(57)【要約】【課題】部品供給部からヘッド部への部品の供給開始を適正化して処理効率を高める。【解決手段】部品（Ｗｐ）を保持するシャトル（４７）を供給位置に移動させて供給位置で部品（Ｗｐ）を供給する供給装置（４，６）と、ヘッド部（２２）が供給位置に移動して供給位置に位置するシャトル（４７）から部品（Ｗｐ）を受け取った後で基板（Ｂ）の上方に移動して部品（Ｗｐ）を基板（Ｂ）に実装する、部品実装動作を実行する実装装置（２）と、供給位置を調整した上で供給装置（４）および実装装置（２）を制御してシャトル（４７）からの部品（Ｗｐ）の受取をヘッド部（２２）に実行させる制御装置（５）とを備えている。【選択図】図５
2019110154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を保持する部品保持部を供給位置に移動させて前記供給位置で前記部品を供給する供給装置と、
ヘッド部が前記供給位置に移動して前記供給位置に位置する前記部品保持部から前記部品を受け取った後で基板の上方に移動して前記部品を前記基板に実装する、部品実装動作を実行する実装装置と、
前記供給位置を調整した上で前記供給装置および前記実装装置を制御して前記部品保持部からの前記部品の受取を前記ヘッド部に実行させる制御装置と
を備えることを特徴とする部品実装機。
【請求項２】
請求項１に記載の部品実装機であって、
前記供給位置として標準の供給位置が設定されており、
前記供給装置は、前記部品を有する部品供給部と、前記標準の供給位置と異なる移載位置で前記部品供給部から前記部品を前記部品保持部に移載する部品移載部と、前記移載位置と前記供給位置との間で前記部品保持部を往復移動させる移動部とを有し、
前記制御装置は、前記標準の供給位置と前記移載位置との間で前記供給位置を調整する部品実装機。
【請求項３】
請求項１に記載の部品実装機であって、
前記供給位置として標準の供給位置が設定されており、
前記実装装置は前記部品実装動作を繰り返して行い、
前記部品保持部は前記部品を搭載したパレットであり、
前記供給装置は、前記標準の供給位置と異なる位置で前記パレットを収容するパレット収容部と、前記パレット収容部と前記標準の供給位置との間で前記パレットを往復移動させる移動部とを有し、
前記制御装置は、前記パレット収容部から前記標準の供給位置への前記パレットの移動を開始した後の最初の前記部品実装動作を行うために前記標準の供給位置と前記パレット収容部との間で前記パレットを静止させるとともに前記パレットの静止位置を前記供給位置として前記ヘッド部による前記パレットからの前記部品の受取を実行する部品実装機。
【請求項４】
請求項３に記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記最初の部品実装動作のうち前記パレットから前記部品を受け取った前記ヘッド部が前記基板の上方に移動する動作および前記ヘッド部が前記部品を前記基板に実装する動作のうちの一方を実行している間に、前記パレットの前記標準の供給位置への移動を再開させる部品実装機。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか一項に記載の部品実装機であって、
前記制御装置は、前記標準の供給位置と異なる少なくとも１つ以上の供給位置および前記標準の供給位置の各々について、前記供給位置への前記部品保持部の到着時刻または到着に要する時間を供給側到着情報として予測するとともに前記供給位置への前記ヘッド部の到着時刻または到着に要する時間を実装側到着情報として予測し、
前記供給側到着情報および前記実装側到着情報に基づいて前記供給位置を調整する部品実装機。
【請求項６】
部品を保持する部品保持部を供給位置に移動させる第１工程と、
ヘッド部を前記供給位置に移動させる第２工程と、
前記部品保持部および前記ヘッド部が前記供給位置に位置した状態で前記ヘッド部により前記部品保持部から前記部品を受け取る第３工程と、
前記部品保持部から前記部品を受け取った前記ヘッド部を前記供給位置から基板の上方に移動させ、前記ヘッド部により前記部品を前記基板に実装する第４工程とを備え、
前記供給位置を調整した後で前記第１工程ないし前記第４工程を実行することを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部品を保持する部品保持部および部品実装を行うヘッド部を供給位置に移動させ、ヘッド部が部品保持部から部品を受け取った後で基板の上方に移動し、当該部品を基板に実装する部品実装技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品をプリント基板上に実装するために、種々の部品実装機が提案されている。例えば特許文献１では、電子部品を供給するための部品供給装置と、部品供給装置より供給された電子部品をプリント基板上に部品を実装するヘッド部を有する実装装置とが設けられている。この部品供給装置は、電子部品を保持したパレットを収容するパレット収容部を有しており、部品供給を行う際にはパレットをパレット収容部から引き出す。一方、ヘッド部はパレット収容部から引き出されたパレットに保持されている電子部品を吸着して受け取った後、プリント基板の上方に移動し、当該電子部品をプリント基板に実装する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２８４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した部品実装機では、パレットの引出位置は固定されている。より詳しくは、パレットは実装装置に近接した位置まで引き出され、この位置で電子部品の供給を行う。つまり、当該位置が上記供給位置に相当し、ここにヘッド部がアクセスして部品吸着を行って部品を受け取る。このため、ヘッド部への部品の供給が行われる供給位置を実装位置に最も近接させることができ、ヘッド部が供給位置から実装位置に至るまでの時間を短縮して部品実装の効率化を図っていた。
