(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の側辺部に設けられこの側辺部に対して直交する方向に延びるリードに対して、電子部品に設けられこの電子部品の一辺に対して直交する方向に延びるリードを位置決めして、上記電子部品を上記基板に実装する実装装置であって、
上記電子部品を保持する実装ツールと、
この実装ツールを移動させる駆動源と、
上記実装ツールに生じる振動を検出する検出手段と
上記実装ツールに強制的に振動を加える駆動手段と、
制御手段とを有し、
この制御手段は、
上記電子部品を保持した上記実装ツールを、上記電子部品の受け渡しポジションから上記電子部品の上記リードの延伸方向に移動させて上記基板の上方の実装位置に位置決めするとともに、上記延伸方向と交差する方向に移動させて上記電子部品に設けられる上記リードを上記基板に設けられる上記リードに位置決めしてから下降方向に駆動して上記実装ツールに保持された上記電子部品を上記基板に実装させるように上記駆動源を制御するとともに、上記実装位置における上記駆動源の駆動により上記実装ツールを上記延伸方向と交差する方向に移動させて上記電子部品に設けられる上記リードを上記基板に設けられる上記リードに位置決めしたときの上記実装ツールに生じた振動を上記検出手段より得て、その検出信号に基いて上記実装ツールに生じた上記リードの延伸方向と交差する方向の振動を打ち消す振動を上記実装ツールに加えるように上記駆動手段を駆動することを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
上記駆動手段は、上記駆動源が兼ねていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項３】
上記駆動手段は、上記実装ツールに設けられた振動発生手段であって、
上記制御手段は、上記検出手段の検出に基いて、上記実装ツールに生じた振動を打ち消す振動を発生させるように上記振動発生手段を駆動することを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、実装ツールに吸着保持された電子部品を基板に実装する実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、液晶表示装置を製造する場合、基板としての液晶表示パネルに、電子部品としてのＴＣＰ（Tape Carrier Package）を実装するための実装装置が用いられる。上記ＴＣＰは金型によってキヤリアテープから打ち抜かれた後、所定角度ずつ間欠的に回転駆動されるインデックステーブルに供給される。
【０００３】
上記インデックステーブルには１回当たりの回転角度に応じた間隔で周方向に複数の吸着ヘッドが設けられている。そして、上記金型によって打ち抜かれたＴＣＰは複数の吸着ヘッドに順次供給される。上記液晶表示パネルはＸＹ方向に駆動される保持テーブルに吸着保持されている。
【０００４】
上記インデックステーブルの吸着ヘッドに吸着保持されたＴＣＰは、保持テーブルに保持された上記液晶表示パネルを側辺部が上記吸着ヘッドに対向するよう位置決めして実装する場合や、上記インデックステーブルの吸着ヘッドに吸着保持されたＴＣＰを受け渡しヘッドに受け渡し、この受け渡しヘッドから実装ツールに受け渡して実装する場合などがある。
【０００５】
前者の場合、保持テーブルに保持された液晶表示パネルをＸ、Ｙ方向に対して駆動し、その側辺部のＴＣＰが実装される部位を吸着ヘッドに吸着保持されたＴＣＰに対して位置決めしてから、上記吸着ヘッドを下降させて実装することになる。
【０００６】
これに対して後者の場合、上記保持テーブルに保持された液晶表示パネルはＸ、Ｙ方向に駆動して位置決めせず、実装ツールを液晶表示パネルに対してＸ、Ｙ方向に駆動してＴＣＰを位置決めし、このＴＣＰを液晶表示パネルに実装することになる。
【０００７】
