(57)【要約】【課題】  ノズルと基板の平面上の位置と両者の距離を正確に認識し、ノズルのずれの正確な補正を行い、位置精度の良い接着剤の塗布を可能とする接着剤塗布装置とする。【解決手段】    接着剤塗布装置に次の手段を付加した。  第１に、基板撮像手段を接着剤を吐出するノズルと一体に設ける。  第２に、ノズル吐出口の平面上の位置を認識するノズル撮像手段と、ノズル吐出口の高さ方向の位置を検出するノズル高さ検出手段とを設ける。  第３に、ノズル撮像手段によって基板撮像手段とノズル吐出口の平面上の位置関係を求める。  第４に、ノズル高さ検出手段によりノズル吐出口の高さ位置を求める。  第５に、求めた平面上の位置関係及び高さ位置をもとに、ノズルの移動を制御して接着剤を基板の所定位置に塗布する。【選択図】        図１
2006088103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端の吐出口から接着剤を吐出するノズルと、ノズルを移動させる移動手段と、接着剤が塗布される基板を保持する保持手段と、基板の位置を認識する基板撮像手段とを有し、基板撮像手段によって基板の位置を認識して所定の位置に接着剤を塗布する接着剤塗布装置において、前記基板撮像手段をノズルと一体に平面上を移動するように設けるとともに、ノズル吐出口の平面上の位置を認識するノズル撮像手段と、ノズル吐出口の高さ方向の位置を検出するノズル高さ検出手段とを設け、ノズル撮像手段によって基板撮像手段とノズル吐出口の平面上の位置関係を求めるとともに、ノズル高さ検出手段によりノズル吐出口の高さ位置を求め、求めた平面上の位置関係及び高さ位置をもとにノズルの移動を制御して接着剤を基板の所定位置に塗布することを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項２】
ノズル撮像手段と基板撮像手段の間に進退動可能なターゲットマークを設け、ノズル撮像手段によるターゲットマークの認識、基板撮像手段によるターゲットマークの認識及びノズル撮像手段によるノズル吐出口の認識から、ノズル吐出口と基板撮像手段の位置関係を求めることを特徴とする請求項１に記載の接着剤塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤塗布装置の改良に関するもので、詳しくは電子部品組立装置において基板と部品を接着するために使用する接着剤を基板に塗布するための装置の改良である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、接着剤塗布装置を使用して容器先端のノズルより接着剤を吐出し、基板上に塗布する接着剤塗布装置が存在した。この接着剤塗布装置は、ＸＹＺ軸駆動ロボットなどに取り付けてハンドリングし、事前にプログラミングされた軌跡で基板上に接着剤を塗布するものである。この種の接着剤塗布装置では、基板の画像を取り込んで画像処理装置により位置合わせ補正を行う必要がある。
【０００３】
更に、接着剤塗布装置において接着剤を吐出するノズルを交換した後にずれが生じることや、ある程度の稼働時間の経過後には熱膨張によるずれが生じることがあり、ノズルの位置ずれを調整する必要があった。この位置ずれを調整するため、従来技術では特許文献１に示されるように、仮の基板上にペーストを塗布し、その後、画像認識カメラで塗布されたペーストの位置を測定することによりノズルの位置ずれを検出し、ノズル位置を調整する手段が採用されていた。
【０００４】
しかし、上記手段による場合、ノズルと基板との距離により塗布量に差が生じる等が原因で、点状に仮塗布されるペーストの大きさや形状に必ず多少のばらつきが生じるのが現実であるため、ペーストの中心を画像処理して求める際に、中心の位置にずれが生じ、位置精度が上がらないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特許２７１３６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ノズルと基板の平面上の位置と両者の距離を正確に認識し、ノズルのずれの正確な補正ができ、位置精度の良い接着剤の塗布が可能な接着剤塗布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、先端の吐出口から接着剤を吐出するノズルと、ノズルを移動させる移動手段と、接着剤が塗布される基板を保持する保持手段と、基板の位置を認識する基板撮像手段とを有し、基板撮像手段によって基板の位置を認識して所定の位置に接着剤を塗布する接着剤塗布装置に次の手段を付加した。
【０００８】
第１に、前記基板撮像手段をノズルと一体に平面上を移動するように設ける。
第２に、ノズル吐出口の平面上の位置を認識するノズル撮像手段と、ノズル吐出口の高さ方向の位置を検出するノズル高さ検出手段とを設ける。
