and 116 to move in arbitrary directions and replenish electronic components.
  • cameras 117, 118, 119, and 120 for confirming the posture of the electronic component are disposed between the first Y beam 101 and the second Y beam 102, and the replenished electrons The postures of the parts are confirmed by the cameras 117, 118, 119, and 120, respectively.
  • the head actuators 113, 114, 115, 116 adjust the tilt of the electronic component.
  • the moving distance of the head actuators 113, 114, 115, 116 is the shortest.
  • control unit 124 performs processing of various operations described above, control, and processing and control of various operations described later.
  • FIG. 2 is an arrow view when the component mounting apparatus of FIG. 1 is observed from the arrow 130 of FIG.
  • the portion around the first Y beam 101 will be described in detail, but the same applies to the second Y beam 102.
  • the first Y beam 101 is provided with an actuator 107, and the X beam 103 is connected to the actuator 107 so as to be movable in a direction orthogonal to the transport direction of the substrate 123 on the loading platform 201.
  • An actuator 109 is disposed in the direction perpendicular to the paper surface of the X beam 103, and a head actuator 113 is connected to the actuator 109 so as to be movable in a direction parallel to the substrate transport direction.
  • a component mounting apparatus that is faster than the conventional one is configured by adopting a configuration that can move independently in a direction orthogonal to and parallel to the substrate transport direction. be able to.
  • FIG. 1 illustrates the case where there are four X beams, the number of X beams is not limited.
  • the X beams 103, 104, 105, 106 may be removable. In that case, for example, different types of head actuators can be connected, and mounting of more various parts can be realized.
  • each head actuator 113, 114, 115, 116 can be driven independently and freely.
  • the substrate 123 is held by the substrate transport path 191 and is transported by the substrate transport path 191.
  • the substrate 123 is taken into the substrate take-in position 301.
  • the substrate 123 is moved to the substrate mounting position 302, and the substrate 123 is fixed.
  • a substrate recognition mark 304 is printed on the substrate 123 to determine the position of the substrate.
  • the substrate recognition mark 304 is recognized using the substrate recognition cameras 305 and 306 mounted on the head actuator 113.
  • template matching using a predetermined template can be considered.
  • the components are mounted on the board 123 by the head actuators 113 and 114.
  • the fixing of the substrate 123 is released, and the mounting operation is completed by carrying the substrate 123 to the substrate position 306.
  • Fig. 4 shows an example of the substrate fixing method.
  • the substrate 123 is transferred to the mounting position 302.
  • the backup pin 410 that supports the substrate from below floats, and the substrate 123 is fixed by the backup pin 410.
  • the backup pin 410 is supported by the backup pin support part 411. After component mounting, the backup pins 410 are lowered to release the fixation of the substrate 123.
  • the substrate 123 is conveyed in the apparatus downstream direction (x direction) by the substrate conveyance path 191.
  • FIG. 5 illustrates the time from when the substrate 123 is taken into the apparatus and the parts are mounted to when the conveyance downstream of the apparatus is completed.
  • the board loading time 501 is required as the time for loading the board 123 to take the board 123 into the component mounting apparatus.
  • a substrate fixing time 502 is required as a time for fixing the substrate 123 to the substrate mounting position 302.
  • a component mounting time 503 is required as a time for mounting this component.
  • a board release time 504 for releasing the fixed board is required.
  • a substrate unloading time 505 is required to unload the released substrate from the apparatus, and the operation is completed. Therefore, the time required for producing the substrate is the sum of the substrate carry-in time 501, the substrate fixing time 502, the substrate mounting time 503, the substrate release time 504, and the substrate carry-out time 505 (production time 506).
  • the board 1 is mounted after the board 1 is completely mounted when the board 123 is continuously formed. Become.
  • components are mounted by at least two head actuators 113 and 114 while conveying the substrate 123.
  • the head actuator 113 is provided with a camera 305 for recognizing the mounting position. Therefore, when the head actuator 113 moves, the camera 305 also moves.
