JP3636153B2 - 電子部品搭載装置および電子部品搭載方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置および電子部品搭載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品搭載装置では、電子部品供給部から取り出した電子部品を搭載ヘッドによって保持して基板に搭載する搭載動作が反復して行われる。電子部品のうちフリップチップなどのように接続用端子としてのバンプが形成された電子部品は、一般にバンプ形成面を上面側にした姿勢で供給される。このような電子部品は、電子部品供給部からピックアップヘッドによって取り出された後、バンプを下面側にした姿勢に反転した後に、搭載ヘッドに受け渡される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品搭載装置でこのような反転を必要とする電子部品を対象とする場合、電子部品を個別に取り出して反転した後に搭載ヘッドへの受け渡しを行っていたため、作業効率が悪いという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、反転を必要とする電子部品を対象とした電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる電子部品搭載装置および電子部品搭載方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品搭載装置は、基板の電子部品搭載位置に形成された電極に電子部品の端子を位置合わせして電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置であって、前記端子を上向きにした状態で電子部品を平面状に複数個並べて供給する電子部品供給部と、前記電子部品供給部から第１方向へ離れた位置に配置された基板保持部と、前記基板保持部の上方を移動する第１のカメラを有しこの第１のカメラで撮像した画像を処理して基板の電子部品搭載位置を認識する基板認識手段と、前記電子部品供給部の上方を移動する第２のカメラを有しこの第２のカメラで前記部品供給部の電子部品の位置を認識する第１の電子部品認識手段と、複数のピックアップノズルを有し前記電子部品供給部においてピックアップした電子部品を上下反転させて受け渡し位置に位置させるピックアップ手段と、前記ピックアップノズルと同じ配列で並んだ搭載ノズルを複数有しこの搭載ノズルで前記ピックアップノズルによって上下反転した複数の電子部品を前記基板保持部に保持された基板の電子部品搭載位置に個別に搭載する搭載手段と、前記搭載ノズルに保持された電子部品を撮像する第３のカメラを有しこの第３のカメラで撮像した画像を処理して前記搭載ノズルに保持された電子部品の位置を認識する第２の電子部品認識手段と、前記ピックアップ手段を制御して、（１）前記第１の電子部品認識手段で認識した複数の電子部品の位置に基づいて前記複数のピックアップノズルをこれらの電子部品に個別に位置合わせして個別にピックアップするピックアップ動作と（２）電子部品をピックアップした複数のピックアップノズルを上下反転させた状態で受け渡し位置に位置させる受け渡し動作を行わせるピックアップ制御手段と、前記搭載手段を制御して、（１）前記受け渡し位置において前記複数の搭載ノズルで前記ピックアップノズルによって上下反転した複数の電子部品を複数のピックアップノズルから同時に受け取って保持する受け取り動作と（２）前記基板認識手段によって認識した電子部品搭載位置の位置及び前記第２の電子部品認識手段で認識した電子部品の位置に基づいて前記搭載ノズルに保持された電子部品を基板の電子部品搭載位置に個別に搭載する搭載動作を行わせる搭載制御手段を備えた。
【０００６】
請求項２記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記第１のカメラを前記基板保持部の上方で移動させる第１カメラ移動機構を備え、前記第１カメラ移動機構を制御して、（１）前記搭載手段が基板保持部の上方から離れたときに前記第１のカメラを前記基板保持部の上方へ移動させ（２）前記第１のカメラによる基板の撮像が終わったらこの第１のカメラを前記搭載手段と干渉しない位置に退避させる第１のカメラ移動処理手段を備えた。
【０００７】
請求項３記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記搭載ノズルに保持された電子部品の端子に粘性体を供給する粘性体供給手段を備えた。
【０００８】
請求項４記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記ピックアップ手段は、前記複数のピックアップノズルおよびこれらのピックアップノズルを上下反転させる反転機構を備えたピックアップヘッドとこのピックアップヘッドを前記部品供給部と前記受け渡し位置との間で移動させるピックアップヘッド移動機構を備え、前記搭載手段は前記搭載ノズルを複数備えた搭載ヘッドとこの搭載ヘッドを前記受け渡し位置と前記基板保持部との間で移動させる搭載ヘッド移動機構を備え、前記ピックアップヘッド移動機構によって前記第２のカメラをピックアップヘッドと一体的に移動するようにした。
【０００９】
請求項５記載の電子部品搭載方法は、基板の電子部品搭載位置に形成された電極に電子部品の端子を位置合わせして電子部品を基板に搭載する電子部品搭載方法であって、基板保持部に保持された基板を第１のカメラで撮像して画像を取得しこの画像を処理することにより基板の複数の電子部品搭載位置を認識する第１のステップと、電子部品供給部に端子を上向きにした状態で平面状に並んだ複数の電子部品を第２のカメラで撮像して画像を取得しこの画像を処理することにより複数の電子部品の位置を認識する第２のステップと、第２のステップで認識された複数の電子部品の位置に基づいて複数のピックアップノズルをこれらの電子部品に位置合わせして個別にピックアップする第３のステップと、前記複数のピックアップノズルを上下反転させることによりこのピックアップノズルでピックアップした複数の電子部品を上下反転させる第４のステップと、前記上下反転された複数の電子部品を複数の搭載ノズルで前記複数のピックアップノズルから同時に受け取って保持する第５のステップと、第３のカメラで前記搭載ノズルに保持された複数の電子部品を撮像して画像を取得しこの画像を処理してこれらの電子部品の位置を認識する第６のステップと、第１のステップで認識された複数の電子部品搭載位置の位置と第６のステップで認識された複数の電子部品の位置に基づいて前記搭載ノズルに保持された電子部品の端子と電子部品搭載位置の電極の位置合わせを行って個別に搭載する第７のステップを備えた。
【００１０】
請求項６記載の電子部品搭載方法は、請求項５記載の電子部品搭載方法であって、第１のステップは、第５のステップから第６のステップを実行する時間の少なくとも一部と重なる時間に行う。
【００１１】
請求項７記載の電子部品搭載方法は、請求項５記載の電子部品搭載方法であって、第６のステップから第７のステップを実行する時間内に、次に搭載される複数の電子部品に対して第２のステップを完了させる。
【００１２】
請求項８記載の電子部品搭載方法は、請求項５記載の電子部品搭載方法であって、第５のステップが完了してから第７のステップを開始するまでの時間内に、前記複数の搭載ノズルに保持された複数の電子部品の端子に粘性体を塗布する。
【００１３】
本発明によれば、端子を上向きにした姿勢で電子部品を平面状に供給する電子部品供給部から複数の電子部品を取り出し、取り出した電子部品を上下反転して搭載ヘッドに受け渡すピックアップ手段を備えることにより、反転を必要とする電子部品を対象とした電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の電子部品供給部の部分斜視図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の処理機能を示す機能ブロック図、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図、図１３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載対象となる基板の平面図である。
【００１５】
まず図１、図２、図３を参照して電子部品搭載装置の全体構造について説明する。図２は図１におけるＡ−Ａ矢視を、また図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視をそれぞれ示している。図１において、基台１上には電子部品供給部２が配設されている。図２、図３に示すように、電子部品供給部２は治具ホルダ３を備えており、治具ホルダ３は、粘着シート５が装着された治具４を着脱自在に保持する。粘着シート５には、外部接続用の端子であるバンプ６ａ（図４参照）を有する電子部品であるフリップチップ６（以下、単に「チップ６」と略記。）が貼着されている。治具ホルダ３に治具４が保持された状態では、電子部品供給部２はチップ６をバンプ６ａを上面側にした状態で平面状に複数個並べて供給する（図４参照）。
【００１６】
図２に示すように、治具ホルダ３に保持された粘着シート５の下方には、エジェクタ８がエジェクタＸＹテーブル７によって水平移動可能に配設されている。エジェクタ８はチップ突き上げ用のエジェクタピン（図示省略）を昇降させるピン昇降機構を備えており、後述する搭載ヘッドによって粘着シート５からチップ６をピックアップする際には、エジェクタピンによって粘着シート５の下方からチップ６を突き上げることにより、チップ６は粘着シート５から剥離される。エジェクタ８は、チップ６を粘着シート５から剥離する粘着シート剥離機構となっている。
【００１７】
図３に示すように、基台１の上面の電子部品供給部２からＹ方向（第１方向）に離れた位置には、基板保持部１０が配置されている。基板保持部１０の上流側、下流側にはそれぞれ基板搬入コンベア１２、基板振分部１１、基板受渡部１３および基板搬出コンベア１４がＸ方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア１２は、上流側から供給された基板１６を受け取って基板振分部１１に渡す。
【００１８】
基板振分部１１は、振分コンベア１１ａをスライド機構１１ｂによってＹ方向にスライド可能に配設した構成となっており、基板搬入コンベア１２から受け取った基板１６を以下に説明する基板保持部１０の２つの基板保持機構に選択的に振り分ける。基板保持部１０は、第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂを備えており、基板振分部１１によって振り分けられた基板１６を保持して実装位置に位置決めする。
【００１９】
基板受渡部１３は、基板振分部１１と同様に受渡コンベア１３ａをスライド機構１３ｂによってＹ方向にスライド可能に配設した構成となっており、受渡コンベア１３ａを第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂと選択的に接続することにより実装済みの基板１６を受け取り、基板搬出コンベア１４に渡す。基板搬出コンベア１４は、渡された実装済みの基板１６を下流側に搬出する。
【００２０】