【０００５】
しかしながら、ヘッド部が供給位置に移動してきた時点で供給位置へのパレットの移動が完了していない場合、パレットの到着までヘッド部は待機する必要がある。特に、比較的大型の部品が搭載されているパレットを供給位置に移動させる場合、パレットの移動速度を抑える必要がある。このことが待機時間の長期化を助長し、ヘッド部がパレットから部品を受け取るタイミングが遅れ、部品実装機の処理効率を低下させることがあった。
【０００６】
また、このような問題は、パレットを本発明の「部品保持部」の一例として使用する部品実装技術のみならず、例えばウエハからベアチップ（部品）を取出して基板上に実装する部品実装機においても発生することがある。このような部品実装機の一例としては、ベアチップを保持して移動するシャトルやステーションなどの部品保持部を備えた部品実装機が提案されている。この部品実装機では、供給位置とは異なる移載位置に部品保持部を移動させ、当該移載位置でウエハからベアチップを部品保持部に移載させた後で当該部品保持部を移載位置から供給位置に移動させて部品供給を行う。このため、部品保持部の移動動作とヘッド部の移動動作とのタイミングによっては、後で説明する図４の（ａ）欄に示すように部品保持部またはヘッド部の供給位置での待機が長くなってヘッド部が部品供給部から部品を受け取るタイミングが遅れ、部品実装機の処理効率を低下させることがあった。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、部品を保持する部品保持部および部品実装を行うヘッド部を供給位置に移動させ、ヘッド部が部品保持部から部品を受け取った後で基板の上方に移動し、当該部品を基板に実装する部品実装技術において、ヘッド部による部品供給部からの部品の受取タイミングを適正化して処理効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、部品実装機であって、部品を保持する部品保持部を供給位置に移動させて供給位置で部品を供給する供給装置と、ヘッド部が供給位置に移動して供給位置に位置する部品保持部から部品を受け取った後で基板の上方に移動して部品を基板に実装する、部品実装動作を実行する実装装置と、供給位置を調整した上で供給装置および実装装置を制御して部品保持部からの部品の受取をヘッド部に実行させる制御装置とを備えることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、部品実装方法であって、部品を保持する部品保持部を供給位置に移動させる第１工程と、ヘッド部を供給位置に移動させる第２工程と、部品保持部およびヘッド部が供給位置に位置した状態でヘッド部により部品保持部から部品を受け取る第３工程と、部品保持部から部品を受け取ったヘッド部を供給位置から基板の上方に移動させ、ヘッド部により部品を基板に実装する第４工程とを備え、供給位置を調整した後で第１工程ないし第４工程を実行することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された発明では、供給位置が調整され、その調整された供給位置でヘッド部が部品保持部からの部品を受け取る。したがって、供給位置を固定したまま部品実装動作を実行していた従来装置に比べ、ヘッド部が部品供給部から部品を受け取るタイミング、つまり受取タイミングが適正化される。
【００１１】
ここで、供給位置として標準の供給位置を設定しておいてもよい。この「標準の供給位置」としては、例えば基板に部品を実装する、いわゆる実装位置に対して最短となる位置としてもよく、この場合ヘッド部の移動距離は短くなり、部品実装動作に要する時間を短縮することができる。そして、供給装置の構成に応じて標準の供給位置と異なる位置に供給位置を調整してもよい。この場合、ヘッド部の移動距離は長くなるものの、逆に部品保持部の移動距離が短く、後で詳述するように受取タイミングを早めて処理効率を高めることが可能となる。
【００１２】
例えば供給装置が、部品を有する部品供給部と、標準の供給位置と異なる移載位置で部品供給部から部品を部品保持部に移載する部品移載部と、移載位置と供給位置との間で部品保持部を往復移動させる移動部とを有する場合、制御装置が標準の供給位置と移載位置との間で供給位置を調整することで受取タイミングの適正化を図ることができる。
【００１３】
また、実装装置が部品実装動作を繰り返して行い、部品保持部が部品を搭載したパレットであり、供給装置が、標準の供給位置と異なる位置でパレットを収容するパレット収容部と、パレット収容部と標準の供給位置との間でパレットを往復移動させる移動部とを有する場合には、制御装置がパレット収容部から標準の供給位置へのパレットの移動を開始した後の最初の部品実装動作を行うために標準の供給位置と収容位置との間でパレットを静止させるとともにパレットの静止位置を供給位置としてヘッド部によるパレットからの部品の受取を実行することで受取タイミングの適正化を図ることができる。
【００１４】
このようにパレットを一時的に静止させた場合、制御装置が、最初の部品実装動作のうちパレットから部品を受け取ったヘッド部が基板の上方に移動する動作と前記ヘッド部が前記部品を前記基板に実装する動作の少なくとも一方を実行している間に、パレットの標準の供給位置への移動を再開させてもよい。これによってパレット移動と部品実装動作とが並行して行われ、パレットを早期に標準の供給位置に移動させることができ、その結果、処理効率をさらに高めることができる。