  • a camera 306 for recognizing the mounting position is disposed on the head actuator 114. Therefore, when the head actuator 114 moves, the camera 306 also moves.
  • the head actuator 113 can be expressed as a first working unit
  • the head actuator 114 can be expressed as a second working unit.
  • the camera 305 can be expressed as a first imaging unit
  • the camera 306 can be expressed as a second imaging unit.
  • the position of the board could be confirmed, but the board mounting position could not be confirmed, so it was impossible to follow the movement of the board for mounting.
  • cameras 305 and 306 capable of confirming component mounting positions are mounted on the head actuators 113 and 114.
  • the components are mounted while the mounting positions on the substrate 123 are confirmed by the cameras 305 and 306, so that the components can be mounted even if the substrate position changes. That is, the position where the first working unit should work is determined from the image obtained by the first imaging unit, and the position where the second working unit should work is decided from the image obtained by the second imaging unit. Can be expressed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the substrate fixing method according to the present exemplary embodiment, and is a diagram illustrating the substrate transfer unit.
  • the substrate transfer unit of this embodiment includes a substrate transfer path 191 and a substrate transfer jig 701.
  • the substrate carrying jig 701 is for holding the substrate 123 firmly.
  • a recess 702 is formed in the substrate transport jig 701.
  • the depth D 1 of the recess 702 can be arbitrarily designed, it may be preferable that D 2 ⁇ D 1 in terms of firmly supporting the substrate 123 having the thickness D 2 .
  • the substrate 123 is stored in the substrate transport jig 701 in advance, and mounting is performed while the substrate 123 is moved, so that the substrate carry-in time 501, the substrate fixing time 502, the substrate release time 504 described in FIG. In addition, the substrate unloading time 505 can be omitted.
  • FIGS. 8 to 11 describe the head actuators 113 and 114, but the description of FIGS. 8 to 11 can be applied to the head actuators 115 and 116 as well.
  • an area where components can be mounted by the head actuators 113 and 114 can be expressed as a mounting area 811.
  • the substrate 123 is stored in a substrate transport jig 701 shown in FIG. When the substrate 123 is outside the mounting area 811 at a predetermined time t 0 , the board 123 moves toward the mounting area 811 at a predetermined speed V s-0 .
  • V s-1 can be arbitrarily set, but is preferably a speed at which the head actuators 113 and 114 can position the components, and more specifically, V s-1 ⁇ V s-0 may be satisfied. is there.
  • the head actuators 113 and 114 move at the speeds V 113 and V 114 in accordance with the movement of the substrate.
  • any speed and trajectory can be adopted as long as the mounting can be performed at a desired position and range of the substrate 123.
  • the head actuator 114 moves in the direction of the arrow 903 and supplies a desired part from the parts supply device 152.
  • the head actuator 114 replenishes the component at time T 3 , the head actuator 114 moves in the direction of the arrow 904 and restarts the mounting of the component.
  • the position of the substrate 123 is monitored by the camera 305 mounted on the head actuator 113.
  • the control unit 124 moves the head actuator 114 based on the position of the substrate 123 monitored by the camera 305. Therefore, the head actuator 114 correctly reaches the position to be mounted on the substrate 123, more specifically.
  • An arbitrary method can be adopted for monitoring the position of the substrate 123. As an example, a method of obtaining the position of the substrate 123 by imaging the substrate recognition mark 304 by the camera 305 mounted on the head actuator 113 is considered. It is done.
  • a method of obtaining the position of the substrate recognition mark 304 by the control unit 124 comparing the image obtained by the camera 305 with a predetermined template can be considered. If the position of the board recognition mark 304 is obtained, the control unit 124 compares the board design data in which the initial position and mounting position of the board recognition mark 304 are stored with the obtained position of the board recognition mark 304, so that the head The mounting position where the actuator 114 should move can be specified.