図１において、基台１の上面の両端部には、第１のＹ軸ベース２０Ａ、第２のＹ軸ベース２０Ｂが基板搬送方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に長手方向を向けて配設されている。第１のＹ軸ベース２０Ａ、第２のＹ軸ベース２０Ｂの上面には、長手方向（Ｙ方向）に略全長にわたってＹ方向ガイド２１が配設されており、１対のＹ方向ガイド２１を平行に且つ電子部品供給部２及び基板保持部１０を挟むように配設した形態となっている。
【００２１】
これらの１対のＹ方向ガイド２１には、第１ビーム部材３１、センタービーム部材３０および第２ビーム部材３２の３つのビーム部材が、それぞれ両端部をＹ方向ガイド２１によって支持されてＹ方向にスライド自在に架設されている。
【００２２】
センタービーム部材３０の右側の側端部にはナット部材２３ｂが突設されており、ナット部材２３ｂに螺合した送りねじ２３ａは、第１のＹ軸ベース２０Ａ上に水平方向で配設されたＹ軸モータ２２によって回転駆動される。Ｙ軸モータ２２を駆動することにより、センタービーム部材３０はＹ方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。
【００２３】
また、第１ビーム部材３１、第２ビーム部材３２の左側の側端部にはそれぞれナット部材２５ｂ，２７ｂが突設されており、ナット部材２５ｂ，２７ｂに螺合した送りねじ２５ａ，２７ａは、それぞれ第２のＹ軸ベース２０Ｂ上に水平方向で配設されたＹ軸モータ２４，２６によって回転駆動される。Ｙ軸モータ２４，２６を駆動することにより、第１ビーム部材３１、第２ビーム部材３２はＹ方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。
【００２４】
第１ビーム部材３１には、第１のカメラ３４が装着されており、第１のカメラ３４を保持するブラケット３４ａ（図２参照）にはナット部材４４ｂが結合されている。ナット部材４４ｂに螺合した送りねじ４４ａは、Ｘ軸モータ４３によって回転駆動され、Ｘ軸モータ４３を駆動することにより、第１のカメラ３４は第１ビーム部材３１の側面に設けられたＸ方向ガイド４５（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００２５】
Ｙ軸モータ２４およびＸ軸モータ４３を駆動することにより、第１のカメラ３４はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、第１のカメラ３４は基板保持部１０の第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂに保持された基板１６を撮像するための基板保持部１０の上方での移動と、基板保持部１０上からの退避のための移動とを行うことができる。
【００２６】
１対のＹ方向ガイド２１、第１ビーム部材３１、第１ビーム部材３１をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２４、送りねじ２５ａおよびナット部材２５ｂ）と、第１のカメラ３４をＸ方向ガイド４５に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４３、送りねじ４４ａおよびナット部材４４ｂ）とは、第１のカメラ３４を少なくとも基板保持部１０の上方で移動させる第１のカメラ移動機構を構成する。
【００２７】
第２ビーム部材３２には、第２のカメラ３５が装着されており、第２のカメラ３５を保持するブラケット３５ａ（図２参照）には、ナット部材４７ｂが結合されている。ナット部材４７ｂに螺合した送りねじ４７ａは、Ｘ軸モータ４６によって回転駆動され、Ｘ軸モータ４６を駆動することにより、第２のカメラ３５は第２ビーム部材３２の側面に設けられたＸ方向ガイド４８（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００２８】
図４に示すように、ブラケット３５ａの下端部にはピックアップヘッド３７が装着されている。ピックアップヘッド３７はＺ軸テーブル３６を備えており、Ｚ軸テーブル３６にはコ字形状の昇降部材３７ｃが結合されている。昇降部材３７ｃの先端部には、複数のノズル３７ｂが装着されたノズル保持部３７ａが水平な回転軸廻りに回転自在に保持されている。ここでノズル保持部３７ａは、コ字形状の昇降部材３７ｃに保持されていることから、第２のカメラ３５による電子部品供給部２の撮像を妨げない配置となっている。
【００２９】
ノズル保持部３７ａの各ノズル３７ｂは、ノズル保持部３７ａに内蔵されたノズル昇降機構（図示省略）によってノズル保持部３７ａから下方に個別に突出自在となっている。１つのノズル３７ｂを突出させた状態で、Ｚ軸テーブル３６によってノズル保持部３７ａを下降させることにより、個別のノズル３７ｂによって粘着シート５からチップ６をピックアップすることができる。
【００３０】
ノズル保持部３７ａは回転駆動部３７ｄによって回転駆動され、ノズル保持部３７ａを回転させて上下反転することにより、ノズル３７ｂの向きの上向き・下向きを切り換えられるようになっている。回転駆動部３７ｄは、ノズル３７ｂを上下反転させる反転機構となっている。下向き姿勢のノズル３７ｂによってバンプ形成面を上向きにしたフェイスアップ状態のチップ６を取り出し、次いでこのノズル３７ｂを上向きにすることにより、チップ６を反転してバンプ形成面を下向きにしたフェイスダウン姿勢で保持することができる。
【００３１】
Ｙ軸モータ２６およびＸ軸モータ４６を駆動することにより、ピックアップヘッド３７および第２のカメラ３５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、ピックアップヘッド３７は電子部品供給部２に保持されたチップ６のピックアップのための動作と、ピックアップしたチップ６を後述する搭載ヘッド３３へ受け渡す受け渡し位置までの移動動作を行う。また第２のカメラ３５は電子部品供給部２に保持されたチップ６の撮像のための電子部品供給部２の上方での移動を行う。
【００３２】
１対のＹ方向ガイド２１、第２ビーム部材３２、第２ビーム部材３２をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２６、送りねじ２７ａおよびナット部材２７ｂ）と、第２のカメラ３５をＸ方向ガイド４８に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４６、送りねじ４７ａおよびナット部材４７ｂ）とは、ピックアップヘッド３７および第２のカメラ３５を少なくとも電子部品供給部２の上方で移動させるピックアップヘッド移動機構を構成し、第２のカメラ３５はピックアップヘッド３７と一体的に移動する。
【００３３】
上記構成において、複数のノズル３７ｂおよびこれらのノズル３７ｂを上下反転させる回転駆動部３７ｄを有するピックアップヘッド３７と、ピックアップヘッド３７を電子部品供給部２と前記受け渡し位置との間で移動させるピックアップヘッド移動機構とは、電子部品供給部２においてピックアップしたチップ６を上下反転させて搭載ヘッド３３への受け渡し位置に位置させるピックアップ手段を構成する。
【００３４】
センタービーム部材３０には、搭載ヘッド３３が装着されており、搭載ヘッド３３に結合されたナット部材４１ｂに螺合した送りねじ４１ａは、Ｘ軸モータ４０によって回転駆動される。Ｘ軸モータ４０を駆動することにより、搭載ヘッド３３はセンタービーム部材３０の側面にＸ方向に設けられたＸ方向ガイド４２（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００３５】
搭載ヘッド３３は、ピックアップヘッド３７におけるノズル３７ｂと同じ配列で並んだ複数のノズル３３ａ（搭載ノズル）を備えており、各ノズル３３ａにそれぞれチップ６を吸着して複数のチップ６を保持した状態で移動可能となっている。また各ノズル３３ａは、内蔵されたノズル昇降機構（図示省略）によって個別に昇降可能となっている。これにより、チップ受け渡し時にはピックアップヘッド３７に保持された複数のチップ６を同時に一括して受け取り、基板１６への搭載時には、各ノズル３３ａを個別に昇降させることにより、チップ６を個別に搭載することができる。
【００３６】
Ｙ軸モータ２２およびＸ軸モータ４０を駆動することにより、搭載ヘッド３３はＸ方向、Ｙ方向に水平移動し、電子部品供給部２のチップ６をピックアップして保持し、保持したチップ６を基板保持部１０に保持された基板１６の電子部品搭載位置１６ａに搭載する。
【００３７】
１対のＹ方向ガイド２１、センタービーム部材３０、センタービーム部材３０をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２２、送りねじ２３ａおよびナット部材２３ｂ）と、搭載ヘッド３３をＸ方向ガイド４２に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４０、送りねじ４１ａおよびナット部材４１ｂ）とは、搭載ヘッド３３を電子部品供給部２と基板保持部１０との間で移動させる搭載ヘッド移動機構を構成する。
【００３８】
そして、搭載ヘッド３３と搭載ヘッド移動機構とは、ノズル３７ｂと同じ配列で並んだノズル３３ａを複数有し、ノズル３３ａでノズル３７ｂによって上下反転したチップ６を、基板１６の電子部品搭載位置１６ａに個別に搭載する搭載手段となっている。
【００３９】
図３に示すように、電子部品供給部２と基板保持部１０との間には、第３のカメラ１５および粘性体供給ステージ１７が配設されている。粘性体供給ステージ１７は、粘性体１８を貯溜する容器１７ａを備えており（図７参照）、容器１７ａ内にはフラックスや接着材などの粘性体１８の液面を平面に均すスキージ機構（図示省略）を備えている。容器１７ａはシリンダ１７ｂによって昇降可能となっている。
【００４０】
ノズル３３ａにチップ６を保持した搭載ヘッド３３を、粘性体供給ステージ１７に対して昇降させることにより、チップ６のバンプ６ａの下面には粘性体１８が転写により塗布される。粘性体供給ステージ１７は、ノズル３３ａに保持されたチップ６のバンプ６ａに粘性体１８を供給する粘性体供給手段となっている。チップ６のバンプ６ａが半田の場合には、粘性体１８としてフラックスが使用され、半田以外の場合には樹脂接着材などが用いられる。
【００４１】
基板１６に予め粘性体を塗布または印刷する方法を用いる場合には、粘性体供給ステージ１７を省略することができるが、本実施の形態のように転写による粘性体供給ステージ１７を用いる方が、印刷装置など大がかりな装置を付加する必要がなく設備簡略化の面で有利である。
【００４２】
第３のカメラ１５はライン型カメラを備えており、粘性体が転写された後のチップ６を保持した搭載ヘッド３３が第３のカメラ１５の上方をＸ方向に移動することにより、第３のカメラ１５は搭載ヘッド３３に保持されたチップ６を撮像する。なお第３のカメラ１５としてエリア型カメラを用いても良い。
【００４３】
この後、搭載ヘッド３３は基板保持部１０に保持された基板１６にチップ６を搭載する。ここで、搭載ヘッド３３はピックアップヘッド３７から受け渡されたチップを基板１６に搭載することから、基板保持部１０の高さ位置は、図２に示すようにチップ６の受け渡しに必要な受け渡し高さ（ノズル保持部３７ａの上下反転によって生じる高さ差）だけ、電子部品供給部２よりも高く配置されている。
【００４４】
次に図５を参照して、電子部品搭載装置の制御系の構成について説明する。図５において、機構駆動部５０は、以下に示す各機構のモータを電気的に駆動するモータドライバや、各機構のエアシリンダに対して供給される空圧を制御する制御機器などより成り、制御部５４によって機構駆動部５０を制御することにより、以下の各駆動要素が駆動される。
