(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装される基板を対象として、電子部品実装用の所定の作業を前記電子部品毎に実行する電子部品実装用装置であって、
前記作業を実行する作業ヘッドを備え、前記作業ヘッドを前記基板において前記作業が実行される作業位置に対して昇降させることにより前記作業を実行する作業動作機構と、
前記基板の上面の高さ位置を任意の計測点において計測する高さ計測手段と、
個別の前記作業位置毎に、当該作業位置の基板における位置座標を示す作業位置情報と、当該作業において前記作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに作業対象となる電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報とを予め対応させた作業データを記憶する作業情報記憶部と、
前記作業情報記憶部から作業データを読み出し、この作業データに基づいて前記作業動作機構を制御することにより、前記作業ヘッドに作業を実行させる作業制御部とを備え、
前記作業制御部は、作業対象となる電子部品が前記第１区分に属するものである場合には、前記基板の上面の複数の高さ計測点を対象として得られた高さ計測結果を用いて算出された基板の上面の近似曲面より導出される近似作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させ、
作業対象となる電子部品が前記第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として前記高さ計測手段によって個別に基板高さを計測して取得された個別作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させるように前記作業動作機構を制御することを特徴とする電子部品実装用装置。
【請求項２】
前記電子部品実装用装置は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成された電子部品実装ラインを構成する１つの装置であり、前記作業制御部は、この電子部品実装ラインに設けられた高さ計測装置によって算出された基板の上面の近似曲面を用いて前記近似作業位置高さを導出することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用装置。
【請求項３】
前記電子部品実装用装置は、前記高さ計測手段によって基板の上面の近似曲面を算出するための高さ計測を行い、前記作業制御部は、当該電子部品実装用装置によって算出された基板の上面の近似曲面を用いて前記近似作業位置高さを導出することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用装置。
【請求項４】
電子部品が実装される基板を対象として、作業動作機構に備えられた作業ヘッドを前記基板において作業が実行される作業位置に対して昇降させることにより、電子部品実装用の所定の作業を前記電子部品毎に実行する電子部品実装用の作業実行方法であって、
個別の前記作業位置毎に、当該作業位置の基板における位置座標を示す作業位置情報と、当該作業において前記作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに作業対象となる電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報とを予め対応させた作業データを記憶させる作業情報記憶工程と、
前記記憶された作業データを読み出し、この作業データに基づいて前記作業動作機構を制御することにより、前記作業ヘッドの作業を実行させる作業実行工程とを含み、
前記作業実行工程において、作業対象となる電子部品が前記第１区分に属するものである場合には、前記基板の上面の複数の高さ計測点を対象として得られた高さ計測結果を用いて算出された基板の上面の近似曲面より導出される近似作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させ、
作業対象となる電子部品が前記第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として個別に基板高さを計測して取得された個別作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させることを特徴とする電子部品実装用の作業実行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を対象として電子部品実装用の作業を実行する電子部品実装用装置および電子部品実装用の作業実行方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装して実装基板を生産する電子部品実装ラインは、基板に電子部品接合用のペーストや接着剤などの粘性体を塗布する塗布装置や塗布後の基板に電子部品を搭載する部品実装装置など、異なる作業機能を備えた複数の電子部品実装用装置を連結して構成されている。このような電子部品実装用装置は、上流側から下流側に基板を搬送しながら、各装置に備えられた部品実装ヘッドや塗布ヘッドなどの作業ヘッドによって、基板に対して部品搭載作業や粘性体の塗布作業など、各装置毎に所定の電子部品実装用の作業を行うようになっている。
