(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を保持して基板に移送搭載する移載ヘッドと、前記基板を撮像するカメラと、前記移載ヘッドを前記基板位置決め部を含むヘッド移動範囲内においてヘッド移動高さで移動させるヘッド移動機構と、前記カメラを前記基板位置決め部を含むカメラ移動範囲内において前記ヘッド移動高さよりも高くかつ前記移載ヘッドの移動とカメラの移動において相互に位置的な干渉が生じないカメラ移動高さで移動させるカメラ移動機構とを備え、前記移載ヘッドおよびヘッド移動機構より成る移載機構、前記カメラおよびカメラ移動機構より成る撮像機構ならびに基板位置決め部とで構成される実装部を複数備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
基板位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を保持して第１の基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する移載ヘッドと、前記基板を撮像する第１のカメラと、前記移載ヘッドを前記第１の基板位置決め部を含む第１のヘッド移動範囲内において移載ヘッド移動高さで移動させる第１のヘッド移動機構と、前記第１のカメラを前記第１の基板位置決め部を含む第１のカメラ移動範囲内において前記移載ヘッド移動高さよりも高くかつ前記移載ヘッドの移動と第１のカメラの移動において相互に位置的な干渉が生じない第１のカメラ移動高さで移動させる第１のカメラ移動機構と、第２の基板位置決め部に位置決めされた基板に粘性体を塗布する塗布ヘッドと、前記第２の基板位置決め部に位置決めされた基板を撮像する第２のカメラと、前記塗布ヘッドを第２の基板位置決め部を含むヘッド移動範囲内において塗布ヘッド移動高さで移動させる第２のヘッド移動機構と、前記第２のカメラを前記第２の基板位置決め部を含む第２のカメラ移動範囲内において前記塗布ヘッド移動高さよりも高くかつ前記塗布ヘッドの移動と第２のカメラの移動において位置的な干渉が生じない第２のカメラ移動高さで移動させる第２のカメラ移動機構とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置は、電子部品を保持する移載ヘッドや、基板を認識するためのカメラを移動させる移動機構を備えており、従来よりこの移動機構として、カメラや移載ヘッドがスライド自在に装着された移動ビームを、実装装置の基板搬送面の上方の平面内で走行させる走行ビーム方式が広く用いられている。
【０００３】
この方式では、移動ビームを平行に配列された２本のスライドレールにスライド自在に架設して走行させることにより、移載ヘッドやカメラをＸＹ平面内で移動させる場合が多く、一般に共通のスライドレールに複数の移動ビームが架設され、それぞれの移動ビームに移載ヘッドもしくはカメラが１つ装着される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電子部品実装装置に用いられている移動機構では、それぞれの移動ビームが共通のスライドレール上を走行する方式であり移動ビーム間の位置的な干渉を回避する必要があることから、実装動作上の種々の制約が生じていた。例えば移載ヘッドが基板の上方に進出しているときにはカメラは基板の外に退避する必要があり、このため移載動作と撮像動作をパラレルに行うことができず、動作効率向上の制約となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、実装動作の効率を向上させることができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置は、基板位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を保持して基板に移送搭載する移載ヘッドと、前記基板を撮像するカメラと、前記移載ヘッドを前記基板位置決め部を含むヘッド移動範囲内においてヘッド移動高さで移動させるヘッド移動機構と、前記カメラを前記基板位置決め部を含むカメラ移動範囲内において前記ヘッド移動高さよりも高くかつ前記移載ヘッドの移動とカメラの移動において相互に位置的な干渉が生じないカメラ移動高さで移動させるカメラ移動機構とを備え、前記移載ヘッドおよびヘッド移動機構より成る移載機構、前記カメラおよびカメラ移動機構より成る撮像機構ならびに基板位置決め部とで構成される実装部を複数備えた。
