(57)【要約】      （修正有）【課題】供給ステージの電子部品載置面を傾斜可能に設けるとともに、電子部品を吸着するピッカの電子部品吸着面を傾斜角度に傾斜して設けて、搭載ヘッドに設ける駆動軸を少なくし、電子部品装着装置のコンパクト化、装着の高速化を可能とする電子部品装着方法及び電子部品装着装置を提供する。【解決手段】基板１上面に対して電子部品２を所定の傾斜角度で位置合わせして装着する電子部品装着方法及び装置に次の手段を採用する。第１に、装着しようとする電子部品を載置する供給ステージ３１の電子部品載置面１７を上記傾斜角度に傾斜可能に設ける。第２に、電子部品を吸着するピッカ１９の電子部品吸着面を前記傾斜角度に傾斜して設ける。第３に、供給ステージに載置された電子部品を前記傾斜角度に傾斜してから、ピッカで吸着して基板に装着する。【選択図】図１
2010040684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上面に対して電子部品を所定の傾斜角度で位置合わせして装着する装着方法であって、
装着しようとする電子部品を載置する供給ステージの電子部品載置面を前記傾斜角度に傾斜可能に設けるとともに、
電子部品を吸着するピッカの電子部品吸着面を前記傾斜角度に傾斜して設け、
供給ステージに載置された電子部品を前記傾斜角度に傾斜してから、ピッカで吸着して基板に装着することを特徴とする電子部品装着方法。
【請求項２】
前記ピッカを前記電子部品吸着面と直交する軸を中心に回動可能に設け、
基板と電子部品との位置合わせ時に、前記ピッカを回動することに伴い発生する上下方向のズレ量を補正するようにした請求項１に記載の電子部品装着方法。
【請求項３】
電子部品を載置する供給ステージと、上面に基板を支持する基板ステージと、電子部品を吸着可能なピッカを有し供給ステージに載置された電子部品を基板ステージ上の基板に装着する装着ヘッドとを備え、電子部品を基板の上面に対して所定の傾斜角度で位置合わせして装着する装着装置であって、
前記供給ステージの電子部品載置面を前記傾斜角度に傾斜可能に設けるとともに、前記装着ヘッドにおける前記ピッカの電子部品吸着面を前記傾斜角度に傾斜するように設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項４】
前記基板ステージ上方に撮像手段を設け、撮像手段の画像に基づいて、ピッカに吸着された電子部品と基板とを撮像して位置合わせをする請求項３に記載の電子部品装着装置。
【請求項５】
供給ステージ上に電子部品を供給する電子部品供給手段を設け、供給ステージは該電子部品供給手段により電子部品が供給される際には電子部品載置面は水平とし、ピッカにより電子部品を取り上げる際には、電子部品載置面を傾斜した状態にした請求項３または４に記載の電子部品装着装置。
【請求項６】
前記ピッカを前記電子部品吸着面と直交した軸を中心にして回動する回動手段を介して装着ヘッドに設けるとともに、装着ヘッドと基板ステージとの相対高さを変更する上下動手段を設け、基板と電子部品の位置合わせ時に前記回動手段によりピッカを回動したときの上下方向のズレ量を前記上下動手段により補正するようにした請求項３から５のいずれかに記載の電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上面に対して電子部品を所定の傾斜角度で位置合わせして装着する電子部品装着方法及び電子部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を装着する際に、水平な基板に電子部品を傾斜させて、基板と電子部品の間に一定の角度をもたせて装着するという要求がある。しかし、この要求に適正に対応できる装置は存在しなかった。
【０００３】
基板の反りなどに対応して電子部品を装着するのに、その基板の反った傾斜面に電子部品を装着する方法及びその装置が、特許文献１に示されている。そもそも特許文献１に示される電子部品装着装置は、基板と電子部品の装着面同志を平行にして装着しようとするものであるが、この方法及び装置を用いて基板の水平面に電子部品を傾斜した状態で装着しようとすると、水平な電子部品載置面に準備された電子部品を装着ヘッドで吸着して、該装着ヘッドを所定角度に傾斜させることになる。
【０００４】