第３に、ノズル撮像手段によって基板撮像手段とノズル吐出口の平面上の位置関係を求める。
第４に、上記位置関係とともにノズル高さ検出手段によりノズル吐出口の高さ位置を求める。
第５に、求めた平面上の位置関係及び高さ位置をもとにノズルの移動を制御して接着剤を基板の所定位置に塗布する。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明に次の手段を追加したものである。
第１に、ノズル撮像手段と基板撮像手段の間に進退動可能なターゲットマークを設ける。
第２に、ノズル撮像手段によるターゲットマークの認識、基板撮像手段によるターゲットマークの認識及びノズル撮像手段によるノズル吐出口の認識から、ノズル吐出口と基板撮像手段の位置関係を求める。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、平面上の位置関係とともにノズル高さ検出手段によりノズルの高さ位置を求め、求めた平面上の位置関係及び高さ位置をもとにノズルの移動を制御して接着剤を基板の所定位置に塗布するものであるので、ノズルのずれの正確な補正ができ、位置精度の良い接着剤の塗布が可能な接着剤塗布装置となった。
【００１１】
第２の発明は、ノズル撮像手段と基板撮像手段の間に進退動可能なターゲットマークを設け、ノズル撮像手段によるターゲットマークの認識、基板撮像手段によるターゲットマークの認識及びノズル撮像手段によるノズル吐出口の認識から、ノズル吐出口と基板撮像手段の位置関係を求めて、ノズルの補正移動を行うものであるので、ノズル交換時などのキャリブレーション動作が精度良く行えるものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、本発明の１実施例である接着剤塗布装置の概略説明図である。図１中符号１は、接着剤が塗布される基板２が収容されたキャリヤであり、キャリヤ１には、収納凹部が所定の配列に形成されており、該収納凹部に基板２が収容されている。キャリヤ１は、供給部４に供給されてくるマガジン３に複数個段積みされて収容されており、供給部４では、１つのマガジン３にキャリヤ１がなくなると次のマガジン３が供給されてくるようになっている。
【００１３】
マガジン３から取り出されたキャリヤ１は、搬送路により接着剤塗布装置５を経て、図示されていない電子部品搭載装置に至り、そこで接着剤の上に電子部品を搭載した上で、接着剤を固め、更に、その後に収納装置に搬送される。尚、実施例で用いられる接着剤としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などがある。
【００１４】
接着剤塗布装置５は、先端の吐出口１１から接着剤を吐出するノズル６と、ノズル６を移動させる移動手段と、接着剤が塗布される基板２を保持する保持手段と、基板２の位置を認識する基板撮像手段たる基板観察カメラ７と、ノズル撮像手段たるノズル観察カメラ８と、ノズル６の吐出口１１の高さ方向の位置を検出するノズル高さ測定用変位センサ９と、進退動可能なターゲットマーク１０を有している。ノズル高さ測定用変位センサ９は、リニアエンコーダを内蔵した接触式の変位センサとしている。
【００１５】
ノズル６を移動させる移動手段としては、Ｘ軸方向（キャリヤ１の搬送方向と同方向）には、Ｘ軸駆動モータ１２で移動するＸテーブル１３、Ｙ軸方向（キャリヤ１の搬送方向と交差する方向）には、Ｙ軸駆動モータ１４で移動するＹテーブル１５、Ｚ軸方向（上下方向）には、Ｚ軸駆動モータ１６にてノズル６を上下動させるＺ軸駆動機構１７が存在する。
【００１６】
ノズル６は、Ｚ軸駆動機構１７に上下動可能に取り付けられており、Ｚ軸駆動機構１７は、固定のＺ軸フレーム１８によりＸテーブル１３上に取り付けられ、Ｘテーブル１３はＹテーブル１５上に取り付けられている。従って、ノズル６は、Ｙテーブル１５によってＹ軸方向に、Ｘテーブル１３によってＸ軸方向に、Ｚ軸駆動機構１７によりＺ軸方向に移動可能とされている。
【００１７】
固定のＺ軸フレーム１８には、基板観察カメラ７、照明リング１９及び基板高さ測定用レーザ変位センサ２０が下方に向かって固定されている。従ってＺ軸フレーム１８には基板観察カメラ７とＺ軸駆動機構１７が設けられており、基板観察カメラ７とノズル６とはＸ軸方向及びＹ軸方向へは一体として移動する。
【００１８】
接着剤が塗布される基板２を保持する保持手段は、搬送路の所定停止位置に図示されていない位置決めピンで位置決め保持されたキャリヤ１である。
【００１９】
ノズル観察カメラ８と、ノズル高さ測定用変位センサ９と、ターゲットマーク１０は、図示されていない装置本体のベースフレームに固定されている。勿論、ターゲットマーク１０は、ノズル観察カメラ８及び基板観察カメラ７の高さ方向中間位置に対して進退動可能とされている
【００２０】