【０００８】
請求項２記載の電子部品実装装置は、基板位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を保持して第１の基板位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する移載ヘッドと、前記基板を撮像する第１のカメラと、前記移載ヘッドを前記第１の基板位置決め部を含む第１のヘッド移動範囲内において移載ヘッド移動高さで移動させる第１のヘッド移動機構と、前記第１のカメラを前記第１の基板位置決め部を含む第１のカメラ移動範囲内において前記移載ヘッド移動高さよりも高くかつ前記移載ヘッドの移動と第１のカメラの移動において相互に位置的な干渉が生じない第１のカメラ移動高さで移動させる第１のカメラ移動機構と、第２の基板位置決め部に位置決めされた基板に粘性体を塗布する塗布ヘッドと、前記第２の基板位置決め部に位置決めされた基板を撮像する第２のカメラと、前記塗布ヘッドを第２の基板位置決め部を含むヘッド移動範囲内において塗布ヘッド移動高さで移動させる第２のヘッド移動機構と、前記第２のカメラを前記第２の基板位置決め部を含む第２のカメラ移動範囲内において前記塗布ヘッド移動高さよりも高くかつ前記塗布ヘッドの移動と第２のカメラの移動において位置的な干渉が生じない第２のカメラ移動高さで移動させる第２のカメラ移動機構とを備えた。
【０００９】
本発明によれば、移載ヘッドをヘッド移動範囲内においてヘッド移動高さで移動させるヘッド移動機構と、カメラをカメラ移動範囲内においてヘッド移動高さよりも高いカメラ移動高さで移動させるカメラ移動機構とを備えることにより、移載ヘッドの移動とカメラの移動において相互に位置的な干渉が生じることがなく、移載ヘッドとカメラの動作をパラレルに行って実装動作の効率を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の斜視図、図２，図３は本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の部分断面図である。
【００１１】
まず図１を参照して電子部品実装装置１について説明する。図１において、基台１ａの上面には、基板３を搬送する搬送路２がＸ方向に配設されている。搬送路２上を搬送された基板３は、所定の実装位置にて位置決めされる。したがって搬送路２は、基板３を位置決めする基板位置決め部となっている。搬送路２の側方には部品供給部４が配置されており、部品供給部４には多数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより、電子部品を移載機構によるピックアップ位置５ａに供給する。
【００１２】
次に電子部品の移載機構について説明する。基台１ａのＸ方向の両端部には、縦フレーム１ｂ，１ｃが立設されている。上流側に位置する縦フレーム１ｂの内側面には、２つのＹテーブル６Ａ，６Ｂが上下２段に水平方向に配設されている。下段のＹテーブル６Ａには、Ｘテーブル７Ａが水平方向に延出して結合されており、Ｘテーブル７Ａには第１の移載ヘッド８Ａが装着されている。Ｙテーブル６Ａ、Ｘテーブル７Ａを駆動することにより、第１の移載ヘッド８Ａは、部品供給部４のピックアップ位置５ａおよび搬送路２上の位置決めされた基板３を含むヘッド移動範囲内において移動する。
【００１３】
