(57)【要約】      （修正有）【課題】容易且つより確実に多行多列の素子をピックアップでき、一括して基板に実装することのできる素子実装装置、素子実装装置の実装方法及び素子実装方法を提供する。【解決手段】キャリア台３と実装台４と移送部５とチルト機構３３、５８ａ及び５８ｂを備える。キャリア台３は、素子が並ぶキャリアＣが載置される供給台である。実装台４は、素子が配置される基板Ｓが載置される。移送部５は、キャリア台３と実装台４との間を移動し、キャリアＣから多行多列の素子を一括してピックアップし、ピックアップした多行多列の素子を基板Ｓに一括して移す。チルト機構３３、５８ａ及び５８ｂは、キャリア台３の載置面と粘着シートＡが装置された移送部５の保持面と実装台４の載置面の少なくとも１つを傾動対象として傾動させ、キャリア台３の載置面と移送部５の保持面及び移送部５の保持面と実装台４の載置面を平行に調整可能とする。【選択図】図４
2019176129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子がアレイ状に整列した素子供給体が載置される供給台と、
前記素子がアレイ状に配置される基板が載置される実装台と、
多行多列の素子を保持する保持面を有し、前記供給台と前記実装台との間を移動すると共に、前記素子供給体から多行多列の素子を前記保持面で一括してピックアップして、ピックアップした前記多行多列の素子を前記保持面から前記基板に一括して移す移送部と、
前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面の少なくとも１つを傾動対象として傾動させ、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面、及び前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面を平行となるように調整可能とするチルト機構と、
を備えること、
を特徴とする素子実装装置。
【請求項２】
前記チルト機構は、
ツマミの手動操作によって傾動対象を傾ける手動チルト機構、モータを動力源にして傾動対象を傾ける電動チルト機構、又はこれらの両方であること、
を特徴とする請求項１記載の素子実装装置。
【請求項３】
前記チルト機構は、前記移送部に設けられ、且つ前記供給台又は前記実装台の一方又は両方に各々設けられ、
前記移送部に設けられる前記チルト機構は、前記手動チルト機構であること、
を特徴とする請求項２記載の素子実装装置。
【請求項４】
前記供給台又は前記実装台の一方又は両方に各々設けられる前記チルト機構は、前記電動チルト機構であること、
を特徴とする請求項３記載の素子実装装置。
【請求項５】
前記電動チルト機構は、前記供給台及び前記実装台に各々設けられ、
前記移送部の前記保持面、前記供給台の載置面及び前記実装台の載置面の傾きを検出するための変位センサを更に備えること、
を特徴とする請求項４記載の素子実装装置。
【請求項６】
前記チルト機構は、前記移送部と前記供給台に設けられ、
前記移送部のチルト機構は、前記移送部の前記保持面を前記実装台の載置面に対して平行となるように調整し、
前記供給台のチルト機構は、前記供給台の載置面を前記移送部の前記保持面に対して平行となるように調整すること、
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の素子実装装置。
【請求項７】
前記手動チルト機構は、前記ツマミが１回転すると、傾動対象を０．０００３°以上０．１５°以下傾けること、
を特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の素子実装装置。
【請求項８】
前記電動チルト機構は、
傾動対象を支持するカムフォロアと、
前記カムフォロアを傾斜面の登降方向に従動させる傾斜部と、
を備え、
前記傾斜部は、１０ｍｍ水平移動したときに高さが１ｍｍ以下で上がる傾斜を有すること、
を特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の素子実装装置。
【請求項９】
素子がアレイ状に整列した素子供給体が載置される供給台と、
前記素子がアレイ状に配置される基板が載置される実装台と、
多行多列の素子を保持する保持面を有し、前記供給台と前記実装台との間を移動すると共に、前記素子供給体から多行多列の素子を前記保持面で一括してピックアップして、ピックアップした前記多行多列の素子を前記保持面から前記基板に一括して移す移送部と、
を備える素子実装装置の調整方法であって、
前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面の少なくとも１つを傾動対象として傾動させ、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面、及び前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面を予め平行となるように調整すること、
を特徴とする素子実装装置の調整方法。
【請求項１０】
モータを駆動源にして前記供給台の載置面と前記実装台の載置面を傾けるチルト機構と、
前記移送部の前記保持面、前記供給台の載置面及び前記実装台の載置面の傾きを検出するための変位センサと、
を更に備える前記素子実装装置の調整方法であって、
前記変位センサにより、前記移送部の前記保持面、前記供給台の載置面及び前記実装台の載置面の傾きを検出し、前記チルト機構により、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面、及び前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面を予め平行となるように調整すること、
を特徴とする請求項９記載の調整方法。
【請求項１１】
素子がアレイ状に並べられた素子供給体から多行多列の素子を保持面に付着させてピックアップし、前記保持面を基板に対向させ、ピックアップした前記多行多列の素子を前記保持面から前記基板に一括して移す素子実装方法であって、
前記素子供給体と前記保持面、及び前記保持面と前記基板とを予め平行となるようにする調整ステップを含むこと、
を特徴とする素子実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子実装装置、素子実装装置の調整方法、及び素子実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路パターンが形成された基板に半導体素子、抵抗及びコンデンサ等の素子を実装する素子実装装置が普及している。素子実装装置は、素子がストックされた素子供給体と素子を実装する基板との間を往復する素子の移送部を有する。移送部は、素子を一つずつ素子供給体からピックアップして、基板まで素子を保持して搬送し、基板上に素子を離脱させていた。基板には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）、ＮＣＦ（Non Conductive Film）、ＮＣＰ（Non Conductive Paste）又は均質共晶半田等の導電性接合材料が形成されており、基板に素子を配置してから加熱加圧することにより、素子が基板に実装される。
【０００３】
近年、素子の微小化が非常に速いペースで進展している。一辺のサイズが５０μｍや１０μｍといった２００μｍ以下の素子も提案されている。これら素子は、例えば５０μｍや１０μｍといったミニＬＥＤやマイクロＬＥＤであり、ディスプレイ用の表示基板にＲＧＢの各画素として多行多列に配列され、またバックライトの発光体として照明基板に配列される。ＬＥＤを画素として表示基板に搭載する場合、表示基板が４Ｋ対応であれば、ＲＧＢのうちの一色で少なくとも８００万個以上のＬＥＤを表示基板に実装する必要があり、素子を一つずつ実装することは生産効率に問題があった。
【０００４】
そこで、複数の素子を一括してピックアップし、一括して基板に実装することで、生産効率を改善する案が提案されている。即ち、多行多列の素子を包含する保持面を有する移送部を備え、この保持面で多行多列の素子を一括してピックアップする素子実装装置が提案されている。
【０００５】
例えば、移送部による素子の保持方法としては真空吸着や静電吸着等の吸着が多用されている。真空吸着が採用される場合、移送部の保持面には多数の吸引穴が形成される。各吸引穴にはコンプレッサやエジェクタを有する空気圧回路に接続されており、各吸引穴には負圧が発生する。移送部は、負圧により吸引穴に素子を吸い付けることで、素子供給体から素子を一括してピックアップし、基板まで搬送し、真空破壊や大気開放等による負圧解除によって基板にて素子を離す。静電吸着が採用される場合、ベース基板に多数のメサ形構造体が形成され、メサ形構造体に電極及び誘電体層が設けられる。このメサ形構造体を有する静電力発生部が素子に対する局所的な吸着点となって、電圧の印加による静電力によって各静電力発生部に素子を一括して吸い付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１５−５０５７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多行多列の素子を一括して取り扱う場合には、移送部の保持面と素子供給体、及び移送部の保持面と基板とを高精度で平行に保つ必要がある。素子供給体から素子を取りこぼす虞、ピックアップ時に一部の素子に過大な荷重をかける虞、素子の基板への接合不良の虞、及び実装時における一部の素子に過大な荷重がかかる虞を排するためである。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するために提案されたものであり、容易且つより確実に多行多列の素子を一括してピックアップでき、一括して基板に実装することのできる素子実装装置、素子実装装置の調整方法及び素子実装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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る素子実装装置は、素子がアレイ状に整列した素子供給体が載置される供給台と、前記素子がアレイ状に配置される基板が載置される実装台と、多行多列の素子を保持する保持面を有し、前記供給台と前記実装台との間を移動すると共に、前記素子供給体から多行多列の素子を前記保持面で一括してピックアップして、ピックアップした前記多行多列の素子を前記保持面から前記基板に一括して移す移送部と、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面の少なくとも１つを傾動対象として傾動させ、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面、及び前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面を平行となるように調整可能とするチルト機構と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
