JP3817207B2 - 実装処理装置及び該実装処理装置の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実装部品（フリップチップ等の電子部品）を被実装部品（基板等）に実装する等、実装部品と被実装部品とを所定に接触させた状態で所定の処理を行なうための実装処理装置及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置においては、チップ保持ツールに保持された電子部品を基板に向けて下降させ、電子部品が基板と接触した時から超音波接合を開始する。従って、接触位置を検出することが必要であるが、タクトタイムをできるだけ短くすべく、まず、搬送位置（チップ保持ツールの初期位置：図２の符号Ａ参照）から予め設定された距離（以下、初期移動距離或いは初期移動量とも言う。図２や図９の符号ｌ参照）だけ比較的高速でチップ保持ツールを下降させ、その後、接触位置の検出精度を高めるなどのために、接触開始するまで比較的低速で下降させて接触検出装置（ロードセルなど）等を介して接触を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法では、基板保持部（基板保持手段）の熱膨張や、電子部品や基板の製品バラツキ（寸法誤差）や取付誤差等の存在により前記搬送位置Ａと基板との距離にバラツキが生じるため、以下のような惧れが生じる可能性がある。
【０００４】
即ち、タクトタイムを短くして生産性を向上させるために、前記初期移動距離ｌ（比較的高速でチップ保持ツールを移動させる距離）を所定に設定するのが一般的であるが、前記バラツキがあると搬送位置Ａから基板までの距離が短くなる場合もあり、図１０（Ａ）に示すように、電子部品と基板とが衝突し不良品が発生してしまう等の惧れや、接触検出距離Ｌｓ（図２参照）を十分に確保できず接触位置の検出精度が低下すると言った惧れがある。
【０００５】
一方で、前記バラツキにより搬送位置Ａから基板までの距離が長くなってしまう場合には、図１０（Ｂ）に示すように、初期移動距離ｌを移動させた後の接触検出のために比較的低速で移動させる接触検出距離（サーチ距離）が長くなってしまうため、タクトタイムが増加し生産性を低下させることになる。
【０００６】
このため、生産性を高く維持しつつ電子部品と基板との不測の接触の発生や接触位置検出精度の低下を回避できるようにするために、前記初期移動距離ｌを前記バラツキ等に応じて補正等することが考えられる。
【０００７】
例えば、特開２０００−１７４４９８号公報に開示されるものでは、１枚目の基板で検出した接触開始位置に基づいて前記初期移動距離を補正し、２枚目以降の基板に対する実装時には当該補正後の初期移動距離を用いるようにしている。
【０００８】
しかしながら、上記のものは、２枚目以降の基板の反りは、１枚目の基板の反りとほとんど同じ傾向であるとして、１枚目の基板について求めた補正結果を２枚目以降の基板についても利用するものであるため、十分な補正精度を確保できないという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされたもので、生産性を高めつつ実装部品と被実装部品との不測の接触を確実に回避するなどして、以って製品品質の維持向上と製品コストの低減とを高いレベルで両立することができる実装処理装置及び当該実装処理装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明に係る請求項１に記載の実装処理装置は、
実装部品を保持する実装部品保持手段と、
被実装部品を保持する被実装部品保持手段と、
実装部品保持手段或いは被実装部品保持手段の一方を移動させ、実装部品保持手段が保持する実装部品と被実装部品保持手段が保持する被実装部品とを所定に接触させて所定処理を行なわせる制御手段と、
を含み、更に、
実装部品と被実装部品との接触開始を検出する接触開始検出手段と、
前記接触開始検出手段により実装部品と被実装部品との接触開始が検出されたときの接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段と、
を備える一方、
前記制御手段が、
前記移動される側の手段を所定初期位置から他方の手段に向けて所定初期移動量移動させる初期移動制御手段と、
前記初期移動手段による所定の初期移動量の移動の後、実装部品と被実装部品とを接触させるべく、前記初期移動手段による移動とは異なる態様で、前記移動される側の手段を他方の手段に向けて移動させる接触移動制御手段と、
前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、該検出された接触開始位置に基づいて前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正する補正手段と、
を含んで構成される。
【００１１】
かかる構成によれば、実装部品が被実装部品と実際に接触開始する位置を検出し、当該検出結果に基づいて、次回の実装処理における接触検出開始位置延いては初期移動量を補正することができるので、実装処理ごとに接触検出開始位置（サーチ開始位置）を高精度に補正することができ、以って接触検出精度を所望に維持しつつタクトタイムを最小にすることができ、製品品質の維持向上と製品コストの低減とを両立することが可能となる。
【００１２】
なお、前記接触開始検出手段は、実装部品と被実装部品との間に生じる接触圧に基づいて接触開始を検出する手段とすることができる。
【００１３】
また、前記接触開始位置検出手段は、所定基準位置から実装部品と被実装部品との接触開始が検出されるまでの前記移動される側の手段の移動量に基づいて、接触開始位置を検出する手段とすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の実装処理装置は、更に、
実装部品若しくは被実装部品の一方に出力部材を作用させ、接触し合う実装部品と被実装部品との間に所定に加圧力を付与可能な加圧手段と、
前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、該支承部に対する前記出力部材の加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
前記出力部材の実装部品若しくは被実装部品の一方へ作用する側の端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
を含んで構成され、
前記制御手段が、前記ロック手段により前記出力部材を支承しつつ前記加圧手段の出力部材に所定の加圧力を付与した状態で、前記初期移動制御手段及び前記接触移動制御手段による実装部品保持手段或いは被実装部品保持手段の一方の移動を行なわせると共に、
前記加圧力検出手段を前記接触開始検出手段として機能させるようにした。
【００１５】
かかる構成とすれば、加圧力検出手段を接触開始検出手段として機能させ、該加圧力検出手段の検出結果を利用して接触開始を検出する場合に、実装部品と被実装部品との接触により生じる出力部材の変形量を出力部材の押し上げ量として検出し、該検出結果を考慮して、より高精度に実際の接触位置を検出することができるため、次回の実装処理における接触検出開始位置（サーチ開始位置）をより精度良く補正することができる。このため、実装処理ごとに接触検出開始位置をより高精度に補正することができ、以って製品品質の維持向上と製品コストの低減とをより一層高精度に両立することなどが可能となる。