Ｙテーブル６Ａ、Ｘテーブル７Ａは第１のヘッド移動機構を構成し、この移動により第１の移載ヘッド８Ａは、テープフィーダ５のピックアップ位置５ａから電子部品をピックアップし、基板３上に移送搭載する。すなわち、第１の移載ヘッド８Ａおよび第１のヘッド移動機構は、電子部品を基板３に移載する第１の移載機構を構成する。
【００１４】
上段のＹテーブル６Ｂには、Ｘテーブル７Ｂが水平方向に延出して結合されており、Ｘテーブル７Ｂには第１のカメラ９Ａが装着されている。Ｙテーブル６Ｂ、Ｘテーブル７Ｂを駆動することにより、第１のカメラ９Ａは、搬送路２上に位置決めされた基板３を含むカメラ移動範囲内において移動する。Ｙテーブル６Ｂ、Ｘテーブル７Ｂは第１のカメラ移動機構を構成し、この移動により、第１のカメラ９Ａは、基板３上面の任意位置を撮像することができるようになっている。すなわち、第１のカメラ９Ａおよび第１のカメラ移動機構は、第１の撮像機構を構成する。
【００１５】
そしてこの撮像結果を認識処理することにより、基板３の全体位置や基板３上の実装点の位置が検出され、第１の移載ヘッド８Ａによる電子部品搭載においては、この位置検出結果に基づいて、第１のヘッド移動機構の動作が制御される。前述の第１の移載機構、第１の撮像機構および基板位置決め部である搬送路２は、第１の実装部１０Ａを構成している。
【００１６】
この第１の移載ヘッド８Ａ、第１のカメラ９Ａの移動において、図２に示すように、第１の移載ヘッド８Ａは、その上端部高さで定義される第１のヘッド移動高さＨ１で移動し、また第１のカメラ９Ａは、その下端部高さで定義される第１のカメラ移動高さＨ２で移動する。ここで、第１のカメラ移動高さＨ２は第１のヘッド移動高さＨ１よりも高くなるように各部寸法・配置が設定されており、第１の移載ヘッド８Ａの移動と第１のカメラ９Ａの移動において相互に位置的な干渉が生じないようになっている。
【００１７】
下流側に位置する縦フレーム１ｃの内側面には、２つのＹテーブル６Ｃ，６Ｄが上下２段に水平方向に配設されている。下段のＹテーブル６Ｃ、上段のＹテーブル６Ｄには、それぞれＸテーブル７Ｃ，７Ｄが水平方向に延出して結合されている。Ｘテーブル７Ｃには第１の移載ヘッド８Ａと同様の第２の移載ヘッド８Ｂが、またＸテーブル７Ｄには第１のカメラ９Ａと同様の第２のカメラ９Ｂが装着されている。
【００１８】
Ｙテーブル６Ｃ、Ｘテーブル７Ｃは第２のヘッド移動機構を構成し、この移動により第２の移載ヘッド８Ｂは、同様にテープフィーダ５のピックアップ位置５ａから電子部品をピックアップし、基板３上に移送搭載する。すなわち、第２の移載ヘッド８Ｂおよび第２のヘッド移動機構は、電子部品を基板３に移載する第２の移載機構を構成する。
【００１９】
Ｙテーブル６Ｄ、Ｘテーブル７Ｄは第２のカメラ移動機構を構成し、この移動により、第２のカメラ９Ｂは、基板３上面の任意位置を撮像することができるようになっている。すなわち、第２のカメラ９Ｂおよび第２のカメラ移動機構は、第２の撮像機構を構成する。そしてこの撮像結果を認識処理することにより、基板３の全体位置や基板３上の実装点の位置が検出され、第２の移載ヘッド８Ｂによる電子部品搭載においては、この位置検出結果に基づいて、第２のヘッド移動機構の動作が制御される。第２の移載機構、第２の撮像機構および基板位置決め部である搬送路２は、第１の実装部１０Ａと同様の第２の実装部１０Ｂを構成している。この第２の移載ヘッド８Ｂ、第２のカメラ９Ｂの移動においても第１の実装部１０Ａと同様に、相互に位置的な干渉が生じないようになっている。
【００２０】
電子部品実装装置１による実装作業においては、上流側から搬送路２に搬入された基板３に対して、複数の実装部（第１の実装部１０Ａ、第２の実装部１０Ｂ）によって順次電子部品が実装される。第１の実装部１０Ａ、第２の実装部１０Ｂによる実装動作においては、図３に示すように、第１のカメラ９Ａ、第２のカメラ９Ｂによって基板３を撮像した撮像結果に基づいて、基板３の全体位置や各実装点の位置を検出する。
【００２１】