前記チルト機構は、ツマミの手動操作によって傾動対象を傾ける手動チルト機構、モータを動力源にして傾動対象を傾ける電動チルト機構、又はこれらの両方であるようにしてもよい。
【００１１】
前記チルト機構は、前記移送部に設けられ、且つ前記供給台又は前記実装台の一方又は両方に各々設けられ、前記移送部に設けられる前記チルト機構は、前記手動チルト機構であるようにしてもよい。
【００１２】
前記供給台又は前記実装台の一方又は両方に各々設けられる前記チルト機構は、前記電動チルト機構であるようにしてもよい。
【００１３】
前記電動チルト機構は、前記供給台及び前記実装台に各々設けられ、前記移送部の前記保持面、前記供給台の載置面及び前記実装台の載置面の傾きを検出するための変位センサを更に備えるようにしてもよい。
【００１４】
前記チルト機構は、前記移送部と前記供給台に設けられ、前記移送部のチルト機構は、前記移送部の前記保持面を前記実装台の載置面に対して平行となるように調整し、前記供給台のチルト機構は、前記供給台の載置面を前記移送部の前記保持面に対して平行となるように調整するようにしてもよい。
【００１５】
前記手動チルト機構は、前記ツマミが１回転すると、傾動対象を０．０００３°以上０．１５°以下傾けるようにしてもよい。
【００１６】
前記電動チルト機構は、傾動対象を支持するカムフォロアと、前記カムフォロアを傾斜面の登降方向に従動させる傾斜部と、を備え、前記傾斜部は、１０ｍｍ水平移動したときに高さが１ｍｍ以下で上がる傾斜を有するようにしてもよい。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る素子実装装置の調整方法は、素子がアレイ状に整列した素子供給体が載置される供給台と、前記素子がアレイ状に配置される基板が載置される実装台と、多行多列の素子を保持する保持面を有し、前記供給台と前記実装台との間を移動すると共に、前記素子供給体から多行多列の素子を前記保持面で一括してピックアップして、ピックアップした前記多行多列の素子を前記保持面から前記基板に一括して移す移送部と、を備える素子実装装置の調整方法であって、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面の少なくとも１つを傾動対象として傾動させ、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面、及び前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面を予め平行となるように調整すること、を特徴とする。
【００１８】
モータを駆動源にして前記供給台の載置面と前記実装台の載置面を傾けるチルト機構と、前記移送部の前記保持面、前記供給台の載置面及び前記実装台の載置面の傾きを検出するための変位センサと、を更に備える前記素子実装装置の調整方法であって、前記変位センサにより、前記移送部の前記保持面、前記供給台の載置面及び前記実装台の載置面の傾きを検出し、前記チルト機構により、前記供給台の載置面と前記移送部の前記保持面、及び前記移送部の前記保持面と前記実装台の載置面を予め平行となるように調整するようにしてもよい。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る素子実装方法は、素子がアレイ状に並べられた素子供給体から多行多列の素子を保持面に付着させてピックアップし、前記保持面を基板に対向させ、ピックアップした前記多行多列の素子を前記保持面から前記基板に一括して移す素子実装方法であって、前記素子供給体と前記保持面、及び前記保持面と前記基板とを予め平行となるようにする調整ステップを含むこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、素子供給体から素子を取りこぼすことなく、一部の素子に過大な荷重をかけること無く、一括してピックアップすることができる。また、保持した素子を基板へ精度良く接合し、一部の素子に過大な荷重をかけること無く、一括して離脱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】素子実装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】移送部に装着された粘着シートを模式的に示す斜視図である。
【図３】熱剥離シートで成る粘着シートの断面図であり、（ａ）は加熱前を示し、（ｂ）は局所的に加熱した後を示す。
【図４】素子実装装置の詳細構成を示す正面図である。
【図５】素子実装装置の詳細構成を示す側面図である。
【図６】キャリア台とチルト機構の構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】移送部の詳細構成を示す図である。
【図８】ＸＺ平面の直交方向から見た移送部のチルト機構の詳細構成を示す図である。
【図９】ＹＺ平面の直交方向から見た移送部のチルト機構の詳細構成を示す図である。
【図１０】実施形態に係る素子実装装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態に係る素子実装装置の構成図である。
【図１２】保持面の傾きを検出及び調整する動作を示すフローチャートである。
【図１３】保持面の傾きを検出する際の機器の状態を示す模式図である。
【図１４】保持面へのレーザ光照射を示す模式図である。
【図１５】実装台の載置面の傾きを検出及び調整する動作を示すフローチャートである。
【図１６】実装台の載置面の傾きを検出する際の機器の状態を示す模式図である。
【図１７】実装台の載置面へのレーザ光照射を示す模式図である。
【図１８】レーザ測定器の設置の他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る素子実装装置及び実装方法の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
（概略構成）
第１の実施形態に係る素子実装装置について説明する。図１は、素子実装装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、素子実装装置１内にはキャリアＣと基板Ｓとが搬入されている。キャリアＣは、素子Ｅをアレイ状にストックした素子供給体である。アレイ状とは、決められたパターンに従って複数行複数列に素子Ｅが配列された状態をいい、行方向と列方向の間隔が同一又は相違しており、例えば碁盤の目状の配置、蜂の巣模様のような千鳥状の配置等である。素子Ｅは、電子回路に使用される部品であり、ＭＥＭＳ、半導体素子、抵抗及びコンデンサ等のチップが含まれ、半導体素子にはトランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ及びサイリスタ等のディスクリート半導体、並びにＩＣやＬＳＩ等の集積回路が含まれる。ＬＥＤには所謂ミニＬＥＤ及びマイクロＬＥＤが含まれる。特に、素子Ｅには、一辺が２００μｍ以下の所謂微小部品が含まれる。基板Ｓは回路パターンが形成されて成り、例えばミニＬＥＤが整列するバックライト用の照明基板、ＲＧＢの各マイクロＬＥＤが画素として配列される表示基板である。
【００２４】
この素子実装装置１は、多行多列の素子Ｅを一括してキャリアＣからピックアップし、ピックアップした多行多列の素子Ｅを基板Ｓに一括して移し替える。そして、この素子実装装置１は、多行多列の素子Ｅを基板Ｓに複数回移し替えることで、素子Ｅがアレイ状に配列された素子実装基板を製造する。また、この素子実装装置１は、移し替えた素子Ｅを基板Ｓに電気的及び機械的に接合する。このような素子実装装置１は、ダイボンディング装置又はチップボンディング装置とも呼ばれる。
【００２５】
素子実装装置１は、キャリア台３、実装台４及び移送部５を備えている。キャリア台３は、キャリアＣが載置される載置面を有するキャリアＣの供給台であり、ピックアップポジション２１で停止する。すなわち、キャリア台３は、キャリアＣ上でアレイ状の配列でストックされた素子Ｅのうちピックアップ対象となる多行多列の素子Ｅ群を、その中央位置がピックアップポジション２１に位置するように停止させる。実装台４は、基板Ｓが載置される載置面を有する基板Ｓの供給台であり、実装ポジション２２で停止する。すなわち、実装台４は、基板Ｓ上の回路パターンにおいて、移送部５によって多行多列の素子Ｅ群が実装される回路パターンを、その中央位置が実装ポジション２２に位置するように停止させる。
【００２６】
移送部５は、素子ＥをキャリアＣから基板Ｓに移し替える。この移送部５は、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２との間を移動する。そして、移送部５は、ピックアップポジション２１でキャリア台３に載置されたキャリアＣと対面し、キャリアＣから多行多列の素子Ｅを一括してピックアップする。また、移送部５は、実装ポジション２２で実装台４に載置された基板Ｓと対面し、保持している多行多列の素子Ｅを一括して基板Ｓに渡す。
【００２７】
移送部５による素子Ｅのピックアップ方法は例えば貼着である。移送部５には、平坦な保持面５１ａが設けられ、この保持面５１ａに粘着シートＡが装着される。粘着シートＡは、図２に示すように、多行多列の素子Ｅが配列された領域と同じか若干広い粘着領域Ａ１を片面に備えている。粘着領域Ａ１内は隈無く粘着力を有している。換言すれば、多行多列の素子Ｅの全てを各々ピンポイントに位置合わせする必要はなく、粘着シートＡは、各素子Ｅが粘着シートＡの何れかの領域に接触すれば粘着力を発揮し、各素子Ｅを貼着する。若干広い粘着領域Ａ１とは、ピックアップ予定の素子Ｅ群と、その素子Ｅ群の一つ外側に隣接する素子Ｅとの間のスペースにまでは及ぶが、当該隣接する素子Ｅには未達である範囲である。
【００２８】
移送部５は、この粘着シートＡを、ピックアップポジション２１にて粘着領域Ａ１が素子Ｅを臨み、実装ポジション２２にて粘着領域Ａ１が基板Ｓを臨むように保持面５１ａに装着している。移送部５は、粘着シートＡをキャリアＣ上の素子Ｅに押し付けることで、粘着領域Ａ１内の全素子Ｅを一括してキャリアＣから粘着シートＡに移す。また、移送部５は、保持している全素子Ｅを一括して基板Ｓに接触させてから粘着シートＡの粘着力を喪失或いは低下させ、全素子Ｅを粘着シートＡから基板Ｓへ一括して離脱させる。基板Ｓ上には予め導電性接合材料が形成されている。導電性接合材料は、合金接合、導電粒子圧着、バンプ圧接等により、基板Ｓと素子Ｅを電気的及び機械的に接続し、加熱により硬化する。例えば、導電性接合材料としてＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＦ、ＮＣＰ又は均質共晶半田が基板Ｓに形成されている。
