(57)【要約】【課題】実装効率を向上させた電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供する。【解決手段】第１および第２の実装ヘッドにより１つの部品供給部から電子部品をピックアップして基板に実装する際に、第１の実装ヘッドにおいて第１のピックアップ工程（ＳＴ２）が開始されてから第１の実装工程（ＳＴ４）が終了するまでの間に第２の実装ヘッドにおいて第２の認識工程（ＳＴ５）を行い、第２の実装ヘッドにおいて第２のピックアップ工程（ＳＴ６）が開始されてから第２の実装工程（ＳＴ８）が終了するまでの間に第１の実装ヘッドにおいて第１の認識工程（ＳＴ１）を行うようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの部品供給部から電子部品をピックアップして基板に設けられた実装箇所に実装するノズルと、ピックアップされた電子部品を実装する実装箇所の位置認識を行う基板認識部と、を備えた２つの実装ヘッドが、単位実装数の電子部品をピックアップして単位実装数の実装箇所に実装する一連の動作からなる単位実装動作を繰り返し行う電子部品実装装置であって、
それぞれの実装ヘッドに備えられた前記基板認識部が、単位実装動作毎に単位実装数の実装箇所の位置認識を行う電子部品実装装置。
【請求項２】
一方の実装ヘッドが単位実装動作を行う間に他方の実装ヘッドに設けられた前記基板認識部が単位実装数の実装箇所の位置認識を行う請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
１つの部品供給部から電子部品をピックアップして基板に設けられた実装箇所に実装するノズルと、ピックアップされた電子部品を実装する実装箇所の位置認識を行う基板認識部と、を備えた２つの実装ヘッドが、単位実装数の電子部品をピックアップして単位実装数の実装箇所に実装する一連の動作からなる単位実装動作を繰り返し行う電子部品実装方法であって、
それぞれの実装ヘッドに備えられた前記基板認識部が、単位実装動作毎に単位実装数の実装箇所の位置認識を行う電子部品実装方法。
【請求項４】
一方の実装ヘッドが単位実装数の実装箇所の位置認識を行う第１の認識工程と、前記第１の認識工程後に、前記一方の実装ヘッドが単位実装数の電子部品をピックアップする第１のピックアップ工程と、前記第１のピックアップ工程においてピックアップした単位実装数の電子部品を前記第１の認識工程において位置認識された単位実装数の実装箇所に実装する第１の実装工程と、他方の実装ヘッドが単位実装数の実装箇所の位置認識を行う第２の認識工程と、前記第２の認識工程後に、前記他方の実装ヘッドが単位実装数の電子部品をピックアップする第２のピックアップ工程と、前記第２のピックアップ工程においてピックアップした単位実装数の電子部品を前記第２の認識工程において位置認識された単位実装数の実装箇所に実装する第２の実装工程と、を含み、
前記第１のピックアップ工程が開始されてから前記第１の実装工程が終了するまでの間に前記第２の認識工程を行い、前記第２のピックアップ工程が開始されてから前記第２の実装工程が終了するまでの間に前記第１の認識工程を行う請求項３に記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置における実装効率の向上を目的として、複数の実装ヘッドにより複数の基板に並行して電子部品を実装する電子部品実装装置が知られている。例えば、特許文献１に示された電子部品実装装置では、複数の電子部品が収納された１つのウェハシートに対して２つの実装ヘッドが設けられ、ウェハシートから交互にピックアップした電子部品をそれぞれの実装ヘッドに対応して配置された複数の基板に並行して実装することができるように構成されている。２つの実装ヘッドは、それぞれ独立して動作制御が可能であり、また、それぞれの実装ヘッドには、ノズルとともに基板カメラが設けられている。
【特許文献１】特開２００５−７２４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、１つのウェハシートに対して２つの実装ヘッドが設けられていると、何れか一方の実装ヘッドがピックアップ動作を行っている間、他方の実装ヘッドがアイドリング状態となることが起こり得る。また、実装中に何らかの理由でエラー停止し、基板の規正が解除された場合等には、実装動作開始段階で基板の全ての位置認識マークを撮像して得た位置データを破棄し、未実装の実装箇所の位置認識マークを再び撮像する必要があり、その間はピックアップ動作や実装動作を行うことができなかった。このように、実装箇所の位置認識のために実装ヘッドが実装動作を行うことができないアイドリング状態となる機会が増えることで実装効率の低下を招くおそれがあった。
【０００４】