【００１５】
さらに、制御装置が、標準の供給位置と異なる少なくとも１つ以上の供給位置および標準の供給位置の各々について、供給位置への部品保持部の到着時刻または到着に要する時間を供給側到着情報として予測するとともに供給位置へのヘッド部の到着時刻または到着に要する時間を実装側到着情報として予測し、供給側到着情報および実装側到着情報に基づいて供給位置を調整するように構成してもよい。これによって、供給位置の調整を確実に行うことができ、受取タイミングの適正化を高精度に図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明では、ヘッド部による部品供給部からの部品の受取タイミングを適正化することができ、その結果、部品実装機の処理効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る部品実装機の第１実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】フリップヘッドおよび中継ヘッドの概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】図１に示す部品実装機の動作を模式的に示す図である。
【図４】図１に示す部品実装機における供給位置の変更に伴う部品実装機の動作を模式的に示す図である。
【図５】第１実施形態におけるヘッド部への部品の供給を行う供給位置の調整方法を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態における各カウント値に対する供給位置および受取タイミングの対応関係を示す図である。
【図７】本発明に係る部品実装機の第２実施形態を模式的に示す平面図である。
【図８】図７に示す部品実装機における供給位置の変更に伴う部品実装機の動作を模式的に示す図である。
【図９】第２実施形態におけるヘッド部への部品の供給を行う供給位置の調整方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は本発明に係る部品実装機の第１実施形態を模式的に示す平面図である。図１に示すように、本明細書では、搬送方向Ｘ、幅方向Ｙおよび鉛直方向Ｚで構成されるＸＹＺ直交座標軸を適宜用いる。搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙは水平方向に並行であるとともに互いに直交し、鉛直方向Ｚは搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに直交する。この点に関しては、後で説明する第２実施形態においても同様である。
【００１９】
この部品実装機１は、搬送方向Ｘの上流側（図１中の左手側）から搬入された基板Ｂに対して部品を実装して搬送方向Ｘの下流側（図１中の右手側）に搬出する。基板ＢにはＬ個の実装対象点Ｂｐが設けられており、各実装対象点Ｂｐに部品Ｗｐが１個ずつ実装される。なお、各部品ＷｐはダイシングされたウエハＷのベアチップであり、互いに同一の構成を有する。このように本実施形態では、ウエハＷが本発明の「部品供給部」の一例に相当している。
【００２０】
部品実装機１は、大きく分けて、供給位置で部品Ｗｐを受け取って基板Ｂに実装する実装装置２と、部品Ｗｐの供給源であるウエハＷを収容するウエハ収容装置３と、ウエハ収容装置３からウエハＷを引き出すとともに当該ウエハＷから部品Ｗｐを取り出して供給位置に供給する供給装置４と、各装置を制御する制御装置５とを備えている。
【００２１】
これらの装置のうち実装装置２では、搬送方向Ｘに基板Ｂを搬送する搬送部２１が設けられている。搬送部２１は、搬送方向Ｘにこの順番で並ぶ、待機コンベア２１１、実装コンベア２１２、待機コンベア２１３、実装コンベア２１４および搬出コンベア２１５を有している。そして、制御装置５からの制御指令に応じてコンベア駆動部２１６がコンベア２１１〜２１５をそれぞれ独立して駆動することで搬送方向Ｘに基板Ｂが搬送される。
【００２２】
待機コンベア２１１は待機位置Ｐ１に対して設けられ、部品実装機１の外部から搬入された基板Ｂを待機位置Ｐ１に待機させ、あるいは実装コンベア２１２に受け渡す。実装コンベア２１２は待機位置Ｐ１の搬送方向Ｘの下流側に位置する実装位置Ｐ２に対して設けられ、待機コンベア２１１から受け取った基板Ｂを実装位置Ｐ２に固定し、あるいは待機コンベア２１３に受け渡す。待機コンベア２１３は実装位置Ｐ２の搬送方向Ｘの下流側に位置する待機位置Ｐ３に対して設けられ、実装コンベア２１２から受け取った基板Ｂを待機位置Ｐ３で待機させ、あるいは実装コンベア２１４に受け渡す。実装コンベア２１４は待機位置Ｐ３の搬送方向Ｘの下流側に位置する実装位置Ｐ４に対して設けられ、待機コンベア２１３から受け取った基板Ｂを実装位置Ｐ４に固定し、あるいは搬出コンベア２１５に受け渡す。搬出コンベア２１５は実装位置Ｐ４の搬送方向Ｘの下流側の位置に対して設けられ、実装コンベア２１４から受け取った基板Ｂを部品実装機１の外部へ搬出する。また、実装装置２は、実装位置Ｐ２、Ｐ４に位置決めされた基板Ｂに部品Ｗｐを実装するヘッド部２２と、ヘッド部２２の吸着ノズル（図示省略）により吸着保持される部品Ｗｐおよび吸着ノズルを撮像するカメラ２３とを有している。なお、図１中の符号２４はカメラ２３からの出力される信号を処理する画像処理部であり、符号２５はヘッド部２２を駆動する実装ヘッド駆動部である。
【００２３】
ウエハ収容装置３では、図示を省略するラックが設けられている。ラックには、ウエハＷを保持するウエハホルダーＷｈが鉛直方向Ｚに並べて収容されている。また、ラックは図示を省略するラック昇降駆動部が接続されている。ラック昇降駆動部は制御装置５からの昇降指令に応じてラックを鉛直方向Ｚに昇降させ、これによって一のウエハホルダーＷｈを供給装置４との間で受渡しするのに好適な高さ位置に位置決め可能なっている。