【００１６】
また、請求項５に記載の実装処理は、
実装部品と被実装部品とが接触したときに前記出力部材が前記支承部から押し上げられる量を検出する押し上げ量検出手段と、
前記接触開始位置検出手段により検出される接触開始位置を、前記押し上げ量に基づいて補正する接触開始位置補正手段と、
を備え、
前記補正手段が、前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、前記接触開始位置補正手段により補正された接触開始位置に基づいて、前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正するようにした。
【００１７】
なお、前記押し上げ量検出手段は、前記押し上げ量をリニアゲージで検出する手段とすることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明に係る実装処理装置の制御装置は、
実装部品保持手段或いは被実装部品保持手段の一方を移動させ、実装部品保持手段が保持する実装部品と被実装部品保持手段が保持する被実装部品とを所定に接触させて所定処理を行なわせる制御手段を含んで構成される実装処理装置の制御装置であって、
実装部品と被実装部品との接触開始を検出する接触開始検出手段からの情報と、
前記接触開始検出手段により実装部品と被実装部品との接触開始が検出されたときの接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段からの情報と、
が前記制御手段に入力され、
前記制御手段が、
前記移動される側の手段を所定初期位置から他方の手段に向けて所定初期移動量移動させる初期移動制御手段と、
前記初期移動手段による所定の初期移動量の移動の後、実装部品と被実装部品とを接触させるべく、前記初期移動手段による移動とは異なる態様で、前記移動される側の手段を他方の手段に向けて移動させる接触移動制御手段と、
前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、該検出された接触開始位置に基づいて前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正する補正手段と、
を含んで構成される。
【００１９】
かかる構成によれば、実装部品が被実装部品と実際に接触開始する位置を検出し、当該検出結果に基づいて、次回の実装処理における接触検出開始位置延いては初期移動量を補正することができるので、実装処理ごとに接触検出開始位置（サーチ開始位置）を高精度に補正することができ、以って接触検出精度を所望に維持しつつタクトタイムを最小にすることができ、製品品質の維持向上と製品コストの低減とを両立することが可能となる。
【００２０】
請求項８に記載の発明に係る実装処理装置の制御装置は、
前記実装処理装置が、
実装部品若しくは被実装部品の一方に出力部材を作用させ、接触し合う実装部品と被実装部品との間に所定に加圧力を付与可能な加圧手段と、
前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、該支承部に対する前記出力部材の加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
前記出力部材の実装部品若しくは被実装部品の一方へ作用する側の端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
を含んで構成されるものにおいて、
実装部品と被実装部品とが接触したときに、該接触圧により生じる、前記出力部材の接触側端部と前記支承部との間における当該出力部材の変形量を押し上げ量として検出する押し上げ量検出手段からの情報が、前記制御手段に入力され、
前記制御手段が、前記接触開始位置検出手段により検出される接触開始位置を、前記押し上げ量に基づいて補正する接触開始位置補正手段を備え、
前記補正手段が、前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、前記接触開始位置補正手段により補正された接触開始位置に基づいて、前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正するように構成する。
【００２１】
かかる構成とすれば、加圧力検出手段を接触開始検出手段として機能させ、該加圧力検出手段の検出結果を利用して接触開始を検出する場合においても、実装部品と被実装部品との接触により生じる出力部材の変形量を出力部材の押し上げ量として検出し、該検出結果を考慮して、より高精度に実際の接触位置を検出することができるため、次回の実装処理における接触検出開始位置（サーチ開始位置）をより精度良く補正することができる。このため、実装処理ごとに接触検出開始位置をより高精度に補正することができ、以って製品品質の維持向上と製品コストの低減とをより一層高精度に両立することなどが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明に係る第１の実施の形態について説明する。
図１のブロック図に示すように、第１の実施の形態に係る実装装置は、電子部品１００を保持するチップ保持ツール１０１が超音波ホーン１０２に取り付けられ、該超音波ホーン１０２はシャフト１０３に取り付けられている。シャフト１０３は、上下駆動機構１０４に連結されて図１において上下方向に移動可能に構成されている。また、ロードセルなどを含んで構成される接触開始検出手段１０５が前記シャフト１０３に設けられており、これにより、電子部品１００と、基板保持手段１０９に保持されている基板１０８（基板１０８は、１又は複数の電子部品を搭載可能であってよい）と、の接触を検出できるように構成されている。なお、前記チップ保持ツール１０１が実装部品保持手段に相当し、前記基板保持手段１０９が被実装部品保持手段に相当する。
【００２３】
更に、電子部品１００と基板保持手段１０９に保持されている基板１０８との接触時の位置、即ち、接触位置Ｈｃ（基板保持手段１０９の所定の基準位置から基板１０８の非処理平面までの距離：図２参照）を、搬送位置Ａからのシャフト１０３（上下駆動機構１０４）の高さ方向の移動量（例えば、上下駆動機構１０４の駆動量をエンコーダ等を介して検出することによって得ることができるし、或いはリニアゲージなどを用いて直接的に移動量を検出することもできる）等に基づいて検出する接触開始位置検出手段１０６が備えられている。
【００２４】
なお、接触開始検出手段１０５及び接触開始位置検出手段１０６からの信号は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、各種Ｉ／Ｆ等を含んで構成される制御手段１０７に入力される。制御手段１０７では、例えば、入力信号や記憶値などの各種の情報に基づき所定のプログラムに従って各種演算処理を行い、上下駆動機構１０４に対して駆動信号を送り上下駆動機構１０４の駆動を制御すると共に、超音波ホーン１０２に対して駆動信号を送り超音波ホーン１０２の駆動を制御する。
【００２５】
ここで、本実施形態においては、以下のようにして電子部品１００と基板１０８との接触検出を行なうと共に実装処理（接合処理）を実行するようになっている。
【００２６】
以下、本実施形態に係る制御手段１０７が行なう制御を、図３のフローチャートに従って説明する。
【００２７】