【００４５】
Ｘ軸モータ４０、Ｙ軸モータ２２は、搭載ヘッド３３を移動させる搭載ヘッド移動機構を駆動する。Ｘ軸モータ４３、Ｙ軸モータ２４は、第１のカメラ３４を移動させる第１のカメラ移動機構を、Ｘ軸モータ４６、Ｙ軸モータ２６は、ピックアップヘッド３７および第２のカメラ３５を移動させるピックアップヘッド移動機構をそれぞれ駆動する。
【００４６】
また機構駆動部５０は、搭載ヘッド３３、ピックアップヘッド３７の昇降機構、ノズル３３ａ、ノズル３７ｂによる部品吸着機構を駆動し、さらに粘性体供給ステージ１７の昇降用のシリンダ１７ｂや、エジェクタ８の昇降シリンダおよびエジェクタＸＹテーブル７の駆動モータを駆動する。さらに機構駆動部５０は、基板搬入コンベア１２、基板搬出コンベア１４、基板振分部１１、基板受渡部１３、第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂを駆動する。
【００４７】
第１の認識処理部５５は、第１のカメラ３４で撮像した画像を処理して基板保持部１０に保持された基板１６の電子部品搭載位置１６ａ（図１３参照）の位置を認識する。電子部品搭載位置１６ａは、基板１６においてバンプ６ａが接合される電極１６ｂの全体位置を示すものであり、画像認識により位置検出が可能となっている。
【００４８】
また第１の認識処理部５５は、前工程において基板１６に各電子部品搭載位置１６ａ毎に印加されたバッドマークの有無を検出することにより基板良否検査を行い、さらに第１のカメラ３４で撮像した画像を処理して電子部品搭載位置１６ａに搭載されたチップ６の位置ずれ等の搭載状態を検査する。第１のカメラ３４および第１の認識処理部５５は、基板保持部１０の情報を移動する第１のカメラ３４を有し第１のカメラ３４で撮像した画像を処理して基板１６の電子部品搭載位置１６ａを認識する基板認識手段を構成する。
【００４９】
第２の認識処理部５６は、第２のカメラ３５で撮像した画像を処理して電子部品供給部２におけるチップ６の位置を求める。第２のカメラ３５および第２の認識処理部５６は電子部品供給部２の情報を移動する第２のカメラ３５を有し第２のカメラ３５で電子部品供給部２のチップ６の位置を認識する第１の電子部品認識手段となっている。
【００５０】
また第３の認識処理部５７は、第３のカメラ１５で撮像した画像を処理して搭載ヘッド３３に保持されたチップ６の位置を認識する。第３のカメラ１５および第３の認識処理部５７は、搭載ヘッド３３に保持されたチップ６を撮像する第３のカメラ１５を有し第３のカメラ１５で撮像した画像を処理して搭載ヘッド３３に保持されたチップ６の位置を認識する第２の電子部品認識手段となっている。
【００５１】
第１の認識処理部５５、第２の認識処理部５６、第３の認識処理部５７による認識結果は、制御部５４に送られる。データ記憶部５３は、チップ６の搭載状態検査の検査結果など、各種のデータを記憶する。操作部５１は、キーボードやマウスなどの入力装置であり、データ入力や制御コマンドの入力を行う。表示部５２は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５、第３のカメラ１５による撮像画面の表示や、操作部５１による入力時の案内画面の表示を行う。
【００５２】
次に図６を参照して、電子部品実装装置の処理機能について説明する。図６において、破線枠５４は図５に示す制御部５４による処理機能を示している。ここで第１のカメラ移動処理部５４ａ、第２のカメラ移動処理部５４ｂ、ピックアップヘッド動作処理部５４ｃ、搭載ヘッド動作処理部５４ｄによって実行される処理機能は、それぞれ第１のカメラ移動制御手段、第２のカメラ移動制御手段、ピックアップ制御手段、搭載制御手段を構成している。
【００５３】
第１のカメラ移動処理部５４ａは、第１のカメラ移動機構を制御して、基板保持部１０に保持された基板１６を撮像する際の第１のカメラ３４の位置決め動作と、搭載ヘッド３３によるチップ６の搭載を妨げない位置に第１のカメラ３４を移動させる退避動作とを行わせる。ここで基板１６の撮像は、基板１６が搬入された状態におけるバッドマーク印加位置の撮像、チップ６が搭載される前の電子部品搭載位置１６ａの撮像、およびチップ６が搭載された後の電子部品搭載位置１６ａの撮像の３種類を対象として行われる。第２のカメラ移動処理部５４ｂは、ピックアップヘッド移動機構を制御して、電子部品供給部２のチップ６を撮像する時の第２のカメラ３５の位置決め動作を行わせる。
【００５４】
ピックアップヘッド動作処理部５４ｃは、ピックアップヘッド３７とピックアップヘッド移動機構を制御するプログラムを実行することによって実現される機能を示しており、第２の認識処理部５６の認識結果に基づいて、電子部品供給部２からピックアップヘッド３７によってチップ６を取り出すピックアップ動作から、搭載ヘッド３３へのチップ６の受け渡しまでの一連の動作に関する制御を行う。
【００５５】
すなわち、ピックアップヘッド動作処理部５４ｃは、ピックアップ手段を制御して、（１）第１の電子部品認識手段で認識した複数のチップ６の位置に基づいて、複数のノズル３７ｂをこれらのチップ６に個別に位置合わせして個別にピックアップするピックアップ動作と、（２）チップ６をピックアップした複数のノズル３７ｂを、上下反転させた状態で受け渡し位置に位置させる受け渡し動作を行わせるピックアップ制御手段となっている。
【００５６】
搭載ヘッド動作処理部５４ｄは、搭載ヘッド３３と搭載ヘッド移動機構を制御するプログラムによって実行される機能を示している。搭載ヘッド３３によるチップ６の受け取りから、基板１６へのマウントまでの一連の動作に関する制御を行う機能を有している。第１の認識処理部５５の電子部品搭載位置検出処理部５５ａで求めた電子部品搭載位置１６ａの位置および第３の認識処理部５７で求めたチップ６の位置に基づいて行わせる。
【００５７】
すなわち搭載ヘッド動作処理部５４ｄは、搭載手段を制御して、（１）受け渡し位置において複数のノズル３３ａで、ノズル３７ｂによって上下反転した複数のチップ６を複数のノズル３７ｂから同時に受け取って保持する受け取り動作と、（２）基板認識手段によって認識した電子部品搭載位置１６ａの位置及び第２の電子部品認識手段で認識したチップ６の位置に基づいて、ノズル３３ａに保持されたチップ６を、基板１６の電子部品搭載位置１６ａに個別に搭載する搭載動作とを行わせる搭載制御手段となっている。
【００５８】
第１の認識処理部５５は、電子部品搭載位置検出処理部５５ａ以外に、基板検査処理部５５ｂ、搭載状態検査処理部５５ｃを有している。搭載ヘッド動作処理部５４ｄによる搭載動作においては、基板検査処理部５５ｂによって検出された基板１６の良否判定結果が参照され、良否判定において合格と判定された電子部品搭載位置１６ａに対してのみ、チップ６の搭載が実行される。
【００５９】
検査結果記録処理部５４ｆは、基板検査処理部５５ｂによる前述の基板良否判定結果、搭載状態検査処理部５５ｃによるチップ６の搭載状態検査結果を記憶するための処理を行う。これらの検査結果は、検査結果記録処理部５４ｆに送られてデータ処理が行われ、データ記憶部５３に設けられた検査結果記憶部５３ａに記憶される。
【００６０】
この電子部品搭載装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装方法について図７〜図１２を参照して説明する。図７において、電子部品供給部２に保持された粘着シート５には、多数のチップ６が貼着されている。また基板保持部１０では、第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂにそれぞれ基板１６が位置決めされている。ここで示す電子部品実装では、複数（ここでは４個）のチップ６を搭載ヘッド３３に所定の配列で並んだ４つのノズル３３ａによって吸着保持し、１実装ターンにおいてこれらの４個のチップ６を基板１６の複数の電子部品搭載位置１６ａに順次搭載する。
【００６１】
まず、図７（ａ）に示すように、第１のカメラ移動機構により第１のカメラ３４を基板保持部１０の第１基板保持機構１０Ａに保持された基板１６上に移動させる。そして図１３（ａ）に示すように、基板１６に設定された８つの電子部品搭載位置１６ａのうち、左側の４つの電子部品搭載位置１６ａを画像取り込み範囲１９が順次囲むように第１のカメラ３４を順次移動させて、複数の電子部品搭載位置１６ａおよびバッドマーク印加位置を撮像して画像を取り込み、その後第１のカメラ３４をこの基板１６の上方から退避させる（図７（ｂ）参照）。
【００６２】
そして第１のカメラ３４で撮像した画像取り込み範囲１９の画像を第１の認識処理部５５で処理して、基板１６の電子部品搭載位置１６ａ（図１３（ａ）参照）の位置を認識する（第１ステップ）。この基板１６の認識においては、電子部品搭載位置１６ａの位置認識とともに、基板１６が前工程において行われた基板検査の結果バッドマークが印加された不良基板であるか否かをの良否判定が行われる。
【００６３】
この基板保持部１０における撮像動作と並行して、第２のカメラ３５をピックアップヘッド移動機構により電子部品供給部２の上方に移動させ、バンプ６ａを上向きにした状態で平面状に並んだ複数のチップ６を第２のカメラ３５によって撮像する。そして取得した画像を第２の認識処理部５６で処理して複数のチップ６の位置を認識する（第２のステップ）。このとき、搭載ヘッド３３はチップ６の受け渡し位置で待機している。そして粘性体供給ステージ１７の容器１７ａは、ピックアップヘッド３７との干渉を避けるため、シリンダ１７ｂのロッドが没入した下降状態にある。
【００６４】
次いでピックアップヘッド３７を電子部品供給部２上で移動させ、図７（ｂ）に示すように、第２のステップで認識された複数のチップ６の位置に基づいて、搭載ヘッド３３をこれらのチップ６に順次位置あわせして、ノズル３７ｂによって複数のチップ６を個別にピックアップする（第３のステップ）。
【００６５】
次いで図８（ａ）に示すように、ピックアップヘッド３７は受け渡し位置へ移動し、ここで搭載ヘッド３３へのチップ６の受け渡しが行われる。まずノズル３７ｂを上下反転させてノズル３７ｂでピックアップされた複数のチップ６を上下反転させる（第４のステップ）。そしてこれらの上下反転されバンプ６ａを上向きにした複数のチップ６を、搭載ヘッド３３の複数のノズル３３ａによってノズル３７ｂから同時に受け取って保持する（第５のステップ）。
【００６６】
この後、ピックアップヘッド３７は電子部品供給部２上に移動する。そして搭載ヘッド３３は粘性体供給ステージ１７上へ移動する。このとき、容器１７ａは、シリンダ１７ｂによって上昇した状態にあり、容器１７ａ内の粘性体１８に対してチップ６を下降させることにより、下面のバンプ６ａに粘性体１８を転写塗布する。
【００６７】
次いで各ノズル３３ａに４つのチップ６を保持した搭載ヘッド３３は、第３のカメラ１５の上方を移動しチップ６の撮像のためのスキャン動作を行う。これにより、各ノズル３３ａに保持されたチップ６の下面の画像が第３のカメラ１５に取り込まれ、この画像を第３の認識処理部５７で認識処理することにより、チップ６の位置を認識する（第６のステップ）。
【００６８】