このような装置では、装着ヘッドに４つの駆動軸を設ける必要があり、電子部品装着装置が複雑で重量のあるものとなり、コンパクト化、高速化という装置の現代的要求に応えられるものではなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４６１９号公開特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するため、供給ステージの電子部品載置面を傾斜可能に設けるとともに、電子部品を吸着するピッカの電子部品吸着面を傾斜角度に傾斜して設けて、装着ヘッドに設ける駆動軸を少なくし、電子部品装着装置のコンパクト化、装着の高速化を可能とする電子部品装着方法及び電子部品装着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記課題を解決するため、基板上面に対して電子部品を所定の傾斜角度で位置合わせして装着する電子部品装着方法に次の手段を採用する。
第１に、装着しようとする電子部品を載置する供給ステージの電子部品載置面を上記傾斜角度に傾斜可能に設ける。
第２に、電子部品を吸着するピッカの電子部品吸着面を前記傾斜角度に傾斜して設ける。
第３に、供給ステージに載置された電子部品を前記傾斜角度に傾斜してから、ピッカで吸着して基板に装着する。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に、第１の発明におけるピッカを第１の発明での電子部品吸着面と直交する軸を中心に回動可能に設け、基板と電子部品との位置合わせ時に、前記ピッカを回動することに伴い発生する上下方向のズレ量を補正するようにした点を付加した電子部品装着方法である。
【０００９】
第３の発明は、電子部品を載置する供給ステージと、上面に基板を指示する基板ステージと、電子部品を吸着可能なピッカを有し供給ステージに載置された電子部品を基板ステージ上の基板に装着する装着ヘッドとを備え、電子部品を基板の上面に対して所定の傾斜角度で位置合わせして装着する装着装置であって、前記供給ステージの電子部品載置面を前記傾斜角度に傾斜可能に設けるとともに、前記装着ヘッドにおける前記ピッカの電子部品吸着面を前記傾斜角度に傾斜するように設けたことを特徴とする電子部品装着装置である。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明に、前記基板ステージ上方に撮像手段を設け、撮像手段の画像に基づいて、ピッカに吸着された電子部品と基板とを撮像して位置合わせをする点を付加した電子部品装着装置であり、第５の発明は、第３の発明または第４の発明に、供給ステージ上に電子部品を供給する電子部品供給手段を設け、供給ステージは該電子部品供給手段により電子部品が供給される際には電子部品載置面は水平とし、ピッカにより電子部品を取り上げる際には、電子部品載置面を傾斜した状態にした点を付加した電子部品装着装置である。
【００１１】
第６の発明は、第３の発明または第４の発明または第５の発明に、前記ピッカを前記電子部品吸着面と直交した軸を中心にして回動する回動手段を介して装着ヘッドに設けるとともに、装着ヘッドと基板ステージとの相対高さを変更する上下動手段を設け、基板と電子部品の位置合わせ時に前記回動手段によりピッカを回動したときの上下方向のズレ量を前記上下動手段により補正するようにした点を付加した電子部品装着装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電子部品の供給ステージの電子部品載置面を所望の傾斜角度に傾斜可能に設け、更に、電子部品を吸着するピッカの電子部品吸着面をその傾斜角度に傾斜して設けることにより、装着ヘッドに設ける駆動軸を少なくすることができる電子部品装着方法及び電子部品装着装置となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に従って、実施例と共に本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施例にかかる電子部品装着装置の概略を示す全体正面説明図であり、図２は、同装置の概略を示す全体平面説明図である。
【００１４】
実施例にかかる電子部品装着装置は、基板１の上面に対して電子部品２を所定の傾斜角度で位置合わせして装着する装置である。具体的には、図６（イ）、（ロ）に示されるように基板１に対して電子部品２を傾斜させた上、接合剤２７を介して装着する装置である。電子部品装着装置を図１及び図２に従って、その概要を説明すると、電子部品供給部３と、電子部品中継部４と、電子部品装着部５とが設けられている。
【００１５】