【００２９】
尚、キャリアＣが載置されるキャリア台３は、載置面の傾き調整が可能となっており、予め、移送部５の保持面５１ａと平行に合わせられる。また素子Ｅを保持する移送部５は、傾き調整が可能となっており、予め、基板Ｓが載置される実装台４の載置面と保持面５１ａとが平行に合わせられる。そのため、キャリアＣから粘着領域Ａ１に収まる全素子Ｅを取りこぼしなく、また一部の素子Ｅに過大な荷重をかけること無く、一括ピックアップできる。また、保持した全素子Ｅを基板Ｓへ精度良く接合し、また一部の素子Ｅに過大な荷重をかけること無く、一括して離脱させることができる。
【００３０】
粘着シートＡの一例を示しておく。粘着シートＡは、例えば、規定温度の熱により粘着力が喪失或いは低下する熱剥離シートである。図３に示すように、粘着シートＡは基材Ａ２と粘着層Ａ３の二層構造を有する。粘着層Ａ３は接着剤及び発泡フィラーＡ４を含む。発泡フィラーＡ４は、弾性を有する殻内に熱によりガス化して膨張する物質を充填させて成る。この粘着シートＡでは、熱により発泡フィラーＡ４の体積が膨張し、素子Ｅとの接着面積が減少することで、素子Ｅに対する粘着力が喪失又は低下する。即ち、移送部５は、基板Ｓに素子Ｅを接触させた上で粘着シートＡを加熱することで、粘着シートＡから素子Ｅを剥離させて基板Ｓに渡す。熱剥離シートの例としては、接着層内で固体から液体への相転移が生じるものであってもよく、熱によって粘着力が制御できればよい。
【００３１】
（詳細構成）
以上の素子実装装置１を更に詳細に説明する。図４は、素子実装装置１の詳細構成を示す正面図であり、図５は、素子実装装置１の詳細構成を示す側面図である。
【００３２】
図４及び図５に示すように、素子実装装置１は架台６を有する。架台６は、上面が平坦なテーブルであり、キャリア台３、実装台４、移送部５及び昇降部９が設置される。架台６内部には、素子実装装置１の各部を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び信号送信回路を有するコンピュータ又はマイコン等の制御手段１１が収容されている。また、移送部５は吸着により粘着シートＡを保持するが、架台６には、吸引力となる負圧を移送部５へ供給する空気圧回路１２が収容され、制御手段１１は空気圧回路１２内の電磁弁を制御して負圧発生及び負圧解除を切り替える信号送信回路が設けられている。
【００３３】
以下、架台６の上面と平行な１軸方向をＸ軸方向と呼ぶ。Ｙ軸方向は、架台６上面と平行でＸ軸と直交する方向であり、Ｚ軸方向は、Ｘ軸及びＹ軸方向と直交する高さ方向であり、θ回転とは、Ｚ軸回りの回転を指す。また、架台６の上面から架台６の外側にＺ軸方向に沿って離れる方向を上方と言い、架台６の上面から架台６の内部方向にＺ軸方向に沿って向かう方向を下方と言う。
【００３４】
キャリア台３は、Ｘ軸及びＹ軸方向に２次元状に拡がる載置面を有する。このキャリア台３は、Ｘ軸駆動機構３１とＹ軸駆動機構３２とチルト機構３３を備え、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に可動であり、また載置面の傾きを変更可能となっている。Ｘ軸方向の可動範囲には、ピックアップポジション２１とキャリア台３に対してキャリアＣを搬入及び排出する搬入／排出ポジションとを含む。このＸ軸駆動機構３１は、キャリアＣと移送部５のＸ軸方向の位置合わせに用いられる。また、Ｙ軸駆動機構３２は、キャリアＣと移送部５のＹ軸方向の位置合わせに用いられる。また、チルト機構３３は、移送部５との平行度調整に用いられ、キャリア台３の載置面を傾動対象とする。
【００３５】
Ｘ軸駆動機構３１とＹ軸駆動機構３２としては、例えばボールネジ機構が採用できる。レールとボールネジは、各々の可動方向に沿って延ばされる。ボールネジは、回転モータ、ネジ軸及びスライダにより構成され、スライダをネジ軸に螺合させ、回転モータでネジ軸を軸回転させる。Ｘ軸駆動機構３１は、Ｙ軸駆動機構３２のスライダに固定し、Ｙ軸駆動機構３２のレールに乗せる。キャリア台３は、Ｘ軸駆動機構３１のスライダに固定し、Ｘ軸駆動機構３１のレールに乗せる。
【００３６】
チルト機構３３は、ボールネジ機構とカムフォロア機構を組み合わせて成り、モータを動力源として傾動対象を傾ける電動チルト機構である。図６に、このチルト機構３３の詳細な構成を示す。図６の（ａ）は、キャリア台３を上から見た図であり、チルト機構３３のうちのキャリア台３に隠れた箇所は破線で示してある。図６の（ｂ）は、キャリア台６を側方から見た図である。
【００３７】
図６に示すように、このチルト機構３３は、回転モータ３３１、ネジ軸３３２、カム３３３及びカムフォロア３３４を備えている。ネジ軸３３２は、ステッピングモータ等の回転モータ３３１によって軸回転する。このネジ軸３３２は、軸受け３３７によって軸方向の移動が規制されている。カム３３３は、ネジ軸３３２に沿って長い筒状体であり、筒内周面にネジ溝が穿設され、ネジ軸３３２に螺合している。このカム３３３は傾斜部３３５を備えている。傾斜部３３５は、カム３３３の外周面から立ち上がっており、概略直角三角形形状を有し、軸方向に沿って連続的に高くなる傾斜面３３６を有する。カムフォロア３３４は、Ｚ軸方向に可動となっている。このカムフォロア３３４は、カム３３３の傾斜面３３６に例えば引張りバネ等により押し付けられ、カム３３３の傾斜面３３６を従動する。
【００３８】
このチルト機構３３では、回転モータ３３１が駆動すると、ネジ軸３３２は軸回転する。ネジ軸３３２が軸回転すると、カム３３３はネジ軸３３２が延びる方向に移動する。カム３３３が移動すると、カムフォロア３３４は、傾斜面３３６を登ってネジ軸３３２との直交方向へ押し上げられたり、傾斜面３３６を下ってネジ軸３３２との直交方向へ降ろされたりする。この傾斜部３３５の傾斜面３３６は、平行度調整の精度向上及び高い剛性を両立すべく、水平方向１０ｍｍの移動に対し、高さが１ｍｍ以下で上がる傾斜を有することが好ましい。
【００３９】
キャリア台３は、このチルト機構３３を３組備え、３つのカムフォロア３３４で支持されている。即ち、チルト機構３３は、Ｘ軸駆動機構３１とＹ軸駆動機構３２の並びとキャリア台３との間に配置される。そして、３つのカムフォロア３３４を正三角形の角位置に配置し、キャリア台３を傾動対象として支持する。このように構成することにより、チルト機構３３はキャリア台３の載置面を移送部５の保持面５１ａに平行に調整可能とする。尚、３つのカムフォロア３３４の配置は、正三角形の配置に限らず、二等辺三角形の配置でも良い。例えば、図６（ａ）において手前側中央のカムフォロア３３４の位置を二等辺三角形の頂角とし、二等辺三角形の両底角の位置に残りの２つのカムフォロア３３４が配置されればよい。二等辺三角形配置とする場合、二等辺三角形の底辺は、頂角のカムフォロア３３４の配置されたキャリア台３の縁辺よりも、その縁辺に対向する縁辺に近い位置とすることが望ましい。
【００４０】
図４及び図５に戻り、実装台４は、Ｘ軸及びＹ軸方向に２次元状に拡がる載置面を有する。この実装台４についてもＸ軸方向及びＹ軸方向に可動であり、ボールネジ機構により成るＸ軸駆動機構４１とＹ軸駆動機構４２を備えている。Ｙ軸駆動機構４２は、主に実装台４に載置された基板Ｓの搬入及び排出に用いられ、また基板Ｓと移送部５のＹ軸方向の位置合わせに用いられる。また、Ｘ軸駆動機構４１は、移送部５と基板ＳのＸ軸方向の位置合わせに用いられる。
【００４１】
移送部５は、嵩上げ台６１に設置され、Ｘ軸方向に間隔を空けて設けられたピックアップポジション２１と実装ポジション２２とを結ぶ直線に沿って自走し、またピックアップポジション２１と実装ポジション２２に位置するキャリア台３と実装台４に向けてＺ軸方向に下降可能となっている。
【００４２】
ここで、嵩上げ台６１は、架台６上面よりも一段高く、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２の並びに沿って延在する。嵩上げ台６１には、Ｘ軸方向に沿ってレール６３が敷設されている。レール６３は、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２との間を移動する移送部５のガイドである。レール６３は、ピックアップポジション２１に位置したキャリア台３と実装ポジション２２に位置した実装台４とに届く長さを有する。レール６３は支持部６４によって把持されている。支持部６４は、移送部５を支持するブロック体であり、更に、回転モータ、回転モータで軸回転させられるネジ軸により構成されるボールネジ６５によって駆動する。
【００４３】
支持部６４は、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２とを結ぶ直線上に向かってＹ軸方向に延びる。移送部５は、この支持部６４の延び先端面６７に取り付けられている。この延び先端面６７には、Ｚ軸方向に延びるレール６６が敷設されている。移送部５は、このレール６６をスライダ５９１で把持することで支持部６４に取り付けられ、Ｚ軸方向に摺動可能となっている。
【００４４】
昇降部９は、Ｚ軸方向に摺動可能となっている移送部５を押し下げることで、ピックアップポジション２１に位置した移送部５をキャリア台３へ向けて下降させ、また実装ポジション２２に位置した移送部５を実装台４に向けて下降させる。まず、架台６には、嵩上げ台６１の後方に位置し、移送部５よりも高く延びる支柱６２が立設されている。この支柱６２は、上端がＹ軸方向に屈曲し、移送部５の移動軌跡直上まで迫り出している。昇降部９は、この支柱６２の延び先端面６９に設置されている。
【００４５】
即ち、支柱６２の延び先端面６９には、Ｚ軸方向に延びるレール９１が敷設されている。また支柱６２の延び先端面６９には、回転モータ９２によって軸回転するネジ軸９３がレール９１に平行して設置されている。更に、このレール９１を把持して、またネジ軸９３に螺合して、当接ブロック９４が取り付けられている。この当接ブロック９４は、回転モータ９２の駆動により移送部５に向けて下降し、移送部５の上端に当接し、更に移送部５を押し下げる。移送部５は、不図示のばね等を例とする付勢手段によって上方に付勢されており、当接ブロック９４は、この付勢手段に抗して移送部５を押し下げる。当接ブロック９４が移送部５から離れることで、当接ブロック９４による押圧力が解除されると、移送部５は、付勢手段によって図４及び図５に示される上昇位置に戻されることになる。
【００４６】