そこで本発明は、実装効率を向上させた電子部品実装装置および電子部品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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、１つの部品供給部から電子部品をピックアップして基板に設けられた実装箇所に実装するノズルと、ピックアップされた電子部品を実装する実装箇所の位置認識を行う基板認識部と、を備えた２つの実装ヘッドが、単位実装数の電子部品をピックアップして単位実装数の実装箇所に実装する一連の動作からなる単位実装動作を繰り返し行う電子部品実装装置であって、それぞれの実装ヘッドに備えられた前記基板認識部が、単位実装動作毎に単位実装数の実装箇所の位置認識を行う。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、一方の実装ヘッドが単位実装動作を行う間に他方の実装ヘッドに設けられた前記基板認識部が単位実装数の実装箇所の位置認識を行う。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、１つの部品供給部から電子部品をピックアップして基板に設けられた実装箇所に実装するノズルと、ピックアップされた電子部品を実装する実装箇所の位置認識を行う基板認識部と、を備えた２つの実装ヘッドが、単位実装数の電子部品をピックアップして単位実装数の実装箇所に実装する一連の動作からなる単位実装動作を繰り返し行う電子部品実装方法であって、それぞれの実装ヘッドに備えられた前記基板認識部が、単位実装動作毎に単位実装数の実装箇所の位置認識を行う。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、一方の実装ヘッドが単位実装数の実装箇所の位置認識を行う第１の認識工程と、前記第１の認識工程後に、前記一方の実装ヘッドが単位実装数の電子部品をピックアップする第１のピックアップ工程と、前記第１のピックアップ工程においてピックアップした単位実装数の電子部品を前記第１の認識工程において位置認識された単位実装数の実装箇所に実装する第１の実装工程と、他方の実装ヘッドが単位実装数の実装箇所の位置認識を行う第２の認識工程と、前記第２の認識工程後に、前記他方の実装ヘッドが単位実装数の電子部品をピックアップする第２のピックアップ工程と、前記第２のピックアップ工程においてピックアップした単位実装数の電子部品を前記第２の認識工程において位置認識された単位実装数の実装箇所に実装する第２の実装工程と、を含み、前記第１のピックアップ工程が開始されてから前記第１の実装工程が終了するまでの間に前記第２の認識工程を行い、前記第２のピックアップ工程が開始されてから前記第２の実装工程が終了するまでの間に前記第１の認識工程を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１つの部品供給部に対して２つ設けられた実装ヘッドの単位実装動作毎に単位実装数の実装箇所について位置認識を行うので、一方の実装ヘッドにおいて単位実装動作が行われている間に他方の実装ヘッドに設けられた基板認識部が単位実装数の実装箇所の位置認識を行うことができる。これにより、位置認識のために実装ヘッドが実装動作を行うことができないアイドリング状態となることが回避され、実装効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図、図３は本発明の実施の形態の電子部品実装装置に配置される基板の平面図、図４は本発明の実施の形態の電子部品実装装置における実装動作のフローチャートである。
【００１１】
電子部品実装装置の構成について図１乃至図３を参照して説明する。図１および図２において、電子部品実装装置１は、１つの部品供給部に対して２つの独立した実装ヘッドを備え、それぞれの実装ヘッドに対応して複数の基板を配置したデュアルヘッド型実装装置である。電子部品実装装置１の一端側には、基板２の搬送と保持を行う搬送レール３、４が一方向に延設されている。搬送レール３、４による搬送経路の途中には、基板の搬送方向（矢印Ａ参照）に対して下流側で基板２を保持して規正する第１の基板保持箇所３ａ、４ａと、上流側で基板２を保持して規正する第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂが設けられている。搬送レール３、４は、基板２を搬送するだけでなく、第１の基板保持箇所３ａ、４ａと第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂにて基板２を保持して規正する基板保持部としても機能し、電子部品実装装置１に搬入された基板２は、基板ストッパ５により各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにて一旦停止し、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにて保持されて電子部品が実装された後、電子部品実装装置１から搬出される。基板ストッパ５は、基板２の搬送を許容する位置と制限する位置とに移動可能であり、制限する位置にあるときに基板２を各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに停止させる。