この後搭載動作に移行する。このとき、第１の認識処理部５５で基板検査が合格と判定された電子部品搭載位置１６ａのみを対象として、チップ６の搭載が行われる。搭載ヘッド３３は、図９（ａ）に示すように基板保持部１０の上方に移動する。そしてここで第１のステップにおいて第１の認識処理部５５で求めた電子部品搭載位置１６ａの位置と、第６のステップにおいて第３の認識処理部５７で求めたチップ６の位置に基づいて、ノズル３３ａに保持された複数のチップ６のバンプ６ａと電子部品搭載位置１６ａの電極１６ｂの位置合わせを行って、図１３（ｂ）に示すように、チップ６を個別に搭載する（ステップ７）。ここでは、第１基板保持機構１０Ａに位置決めされた基板１６の複数の電子部品搭載位置１６ａのうち、基板検査において良品判定された電子部品搭載位置１６ａにのみ、チップ６が搭載される。
【００６９】
そして搭載ヘッド３３がチップ６を搭載している時に、第２のカメラ３５を電子部品供給部２において次にピックアップされる複数のチップ６の上方に移動させ、複数のチップ６を第２のカメラ３５で撮像し、チップ６の位置を認識する。そして図９（ｂ）に示すように、ピックアップヘッド３７を電子部品供給部２上で移動させ、認識した複数のチップ６の位置に基づいてノズル３７ｂによって複数のチップ６を順次ピックアップする。
【００７０】
この動作と並行して、第１のカメラ３４は基板１６の撮像を行う。ここでは、基板１６に搭載されたチップ６の搭載状態の検査と、次の実装ターンでチップ６が搭載される複数の電子部品搭載位置１６ａの位置検出およびこれらの電子部品搭載位置１６ａの基板良否判定が行われる。
【００７１】
すなわちこの撮像では、図１３（ｃ）に示すように、基板１６に設定された８つの電子部品搭載位置１６ａを画像取り込み範囲１９が順次囲むように、第１のカメラ３４を順次移動させて画像を取り込み、その後第１のカメラ３４をこの基板１６の上方から退避させる。そして第１のカメラ３４で撮像した画像を第１の認識処理部５５で処理して、次の検査処理が行われる。
【００７２】
まず左側の４つの画像取り込み範囲１９の画像については、チップ６の搭載状態の検査、すなわちチップ６の位置・姿勢のずれが正常であるか否かが検査される。そして右側の４つの画像取り込み範囲１９については、基板１６の電子部品搭載位置１６ａの位置検出とともに、チップ６が搭載される前の基板検査が行われる。
【００７３】
次いで図１０（ａ）に示すように、ピックアップヘッド３７は受け渡し位置へ移動し、ここで搭載ヘッド３３へのチップ６の受け渡しが行われる。すなわち、まずノズル保持部３７ａを上下反転させてノズル３７ｂに保持されたチップ６を上向きにする。そしてこれらのチップ６に搭載ヘッド３３のノズル３３ａを位置合わせして昇降させ、ノズル３３ａによって複数のチップ６を同時吸着する。
【００７４】
この後、図１０（ｂ）に示すように、ピックアップヘッド３７は電子部品供給部２上に移動する。そして移載ヘッド３３は粘性体供給ステージ１７上へ移動し、ここで上昇した状態の容器１７ａ内の粘性体１８に対してチップ６を下降させることにより、下面のバンプ６ａに粘性体１８を転写塗布する。
【００７５】
次いで各ノズル３３ａに４つのチップを保持した搭載ヘッド３３は、第３のカメラ１５の上方を移動するスキャン動作を行う。これにより、各ノズル３３ａに保持されたチップ６の画像が第３のカメラに取り込まれ、この画像を第３の認識処理部５７で認識処理することにより、チップ６の位置が検出される。
【００７６】
次いで搭載動作に移行する。このとき、第１の認識処理部５５で基板検査が合格と判定された電子部品搭載位置１６ａのみを対象として、チップ６の搭載が行われる。搭載ヘッド３３は、図１１（ａ）に示すように基板保持部１０の上方に移動する。そしてここで第１の認識処理部５５で求めた電子部品搭載位置１６ａの位置、第３の認識処理部５７で求めたチップ６の位置および基板検査による判定結果に基づいて搭載動作を行う。
【００７７】
すなわち、第１基板保持機構１０Ａに位置決めされた基板１６の複数の電子部品搭載位置１６ａのうち、良品判定された電子部品搭載位置１６ａに搭載ヘッド３３のノズル３３ａに保持されたチップ６を順次位置決めする位置決め動作を搭載ヘッド移動機構に行わせながら、搭載ヘッド３３に保持されているチップ６を基板１６の未搭載状態の４つの電子部品搭載位置１６ａに搭載する。
【００７８】
これにより、図１３（ｄ）に示すように、基板１６の８つの電子部品実装位置１６ａへのチップ６の搭載が完了する。そしてこの搭載ヘッド３３によるチップ６の搭載動作中に、第２のカメラ３５を再び電子部品供給部２のチップ６上に移動させ、第２のカメラ３５によって次にピックアップされるチップ６を撮像する。
【００７９】
そして図１１（ｂ）に示すようにピックアップヘッド３７を電子部品供給部２の上方に移動させ、第２の認識処理部５６で求めたチップ６の位置に基づいて、ノズル３７ｂによってチップ６を順次ピックアップする。この動作と並行して、第１のカメラ移動機構により第１のカメラ３４を基板保持部１０の第１基板保持機構１０Ａに保持された基板１６上に移動させる。そして基板１６の８つの電子部品搭載位置１６ａのうち、右側の４つの電子部品搭載位置１６ａを画像取り込み範囲１９が順次囲むように、第１のカメラ３４を順次移動させて画像を取り込む（図１３（ｅ））。
【００８０】
そして第１のカメラ３４で撮像した画像取り込み範囲１９の画像を第１の認識処理部５５で処理して、基板１６の電子部品搭載位置１６ａにおけるチップ６の搭載状態が検査される。また、第１基板保持機構１０Ａでの撮像を終えた第１のカメラ３４は、第２基板保持機構１０Ｂに保持された未搭載の基板１６上に移動し、ここで次にチップ６を搭載する予定の電子部品搭載位置１６ａを撮像し、電子部品搭載位置１６ａの位置検出と基板検査が行われる。
【００８１】
この撮像動作の後、図１２に示すように基板１６は第１基板保持機構１０Ａから基板受渡部１３に搬出され、第１基板保持機構１０Ａには新たな基板１６が搬入される。そしてこれ以降、同様の動作が継続して反復される。
【００８２】
上記搭載動作を反復して実行する過程においては、以下に説明するように、複数の動作を同時並行して実行するようになっており、しかも複数動作の実行タイミングには制約および自由度が存在する。例えば、第１のカメラ３４によって基板保持部１０の基板１６を撮像して位置認識する第１のステップは、上下反転された複数のチップ６を搭載ヘッド３３によって受け取って、第３のカメラ１５によって撮像し位置認識するまでの時間に行えばよい。すなわち、図７（ａ）に示す第１ステップの動作は、図８（ａ）〜図８（ｂ）に示す第５のステップ〜第６のステップの動作を実行する時間の少なくとも一部と重なる時間に行う。
【００８３】
また、電子部品供給部２における第２のカメラ３５による次のチップ６の撮像、位置認識は、第３のカメラ１５による撮像・位置認識から、チップ６の基板１６への搭載までの時間内に完了するようにすればよい。すなわち、図８（ｂ）に示す第６のステップから図９（ａ）に示す第７のステップを実行する時間内に、次に搭載される複数のチップ６に対して第２のステップを完了させる。
【００８４】
さらに、チップ６のバンプ６ａへの粘性体１８の塗布は、搭載ヘッド３３によってチップ６を受け取って保持してから、基板１６への搭載までの間、すなわち、図８（ａ）に示す第５のステップが完了してから、図９（ａ）に示す第７のステップを開始するまでの時間内に行う。
【００８５】
上記実施の形態に示すように、バンプが形成されたチップなどのように、反転を必要とする電子部品を基板に搭載する電子部品搭載作業において、電子部品供給部から複数の電子部品を取り出して反転して、搭載ヘッドに受け渡すピックアップ手段を備えることにより、電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、端子を上向きにした姿勢で電子部品を平面状に供給する電子部品供給部から複数の電子部品を取り出し、取り出した電子部品を上下反転して搭載ヘッドに受け渡すピックアップ手段を備えることにより、反転を必要とする電子部品を対象とした電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の電子部品供給部の部分斜視図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の処理機能を示す機能ブロック図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載対象となる基板の平面図
【符号の説明】
２ 電子部品供給部
６ チップ
１０ 基板保持部
１０Ａ 第１基板保持機構
１０Ｂ 第２基板保持機構
１５ 第３のカメラ
１６ 基板
１６ａ 電子部品搭載位置
１７ 粘性体供給ステージ
３０ センタービーム部材
３１ 第１ビーム部材
３２ 第２ビーム部材
３３ 搭載ヘッド
３３ａ ノズル
３４ 第１のカメラ
３５ 第２のカメラ
３７ ピックアップヘッド
３７ｂ ノズル
５４ｃ ピックアップヘッド動作処理部
５４ｄ 搭載ヘッド動作処理部
５５ 第１の認識処理部
５６ 第２の認識処理部
５７ 第３の認識処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置および電子部品搭載方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品搭載装置では、電子部品供給部から取り出した電子部品を搭載ヘッドによって保持して基板に搭載する搭載動作が反復して行われる。電子部品のうちフリップチップなどのように接続用端子としてのバンプが形成された電子部品は、一般にバンプ形成面を上面側にした姿勢で供給される。このような電子部品は、電子部品供給部からピックアップヘッドによって取り出された後、バンプを下面側にした姿勢に反転した後に、搭載ヘッドに受け渡される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品搭載装置でこのような反転を必要とする電子部品を対象とする場合、電子部品を個別に取り出して反転した後に搭載ヘッドへの受け渡しを行っていたため、作業効率が悪いという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、反転を必要とする電子部品を対象とした電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる電子部品搭載装置および電子部品搭載方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品搭載装置は、基板の電子部品搭載位置に形成された電極に電子部品の端子を位置合わせして電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置であって、前記端子を上向きにした状態で電子部品を平面状に複数個並べて供給する電子部品供給部と、前記電子部品供給部から第１方向へ離れた位置に配置された基板保持部と、前記基板保持部の上方を移動する第１のカメラを有しこの第１のカメラで撮像した画像を処理して基板の電子部品搭載位置を認識する基板認識手段と、前記電子部品供給部の上方を移動する第２のカメラを有しこの第２のカメラで前記部品供給部の電子部品の位置を認識する第１の電子部品認識手段と、複数のピックアップノズルを有し前記電子部品供給部においてピックアップした電子部品を上下反転させて受け渡し位置に位置させるピックアップ手段と、前記ピックアップノズルと同じ配列で並んだ搭載ノズルを複数有しこの搭載ノズルで前記ピックアップノズルによって上下反転した複数の電子部品を前記基板保持部に保持された基板の電子部品搭載位置に個別に搭載する搭載手段と、前記搭載ノズルに保持された電子部品を撮像する第３のカメラを有しこの第３のカメラで撮像した画像を処理して前記搭載ノズルに保持された電子部品の位置を認識する第２の電子部品認識手段と、前記ピックアップ手段を制御して、（１）前記第１の電子部品認識手段で認識した複数の電子部品の位置に基づいて前記複数のピックアップノズルをこれらの電子部品に個別に位置合わせして個別にピックアップするピックアップ動作と（２）電子部品をピックアップした複数のピックアップノズルを上下反転させた状態で受け渡し位置に位置させる受け渡し動作を行わせるピックアップ制御手段と、前記搭載手段を制御して、（１）前記受け渡し位置において前記複数の搭載ノズルで前記ピックアップノズルによって上下反転した複数の電子部品を複数のピックアップノズルから同時に受け取って保持する受け取り動作と（２）前記基板認識手段によって認識した電子部品搭載位置の位置及び前記第２の電子部品認識手段で認識した電子部品の位置に基づいて前記搭載ノズルに保持された電子部品を基板の電子部品搭載位置に個別に搭載する搭載動作を行わせる搭載制御手段を備えた。