【０００３】
しかしながら、近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる実装基板には高密度・高精度の実装形態が求められて小型化・薄化が進行しており、基板の反り変形が生じやすくなってきている。例えば、剛性の乏しい薄型の樹脂製の基板などでは基板面において局部的に変形状態が異なる複雑な反り変形を示す場合がある。
【０００４】
このため、基板面に電子部品接合用の樹脂を塗布する塗布装置においては、基板の反り変形に起因して塗布ノズルと基板面との塗布高さが作業部位毎に異なることから、正常な塗布量、塗布形状を確保することができず、次工程での実装不良の原因となる。また半導体パッケージを搭載する実装装置では、半導体パッケージをそのまま複雑な反り変形を生じた基板に搭載すると、半田バンプが基板の電極に正常に半田接合されず、導通不良や接合強度不足などの接合不良が生じやすい。
【０００５】
このような基板の反り変形に起因する不具合を極力防止する対策として、基板面に設定された複数の測定箇所の高さ測定結果から予め基板面の形状を数式近似した曲面モデルを準備しておき、作業実行に際してはこの曲面モデルを用いて作業位置における作業高さを求めて補正する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す例では、基板面に通常の測定箇所以外に補助測定箇所を設定することにより、測定箇所が切欠き部に位置しているような場合など、基板面の不連続による局所的な変位量の増減が曲面モデルの想定に影響を与えることを防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６３７６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上述の特許文献に示す例を含め、基板面の反り変形を数式によって示される曲面モデルで近似する従来技術には、作業対象となる電子部品について求められる精度レベルの精緻化に起因して、以下のような難点が生じる。すなわち、前述のように高密度・高精度の実装形態においては、部品実装高さや塗布高さなどの作業高さを従来と比較してより高精度に制御することが求められる。ところが、予め基板面を計測して求められた曲面モデルはあくまでも数式近似によって求められたものであることから、局部的な凹凸を有する実際の基板に適用した場合において、作業位置によっては基板面の正しい作業高さを示さず、良好な作業品質を確保することができない。
【０００８】
またこのような基板の局部的な変形に起因する不具合を防止するために、個々の電子部品に対応した作業位置のそれぞれについて個別に高さ計測を行うことも考えられるが、部品実装点数が多い基板を対象とする場合には高さ計測に多大な時間を要し、生産性の大幅な低下が避けられない。このように、従来の電子部品実装用装置および電子部品実装用の作業実行方法には、部品の実装品質や樹脂の塗布品質などの作業品質と生産性の向上とを両立させることが困難であるという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、作業品質と生産性の向上とを両立させることができる電子部品実装用装置および電子部品実装用の作業実行方法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】
【００１０】
本発明の電子部品実装用装置は、電子部品が実装される基板を対象として、電子部品実装用の所定の作業を前記電子部品毎に実行する電子部品実装用装置であって、前記作業を実行する作業ヘッドを備え、前記作業ヘッドを前記基板において前記作業が実行される作業位置に対して昇降させることにより前記作業を実行する作業動作機構と、前記基板の上面の高さ位置を任意の計測点において計測する高さ計測手段と、個別の前記作業位置毎に、当該作業位置の基板における位置座標を示す作業位置情報と、当該作業において前記作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに作業対象となる電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報とを予め対応させた作業データを記憶する作業情報記憶部と、前記作業情報記憶部から作業データを読み出し、この作業データに基づいて前記作業動作機構を制御することにより、前記作業ヘッドに作業を実行させる作業制御部とを備え、前記作業制御部は、作業対象となる電子部品が前記第１区分に属するものである場合には、前記基板の上面の複数の高さ計測点を対象として得られた高さ計測結果を用いて算出された基板の上面の近似曲面より導出される近似作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させ、作業対象となる電子部品が前記第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として前記高さ計測手段によって個別に基板高さを計測して取得された個別作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させるように前記作業動作機構を制御する。
【００１１】