そして部品供給部４においてテープフィーダ５のピックアップ位置５ａから電子部品Ｐをピックアップした第１の移載ヘッド８Ａ、第２の移載ヘッド８Ｂが、電子部品Ｐを基板３上に移送搭載する際には、前述の位置検出結果に基づいて、第１のヘッド移動機構、第２のヘッド移動機構を制御する。
【００２２】
この第１の移載ヘッド８Ａ、第２の移載ヘッド８Ｂによる部品搭載動作と並行して、第１のカメラ９Ａ、第２のカメラ９Ｂは基板３上に位置して後続の実装点の位置を検出するための撮像動作を行う。このとき、第１の移載ヘッド８Ａの移動と第１のカメラ９Ａの移動および第２の移載ヘッド８Ｂの移動と第２のカメラ９Ｂの移動において相互に位置的な干渉が生じないことから、実装動作シーケンス上での制約が大幅に緩和され、実装効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の電子部品実装装置の斜視図である。図４において、電子部品実装装置１１の基台１１ａ上には、Ｘ方向に基板搬送機構１２が配設されており、基板搬送機構１２は上流側から供給される基板１３を搬送する。基台１１ａ上には基板搬送機構１２に沿って上流側からペースト塗布部１４、部品搭載部１５が配置されており、基板搬送機構１２の側方には、ウェハ位置決め部２０および治具供給部２１が配置されている。
【００２４】
ペースト塗布部１４について説明する。基台１１ａのＸ方向の両端部には、縦フレーム１１ｂ、１１ｃが立設されている。上流側に位置する縦フレーム１１ｂの内側面には、２つのＹテーブル１６Ａ，１６Ｂが上下２段に水平方向に配設されている。下段のＹテーブル１６Ａには、Ｘテーブル１７Ａが水平方向に延出して結合されており、Ｘテーブル１７Ａには塗布ヘッド１８Ａが装着されている。Ｙテーブル１６Ａ、Ｘテーブル１７Ａを駆動することにより、塗布ヘッド１８Ａは基板搬送機構１２上に位置決めされた基板１３を含むヘッド移動範囲内において移動する。Ｙテーブル１６Ａ、Ｘテーブル１７Ａは塗布ヘッド移動機構を構成し、この移動により、塗布ヘッド１８Ａは基板３の電子部品実装位置に電子部品接合用の粘性体であるペーストを塗布する。
【００２５】
上段のＹテーブル１６Ｂには、Ｘテーブル１７Ｂが水平方向に延出して結合されており、Ｘテーブル１７Ｂには第１のカメラ１９Ａが装着されている。Ｙテーブル１６Ｂ、Ｘテーブル１７Ｂを駆動することにより、第１のカメラ１９Ａは、基板搬送機構１２上に位置決めされた基板１３を含むカメラ移動範囲内において移動する。Ｙテーブル１６Ｂ、Ｘテーブル１７Ｂは第１のカメラ移動機構を構成し、この移動により、第１のカメラ１９Ａは、基板１３上面の任意位置を撮像することができるようになっている。
【００２６】
そしてこの撮像結果を認識処理することにより、基板１３の全体位置や基板１３上の実装点の位置が検出され、塗布ヘッド１８Ａによるペースト塗布においては、この位置検出結果に基づいて、塗布ヘッド移動機構の動作が制御される。この塗布ヘッド１８Ａ、第１のカメラ１９Ａの移動において、実施の形態１の図２に示す例と同様に、塗布ヘッド１８Ａは、その上端部高さで定義される塗布ヘッド移動高さＨ１’で移動し、また第１のカメラ１９Ａは、その下端部高さで定義される第１のカメラ移動高さＨ２’で移動する。ここで、第１のカメラ移動高さＨ２’は塗布ヘッド移動高さＨ１’よりも高くなるように各部寸法・配置が設定されており、塗布ヘッド１８Ａの移動と第１のカメラ１９Ａの移動において相互に位置的な干渉が生じないようになっている。
【００２７】
部品搭載部１５について説明する。下流側に位置する縦フレーム１１ｃの内側面には、２つのＹテーブル１６Ｃ，１６Ｄが上下２段に水平方向に配設されている。下段のＹテーブル１６Ｃ、上段のＹテーブル１６Ｄには、それぞれＸテーブル１７Ｃ，１７Ｄが水平方向に延出して結合されている。Ｘテーブル１７Ｃには移載ヘッド１８Ｂが、またＸテーブル１７Ｄには第２のカメラ１９Ｂが装着されている。
【００２８】