図３に示すステップ（図ではＳと記す。以下、同様）１では、制御手段１０７は、Ｈｓ０（接触検出開始初期位置：図２参照）を予め記憶されている情報に従って設定する。
【００２８】
ところで、搬送位置Ａから接触検出開始初期位置Ｈｓ０まではタクトタイム等を出来るだけ短くするために比較的高速で下降させることが望まれるため、接触検出開始初期位置Ｈｓ０は、できるだけ基板１０８に近い位置に設定するのが望ましいが、既述したように、製品バラツキ等による電子部品１００と基板１０８との間の距離のバラツキ等があるため、図２に示すように、電子部品１００と基板１０８との不測の接触の発生を確実に回避でき、かつ接触検出精度維持のために接触検出距離Ｌｓを十分に確保できるような位置（基板１０８から比較的遠い位置）に接触検出開始初期位置Ｈｓ０は設定される。
【００２９】
ステップ２では、制御手段１０７は、予め記憶されている情報等に従って、図２に示す部品受け渡し位置まで上下駆動機構１０４を移動させ、チップ保持ツール１０１に電子部品１００を吸着支持させる。
【００３０】
ステップ３では、図２に示す搬送位置Ａへ、チップ保持ツール１０１延いては当該チップ保持ツール１０１に吸着支持された電子部品１００を移動させる。
【００３１】
ステップ４では、搬送位置Ａから、チップ保持ツール１０１を、接触検出開始初期位置Ｈｓ０まで、比較的高速で下降させる。なお、当該ステップ４が、初期移動制御手段を構成する。
【００３２】
ステップ５では、チップ保持ツール１０１が接触検出開始初期位置Ｈｓ０まで下降したら、下降速度を、予め設定されている比較的低速な接触検出速度に変更する。なお、当該ステップ５が、接触移動制御手段を構成する。
【００３３】
ステップ６では、チップ保持ツール１０１に吸着支持されている電子部品１００が、基板１０８に接触したか否かを判断する。当該判断は、前記接触開始検出手段１０５からの出力信号の変化等に基づいて行なうことができる。当該ステップ６において、「ＹＥＳ」と判断された場合はステップ７へ進み、「ＮＯ」と判断された場合には、接触が検出されるまで当該ステップ６を繰り返す。
【００３４】
ステップ７では、チップ保持ツール１０１の下降を停止する。
ステップ８では、チップ保持ツール１０１の現在の高さ方向位置（実際の接触位置）Ｈｃを検出して記憶する。接触位置Ｈｃは、前記接触開始位置検出手段１０６の検出信号に基づいて検出することができる。
【００３５】
ステップ９では、次回接触検出開始位置Ｈｓ１を求める。当該次回接触検出開始位置Ｈｓ１は、前記検出された実際の接触位置Ｈｃと、予め設定されている接触検出精度を確保するのに必要な接触検出距離Ｌｓと、に基づいて求めることができる。例えば、Ｈｓ１＝Ｈｃ＋Ｌｓから求めることができる。そして、得られた次回接触検出開始位置Ｈｓ１を、次回以降の処理に反映させるべく、Ｈｓ０にＨｓ１をセットする（Ｈｓ０←Ｈｓ１）。なお、接触検出距離Ｌｓは、所望の接触検出精度を維持可能なできるだけ小さな値に設定するのが、検出精度維持とタクトタイム低減との両立を図るうえで好ましい。なお、当該ステップ９が、補正手段を構成する。
【００３６】
ステップ１０では、超音波ホーン１０２の駆動を制御して、電子部品１００と基板１０８との超音波接合を行なう。
【００３７】
ステップ１１では、ステップ１０における接合処理が終了したら、チップ保持ツール１０１を搬送位置Ａまで搬送する。
【００３８】
ステップ１２では、停止指示があるか否かを判断する。「ＹＥＳ」であれば本フローを終了し、「ＮＯ」であればステップ２へ戻り、接合処理を繰り返す。
【００３９】
このように、本実施形態においては、電子部品１００が基板１０８と実際に接触開始する位置（接触位置Ｈｃ）を検出し、当該検出結果に基づいて、次回の実装処理における接触検出開始位置を補正するようにしたので、接合処理ごとに接触検出開始位置を補正することができ、以って接触検出距離Ｌｓを最適に確保しつつ接触検出開始位置Ｈｃを基板１０８に対して最大限接近させることが可能となる。このため、電子部品１００と基板１０８との不測の接触を確実に回避しながら、接触検出精度を所望に維持しつつタクトタイムを最小限にすることができ、以って製品品質の維持向上と製品コストの低減とを両立することなどが可能となる。
【００４０】
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。
該第２の実施の形態では、本願出願人が特願２００１−１０５５５９号において提案した荷重検出装置を利用した場合について、より具体的に説明する。
【００４１】
図４及び図５は、本発明の第２の実施の形態に係る実装装置（処理装置）の実装ヘッド部分を示す。
【００４２】
まず、本実施形態に係る部品実装装置の実装ヘッド部分の全体的な構成について説明する。
図４において、実装ヘッド１を支持するヘッドベース２は、基板１０８を所定位置に支持する基板保持手段１０９（図１参照。図４においては図示せず）などと共に本部品実装装置のベースに載置されていて、不図示のＸ−Ｙ駆動機構を介して電子部品１００を実装すべき基板１０８の被処理面に略平行なＸ、Ｙ平面内で自在に移動可能に構成されている。
【００４３】
実装ヘッド１は、Ｚ軸駆動モータ４とＺ軸ボールねじ機構６からなるＺ軸駆動機構を介して前記ヘッドベース２に支持されている。Ｚ軸駆動モータ４により、プーリ及びベルトを介して、Ｚ軸ボールねじ機構６を回転させ、基板被処理面に対する位置調整等のために、上下動ブロック１０を上下動（基板被処理面に略垂直なＺ方向に移動）可能となっている。
【００４４】
上下動ブロック１０には、θ回転機構２０が設けられる。このθ回転機構２０は、電子部品１００を保持するチップ保持ツール５２が取り付けられるθ軸シャフト３０をθ方向に回転させるための機構である。ここで、θ方向は、θ軸シャフト３０を回転中心軸とする回転方向を表す（図５（Ｂ）参照）。
【００４５】
このθ回転機構２０に関し、上下動ブロック１０上には、θ駆動モータ１１が固定されている。かかるθ駆動モータの出力回転軸には、図５（Ａ）に示すように、出力プーリ１２が固定されており、該出力プーリ１２の回転は、ベルト１４を介して、θ回転機構２０の入力プーリ１３に伝達される。なお、図５（Ａ）において、斜線部分は、上下動ブロック１０に支持されている。
前記入力プーリ１３の下部には、該入力プーリ１３の回転を減速してθ軸シャフト３０に伝える同軸減速機１６（例えば、波動減速装置：商標「ハーモニックドライブ」など）が設けられている。前記入力プーリ１３は、減速機１６の入力軸２２に同心的に接続される。入力軸２２は、上下動ブロック１０に支持される減速機１６のハウジングに対して、ベアリング２５Ａ及び２５Ｂを介して回転自在に軸支される。
【００４６】
前記入力軸２２の回転は、該入力軸２２の外周に同軸的に配設された波動減速装置２３により所定に減速され、その外側においてこれと同軸的に配設されている減速機の出力軸部材２４に伝達される。
【００４７】
ここで、出力軸部材２４は、ベアリング２６及び２７により減速機１６のハウジングに対して回転自在に軸支されており、ハウジング延いてはこれを支持するヘッドベース２及び上下動ブロック１０から独立して回転可能となっている。
【００４８】
出力軸部材２４には、回転往復動伝達機構４０を介してθ軸シャフト３０が回転連結されている。従って、入力プーリ１３を介して入力されるθ駆動モータ１１からの回転を減速機１６を介して所定に減速して出力する出力軸部材２４の回転は、前記回転往復動伝達機構４０を介して、θ軸シャフト３０に伝達されることとなる。
【００４９】