本発明の電子部品実装用の作業実行方法は、電子部品が実装される基板を対象として、作業動作機構に備えられた作業ヘッドを前記基板において作業が実行される作業位置に対して昇降させることにより、電子部品実装用の所定の作業を前記電子部品毎に実行する電子部品実装用の作業実行方法であって、個別の前記作業位置毎に、当該作業位置の基板における位置座標を示す作業位置情報と、当該作業において前記作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに作業対象となる電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報とを予め対応させた作業データを記憶させる作業情報記憶工程と、前記記憶された作業データを読み出し、この作業データに基づいて前記作業動作機構を制御することにより、前記作業ヘッドの作業を実行させる作業実行工程とを含み、前記作業実行工程において、作業対象となる電子部品が前記第１区分に属するものである場合には、前記基板の上面の複数の高さ計測点を対象として得られた高さ計測結果を用いて算出された基板の上面の近似曲面より導出される近似作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させ、作業対象となる電子部品が前記第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として個別に基板高さを計測して取得された個別作業位置高さに基づいて前記作業ヘッドを昇降させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報を予め作業データとして記憶させておき、作業実行工程において、作業対象となる電子部品が第１区分に属するものである場合には、基板の上面の複数の高さ計測点を対象として得られた高さ計測結果を用いて算出された基板の上面の近似曲面より導出される近似作業位置高さに基づいて作業ヘッドを昇降させ、作業対象となる電子部品が第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として個別に基板高さを計測して取得された個別作業位置高さに基づいて作業ヘッドを昇降させることにより、対象となる電子部品に必要とされる精度に応じて作業ヘッドに昇降動作を行わせることができ、作業品質と生産性の向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成を示す平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置の構成および機能の説明図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置の構成および機能の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置において用いられる作業データのデータ内容を示す図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置における基板の作業位置の説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置における電子部品の高さ精度区分の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装用装置における近似作業位置高さおよび個別作業位置高さの説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装用の作業実行方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず図１を参照して、電子部品実装ライン１の構成を説明する。電子部品実装ライン１は、複数の電子部品実装用装置（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を直列に連結して構成されている。これらの装置は電子部品が実装される基板を対象として電子部品実装用の所定の作業を電子部品毎に実行する機能を有するものであり、管理コンピュータ３０（図４参照）によって統括して制御されることにより、同一の基板３を対象として各装置によって順次部品実装用の作業が実行される。ここでは、電子部品実装ライン１において上流側装置によって半田接合用のペーストが印刷された基板３が、最上流（図面において左端側）に位置する検査計測・塗布装置Ｍ１に搬入され、電子部品実装ライン１内をＸ方向（基板搬送方向）に順次搬送され、下流に位置する部品実装装置Ｍ２，Ｍ３による作業の対象となる。本実施の形態においては、基板３として薄型の樹脂基板など反り変形を生じやすい種類のものを生産対象としている。
【００１５】