尚、移送部５は、レール６３に沿ってピックアップポジション２１と実装ポジション２２の直上まで移動可能となっている。そのため、当接ブロック９４は、少なくともピックアップポジション２１及び実装ポジション２２の両方を範囲内に収めるようにＸ軸方向に長く、移送部５が何れの位置に存在しようとも、移送部５と当接して押し下げ可能となっている。また、移送部５は当接ブロック９４に対してＸ軸方向に移動可能な状態で連結されていてもよい。
【００４７】
図７は、移送部５の詳細構成を示す模式図である。移送部５は、ブラケット５９に各部を搭載して成る。ブラケット５９は、レール６６を把持するスライダ５９１を有し、またブラケット５９には当接ブロック受け５４が搭載されている。当接ブロック受け５４は、当接ブロック９４と接触する部材である。この当接ブロック受け５４が当接ブロック９４によって押圧されることにより、移送部５はレール６６に沿って昇降する。
【００４８】
移送部５の下降方向先端には、ヘッド５１が設けられ、ヘッド５１にはシリンダ５２が連接している。ヘッド５１は、保持面５１ａで粘着シートＡを保持する保持部であり、また発熱することで粘着シートＡ及び基板Ｓに形成された導電性接合材料を加熱する。保持面５１ａは、キャリア台３及び実装台４と平行に拡がる矩形であり、平坦である。ヘッド５１には負圧がかけられ、ヘッド５１は負圧により粘着シートＡを保持面５１ａで吸着保持する。シリンダ５２は、例えばエアシリンダ等の加圧源であり、ヘッド５１に荷重をかけることで、ヘッド５１を介して粘着シートＡを素子Ｅに押し付け、また実装ポジション２２でヘッド５１を介して素子Ｅを基板Ｓに押し付ける。
【００４９】
ここで、ヘッド５１は、多孔質構造を有し、若しくは吸着穴５１ｂを有し、又は多孔質構造と吸着穴５１ｂの両方を有する。例えば、ヘッド５１は、多孔質構造を有する窒化アルミや窒化ケイ素を主材とするセラミックである。その他、ヘッド５１は例えばステンレス製であってもよい。ヘッド５１の多孔質構造内部又は吸着穴５１ｂは、空気圧回路１２と接続されており、ヘッド５１の多孔質構造を通じて、またヘッド５１に設けられた貫通穴５１ｂを通じて、保持面５１ａに負圧が発生し、粘着シートＡを吸着保持する。
【００５０】
更に、このヘッド５１内には、ヒータ５６及びブロア５７が設置されている。ヒータ５６は、例えばパルスヒータ等の加熱源であり、ヘッド５１を加熱し、ブロア５７は空気の噴出によってヘッド５１を空冷する。このヒータ５６は、制御手段１１によって制御される。ヒータ５６は、制御手段１１による制御の下、素子Ｅが基板Ｓに接触している間はヘッド５１を加熱する。また、ヒータ５６は、素子Ｅが基板Ｓに接触しているとき以外は、加熱を中断又は弱め、ブロア５７は、素子Ｅが基板Ｓに接触しているとき以外はヘッド５１を冷却している。
【００５１】
この移送部５は、ヘッド５１の位置ズレを検出して当該ヘッド５１を回転補正するカメラ５５とθ回転部５３を備え、またヘッド５１の粘着シートＡの保持面５１ａの向きを変更するチルト機構５８ａ及び５８ｂを備えている。カメラ５５は、ヘッド５１とシリンダ５２の列の脇に設置され、移送部５とキャリアＣ、及び移送部５と基板Ｓとの相対的な位置ズレを検出する。θ回転部５３は、ヘッド５１をＺ軸回りに回転させ、キャリアＣ上の素子Ｅと基板Ｓ上の回路パターンとを位置合わせする。
【００５２】
チルト機構５８ａ及び５８ｂは、シリンダ５２とθ回転部５３との間に連接され、手動操作によって傾動対象を傾ける手動チルト機構であり、ヘッド５１の向きを変化させる。このチルト機構５８ａとチルト機構５８ｂとを図８及び図９を参照して更に詳細に説明する。図８は、ＸＺ平面の直交方向から移送部のチルト機構を見た詳細構成を示す図であり、図９は、ＹＺ平面の直交方向から移送部のチルト機構を見た詳細構成を示す図である。尚、図８においてはチルト機構５８ａの詳細構成のみを図示し、図９においてはチルト機構５８ｂの詳細構成のみを図示している。尚、このチルト機構５８ａとチルト機構５８ｂの傾動対象は、ヘッド５１の保持面５１ａである。
【００５３】
図８及び図９に示すように、このチルト機構５８ａ及び５８ｂの各々は、凹状曲面５８２を有するベース５８１、及び凸状曲面５８４を有する摺動部５８３を備えている。ＸＺ平面傾動用のチルト機構５８ａの摺動部５８３はシリンダ５２に固定され、ＸＺ平面傾動用のチルト機構５８ａのベース５８１とＹＺ平面傾動用のチルト機構５８ｂの摺動部５８３が固定され、ＹＺ平面傾動用のチルト機構５８ｂのベース５８１がθ回転部５３の回転軸に固定される。
【００５４】
各チルト機構５８ａ及び５８ｂのベース５８１と摺動部５８３は、同じ曲率の凹状曲面５８２と凸状曲面５８４を有し、凹状曲面５８２と凸状曲面５８４とで摺り合わせられている。凹状曲面５８２と凸状曲面５８４の円中心は保持面５１ａの中心に位置する。凸状曲面５８４が凹状曲面５８２を摺りながら、摺動部５８３がヘッド５１の保持面５１ａを中心に回転することで、ヘッド５１の向きが変更される。
【００５５】
ＸＺ平面傾動用のチルト機構５８ａは、凹状曲面５８２及び凸状曲面５８４が円弧を描いてＸ軸方向に延在するように、ベース５８１及び摺動部５８３が位置する。ＸＺ平面に沿った断面での凹状曲面５８２及び凸状曲面５８４の形状は山形、ＹＺ平面に沿った断面での凹状曲面５８２及び凸状曲面５８４の形状は平坦である。従って、チルト機構５８ａによって、ヘッド５１はＸＺ平面に沿って揺動する。
【００５６】
また、ＹＺ平面傾動用のチルト機構５８ｂは、凹状曲面５８２及び凸状曲面５８４が円弧を描いてＹ軸方向に延在するようにベース５８１及び摺動部５８３が位置する。ＹＺ平面に沿った断面での凹状曲面５８２及び凸状曲面５８４の形状は山形、ＸＺ平面に沿った断面での凹状曲面５８２及び凸状曲面５８４の形状は平坦である。従って、チルト機構５８ｂによって、ヘッド５１はＹＺ平面に沿って揺動する。このように、チルト機構５８ａ及び５８ｂは、ヘッド５１をＸＺ平面及びＹＺ平面に沿って移動させることで、保持面５１ａを実装台４の載置面に平行に調整可能とする。
【００５７】
これらチルト機構５８ａ及び５８ｂは、更に調整部５８５を備えている。調整部５８５は、例えばマイクロメータと同じ構造を有し、ツマミ５８６とフレーム５８７とスピンドル５８８とを備える。ツマミ５８６はマイクロメータのシンブルに対応し、周面に目盛りが付されている。１目盛り単位でツマミ５８６を手動で回すと、スピンドル５８８は、フレーム５８７から１目盛り単位に応じて進退し、フレーム５８７を基端として突出量が変化する。例えば、ツマミ５８６を時計回りに回転させると、スピンドル５８８は延びる。ツマミ５８６を反時計回りに回転させると、スピンドル５８８は縮む。フレーム５８７は、引張バネ５８９によりベース５８１の方向に付勢されており、スピンドル５８８の先端はベース５８１の側面に常に押し付けられている。
【００５８】
そのため、スピンドル５８８が延びると、フレーム５８７はベース５８１から離れる方向に押し出される。また、スピンドル５８８が縮むと、フレーム５８７はベース５８１に近づく。フレーム５８７は摺動部５８３に直接又は間接的に固定されている。従って、スピンドル５８８が伸縮し、フレーム５８７がベース５８１へ接近又は離反すると、摺動部５８３は、フレーム５８７の位置の変位と変位方向に応じてフレーム５８７に引き摺られ、凸状曲面５８４が凹状曲面５８２を摺りながら移動し、向きを変える。このように、このチルト機構５８ａ及び５８ｂは、ツマミ５８６の手動操作によって傾動対象、つまり保持面５１ａを傾ける。
【００５９】
このチルト機構５８ａ及び５８ｂにおいては、ツマミ５８６が１回転すると、摺動部５８３の向き、換言すると保持面５１ａの向きが０．０００３°以上０．１５°以下で変位することが望ましい。即ち、保持面５１ａの一辺の長さを例えば２０ｍｍとした場合、ツマミ５８６を１回転させたときに、保持面５１ａの対向辺の高低差が０．１μｍ以上５０μｍ以下で変位することが望ましい。この範囲を下回ると、保持面５１ａの傾きの調整効率が損なわれ、またこの範囲を上回ると、ツマミ５８６の操作に対して保持面５１ａが大きく変わり、保持面５１ａを所望の傾きに調整することが困難となる。
【００６０】
０．０００３°以上０．１５°以下という範囲は次の理由による。まず、鋭意研究の結果、キャリア台３の載置面に対して１辺が２０ｍｍの保持面５１ａの最小距離と最大距離との差を２μｍ以下に抑えることで、粘着領域Ａ１に収まる素子Ｅのうち、９８％以上の素子Ｅをピックアップできるとの知見を得た。具体的には、粘着領域Ａ１に収まる２５６個（１６行×１６列）の素子Ｅのうち、２５１個がピックアップされた。従って、キャリア台３の載置面に対して保持面５１ａの最小距離と最大距離との差が１μｍであれば、素子Ｅの全てがより確実にピックアップされることになる。
【００６１】
従って、保持面５１ａは、１辺が２０ｍｍ幅である場合、最小距離と最大距離の差を１μｍ以下の単位で変更できることが最も効率的である。換言すると、保持面５１ａの１辺とキャリア台３の載置面とが成す角は、０．００３°単位で変更できることが最も効率的である。ツマミ５８６の周りには５０目盛りが付されているため、１目盛で０．００３°変更できるようにするためには、ツマミ５８６を１回転当たりに換算すると、１回転当たり最大０．１５°変更できればよい。
【００６２】
また、１μｍ変更するために、ツマミ５８６の回転操作が凡そ１０回転以下に収まれば、調整効率の観点で実用上耐え得る。換言すると、ツマミ５８６を１回転させると０．１μｍ変化する場合、実用上耐え得る。換算すれば、ツマミ５８６を１回転させると、最低０．０００３°変更できればよい。
【００６３】
尚、回転モータ３３１で駆動する電動のチルト機構３３においても、傾きの調整効率の観点から、回転モータ３３１の回転軸１回転につき、キャリア台３の載置面が０．０００３°以上０．１５°以下で変位できればよい。
【００６４】
（動作）
（調整動作）
このような素子実装装置１の動作を説明する。まず、素子Ｅの実装処理に先立って、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面との平行度調整、及び移送部５の保持面５１ａとキャリア台３の載置面との平行度調整を行う。
【００６５】
実装台４の載置面には例えば感圧紙を載せておき、圧力分布を検出可能としておく。実装台４の載置面に感圧紙を載せた後、移送部５を実装台４に向けて降下させ、移送部５の保持面５１ａを感圧紙に押し付ける。移送部５を上昇させた後、感圧紙を取り出し、圧力分布を観察する。保持面５１ａの外形痕が感圧紙に均一に残っていれば、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面は平行に保たれている。
【００６６】