【００２４】
供給装置４は、ウエハ収容装置３からウエハ取出位置ＰｗまでウエハＷを引き出すウエハ引出機能と、引き出されたウエハＷから部品（ベアチップ）Ｗｐを供給位置に移動させて当該供給位置で実装装置２に供給する供給機能とを備えている。これらのうちウエハ引出機能を実行するために、供給装置４は、ウエハホルダーＷｈを支持可能なウエハ支持テーブル４１と、ウエハ支持テーブル４１を搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに移動させるウエハ搬送駆動部４２とを有している。ウエハ支持テーブル４１はウエハ搬送駆動部４２の移動機構（図示省略）によって搬送方向Ｘおよび幅方向Ｙに移動自在に支持されている。そして、制御装置５からの取出指令に応じてウエハ搬送駆動部４２が作動すると、ウエハ支持テーブル４１がウエハ収容装置３に隣接する受取位置に移動してウエハ収容装置３からウエハホルダーＷｈを受け取り、さらに受取位置よりウエハ収容装置３から幅方向Ｙに離れたウエハ取出位置Ｐｗへと移動する。また、ウエハ搬送駆動部４２はウエハ収容装置３から引き出したウエハホルダーＷｈを搬送方向Ｘに移動させる。これによって、ウエハ取出位置ＰｗにウエハＷが引き出されるとともに、水平面（ＸＹ平面）内においてウエハＷを所望位置に位置決めし、供給装置４に対する部品Ｗｐの相対位置を高精度に制御することが可能となっている。
【００２５】
こうして引き出されたウエハＷから１または複数の部品Ｗｐを、実装位置Ｐ２、Ｐ４での部品実装のために部品供給するステージ４９Ａ、４９Ｂが供給装置４に設けられている。つまり、ステージ４９Ａは上記部品Ｗｐを実装位置Ｐ２で実装するヘッド部２２に供給し、ステージ４９Ｂは上記部品Ｗｐを実装位置Ｐ４で実装するヘッド部２２に供給する。これらのステージ４９Ａ、４９Ｂは基本的に同一構成を有しており、ウエハＷの引出経路（ウエハ収容装置３から幅方向Ｙに伸びる経路）を挟んで左右対称に設けられている。そこで、以下の説明においては、図１の右手側のステージ４９Ｂについて図１および図２を参照しつつ詳述する一方、図１の左手側のステージ４９Ａについては同一または相当符号を付して説明を省略する。また、本実施形態では次に説明するように部品移動のために４台のシャトル４３ａ〜４３ｄを用いているが、これらのうちの任意の１台を称呼する際には、単に「シャトル４３」と称する。
【００２６】
ウエハＷから部品Ｗｐを取り出し、シャトル４３ｃ（または４３ｄ）に移載した後で当該シャトル４３ｃ（または４３ｄ）によって供給位置（後で説明する図４中の符号ＰＡ〜ＰＣ）に供給するために、供給装置４は、シャトル４３ｃ、４３ｄ、フリップヘッド４４、フリップヘッド駆動部４５、中継ヘッド４６、中継ヘッド駆動部４７およびシャトル駆動部４８を備えている。なお、本実施形態では、２台のシャトル４３ｃ、４３ｄは互いに独立して移動し、一方が部品供給のために供給位置に向けて移動する際に他方は供給位置から移載位置Ｐｔに戻るが、２台が一緒に供給位置に移動し、部品供給後に移載位置Ｐｔに戻るように構成してもよい。
【００２７】
図２はフリップヘッドおよび中継ヘッドの概略構成を模式的に示す斜視図である。フリップヘッド４４は、同図に示すように、アーム部材４４１と、各アーム部材４４１の先端部に固定された固定吸着パッド４４２とを有している。また、アーム部材４４１は幅方向Ｙと平行な回動軸ＡＸ１まわりに回動自在となっている。
【００２８】
このアーム部材４４１の基端部には、フリップヘッド駆動部４５が接続されており、制御装置５からの回動指令に応じて作動することでアーム部材４４１が回動方向Ｒに回動し、固定吸着パッド４４２がウエハＷに当接する当接位置と中継ヘッド４６の直下位置との間を往復移動する。したがって、ウエハ搬送駆動部４２によりウエハＷが水平面（ＸＹ平面）内において所望位置に位置決めされた状態で、フリップヘッド駆動部４５により固定吸着パッド４４２が往復移動することでウエハＷから一の部品Ｗｐを取り出し可能となっている。
【００２９】
図示を省略しているが固定吸着パッド４４２には正圧と負圧とを切り替えながら供給する圧力調整部が接続されており、アーム部材４４１の回動位置に応じて圧力切替が実行される。つまり、非吸着状態の固定吸着パッド４４２がウエハＷ中の一の部品Ｗｐに当接すると、固定吸着パッド４４２に負圧が与えられて当該一の部品Ｗｐを選択的に吸着保持する。そして、アーム部材４４１が中継ヘッド４６側に回動する間、負圧供給が継続されて部品Ｗｐが中継ヘッド４６の直下位置に確実に、しかも安定して搬送される。そして、次に説明する中継ヘッド４６によるシャトル４３ｃ（または４３ｄ）への部品Ｗｐの移載が開始されると、移載開始とともに固定吸着パッド４４２に正圧が供給されて中継ヘッド４６への部品Ｗｐの移載が実行される。この後においては、固定吸着パッド４４２への正圧供給が継続されるあるいは圧力供給が停止された状態でアーム部材４４１がウエハＷ側に回動される。
【００３０】
中継ヘッド４６では、図２に示すように、フリップヘッド４４の近傍位置で可動吸着パッド４６１がヘッド本体４６２に対して幅方向Ｙに移動自在となっている。この可動吸着パッド４６１にも圧力調整部が接続されており、可動吸着パッド４６１による部品Ｗｐの吸着保持および吸着保持解除を切り替え可能となっている。また、可動吸着パッド４６１はヘッド本体４６２の鉛直下方側で幅方向Ｙに移動自在で、しかも中継ヘッド駆動部４７と接続されている。この中継ヘッド駆動部４７は制御装置５からの移動指令に応じて可動吸着パッド４６１をＸ方向に移動させて位置決めする。例えば図２に示すように、アーム部材４４１の配設位置に可動吸着パッド４６１を移動させ、可動吸着パッド４６１を吸着保持状態に切り替えることで固定吸着パッド４４２によりウエハＷから取り出された部品Ｗｐを吸着保持する。その後で中継ヘッド駆動部４７により可動吸着パッド４６１がシャトル側に移動し、可動吸着パッド４３１に正圧が供給されることでシャトル４３ｃ（または４３ｄ）への部品Ｗｐの移載が完了する。