上記実装ツールに対して上記保持テーブルは質量が数十〜数百倍も大きい。そのため、保持テーブルをＸ、Ｙ方向に駆動して位置決めする前者の場合、実装ツールをＸ、Ｙ方向に駆動して位置決めする後者の場合に比べて位置決めに要するタクトタイムが長く掛かるということがあるばかりか、保持テーブルを移動させることで、液晶表示パネルに振動が発生し、その振動が収束するまではＴＣＰを実装することができないから、タクトタイムが長くなるということなどがある。
【０００８】
そこで、最近では後者の実装ツールをＸ、Ｙ方向に駆動して保持テーブルに保持された液晶表示パネルにＴＣＰを実装するということが行われるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３０５３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、実装ツールを駆動してＴＣＰを保持テーブルに保持された液晶表示パネルに実装する後者の場合、実装ツールをＸ、Ｙ方向に駆動して上記液晶表示パネルの上記ＴＣＰを実装する実装位置の上方に位置決めしたとき、上記実装ツールに振動が発生する。実装ツールに発生する振動は、保持テーブルをＸ、Ｙ方向に駆動したときに液晶表示パネル発生する振動に比べその振動が収束するまでに掛かる時間は短い。
【００１１】
しかしながら、実装ツールが振動している間にＴＣＰを液晶表示パネルに実装すると、その振動によって液晶表示パネルに対してＴＣＰの実装位置にずれが生じるということになる。最近ではＴＣＰに形成されるリードの狭ピッチ化が顕著であるため、上記ＴＣＰがリードの配置方向に対してわずかでもずれると、実装不良の発生原因になるということがある。
【００１２】
そのため、実装ツールをＸ、Ｙ方向に駆動してＴＣＰを位置決めして上記液晶表示パネルの側辺部に実装する場合、実装ツールの振動によってタクトタイムを十分に短縮することができないということが生じる。
【００１３】
この発明は、実装ツールを駆動して電子部品を基板に実装する場合、実装ツールを駆動して実装位置の上方に位置決めしたとき、この実装ツールに生じる振動を短時間で収束できるようにした電子部品の実装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、基板の側辺部に設けられこの側辺部に対して直交する方向に延びるリードに対して、電子部品に設けられこの電子部品の一辺に対して直交する方向に延びるリードを位置決めして、上記電子部品を上記基板に実装する実装装置であって、
上記電子部品を保持する実装ツールと、
この実装ツールを移動させる駆動源と、
上記実装ツールに生じる振動を検出する検出手段と
上記実装ツールに強制的に振動を加える駆動手段と、
制御手段とを有し、
この制御手段は、
上記電子部品を保持した上記実装ツールを、上記電子部品の受け渡しポジションから上記電子部品の上記リードの延伸方向に移動させて上記基板の上方の実装位置に位置決めするとともに、上記延伸方向と交差する方向に移動させて上記電子部品に設けられる上記リードを上記基板に設けられる上記リードに位置決めしてから下降方向に駆動して上記実装ツールに保持された上記電子部品を上記基板に実装させるように上記駆動源を制御するとともに、上記実装位置における上記駆動源の駆動により上記実装ツールを上記延伸方向と交差する方向に移動させて上記電子部品に設けられる上記リードを上記基板に設けられる上記リードに位置決めしたときの上記実装ツールに生じた振動を上記検出手段より得て、その検出信号に基いて上記実装ツールに生じた上記リードの延伸方向と交差する方向の振動を打ち消す振動を上記実装ツールに加えるように上記駆動手段を駆動することを特徴とする電子部品の実装装置にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、実装ツールに生じた振動は短時間で収束されるから、実装ツールを実装位置の上方に位置決めしてから、電子部品を実装するまでのタクトタイムを短縮し、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施の形態を示す実装装置のインデックステーブルと液晶表示パネルが載置されたパネルテーブルを示す側面図。