一方、保持面５１ａの外形痕の一部が欠けていれば、欠けた領域は、保持面５１ａと実装台４の載置面が接触できていない領域であり、移送部５の保持面５１ａは、欠けた領域が実装台４の載置面から離れるように、実装台４の載置面に対して大きく傾斜している。痕が薄い領域は、保持面５１ａと実装台４の載置面とが接触しているものの、荷重が過小な領域であり、移送部５の保持面５１ａは、痕が薄い領域が実装台４の載置面から離れるように、実装台４の載置面に対して未だ傾斜している。痕が濃い領域は、保持面５１ａと実装台４の載置面とが過大に接触しており、過大な荷重がかかっており、移送部５の保持面５１ａは、痕が濃い領域が実装台４の載置面から近づくように、実装台４の載置面に対して傾斜している。
【００６７】
この感圧紙の圧痕を参照しながら、オペレータは、調整部５８５のツマミ５８６を回し、ヘッド５１をＸＺ平面に沿って、又はＹＺ平面に沿って傾動させる。この圧痕表示と傾動調整とを、保持面５１ａの外形痕が感圧紙に均一に残るまで繰り返す。これにより、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面とが高精度に平行に保たれる。ここで、平行には、完全な平行の他、多行多列の素子Ｅを一括して実装できる範囲でのズレも含まれる。尚、圧力分布が検出可能であれば、感圧紙に限らず、歪みセンサを配列した圧力分布計や多点同時検出可能なタッチパネルを載置するようにしてもよい。
【００６８】
次に、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面との平行度調整が完了した後、キャリア台３の載置面には感圧紙を載せ、圧力分布を検出可能としておく。キャリア台３の載置面に感圧紙を載せた後、移送部５をキャリア台３に向けて降下させ、移送部５の保持面５１ａを感圧紙に押し付ける。移送部５を上昇させた後、感圧紙を取り出し、圧力分布を観察する。この感圧紙の圧痕を参照しながら、オペレータは、キャリア台３の傾動操作を行う。
【００６９】
例えば、キャリア台３のチルト機構３３は、外部から入力された操作信号に従って、カムフォロアを上昇又は下降させる。例えば、制御手段１１には、ティーチングペンダント等の操作手段が接続されており、ユーザは、ＸＺ平面傾動用及びＹＺ平面傾動用のボタンの押下、及び押下回数や押下時間によって、チルト機構３３に傾動指示を入力する。例えば、押下されたボタンに応じて傾動方向が決定し、押下回数や押下時間によって傾動量が決定する。制御手段１１は、押下されたボタンと、押下回数や押下時間に従って、３組のチルト機構３３の動作量を演算し、各チルト機構３３に駆動を指示する制御信号を出力する。
【００７０】
これにより、移送部５の保持面５１ａとキャリア台３の載置面とが高精度に平行に保たれる。ここで、平行には、完全な平行の他、多行多列の素子Ｅを一括してピックアップできる範囲でのズレも含まれる。尚、オペレータによる操作に応じてチルト機構３３の傾動駆動する例を説明したが、オペレータの操作に依らず、チルト機構３３が自動で傾動動作するようにしてもよい。例えば、移送部５に設けられたカメラ５５によって感圧紙の圧痕検出を行い、または移送部５に多点計測可能に変位センサを設置して、移送部５の保持面５１ａの各所とキャリア台３の載置面の各所との各距離を検出してもよい。
【００７１】
カメラ５５による圧痕検出では、制御手段１１は、カメラ５５から出力される画像を参照し、痕の有無及び痕の濃淡を各画素の輝度値により判定する。輝度値は、接触の有無及び接触荷重を示しており、制御手段１１は、相対的に輝度値の小さい箇所を、その値に応じて移送部５側に近づけ、相対的に輝度値の大きい箇所を、その値に応じて移送部５から遠ざける制御信号を生成し、チルト機構３３に出力する。変位センサを用いる場合、制御手段１１は、距離が相対的に遠い箇所を、その距離値に応じて移送部５に近づけ、距離が相対的に近い箇所を、その距離値に応じて移送部５から遠ざける制御信号を生成し、チルト機構３３に出力する。チルト機構３３では、３つの回転モータが制御信号に従った方向に、制御信号に従った回転角度だけ回転し、各カムフォロア３３４が上下する。
【００７２】
また、移送部５のチルト機構５８ａ及び５８ｂを操作する際にも、カメラ５５又はレーザ測定器を利用してもよい。制御手段１１には、少なくとも文字列が表示可能な有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイ等のモニタが接続される。制御手段１１は、カメラ５５又は変位センサによる結果を、ツマミ５８６の回転方向及び回転量に換算し、モニタに表示する。オペレータは、ツマミ５８６の回転方向及び回転量の情報を参照して、チルト機構５８ａ及び５８ｂの各ツマミ５８６を操作すればよい。
【００７３】
（実装動作）
次に素子実装装置１の実装動作を説明する。図１０は、素子実装装置１の動作を示すフローチャートである。まず、移送部５のヘッド５１に粘着シートＡを装着する（ステップＳ０１）。粘着シートＡを保持した移送部５は、ピックアップポジション２１に移動する（ステップＳ０２）。ピックアップポジション２１には、キャリア台３がキャリアＣを載せて待機している。すなわち、キャリアＣ上でアレイ状にストックされた素子Ｅのうち今回移送部５でピックアップされる多行多列の素子Ｅ群（以下「ピックアップ予定の素子Ｅ群」と称す。）の中央位置がピックアップポジション２１に位置付けられた状態で待機している。
【００７４】
移送部５がピックアップポジション２１に到達すると、移送部５とキャリアＣ、つまりピックアップ予定の素子Ｅ群との位置合わせを行う（ステップＳ０３）。ステップＳ０３において、カメラ５５はピックアップ予定の素子Ｅ群を撮影する。カメラ５５の画像が制御手段１１によって解析されて、移送部５とピックアップ予定の素子Ｅ群とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ズレ及びＺ軸回りの向きのズレが検出されると、移送部５とキャリア台３は、それらズレを解消するように相対的に移動する。Ｘ軸方向のズレにおいては、移送部５及びキャリア台３が何れもＸ軸方向に移動可能であるので、一方又は両方が稼働する。
【００７５】
ズレの検出においては、画像内に写った素子Ｅ群のうちの一つの対角上に位置する２つの素子Ｅの位置を画像処理により検出することで行う。画像処理では、二値化や輪郭強調を行い、素子Ｅ群の対角を明瞭にしてもよい。そして、対角の中点を演算し、演算結果と画像内の基準点との差分を取る。この差分が移送部５とピックアップ予定の素子Ｅ群とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ズレとなる。また、Ｚ軸回りの向きのズレに関しては、画像内に写った素子Ｅ群のうちの一つの対角と基準線とが一致するようにθ回転部５３が作動することで解消される。
【００７６】
移送部５とピックアップ予定の素子Ｅ群との位置合わせが完了すると、移送部５によるキャリアＣからのピックアップ予定の素子Ｅ群のピックアップを行う（ステップＳ０４）。このステップＳ０４において、昇降部９は、移送部５をキャリア台３のキャリアＣに向けて下降させ、装着された粘着シートＡをピックアップ予定の素子Ｅ群に押し付ける。粘着シートＡは粘着領域Ａ１が隈無く粘着力を有している。そのため、粘着シートＡの投影領域に収まる素子Ｅの全て、つまり、ピックアップ予定の素子Ｅ群全てが粘着シートＡに貼り付く。
【００７７】
ここで、キャリア台３を傾動させるチルト機構３３により、移送部５の保持面５１ａとキャリア台３の載置面とは、上述したように高精度に平行が保たれている。従って、ピックアップ予定の素子Ｅ群の全ての素子Ｅを粘着シートＡに確実に押し付けることができる。このため、キャリアＣから粘着領域Ａ１に収まる全素子Ｅは取りこぼされることなく、また一部の素子Ｅに過大な荷重がかかって破損することも無く、全素子Ｅは、高確度で一括ピックアップされる。
【００７８】
粘着シートＡへ素子Ｅ群が移ると、移送部５はピックアップポジション２１から実装ポジション２２へ移動する（ステップＳ０５）。このとき、実装台４は、基板Ｓを載せて実装ポジション２２で待機している。すなわち、基板Ｓ上に形成された回路パターンのうち今回移送部５で多行多列の素子Ｅ群が実装される領域（以下、「実装予定領域」と称す。）の中央位置が実装ポジション２２に位置付けられた状態で待機している。移送部５が実装ポジション２２に到達すると、移送部５と基板Ｓ上の実装予定領域との位置合わせを行う（ステップＳ０６）。カメラ５５は、実装予定領域の回路パターンを撮影する。そして、制御手段１１は、移送部５と実装予定領域とのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置ズレ及びＺ軸回りの向きのズレを検出し、それらズレを解消するように、移送部５と実装台４とを相対的に移動させる。ズレ検出においては、例えば実装予定領域の対角に存在する回路パターン上の電極パッドを基準に位置ズレ及び向きのズレを算出すればよい。
【００７９】
移送部５と基板Ｓの位置合わせが完了すると、移送部５による基板Ｓ上への素子Ｅ群の実装を行う（ステップＳ０７）。
【００８０】
ステップＳ０７では、昇降部９は移送部５を下降させ、移送部５は素子Ｅ群を一括して基板Ｓに押し付ける。即ち、回転モータ９２が作動し、当接ブロック９４が移送部５に向けて下降する。当接ブロック９４は移送部５の当接ブロック受け５４に当接し、移送部５全体を基板Ｓに向けて押し下げ、素子Ｅ群を基板Ｓに当接させる。このとき、シリンダ５２には押し付けに必要な圧力が供給されているので、素子Ｅ群は所定圧力で基板Ｓに押し付けられることとなる。
【００８１】
また、ステップＳ０７では、素子Ｅ群が基板Ｓに当接した際、ヒータ５６はヘッド５１を粘着シートＡの剥離温度Ｔ１よりも高い、導電性接合材料で素子Ｅ群を基板Ｓに接合するためのプロセス温度Ｔ２まで加熱する。素子Ｅ群が基板Ｓに接触する前から加熱を開始し、素子Ｅ群が基板Ｓに接触した直後にヘッド５１の温度が剥離温度Ｔ１を通過するようにしてもよい。ヘッド５１の熱は粘着シートＡに伝熱し、更に粘着シートＡから素子Ｅ群を介して導電性接合材料に伝熱する。そのため、粘着シートＡの粘着力は喪失又は低下し、粘着シートＡから素子Ｅ群が剥離し、基板Ｓ側に素子Ｅ群が載置される。即ち、粘着シートＡに貼り付いた素子Ｅ群は、粘着シートＡに残ることなく、全て粘着シートＡから基板Ｓへ転写される。更に、ヘッド５１がプロセス温度Ｔ２に到達することで、導電性接合材料で素子Ｅ群が基板Ｓに接合される。
【００８２】
しかも、移送部５のヘッド５１を傾動させるチルト機構５８ａ及び５８ｂにより、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面とは、上述したように高精度に平行が保たれている。従って、粘着シートＡに保持された全ての素子Ｅを基板Ｓに対して確実に押し付けることができる。このため、保持した全素子Ｅは基板Ｓに精度良く接合され、また一部の素子Ｅに過大な荷重がかかって破損することも無く、全素子Ｅは高確度で一括して基板Ｓに離脱する。
【００８３】