  • the component mounting apparatus of the present embodiment has a first working unit and a second working unit arranged at a position different from the first working unit, and the second working unit together with the sample.
  • the sample is moved while working on the sample.
  • the imaging unit exemplified by the camera 305 monitors the position of the sample while the second working unit is retracted from the sample, and the second working unit displays the monitoring result. It can be expressed as moving onto the sample based on the above.
  • At least one of the head actuator 113, and 114 after the partially out of the substrate 123 from the mounting area 811 at time T 4 as shown in FIG. 11 can be performed implementation.
  • a positional deviation ⁇ x may occur between the land 1001 and the component 1003 as shown in FIG.
  • the position between the land 1001 and the component 1003 is corrected so as to cancel the positional deviation ⁇ x by the movement of the head actuator 113.
  • the component 1003 can be mounted on the land 1001 after being positioned with high accuracy as shown in FIG.
  • a method of obtaining the position of the land 1001 by causing the control unit 124 to compare an image obtained by the camera 305 with a predetermined template (template matching) can be considered. This description can also be applied to the other head actuators 114, 115, and 116.
  • the parts are mounted while the substrate 123 moves without stopping. Therefore, as shown in FIG. 13, there is substantially only a mounting time 503 in the board production time. That is, in this embodiment, the substrate carry-in time 501, the substrate fixing time 502, the substrate release time 504, and the substrate carry-out time 505 described in FIG. 5 are not required. As a result, the number of substrates produced per unit time is improved.
  • Example 1 As mentioned above, although this invention was demonstrated using Example 1, this invention is not limited to an Example.
  • the structure of the component mounting apparatus may employ a method other than this embodiment.
  • the contents of this embodiment can also be adopted in a system that sucks a liquid and injects it into a predetermined container.