次に本実施例による初期のキャリブレーション動作を図２のフロー図に従って説明する。第１工程は、ノズル６をＺ軸駆動機構１７に取り付けることである。第２工程として、ノズル６を、Ｘテーブル１３及びＹテーブル１５を駆動して、ノズル観察カメラ８の真上に移動する。第３工程として、ノズル観察カメラ８によりノズル６の吐出口１１を撮像し、第４工程として、ノズル観察カメラ８の中心に対するノズル６の吐出口１１の中心の位置認識をする。
【００２１】
次に第５工程として、ターゲットマーク１０がノズル観察カメラ８の真上に移動し、第６工程として、基板観察カメラ７が、Ｘテーブル１３及びＹテーブル１５を駆動してターゲットマーク１０の真上へ移動する。ここでの真上への移動とは、絶対位置としての真上ではなく、真上と設定した基準位置への移動である。
【００２２】
第７工程として、ノズル観察カメラ８が、ターゲットマーク１０を撮像し、第８工程として、ノズル観察カメラ８の中心に対するターゲットマーク１０の中心の位置を認識する。他方、第９工程として、基板観察カメラ７がターゲットマーク１０を撮像し、第１０工程として、基板観察カメラ７の中心に対するターゲットマーク１０の中心の位置を認識する。ここで第７、８工程と第９、１０工程を並行して動作させてもよい。
【００２３】
第１１工程として、ノズル６の吐出口１１と基板観察カメラ７の実際の位置関係を算出する。つまり、基板観察カメラ７の中心からノズル６の吐出口１１の中心のＸ軸方向及びＹ軸方向の距離を算出する。その後、第１２工程として、ターゲットマーク１０が、ノズル観察カメラ８の真上から退避し、第１３工程として、ノズル６が、ノズル高さ測定用変位センサ９の真上に移動する。
【００２４】
第１４工程として、ノズル６が設定した基準高さ位置まで下降し、第１５工程として、ノズル高さ測定用変位センサ９によりノズル６の実際の高さを検出し、第１６工程として、基準高さからのＺ軸方向のずれを算出する。以上で初期のキャリブレーション動作が終了する。このキャリブレーション動作では、ノズル６の撮像の後にターゲットマーク１０を撮像しているが、ターゲットマーク１０を撮像してからノズル６を撮像しても良い。更に、上記キャリブレーション動作では、ノズル６の平面上の位置測定を行ってから、ノズル６の高さ測定を行っているが、先にノズル６の高さを測定してから平面上の位置の測定をしても良い。
【００２５】
次に、本接着剤塗布装置５による接着剤塗布の動作について図３のフロー図に従い説明する。第１工程は、マガジン３から、第１のキャリヤ１を取り出し、第２工程として、所定の位置へ搬送する。この位置で第１のキャリヤ１は、位置決めピンで位置決め保持される。
【００２６】
第３工程として、基板観察カメラ７が、第１の基板２の上に移動し、第４工程として、基板観察カメラ７が、第１の基板２を撮像し、第５工程として、基板２の位置を認識し、基板観察カメラ７の中心から基板２の中心のＸ軸方向及びＹ軸方向の距離を算出する。第６工程として、第５工程で算出した距離とキャリブレーション時に求めた基板観察カメラ７とノズル６の吐出口１１の中心間の距離をもとに、基板２上の接着剤塗布位置へのＸ軸方向及びＹ軸方向のノズル移動距離を算出する。
【００２７】
第７工程として、ノズル６が、第１の基板２の塗布位置の真上に移動し、第８工程として、基板高さ測定用レーザ変位センサ２０にて、基板２の高さを測定する。第９工程として、ノズル６は、第８工程で求めた基板２の高さと、キャリブレーション時に求めたノズル６の高さのずれ量とから、基板２とノズル６の吐出口の距離が所定の塗布高さとなるノズル６のＺ軸方向の下降量を算出し、第１０工程として、ノズル６を塗布高さまで下降させ、第１１工程で、接着剤を塗布する。第１２工程として、基板観察カメラ７が、第１の基板２上に移動し、第１３工程として、接着剤の塗布状態を撮像して検査する。第１４工程は、基板観察カメラ７が、第２の基板２上に移動し、上記工程の動作を繰り返し行うことになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の１実施例である接着剤塗布装置の概略説明図
【図２】初期キャリブレーションのフロー図
【図３】接着剤塗布動作時のフロー図
【符号の説明】
【００２９】
１．．．．．キャリヤ
２．．．．．基板
３．．．．．マガジン
４．．．．．供給部
５．．．．．接着剤塗布装置
６．．．．．ノズル
７．．．．．基板観察カメラ
８．．．．．ノズル観察カメラ
９．．．．．ノズル高さ測定用変位センサ
１０．．．．ターゲットマーク
１１．．．．吐出口
１２．．．．Ｘ軸駆動モータ
１３．．．．Ｘテーブル
１４．．．．Ｙ軸駆動モータ
１５．．．．Ｙテーブル
１６．．．．Ｚ軸駆動モータ
１７．．．．Ｚ軸駆動機構
１８．．．．Ｚ軸フレーム
１９．．．．照明リング
２０．．．．基板高さ測定用レーザ変位センサ
【図１】
2006088103.tif 000003
【図２】
2006088103.tif 000004
【図３】
2006088103.tif 000005