【００３１】
上記のように構成された装置各部を制御するために、図１に示すように制御装置５は演算処理部５１や記憶部５２を有するコンピュータにより構成されている。演算処理部５１としては、各種演算処理を行う周知のＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。また、記憶部５２は、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）および制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Ｂに応じた基板処理条件が、実装プログラム（最適化プログラム、実装データ、基板データ等とも呼ばれる）として予め格納されており、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された実装プログラムの内容に従ってＣＰＵが装置各部を制御して以下に説明する部品実装動作を実行する。
【００３２】
図３は図１に示す部品実装機の動作を模式的に示す図である。また、図４は図１に示す部品実装機における供給位置の変更に伴う部品実装機の動作を模式的に示す図である。この部品実装機では、供給装置４が部品供給動作を繰り返すとともに実装装置２が部品実装動作を繰り返す。ここで、部品供給動作とは以下のステップＳｓ１〜Ｓｓ４をこの順序で実行する動作を意味している。
【００３３】
・Ｓｓ１：移載側移動ステップ…空状態のシャトル４３が移載位置Ｐｔに移動する、
・Ｓｓ２：取出・移載ステップ…フリップヘッド４４がウエハＷから部品Ｗｐを取り出した後に中継ヘッド４６がフリップヘッド４４により取り出された部品Ｗｐをシャトル４３に移載する、このステップＳｓ２の繰り返し回数によりシャトル４３に移載される部品個数が決定される、
・Ｓｓ３：供給側移動ステップ…所望個数の部品Ｗｐがシャトル４３に保持されると、当該シャトル４３が供給位置に移動する、
・Ｓｓ４：部品渡しステップ…ヘッド部２２がシャトル４３に保持されている部品Ｗｐを吸着保持する間、シャトル４３が静止してヘッド部２２による部品の受渡しが完了するのを待つ。
【００３４】
ステップＳｓ１〜Ｓｓ４の実行により１または複数の部品ＷｐがウエハＷから供給位置に供給される。一方、以下のステップＳｍ１〜Ｓｍ４による部品実装動作を行うことで供給位置に供給された部品Ｗｐが基板Ｂに実装される。
【００３５】
・Ｓｍ１：供給側移動ステップ…部品Ｗｐの供給位置にヘッド部２２が移動する、
・Ｓｍ２：部品受取ステップ…供給位置でヘッド部２２がシャトル４３に保持された部品Ｗｐを吸着保持し、部品Ｗｐの受取を完了する、
・Ｓｍ３：基板側移動ステップ…部品Ｗｐを吸着保持したままヘッド部２２がカメラ２３の上方を通過して基板Ｂの上方に移動する、
Ｓｍ４：部品実装ステップ…ヘッド部２２が下降して部品Ｗｐを基板Ｂの実装位置に実装する。
【００３６】
このようにシャトル４３およびヘッド部２２がともに供給位置に位置した状態でシャトル４３からヘッド部２２への部品Ｗｐの受渡しが行われる。このような特徴を有する部品実装機１において、部品実装動作に要する時間の短縮を図るために、例えば図４の（ａ）欄に示すように、実装位置に対して供給位置を最も近接した位置ＰＡを供給位置として設定することが提案されていた。つまり、供給側移動ステップＳｍ１および基板側移動ステップＳｍ３に要する時間、つまりヘッド部２２の移動時間が縮まり、部品実装動作に要する時間の短縮が可能となる。
【００３７】
しかしながら、供給位置ＰＡの設定により移載位置Ｐｔと供給位置ＰＡとの距離が比較的長くなってしまう。このため、部品供給動作に要する時間、特に部品供給動作の中でも空状態のシャトル４３を供給位置ＰＡから移載位置Ｐｔに移動させる時間および部品Ｗｐを保持するシャトル４３を移載位置Ｐｔから供給位置ＰＡに移動させる時間が長くなってしまう。その結果、ヘッド部２２が比較的早期に供給位置ＰＡに移動したとしても、シャトル４３の供給位置ＰＡへの移動が追い付かず、供給位置ＰＡへのシャトル４３が到着するまでシャトル４３が待機する必要がある。
【００３８】
このようにシャトル４３およびヘッド部２２を供給位置に移動させ、ヘッド部２２がシャトル４３から部品Ｗｐを受け取った後で基板Ｂの上方に移動し、当該部品Ｗｐを基板Ｂに実装する部品実装機１では、部品実装動作に要する時間のみならず部品供給動作に要する時間も考慮した上で、処理効率の向上を図る必要がある。より具体的には、供給位置の調整によってヘッド部２２によるシャトル４３からの部品Ｗｐの受取タイミングを適正化することが重要である。
【００３９】
例えば同図の（ｂ）に示すように、供給位置を上記供給位置ＰＡから移載位置Ｐｔ側の供給位置ＰＢに変更すると、部品実装動作のためにヘッド部２２が移動しないといけない距離が長くなるというデメリットがある。しかしながら、供給位置と移載位置Ｐｔとの距離、換言するとシャトル４３の移動距離（以下「シャトル移動距離」という）が縮まり、移載側移動ステップＳｓ１および供給側移動ステップＳｓ３に要する時間、つまりシャトル４３の移動時間が短くなるというメリットがあり、上記デメリットよりも勝ることでヘッド部２２によるシャトル４３からの部品Ｗｐの受取タイミングが適正化されて処理効率を高めることができる。