  • the work system can be expressed as a system in a broad sense that works on any sample including a substrate.
  • the idea of the present invention can also be applied to a positioning system that determines the position of some configuration with respect to a sample without performing work.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

　従来技術では下記の点に関する配慮が十分ではない。（１）単位時間あたりの基板生産量を増加させること（２）高精度な位置決めを行うこと。本発明は試料を移動しながら作業を行うことを１つの特徴とする。本発明は、少なくとも２つの作業部を有し、２つの作業部は試料とともに移動しながら作業を行い、片方が試料から退避している間は、もう片方が試料の位置を監視しており、退避した作業部が試料上に至る際には監視結果を利用することを１つの特徴とする。

Description

作業システム
　本発明は、試料に何らかの作業を行う作業システムに関する。本発明は例えば、部品実装装置に関する。例えば、本発明は電子部品を吸着し、基板に電子部品を搭載する部品実装装置に関する。
　作業システムの一例として部品実装装置が挙げられる。部品実装装置は基板に対して部品を実装する装置である。
　部品実装装置の従来技術として特許文献１が挙げられる。特許文献１では、搬送する基板に部品を実装する際に、搬送する基板位置を基板搬送路に設けたセンサを用いて検知することで可能となることを開示している。
特開平７－７４４９９号公報
　以降の説明は当業者に分かりやすく説明するためのものであり、本発明をいたずらに限定的に解釈するために意図されたものではない。
　部品実装装置は単位時間あたりの部品実装点数を増加し、生産性を向上させてきた。しかし、市場は単位時間あたりの部品実装点数ではなく単位時間あたりの基板生産量の増加を要求するようになった。つまり、市場が装置を購入する基準が単位時間当たりの部品実装点数から基板生産量へ変化してきたということである。
　さらに、実装すべき部品の寸法は年々微小化する傾向にあり、部品実装装置には従来よりも高い位置決め精度が要求されるようになった。
　従来技術では上記の点に関する配慮が十分ではない。上記の説明により当業者は本発明が以下の課題のうち少なくとも１つを解決するものであることを理解することができる。（１）単位時間あたりの基板生産量を増加させること（２）高精度な位置決めを行うこと。
　本発明は試料を移動しながら作業を行うことを１つの特徴とする。
　本発明は、少なくとも２つの作業部を有し、２つの作業部は試料とともに移動しながら作業を行い、片方が試料から退避している間は、もう片方が試料を位置を監視しており、退避した作業部が試料上に至る際には監視結果を利用することを１つの特徴とする。
　本発明は以下の効果のうち少なくとも１つを奏する。（１）本発明によれば単位時間あたりの基板生産量を増加させることができる。（２）本発明によれば高精度な位置決めを行うことができる。
係る部品実装装置全体の上面図。 図１の部品実装装置の正面図。 部品実装装置と基板１２３の位置関係。 基板固定方法の一例を説明する図。 基板生産時間の説明図。 実装方法の概略を説明する図。 基板固定方法の他の一例を説明する図。 実装動作を説明する図（時刻：Ｔ1） 実装動作を説明する図（時刻：Ｔ2） 実装動作を説明する図（時刻：Ｔ3） 実装動作を説明する図（時刻：Ｔ4） 実装動作の詳細を説明する図。 実施例１の効果を説明する図。
　以下、実施例について図面を用いて説明する。
　図１-１０を用いて実施例１を説明する。図１は作業システムの一例である部品搭載装置全体の上面図である。
　基板１２３は紙面左側から基板ガイド１９１によって電子部品搭載位置に搬送される。
　基板の搬送方向に直交する方向に第１のＹビーム１０１、第２のＹビーム１０２、Ｙビームガイド１８０が配置されている。
　第１のＹビーム１０１、第２のＹビーム１０２とＹビームガイド１８０にはそれぞれ、Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６が配置されている。
　Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６は、それぞれ、Ｙビーム１０１、１０２それぞれに配置されたリニアモータ等のアクチュエータ１０７、１０８によって基板の搬送方向に対して直交方向に移動する。
　Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６には、それぞれリニアモータ等のアクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２が配置されている。