即ち、前記回転往復動伝達機構４０は、θ軸シャフト３０の軸方向に略直交する断面形状を多角形形状（図５（Ｂ）参照）とする一方、該多角形形状と対応した中央開口部を有し該開口部に前記θ軸シャフト３０を軸受４２（リテーナ４４により保持されるニードルベアリング４６を含んで構成される。図４及び図５（Ｂ）参照）を介してＺ方向において往復運動自在に嵌挿保持するスリーブ４１を備え、該スリーブ４１と前記出力軸部材２４とを回転連結することで、該スリーブ４１に嵌挿保持されているθ軸シャフト３０を、前記多角形形状による連れ回り作用によって回転駆動する構成となっている。前記スリーブ４１は、上下動ブロック１０に対してベアリング４８を介して回転自在に支持されている。
【００５０】
ところで、前記入力プーリ１３、入力軸２２及び出力軸部材２４の回転中心部は、中空となっており、その中をθ軸シャフト３０が貫通して、θ軸シャフト３０の上端部３０Ａは、前記入力プーリ１３を越えて図４及び図５（Ａ）において上方に突出している。
【００５１】
一方、θ軸シャフト３０は、前記出力軸部材２４との連結のための回転往復動伝達機構４０を通過して図４において下方に延伸されており、その下端部３０Ｂに超音波モータブラケット５０を介して超音波モータ５１が取り付けられ、該超音波モータ５１に、電子部品１００を保持して被処理面に作用するチップ保持ツール５２が取り付けられるようになっている。
【００５２】
前記θ軸シャフト３０の上端部３０Ａは、基板に対する加圧処理等のために、θ軸シャフト３０延いてはチップ保持ツール５２を圧力制御を介して往復移動（Ｚ方向移動）させるための往復運動動力源６０（加圧アクチュエータ等であって、例えば、ボイスコイルモータ、エアシリンダー、電磁アクチュエータ等が含まれる。）に、本実施形態に係る荷重検出装置７０等を介して接続されている。
【００５３】
即ち、本実施形態においては、例えばチップ保持ツール５２に保持されている電子部品１００を基板１０８の被処理面に加圧する際には、前記往復動動力源６０を図４において下方に向けて駆動することで、該往復運動駆動力をθ軸シャフト３０に作用させ、当該θ軸シャフト３０を上下方向への往復運動自在に嵌挿保持する前記回転往復運動伝達機構４０を介して、図４において下方（Ｚ方向）に移動可能となっている。
【００５４】
この往復運動動力源６０は、本発明に係る加圧手段として機能するもので、制御手段１０７（図１参照。図４、図５では図示せず）からの制御信号（例えば、加圧力、加圧タイミング、加圧期間、加圧時間変化などが設定された搭載プロファイルに従っている）に従って、所定の加圧力制御を達成するように、その駆動量が制御される。かかる制御は、フィードフォワード制御（オープン制御）可能であると共に、例えば、荷重検出装置７０の加圧力検出結果に基づいて、フィードバック制御（クローズド制御）を行うことも可能である。
【００５５】
以上で説明したように、本実施形態では、前記回転往復運動伝達機構４０を備えたことで、θ駆動モータ１１からの回転を入力プーリ１３、減速機１６、出力軸部材２４を介してθ軸シャフト３０に伝達可能であると共に、これとは別ルートで入力される往復運動動力源６０からの上下方向（Ｚ方向）駆動力（往復運動力）をθ軸シャフト３０に伝達することが可能となっている。
続いて、本実施形態に係る荷重検出装置７０について説明する。
【００５６】
本実施形態に係る荷重検出装置７０は、本発明に係る接触開始検出手段（或いは加圧力検出手段）として機能するもので、図４及び図５（Ａ）に示したように、θ軸シャフト３０の上端部３０Ａと、往復運動動力源６０と、の間に介装される。
【００５７】
［加圧検出メカニズム］
荷重検出装置７０は、図５（Ａ）に示すように、縦方向要素７１Ａ、７１Ｂと横方向要素７２Ａ，７２Ｂとを一体的に結合して構成される四辺形の起歪体７１を含んで構成される。そして、この起歪体７１の横方向要素７２Ａ，７２Ｂに、歪を検出する歪検出手段としての歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂが取り付けられる。この歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂの検出信号に基づいて、θ軸シャフト３０に作用する力、即ち、電子部品１００と基板１０８との間に作用する実際の加圧力を検出することができるようになっている。
【００５８】
より詳細に説明すると、起歪体７１の縦方向要素７１Ａの下面には、一端部が該下面に固定されると共に、他端部がθ軸シャフト３０の中心軸に向けて横向きに延伸してθ軸シャフト３０の上端部３０Ａをベアリング７４Ａ等を介して回動自在に支持する一方でθ軸シャフト３０のＺ方向への相対的な移動を規制可能に支持するシャフト支持部材７４が取り付けられている。
【００５９】
そして、前記縦方向要素７１Ｂの上面には、一端部が該上面に固定されると共に、他端部がθ軸シャフト３０の中心軸に向けて横向きに延伸して往復運動動力源６０の出力軸６１からの加圧力を受ける往復運動動力源側部材７５が取り付けられている。
【００６０】
従って、往復運動動力源６０が、図４又は図５（Ａ）において下方に駆動されると、その力は、前記往復運動動力源側部材７５に伝達され、該往復運動動力源側部材７５に連結される前記縦方向要素７１Ｂに伝達され、更に、前記横方向要素７２Ａ、７２Ｂを介して前記縦方向要素７１Ａに伝達され、該縦方向要素７１Ａに前記シャフト支持部材７４を介して支持されているθ軸シャフト３０に伝達されることとなる。この伝達された力で、θ軸シャフト３０の下端側に取り付けられた電子部品１００を、基板１０８に所定加圧力で加圧することになる。
【００６１】
この場合において、往復運動動力源６０の出力軸６１に連係された往復運動動力源側部材７５延いては縦方向要素７１Ｂは、図５（Ａ）において下方に変位しようとするが、θ軸シャフト３０に連結される前記縦方向要素７１Ａは電子部品１００からの反力で該変位に抵抗しようとするため、縦方向要素７１Ａと縦方向要素７１Ｂとの間に介在する前記横方向要素７２Ａ、７２Ｂに、加圧力に応じた歪を生じさせることになる。よって、この歪を前記歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂで検出することで、電子部品１００と基板１０８との間に作用する実際の加圧力を精度良く検出することができることになる。
【００６２】
なお、θ軸シャフト３０の軸方向に生じる加圧力を精度良く検出できるようにするため、更には加圧力作用時に生じる偶力で前記起歪体７１（延いては荷重検出装置７０）が回動されるのを防止する等のために、当該往復運動動力源側部材７５延いては縦方向要素７１Ｂ（更には荷重検出装置７０）をθ軸シャフト３０の軸方向と略平行に移動させるようにガイドするリニアガイド７６により支持させるように構成することができる。
【００６３】
ところで、このリニアガイド７６は、前記往復運動動力源側部材７５のθ軸シャフト３０の軸方向と略平行な方向（Ｚ方向）への移動以外を規制するから、θ軸シャフト３０をθ回転自在に支持する前記ベアリング７４Ａの作用と相俟って、荷重検出装置７０が、θ軸シャフト３０のθ方向の回転によってθ方向に連れ回りされることも防止できるようになっている。なお、図５（Ａ）の符号９０は、横方向要素７２Ｂより加圧伝達経路の加圧方向下流側にある部材の自重が加圧力検出に影響を及ぼすことを抑制するために、前記加圧下流側にある部材を上下動ブロック１０に所定弾性力で支持するためのスプリング(重量バランスバネ)として機能するものである、該スプリング９０は、例示したものに限らず、同様の機能を奏することができるものであれば良く、例えば板バネなど図５（Ａ）において水平配置し、該板バネの一端をシャフト支持部材７４に固定し、他端を上下動ブロック１０に固定する構成などとすることも可能である。また、スプリング９０は省略可能である。