【００４０】
ただし、同図（ｃ）に示すように、供給位置を上記供給位置ＰＢからさらに移載位置Ｐｔ側の供給位置ＰＣに変更すると、シャトル４３の移動時間が短縮されるメリットよりもヘッド部２２の移動時間が長くなってしまうというデメリットが勝ってしまう。このように供給位置を変更することで処理効率は大きく変化する。
【００４１】
そこで、本実施形態では、図５に示すように、供給位置Ｐ（ｎ）を変更しながらヘッド部２２およびシャトル４３がそれぞれ供給位置Ｐ（ｎ）に到着する時刻を予測し、それらの予測時刻に基づいて処理効率が高くなる供給位置を最適供給位置として決定し、供給位置を調整している。以下、図３ないし図５を参照しつつ供給位置の調整方法について詳述する。
【００４２】
図５はヘッド部への部品の供給を行う供給位置の調整方法を示すフローチャートである。この部品実装機１では、演算処理部５１はｎ回目の部品供給動作および部品実装動作を行う前に以下に説明する処理（ステップＳ１〜Ｓ１１）を記憶部５２に記憶された供給位置の決定プログラムにしたがって行い、供給位置の最適値を決定する。つまり、部品実装機１ではウエハＷからの部品Ｗｐの取出・移載、供給位置でのヘッド部２２による部品Ｗｐの受取および当該部品Ｗｐの基板Ｂへの実装からなる一連の動作が「実装ターン」として行われるが、本実施形態では各実装ターンを行う前に供給位置の最適化を行う。
【００４３】
最初に、カウント値ｋとして初期値「１」が設定される（ステップＳ１）とともに、供給位置Ｐ（ｎ）として標準の供給位置Ｐ０が設定される（ステップＳ２）。この実施形態では、標準の供給位置Ｐ０は実装位置に最も近接した供給位置ＰＡ（図４（ａ）参照）に設定されている。なお、供給位置ＰＡについては、実装プログラムから求めてもよいし、予め実装プログラムに組み込んでもよい。また、標準の供給位置Ｐ０は上記供給位置ＰＡに限定されるものではなく、任意である。
【００４４】
次に、演算処理部５１は、第ｎ回目の部品供給動作においてシャトル４３が供給位置Ｐ（ｎ）に到着する時刻（以下「シャトル到着時刻」という）Ｔｓを予測する（ステップＳ３）とともに第ｎ回目の部品実装動作においてヘッド部２２が供給位置Ｐ（ｎ）に到着する時刻（以下「ヘッド到着時刻」という）Ｔｈを予測する（ステップＳ４）。例えば供給位置Ｐ（ｎ）が供給位置ＰＡに設定されている場合には、図４の（ａ）欄に示すように、シャトル到着時刻Ｔｓがヘッド到着時刻Ｔｈよりも遅く、シャトル４３が供給位置Ｐ（ｎ）に到着するまでヘッド部２２は待機した後で部品Ｗｐの受取を実行することになる。逆に、同図の（ｃ）欄に示すように供給位置Ｐ（ｎ）が移載位置Ｐｔに近づくと、ヘッド到着時刻Ｔｈがシャトル到着時刻Ｔｓよりも遅くなると、シャトル４３が供給位置Ｐ（ｎ）で待機した状態でヘッド部２２は供給位置Ｐ（ｎ）に移動し、そこに到着してからしか部品Ｗｐの受取を実行することができない。
【００４５】
そこで、演算処理部５１はシャトル到着時刻Ｔｓとヘッド到着時刻Ｔｈとを比較する（ステップＳ５）。そして、演算処理部５１は、ヘッド部２２が待機する場合（ステップＳ５で「ＹＥＳ」）には供給位置Ｐ（ｎ）での部品Ｗｐの受取タイミングＴｎをシャトル到着時刻Ｔｓに設定し、記憶部５２に一時的に記憶する（ステップＳ６）一方、シャトル４３が待機する場合（ステップＳ５で「ＮＯ」）には供給位置Ｐ（ｎ）での部品Ｗｐの受取タイミングＴｎをヘッド到着時刻Ｔｈに設定し、記憶部５２に一時的に記憶する（ステップＳ７）。こうしてカウント値ｋに対して供給位置Ｐ（ｎ）および受取タイミングＴｎが関連付けて記憶部５２に記憶されていく（図６）。
【００４６】
こうして受取タイミングＴｎが求まると、供給位置Ｐが移載位置Ｐｔを越えているか否かを演算処理部５１は判定する（ステップＳ８）。そして、ステップＳ８で「ＮＯ」、つまり供給位置Ｐ（ｎ）が移載位置Ｐｔを越えていないと判定する間、演算処理部５１は、カウント値ｋを「１」だけインクリメントする（ステップＳ９）とともに次式
Ｐ（ｎ）＝Ｐ０＋α（ｋ−１）
ただし、αは供給位置Ｐ０から移載位置Ｐｔに向かう微小距離、
にしたがって供給位置Ｐ（ｎ）を更新し、供給位置Ｐ（ｎ）を移載位置Ｐｔに近づけた（ステップＳ１０）上でステップＳ３に戻って、新たな供給位置Ｐ（ｎ）に対する部品Ｗｐの受取タイミングＴｎを求める。
【００４７】
一方、ステップＳ８で「ＹＥＳ」と判定すると、この時点で記憶部５２に記憶されている各カウント値ｋに対する供給位置Ｐ（ｎ）および受取タイミングＴｎ（図６参照）に基づいて、演算処理部５１は記憶部５２に記憶された受取タイミングのうち最も早い受取タイミングＴｎとなったカウント値ｋを求め、当該カウント値ｋに対応する供給位置Ｐ（ｎ）を最適供給位置に決定する（ステップＳ１１）。
【００４８】
以上のように、本実施形態では、供給装置４から実装装置２に部品Ｗｐを供給する供給位置を調整し、その調整された供給位置でヘッド部２２が供給装置４のシャトル４３から部品Ｗｐを受け取る。このように受取タイミングの適正化を図ることでウエハＷから供給される部品Ｗｐを効率的に基板Ｂに実装することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、標準の供給位置Ｐ０（図４では位置ＰＡ）と移載位置Ｐｔとの間で供給位置を最適化しているため、待機時間を合理的に短縮して処理効率を高めることができる。例えば図４の（ａ）欄および（ｂ）欄から明らかなように、実装プログラムにしたがって動作するとヘッド部２２の待機が不可避な場合であっても、供給位置を標準の供給位置Ｐ０（＝ＰＡ）からシャトル側の供給位置ＰＢに調整することでヘッド部２２の待機時間を短縮することができる。また、実装プログラムにしたがって動作するとシャトル４３の待機が不可避な場合（例えば同図の（ｃ）欄）であっても、上記したヘッド待機の場合と同様に、供給位置の調整によってシャトル４３の待機時間を短縮することができる。さらに、図４では図示されていないが、ヘッド部２２とシャトル４３とがほぼ同時に到着するように供給位置を調整することにより待機時間をゼロとして処理効率の最大化を図ることも可能である。