電子部品装着装置には、電子部品供給部３と、電子部品中継部４と、電子部品装着部５の各部の上方に、位置ズレ検出のための第１のカメラ６，第２のカメラ７，第３のカメラ８が設置され、更に、電子部品供給部３と電子部品中継部４の間で電子部品２の移送を行う中継ヘッド９、電子部品中継部４より電子部品２を受け取って基板１に装着する装着ヘッド１０及び接合剤２７を塗布するディスペンサ１１、接合剤２７を硬化させる紫外線を照射するＵＶ照射器２０が装備されている。
【００１６】
電子部品供給部３は、Ｘ軸方向（図２中左右方向）及びＹ軸方向（図２中上下方向）へ移動可能なＸＹテーブル３０よりなり、ＸＹテーブル３０の上面には、別途搬送されてきた電子部品２が載置される。
【００１７】
電子部品中継部４の詳細は、図３及び図４に示されている。電子部品中継部４は、本発明における供給ステージとなる中継ステージ３１と、中継ステージ３１をＹ軸方向へ移動可能とするＹ軸駆動機構３２と、中継ステージ３１を傾斜させる傾斜機構３３を有している。図中符号３４は、Ｙ軸駆動モータであり、符号３５は、傾斜駆動モータである。
【００１８】
傾斜機構３３の詳細は図示されていないが、傾斜機構３３に、傾斜駆動モータ３５により回動するボールねじを設け、他方、中継ステージ３１の底面を、側面円弧形の曲面に形成し、この底面にボールねじとの係合部を設け、該係合部とボールねじを係合させ、ボールねじの回動により中継ステージ３１が傾斜するように構成されている。
【００１９】
中継ステージ３１の上面は、電子部品載置面１７とされている。電子部品載置面１７は、中継ステージ３１の傾斜機構３３により基板１に対して装着しようとする電子部品２の所望の傾斜角度に傾斜させられる。このため、電子部品載置面１７の中央部には吸着穴３８が形成されている。吸着穴３８は、図示しない吸引装置と接続され、電子部品載置面１７に載置された電子部品２を吸着保持し、落下することを防止している。
【００２０】
電子部品装着部５は、基板１が載置される基板ステージ１２と、該基板ステージ１２をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるＸ軸駆動機構１３、Ｙ軸駆動機構１４とを備えている。尚、基板ステージ１２には、上端に高さ基準面１５を有する接触式変位計１６が備え付けられている。
【００２１】
中継ヘッド９は、図示しない吸引装置と接続されたピックアップノズル３６と、該ピックアップノズル３６を昇降させるＺ軸駆動機構３７、ピックアップノズル３６をＸＹテーブル３０より中継ステージ３１まで移動させる移動機構を有している。
【００２２】
装着ヘッド１０は、図５に詳細に示されるように、取付板２３に上下動手段としてのＺ軸駆動機構２４と回動手段としてのθ軸駆動機構２５を介して図示しない吸引装置と接続されたピッカ１９とレーザ変位計１８とを取り付けたもので、該取付板２３は、Ｘ軸駆動機構２２に装備されている。従って、装着ヘッド１０は、Ｘ軸方向（図１、図２中左右方向）に移動可能である。尚、装着ヘッド１０付近にはＵＶ照射器２０が設置されている。ＵＶ照射器２０は、接合剤２７を硬化させ電子部品２を基板１に装着するための紫外線を照射するものであり、図５に示されるようにピッカ１９の電子部品吸着面２１付近を照射できるように設置されており、電子部品２の装着時に基板１と電子部品２の間の接合剤２７を照射する。
【００２３】
Ｚ軸駆動機構２４は、取付板２３に固定され、Ｚ軸駆動機構２４のボールねじ２９にナット部材４０が装着されている。Ｚ軸駆動機構２４のＺ軸駆動モータが動作し、ボールねじ２９が回動すると、ボールねじ２９に装着されているナット部材４０は上下動する。
【００２４】
θ軸駆動機構２５は、ナット部材４０に傾斜角変更ブロック２８を介して固定され、ピッカ１９の電子部品吸着面２１と直交する方向に設けた回転軸３９を中心にピッカ１９を回動自在に装着したものである。
【００２５】
ピッカ１９の先端部には電子部品吸着面２１が形成されている。電子部品吸着面２１は、供給ステージである中継ステージ３１の電子部品載置面１７の傾斜角度に傾斜している。この傾斜角度は、傾斜角変更ブロック２８により決定される。従って傾斜角変更ブロック２８を交換することにより、異なる傾斜角に変更することができる。電子部品吸着面２１を有するピッカ１９の先端部は、装着される電子部品２の種類に対応して変更できるよう交換アタッチメント２６とされている。従って、交換アタッチメント２６の先端が電子部品吸着面２１となる。
【００２６】
次に本実施例にかかる電子部品装着装置による装着方法を図１に従って説明する。第１段階として、中継ヘッド９のピックアップノズル３６にてピックアップしようとする電子部品２がピックアップ位置に至るようにＸＹテーブル３０がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。ピックアップ位置では第１のカメラ６が、電子部品２を撮像し、位置ズレを検出し、この位置ズレをＸＹテーブル３０にて補正する。