【００６４】
上記構成を備えた実装装置においては、第１の実施の形態において説明したと同様の図３で示したフローチャートが実行され、電子部品１と基板１０８との接合が行なわれる。
【００６５】
ここで、本実施形態において行なわれる処理を、図３のフローチャートに従って詳細に説明する。
ステップ１では、制御手段１０７は、Ｈｓ０（接触検出開始初期位置：図２参照）を予め記憶されている情報に従って設定する。
【００６６】
ステップ２では、図２に示した部品受け渡し部において実装すべき電子部品１００をチップ保持ツール５２により真空吸着して保持する。
【００６７】
ステップ３では、制御手段１０７による制御に従ってＸ−Ｙ駆動機構を動作させて実装ヘッド１を基板１０８の上方の搬送位置Ａへ移動させる。また同じく制御手段１０７による制御に従ってθ回転機構２０を動作させて、電子部品１００を基板１０８に対して正しい取り付け方向に向ける。
【００６８】
この状態で、例えば撮像装置により電子部品１００および基板１０８の両者を撮像し、得られた画像データを画像処理して電子部品１００と基板１０８との位置ずれを算出する。得られた位置ずれデータに基づいて再びＸ−Ｙ駆動機構およびθ回転機構２０を動作させ、基板１０８に対する電子部品１００の位置補正を行う。
【００６９】
以上の工程により電子部品１００は基板１０８に対して正しい取り付け位置に位置決めされる。
ステップ４では、Ｚ軸駆動モータ４とＺ軸ボールねじ機構６からなる位置制御可能なＺ軸駆動機構を操作して電子部品１００を接触検出開始初期位置Ｈｓ０まで下降させる。なお、処理効率の促進と慣性力抑制との両立等のためには、かかる下降動作は、図９に示すように下降速度可変に制御することが好ましいが、勿論、等速で下降させるなど適宜要求に応じて変更できるものである。
【００７０】
この下降動作のときに、下降動作に伴い生じる慣性力が、θ軸シャフト３０や荷重検出装置７０を遊動させたり、横方向要素７２Ａ、７２Ｂに作用して歪ゲージ７３Ａ，７３Ｂによる加圧力検出（接触点検出）に悪影響を及ぼす惧れがある。このため、予め往復運動駆動源６０を図４において下方に向けて所定の初期加圧力で駆動しておき、該駆動力で前記往復運動動力源側部材７５をロック部材７７に押圧付勢することにより、往復運動動力源側部材７５延いては縦方向要素７１Ｂを上下動ブロック１０に対してＺ方向所定位置にロックしておく。これと共に、図５（Ａ）に示すように、ロック機構８０により、ロック用部材８３延いてはこれに固定される縦方向要素７１Ａを上下動ブロック１０に対してＺ方向所定位置（前記ロック部材７７のロック位置との関連で、横方向要素７２Ａ、７２Ｂに歪が生じない位置）にロックしておく。なお、ロック部材７７及びロック機構８０の各ロック位置（高さ）は、ねじ込み量調整やシム調整等を介して調整可能に構成することができる。
【００７１】
これにより、下降動作に伴い慣性力が生じたとしても、θ軸シャフト３０や荷重検出装置７０の遊動を確実に防止でき、以ってチップと基板との不測の衝突などを防止できると共に、横方向要素７２Ａ、７２Ｂに歪が生じることを抑制できるため、荷重検出装置７０の荷重検出に対する慣性力の影響を極力抑制することができることになる。
【００７２】
なお、前記ロック部材７７によるロックは、上記の慣性力等の影響排除だけでなく、後述するように、加圧力制御を行う往復運動動力源６０を、チップと基板とが接触開始する前から前記ロック部材７７に出力軸６１及び往復運動動力源支持部材７５を突き当てた状態として予め所定の初期加圧力で駆動しておくことで、チップと基板とが接触開始してから該所定の初期加圧力に至るまでの間、Ｚ軸駆動機構の位置制御による加圧制御を可能にすることに寄与するものである。
【００７３】
ステップ５では、ロック部材７７及びロック機構８０によるロック状態を維持したまま、図９に示すように電子部品１００を比較的低速な等速度で所定量下降させ徐々に基板１０８に接近させる。この等速度の所定量の降下が始まると、前記慣性力の悪影響はほぼ無くなるので、ロック部材７７によるロック状態は維持しつつ、ロック機構８０のロック用ソレノイド８１を解放してロック機構８０によるロック状態を解除する。ここで、前記ロック部材７７が、ロック手段に相当する。
【００７４】
ステップ６では、チップ保持ツール５２に吸着支持されている電子部品１００が、基板１０８に接触したか否かを判断する。当該判断は、接触開始検出手段１０５として機能する荷重検出装置７０からの出力信号の変化等に基づいて行なうことができる。当該ステップ６において、「ＹＥＳ」と判断された場合はステップ７へ進み、「ＮＯ」と判断された場合には、接触が検出されるまで当該ステップ６を繰り返す。
【００７５】
なお、本実施形態においては、荷重検出装置７０の出力に基づいて、以下のようにして、接触開始時点を高精度に検出するようになっている。
【００７６】
即ち、本実施形態においては、往復運動駆動源６０の出力軸６１と連係される往復運動動力源側部材７５を、図５（Ａ）において下方（重力反対方向）からＺ方向所定位置に支持するロック部材７７が配設されている。
【００７７】
このロック部材７７は、前記上下動ブロック１０に支持されており、該ロック部材７７によれば、往復運動駆動源６０が図４において下方に向けて駆動されても、出力軸６１及び往復運動動力源側部材７５が、上下動ブロック１０に対してＺ方向所定位置にロックされることになる。
【００７８】
このため、ステップ５におけるＺ軸駆動機構による等速度での降下により、電子部品１００と基板１０８との接触が開始されるが、当該接触開始により、図６（Ａ）のように、電子部品１００と基板１０８との間に加圧力（押圧力）が生じることになるが、ロック機構８０は解放状態とされているものの、前記ロック部材７７により往復運動動力源６０の出力軸６１のロック状態は維持されたままであるので、前記加圧力はＺ軸駆動機構の移動に応じて横方向要素７２Ａ，７２Ｂを歪ませることとなり、以って、図７に示すように、比較的緩やかな傾きで圧力を徐々に上昇させることが可能となる。
【００７９】
なお、図６（Ｂ）に示すように、この加圧力（反力）βが往復運動動力源６０の出力（加圧力）αより小さい間は、θ軸シャフト３０を介して前記シャフト支持部材７４を押し上げ、ロック機構８０のストッパ８２から前記起歪体７１の縦方向要素７１Ａの上面に取り付けられているロック用部材８３を離間させ、前記横方向要素７２Ａ、７２Ｂに歪を生じさせることになる。
【００８０】
従って、この横方向要素７２Ａ、７２Ｂの歪を検出して加圧力を検出する本実施形態の荷重検出装置７０によれば、接触開始に伴う微小な加圧力変化を精度良く検出できることになる。
【００８１】
即ち、本実施形態によれば、微小な加圧力で電子部品１００と基板１０８との接触を円滑に開始できると共に、該加圧力を比較的緩やかに上昇させることが可能となるから、電子部品１００と基板１０８との不測の衝突に伴う損傷等を確実に防止できると共に、荷重検出装置７０による加圧検出結果に基づいて接触開始を高精度に検出できることになる。なお、接触開始の検出は、例えば、荷重検出装置７０により検出された加圧力が、所定の接触開始圧力（圧力０の場合を含むこともできる）より大きくなった時点或いは所定に変化した（加圧力の変化の曲率が所定より大きくなった）時点などを接触開始点とすることができる。但し、接触開始してから後述する初期荷重状態終了時までの加圧特性は、Ｚ軸駆動機構の移動速度、往復運動動力源６０から付与される前記所定の初期加圧力等と相関を持つため、加圧力を緩やかに上昇させる場合に限らず、Ｚ軸駆動機構の移動速度を調整することで、任意の加圧力上昇特性（圧力上昇速度）を与えることが可能である。