　そして、アクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２にはそれぞれ、電子部品を基板１２３に搭載するヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６がそれぞれ配置されている。
　ここでアクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２は、リニアモータではなく、ボールネジ等の機構を用いれば安価かつ軽量な構成とすることができる。
　そして、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６は、それぞれアクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２によってＹビーム１０１、１０２に対して直交方向（基板搬送方向に対して水平方向）に駆動される。
　電子部品をヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６に供給する部品供給装置１５１、１５２、１５３、１５４は第１のＹビーム１０１、第２のＹビーム１０２の両端に配置されている。
　そして、搭載する電子部品が無くなった場合等は、アクチュエータ１０７、１０８によってＸビーム１０３、１０４、１０５、１０６が部品供給装置１５１、１５２、１５３、１５４の手前（又は上方）に移動し、さらに、アクチュエータ１０９、１１０、１１１、１１２によって、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６が、任意の方向に移動し電子部品を補給する。
　そして、部品搭載装置には、電子部品の姿勢を確認するカメラ１１７、１１８、１１９、１２０が、第１のＹビーム１０１、第２のＹビーム１０２の間に配置されており、補給された電子部品の姿勢はこのカメラ１１７、１１８、１１９、１２０によってそれぞれ確認される。
　もし、姿勢に傾きが検出された場合は、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６が電子部品の傾きを調整する。
　なお、このカメラ位置であれば、基板１２３の中央付近に部品を搭載する場合、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６の移動距離が最短。
　また、制御部１２４は、上述した様々な動作の処理、御、及び後述する様々な動作の処理，制御を行う。
　図２は、図１の部品搭載装置を図１の矢印１３０から観察した場合の矢視図である。　ここでは、第１のＹビーム１０１周辺の部分について詳細に説明するが、第２のＹビーム１０２についても同様である。
　第１のＹビーム１０１にはアクチュエータ１０７が配置され、アクチュエータ１０７にはＸビーム１０３が荷台２０１上の基板１２３の搬送方向に対して直交方向に移動自在に接続されている。
　Ｘビーム１０３の紙面垂直方向にはアクチュエータ１０９が配置され、このアクチュエータ１０９にヘッドアクチュエータ１１３が基板搬送方向に対して平行方向に移動自在に接続されている。
　図１、図２で示した実施例のように、基板搬送方向に対して直交方向、及び平行方向にそれぞれ独立に移動自在な構成を取ることによって、従来よりも高速な部品搭載装置を構成することができる。
　なお、図１では、Ｘビームが４つの場合を説明したが、Ｘビームの数は限定するものではない。
　また、Ｘビーム１０３、１０４、１０５、１０６はそれぞれ取り外し可能にしても良い。その場合は、例えば、異なる種類のヘッドアクチュエータを接続することもでき、より多彩な部品の搭載を実現することもできる。
　上述したビームの構成により、各ヘッドアクチュエータ１１３、１１４、１１５、１１６を独立して自在に駆動することが可能となる。
　図３を用いて、基板を装置に取り込み、部品実装位置まで搬送し、実装後、基板を搬出するまでの順序を説明する。基板１２３は基板搬送路１９１に保持されており、基板搬送路１９１によって搬送される。基板１２３は基板取り込み位置３０１に取り込まれる。
　その後、部品をヘッドアクチュエータ１１３で基板１２３上に実装するために、基板１２３を基板実装位置３０２まで移動し、基板１２３を固定する。
　基板１２３には基板の位置を判断するために基板認識マーク３０４が印刷されている。ヘッドアクチュエータ１１３に搭載した基板認識カメラ３０５、３０６を用いて基板認識マーク３０４を認識する。認識方法としては、所定のテンプレートを使用したテンプレートマッチングが考えられる。
　基板位置を認識後、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４により部品を基板１２３に実装する。実装すべき部品の実装が終わると基板１２３の固定を解除し、基板１２３を基板位置３０６に搬出することで実装動作を終える。