【００１２】
各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに対応して基板センサ６が配設されており、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された基板２を検知する。また、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに対応して基板加熱部が配設されており、各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに保持された基板２を加熱する。基板加熱部は、シースヒータやセラミックヒータ等の発熱部を備えた基板加熱ステージ７と、基板加熱ステージ昇降機構８とで構成され、基板加熱ステージ７を基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂにある基板２の下方で昇降させることにより基板２の下面に接離させる。基板２の下面に基板加熱ステージ７を当接させることで基板２の加熱が開始され、基板２の下面から基板加熱ステージ
７を離反させることで基板２の加熱が中断もしくは停止される。電子部品実装装置１に搬入された基板２が各基板保持箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに到達したことが基板センサ６により検知されると、基板加熱ステージ昇降機構８が作動し、基板加熱ステージ７を上昇させる。これにより基板２が下面側から加熱され、上面に施されている樹脂接着剤が電子部品を接合するための接着力を発揮する接着状態に移行することで、電子部品１０の実装が可能な状態が維持されるようになっている。
【００１３】
電子部品実装装置１の他端側は部品収納部となっており、搬送レール３、４と離隔してウェハシート９が配設されている。ウェハシート９の上面には複数の電子部品１０が貼着され、規則的に配列された状態で収納されている。ウェハシート９は、搬送レール３、４の延設方向と同方向において往復移動可能なウェハシート保持テーブル１１にセットされている（矢印Ｂ参照）。ウェハシート９の下面側にはエジェクタ１２が配設されている。エジェクタ１２は、上方に突没するエジェクタヘッド１２ａを備え、ウェハシート保持テーブル１１の移動と同期して移動可能であるととともに、任意の電子部品１０の下方に移動可能になっている。電子部品１０をピックアップする際には、任意の電子部品１０の下方でエジェクタヘッド１２ａを突出させて電子部品１０を突き上げることで、ウェハシート９の上面に貼着された電子部品１０の剥離を促進する。
【００１４】
なお、電子部品実装装置１では、予め用意された複数のウェハシート９を交換しながらウェハシート保持テーブル１１にセットできるようになっている。所望の品種の電子部品１０を収納した複数のウェハシート９を図示しないウェハシート保持部に収納し、図示しないウェハシート交換手段により、ウェハシート保持テーブル１１にセットされているウェハシート９をウェハシート収納部に一旦返却し、代わりに所望の品種の電子部品１０を収納したウェハシート９をウェハシート保持テーブル１１にセットする。これにより、電子部品実装装置１は、品種の電子部品を基板２に実装することでできるとともに、部品切れとなったウェハシート９を新たなウェハシート９にスムーズに交換することができる。
【００１５】
電子部品実装装置１には、それぞれ複数のノズル（本実施の形態では３つ）１７、１８が装着された第１の実装ヘッド１３と第２の実装ヘッド１４の２つの実装ヘッドが備えられている。第１の実装ヘッド１３は、第１の直交ロボット１５に搭載されており、部品収納部と第１の基板保持箇所３ａ、４ａにて保持された２つの基板２の上方で水平移動可能になっている。また、第２の実装ヘッド１４は、第２の直交ロボット１６に搭載されており、部品収納部と第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂにて保持された２つの基板２の上方で水平移動可能になっている。部品収納部に配設されたウェハシート９は、２つの実装ヘッド１３、１４に対して１つのみであるので、ピックアップの際には、何れかの実装ヘッド１３、１４に近接する位置に移動する（矢印Ｂ参照）。第１の実装ヘッド１３と第２の実装ヘッド１４のノズル１７、１８は、それぞれウェハシート９から電子部品をピックアップし、それぞれ第１の基板保持箇所３ａ、４ａにて保持された２つの基板２、第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂにて保持された２つの基板２に設けられた実装箇所に実装する。第１の実装ヘッド１３と第２の実装ヘッド１４は、電子部品をピックアップして実装する一連の動作からなる単位実装動作を繰り返し行うことで、基板２の未実装箇所に電子部品を実装していく。
【００１６】