【００２７】
第２段階として、位置ズレの補正の間に、ピックアップノズル３６が、ピックアップ位置に移動し、下降してＸＹテーブル３０上の電子部品２をピックアップする。その後、ピックアップノズル３６は、上昇し、ＸＹテーブル３０と反対側Ｘ軸方向に配置されている中継ステージ３１上方に至り、下降して中継ステージ３１に電子部品２を載置する。このとき中継ステージ３１の電子部品載置面１７は水平状態である。
【００２８】
第３段階として、中継ステージ３１をＹ軸方向に移動させるとともに、中継ステージ３１の電子部品載置面１７を電子部品２を装着する所定の傾斜角度に傾斜させる。この時点で第２のカメラ７により中継ステージ３１上の電子部品２を撮像し位置ズレを検出する。
【００２９】
第４段階として、第２のカメラ７での撮像までに、電子部品装着部５では、レーザ変位計１８で基板１の上面の高さを測定しておき、第２のカメラ７での撮像後ただちに装着ヘッド１０は、中継ステージ３１上に移動し、下降して、電子部品２をピッカ１９で吸着する。尚、吸着前に装着ヘッド１０のＸ軸駆動機構２２と中継ステージ３１のＹ軸駆動機構３２により第２のカメラ７で検出した位置ズレを補正している。また、このとき、電子部品装着部５では、ディスペンサ１１が基板１に接合剤を塗布する。
【００３０】
第５段階として、その後、電子部品２を吸着保持したピッカ１９は、電子部品装着部５の装着位置上方の装着理想位置に移動する。尚、ピッカ１９の電子部品吸着面２１はあらかじめ電子部品２を装着する傾斜角度に設定されている。この時点で、第３のカメラ８が、基板１のアライメントマークと電子部品２を合わせて撮像し、両者の位置ズレを検出して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θ軸方向及びＺ軸方向の各移動量を算出する。この位置ズレをピッカ１９及び基板ステージ１２を相対移動させて補正する。尚、θ軸方向の位置ズレを検出した場合にはθ軸方向の移動に伴い生じるＺ軸方向のズレを補正するようにしている。
【００３１】
第６段階として、第４段階で測定した基板１の上面の高さにもとづいて、ピッカ１９は下降して、電子部品２を基板１上面に対して所定の角度を保って接合剤２７に押しつけて、ＵＶ照射器２０により、ＵＶ照射を行い、接合剤２７を硬化させて装着を完了する。尚、ピッカ１９による装着中（上記第４段階から第６段階までの工程）に、電子部品供給部３及び中継ステージ３１での工程（上記第１段階から第５段階までの工程）を並行して進めている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例にかかる電子部品装着装置の概略を示す全体正面説明図
【図２】同装置の概略を示す全体平面説明図
【図３】電子部品中継部を示す側面説明図
【図４】電子部品中継部を示す平面説明図
【図５】ピッカの取付状態を示す説明図
【図６】基板に対する電子部品の装着状態を示す説明図で、（イ）は側面説明図であり、（ロ）は平面説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・基板
２・・・電子部品
３・・・電子部品供給部
４・・・電子部品中継部
５・・・電子部品装着部
６・・・第１のカメラ
７・・・第２のカメラ
８・・・第３のカメラ
９・・・中継ヘッド
１０・・・装着ヘッド
１１・・・ディスペンサ
１２・・・基板ステージ
１３・・・Ｘ軸駆動機構
１４・・・Ｙ軸駆動機構
１５・・・基準面
１６・・・接触式変位系
１７・・・電子部品搭載面
１８・・・レーザ変位計
１９・・・ピッカ
２０・・・ＵＶ照射器
２１・・・電子部品吸着面
２２・・・Ｘ軸駆動機構
２３・・・Ｙ軸駆動機構
２４・・・Ｚ軸駆動機構
２５・・・θ軸駆動機構
２６・・・交換アタッチメント
２７・・・接合剤
２８・・・傾斜角変更ブロック
２９・・・ボールねじ
３０・・・ＸＹテーブル
３１・・・中継ステージ
３２・・・Ｙ軸駆動機構
３３・・・傾斜機構
３４・・・Ｙ軸駆動モータ
３５・・・傾斜駆動モータ
３６・・・ピックアップノズル
３７・・・Ｚ軸駆動機構
３８・・・吸着穴
３９・・・回転軸
４０・・・ナット部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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