移送部５が保持する粘着シートＡは、ｍ行ｎ列の素子Ｅを包含するサイズ及び形状を有するものとする。キャリアＣには、ａ×ｍ行ｂ×ｎ列の素子Ｅがストックされているものとする。また、基板Ｓには、ｃ×ｍ行ｄ×ｎ列の素子Ｅが実装される余地があるものとする。ａ、ｂ、ｃ及びｄは正の実数、望ましくは自然数である。この場合、移送部５は、キャリアＣから全ての素子Ｅをピックアップし終えるまで、又は基板Ｓの実装余地に全ての素子Ｅを配置し終えるまで、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２との間を往復し、素子Ｅの実装を繰り返す。粘着シートＡは、素子Ｅのピックアップと実装の一連の処理完了ごとに交換される。なお、移送部５がキャリアＣから余すことなく素子Ｅを取り切り、基板Ｓの回路パターンに余すことなく素子Ｅを実装し切ることを考慮すると、ａ、ｂ、ｃ及びｄは自然数とすることが好ましい。
【００８４】
（効果）
以上のように、この素子実装装置１は、キャリア台３と実装台４と移送部５とチルト機構３３、５８ａ及び５８ｂを備えるようにした。キャリア台３は、素子Ｅがアレイ状に並べられたキャリアＣが載置される供給台である。実装台４は、素子Ｅがアレイ状に配置される基板Ｓが載置される。移送部５は、キャリア台３と実装台４との間を移動すると共に、キャリアＣから多行多列の素子Ｅを一括してピックアップして、ピックアップした多行多列の素子Ｅを基板Ｓに一括して移す。チルト機構３３、５８ａ及び５８ｂは、キャリア台３の載置面と移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面を平行となるように調整可能とする。
【００８５】
これにより、キャリアＣから全素子Ｅを取りこぼしなく、また一部の素子Ｅに過大な荷重をかけること無く、一括ピックアップすることができる。また、保持した全素子Ｅを基板Ｓへ精度良く接合し、また一部の素子Ｅに過大な荷重をかけること無く、一括して離脱させることができる。
【００８６】
また、移送部５には手動チルト機構であるチルト機構５８ａ及び５８ｂを備えるようにした。チルト機構５８ａ及び５８ｂは、回転モータ等の動力源を備えないため、移送部５を小型・軽量化できる。これにより、移送部５を高速移動させることができ、素子Ｅの実装速度が向上する。また、移送部５をキャリア台３及び実装台４に停止させる際の慣性力を小さくすることができ、移送部５は、高精度でピックアップポジション２１及び実装ポジション２２に停止できる。従って、素子Ｅのピックアップミスや実装ミスが低下し、歩留まりが良くなる。
【００８７】
更に、このチルト機構５８ａ及び５８ｂは、ツマミを１回転させると、保持面５１ａを０．０００３°以上０．１５°以下傾けるようにした。これにより、平行度の調整時間の短縮と移送部５の移動速度の向上を高度に両立させることができ、生産効率が向上する。また、平行度の調整精度の向上と素子Ｅのピックアップミスや実装ミスの低減が高度に両立し、歩留まりが更に良くなる。
【００８８】
また、キャリア台３には電動チルト機構であるチルト機構３３を備えるようにした。これにより、移送部５の保持面５１ａとキャリア台３の載置面とを高精度で平行に調整することができ、素子Ｅのピックアップミスを低下させることができる。また、平行度調整が短時間で完了するので、速やかに実装工程に移ることができ、生産効率が向上する。
【００８９】
更に、このチルト機構３３は、回転モータ３３１を１回転させると、キャリア台３の載置面を０．０００３°以上０．１５°以下の範囲で傾けるようにした。これにより、平行度の調整時間の短縮と精度の向上を高度に両立させることができ、素子Ｅのピックアップミスや実装ミスの低減が高度に両立し、歩留まりが良くなる。また、傾斜部３３５の傾斜面３３６は、水平方向１０ｍｍの移動に対し、高さが１ｍｍ以下で上がる傾斜を有するようにした。これにより、平行度調整の精度向上及び高い剛性が両立する。
【００９０】
尚、キャリア台３の載置面と移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面を平行となるように調整できれば、移送部５とキャリア台３に対して、手動チルト機構であるチルト機構５８ａ及び５８ｂと電動チルト機構であるチルト機構３３の何れを搭載させるようにしてもよい。また、手動チルト機構であるチルト機構５８ａ及び５８ｂと電動チルト機構であるチルト機構３３の一方を実装台４に搭載してもよい。
【００９１】
例えば、キャリア台３が搭載したチルト機構３３を実装台４が備えるようにしてもよい。この場合、移送部５のチルト機構５８ａ及び５８ｂにより、キャリア台３の載置面と移送部５の保持面５１ａの平行度を調整する。また、実装台４のチルト機構３３により、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面の平行度を調整する。
【００９２】
また、移送部５には、手動チルト機構であるチルト機構５８ａ及び５８ｂに代えて、電動チルト機構であるチルト機構３３を搭載するようにしてもよい。即ち、制御手段１１は、移送部５がピックアップポジション２１に位置したときの、保持面５１ａの傾き情報を記憶しておく。そして、移送部５がピックアップポジション２１に位置したとき、この保持部５１ａの傾き情報に従ってチルト機構３３を稼働させ、移送部５の保持面５１ａとキャリア台３の載置面を平行にする。また、制御手段１１は、移送部５が実装ポジション２２に位置したときの、保持面５１ａの傾き情報を記憶しておく。そして、移送部５が実装ポジション２２に位置したとき、この保持部５１ａの傾き情報に従ってチルト機構３３を稼働させ、移送部５の保持面５１ａと実装台４の載置面を平行にする。
【００９３】
この場合、キャリア台３と実装台４を傾ける機構は排除することができ、素子実装装置のコスト低減となる。また、この素子実装装置には、反りやうねりが生じたキャリアＣや反りやうねりが生じた基板Ｓが搬入されることも考えられる。この場合であっても、移送部５に電動チルト機構であるチルト機構３３を搭載するようにすれば、予めキャリアＣの反りやうねりの情報を取得して記憶しておくことで、素子Ｅがピックアップされる予定の領域に生じているキャリアＣの反りやうねりの具合に応じて、保持面５１ａを傾けることができる。また、移送部５に電動チルト機構であるチルト機構３３を搭載するようにすれば、予め基板Ｓの反りやうねりの情報を取得して記憶しておくことで、素子Ｅを実装する予定の領域に生じている基板Ｓの反りやうねりの具合に応じて、保持面５１ａを傾けることができる。
【００９４】
キャリアＣの反りやうねりの具合や基板Ｓの反りやうねりの具合は、カメラ５５で撮影した画像や移送部５に設置した多点計測のレーザ光により測位する変位センサによって検出すればよい。画像に基づく反り具合の検出方法としては、例えば、照明を設置し、キャリアＣ及び基板Ｓを照光し、生じた影の向きや長さを検出すればよい。尚、キャリアＣや基板Ｓ以外にも、キャリア台３の載置面や実装台４の載置面に反りやうねりが生じている場合にも、同様の対応が可能である。
【００９５】
更に、キャリア台３が搭載したチルト機構３３と同様のチルト機構を実装台４にも備えるようにし、移送部５のチルト機構５８ａ、５８ｂを排除することもできる。この場合、移送部５の保持面５１ａに、キャリア台３の載置面と実装台４の載置面とがそれぞれ平行になるように、それぞれのチルト機構３３を調整する。このように構成すると、キャリア台３と実装台４との間で移動する移送部５の重量を、チルト機構５８ａ、５８ｂの分だけ軽量化することができるので、移送動作の安定化および高精度化を図れる。
【００９６】
実装台４にチルト機構３３を備える場合、傾斜部３３５の傾斜面３３６が、水平方向１０ｍｍの移動に対し、高さが１ｍｍ以下で上がる傾斜を有することは、素子Ｅの実装精度の点で特に有用となる。まず、実装台４には、素子Ｅが実装される際、移載部５によって数百ニュートンの荷重が付与される。この荷重は、傾斜部３３５とカムフォロア３３４とが相対的に水平方向に移動させる力を生む。但し、傾斜部３３５は、ネジ軸３３２の回転で移動する構成であるから、外力を受けても水平方向に移動し難い。そのため、水平方向に移動させる力は、カムフォロア３３４と、カムフォロア３４が取り付けられた載置台４の載置面に作用してしまう。素子Ｅを実装する際に、この水平方向に移動させる力によって載置面が水平方向に位置ずれしてしまうと、実装精度の低下の原因となる。そして、この水平方向に移動させる力は、傾斜面３３６の傾きが大きいほど大きくなる。しかしながら、発明者等は、鋭意研究の結果、傾斜部３３５の傾斜面３３６を、水平方向１０ｍｍの移動に対し高さが１ｍｍ以下で上がる傾きとすることを実験により見出した。これにより、素子Ｅの実装時にかかる荷重によって生じる載置面の位置ずれが素子Ｅの実装精度に影響しない程度に抑えることができることが確認された。
【００９７】
また、電動チルト機構としてはチルト機構３３を説明したが、ツマミ５８６に接続された回転モータを備えたチルト機構５８ａ及び５８ｂは、ツマミ５８６を電動で回転させるものであり、電動チルト機構に含まれる。
【００９８】
また、保持面５１ａの保持態様として粘着シートＡを用いた例を説明したが、これに限ることなく、例えば真空吸着や静電吸着等の方法を採用してもよい。真空吸着が採用される場合、移送部５の保持面５１ａには多行多列の吸引穴が形成される。吸引穴にはコンプレッサやエジェクタを有する空気圧回路１２に接続されており、吸引穴には負圧が発生する。移送部５は、負圧により吸引穴に素子を吸い付けることで、素子Ｅをピックアップし、真空破壊や大気開放等による負圧解除によって基板Ｓにて素子Ｅを離す。静電吸着が採用される場合、保持面５１ａに多行多列のメサ形構造体が形成される。メサ形構造体には電極及び誘電体層が設けられる。このメサ形構造体を有する静電力発生部が素子Ｅに対する局所的な吸着点となる。
【００９９】
（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態に係る素子実装装置１の概略構成図である。図１１中、第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付しており、第２の実施形態において特徴的な部分の寸法や形状等は、実際よりも強調して描いてある。
【０１００】
この素子実装装置１は、キャリア台３に搭載されるチルト機構３３を実装台４にも備えている。また、移送部５のチルト機構５８ａ及び５８ｂはそれぞれ電動チルト機構である。即ち、このチルト機構５８ａ及び５８ｂは、ツマミ５５８に接続された回転モータを備え、ツマミ５８６を電動で回転させる。更に、素子実装装置１は、変位センサの例としてレーザ測定器７を備えている。レーザ測定器７は、キャリア台３、実装台４及び移送部５に備えられている。レーザ測定器７は、レーザ光を測定対象物に向けて出射し、測定対象物からの反射光を受光する。そして、レーザ測定器７は、例えば受光に要した時間から距離測定対象の距離を算出し、又は出入光の位相差から距離測定対象の距離を算出する。変位センサは、当該センサから離間した距離測定対象物が測位可能であれば、これに限らず、例えば超音波により測位するセンサであってもよい。