【０００６】
請求項２記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記第１のカメラを前記基板保持部の上方で移動させる第１カメラ移動機構を備え、前記第１カメラ移動機構を制御して、（１）前記搭載手段が基板保持部の上方から離れたときに前記第１のカメラを前記基板保持部の上方へ移動させ（２）前記第１のカメラによる基板の撮像が終わったらこの第１のカメラを前記搭載手段と干渉しない位置に退避させる第１のカメラ移動処理手段を備えた。
【０００７】
請求項３記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記搭載ノズルに保持された電子部品の端子に粘性体を供給する粘性体供給手段を備えた。
【０００８】
請求項４記載の電子部品搭載装置は、請求項１記載の電子部品搭載装置であって、前記ピックアップ手段は、前記複数のピックアップノズルおよびこれらのピックアップノズルを上下反転させる反転機構を備えたピックアップヘッドとこのピックアップヘッドを前記部品供給部と前記受け渡し位置との間で移動させるピックアップヘッド移動機構を備え、前記搭載手段は前記搭載ノズルを複数備えた搭載ヘッドとこの搭載ヘッドを前記受け渡し位置と前記基板保持部との間で移動させる搭載ヘッド移動機構を備え、前記ピックアップヘッド移動機構によって前記第２のカメラをピックアップヘッドと一体的に移動するようにした。
【０００９】
請求項５記載の電子部品搭載方法は、基板の電子部品搭載位置に形成された電極に電子部品の端子を位置合わせして電子部品を基板に搭載する電子部品搭載方法であって、基板保持部に保持された基板を第１のカメラで撮像して画像を取得しこの画像を処理することにより基板の複数の電子部品搭載位置を認識する第１のステップと、電子部品供給部に端子を上向きにした状態で平面状に並んだ複数の電子部品を第２のカメラで撮像して画像を取得しこの画像を処理することにより複数の電子部品の位置を認識する第２のステップと、第２のステップで認識された複数の電子部品の位置に基づいて複数のピックアップノズルをこれらの電子部品に位置合わせして個別にピックアップする第３のステップと、前記複数のピックアップノズルを上下反転させることによりこのピックアップノズルでピックアップした複数の電子部品を上下反転させる第４のステップと、前記上下反転された複数の電子部品を複数の搭載ノズルで前記複数のピックアップノズルから同時に受け取って保持する第５のステップと、第３のカメラで前記搭載ノズルに保持された複数の電子部品を撮像して画像を取得しこの画像を処理してこれらの電子部品の位置を認識する第６のステップと、第１のステップで認識された複数の電子部品搭載位置の位置と第６のステップで認識された複数の電子部品の位置に基づいて前記搭載ノズルに保持された電子部品の端子と電子部品搭載位置の電極の位置合わせを行って個別に搭載する第７のステップを備えた。
【００１０】
請求項６記載の電子部品搭載方法は、請求項５記載の電子部品搭載方法であって、第１のステップは、第５のステップから第６のステップを実行する時間の少なくとも一部と重なる時間に行う。
【００１１】
請求項７記載の電子部品搭載方法は、請求項５記載の電子部品搭載方法であって、第６のステップから第７のステップを実行する時間内に、次に搭載される複数の電子部品に対して第２のステップを完了させる。
【００１２】
請求項８記載の電子部品搭載方法は、請求項５記載の電子部品搭載方法であって、第５のステップが完了してから第７のステップを開始するまでの時間内に、前記複数の搭載ノズルに保持された複数の電子部品の端子に粘性体を塗布する。
【００１３】
本発明によれば、端子を上向きにした姿勢で電子部品を平面状に供給する電子部品供給部から複数の電子部品を取り出し、取り出した電子部品を上下反転して搭載ヘッドに受け渡すピックアップ手段を備えることにより、反転を必要とする電子部品を対象とした電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の電子部品供給部の部分斜視図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の処理機能を示す機能ブロック図、図７、図８、図９、図１０、図１１、図１２は本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図、図１３は本発明の一実施の形態の電子部品搭載対象となる基板の平面図である。
【００１５】
まず図１、図２、図３を参照して電子部品搭載装置の全体構造について説明する。図２は図１におけるＡ−Ａ矢視を、また図３は図２におけるＢ−Ｂ矢視をそれぞれ示している。図１において、基台１上には電子部品供給部２が配設されている。図２、図３に示すように、電子部品供給部２は治具ホルダ３を備えており、治具ホルダ３は、粘着シート５が装着された治具４を着脱自在に保持する。粘着シート５には、外部接続用の端子であるバンプ６ａ（図４参照）を有する電子部品であるフリップチップ６（以下、単に「チップ６」と略記。）が貼着されている。治具ホルダ３に治具４が保持された状態では、電子部品供給部２はチップ６をバンプ６ａを上面側にした状態で平面状に複数個並べて供給する（図４参照）。
【００１６】
図２に示すように、治具ホルダ３に保持された粘着シート５の下方には、エジェクタ８がエジェクタＸＹテーブル７によって水平移動可能に配設されている。エジェクタ８はチップ突き上げ用のエジェクタピン（図示省略）を昇降させるピン昇降機構を備えており、後述する搭載ヘッドによって粘着シート５からチップ６をピックアップする際には、エジェクタピンによって粘着シート５の下方からチップ６を突き上げることにより、チップ６は粘着シート５から剥離される。エジェクタ８は、チップ６を粘着シート５から剥離する粘着シート剥離機構となっている。
【００１７】
図３に示すように、基台１の上面の電子部品供給部２からＹ方向（第１方向）に離れた位置には、基板保持部１０が配置されている。基板保持部１０の上流側、下流側にはそれぞれ基板搬入コンベア１２、基板振分部１１、基板受渡部１３および基板搬出コンベア１４がＸ方向に直列に配列されている。基板搬入コンベア１２は、上流側から供給された基板１６を受け取って基板振分部１１に渡す。
【００１８】
基板振分部１１は、振分コンベア１１ａをスライド機構１１ｂによってＹ方向にスライド可能に配設した構成となっており、基板搬入コンベア１２から受け取った基板１６を以下に説明する基板保持部１０の２つの基板保持機構に選択的に振り分ける。基板保持部１０は、第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂを備えており、基板振分部１１によって振り分けられた基板１６を保持して実装位置に位置決めする。
【００１９】
基板受渡部１３は、基板振分部１１と同様に受渡コンベア１３ａをスライド機構１３ｂによってＹ方向にスライド可能に配設した構成となっており、受渡コンベア１３ａを第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂと選択的に接続することにより実装済みの基板１６を受け取り、基板搬出コンベア１４に渡す。基板搬出コンベア１４は、渡された実装済みの基板１６を下流側に搬出する。
【００２０】
図１において、基台１の上面の両端部には、第１のＹ軸ベース２０Ａ、第２のＹ軸ベース２０Ｂが基板搬送方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に長手方向を向けて配設されている。第１のＹ軸ベース２０Ａ、第２のＹ軸ベース２０Ｂの上面には、長手方向（Ｙ方向）に略全長にわたってＹ方向ガイド２１が配設されており、１対のＹ方向ガイド２１を平行に且つ電子部品供給部２及び基板保持部１０を挟むように配設した形態となっている。
【００２１】
これらの１対のＹ方向ガイド２１には、第１ビーム部材３１、センタービーム部材３０および第２ビーム部材３２の３つのビーム部材が、それぞれ両端部をＹ方向ガイド２１によって支持されてＹ方向にスライド自在に架設されている。
【００２２】
センタービーム部材３０の右側の側端部にはナット部材２３ｂが突設されており、ナット部材２３ｂに螺合した送りねじ２３ａは、第１のＹ軸ベース２０Ａ上に水平方向で配設されたＹ軸モータ２２によって回転駆動される。Ｙ軸モータ２２を駆動することにより、センタービーム部材３０はＹ方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。
【００２３】
また、第１ビーム部材３１、第２ビーム部材３２の左側の側端部にはそれぞれナット部材２５ｂ，２７ｂが突設されており、ナット部材２５ｂ，２７ｂに螺合した送りねじ２５ａ，２７ａは、それぞれ第２のＹ軸ベース２０Ｂ上に水平方向で配設されたＹ軸モータ２４，２６によって回転駆動される。Ｙ軸モータ２４，２６を駆動することにより、第１ビーム部材３１、第２ビーム部材３２はＹ方向ガイド２１に沿ってＹ方向に水平移動する。
【００２４】
第１ビーム部材３１には、第１のカメラ３４が装着されており、第１のカメラ３４を保持するブラケット３４ａ（図２参照）にはナット部材４４ｂが結合されている。ナット部材４４ｂに螺合した送りねじ４４ａは、Ｘ軸モータ４３によって回転駆動され、Ｘ軸モータ４３を駆動することにより、第１のカメラ３４は第１ビーム部材３１の側面に設けられたＸ方向ガイド４５（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００２５】
Ｙ軸モータ２４およびＸ軸モータ４３を駆動することにより、第１のカメラ３４はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、第１のカメラ３４は基板保持部１０の第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂに保持された基板１６を撮像するための基板保持部１０の上方での移動と、基板保持部１０上からの退避のための移動とを行うことができる。
【００２６】
１対のＹ方向ガイド２１、第１ビーム部材３１、第１ビーム部材３１をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２４、送りねじ２５ａおよびナット部材２５ｂ）と、第１のカメラ３４をＸ方向ガイド４５に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４３、送りねじ４４ａおよびナット部材４４ｂ）とは、第１のカメラ３４を少なくとも基板保持部１０の上方で移動させる第１のカメラ移動機構を構成する。