続けて、ステップ７では、Ｚ軸駆動機構の移動を停止してチップ保持ツール５２の下降を停止する。
【００８２】
ステップ８では、チップ保持ツール５２の現在の高さ方向位置（実際の接触位置）Ｈｃを検出して記憶する。接触位置Ｈｃは、第１の実施の形態において説明した接触開始位置検出手段１０６の検出信号に基づいて検出することができる。具体的には、接触開始位置検出手段１０６を、Ｚ軸駆動機構のＺ方向への移動に連動するエンコーダ等を含んで構成し、該エンコーダの出力信号に基づいてＺ軸駆動機構の搬送位置Ａからの下降量を検出できるように構成することができる。そして、ステップ６で検出される接触開始時点におけるエンコーダの回転量（延いてはＺ軸駆動機構の搬送位置Ａからの下降量）に基づいて接触位置Ｈｃを検出する。
【００８３】
ステップ９では、第１の実施の形態と同様に、次回接触検出開始位置Ｈｓ１を求める。当該次回接触検出開始位置Ｈｓ１は、前記検出された実際の接触位置Ｈｃと、予め設定されている接触検出距離Ｌｓと、に基づいて求めることができる。例えば、Ｈｓ１＝Ｈｃ＋Ｌｓから求めることができる。そして、得られた次回接触検出開始位置Ｈｓ１を、次回以降の処理に反映させるべく、Ｈｓ０にＨｓ１をセットする（Ｈｓ０←Ｈｓ１）。なお、接触検出距離Ｌｓは、所望の接触検出精度を維持可能なできるだけ小さな値に設定するのが、検出精度維持とタクトタイム低減との両立を図るうえで好ましい。
【００８４】
ステップ１０では、超音波ホーン５１の駆動を制御して、電子部品１００と基板１０８との超音波接合を行なう。
【００８５】
具体的には、以下のような処理を行なう。
接触開始点の検出後、Ｚ軸駆動機構により電子部品１００を更に下降させると、下降させるに連れて、電子部品１００と基板１０８との間に発生する加圧力（反力）βは徐々に増大し、横方向要素７２Ａ、７２Ｂの歪を大きくするが、チップと基板との間の加圧力（反力）βが前記往復運動動力源６０の出力軸６１の前記ロック部材７７への所定の初期加圧力（即ち、加圧力α）に到達すると、図６（Ｃ）に示すように、電子部品１００と基板１０８との間の実際の加圧力（反力）βと、出力軸６１のロック部材７７への所定の初期加圧力αと、が釣り合うようになる結果、前記往復運動動力源６０の出力軸６１を、ロック部材７７延いては上下動ブロック１０に対して相対的に図６（Ｃ）において上方に移動させることとなる。このとき、出力軸６１とロック部材７７とが離間されロック部材７７による位置規制が解除された状態となる。
【００８６】
即ち、図７に示すように、電子部品１００の下降が進行しても、加圧力が上昇しない等圧期間（初期荷重状態）が生じることになる。
【００８７】
なお、図７に示す搭載プロファイルのうち、接触開始から初期荷重状態終了時までの加圧プロファイル（加圧特性）は、Ｚ軸駆動機構の移動速度、往復運動動力源６０から付与される前記所定の初期加圧力等と相関を持つことになるため、Ｚ軸駆動機構の移動速度、往復運動動力源６０の初期加圧力等を調整することで、任意の加圧プロファイル（加圧特性）の設定が可能である。また、本実施形態では、荷重検出装置７０を介して、かかる接触開始から初期荷重状態終了時までの実際の加圧力変化を精度良く検出してモニタすることができる。従って、モニタ結果に基づき前記移動速度や前記所定の初期加圧力のフィードフォワード制御的な調整を行うことにより、或いは荷重検出装置７０の加圧力検出結果に基づいて前記移動速度や往復運動動力源６０の所定の初期加圧力をフィードバック制御することにより、接触開始から初期荷重状態終了時までの加圧プロファイルを、所望に制御できることとなる。
【００８８】
前記等圧期間が所定になったら、往復運動動力源６０による加圧プロファイル（図７の搭載プロファイルのうちの初期荷重状態終了時以降のプロファイル）に従った加圧コントロールを実行する。
【００８９】
この加圧力コントロール中においては、前記荷重検出装置７０による加圧力の検出結果に基づいて所定の加圧プロファイルを達成するように往復運動動力源６０の駆動量（加圧力）をフィードバック制御することができ、これにより、フィードフォワード制御する場合に比べて、精度良く加圧プロファイルをトレースできることになる。但し、フィードバック制御を行うことなく、前記荷重検出装置７０により検出される加圧力をモニターして、フィードフォワード制御値の調整に用いたり、加圧状態を判断するための資料として用いることなども勿論可能である。
【００９０】
以上により、本実施形態における荷重検出装置７０の検出結果を用いた精度良く加圧プロファイルをトレース可能な加圧制御が達成されることになる。
【００９１】
そして、時間に対して所定に加振量や加熱量が定められた搭載プロファイル（図７参照）に従って（加熱タイミングや加熱量、加振タイミングや加振量を制御しつつ）、電子部品１００を基板１０８に押しつけ加熱した状態で、超音波ホーン５１を振動させることで電子部品１００側の導体と基板１０８側の導体とを融着させることで完了する。
【００９２】
ステップ１１では、ステップ１０における実装処理が終了したら、チップ保持ツール５２を搬送位置Ａまで搬送する。
【００９３】
ステップ１２では、制御手段１０７では、停止指示があるか否かを判断する。「ＹＥＳ」であれば本フローを終了し、「ＮＯ」であればステップ２へ戻り、実装処理を繰り返す。
【００９４】
このように、第２の実施の形態においては、電子部品１００が基板１０８と実際に接触開始する位置（接触位置Ｈｃ）を荷重検出装置７０を用いて高精度に検出し、当該検出結果に基づいて、次回の実装処理における接触検出開始位置を補正するようにしたので、実装処理ごとに接触検出開始位置を高精度に補正することができ、以って接触検出距離Ｌｓを最適に確保しつつ接触検出開始位置Ｈｃを基板１０８に対して最大限接近させることが可能となる。このため、電子部品１００と基板１０８との不足の接触を確実に回避しながら、接触検出精度を所望に維持しつつタクトタイムを最小限にすることができ、以って製品品質の維持向上と製品コストの低減とを両立することなどが可能となる。
【００９５】
続いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、基本的に、第２の実施の形態と略同様の構成を備え略同様の処理を行なうが、第２の実施の形態に対して、図３のフローチャートのステップ８における接触位置Ｈｃの検出をより高度に検出できるように構成される。ここでは、第２の実施の形態と異なる部分についてのみ説明することとする。
【００９６】
第３の実施の形態においても、実際の接触位置Ｈｃを検出するが、より一層検出精度を高めるために、第３の実施の形態では、接触開始位置検出手段１０６のほかに、更にリニアゲージ１１０を備える。
【００９７】
つまり、第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、荷重検出装置７０の検出結果を利用して接触開始を検出するが、荷重検出装置７０を利用する場合には接触開始が検出されるまでに、図６（Ｂ）で説明したように、θ軸シャフト３０が上方に押し上げられるため、接触開始位置検出手段１０６が検出するエンコーダの回転量（延いてはＺ軸駆動機構の搬送位置Ａからの下降量）に基づいて接触位置Ｈｃを求めるだけでは、前記押し上げ分が考慮されない（図９参照）。