【０１０１】
これらレーザ測定器７は、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２での移送部５の保持面５１ａの傾き、キャリア台３の載置面の傾き、及び実装台４の載置面の傾きを測定するために用いられる。そして、素子実装装置１では、測定結果に基づいて、保持面５１ａとキャリア台３の載置面との平行度が調整され、また保持面５１ａと実装台４の載置面との平行度が調整される。
【０１０２】
まず、移送部５のレーザ測定器７は、ピックアップポジション２１でキャリア台３の載置面内の各所を測位し、また実装ポジション２２で実装台４内の載置面の各所を測位する。測位結果は制御手段１１に入力され、キャリア台３の載置面と実装台４の載置面の傾き計算のパラメータとなる。即ち、移送部５のレーザ測定器７は、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２とを結んだ線分上に設置され、移送部５のＸ軸方向の移動によってピックアップポジション２１及び実装ポジション２２に到達可能となっている。レーザ測定器７はＺ軸に沿って下向きにレーザ光を出射するように、ブラケット５９（図７参照）に固定されている。ブラケット５９に固定されたレーザ測定器７は、θ回転部５３、チルト機構５８ａ及び５８ｂによる回転及び傾き変更に影響されない。レーザ測定器７は、素子Ｅのピックアップ及び実装の邪魔にならないように、ヘッド５１の脇に位置し、また最下端部が保持面５１ａより高い位置にある。
【０１０３】
キャリア台３及び実装台４のレーザ測定器７は、キャリア台３及び実装台４に各々備えられる水平板３４に設置される。キャリア台３の水平板３４は、ＸＹ平面に沿って水平に拡がり、キャリア台３と共にＸ軸駆動機構３１とＹ軸駆動機構３２によってＸＹ平面に沿って平行移動する。また、実装台４の水平板３４も、ＸＹ平面に沿って水平に拡がり、実装台４と共にＸ軸駆動機構４１とＹ軸駆動機構４２によってＸＹ平面に沿って平行移動する。
【０１０４】
キャリア台３のレーザ測定器７は、ピックアップポジション２１にて保持面５１ａ内の各所を測位し、また実装台４のレーザ測定器７は、実装ポジション２２にて保持面５１ａ内の各所を測位する。測位結果は制御手段１１に入力され、ピックアップポジション２１及び実装ポジション２２での保持面５１ａの傾き計算のパラメータとなる。即ち、キャリア台３のレーザ測定器７は、Ｘ軸駆動機構３１及びＹ軸駆動機構３２の駆動によって、ピックアップポジション２１に到達可能な位置に固定され、実装台４のレーザ測定器７は、Ｘ軸駆動機構４１及びＹ軸駆動機構４２の駆動によって、実装ポジション２２に到達可能な位置に固定される。また、これらレーザ測定器７は、Ｚ軸方向に沿って上向きにレーザ光を出射するように水平板３４に固定されている。
【０１０５】
制御手段１１は、レーザ測定器７の測位結果から各傾きを計算する。そして、制御手段１１は、保持面５１ａの傾き角度に基づいてチルト機構５８ａ及び５８ｂを制御して保持面５１ａの傾きを調整し、また、キャリア台３や実装台４の載置面の傾き角度に基づいて各チルト機構３３を制御して各載置面の傾きを調整する。なお、制御手段１１は表示部１１ａを備えることができる。表示部１１ａは、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等であり、視覚により情報を表示する。
【０１０６】
図１２は、実装ポジション２２において、制御手段１１による保持面５１ａの傾きを検出及び調整する動作を示すフローチャートである。尚、ピックアップポジション２１で保持面５１ａの傾きを検出及び調整する動作は、位置がピックアップポジション２１である点、及びキャリア台３のレーザ測定器７を用いる点を除き同一であり、説明を省略する。
【０１０７】
まず、図１３に示すように、制御手段１１は、ボールネジ６５を制御して、移送部５の保持面５１ａを実装ポジション２２に位置させる（ステップＳ１１）。また、制御手段１１は、Ｘ軸駆動機構４１及びＹ軸駆動機構４２を制御して、実装ポジション２２に位置した保持面５１ａに対し、実装台４のレーザ測定器７を正対させる（ステップＳ１２）。次に、制御手段１１は、実装台４をＸ軸方向に移動させつつ（ステップＳ１３）、実装台４のレーザ測定器７を用いて保持面５１ａ内の複数点に向けてレーザ光を当てる（ステップＳ１４）。そして、制御手段１１は、複数点の距離を測位する（ステップＳ１５）。
【０１０８】
ステップＳ１３及びＳ１４において、例えば図１４の（ａ）に示すように、保持面５１ａの各辺縁領域のうち、Ｘ軸方向に延びる両辺縁領域に各３点のレーザ光照射点Ｌｐを設定する。３点のレーザ光照射点Ｌｐは、できるだけ離れていることが望ましく、辺縁の両端の角及び辺中心に設定されるとよい。
【０１０９】
即ち、ステップＳ１２において、最初は、保持面５１ａの角の一つとレーザ測定器７とが正対するように、実装台４を移動させる。制御手段１１は、保持面５１ａの角の一つとレーザ測定器７とが正対するために必要なＸ軸方向移動距離及びＹ軸方向移動距離を予め記憶している。制御手段１１は、このＸ軸方向移動距離及びＹ軸方向移動距離をアナログ又はパルスの電流又は電圧信号に変換してＸ軸駆動機構４１及びＹ軸駆動機構４２に出力する。例えば、実装台４の原点位置を始点とするＸ軸方向移動距離及びＹ軸方向移動距離が記憶されている。この場合は、まず実装台４を原点位置に復帰させ、それからＸ軸方向移動距離及びＹ軸方向移動距離に従って制御すればよい。または、実装台４の現在位置を記憶している場合、Ｘ軸方向移動距離及びＹ軸方向移動距離と現在位置との差を演算し、その差に従って制御すればよい。
【０１１０】
Ｘ軸方向に並ぶ３点のレーザ光照射点Ｌｐの離間距離についても、制御手段１１は予め記憶している。保持面５１ａの角の一つとレーザ測定器７とを正対させ、最初にレーザ光を出射させた後は、次のレーザ光照射点Ｌｐに向けてＸ軸方向に予め記憶した離間距離だけ、実装台４のレーザ測定器７を移動させる。そして、制御手段１１は、実装台４のレーザ測定器７によって次のレーザ光照射点Ｌｐに向けてレーザ光を出射させる。更に、辺中心のレーザ光照射点Ｌｐにレーザ光を照射した後、制御手段１１は、反対の角にある次のレーザ光照射点Ｌｐに向けてＸ軸方向に予め記憶した離間距離だけ、実装台４のレーザ測定器７を移動させる。そして、制御手段１１は、実装台４のレーザ測定器７によってレーザ光を出射させる。
【０１１１】
片側の辺に沿ってレーザ光照射点Ｌｐを変更した後は、対向辺に沿って更に３点のレーザ光照射点Ｌｐを設定する。制御手段１１は、対向辺のＹ軸方向離間距離について予め記憶している。制御手段１１は、このＹ軸方向離間距離だけ、実装台４のレーザ測定器７を移動させてレーザ光出射を制御し、対向辺の３点のレーザ光照射点Ｌｐにレーザ光を照射させていく。
【０１１２】
レーザ光を照射した複数点を測位すると（ステップＳ１５）、制御手段１１は、測位結果から保持面５１ａのＸ軸に対する傾きを計算する（ステップＳ１６）。傾き計算においては、３点のレーザ光照射点Ｌｐにレーザ光を照射するために移動したＸ軸方向距離と、３点のレーザ光照射点ＬＰを測位結果の違いに基づけばよい。尚、レーザ光照射点Ｌｐの並びが２ライン分得られているので、例えば各々のラインを利用して各々の傾き角度を求めて平均してもよい。更に、多くの角度情報を得て精度を上げるべく、ステップＳ１３〜１５を所定回数分繰り返し、複数の角度の平均をとってもよい。Ｙ軸に対する傾きによっては、１ライン分の測定結果が得られない場合もあるため、レーザ光照射点Ｌｐを２ライン分測位することは冗長化のメリットも享受できる。
【０１１３】
保持面５１ａのＸ軸方向の傾き算出が終了すると、制御手段１１は、実装台４をＹ軸方向に沿って変更させつつ（ステップＳ１７）、実装台４のレーザ測定器７を用いて保持面５１ａ内の複数点にレーザ光を当てる（ステップＳ１８）。そして、制御手段１１は、複数点の各距離を測位する（ステップＳ１９）。そして、各複数点の距離を測位すると、制御手段１１は、測位結果から保持面５１ａのＹ軸に対する傾きを計算する（ステップＳ２０）。
【０１１４】
ステップＳ１７及びＳ１８において、例えば図１４の（ｂ）に示すように、保持面５１ａの各辺縁領域のうち、Ｙ軸方向に延びる両辺縁領域に各３点のレーザ光照射点Ｌｐを設定する。３点のレーザ光照射点Ｌｐは、できるだけ離れていることが望ましく、辺縁の両端の角及び辺中心に設定されるとよい。制御手段１１は、Ｘ軸方向に延びる両辺縁領域の計６個のレーザ光照射点Ｌｐのうちの最終照射点を出発点とし、Ｙ軸方向に並ぶ３点のレーザ光照射点Ｌｐの離間距離に従って実装台４のレーザ測定器７を移動させ、また対向辺のＹ軸方向離間距離に従って２ライン目に実装台４のレーザ測定器７を移動させればよい。
【０１１５】
保持面５１ａのＸ軸及びＹ軸に対する傾き角度を各々計算すると、制御手段１１は、Ｘ軸及びＹ軸に対する各傾き角度を表示部１１ａに表示させる（ステップＳ２１）。水平板３４に対する保持面５１ａの傾きが大きければ、つまり許容できる傾きを超えていれば（ステップＳ２２，Ｙｅｓ）、制御手段１１は、計算結果に従ってチルト機構５８ａ及び５８ｂを制御し、保持面５１ａの傾き角度を変更し（ステップＳ２３）、ステップＳ１２からやり直す。保持面５１ａの傾きが小さい、つまり許容できる傾きの範囲内である場合には（ステップＳ２２，Ｎｏ）、保持面５１ａの傾き角度を記憶し（ステップＳ２４）、保持面５１ａの傾き検出と調整は終了する。
【０１１６】
尚、保持面５１ａの傾き角度は厳密に修正される必要はない。平行度を調整する必要があるのは、あくまで保持面５１ａと実装台４の載置面との関係であり、また保持面５１ａとキャリア台３の載置面との関係であり、少なくとも、実装台４の載置面とキャリア台３の載置面の傾き変更限度内に収まっていればよい。
【０１１７】
保持面５１ａが水平板３４に対して平行に調整されると、次に、実装台４の載置面と保持面５１ａとの平行度を調整する。図１５は、実装ポジション２２において、制御手段１１による実装台４の載置面の傾きを検出及び調整する動作を示すフローチャートである。尚、ピックアップポジション２１でキャリア台３の載置面の傾きを検出及び調整する動作は、位置がピックアップポジション２１である点を除き同一であるため、説明を省略する。
【０１１８】