次に、電子部品実装ライン１における各装置の個別構成について説明する。検査計測・塗布装置Ｍ１は、上流側装置において半田接合用のクリーム半田が印刷された基板３を対象として、樹脂接着剤の塗布作業を行う樹脂塗布部８、塗布前後の検査作業および作業対象となる基板３の上面の高さを計測を行う検査計測部６を基板搬送機構２を挟んで対向して配置した構成となっている。検査計測・塗布装置Ｍ１には、Ｙ軸移動テーブル４およびＹ軸移動テーブル４によってＹ方向へ移動自在な２つのＸ軸移動テーブル５が配設されており、図２（ａ）に示すように、検査計測部６側のＸ軸移動テーブル５には検査計測ヘッド７が装着されており、樹脂塗布部８側のＸ軸移動テーブル５には塗布ヘッド９が装着されている。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、検査計測ヘッド７の保持プレート７ａには検査用の撮像カメラ２０およびレーザ変位計などの高さ計測器２１が装着されており、Ｙ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５を駆動することにより、撮像カメラ２０、高さ計測器２１は基板３の上方の任意の位置に進出する。これにより、撮像カメラ２０は基板３上面の任意の検査対象の認識位置ＰＲを撮像する。そしてこの撮像結果を認識処理することにより、所定の検査が実行される。また高さ計測器２１は基板３の上面に設定された任意の高さ計測点ＰＨの上方に位置して、当該高さ計測点ＰＨの高さ計測を行う。これにより、基板３の上面の高さを示す高さ計測データが取得される。上記構成において、Ｙ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５および撮像カメラ２０、高さ計測器２１は、検査計測機構４４（図４参照）を構成する。
【００１７】
検査計測・塗布装置Ｍ１に配置された検査計測部６は、電子部品実装ライン１を構成する複数の電子部品実装用装置のうち、最上流に位置する電子部品実装用装置に設けられた高さ計測装置となっている。本実施の形態に示す電子部品実装用の作業方法においては、この高さ計測装置によって反り変形を生じやすい基板３の上面の複数の高さ計測点を対象として高さ計測を実行し、得られた高さ計測結果を用いて基板３の上面の反り変形形状を近似的に表す近似曲面を算出するようにしている（図８参照）。そして検査計測・塗布装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３による作業実行に際しては、この近似曲面に基づいて作業位置における基板３の作業位置高さを近似的に導出し、この近似作業位置高さに基づいて作業ヘッドを昇降させるようにしている。
【００１８】
図２（ｃ）に示すように、塗布ヘッド９の保持プレート９ａにはディスペンサ２２が昇降自在に保持されており、ディスペンサ２２は下部に装着された塗布ノズル２２ａから電子部品接合用の樹脂接着剤１４を吐出する機能を有している。Ｙ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５を駆動することにより塗布ヘッド９は基板３の任意位置に移動し、ここで塗布ノズル２２ａを下降させて電子部品固着用の樹脂接着剤１４を吐出することにより、基板３上の塗布位置ＰＤに樹脂接着剤１４を塗布する。Ｙ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５およびディスペンサ２２は、塗布機構４５（図４参照）を構成する。
【００１９】
部品実装装置Ｍ２，Ｍ３は、２つの部品実装部１０を基板搬送機構２を挟んで対向して配置した構成となっている。部品実装部１０は、上流側装置において半田接合用のクリーム半田が印刷されさらに樹脂接着剤１４の塗布作業が行われた状態の基板３に対して電子部品を実装する部品実装作業に加えて、作業対象となる基板３の上面の高さを計測する機能を有している。部品実装装置Ｍ２，Ｍ３にはいずれも、Ｙ軸移動テーブル４およびＹ軸移動テーブル４によってＹ方向へ移動自在な２つのＸ軸移動テーブル５が配設されており、図３（ａ）に示すように、それぞれのＸ軸移動テーブル５には実装ヘッド１３が装着されている。
【００２０】
基板搬送機構２の両側方には、それぞれの実装ヘッド１３に対応して部品供給部１１が配設されており、部品供給部１１には複数のテープフィーダ１２が台車１５に並列保持された形態で配置されている。台車１５にはキャリアテープ１７を卷回収納する供給リール１６が各テープフィーダ１２毎に装着されており、供給リール１６から引き出されたキャリアテープ１７は、各テープフィーダ１２によって実装ヘッド１３によるピックアップ位置に送られる。
【００２１】
実装ヘッド１３は複数の単位移載ヘッド２３を保持プレート１３ａに保持させた構成の多連型ヘッドであり、各単位移載ヘッド２３の下端部には、電子部品１８を吸着保持する吸着ノズル２３ａが装着されている。実装ヘッド１３を部品供給部１１に移動させて、吸着ノズル２３ａをテープフィーダ１２のピックアップ位置に対して下降させることにより、実装ヘッド１３はテープフィーダ１２から電子部品を取り出す。そしてこの状態で、Ｙ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５を駆動することにより実装ヘッド１３は基板３の上方に移動させ、ここで吸着ノズル２３ａを下降させることにより、図３（ｃ）（イ）に示すように、保持した電子部品１８を基板３に設定された部品実装位置ＰＭに実装する。Ｙ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５および実装ヘッド１３は、部品実装機構５４（図４参照）を構成する。
【００２２】
また保持プレート１３ａの下部には、Ｘ軸移動テーブル５の下面側に位置して基板認識カメラ２４およびレーザ変位計などの高さ計測器２５が実装ヘッド１３と一体的に移動可能に配設されている。図３（ｃ）（ロ）に示すように、基板認識カメラ２４、高さ計測器２５を基板３の上方の任意の位置に進出させることにより、基板認識カメラ２４は基板３上面の任意の認識位置ＰＲを撮像し、この撮像結果を認識処理することにより、認識位置ＰＲの位置が認識される。また高さ計測器２５は基板３上面に設定された任意の高さ計測点ＰＨに位置して高さ計測点ＰＨの高さ計測を行う。これにより、基板３上面の高さを示す高さ計測データが取得される。