【００２７】
第２ビーム部材３２には、第２のカメラ３５が装着されており、第２のカメラ３５を保持するブラケット３５ａ（図２参照）には、ナット部材４７ｂが結合されている。ナット部材４７ｂに螺合した送りねじ４７ａは、Ｘ軸モータ４６によって回転駆動され、Ｘ軸モータ４６を駆動することにより、第２のカメラ３５は第２ビーム部材３２の側面に設けられたＸ方向ガイド４８（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００２８】
図４に示すように、ブラケット３５ａの下端部にはピックアップヘッド３７が装着されている。ピックアップヘッド３７はＺ軸テーブル３６を備えており、Ｚ軸テーブル３６にはコ字形状の昇降部材３７ｃが結合されている。昇降部材３７ｃの先端部には、複数のノズル３７ｂが装着されたノズル保持部３７ａが水平な回転軸廻りに回転自在に保持されている。ここでノズル保持部３７ａは、コ字形状の昇降部材３７ｃに保持されていることから、第２のカメラ３５による電子部品供給部２の撮像を妨げない配置となっている。
【００２９】
ノズル保持部３７ａの各ノズル３７ｂは、ノズル保持部３７ａに内蔵されたノズル昇降機構（図示省略）によってノズル保持部３７ａから下方に個別に突出自在となっている。１つのノズル３７ｂを突出させた状態で、Ｚ軸テーブル３６によってノズル保持部３７ａを下降させることにより、個別のノズル３７ｂによって粘着シート５からチップ６をピックアップすることができる。
【００３０】
ノズル保持部３７ａは回転駆動部３７ｄによって回転駆動され、ノズル保持部３７ａを回転させて上下反転することにより、ノズル３７ｂの向きの上向き・下向きを切り換えられるようになっている。回転駆動部３７ｄは、ノズル３７ｂを上下反転させる反転機構となっている。下向き姿勢のノズル３７ｂによってバンプ形成面を上向きにしたフェイスアップ状態のチップ６を取り出し、次いでこのノズル３７ｂを上向きにすることにより、チップ６を反転してバンプ形成面を下向きにしたフェイスダウン姿勢で保持することができる。
【００３１】
Ｙ軸モータ２６およびＸ軸モータ４６を駆動することにより、ピックアップヘッド３７および第２のカメラ３５はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、ピックアップヘッド３７は電子部品供給部２に保持されたチップ６のピックアップのための動作と、ピックアップしたチップ６を後述する搭載ヘッド３３へ受け渡す受け渡し位置までの移動動作を行う。また第２のカメラ３５は電子部品供給部２に保持されたチップ６の撮像のための電子部品供給部２の上方での移動を行う。
【００３２】
１対のＹ方向ガイド２１、第２ビーム部材３２、第２ビーム部材３２をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２６、送りねじ２７ａおよびナット部材２７ｂ）と、第２のカメラ３５をＸ方向ガイド４８に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４６、送りねじ４７ａおよびナット部材４７ｂ）とは、ピックアップヘッド３７および第２のカメラ３５を少なくとも電子部品供給部２の上方で移動させるピックアップヘッド移動機構を構成し、第２のカメラ３５はピックアップヘッド３７と一体的に移動する。
【００３３】
上記構成において、複数のノズル３７ｂおよびこれらのノズル３７ｂを上下反転させる回転駆動部３７ｄを有するピックアップヘッド３７と、ピックアップヘッド３７を電子部品供給部２と前記受け渡し位置との間で移動させるピックアップヘッド移動機構とは、電子部品供給部２においてピックアップしたチップ６を上下反転させて搭載ヘッド３３への受け渡し位置に位置させるピックアップ手段を構成する。
【００３４】
センタービーム部材３０には、搭載ヘッド３３が装着されており、搭載ヘッド３３に結合されたナット部材４１ｂに螺合した送りねじ４１ａは、Ｘ軸モータ４０によって回転駆動される。Ｘ軸モータ４０を駆動することにより、搭載ヘッド３３はセンタービーム部材３０の側面にＸ方向に設けられたＸ方向ガイド４２（図２参照）に案内されてＸ方向に移動する。
【００３５】
搭載ヘッド３３は、ピックアップヘッド３７におけるノズル３７ｂと同じ配列で並んだ複数のノズル３３ａ（搭載ノズル）を備えており、各ノズル３３ａにそれぞれチップ６を吸着して複数のチップ６を保持した状態で移動可能となっている。また各ノズル３３ａは、内蔵されたノズル昇降機構（図示省略）によって個別に昇降可能となっている。これにより、チップ受け渡し時にはピックアップヘッド３７に保持された複数のチップ６を同時に一括して受け取り、基板１６への搭載時には、各ノズル３３ａを個別に昇降させることにより、チップ６を個別に搭載することができる。
【００３６】
Ｙ軸モータ２２およびＸ軸モータ４０を駆動することにより、搭載ヘッド３３はＸ方向、Ｙ方向に水平移動し、電子部品供給部２のチップ６をピックアップして保持し、保持したチップ６を基板保持部１０に保持された基板１６の電子部品搭載位置１６ａに搭載する。
【００３７】
１対のＹ方向ガイド２１、センタービーム部材３０、センタービーム部材３０をＹ方向ガイド２１に沿って移動させるＹ方向駆動機構（Ｙ軸モータ２２、送りねじ２３ａおよびナット部材２３ｂ）と、搭載ヘッド３３をＸ方向ガイド４２に沿って移動させるＸ方向駆動機構（Ｘ軸モータ４０、送りねじ４１ａおよびナット部材４１ｂ）とは、搭載ヘッド３３を電子部品供給部２と基板保持部１０との間で移動させる搭載ヘッド移動機構を構成する。
【００３８】
そして、搭載ヘッド３３と搭載ヘッド移動機構とは、ノズル３７ｂと同じ配列で並んだノズル３３ａを複数有し、ノズル３３ａでノズル３７ｂによって上下反転したチップ６を、基板１６の電子部品搭載位置１６ａに個別に搭載する搭載手段となっている。
【００３９】
図３に示すように、電子部品供給部２と基板保持部１０との間には、第３のカメラ１５および粘性体供給ステージ１７が配設されている。粘性体供給ステージ１７は、粘性体１８を貯溜する容器１７ａを備えており（図７参照）、容器１７ａ内にはフラックスや接着材などの粘性体１８の液面を平面に均すスキージ機構（図示省略）を備えている。容器１７ａはシリンダ１７ｂによって昇降可能となっている。
【００４０】
ノズル３３ａにチップ６を保持した搭載ヘッド３３を、粘性体供給ステージ１７に対して昇降させることにより、チップ６のバンプ６ａの下面には粘性体１８が転写により塗布される。粘性体供給ステージ１７は、ノズル３３ａに保持されたチップ６のバンプ６ａに粘性体１８を供給する粘性体供給手段となっている。チップ６のバンプ６ａが半田の場合には、粘性体１８としてフラックスが使用され、半田以外の場合には樹脂接着材などが用いられる。
【００４１】
基板１６に予め粘性体を塗布または印刷する方法を用いる場合には、粘性体供給ステージ１７を省略することができるが、本実施の形態のように転写による粘性体供給ステージ１７を用いる方が、印刷装置など大がかりな装置を付加する必要がなく設備簡略化の面で有利である。
【００４２】
第３のカメラ１５はライン型カメラを備えており、粘性体が転写された後のチップ６を保持した搭載ヘッド３３が第３のカメラ１５の上方をＸ方向に移動することにより、第３のカメラ１５は搭載ヘッド３３に保持されたチップ６を撮像する。なお第３のカメラ１５としてエリア型カメラを用いても良い。
【００４３】
この後、搭載ヘッド３３は基板保持部１０に保持された基板１６にチップ６を搭載する。ここで、搭載ヘッド３３はピックアップヘッド３７から受け渡されたチップを基板１６に搭載することから、基板保持部１０の高さ位置は、図２に示すようにチップ６の受け渡しに必要な受け渡し高さ（ノズル保持部３７ａの上下反転によって生じる高さ差）だけ、電子部品供給部２よりも高く配置されている。
【００４４】
次に図５を参照して、電子部品搭載装置の制御系の構成について説明する。図５において、機構駆動部５０は、以下に示す各機構のモータを電気的に駆動するモータドライバや、各機構のエアシリンダに対して供給される空圧を制御する制御機器などより成り、制御部５４によって機構駆動部５０を制御することにより、以下の各駆動要素が駆動される。
【００４５】
Ｘ軸モータ４０、Ｙ軸モータ２２は、搭載ヘッド３３を移動させる搭載ヘッド移動機構を駆動する。Ｘ軸モータ４３、Ｙ軸モータ２４は、第１のカメラ３４を移動させる第１のカメラ移動機構を、Ｘ軸モータ４６、Ｙ軸モータ２６は、ピックアップヘッド３７および第２のカメラ３５を移動させるピックアップヘッド移動機構をそれぞれ駆動する。
【００４６】
また機構駆動部５０は、搭載ヘッド３３、ピックアップヘッド３７の昇降機構、ノズル３３ａ、ノズル３７ｂによる部品吸着機構を駆動し、さらに粘性体供給ステージ１７の昇降用のシリンダ１７ｂや、エジェクタ８の昇降シリンダおよびエジェクタＸＹテーブル７の駆動モータを駆動する。さらに機構駆動部５０は、基板搬入コンベア１２、基板搬出コンベア１４、基板振分部１１、基板受渡部１３、第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂを駆動する。
【００４７】
第１の認識処理部５５は、第１のカメラ３４で撮像した画像を処理して基板保持部１０に保持された基板１６の電子部品搭載位置１６ａ（図１３参照）の位置を認識する。電子部品搭載位置１６ａは、基板１６においてバンプ６ａが接合される電極１６ｂの全体位置を示すものであり、画像認識により位置検出が可能となっている。
【００４８】
また第１の認識処理部５５は、前工程において基板１６に各電子部品搭載位置１６ａ毎に印加されたバッドマークの有無を検出することにより基板良否検査を行い、さらに第１のカメラ３４で撮像した画像を処理して電子部品搭載位置１６ａに搭載されたチップ６の位置ずれ等の搭載状態を検査する。第１のカメラ３４および第１の認識処理部５５は、基板保持部１０の情報を移動する第１のカメラ３４を有し第１のカメラ３４で撮像した画像を処理して基板１６の電子部品搭載位置１６ａを認識する基板認識手段を構成する。
【００４９】
第２の認識処理部５６は、第２のカメラ３５で撮像した画像を処理して電子部品供給部２におけるチップ６の位置を求める。第２のカメラ３５および第２の認識処理部５６は電子部品供給部２の情報を移動する第２のカメラ３５を有し第２のカメラ３５で電子部品供給部２のチップ６の位置を認識する第１の電子部品認識手段となっている。
【００５０】
また第３の認識処理部５７は、第３のカメラ１５で撮像した画像を処理して搭載ヘッド３３に保持されたチップ６の位置を認識する。第３のカメラ１５および第３の認識処理部５７は、搭載ヘッド３３に保持されたチップ６を撮像する第３のカメラ１５を有し第３のカメラ１５で撮像した画像を処理して搭載ヘッド３３に保持されたチップ６の位置を認識する第２の電子部品認識手段となっている。
【００５１】
第１の認識処理部５５、第２の認識処理部５６、第３の認識処理部５７による認識結果は、制御部５４に送られる。データ記憶部５３は、チップ６の搭載状態検査の検査結果など、各種のデータを記憶する。操作部５１は、キーボードやマウスなどの入力装置であり、データ入力や制御コマンドの入力を行う。表示部５２は、第１のカメラ３４、第２のカメラ３５、第３のカメラ１５による撮像画面の表示や、操作部５１による入力時の案内画面の表示を行う。