【００９８】
このため、第３の実施の形態では、前記押し上げ分を考慮して、より精度良く実際の接触位置Ｈｃを求めるべく、リニアゲージ１１０が備えられる。
【００９９】
リニアゲージ１１０は、図５（Ａ）に示すように、起歪体７１延いてはθ軸シャフト３０の押し上げ量を検出可能に配設される。当該リニアゲージ１１０の出力信号は、図示しない制御手段１０７に入力される。なお、前記θ軸シャフト３０が、出力部材の一部を構成することになる。起歪体７１が本実施形態のように備えられている場合には、起歪体７１も出力部材の一部を構成することになる。
【０１００】
そして、第３の実施の形態では、図３のフローチャートのステップ１〜ステップ７については、第２の実施形態と同様の処理を行なう一方、ステップ８において、接触位置Ｈｃを、接触開始位置検出手段１０６の検出信号と、リニアゲージ１１０の検出信号と、に基づいて検出する。具体的には、接触開始位置検出手段１０６のエンコーダの出力信号から求めた接触位置Ｈｃから、リニアゲージ１１０の検出信号から求めた押し上げ量ΔＨを減算することで、より精度良く実際の接触位置を検出する。そして、「Ｈｃ−ΔＨ」を、接触位置Ｈｃとしてセットする（Ｈｃ←Ｈｃ−ΔＨ）。ここで、前記リニアゲージ１１０が、押し上げ量検出手段に相当し、該ステップ８において行なわれる接触位置Ｈｃの補正が、接触開始位置補正手段に相当する。
【０１０１】
続くステップ９では、第２の実施の形態と同様に、次回接触検出開始位置Ｈｓ１を求める。当該次回接触検出開始位置Ｈｓ１は、ステップ８でセットされた接触位置Ｈｃ（＝Ｈｃ−ΔＨ）と、予め設定されている接触検出距離Ｌｓと、に基づいて求めることができる。例えば、Ｈｓ１＝Ｈｃ＋Ｌｓから求めることができる。そして、得られた次回接触検出開始位置Ｈｓ１を、次回以降の処理に反映させるべく、Ｈｓ０にＨｓ１をセットする（Ｈｓ０←Ｈｓ１）。
【０１０２】
その後、第２の実施の形態と同様に、ステップ１０〜ステップ１２の処理を行なう。
このように、第３の実施の形態によれば、荷重検出装置７０の検出結果を利用して接触開始を検出する場合において、θ軸シャフト３０延いては電子部品１００が接触開始により押し上げられる分を考慮して、実際の接触位置Ｈｃを検出するようにしたので、より高精度に実際の接触位置Ｈｃを求めることができる。従って、第３の実施の形態によれば、次回の実装処理における接触検出開始位置をより精度良く補正することができるので、実装処理ごとに接触検出開始位置を高精度に補正することができ、以って接触検出距離Ｌｓをより正確に確保しつつ接触検出開始位置Ｈｃを基板１０８に対して最大限接近させることが可能となる。このため、電子部品１００と基板１０８との不測の接触を確実に回避しながら、接触検出精度を一層高精度に維持しつつタクトタイムを最小限にすることができ、以って製品品質の維持向上と製品コストの低減とを一層高いレベルで両立することなどが可能となる。
【０１０３】
ところで、上記各実施の形態で説明した実装装置における電子部品（チップ）と基板との接合方法としては、電子部品（チップ）或いは基板の何れか（若しくは双方）の接合面に接着剤を塗布し、チップを搭載プロファイルに従って基板に押圧しつつ、接着剤を硬化させ、チップを基板に接合する方式とすることも可能である。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、電子部品と基板との接触方向を重力方向として例示したが、接触方向は水平方向等、重力方向以外の他の方向とできることは勿論である。この場合、重力が荷重検出に及ぼす悪影響がなくなる或いは少なくなるため、例えば、第２、第３の実施の形態に係る前記スプリング８０などを小型化若しくは省略することも可能である。
【０１０５】
なお、本発明は、チップの基板への実装装置に限定されるものではなく、加圧力を検出しながら、被処理体に対して何がしかの処理を施す処理装置に適用できるものである。
【０１０６】
更に、θ補正等が必要ない場合には、θ補正のための各種装置、例えばθ回転機構２０や回転往復運動伝達機構４０等は省略することができる。また、本実施形態では、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の位置決め等のための移動を実装ヘッド側で行うこととして説明したが、基板側即ち基板ステージ（被処理対象である基板を支持するベース側）を、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向あるいはその一部の方向に関して実装ヘッドに対して移動させる構成をとっても良いものである。
【０１０７】
そして、上記各実施の形態において説明した装置の各要素、各装置、各機構、各部材などのレイアウトは、例示したものに限定されるものではなく、適宜変更できることは勿論である。例えば、図６で示したレイアウトなどとすることができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、実装部品が被実装部品と実際に接触開始する位置を検出し、当該検出結果に基づいて、次回の実装処理における接触検出開始位置延いては初期移動量を補正するようにしたので、実装処理ごとに接触検出開始位置を高精度に補正することができ、以って実装部品と被実装部品との不測の接触を確実に回避しながら、接触検出精度を所望に維持しつつタクトタイムを最小にすることができ、製品品質の維持向上と製品コストの低減とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るブロック図である。
【図２】同上実施の形態に係る実装動作の概要を説明する図である。
【図３】同上実施の形態に係る実装処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る実装処理装置の実装ヘッドの正面図である。
【図５】（Ａ）は、図４の実装ヘッドの荷重検出装置等の一部を側方から見た部分断面図である。（Ｂ）は、θ軸シャフト及びスリーブの断面図である。
【図６】同上実施の形態に係る荷重検出装置の荷重検出メカニズムを説明する図であり、（Ａ）は接触開始時の状態を示し、（Ｂ）は初期荷重状態へ移行した状態を示し、（Ｃ）は初期荷重状態から往復運動動力源による加圧制御可能な状態を示す。
【図７】同上実施の形態に係る搭載プロファイル（加圧プロファイル、加振プロファイル、加熱プロファイル）の一例を示す図である。
【図８】荷重検出装置延いては出力部材の他の構成例を説明する図である。
【図９】本発明に係るチップ保持ツールの下降制御の一例を示す図である。
【図１０】 （Ａ）及び（Ｂ）は、従来装置における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 実装ヘッド
２ ヘッドベース
４ Ｚ軸駆動モータ
６ Ｚ軸ボールねじ機構
10 上下動ブロック
30 θ軸シャフト（出力部材の一部に相当）
50 超音波ホーンブラケット
51 超音波ホーン
52 チップ保持ツール
60 往復運動動力源（加圧手段に相当）
70 荷重検出装置（接触開始検出手段或いは加圧力検出手段に相当）
77 ロック部材（ロック手段に相当）
100 電子部品（チップ；実装部品）
101 チップ保持ツール
102 超音波ホーン
103 シャフト
104 上下駆動機構
105 接触開始検出手段