【００５０】
また、制御装置５が、標準の供給位置Ｐ０を含む複数の供給位置Ｐ（ｎ）の各々について、シャトル到着時刻Ｔｓおよびヘッド到着時刻Ｔｈを予測し、それらに基づいて供給位置を調整しているため、供給位置の調整を確実に行うことができ、受取タイミングの適正化を高精度に行うことができる。
【００５１】
さらに、上記実施形態では、実装ターンを繰り返し行っているため、ウエハＷおよび基板Ｂにおける部品Ｗｐの個数や配置状況などは実装ターンの進行に伴って変化する。この点に関し、本実施形態によれば、実装ターン毎に供給位置の最適化を行っているため、常に最適な供給位置で実装ターンを実行することができ、処理の効率化を高めることができる。
【００５２】
このように本実施形態では、シャトル４３が本発明の「部品保持部」の一例に相当し、ウエハＷが本発明の「部品供給部」の一例に相当している。また、フリップヘッド４４および中継ヘッド４６の組み合わせが本発明の「部品移載部」として機能し、シャトル駆動部４８が本発明の「移動部」として機能している。また、供給位置Ｐ（ｎ）のうち標準の供給位置ＰＡ以外の供給位置が本発明の「標準の供給位置と異なる移載位置」に相当している。また、シャトル到着時刻Ｔｓおよびヘッド到着時刻Ｔｈがそれぞれ本発明の「供給側到着情報」および「実装側到着情報」の一例に相当している。さらに、供給側移動ステップＳｓ３、供給側移動ステップＳｍ１、部品受取ステップＳｍ２がそれぞれ本発明の「第１工程」、「第２工程」および「第３工程」の一例に相当し、基板側移動ステップＳｍ３および部品実装ステップＳｍ４が本発明の「第４工程」の一例に相当している。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、実装ターン毎に供給位置の調整を行っているが、供給位置の調整タイミングはこれに限定されるものではなく、例えば実装ターンを複数回行う毎、部品実装機１の稼働時間毎、基板Ｂ毎やウエハＷ毎に供給位置の調整を行ってもよい。
【００５４】
また、シャトル到着時刻Ｔｓおよびヘッド到着時刻Ｔｈを予測して供給位置の調整を行っているが、シャトル４３が供給位置に到着するのに要するシャトル側予測時間やヘッド部２２が供給位置に到着するのに要するヘッド側予測時間などを供給位置の調整に用いてもよい。この場合、シャトル側予測時間およびヘッド側予測時間がそれぞれ本発明の「供給側到着情報」および「実装側到着情報」の一例に相当する。
【００５５】
また、上記実施形態では、ウエハＷから供給される部品Ｗｐをシャトル４３に保持して供給位置に供給する供給装置４を有する部品実装機１に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すように部品ＰＰをパレットに保持して供給位置に供給する供給装置６を有する部品実装機１も本発明の適用対象となる。以下、図７ないし図９を参照しつつ本発明の第２実施形態について説明する。
【００５６】
図７は本発明に係る部品実装機の第２実施形態を模式的に示す平面図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、部品ＰＰを保持するパレット６１が供給位置に移動される点であり、第１実施形態中のウエハ収容装置３および供給装置４に代えて部品ＰＰを保持するパレット６１を供給位置に移動させて部品供給を行う供給装置６が設けられている点である。なお、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一である。したがって、以下のおいては構成上の相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。
【００５７】
第２実施形態に係る部品実装機１においても、図７に示すように、２つのステージが設けられていることから各ステージに対応して２つの供給装置６が配設されている。つまり、実装位置Ｐ２、Ｐ４の幅方向Ｙ側に供給装置６、６が配設されている。なお、これら２つの供給装置６は同一であるため、それらの一方についてのみ説明し、他方については同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
供給装置６は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）などの大型のパッケージ部品ＰＰを供給位置に供給する。供給装置６で用いられるパレット６１は、上方が開放された平坦な薄肉の皿状部材であり、ステンレスなどの磁性体金属材料で形成されている。そして、図７に示すように、パレット６１に対し、トレイ６２が部品ＰＰを載置した状態で配置されている。このようにトレイ６２を介して部品ＰＰがパレット６１に保持されている。このように本実施形態では、パレット６１が本発明の「部品保持部」の一例に相当しており、部品ＰＰを保持した状態で供給装置６の内部に設けられたパレット収容部（図示省略）に収容されている。
【００５９】
供給装置６には、パレット収容部と供給位置との間でパレット６１を往復移動させるパレット駆動部６３が設けられている。このパレット駆動部６３は制御装置５と電気的に接続されており、制御装置５からの駆動指令に応じてパレット６１をパレット収容部から実装装置２側、つまり図７中の（−Ｙ）方向側に移動させて標準の供給位置Ｐ０に位置決めし、逆に（＋Ｙ）方向側に移動させて供給位置からパレット収容部に戻すことが可能となっている。