【図２】図１に示す実装装置の部品供給部とインデックステーブルを示す側面図。
【図３】インデックステーブルの平面図。
【図４】実装装置の制御系統を示すブロック図。
【図５】制御装置に設けられた実装ツールに発生した振動を減衰させるための制御回路図。
【図６】液晶表示パネルとＴＣＰに設けられたリードを示す図。
【図７】実装ツールに発生する振動と、この振動を打ち消す振動の波形を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。  
図１はこの発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の全体構成の一部を示す概略図である。この実装装置は基板としてのたとえば液晶表示パネル１を搬送する第１の搬送手段であるパネルテーブル２と、電子部品としてのＴＣＰ３を搬送するインデックステーブル４を有する。
【００２３】
上記パネルテーブル２はベース５上に図１に矢印で示すＸ方向に沿って移動可能に設けられたＸテーブル６を有する。このＸテーブル６は、上記ベース５に設けられた第１のＸ駆動源７によって上記ベース５上を上記Ｘ方向に沿って駆動されるようになっている。
【００２４】
上記Ｘテーブル６にはＸ方向と直交するＹ方向に沿って移動可能なＹテーブル８が設けられている。このＹテーブル８は上記Ｘテーブル６に設けられた第１のＹ駆動源９によってＹ方向に沿って駆動される。上記Ｙテーブル８には保持テーブルとしてのθテーブル１０が回転方向に移動可能に設けられ、上記Ｙテーブル８に設けられたθ駆動源１０ａによって回転方向に駆動されるようになっている。
【００２５】
そして、上記θテーブル１０の上面に上記液晶表示パネル１が供給され、たとえば真空吸着などの手段によって保持される。それによって、上記液晶表示パネル１は上記パネルテーブル２によってＸＹ及びθ方向に対して位置決め可能となっている。なお、θテーブル１０は液晶表示パネル１よりも小さく形成されている。そのため、液晶表示パネル１は周辺部をθテーブル１０の周辺部から外方へ突出させている。
【００２６】
上記インデックステーブル４は、中心に回転軸１１が設けられ、この回転軸１１は、第１の回転駆動源１２によってたとえば図３に矢印Ｒで示す時計方向に所定角度ずつ間欠的に回転駆動されるようになっている。この実施の形態では、上記インデックステーブル４は９０度の回転角度で間欠駆動されるようになっている。
【００２７】
図１と図２に示すように、上記インデックステーブル４の下面には、９０度間隔で４つの吸着ヘッド１５が設けられている。図１では３つの吸着ヘッド１５だけを図示し、他の吸着ヘッド１５を省略している。
【００２８】
各吸着ヘッド１５には、図２と図３にＡで示す受け取りポジションで後述する部品供給部２１から供給されたＴＣＰ３が受け渡されるようになっている。なお、インデックステーブル４は上述した受け取りポジションＡの他に、Ｂ〜Ｄ１で示す３つのポジション、つまり合計で４つのポジションを有する。
【００２９】
Ｂは受け取りポジションＡで吸着ヘッド１５に供給されたＴＣＰ３の端子部をブラシ（ともに図示せず）で洗浄する洗浄ポジション、Ｃは洗浄されたＴＣＰ３の端子部に所定長さに切断された異方性導電部材からなる粘着テープ１９（図１に示す）を貼着してから、その粘着テープ１９から離型テープ（図示せず）を剥離する貼着剥離ポジション、Ｄ１は端子部に粘着テープ１９が貼着されたＴＣＰ３を後述する受け渡しヘッド１８に受け渡す第１の受け渡しポジションである。
【００３０】
上記部品供給部２１は、図２に示すようにキヤリアテープ２２から上記ＴＣＰ３を打ち抜く金型２３を有する。この金型２３は上下方向に駆動される上型２３ａと、この上型２３ａに対向して固定的に配置された下型２３ｂとを有し、上型２３ａにはポンチ２４が設けられ、下型２３ｂには上型２３ａが下降したときに上記ポンチ２４が入り込む貫通孔２５が設けられている。