　図４に基板固定方法の一例を示す。基板１２３を実装位置３０２まで搬送する。搬送した基板１２３を固定するために、基板を下から支えるバックアップピン４１０が浮上する、バックアップピン４１０によって基板１２３は固定される。バックアップピン４１０はバックアップピン支持部４１１にて支持されている。部品実装後は、バックアップピン４１０が下降することで、基板１２３の固定は解除され、その結果基板１２３は基板搬送路１９１によって装置下流方向（x方向）へ搬送する。
　図５を用いて図４の方法を使用した場合の基板生産時間について説明する。図５は基板１２３を装置に取り込んで部品実装後、装置下流への搬送が完了するまでの時間について説明するものである。
　部品実装装置に基板１２３を取り込むために基板１２３を搬入する時間として基板搬入時間５０１を要する。
　次に、基板１２３を基板実装位置３０２に固定する時間として基板固定時間５０２を要する。
　基板１２３の固定後、ヘッドアクチュエータ１１３、１１４により部品を実装する。この部品を実装する時間として部品実装時間５０３を要する。部品実装作業終了後、固定していた基板を解放する基板解放時間５０４を要する。解放された基板を装置から搬出するために基板搬出時間５０５を要し、作業終了となる。よって、基板を生産するために必要な時間は基板搬入時間５０１、基板固定時間５０２、基板実装時間５０３、基板解放時間５０４、基板搬出時間５０５の総和（生産時間５０６）となる。
　作成する基板サイズが部品実装装置に取り込めるサイズとして一枚しか取り込めない程度に大きい場合、基板１２３を連続して作成する際には基板１の実装が完了したのち、基板２の実装を行うことになる。
　次に図６を用いて本実施例の実装方法の概略について説明する。本実施例は基板１２３を搬送しながら少なくとも２つのヘッドアクチュエータ１１３、１１４によって部品の実装を行うものである。ヘッドアクチュエータ１１３には実装位置を認識するためのカメラ３０５が配置されている。よって、ヘッドアクチュエータ１１３が移動するとカメラ３０５も移動することになる。同様にヘッドアクチュエータ１１４には実装位置を認識するためのカメラ３０６が配置されている。よって、ヘッドアクチュエータ１１４が移動するとカメラ３０６も移動することになる。ヘッドアクチュエータ１１３は例えば第１の作業部と表現でき、ヘッドアクチュエータ１１４は第２の作業部と表現することができる。カメラ３０５は例えば第１の撮像部と表現することができ、カメラ３０６は第２の撮像部と表現することができる。
　従来は基板の位置を確認することはできたが基板実装位置の確認は不可能であったため基板の移動に追従して実装することは不可能であった。一方、本実施例ではヘッドアクチュエータ１１３、１１４に部品実装位置を確認可能なカメラ３０５、３０６を搭載する。そして、本実施例はカメラ３０５、３０６によって基板１２３上の実装位置を確認しながら部品を実装する、これにより基板位置が変化しても部品を実装することが可能となる。つまり、第１の作業部が作業を行うべき位置は第1の撮像部が得た画像から決定され、第２の作業部が作業を行うべき位置は第２の撮像部が得た画像から決定されると表現することができる。
　より詳細に説明する。図７は本実施例の基板固定方法の他の一例を示す図であり、基板搬送部を説明する図である。本実施例の基板搬送部は基板搬送路１９１、及び基板搬送治具７０１を含む。基板搬送治具７０１は基板１２３を強固に保持するためのものである。基板搬送治具７０１には窪み７０２が形成されている。窪み７０２の深さＤ1は任意に設計できるが、厚さＤ2の基板１２３を強固に支持するという意味ではＤ2＜Ｄ1の関係にある方が好ましい場合もある。詳細は後述するが予め基板搬送治具７０１へ基板１２３を収納し、基板１２３を移動させながら実装をおこなうことで、図５で説明した基板搬入時間５０１、基板固定時間５０２、基板解放時間５０４、及び基板搬出時間５０５を省くことができる。
　次に図８～図１１を使用して本実施例の実装動作について説明する。図８～図１１ではヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４について説明するが、図８～図１１の説明はヘッドアクチュエータ１１５、及び１１６についても適用できる。
　図８に示すようにヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４によって部品を実装できる領域は実装領域８１１と表現することができる。基板１２３は図７に示す基板搬送治具７０１に収納されている。基板１２３は所定の時刻t0で実装領域８１１の外にある場合、所定の速度Vs-0で実装領域８１１に向かって移動する。
　時刻Ｔ1で基板１２３の少なくとも一部が実装領域８１１に入ると制御部１２４は基板１２３の速度をVs-0からVs-1へ変更する。Vs-1は任意に設定可能であるが、ヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４が部品の位置決めを行える速度であることが好ましく、より具体的にVs-1＜Vs-0はである場合もある。
　ヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４に実装すべき部品が保持されている場合、ヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４の少なくとも１つは矢印９０１、９０２の向きに移動し、時刻Ｔ1から部品の実装は開始される。基板１２３は速度Vs-1で移動するので、基板の移動にあわせてヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４はそれぞれ速度V113、V114で移動する。V113、V114は任意に設定可能であり、V113＜VS-1、V114＜VS-1である場合もあれば、実質的にVS-1＝V113＝V114である場合もある。またヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４の少なくとも１つは停止と所定の速度による移動とを所定の間隔で繰り返す（ストップアンドゴー）場合もある。
　なお、詳細は後述するが、部品を基板１２３の所望の位置へ実装する際は、ヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４のうち少なくとも１つから見て基板１２３は実質的に静止していることが好ましいので、部品実装時は実質的に＝V113＝V114である方が好ましい。ヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４が基板１２３の移動に応じてどのような速度で移動するかは、基板１２３の所望の位置や範囲に実装を行うことができれば任意の速度、軌道を採用し得る。
　仮に図９に示すように時刻Ｔ2でヘッドアクチュエータ１１４の部品が枯渇した場合、ヘッドアクチュエータ１１４は矢印９０３の方向に移動し、部品供給装置１５２から所望の部品を補給する。
　図１０に示すように時刻Ｔ3でヘッドアクチュエータ１１４が部品を補給した後は、ヘッドアクチュエータ１１４は矢印９０４の向きに移動し、部品の実装を再開する。
　時刻Ｔ2以降、基板１２３の位置はヘッドアクチュエータ１１３に搭載されたカメラ３０５によって監視されている。カメラ３０５によって監視されている基板１２３の位置に基づいて制御部１２４はヘッドアクチュエータ１１４を移動させる。よって、ヘッドアクチュエータ１１４は正しく基板１２３上、より具体的には実装すべき位置に到達する。基板１２３の位置の監視は任意の方法を採用し得るが、１つの例示としてはヘッドアクチュエータ１１３に搭載されたカメラ３０５が基板認識マーク３０４を撮像することによって、基板１２３の位置を得る方法が考えられる。認識の方法としてはカメラ３０５で得られた画像と所定のテンプレートとを比較すること（テンプレートマッチング）を制御部１２４が行うことで基板認識マーク３０４の位置を得る方法が考えられる。基板認識マーク３０４の位置が得られれば、制御部１２４は基板認識マーク３０４の初期位置と実装位置とを保存した基板設計データと得られた基板認識マーク３０４の位置とを比較することで、ヘッドアクチュエータ１１４が移動すべき実装位置を特定することができる。
　この動作は本実施例の部品実装装置は、第１の作業部と、前記第１の作業部とは異なる位置に配置された第２の作業部を有し、第２の作業部は試料とともに移動しながら試料に作業を行い、カメラ３０５に例示される撮像部は第２の作業部が試料から退避している間、前記試料の位置を監視し、前記第２の作業部は前記監視結果に基づいて前記試料上へ移動すると表現することができる。
　もちろんヘッドアクチュエータ１１３の部品が枯渇した場合にも上記の説明を適用することができる。
　本実施例によれば図１１に示すように時刻Ｔ4において実装領域８１１から基板１２３の一部が出た後もヘッドアクチュエータ１１３、及び１１４の少なくとも１つは実装を行うことが可能である。
　次に、図１２を用いて本実施例の実装動作の詳細について説明する。前述したようにヘッドアクチュエータ１１３は基板１２３と実質的に同じ速度（VS-1＝V113）で移動することができる。よって、図１２（a）に示すようにヘッドアクチュエータ１１３からは基板１２３は静止しており、ヘッドアクチュエータ１１３は部品１００３を保持したノズル１００２を降下させることで所望のランド１００１へ部品１００３を実装することができる。
　また、部品１００３が微小化した場合や、他の望ましくない事象によって図１２（b）に示すようにランド１００１と部品１００３との間に位置ずれΔｘが発生する場合もある。この場合でもカメラ３０５によってランド１００１の位置は監視されているため、ランド１００１と部品１００３との間の位置はヘッドアクチュエータ１１３の移動によって位置ずれΔｘを相殺するよう補正される。その結果、図１２（c）に示すように部品１００３を高精度に位置決めした上でランド１００１へ実装することができる。認識の方法としてはカメラ３０５で得られた画像と所定のテンプレートとを比較すること（テンプレートマッチング）を制御部１２４が行うことでランド１００１の位置を得る方法が考えられる。なお、この説明は他のヘッドアクチュエータ１１４、１１５、１１６にも適用できる。