【００６０】
ここで、パレット６１をパレット収容部から引き出して部品ＰＰを供給する部品実装機１では、従来、図８の（ａ）欄に示すように、パレット６１が予め設定された標準の供給位置Ｐ０に移動してくるまでヘッド部２２は上記標準の供給位置Ｐ０で待機している。特に、パレット６１は大型のパッケージ部品ＰＰを保持することが多いため、パレット６１を高速で移動させることは困難であり、通常、ヘッド部２２よりも低速で移動する。このため、パレット６１から最初の部品ＰＰをヘッド部２２が受け取って第１回目の部品実装動作を実行するまで比較的長い時間を要していた。
【００６１】
しかしながら、第１実施形態と同様に、図９に示す動作フローにしたがって供給位置を調整することでヘッド部２２の待機時間を抑制して処理効率の向上を図ることができる。なお、図９に示すフローチャートが第１実施形態と相違する点は、シャトル到着時刻Ｔｓの代わりにパレット６１が供給位置Ｐ（ｎ）に到着する時刻、つまりパレット到着時刻Ｔｐを予測している点のみであり、その他については基本的に図５に示す動作フローと同一である。
【００６２】
このような動作フローに基づき最適供給位置ＰＤ（図７）が求まると、パレット６１に供給位置ＰＤに移動して静止させた状態でヘッド部２２による部品ＰＰの受取を行うように構成すればよい。これによって、例えば図８の（ｂ）欄に示すように第１回目の部品実装動作において発生するヘッド部２２の待機時間は大幅に削減される。その結果、パレット６１の供給位置への移動、供給位置でのヘッド部２２による部品ＰＰの受取および当該部品ＰＰの基板Ｂへの実装からなる一連の動作に要する時間を、従来技術（同図の（ａ）欄）に比べて大幅に削減することができ、処理効率を向上させることができる。なお、このようにパレット収容部と標準の供給位置Ｐ０との間でパレット６１が静止されて供給位置として機能する位置が本発明の「静止位置」の一例に相当している。
【００６３】
また、第１回目の部品実装動作における部品受取ステップＳｍ２が完了した後においては、第２回目の部品供給動作を直ちに開始することができる。そこで、本実施形態では、部品受取ステップＳｍ２直後にパレット６１の供給位置Ｐ０への移動を再開し、供給位置Ｐ０へのパレット移動を第１回目の部品実装動作における基板側移動ステップＳｍ３および部品実装ステップＳｍ４と並行して行っている。このため、例えば図８の（ｂ）欄に示すように第２回目の部品実装動作におけるヘッド部２２の供給位置Ｐ０への移動（供給側移動ステップＳｍ１）が完了したと同時にパレット６１を供給位置Ｐ０に位置させることが可能となる。また、パレット６１の供給位置Ｐ０への移動が完了するまでにヘッド部２２が供給位置Ｐ０に到着したとしても待機時間は大幅に削減される。その結果、処理効率をさらに高めることができる。なお、パレット移動の再開タイミングについては、第１回目の部品実装動作における基板側移動ステップＳｍ３および部品実装ステップＳｍ４中の任意であってもよく、基板側移動ステップＳｍ３や部品実装ステップＳｍ４と並行してパレット６１を移動させることができる。
【００６４】
さらに、パレット６１が標準の供給位置Ｐ０に到達した後においては供給位置Ｐ０でのヘッド部２２の待機はなく、また供給位置Ｐ０と実装位置との距離は最小化されているため、高い処理効率で部品実装を行うことができる。
【００６５】
なお、図８の（ｂ）欄では第１回目および第２回目の部品供給動作によりパレット６１が供給位置Ｐ０に到達しているが、部品供給動作を３回以上行うことでパレット６１が供給位置Ｐ０に到達する場合にも、本発明を同様に適用することができ、同様の作用効果が得られる。
【００６６】
また、第２実施形態では、パレット到着時間Ｔｐおよびヘッド到着時刻Ｔｈを予測して供給位置の調整を行っているが、パレット６１が供給位置に到着するのに要するパレット側予測時間やヘッド部２２が供給位置に到着するのに要するヘッド側予測時間などを供給位置の調整に用いてもよい。この場合、パレット側予測時間およびヘッド側予測時間がそれぞれ本発明の「供給側到着情報」および「実装側到着情報」の一例に相当する。また、第１回目の部品実装動作が本発明の「パレットの移動を開始した後の最初の部品実装動作」の一例に相当している。
【００６７】
上記第１実施形態ではシャトル４３および第２実施形態ではパレット６１で部品を供給位置に供給しているが、部品を保持する部品保持部の構成についてはこれらに限定されるこのではなく、例えば部品を保持して移動するステーションで構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
この発明は、部品を保持する部品保持部および部品実装を行うヘッド部を供給位置に移動させ、ヘッド部が部品保持部から部品を受け取った後で基板の上方に移動し、当該部品を基板に実装する部品実装技術全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…部品実装機
２…実装装置
４，６…供給装置
５…制御装置
４３，４３ａ〜４３ｄ…シャトル（部品保持部）
４４…フリップヘッド（部品移載部）
４６…中継ヘッド（部品移載部）
４８…シャトル駆動部（移動部）
６１…パレット
６３…パレット駆動部（移動部）
Ｂ…基板
Ｐ０…（標準の）供給位置
ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤ…供給位置
ＰＰ，Ｗｐ…部品
Ｗ…ウエハ（部品供給部）
【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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