【００３１】
上記キヤリアテープ２２は上型２３ａと下型２３ｂとの間に通され、上型２３ａが下降することで上記ＴＣＰ３が打ち抜かれ、上昇したときに＋Ｙで示す矢印方向に所定ピッチで送られて新たにＴＣＰ３が打ち抜き可能な状態となる。
【００３２】
上記下型２３ｂの下方には受け具２６が配置されている。この受け具２６はＸテーブル２７に設けられたＺ・θ駆動源２８によって上下方向となるＺ方向及び回転方向となるθ方向に駆動されるようになっている。
【００３３】
上記Ｘテーブル２７はＹテーブル２９に上記Ｙ方向と直交するＸ方向に沿って移動可能に設けられている。このＹテーブル２９には上記Ｘテーブル２７をＸ方向に沿って駆動する第２のＸ駆動源３１が設けられている。
【００３４】
上記Ｙテーブル２９は図２に矢印で示すＹ方向に沿って配置されたベース３２にＹ方向に沿って移動可能に設けられている。このベース３２の一端には上記Ｙテーブル２９をＹ方向に沿って駆動する第２のＹ駆動源３３が設けられている。上記ベース３２の他端は上記インデックステーブル４の受け取りポジションＡの下方に位置している。
【００３５】
上記金型２３によってキヤリアテープ２２から打ち抜かれたＴＣＰ３を受け具２６が受けて下降すると、Ｙテーブル２９が第２のＹ駆動源３３によってベース３２の一端から他端へ駆動される。それによって、ＴＣＰ３を保持した受け具２６が図１に鎖線で示すようにインデックステーブル４の受け取りポジションＡの下方に位置決めされる。
【００３６】
受け具２６が受け取りポジションＡの下方に位置決めされると、上記受け具２６が上昇方向に駆動される。それによって、上記インデックステーブル４の下面に設けられた吸着ヘッド１５によって上記受け具２６に保持されたＴＣＰ３の端子部が設けられた一端部の上面が吸着される。ＴＣＰ３の端子部が吸着ヘッド１５によって吸着された状態は図１に示されている。
【００３７】
上記吸着ヘッド１５が受け取りポジションＡでＴＣＰ３を吸着すると、インデックステーブル４が９０度回転駆動され、その吸着ヘッド１５が洗浄ポジションＢに位置決めされる。洗浄ポジションＢでは図示しないブラシによって吸着ヘッド１５に吸着保持されたＴＣＰ３の端子部がブラッシングされる。それによって、端子部に付着した汚れが除去される。
【００３８】
洗浄ポジションＢでＴＣＰ３の汚れが除去されると、インデックステーブル４は９０度回転駆動されて上記ＴＣＰ３は貼着剥離ポジションＣに位置決めされる。貼着剥離ポジションＣでは、上記ＴＣＰ３の端子部に所定長さに切断された粘着テープ１９が貼着され、その粘着テープ１９から離型テープが剥離される。
【００３９】
粘着テープ１９が貼着されて離型テープが剥離されたＴＣＰ３は図１に示すように第１の受け渡しポジションＤ１に位置決めされ、ここで上記受け渡しヘッド１８に下面の端子部が設けられた一端部と反対側の他端部が吸着保持される。
【００４０】
上記受け渡しヘッド１８は、図１に示すようにリニアモータなどの上下駆動源３５の駆動軸３６の上端に設けられている。上記上下駆動源３５は受け渡しテーブル３７に軸線を垂直にして設けられている。
【００４１】
上記受け渡しテーブル３７は、図１に矢印で示すＸ方向に沿って配置されたＸリニアガイド３８に移動可能に設けられ、このＹリニアガイド３８の一端に設けられた第３のＸ駆動源３９によってＸ方向に沿って所定の範囲で駆動されるようになっている。
【００４２】
つまり、上記受け渡しヘッド１８は図１に実線で示す上記第１の受け渡しポジションＤ１に位置決めされた吸着ヘッド１５の下方と、同図に鎖線で示す上記吸着ヘッド１５から受け取ったＴＣＰ３を実装ツール４１に受け渡す第２の受け渡しポジションＤ２との間でＸ方向に沿って駆動されるようになっている。
【００４３】
上記実装ツール４１はＸ・Ｙ・Ｚ・θ駆動源４２によって、水平方向であるＸ、Ｙ方向、上下方向であるＺ方向及び水平に回転するθ方向に対して駆動されるようになっている。