電子部品実装装置１には、予め定められた対象物を撮像する複数のカメラが備えられている。それぞれのカメラにより撮像された対象物の画像を解析し、対象物の正確な位置を認識することで実装精度を高めている。第１の基板認識カメラ１９と第２の基板認識カメラ２０は、それぞれ第１の直交ロボット１５と第２の直交ロボット１６に搭載され、第１の実装ヘッド１３または第２の実装ヘッド１４と一体となって水平移動可能になっている。第１の基板認識カメラ１９と第２の基板認識カメラ２０は、基板２に予め設定されている複数の実装箇所２ａに対応する複数の位置認識マーク２ｂの撮像を行う（図３参照）。
撮像された位置認識マーク２ｂの画像解析により実装箇所２ａの位置認識が行われ、各ノズル１７、１８に吸着された電子部品を実装箇所２ａに正確に位置決めして実装することができる。
【００１７】
第１の部品認識カメラ２１は、ウェハシート９の移動経路の上方となる位置に配設されている。第１の部品認識カメラ２１は、部品認識カメラ移動テーブル２２に搭載され、ウェハシート９の移動方向（矢印Ｂ参照）と直交する方向に水平移動可能になっている。この互いに直交するウェハシート９の移動と第１の部品認識カメラ２１の移動を組み合わせることで、ウェハシート９の上面に貼着された全ての電子部品１０を第１の部品認識カメラ２１により撮像する。これにより、各ノズル１７、１８を任意の電子部品１０に正確に位置合わせして吸着することができる。
【００１８】
第２の部品認識カメラ２３は、ウェハシート９から電子部品１０をピックアップした第１の実装ヘッド１３が基板２に移動する際の移動経路の途中に配設されている。第２の部品認識カメラ２３は、電子部品実装装置１に対して固定されており、その上方を通過する第１の実装ヘッド１３にピックアップされた電子部品１０を下方から撮像する。これにより、各ノズル１７、１８の中心軸に対する電子部品１０の位置ずれ量が認識される。この認識された位置ずれ量は、電子部品１０を基板２の実装箇所に実装する際に補正される。また、第３の部品認識カメラ２４は、第２の実装ヘッド１４の移動経路の途中に配設されており、第２の部品認識カメラ２３と同様の機能を備えている。
【００１９】
次に、電子部品実装装置１における電子部品の実装動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。図４は、第１の実装ヘッド１３、第２の実装ヘッド１４、部品供給部において行われる３つの動作の相関を時系列で表している。
【００２０】
最初に、第１の実装ヘッド１３における一連の動作について説明する。まず、第１の基板保持箇所３ａ、４ａの何れかに保持された基板２上の実装箇所２ａの位置を認識する基板認識（ＳＴ１・・・第１の認識工程）が行われる。この基板認識においては、第１の実装ヘッド１３が単位実装動作において電子部品を実装することになっている実装箇所２ａについてのみ位置認識が行われる。例えば、図３において、基板２上には１２箇所の実装箇所２ａが設けられているが、一度に１２箇所全ての実装箇所２ａについての位置認識を行うことはせず、単位実装動作において電子部品を実装することになっている単位実装数（本実施の形態では３つ）の実装箇所２ａについてのみ位置認識が行われる。なお、単位実装数は、単位実装動作でピックアップすることができる電子部品の最大個数であるノズルの本数以下の数値であればよいが、ノズルの本数と同数であれば実装効率上好ましい。
【００２１】
次に、第１の実装ヘッド１３に設けられた各ノズル１７に電子部品１０を吸着させる（ＳＴ２・・・第１のピックアップ工程）。次に、ピックアップされた電子部品１０を第２の部品認識カメラ２３により下方から撮像し、各ノズル１７の中心軸に対する位置ずれ量を認識する（ＳＴ３）。次に、基板認識（ＳＴ１）において位置認識された３つの実装箇所２ａのそれぞれに各電子部品１０を位置合わせした後に実装する（ＳＴ４・・・第１の実装工程）。以上のＳＴ１乃至ＳＴ４の一連の動作、すなわち単位実装動作により３つの実装箇所２ａに電子部品１０が実装される。図３において、１つの基板２に１２箇所の実装箇所２ａが設けられている場合、単位実装数が３であれば、単位実装動作を４回行うことで全ての実装箇所２ａに電子部品１０を実装することができる。
【００２２】
次に、第２の実装ヘッド１４における一連の動作について説明する。まず、第２の基板保持箇所３ｂ、４ｂの何れかに保持された基板２上の実装箇所２ａの位置を認識する基板認識（ＳＴ５・・・第２の認識工程）が行われる。この基板認識においても、第１の実装ヘッド１３における場合と同様に、第２の実装ヘッドが単位実装動作において電子部品を
実装することになっている実装箇所２ａについてのみ位置認識が行われる。次に、第２の実装ヘッド１４に設けられた各ノズル１８に電子部品１０を吸着させる（ＳＴ６・・・第２のピックアップ工程）。次に、ピックアップされた電子部品１０を第３の部品認識カメラ２４により下方から撮像し、各ノズル１８の中心軸に対する位置ずれ量を認識する（ＳＴ７）。次に、基板認識（ＳＴ５）において位置認識された３つの実装箇所２ａのそれぞれに各電子部品１０を位置合わせした後に実装する（ＳＴ８・・・第２の実装工程）。以上のＳＴ５乃至ＳＴ８からなる単位実装動作を繰り返すことで、全ての実装箇所２ａに電子部品１０が実装される。