106 接触開始位置検出手段
107 制御手段

Claims (8)

1. 実装部品を保持する実装部品保持手段と、
   被実装部品を保持する被実装部品保持手段と、
   実装部品保持手段或いは被実装部品保持手段の一方を移動させ、実装部品保持手段が保持する実装部品と被実装部品保持手段が保持する被実装部品とを所定に接触させて所定処理を行なわせる制御手段と、
   を含んで構成される実装処理装置において、
   実装部品と被実装部品との接触開始を検出する接触開始検出手段と、
   前記接触開始検出手段により実装部品と被実装部品との接触開始が検出されたときの接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段と、
   を備えると共に、
   前記制御手段が、
   前記移動される側の手段を所定初期位置から他方の手段に向けて所定初期移動量移動させる初期移動制御手段と、
   前記初期移動手段による所定の初期移動量の移動の後、実装部品と被実装部品とを接触させるべく、前記初期移動手段による移動とは異なる態様で、前記移動される側の手段を他方の手段に向けて移動させる接触移動制御手段と、
   実装部品若しくは被実装部品の一方に出力部材を作用させ、接触し合う実装部品と被実装部品との間に所定に加圧力を付与可能な加圧手段と、
   前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、該支承部に対する前記出力部材の加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
   実装部品と被実装部品とが接触したときに、該接触した部分に発生した接触圧により生じる、前記出力部材の実装部品若しくは被実装部品の一方に作用する接触側端部と前記支承部との間における当該出力部材の変形量を押し上げ量として検出する押し上げ量検出手段と、
   前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、該検出された接触開始位置及び前記押し上げ量検出手段により検出された押し上げ量に基づいて前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正する補正手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする実装処理装置。
2. 前記接触開始検出手段が、実装部品と被実装部品との間に生じる接触圧に基づいて接触開始を検出する手段であることを特徴とする請求項１に記載の実装処理装置。
3. 前記接触開始位置検出手段が、所定基準位置から実装部品と被実装部品との接触開始が検出されるまでの前記移動される側の手段の移動量に基づいて、接触開始位置を検出する手段であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の実装処理装置。
4. 前記実装処理装置が、
   前記出力部材の実装部品若しくは被実装部品の一方へ作用する側の端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
   を含んで構成され、
   前記制御手段が、前記ロック手段により前記出力部材を支承しつつ前記加圧手段の出力部材に所定の加圧力を付与した状態で、前記初期移動制御手段及び前記接触移動制御手段による実装部品保持手段或いは被実装部品保持手段の一方の移動を行なわせると共に、
   前記加圧力検出手段を前記接触開始検出手段として機能させるようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の実装処理装置。
5. 前記接触開始位置検出手段により検出される接触開始位置を、前記押し上げ量検出手段によって検出された前記押し上げ量に基づいて補正する接触開始位置補正手段を備え、
   前記補正手段が、前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、前記接触開始位置補正手段により補正された接触開始位置に基づいて、前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正することを特徴とする請求項４に記載の実装処理装置。
6. 前記押し上げ量検出手段は、前記押し上げ量をリニアゲージで検出することを特徴とする請求項５に記載の実装処理装置。
7. 実装部品保持手段或いは被実装部品保持手段の一方を移動させ、実装部品保持手段が保持する実装部品と被実装部品保持手段が保持する被実装部品とを所定に接触させて所定処理を行なわせる制御手段を含んで構成される実装処理装置の制御装置であって、
   前記実装処理装置が実装部品若しくは被実装部品の一方に出力部材を作用させ、接触し合う実装部品と被実装部品との間に所定に加圧力を付与可能な加圧手段と、
   前記出力部材の途中部分を加圧方向と対向する方向から支承して、該支承部に対する前記出力部材の加圧方向への相対移動を規制するロック手段と、
   を備え、
   実装部品と被実装部品との接触開始を検出する接触開始検出手段からの情報と、
   前記接触開始検出手段により実装部品と被実装部品との接触開始が検出されたときの接触開始位置を検出する接触開始位置検出手段からの情報と、
   実装部品と被実装部品とが接触したときに、該接触した部分に発生した接触圧により生じる、前記出力部材の実装部品若しくは被実装部品の一方に作用する接触側端部と前記支承部との間における当該出力部材の変形量を押し上げ量として検出する押し上げ量検出手段からの情報と、
   が前記制御手段に入力され、
   前記制御手段が、
   前記移動される側の手段を所定初期位置から他方の手段に向けて所定初期移動量移動させる初期移動制御手段と、
   前記初期移動手段による所定の初期移動量の移動の後、実装部品と被実装部品とを接触させるべく、前記初期移動手段による移動とは異なる態様で、前記移動される側の手段を他方の手段に向けて移動させる接触移動制御手段と、
   前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、該検出された接触開始位置及び前記押し上げ量検出手段により検出された押し上げ量に基づいて前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正する補正手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする実装処理装置の制御装置。
8. 前記実装処理装置が、
   前記出力部材の実装部品若しくは被実装部品の一方へ作用する側の端部と、前記ロック手段の支承位置を含む前記出力部材の加圧方向に略直交する断面位置と、の間において出力部材に作用する実際の加圧力を検出する加圧力検出手段と、
   を含んで構成されるものにおいて、
   前記制御手段が、前記接触開始位置検出手段により検出される接触開始位置を、前記押し上げ量に基づいて補正する接触開始位置補正手段を備えると共に、
   前記補正手段が、前記接触開始位置検出手段により接触開始位置が検出される毎に、前記接触開始位置補正手段により補正された接触開始位置に基づいて、前記所定初期移動量若しくは当該補正手段による補正後の所定初期移動量を補正することを特徴とする請求項７に記載の実装処理装置の制御装置。

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