【００５２】
次に図６を参照して、電子部品実装装置の処理機能について説明する。図６において、破線枠５４は図５に示す制御部５４による処理機能を示している。ここで第１のカメラ移動処理部５４ａ、第２のカメラ移動処理部５４ｂ、ピックアップヘッド動作処理部５４ｃ、搭載ヘッド動作処理部５４ｄによって実行される処理機能は、それぞれ第１のカメラ移動制御手段、第２のカメラ移動制御手段、ピックアップ制御手段、搭載制御手段を構成している。
【００５３】
第１のカメラ移動処理部５４ａは、第１のカメラ移動機構を制御して、基板保持部１０に保持された基板１６を撮像する際の第１のカメラ３４の位置決め動作と、搭載ヘッド３３によるチップ６の搭載を妨げない位置に第１のカメラ３４を移動させる退避動作とを行わせる。ここで基板１６の撮像は、基板１６が搬入された状態におけるバッドマーク印加位置の撮像、チップ６が搭載される前の電子部品搭載位置１６ａの撮像、およびチップ６が搭載された後の電子部品搭載位置１６ａの撮像の３種類を対象として行われる。第２のカメラ移動処理部５４ｂは、ピックアップヘッド移動機構を制御して、電子部品供給部２のチップ６を撮像する時の第２のカメラ３５の位置決め動作を行わせる。
【００５４】
ピックアップヘッド動作処理部５４ｃは、ピックアップヘッド３７とピックアップヘッド移動機構を制御するプログラムを実行することによって実現される機能を示しており、第２の認識処理部５６の認識結果に基づいて、電子部品供給部２からピックアップヘッド３７によってチップ６を取り出すピックアップ動作から、搭載ヘッド３３へのチップ６の受け渡しまでの一連の動作に関する制御を行う。
【００５５】
すなわち、ピックアップヘッド動作処理部５４ｃは、ピックアップ手段を制御して、（１）第１の電子部品認識手段で認識した複数のチップ６の位置に基づいて、複数のノズル３７ｂをこれらのチップ６に個別に位置合わせして個別にピックアップするピックアップ動作と、（２）チップ６をピックアップした複数のノズル３７ｂを、上下反転させた状態で受け渡し位置に位置させる受け渡し動作を行わせるピックアップ制御手段となっている。
【００５６】
搭載ヘッド動作処理部５４ｄは、搭載ヘッド３３と搭載ヘッド移動機構を制御するプログラムによって実行される機能を示している。搭載ヘッド３３によるチップ６の受け取りから、基板１６へのマウントまでの一連の動作に関する制御を行う機能を有している。第１の認識処理部５５の電子部品搭載位置検出処理部５５ａで求めた電子部品搭載位置１６ａの位置および第３の認識処理部５７で求めたチップ６の位置に基づいて行わせる。
【００５７】
すなわち搭載ヘッド動作処理部５４ｄは、搭載手段を制御して、（１）受け渡し位置において複数のノズル３３ａで、ノズル３７ｂによって上下反転した複数のチップ６を複数のノズル３７ｂから同時に受け取って保持する受け取り動作と、（２）基板認識手段によって認識した電子部品搭載位置１６ａの位置及び第２の電子部品認識手段で認識したチップ６の位置に基づいて、ノズル３３ａに保持されたチップ６を、基板１６の電子部品搭載位置１６ａに個別に搭載する搭載動作とを行わせる搭載制御手段となっている。
【００５８】
第１の認識処理部５５は、電子部品搭載位置検出処理部５５ａ以外に、基板検査処理部５５ｂ、搭載状態検査処理部５５ｃを有している。搭載ヘッド動作処理部５４ｄによる搭載動作においては、基板検査処理部５５ｂによって検出された基板１６の良否判定結果が参照され、良否判定において合格と判定された電子部品搭載位置１６ａに対してのみ、チップ６の搭載が実行される。
【００５９】
検査結果記録処理部５４ｆは、基板検査処理部５５ｂによる前述の基板良否判定結果、搭載状態検査処理部５５ｃによるチップ６の搭載状態検査結果を記憶するための処理を行う。これらの検査結果は、検査結果記録処理部５４ｆに送られてデータ処理が行われ、データ記憶部５３に設けられた検査結果記憶部５３ａに記憶される。
【００６０】
この電子部品搭載装置は上記のように構成されており、以下電子部品実装方法について図７〜図１２を参照して説明する。図７において、電子部品供給部２に保持された粘着シート５には、多数のチップ６が貼着されている。また基板保持部１０では、第１基板保持機構１０Ａ、第２基板保持機構１０Ｂにそれぞれ基板１６が位置決めされている。ここで示す電子部品実装では、複数（ここでは４個）のチップ６を搭載ヘッド３３に所定の配列で並んだ４つのノズル３３ａによって吸着保持し、１実装ターンにおいてこれらの４個のチップ６を基板１６の複数の電子部品搭載位置１６ａに順次搭載する。
【００６１】
まず、図７（ａ）に示すように、第１のカメラ移動機構により第１のカメラ３４を基板保持部１０の第１基板保持機構１０Ａに保持された基板１６上に移動させる。そして図１３（ａ）に示すように、基板１６に設定された８つの電子部品搭載位置１６ａのうち、左側の４つの電子部品搭載位置１６ａを画像取り込み範囲１９が順次囲むように第１のカメラ３４を順次移動させて、複数の電子部品搭載位置１６ａおよびバッドマーク印加位置を撮像して画像を取り込み、その後第１のカメラ３４をこの基板１６の上方から退避させる（図７（ｂ）参照）。
【００６２】
そして第１のカメラ３４で撮像した画像取り込み範囲１９の画像を第１の認識処理部５５で処理して、基板１６の電子部品搭載位置１６ａ（図１３（ａ）参照）の位置を認識する（第１ステップ）。この基板１６の認識においては、電子部品搭載位置１６ａの位置認識とともに、基板１６が前工程において行われた基板検査の結果バッドマークが印加された不良基板であるか否かをの良否判定が行われる。
【００６３】
この基板保持部１０における撮像動作と並行して、第２のカメラ３５をピックアップヘッド移動機構により電子部品供給部２の上方に移動させ、バンプ６ａを上向きにした状態で平面状に並んだ複数のチップ６を第２のカメラ３５によって撮像する。そして取得した画像を第２の認識処理部５６で処理して複数のチップ６の位置を認識する（第２のステップ）。このとき、搭載ヘッド３３はチップ６の受け渡し位置で待機している。そして粘性体供給ステージ１７の容器１７ａは、ピックアップヘッド３７との干渉を避けるため、シリンダ１７ｂのロッドが没入した下降状態にある。
【００６４】
次いでピックアップヘッド３７を電子部品供給部２上で移動させ、図７（ｂ）に示すように、第２のステップで認識された複数のチップ６の位置に基づいて、搭載ヘッド３３をこれらのチップ６に順次位置あわせして、ノズル３７ｂによって複数のチップ６を個別にピックアップする（第３のステップ）。
【００６５】
次いで図８（ａ）に示すように、ピックアップヘッド３７は受け渡し位置へ移動し、ここで搭載ヘッド３３へのチップ６の受け渡しが行われる。まずノズル３７ｂを上下反転させてノズル３７ｂでピックアップされた複数のチップ６を上下反転させる（第４のステップ）。そしてこれらの上下反転されバンプ６ａを上向きにした複数のチップ６を、搭載ヘッド３３の複数のノズル３３ａによってノズル３７ｂから同時に受け取って保持する（第５のステップ）。
【００６６】
この後、ピックアップヘッド３７は電子部品供給部２上に移動する。そして搭載ヘッド３３は粘性体供給ステージ１７上へ移動する。このとき、容器１７ａは、シリンダ１７ｂによって上昇した状態にあり、容器１７ａ内の粘性体１８に対してチップ６を下降させることにより、下面のバンプ６ａに粘性体１８を転写塗布する。
【００６７】
次いで各ノズル３３ａに４つのチップ６を保持した搭載ヘッド３３は、第３のカメラ１５の上方を移動しチップ６の撮像のためのスキャン動作を行う。これにより、各ノズル３３ａに保持されたチップ６の下面の画像が第３のカメラ１５に取り込まれ、この画像を第３の認識処理部５７で認識処理することにより、チップ６の位置を認識する（第６のステップ）。
【００６８】
この後搭載動作に移行する。このとき、第１の認識処理部５５で基板検査が合格と判定された電子部品搭載位置１６ａのみを対象として、チップ６の搭載が行われる。搭載ヘッド３３は、図９（ａ）に示すように基板保持部１０の上方に移動する。そしてここで第１のステップにおいて第１の認識処理部５５で求めた電子部品搭載位置１６ａの位置と、第６のステップにおいて第３の認識処理部５７で求めたチップ６の位置に基づいて、ノズル３３ａに保持された複数のチップ６のバンプ６ａと電子部品搭載位置１６ａの電極１６ｂの位置合わせを行って、図１３（ｂ）に示すように、チップ６を個別に搭載する（ステップ７）。ここでは、第１基板保持機構１０Ａに位置決めされた基板１６の複数の電子部品搭載位置１６ａのうち、基板検査において良品判定された電子部品搭載位置１６ａにのみ、チップ６が搭載される。
【００６９】
そして搭載ヘッド３３がチップ６を搭載している時に、第２のカメラ３５を電子部品供給部２において次にピックアップされる複数のチップ６の上方に移動させ、複数のチップ６を第２のカメラ３５で撮像し、チップ６の位置を認識する。そして図９（ｂ）に示すように、ピックアップヘッド３７を電子部品供給部２上で移動させ、認識した複数のチップ６の位置に基づいてノズル３７ｂによって複数のチップ６を順次ピックアップする。
【００７０】
この動作と並行して、第１のカメラ３４は基板１６の撮像を行う。ここでは、基板１６に搭載されたチップ６の搭載状態の検査と、次の実装ターンでチップ６が搭載される複数の電子部品搭載位置１６ａの位置検出およびこれらの電子部品搭載位置１６ａの基板良否判定が行われる。
【００７１】
すなわちこの撮像では、図１３（ｃ）に示すように、基板１６に設定された８つの電子部品搭載位置１６ａを画像取り込み範囲１９が順次囲むように、第１のカメラ３４を順次移動させて画像を取り込み、その後第１のカメラ３４をこの基板１６の上方から退避させる。そして第１のカメラ３４で撮像した画像を第１の認識処理部５５で処理して、次の検査処理が行われる。
【００７２】
まず左側の４つの画像取り込み範囲１９の画像については、チップ６の搭載状態の検査、すなわちチップ６の位置・姿勢のずれが正常であるか否かが検査される。そして右側の４つの画像取り込み範囲１９については、基板１６の電子部品搭載位置１６ａの位置検出とともに、チップ６が搭載される前の基板検査が行われる。
【００７３】
次いで図１０（ａ）に示すように、ピックアップヘッド３７は受け渡し位置へ移動し、ここで搭載ヘッド３３へのチップ６の受け渡しが行われる。すなわち、まずノズル保持部３７ａを上下反転させてノズル３７ｂに保持されたチップ６を上向きにする。そしてこれらのチップ６に搭載ヘッド３３のノズル３３ａを位置合わせして昇降させ、ノズル３３ａによって複数のチップ６を同時吸着する。
【００７４】
この後、図１０（ｂ）に示すように、ピックアップヘッド３７は電子部品供給部２上に移動する。そして移載ヘッド３３は粘性体供給ステージ１７上へ移動し、ここで上昇した状態の容器１７ａ内の粘性体１８に対してチップ６を下降させることにより、下面のバンプ６ａに粘性体１８を転写塗布する。
【００７５】
次いで各ノズル３３ａに４つのチップを保持した搭載ヘッド３３は、第３のカメラ１５の上方を移動するスキャン動作を行う。これにより、各ノズル３３ａに保持されたチップ６の画像が第３のカメラに取り込まれ、この画像を第３の認識処理部５７で認識処理することにより、チップ６の位置が検出される。
【００７６】
次いで搭載動作に移行する。このとき、第１の認識処理部５５で基板検査が合格と判定された電子部品搭載位置１６ａのみを対象として、チップ６の搭載が行われる。搭載ヘッド３３は、図１１（ａ）に示すように基板保持部１０の上方に移動する。そしてここで第１の認識処理部５５で求めた電子部品搭載位置１６ａの位置、第３の認識処理部５７で求めたチップ６の位置および基板検査による判定結果に基づいて搭載動作を行う。