Ｙテーブル１６Ｃ、Ｘテーブル１７Ｃは第２のヘッド移動機構を構成し、この移動により第２の移載ヘッド１８Ｂは、ウェハ位置決め部２０からピックアップされた電子部品である半導体チップ（以下、「チップ」と略称）が基板１３上に移送され、ペーストが塗布された実装点にチップが搭載される。
【００２９】
ウェハ位置決め部２０に隣接して治具供給部２１が配設されており、治具供給部２１は個片のチップが分割されて貼り付けられた粘着シートが取り付けられた治具２５を、ウェハ位置決め部２０の治具ホルダ２０ａに供給する。治具２５はマガジン２４内に多段に収納されており、マガジン２４はマガジン保持部２３に保持されている。マガジン保持部２３はマガジン昇降部２２によって昇降自在となっており、マガジン保持部２３を昇降させることにより、マガジン２４内に収納された複数の治具２５を順次ウェハ位置決め部２０に供給するようになっている。
【００３０】
Ｙテーブル１６Ｄ、Ｘテーブル１７Ｄは第２のカメラ移動機構を構成し、この移動により、第２のカメラ１９Ｂは、基板１３上面の任意位置を撮像することができるようになっている。そしてウェハ位置決め部２０からチップをピックアップした移載ヘッド１８Ｂが、チップを基板１３上に移送搭載する際には、前述の位置検出結果に基づいて、Ｙテーブル１６Ｃ、Ｘテーブル１７Ｃよりなる第２のヘッド移動機構を制御する。
【００３１】
この移載ヘッド１８Ｂ、第２のカメラ１９Ｂの移動においても図２に示す例と同様に、移載ヘッド１８Ｂは、その上端部高さで定義される移載ヘッド移動高さＨ１’’で移動し、また第２のカメラ１９Ｂは、その下端部高さで定義される第２のカメラ移動高さＨ２’’で移動する。ここで、第２のカメラ移動高さＨ２’’は移載ヘッド移動高さＨ１’’よりも高くなるように各部寸法・配置が設定されており、移載ヘッド１８Ｂの移動と第２のカメラ１９Ｂの移動において相互に位置的な干渉が生じないようになっている。
【００３２】
電子部品実装装置１１による実装作業においても、実施の形態１に示す例と同様に、塗布ヘッド１８Ａの移動と第１のカメラ１９Ａの移動において、また移載ヘッド１８Ｂの移動と第２のカメラ１９Ｂの移動において、いずれも相互に位置的な干渉が生じないことから、これらの動作シーケンス上での制約が大幅に緩和され、実装効率を向上させることが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、移載ヘッドをヘッド移動範囲内においてヘッド移動高さで移動させるヘッド移動機構と、カメラをカメラ移動範囲内においてヘッド移動高さよりも高いカメラ移動高さで移動させるカメラ移動機構とを備えることにより、移載ヘッドの移動とカメラの移動において相互に位置的な干渉が生じることがなく、移載ヘッドとカメラの動作をパラレルに行って実装動作の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の部分断面図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の部分断面図
【図４】本発明の実施の形態２の電子部品実装装置の斜視図
【符号の説明】
２  搬送路
３  基板
４  部品供給部
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ  Ｙテーブル
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ  Ｘテーブル
８Ａ  第１の移載ヘッド
８Ｂ  第２の移載ヘッド
９Ａ，１９Ａ  第１のカメラ
９Ｂ，１９Ｂ  第２のカメラ
１０Ａ  第１の実装部
１０Ｂ  第２の実装部
１２  基板搬送機構
１３  基板
１４  ペースト塗布部
１５  部品搭載部
１８Ａ  塗布ヘッド
１８Ｂ  移載ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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