まず、図１６に示すように、制御手段１１は、ボールネジ６５を制御して、移送部５のレーザ測定器７を実装ポジション２２に位置合わせする（ステップＳ３１）。また、制御手段１１は、Ｘ軸駆動機構４１及びＹ軸駆動機構４２を制御して、実装台４の載置面を移送部５のレーザ測定器７と正対させる（ステップＳ３２）。次に、制御手段１１は、実装台４をＸ軸方向に移動させつつ（ステップＳ３３）、移送部５のレーザ測定器７を用いて実装台４の載置面内の複数点に向けてレーザ光を当てる（ステップＳ３４）。そして、制御手段１１は、複数点の距離を測位する（ステップＳ３５）。
【０１１９】
ステップＳ３３及びＳ３４において、例えば図１７の（ａ）に示すように、実装台４の載置面の各辺縁領域のうち、Ｘ軸方向に延びる両辺縁領域に各３点のレーザ光照射点Ｌｐを設定する。３点のレーザ光照射点Ｌｐは、できるだけ離れていることが望ましく、辺縁の両端の角及び辺中心に設定されるとよい。最初は、実装台４の載置面の角の一つとレーザ測定器７とが正対するように、実装台４を移動させる。制御手段１１は、実装台４の載置面の角の一つとレーザ測定器７とが正対するために必要なＸ軸方向移動距離及びＹ軸方向移動距離を予め記憶している。また、Ｘ軸方向に並ぶ３点のレーザ光照射点Ｌｐの離間距離についても、制御手段１１は予め記憶している。
【０１２０】
レーザ光を照射した複数点を測位すると（ステップＳ３５）、制御手段１１は、測位結果から実装台４の載置面のＸ軸に対する傾きを計算する（ステップＳ３６）。傾き計算においては、３点のレーザ光照射点Ｌｐにレーザ光を照射するために移動したＸ軸方向距離と、３点のレーザ光照射点Ｌｐの測位結果の違いに基づけばよい。
【０１２１】
Ｘ軸に対する傾き算出が終了すると、制御手段１１は、実装台４をＹ軸方向に沿って変更させつつ（ステップＳ３７）、移送部５のレーザ測定器７を用いて実装台４の載置面内の複数点にレーザ光を当てる（ステップＳ３８）。そして、制御手段１１は、複数点の各距離を測位する（ステップＳ３９）。そして、各複数点の距離を測位すると、制御手段１１は、測位結果から実装台４の載置面のＹ軸方向の傾きを計算する（ステップＳ４０）。
【０１２２】
ステップＳ３７及びＳ３８において、例えば図１７の（ｂ）に示すように、実装台４の載置面の各辺縁領域のうち、Ｙ軸方向に延びる両辺縁領域に各３点のレーザ光照射点Ｌｐを設定する。３点のレーザ光照射点Ｌｐは、できるだけ離れていることが望ましく、辺縁の両端の角及び辺中心に設定されるとよい。尚、このステップＳ３２〜Ｓ４０までは、傾き角度の検出精度のために複数回繰り返し、平均等の統計的手法によって最終的な傾き角度を計算するようにしてもよい。
【０１２３】
実装台４の載置面のＸ軸及びＹ軸に対する傾き角度を計算すると、保持面５１ａのＸ軸及びＹ軸に対する傾き角度を読み出し（ステップＳ４１）、実装台４の載置面が有する傾き角度から保持面５１ａの傾き角度を差分する（ステップＳ４２）。そして、制御手段１１は、実装台４に設けられたチルト機構３３を駆動させて実装台４を傾け、差分を解消させる（ステップＳ４３）。即ち、制御手段１１は、このＸ軸方向の差分及びＹ軸方向の差分から各チルト機構３３の動作方向及び動作量を演算し、演算結果をアナログ又はパルスの電流又は電圧信号に変換して各チルト機構３３に出力する。
【０１２４】
以上のように、移送部５の保持面５１ａ及び実装台４の載置面は水平を基準として各々の傾き角度が検出され、両傾き角度の差分を解消するようにチルト機構３３で傾きが調整されるため、実装台４の載置面の傾きが保持面５１ａに倣い、両者は平行となる。同じように、ピックアップポジション２１にて保持面５１ａの傾きをキャリア台３のレーザ測定器７を用いて検出し、またキャリア台３の載置面の傾きを移送部５のレーザ測定器７を用いて、両者の差分を解消させることで、ピックアップポジション２１において保持面５１ａの傾きにキャリア台３の載置面が倣う。
【０１２５】
ここで、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２における保持面５１ａの傾き角度の違いが無視できる程度である場合、ピックアップポジション２１又は実装ポジション２２の何れかで保持面５１ａの傾きを検出した後は、他方において差分演算をするときにその傾き角度を流用するようにしてもよい。無視できる程度とは、傾き角度を流用することで一方の平行度の精度が落ちたとしても、素子Ｅのピックアップ又は実装に支障がない場合をいう。この場合、傾き角度の検出工数が減るので、素子実装装置１の稼働効率が向上する。
【０１２６】
また、一方のポジションでの保持面５１ａの傾き角度から他方のポジションでの保持面５１ａの傾き角度が推測できる場合、即ち一方のポジションでの保持面５１ａの傾き角度から他方のポジションでの保持面５１ａの傾き角度を算出する算出式が存在する場合には、同じように、一方のポジションでの保持面５１ａの傾き角度を流用するようにしてもよい。
【０１２７】
移送部５のレーザ測定器７はヘッド５１に固定されるようにしてもよい。レーザ測定器７をヘッド５１に固定すると、θ回転部５３、チルト機構５８ａ及び５８ｂの駆動に影響されず、保持面５１ａとレーザ光とは常に直交関係を保つ。従って、移送部５のレーザ測定器７を用いて検出された両載置面の傾き角度は、保持面５１ａが基準となる。そうすると、保持面５１ａの傾きと比較をすることなく、両載置面の傾き角度の分だけ、チルト機構３３を駆動させれば良い。しかも、保持面５１ａの傾きがチルト機構３３による角度変更の許容範囲内であれば、保持面５１ａの傾きを検出する必要はなく、キャリア台３と実装台４のレーザ測定器７を省略できる。
【０１２８】
但し、移送部５のブラケット５９にレーザ測定器７を設けることで、θ回転、Ｘ軸方向角度変更及びＹ軸方向角度変更をさせる重量物を軽くすることができ、これらθ回転及び角度変更の精度を更に向上させることができるため、望ましい。
【０１２９】
また、本実施形態では、水平を傾きの基準とすべく、移送部５、キャリア台３及び実装台５のレーザ測定器７がＺ軸に沿ってレーザ光を出射できるように設置した。但し、移送部５のレーザ測定器７が出射するレーザ光とキャリア台３及び実装台５のレーザ測定器７が出射するレーザ光が平行であればよく、水平を基準とする必要はない。また、移送部５の保持面５１ａの傾きが、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２を含む線分上で一律であるか、または変動が無視できる程度である場合には、キャリア台３と実装台５に搭載したレーザ測定器７を共通にして、例えば架台６の上面であって、キャリア台３と実装台５の間に配置することもできる。
【０１３０】
尚、レーザ測定器７の測位結果の精度向上のため、移送部５は測位時に昇降部９によって下げられ、移送部５のレーザ測定器７と各載置面との距離、及びキャリア台３のレーザ測定器７と保持面５１ａとの距離を近づけることが望ましい。測位精度が向上するまで、移送部５のレーザ測定器７を載置面に近づけることができない場合には、図１８に示すように、移送部５のレーザ測定器７とは別にレーザ測定器７を例えばピックアップポジション２１上に設置しておくようにしてもよい。
【０１３１】
即ち、架台６には、レーザ測定器７が逆Ｌ字支柱８１に支持されて設置されている。逆Ｌ字支柱８１は、架台６の上面から立ち上がり、途中でピックアップポジション２２に向けて屈曲して延びている。逆Ｌ字支柱８１の延び先端面には、昇降部８２が設けられている。昇降部８２は、例えばＺ軸方向に延びるレール及びボールネジである。レーザ測定器７は昇降部８２を介して逆Ｌ字支柱８１に支持されている。そして、このレーザ測定器７は、ピックアップポジション２１を通るＺ軸に沿って下方にレーザ光を照射する。
【０１３２】
キャリア台３の載置面にレーザ光を照射する際、移送部５の代わりに、ピックアップポジション２１の上方に常設されているレーザ測定器７を下降させる。移送部５はピックアップポジション２１から待避しておく。一方、ピックアップポジション２１において保持面５１ａの傾きを検出する際には、逆Ｌ字支柱８１のレーザ測定器７を上方に待避させておく。実装ポジション２２において移送部５を十分に近づけることができない場合には、実装ポジション２２側に逆Ｌ字支柱８１、昇降部８２、及びレーザ測定器７を常設する。
【０１３３】
以上の本素子実装装置１では、主にキャリア台３の載置面と実装台４の載置面を保持面５１ａに対して平行になるように調整するようにした。これに限らず、例えばキャリア台３に載置されるキャリアＣと実装台４に載置される基板Ｓの各領域と保持面５１ａとの平行度を調整するようにしてもよい。
【０１３４】
この場合、キャリアＣと基板Ｓの領域ごとに複数点の距離をレーザ測定器７で測位しておき、領域毎に傾き角度を算出しておく。そして、領域内の素子Ｅをピックアップするごとに、その領域の傾き角度から平行度をチルト機構３３で調整し、また領域内に素子Ｅを実装するごとに、その領域の傾き角度から平行度をチルト機構３３で調整するようにしてもよい。これにより、キャリアＣと基板Ｓの反りや厚みのバラツキ等を考慮し、素子をより良好にピックアップ及び実装することができる。
【０１３５】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。
【０１３６】
例えば、Ｘ軸駆動機構３１、４１、Ｙ軸駆動機構３２、４２、及びチルト機構３３等のように、素子実装装置１が備える駆動機構の具体例としてボールネジ機構を用いて説明したが、これに限られるものではなく、リニアモータ機構やベルト駆動機構等、他の公知の駆動機構を用いることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  素子実装装置
１１  制御手段
１１ａ  表示部
１２  空気圧回路
２１  ピックアップポジション
２２  実装ポジション
３  キャリア台
３１  Ｘ軸駆動機構
３２  Ｙ軸駆動機構
３３  チルト機構
３３１  回転モータ
３３２  ネジ軸
３３３  カム
３３４  カムフォロア
３３５  傾斜部
３３６  傾斜面
３３７  軸受け
３４  水平板
４  実装台
４１  Ｘ軸駆動機構
４２  Ｙ軸駆動機構
５  移送部
５１  ヘッド
５１ａ  保持面
５２  シリンダ
５３  θ回転部
５４  当接ブロック受け
５５  カメラ
５６  ヒータ
５７  ブロア
５８ａ  チルト機構
５８ｂ  チルト機構
５８１  ベース
５８２  凹状曲面
５８３  摺動部
５８４  凸状曲面
５８５  調整部
５８６  ツマミ
５８７  フレーム
５８８  スピンドル
５８９  引張バネ
５９  ブラケット
５９１  スライダ
６  架台
６１  嵩上げ台
６２  支柱
７  レーザ測定器
８１  逆Ｌ字支柱
８２  昇降部
９  昇降部
Ｃ  キャリア
Ｅ  素子
Ｓ  基板
Ａ  粘着シート
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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