【００４４】
図４に示すように、上記第１のＸ駆動源７、第１のＹ駆動源９、第１の回転駆動源１２、Ｚ・θ駆動源２８、第２のＸ駆動源３１、第２のＹ駆動源３３、第３のＸ駆動源３９及びＸ・Ｙ・Ｚ・θ駆動源４２は制御手段としての制御装置４０に設けられた後述する駆動出力部４９によって駆動が制御されるようになっている。
【００４５】
上記実装ツール４１は第２の受け渡しポジションＤ２で上記受け渡しヘッド１８によって下面の他端部が吸着保持された上記ＴＣＰ３の上面の一端部を吸着保持して受け取る。このとき、上記受け渡しヘッド１８が上昇方向に駆動される。
【００４６】
ＴＣＰ３を受け取った実装ツール４１は矢印で示すＸ方向に駆動されて上記パネルテーブル２に保持された液晶表示パネル１の一側部の上面の上記ＴＣＰ３を実装する実装位置の上方に位置決めされてから、その実装位置に設けられた液晶表示パネル１のリードに一端部の下面に設けられたリード（ともに図示せず）が一致するようＹ方向及びθ方向に対して精密に位置決めされる。このときの位置決めは図示しない撮像カメラの撮像に基いて行われる。
【００４７】
上記実装ツール４１がＸ、Ｙ及びθ方向に駆動されて上記液晶表示パネル１の実装位置の上方に位置決めされると、上記実装ツール４１はＺ方向下方に駆動されて上記ＴＣＰ３を上記液晶表示パネル１の実装位置に実装する。このとき、上記液晶表示パネル１の実装位置の下面は図示しないバックアップツールによって保持される。
【００４８】
上記実装ツール４１には、この実装ツール４１をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に駆動して実装位置の上方に位置決めしたとき、この実装ツール４１に発生する各方向の振動（加速度）を検出する検出手段としての加速度センサ４３が設けられている。この加速度センサ４３としてはＸ、Ｙ及びＺ方向の３方向の加速度を検出できるものが用いられている。
【００４９】
上記加速度センサ４３の検出信号は図５に示す制御回路４４を構成する周波数検出器４５に出力される。上記制御回路４４は上記制御装置４０に設けられている。上記周波数検出器４５に検出信号が入力され、上記実装ツール４１に振動が発生したことが検出されると、上記検出信号は上記周波数検出器４５に接続された積分器４６で２回積分されて変位に換算される。すなわち、振動の振幅と周期が算出されることになる。
【００５０】
上記積分器４６で求められた上記実装ツール４１の変位（振幅と周期）は波形発生器４７に出力される。この波形発生器４７では上記実装ツール４１に発生した振動と逆位相の波形を生成し、その波形がタイミング補正器４８を介して上記駆動出力部４９に出力され、この駆動出力部４９から上記実装ツール４１に発生した振動と逆位相の波形に対応する駆動信号が上記Ｘ・Ｙ・Ｚ・θ駆動源４２に出力される。
【００５１】
具体的には、この実施の形態では、図６に示すように、Ｙ方向に対して液晶表示パネル１とＴＣＰ３の多数のリード１ａ，３ａが狭ピッチで配置されているので、Ｘ方向と交差する方向に対してわずかでもずれが生じると、実装不良の発生原因となる。そこで、実装ツール４１がＸ・Ｙ・Ｚ・θ駆動源４２によってＹ方向に駆動されるときに、このＹ方向の駆動時に生じる振動に対して逆位相の波形となる駆動信号を出力する。
【００５２】
つまり、図７にＶ１で示す実装ツール４１に発生する実線の振動に対し、同図にＶ２で示す破線の逆位相の振動を、矢印で示す波形の進行方向に対して線対称となるよう加える。
【００５３】
それによって、上記実装ツール４１に発生した振動による変位と、上記Ｘ・Ｙ・Ｚ・θ駆動源４２によって上記実装ツール４１を駆動する駆動信号による変位とが打ち消し合うため、上記実装ツール４１に生じた振動が短時間で収束されることになる。
【００５４】