【００７７】
すなわち、第１基板保持機構１０Ａに位置決めされた基板１６の複数の電子部品搭載位置１６ａのうち、良品判定された電子部品搭載位置１６ａに搭載ヘッド３３のノズル３３ａに保持されたチップ６を順次位置決めする位置決め動作を搭載ヘッド移動機構に行わせながら、搭載ヘッド３３に保持されているチップ６を基板１６の未搭載状態の４つの電子部品搭載位置１６ａに搭載する。
【００７８】
これにより、図１３（ｄ）に示すように、基板１６の８つの電子部品実装位置１６ａへのチップ６の搭載が完了する。そしてこの搭載ヘッド３３によるチップ６の搭載動作中に、第２のカメラ３５を再び電子部品供給部２のチップ６上に移動させ、第２のカメラ３５によって次にピックアップされるチップ６を撮像する。
【００７９】
そして図１１（ｂ）に示すようにピックアップヘッド３７を電子部品供給部２の上方に移動させ、第２の認識処理部５６で求めたチップ６の位置に基づいて、ノズル３７ｂによってチップ６を順次ピックアップする。この動作と並行して、第１のカメラ移動機構により第１のカメラ３４を基板保持部１０の第１基板保持機構１０Ａに保持された基板１６上に移動させる。そして基板１６の８つの電子部品搭載位置１６ａのうち、右側の４つの電子部品搭載位置１６ａを画像取り込み範囲１９が順次囲むように、第１のカメラ３４を順次移動させて画像を取り込む（図１３（ｅ））。
【００８０】
そして第１のカメラ３４で撮像した画像取り込み範囲１９の画像を第１の認識処理部５５で処理して、基板１６の電子部品搭載位置１６ａにおけるチップ６の搭載状態が検査される。また、第１基板保持機構１０Ａでの撮像を終えた第１のカメラ３４は、第２基板保持機構１０Ｂに保持された未搭載の基板１６上に移動し、ここで次にチップ６を搭載する予定の電子部品搭載位置１６ａを撮像し、電子部品搭載位置１６ａの位置検出と基板検査が行われる。
【００８１】
この撮像動作の後、図１２に示すように基板１６は第１基板保持機構１０Ａから基板受渡部１３に搬出され、第１基板保持機構１０Ａには新たな基板１６が搬入される。そしてこれ以降、同様の動作が継続して反復される。
【００８２】
上記搭載動作を反復して実行する過程においては、以下に説明するように、複数の動作を同時並行して実行するようになっており、しかも複数動作の実行タイミングには制約および自由度が存在する。例えば、第１のカメラ３４によって基板保持部１０の基板１６を撮像して位置認識する第１のステップは、上下反転された複数のチップ６を搭載ヘッド３３によって受け取って、第３のカメラ１５によって撮像し位置認識するまでの時間に行えばよい。すなわち、図７（ａ）に示す第１ステップの動作は、図８（ａ）〜図８（ｂ）に示す第５のステップ〜第６のステップの動作を実行する時間の少なくとも一部と重なる時間に行う。
【００８３】
また、電子部品供給部２における第２のカメラ３５による次のチップ６の撮像、位置認識は、第３のカメラ１５による撮像・位置認識から、チップ６の基板１６への搭載までの時間内に完了するようにすればよい。すなわち、図８（ｂ）に示す第６のステップから図９（ａ）に示す第７のステップを実行する時間内に、次に搭載される複数のチップ６に対して第２のステップを完了させる。
【００８４】
さらに、チップ６のバンプ６ａへの粘性体１８の塗布は、搭載ヘッド３３によってチップ６を受け取って保持してから、基板１６への搭載までの間、すなわち、図８（ａ）に示す第５のステップが完了してから、図９（ａ）に示す第７のステップを開始するまでの時間内に行う。
【００８５】
上記実施の形態に示すように、バンプが形成されたチップなどのように、反転を必要とする電子部品を基板に搭載する電子部品搭載作業において、電子部品供給部から複数の電子部品を取り出して反転して、搭載ヘッドに受け渡すピックアップ手段を備えることにより、電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、端子を上向きにした姿勢で電子部品を平面状に供給する電子部品供給部から複数の電子部品を取り出し、取り出した電子部品を上下反転して搭載ヘッドに受け渡すピックアップ手段を備えることにより、反転を必要とする電子部品を対象とした電子部品搭載作業の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の側断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の平断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の電子部品供給部の部分斜視図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の処理機能を示す機能ブロック図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品搭載方法の工程説明図
【図１３】本発明の一実施の形態の電子部品搭載対象となる基板の平面図
【符号の説明】
２ 電子部品供給部
６ チップ
１０ 基板保持部
１０Ａ 第１基板保持機構
１０Ｂ 第２基板保持機構
１５ 第３のカメラ
１６ 基板
１６ａ 電子部品搭載位置
１７ 粘性体供給ステージ
３０ センタービーム部材
３１ 第１ビーム部材
３２ 第２ビーム部材
３３ 搭載ヘッド
３３ａ ノズル
３４ 第１のカメラ
３５ 第２のカメラ
３７ ピックアップヘッド
３７ｂ ノズル
５４ｃ ピックアップヘッド動作処理部
５４ｄ 搭載ヘッド動作処理部
５５ 第１の認識処理部
５６ 第２の認識処理部
５７ 第３の認識処理部
Claims (8)
- 基板の電子部品搭載位置に形成された電極に電子部品の端子を位置合わせして電子部品を基板に搭載する電子部品搭載装置であって、前記端子を上向きにした状態で電子部品を平面状に複数個並べて供給する電子部品供給部と、前記電子部品供給部から第１方向へ離れた位置に配置された基板保持部と、前記基板保持部の上方を移動する第１のカメラを有しこの第１のカメラで撮像した画像を処理して基板の電子部品搭載位置を認識する基板認識手段と、前記電子部品供給部の上方を移動する第２のカメラを有しこの第２のカメラで前記部品供給部の電子部品の位置を認識する第１の電子部品認識手段と、複数のピックアップノズルを有し前記電子部品供給部においてピックアップした電子部品を上下反転させて受け渡し位置に位置させるピックアップ手段と、前記ピックアップノズルと同じ配列で並んだ搭載ノズルを複数有しこの搭載ノズルで前記ピックアップノズルによって上下反転した複数の電子部品を前記基板保持部に保持された基板の電子部品搭載位置に個別に搭載する搭載手段と、前記搭載ノズルに保持された電子部品を撮像する第３のカメラを有しこの第３のカメラで撮像した画像を処理して前記搭載ノズルに保持された電子部品の位置を認識する第２の電子部品認識手段と、前記ピックアップ手段を制御して、（１）前記第１の電子部品認識手段で認識した複数の電子部品の位置に基づいて前記複数のピックアップノズルをこれらの電子部品に個別に位置合わせして個別にピックアップするピックアップ動作と（２）電子部品をピックアップした複数のピックアップノズルを上下反転させた状態で受け渡し位置に位置させる受け渡し動作を行わせるピックアップ制御手段と、前記搭載手段を制御して、（１）前記受け渡し位置において前記複数の搭載ノズルで前記ピックアップノズルによって上下反転した複数の電子部品を複数のピックアップノズルから同時に受け取って保持する受け取り動作と（２）前記基板認識手段によって認識した電子部品搭載位置の位置及び前記第２の電子部品認識手段で認識した電子部品の位置に基づいて前記搭載ノズルに保持された電子部品を基板の電子部品搭載位置に個別に搭載する搭載動作を行わせる搭載制御手段を備えたことを特徴とする電子部品搭載装置。
- 前記第１のカメラを前記基板保持部の上方で移動させる第１カメラ移動機構を備え、前記第１カメラ移動機構を制御して、（１）前記搭載手段が基板保持部の上方から離れたときに前記第１のカメラを前記基板保持部の上方へ移動させ（２）前記第１のカメラによる基板の撮像が終わったらこの第１のカメラを前記搭載手段と干渉しない位置に退避させる第１のカメラ移動処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
- 前記搭載ノズルに保持された電子部品の端子に粘性体を供給する粘性体供給手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
- 前記ピックアップ手段は、前記複数のピックアップノズルおよびこれらのピックアップノズルを上下反転させる反転機構を備えたピックアップヘッドとこのピックアップヘッドを前記部品供給部と前記受け渡し位置との間で移動させるピックアップヘッド移動機構を備え、前記搭載手段は前記搭載ノズルを複数備えた搭載ヘッドとこの搭載ヘッドを前記受け渡し位置と前記基板保持部との間で移動させる搭載ヘッド移動機構を備え、前記ピックアップヘッド移動機構によって前記第２のカメラをピックアップヘッドと一体的に移動するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
- 基板の電子部品搭載位置に形成された電極に電子部品の端子を位置合わせして電子部品を基板に搭載する電子部品搭載方法であって、基板保持部に保持された基板を第１のカメラで撮像して画像を取得しこの画像を処理することにより基板の複数の電子部品搭載位置を認識する第１のステップと、電子部品供給部に端子を上向きにした状態で平面状に並んだ複数の電子部品を第２のカメラで撮像して画像を取得しこの画像を処理することにより複数の電子部品の位置を認識する第２のステップと、第２のステップで認識された複数の電子部品の位置に基づいて複数のピックアップノズルをこれらの電子部品に位置合わせして個別にピックアップする第３のステップと、前記複数のピックアップノズルを上下反転させることによりこのピックアップノズルでピックアップした複数の電子部品を上下反転させる第４のステップと、前記上下反転された複数の電子部品を複数の搭載ノズルで前記複数のピックアップノズルから同時に受け取って保持する第５のステップと、第３のカメラで前記搭載ノズルに保持された複数の電子部品を撮像して画像を取得しこの画像を処理してこれらの電子部品の位置を認識する第６のステップと、第１のステップで認識された複数の電子部品搭載位置の位置と第６のステップで認識された複数の電子部品の位置に基づいて前記搭載ノズルに保持された電子部品の端子と電子部品搭載位置の電極の位置合わせを行って個別に搭載する第７のステップを備えたことを特徴とする電子部品搭載方法。
- 第１のステップは、第５のステップから第６のステップを実行する時間の少なくとも一部と重なる時間に行うことを特徴とする請求項５記載の電子部品搭載方法。
- 第６のステップから第７のステップを実行する時間内に、次に搭載される複数の電子部品に対して第２のステップを完了させることを特徴とする請求項５記載の電子部品搭載方法。
- 第５のステップが完了してから第７のステップを開始するまでの時間内に、前記複数の搭載ノズルに保持された複数の電子部品の端子に粘性体を塗布することを特徴とする請求項５記載の電子部品搭載方法。
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