【００２３】
次に図４を参照して、制御系の構成を説明する。図４に示すように、検査計測・塗布装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３は，ＬＡＮシステム２６を介して管理コンピュータ３０に接続されており、検査計測・塗布装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３は、管理コンピュータ３０によって統括して管理される。管理コンピュータ３０は、ライン制御部３１、記憶部３２、通信部３３を備えており、ライン制御部３１は電子部品実装ライン１の各装置による作業動作の全体管理を行う。記憶部３２は、検査計測作業データ３２ａ、塗布作業データ３２ｂ、実装作業データ３２ｃ、高さ計測データ３２ｄを記憶する。これらのデータは、以下に説明する検査計測・塗布装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３の作業実行にて使用されるデータである。通信部３３はＬＡＮシステム２６を介して他装置と接続されており、これら他装置との間で上述の各データ等の授受を行う。
【００２４】
検査計測・塗布装置Ｍ１は、検査計測制御部４０、塗布制御部４１、記憶部４２、通信部４３、機構駆動部４６を備えている。検査計測制御部４０は、機構駆動部４６を制御することにより検査計測機構４４を駆動する。これにより撮像カメラ２０によって基板３の認識位置ＰＲを撮像する検査動作、高さ計測器２１によって基板３の高さ計測点ＰＨの高さ計測を行う計測動作が実行される。塗布制御部４１は、機構駆動部４６を制御することにより塗布機構４５を駆動する。これにより、ディスペンサ２２によって基板３の塗布位置ＰＤに樹脂接着剤１４を吐出する塗布動作が実行される。
【００２５】
記憶部４２には検査計測作業データ４２ａ、塗布作業データ４２ｂ、高さ計測データ４２ｃが記憶されている。検査計測作業データ４２ａは、撮像カメラ２０による検査動作、高さ計測器２１による計測動作を実行するための作業データであり、これにより検査や計測の実行対象となる作業位置などが特定される。塗布作業データ４２ｂは、ディスペンサ２２による塗布動作を実行するための作業データであり、塗布動作の対象となる塗布作業位置や塗布量など、塗布作業実行に必要な項目が特定される。高さ計測データ４２ｃには、高さ計測器２１によって計測された高さ計測結果に加えて、この高さ計測結果から算出された近似曲面を示すデータが含まれる。
【００２６】
通信部４３はＬＡＮシステム２６を介して他装置と接続されており、これら他装置との間で上述の各データ等の授受を行う。管理コンピュータ３０の記憶部３２に記憶された検査計測作業データ３２ａ、塗布作業データ３２ｂと同一内容のデータが、通信部４３、ＬＡＮシステム２６を介して検査計測・塗布装置Ｍ１に送られ、検査計測作業データ４２ａ、塗布作業データ４２ｂとして記憶部４２に記憶される。また検査計測・塗布装置Ｍ１にて取得された高さ計測データ４２ｃはＬＡＮシステム２６を介して管理コンピュータ３０に送信され、記憶部３２に高さ計測データ３２ｄとして記憶される。なお、管理コンピュータ３０を介さず、検査計測・塗布装置Ｍ１から部品実装装置Ｍ２に高さ計測データ４２ｃを送信して、記憶部３２に記憶させるようにしてもよい。
【００２７】
部品実装装置Ｍ２、Ｍ３は、実装制御部５０、記憶部５１、機構駆動部５２、部品実装機構５４を備えており、実装制御部５０は、実装ヘッド１３による作業動作、すなわち実装ヘッド１３の各単位移載ヘッド２３による部品実装動作、基板認識カメラ２４、高さ計測器２５による基板認識、高さ計測動作を制御する。記憶部５１は、実装作業データ５１ａ、計測作業データ５１ｂ、高さ計測データ５１ｃを記憶する。実装作業データ５１ａは、単位移載ヘッド２３による部品実装動作を実行するための作業データであり、部品実装の対象となる実装作業位置や実装される電子部品の種類などが規定される。計測作業データ５１ｂは、高さ計測器２５による計測動作を実行するための作業データである。高さ計測データ５１ｃには、検査計測・塗布装置Ｍ１によって取得された高さ計測結果およびこの高さ計測結果から算出された近似曲面を示すデータならびに当該部品実装装置Ｍ２、Ｍ３によって取得された高さ計測結果を示すデータが含まれる。機構駆動部５２は、実装制御部５０によって制御されて、部品実装機構５４を駆動する。通信部５３はＬＡＮシステム２６を介して他装置と接続されており、これら他装置との間で上述の各データ等の授受を行う。
【００２８】
上記構成において、検査計測・塗布装置Ｍ１における塗布ヘッド９、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３における実装ヘッド１３は、電子部品実装用の所定の作業（樹脂塗布作業および部品実装作業）を実行する作業ヘッドであり、塗布機構４５、部品実装機構５４は、これらの作業ヘッドを基板３において作業が実行される作業位置に対して昇降させることにより作業を実行する作業動作機構となっている。そして検査計測・塗布装置Ｍ１におけるＹ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５および高さ計測器２１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３におけるＹ軸移動テーブル４、Ｘ軸移動テーブル５および高さ計測器２５は、基板３の上面の高さ位置を任意の計測点において計測する高さ計測手段となっている。