このとき、上記タイミング補正器４８によって実装ツール４１に発生した振動による変位に、実装ツール４１を駆動する駆動信号による変位が逆位相の状態で同期するようタイミングが合わされるから、上記実装ツール４１に生じた振動が確実に収束されることになる。
【００５５】
そして、上記実装ツール４１は、上記波形発生器４７からの駆動信号を受けて振動が収束してからＺ方向下方に駆動されてＴＣＰ３を液晶表示パネル１の側辺部の上面に実装することになる。
【００５６】
なお、上記周波数検出器４５が検出した上記実装ツール４１の振動の波形から、その振動の振幅がゼロになる振動収束時間を算出する。そして、この振動収束時間よりも実装位置の上方に位置決めされた実装ツール４１が下降方向に駆動されてＴＣＰ３を液晶表示パネル１に実装するに要する時間だけ前に、実装するための下降を開始させるようにしてもよい。
【００５７】
そのようにすれば、実装ツール４１の振動の振幅がゼロになる振動収束時間になってから実装ツール４１を下降させてＴＣＰ３を実装する場合に比べてタクトタイムを短縮することができる。
【００５８】
上記周波数検出器４５にはブザーなどの警報器５１が接続されている。この警報器５１は上記周波数検出器４５で検出された振動の振幅が設定値以上になったときに警報を出力するようになっている。
【００５９】
つまり、上記実装ツール４１に通常の運転状態では発生することのない振幅の振動、たとえば外乱などによる異常な振動が加わると、そのことが検出されて上記警報器５１によって作業者に知らせるようになっている。
【００６０】
このように、上記構成の実装装置によれば、実装ツール４１が受け渡しヘッド１８からＴＣＰ３を受け取って実装位置に位置決めされたとき、この実装ツール４１には、実装ツール４１に生じた振動と逆位相の振動が加えられるため、実装ツール４１に生じた振動を短時間で収束することができる。
【００６１】
そのため、実装ツール４１が受け渡しヘッド１８からＴＣＰ３を受け取り、Ｘ、Ｙ及びθ方向に駆動されて液晶表示パネル１の側辺部の上方の上記ＴＣＰ３が実装される実装位置に位置決めされた後、Ｚ方向下方に駆動されて上記ＴＣＰ３を液晶表示パネル１の実装部に実装するまでのタクトタイムを短縮することができる。
【００６２】
したがって、液晶表示パネル１にＴＣＰ３を実装する際の生産性を向上させることができるばかりか、実装ツール４１の振動が確実に収束されることで、実装精度を向上させることもできる。
【００６３】
上記一実施の形態では保持テーブルとしてのθテーブル上に保持された基板としての液晶表示パネルに電子部品としてのＴＣＰを実装する場合を例に挙げて説明したが、上記基板がガイドレールに沿って搬送されるリードフレームなどの基板で、そのリードフレームに電子部品として半導体チップなどを実装ツールによって実装する場合であっても、この発明を適用することができる。
【００６４】
つまり、実装ツールをＸ、Ｙ方向に駆動して位置決めしてから電子部品を基板に実装する実装装置であれば、この発明を適用することが可能である。
【００６５】
また、実装ツールに生じた振動を打ち消すために駆動手段としての実装ツールを駆動するＸ・Ｙ・Ｚ・θ駆動源を制御装置で制御して逆位相の振動を発生させるようにしたが、駆動手段としてたとえば実装ツールにピエゾ振動子などの振動発生手段を設け、この振動発生手段に上記制御装置によって上記実装ツールに生じた振動と逆位相の振動を発生させる所定の周波数の電圧を加えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…液晶表示パネル、２…パネルテーブル、３…ＴＣＰ（電子部品）、４１…実装ツール、４２…Ｘ・Ｙ・Ｚθ駆動源（駆動源）、４３…加速度センサ、４４…制御回路、４５…周波数検出器、４６…積分器、４７…波形発生器、４８…タイミング補正器、５１…警報器。
【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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