　次に、図１３を用いて本実施例の効果について説明する。本実施例では基板１２３は停止せず移動しながら、部品の実装が行われる。よって、図１３に示すように基板の生産時間には実質的に実装時間５０３しか存在しない。つまり、本実施例では図５で説明した基板搬入時間５０１、基板固定時間５０２、基板解放時間５０４、及び基板搬出時間５０５を必要としない。その結果、単位時間あたりの基板生産枚数は向上することなる。
　以上、本発明について実施例１を用いて説明したが、本発明は実施例に限定されない。部品実装装置の構造は本実施例以外の方式を採用してもよい。本実施例の内容は液体を吸引し、所定の容器に注入するシステムにも採用できる。作業システムとは基板を含む何らかの試料に作業を施す広義のシステムであると表現することができる。さらに本発明の思想は作業までは行わなくても試料に対して何らかの構成の位置を決定する位置決めシステムへも適用可能である。
１０１・・・第１のＹビーム
１０２・・・第２のＹビーム
１０３、１０４、１０５、１０６・・・第１のＸビーム
１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２・・・アクチュエータ
１１３、１１４、１１５、１１６・・・ヘッドアクチュエータ
１１７、１１８、１１９、１２０・・・カメラ
１２１、１２２・・・部品供給装置
１２３・・・基板
１２４・・・制御部
１９１・・・基板搬送路
５０１・・・基板搬入時間
５０２・・・基板固定時間
５０３・・・基板実装時間
５０４・・・基板解放時間
５０５・・・基板搬出時間
５０６・・・基板を固定して実装する場合の基板生産時間
６０１・・・実装位置確認センサ
７０１・・・基板搬送治具
８０１・・・基板搬送中に実装する場合の基板生産時間

Claims (8)

  1. 　試料を移動させる搬送部と、
    　前記試料とともに移動しながら前記試料に作業を行う第１の作業部と、
    　前記作業部に配置された撮像部と、
    　処理部と、を有し、
    　前記処理部は、前記撮像部が得た第１の画像から前記第１の作業部が作業を行うべき位置を決定する作業システム。
  2. 　請求項１に記載の作業システムにおいて、
    　前記第１の作業部とは異なる位置に配置された第２の作業部を有し、
    　前記第２の作業部は前記試料とともに移動しながら前記試料に作業を行い、
    　前記撮像部は前記第２の作業部が前記試料から退避している間、前記試料の位置を監視し、
    　前記第２の作業部は前記監視結果に基づいて前記試料上へ移動する作業システム。
  3. 　請求項２に記載の作業システムにおいて、
    　前記第１の作業部の移動速度、及び前記第２の作業部の移動速度は前記試料の移動速度と実質的に同じである作業システム。
  4. 　請求項３に記載の作業システムにおいて、
    　前記試料は前記第１の作業部、及び前記第２の作業部が作業を行える領域に至るまでは第１の速度で移動し、
    　前記試料の少なくとも一部が前記領域に至った場合は第２の速度で移動し、
    　前記第２の速度は前記第１の速度よりも遅い作業システム。
  5. 　請求項４に記載の作業システムにおいて、
    　前記搬送部は前記試料を収納する治具を有し、
    　前記治具には窪みが形成され、前記試料は前記窪みに収納される作業システム。
  6. 　請求項１に記載の作業システムにおいて、
    　前記第１の作業部の移動速度は前記試料の移動速度と実質的に同じである作業システム。
  7. 　請求項１に記載の作業システムにおいて、
    　前記第１の作業部とは異なる位置に配置された第２の作業部を有し、
    　前記第２の作業部は前記試料とともに移動しながら前記試料に作業を行い、
    　前記試料は前記第１の作業部、及び前記第２の作業部が作業を行える領域に至るまでは第１の速度で移動し、
    　前記試料の少なくとも一部が前記領域に至った場合は第２の速度で移動し、
    　前記第２の速度は前記第１の速度よりも遅い作業システム。
  8. 　請求項１に記載の作業システムにおいて、
    　前記搬送部は前記試料を収納する治具を有し、
    　前記治具には窪みが形成され、前記試料は前記窪みに収納される作業システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002026595A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品装着装置、及び装着方法
JP2009170440A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 I-Pulse Co Ltd 表面実装機

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