【００２９】
次に図５、図６，図７を参照して本実施の形態に示す電子部品実装用装置において用いられる作業データ、すなわち検査計測・塗布装置Ｍ１において塗布機構４５による塗布作業動作に用いられる塗布作業データ３２ｂ、４２ｂおよび部品実装装置Ｍ２、Ｍ３において部品実装機構５４による部品実装作業に用いられ、記憶部３２、記憶部５１に記憶される実装作業データ３２ｃ、５１ａの構成について説明する。
【００３０】
図５に示すように、作業データは、作業対象となる１つの基板３において作業が実行される樹脂塗布位置や部品実装位置などの作業位置を個別に特定する作業位置番号６０に、作業位置座標６１、部品種類６２、高さ精度区分６３を対応させたデータ構成となっている。作業位置座標６１は、図６に示すように、当該作業位置番号６０の基板３におけるＸＹ位置座標を示す作業位置情報であり、これにより、作業対象の基板３における位置が特定される。なお、作業位置座標６１としては、電子部品の部品中心点や特定のコーナ点など、実装対象となる電子部品の基板３における位置を特定可能な特徴点を選択することができる。
【００３１】
部品種類６２は、当該作業位置に対応する電子部品の種類を示しており、高さ精度区分６３は部品種類６２によって特定される電子部品を対象として作業ヘッドによる作業を実行するに際して必要とされる高さ精度、すなわち作業ヘッドの下降時の停止目標位置精度の区分を、第１区分（１）、第２区分（２）に分けて規定する。すなわち、高さ精度区分６３は、当該作業において作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を、通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに、作業対象となる電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報である。図５に示す作業データは、この高さ精度区分情報と前述の作業位置情報とを予め対応させて構成されており、検査計測・塗布装置Ｍ１における記憶部４２および部品実装装置Ｍ２、Ｍ３における記憶部５１は、これらの作業データを記憶する作業情報記憶部となっている。
【００３２】
検査計測・塗布装置Ｍ１においては、塗布制御部４１は作業情報記憶部である記憶部４２から塗布作業データ４２ｂを読み出し、塗布作業データ４２ｂに基づいて作業動作機構である塗布機構４５を制御することにより、ディスペンサ２２を備えた塗布ヘッド９に樹脂塗布作業を実行させる。また部品実装装置Ｍ２、Ｍ３においては、実装制御部５０は作業情報記憶部である記憶部５１から実装作業データ５１ａを読み出し、実装作業データ５１ａに基づいて作業動作機構である部品実装機構５４を制御することにより、単位移載ヘッド２３を備えた実装ヘッド１３に部品実装作業を実行させる。したがって、塗布制御部４１、実装制御部５０は、作業情報記憶部から作業データを読み出し、この作業データに基づいて作業動作機構を制御することにより、作業ヘッドに作業を実行させる作業制御部となっている。
【００３３】
ここで高さ精度区分について図７を参照して説明する。高さ精度区分において第１区分（１）に区分される電子部品の種類例としては、両端に端子部１８ｂが形成された矩形のチップ型部品１８Ｂがある。チップ型部品１８Ｂが実装される実装位置を対象とする樹脂塗布作業においては、図７（ａ）（ロ）に示すように、塗布目的は所定量の樹脂接着剤１４を塗布することにあることから、塗布ノズル２２ａの下降目標位置には高い精度は必要とされない。またチップ型部品１８Ｂを対象とする部品実装作業においても、図７（ｂ）（ロ）に示すように、吸着ノズル２３ａに吸着保持されたチップ型部品１８Ｂを予め電極３ｂに印刷されたクリーム半田１９に着地させることで足りることから、吸着ノズル２３ａの下降目標位置には高い精度は必要とされない。
【００３４】
高さ精度区分において第２区分（２）に区分される電子部品の種類例としては、下面に接続用のバンプ１８ａが形成されたバンプ付き部品１８Ａがある。バンプ付き部品１８Ａが実装される実装位置を対象とする樹脂塗布作業では、図７（ａ）（イ）に示すように、バンプ付き部品１８Ａのコーナを補強するために、上面３ａからの高さが所定高さＨＤで樹脂接着剤１４を塗布することを目的とする。このときの所定高さＨＤはバンプ付き部品１８Ａの高さサイズによって規定されることから、塗布ノズル２２ａの下降目標位置には高い精度が必要とされる。
【００３５】
またバンプ付き部品１８Ａを対象とする部品実装作業においても、図７（ｂ）（イ）に示すように、吸着ノズル２３ａに吸着保持されたバンプ付き部品１８Ａのバンプ１８ａを電極３ｂに規定押圧量で当接させる必要がある。したがって部品実装時には、上面３ａからバンプ１８ａを含めたバンプ付き部品１８Ａの実装高さＨＭの高さ位置まで、吸着ノズル２３ａを高精度で下降させることが求められ、塗布ノズル２２ａの下降目標位置には高い精度が必要とされる。
【００３６】