【００２３】
次に、部品供給部において行われる一連の動作について説明する。なお、部品供給部において行われる一連の動作は、第１の実装ヘッド１３および第２の実装ヘッド１４において行われる一連の動作とのタイミングを調整しながら行われる。第１の実装ヘッド１３においてピックアップ（ＳＴ２）が行われる前段階で、第１の実装ヘッド１３の単位実装動作においてピックアップされる３つの電子部品１０について位置を認識するウェハ認識（ＳＴ９）が行われる。ピックアップ（ＳＴ２）の際には、このウェハ認識（ＳＴ９）による位置認識に基づいて３つのノズル１７と各電子部品１０の位置合わせが行われる。また、ピックアップ（ＳＴ２）の際には、エジェクタ１２による部品剥離（ＳＴ１０）が同期して行われる。部品剥離（ＳＴ１０）の後、第２の実装ヘッド１４においてピックアップ（ＳＴ６）が行われる前段階で、第２の実装ヘッド１４による単位実装動作においてピックアップされる３つの電子部品１０について位置を認識するウェハ認識（ＳＴ９）が行われる。ピックアップ（ＳＴ６）の際には、このウェハ認識（ＳＴ９）による位置認識に基づいて３つのノズル１８と各電子部品１０の位置合わせが行われる。また、ピックアップ（ＳＴ６）の際には、エジェクタ１２による部品剥離（ＳＴ１０）が同期して行われる。
【００２４】
第１の実装ヘッド１３における一連の動作と第２の実装ヘッド１４における一連の動作は、それぞれのピックアップ（ＳＴ２、ＳＴ６）が同時に行われることがないように動作制御されている。そして、第１の実装ヘッド１３においてピックアップ（ＳＴ２・・・第１のピックアップ工程）が開始されてから実装（ＳＴ４・・・第１の実装工程）が終了するまでの間に、第２の実装ヘッド１４において基板認識（ＳＴ５・・・第２の認識工程）を行い、また、第２の実装ヘッド１４においてピックアップ（ＳＴ６・・・第２のピックアップ工程）が開始されてから実装（ＳＴ８・・・第２の実装工程）が終了するまでの間に、第１の実装ヘッド１３において基板認識（ＳＴ１・・・第１の認識工程）を行うように動作制御されることで、一連の動作の中で基板認識を行うことが可能になり、基板認識のための特別の時間を設ける必要がなくなる。特に、一方の実装ヘッドのピックアップ工程と他方に実装ヘッドの認識工程を同期させることで、実装効率向上に資することができる。
【００２５】
このように、１つの部品供給部に対して２つの独立した実装ヘッド１３、１４を備え、それぞれの実装ヘッド１３、１４に対応して複数の基板２を配置したデュアルヘッド型実装装置である電子部品実装措置１においては、各実装ヘッド１３、１４が１つの部品供給部から交互に電子部品１０をピックアップするように動作制御を行うことで、動作待ちとなるアイドリング状態となることを極力防止している。そして、各実装ヘッド１３、１４が単位実装動作において電子部品を実装する単位実装数の実装箇所２ａについてのみピックアップの前段階で位置認識を行うことで、実装動作に先立って基板２上の全ての実装箇所２ａの位置認識を行う動作を不要にしている。また、基板２に加えられる熱や機械的振動等の影響によって基板２の保持位置が経時的に変位することがあるが、ピックアップの直前に位置認識された実装箇所２ａにのみ実装することで、基板２の変位による位置ずれを極力抑制することができ、実装精度の低下を防止することができる。
【００２６】
さらに、実装動作中に何らかの要因によってエラー停止が生じ、基板の規正が解除され
た場合であっても、単位実装数の実装箇所２ａについてのみ再度位置認識すればリカバーすることができるので、実装効率の低下を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、一方の実装ヘッドにおいて単位実装動作が行われている間に他方の実装ヘッドに設けられた基板認識部が単位実装数の実装箇所の位置認識を行うことができるので、位置認識のために実装ヘッドが実装動作を行うことができないアイドリング状態となることが回避され、実装効率が向上するという利点があり、２つの実装ヘッドにより電子部品を交互に実装する電子部品実装分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態の電子部品実装装置の側面図
【図３】本発明の実施の形態の電子部品実装装置に配置される基板の平面図
【図４】本発明の実施の形態の電子部品実装装置における実装動作のフローチャート
【符号の説明】
【００２９】
１  電子部品実装装置
２  基板
２ａ  実装箇所
９  ウェハシート
１０  電子部品
１３  第１の実装ヘッド
１４  第２の実装ヘッド
１９  第１の基板認識カメラ
２０  第２の基板認識カメラ
【図１】
2008041976.tif 000003
【図２】
2008041976.tif 000004
【図３】
2008041976.tif 000005
【図４】
2008041976.tif 000006