このように、本実施の形態に示す電子部品実装ライン１において、反り変形を生じやすい基板３に実装される電子部品１８は全て予め第１区分、第２区分のいずれに属するかが判定され、作業データ中の高さ精度区分６３にその区分が特定される。そして検査計測・塗布装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３にてこれらの電子部品を対象とした作業を実行する際には、作業制御部である塗布制御部４１、実装制御部５０は、作業対象となる電子部品１８が高さ精度区分の第１区分、第２区分のいずれに属するものであるかによって、作業ヘッドを昇降させる際の作業位置高さの基準を使い分けるようにしている。すなわち、当該基板３について予め行った高さ計測結果より算出された基板３の上面の近似曲面より導出される近似作業位置高さと、個別に基板高さを計測して取得された個別作業位置高さとを使い分ける。
【００３７】
基板３の上面の近似曲面について説明する。図８（ａ）に示すように、基板３の上面にはマトリックス状に複数の高さ計測点ＰＨｉｊ（ここでは、ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）が設定されている。そしてこれらの高さ計測点ＰＨｉｊは、検査計測・塗布装置Ｍ１にて検査計測ヘッド７の高さ計測器２１による高さ計測の対象となり、この高さ計測によって得られた高さ計測結果を用いて、図８（ｂ）に示すように、当該基板３の上面の形状を所定の数式によって近似した近似曲面ＣＳが算出される。なお近似曲面の算出に際しては、必要とされる精度レベルに応じて近似形式を適宜選択することが可能である。最も簡略な形式では、基板３の平面において反り量が少ない方向（図８に示す例ではＸ方向）についての変形は無視し、基板３のＹ方向の断面形状を所定の数式で近似して近似曲面ＣＳとする。
【００３８】
作業対象となる電子部品１８が高さ精度区分の第１区分である場合には、上述の近似曲面ＣＳより導出される近似作業位置高さに基づいて、作業ヘッドのディスペンサ２２、単位移載ヘッド２３を昇降させるように塗布機構４５、部品実装機構５４を制御する。すなわち、図８（ｂ）に示す近似作業位置高さＨ１を基板３の上面３ａであると見なして、作業ヘッドを昇降させる。この場合には、実際の基板３の上面３ａの高さ位置とはΔｈだけ誤差が生じるが、前述のように、第１区分に属する電子部品については、下降目標位置の設定において高い精度は必要とされないことから、作業品質上の不具合は発生しない。
【００３９】
これに対し、作業対象となる電子部品１８が高さ精度区分の第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として高さ計測手段、すなわち検査計測・塗布装置Ｍ１においては検査計測ヘッド７の高さ計測器２１によって、また部品実装装置Ｍ２，Ｍ３においては実装ヘッド１３の高さ計測器２５によって、個別に基板高さを計測して個別作業高さを取得する。そして取得された個別作業位置高さに基づいて、作業ヘッドのディスペンサ２２、単位移載ヘッド２３を昇降させるように塗布機構４５、部品実装機構５４を制御する。すなわち、基板３上の作業位置において、図８（ｂ）に示すように、上面３ａを直接高さ計測手段による高さ計測の対象として個別作業位置高さＨ２を取得することにより、前述の誤差Δｈを排除して高い精度の作業品質を確保することができる。なお、検査計測・塗布装置Ｍ１によって測定された個別作業位置高さＨ２を、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３によって取得するようにしてもよい。
【００４０】
上述構成において、電子部品実装用装置としての検査計測・塗布装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３は、複数の電子部品実装用装置を連結して構成された電子部品実装ライン１を構成する１つの装置であり、作業制御部である塗布制御部４１、実装制御部５０は、この電子部品実装ライン１に設けられた高さ計測装置である検査計測部６によって算出された基板３の上面３ａの近似曲面ＣＳを用いて近似作業位置高さＨ１を導出するようにしている。
【００４１】
そして算出された近似曲面ＣＳのデータは、高さ計測データ４２ｃとして記憶部４２に記憶されるとともに、管理コンピュータ３０に送られて記憶部３２に高さ計測データ３２ｄとして記憶され、さらに部品実装装置Ｍ２、Ｍ３に送られて記憶部５１に高さ計測データ５１ｃとして記憶される。すなわち電子部品実装ライン１の最上流に位置する検査計測・塗布装置Ｍ１において近似曲面ＣＳ算出のための高さ計測を行うことにより、下流装置では新たに近似曲面ＣＳ算出のための高さ計測を行う必要がない。
【００４２】
なお本実施の形態においては、電子部品実装用装置として、基板搬送機構２を挟んで検査計測部６，樹脂塗布部８，部品実装部１０を対向配置した構成例を示しているが、これら各部の機能を基板搬送機構２に沿って単体で配置した構成のものであってもよい。また上述構成例のように複数装置によって電子部品実装ライン１を構成せず、検査計測・塗布装置Ｍ１や部品実装装置Ｍ２、Ｍ３を単独装置として用いる場合には、各装置が備えた高さ計測手段、例えば部品実装装置Ｍ２、Ｍ３における高さ計測器２５によって基板３の上面３ａの近似曲面ＣＳを算出するための高さ計測を実行するようにしてもよい。この場合には実装制御部５０は、当該部品実装装置Ｍ２、Ｍ３によって算出された近似曲面ＣＳの近似式を用いて近似作業位置高さを導出する。この場合においても、作業ヘッドの昇降動作に高い精度が必要とされる高さ区分２についてのみ個別作業位置高さの計測を実行すればよいことから、作業品質と生産性の向上との両立が可能となっている。
【００４３】
次に、電子部品実装ライン１において、電子部品１８が実装される基板３を対象として、作業動作機構に備えられた作業ヘッドを基板３において作業が実行される作業位置に対して昇降させることにより、電子部品実装用の所定の作業を電子部品１８毎に実行する電子部品実装用の作業実行方法について、図９のフローに則して各図を参照して説明する。
【００４４】
まず、１つの基板種を対象とした生産の開始に先立って、作業位置情報と高さ精度区分情報とを対応させた作業データ（図５参照）を記憶させる（ＳＴ１）。すなわち、個別の作業位置毎に、当該作業位置の基板３における位置座標を示す作業位置情報と、当該作業において作業ヘッドの昇降動作に必要とされる高さ精度を、通常の高さ精度の第１区分および高精度の高さ精度が必要とされる第２区分とに作業対象となる電子部品の種類に応じて区分した高さ精度区分情報とを予め対応させた作業データを記憶させる（作業情報記憶工程）。
【００４５】
次いで作業実行が開始される（ＳＴ２）。まず基板３は最上流の検査計測・塗布装置Ｍ１に搬入され、ここで検査計測部６の検査計測ヘッド７を基板３の上方に進出させて、基板３上面の近似曲面ＣＳ算出用の高さ計測が実行される（ＳＴ３）。そしてこの高さ計測結果に基づき、検査計測制御部４０によって近似曲面ＣＳを算出する（ＳＴ４）。算出された近似曲面ＣＳのデータは、高さ計測データ４２ｃとして記憶部４２に記憶されるとともに、管理コンピュータ３０に送られて記憶部３２に高さ計測データ３２ｄとして記憶され、さらに部品実装装置Ｍ２、Ｍ３に送られて記憶部５１に高さ計測データ５１ｃとして記憶される。
【００４６】
次の（ＳＴ５）以降は、検査計測・塗布装置Ｍ１における塗布ヘッド９による作業、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３における実装ヘッド１３の作業の双方を示している。まず作業データ読み出しが行われる（ＳＴ５）。すなわち、検査計測・塗布装置Ｍ１においては、記憶部４２から塗布作業データ４２ｂが読み出され、部品実装装置Ｍ２、Ｍ３においては記憶部５１から実装作業データ５１ａが読み出される。そして読み出された塗布作業データ４２ｂに基づいて塗布制御部４１が塗布機構４５を制御することにより、塗布ヘッド９による樹脂塗布作業が実行され、実装作業データ５１ａに基づいて実装制御部５０が部品実装機構５４を制御することにより、実装ヘッド１３による部品実装作業が実行される（作業実行工程）。
【００４７】
この作業実行工程においては、まず作業対象となる電子部品の高さ精度区分が第１区分、第２区分のいずれであるかが、作業データ（図５参照）を参照することにより確認される（ＳＴ６）。ここで作業対象となる電子部品が第１区分に属するものである場合には、図８にて説明した近似曲面ＣＳより近似作業高さを導出する（ＳＴ７）。そして作業対象となる電子部品が第２区分に属するものである場合には、当該作業位置を対象として個別に基板高さを計測して個別作業位置高さを取得する（ＳＴ８）。この後、作業高さ位置、すなわち近似作業位置高さＨ１または個別作業位置高さＨ２に基づいて、塗布ヘッド９におけるディスペンサ２２、実装ヘッド１３における単位移載ヘッド２３を昇降させる（ＳＴ９）。これにより、塗布ヘッド９による樹脂塗布作業、実装ヘッド１３による部品実装作業が実行される（ＳＴ１０）。
【００４８】
上述の作業実行方法により、作業対象となる電子部品に部品実装高さや塗布高さなどの作業高さを高精度に制御することが求められる高精度部品が含まれている場合にあっても、各電子部品毎に必要とされる高さ精度に応じて作業ヘッドに昇降動作を行わせることができる。したがって個々の電子部品に対応した作業位置のそれぞれについて個別に高さ計測を行う場合に必要とされる生産性の低下を排除しつつ作業品質を確保することが可能となり、作業品質と生産性の向上とを両立させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の電子部品実装用装置および電子部品実装用の作業実行方法は、作業品質と生産性の向上とを両立させることができるという効果を有し、基板上で電子部品毎に作業ヘッドを昇降させて作業を実行する電子部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  電子部品実装ライン
３  基板
３ａ  上面
４  Ｙ軸移動テーブル
５  Ｘ軸移動テーブル
６  検査計測部
７  検査計測ヘッド
８  樹脂塗布部
９  塗布ヘッド
１０  部品実装部
１３  実装ヘッド
１４  樹脂接着剤
１８  電子部品
１８Ａ  バンプ付き部品
１８Ｂ  チップ型部品
２０  撮像カメラ
２１  高さ計測器
２２ａ  塗布ノズル
２３  単位移載ヘッド
２４  基板認識カメラ
２５  高さ計測器
Ｍ１  検査計測・塗布装置
Ｍ２，Ｍ３  部品実装装置
ＰＲ  認識位置
ＰＨ  高さ計測点
ＰＤ  塗布位置
ＰＭ  部品実装位置
ＣＳ  近似曲面
Ｈ１  近似作業位置高さ
Ｈ２  個別作業位置高さ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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