部件安装装置及基板的制造方法与流程

本发明涉及对基板安装电子部件的部件安装装置及基板的制造方法。

背景技术：
专利文献1所记载的电子部件安装机，具备对基板安装电子部件时用于防止基板发生翘曲的支撑单元（Backupunit）。在电子部件安装机中，当安装头保持电子部件并向基板安装电子部件时，安装头以将该电子部件压向基板的方式进行操作。支撑单元抑制因此时加在基板上的按压力而导致的基板翘曲的发生（例如，参照专利文献1的说明书第[0014]段）。在支撑体的升降移动中，部件安装装置使部件的安装操作中断。因此，要缩短部件安装装置的作业时间，提高产品的产率，需要提高支撑装置的操作效率。现有技术文献专利文献专利文献1：特开平5-335782号公报

技术实现要素：
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种可提高产品产率的部件安装装置及基板制造方法。为了达到上述目的，本发明涉及的部件安装装置具备基板保持单元、支撑单元、距离传感器及安装头。上述基板保持单元保持基板。上述支撑单元具有支撑由上述基板保持单元保持的上述基板的支撑体、以及使上述支撑体的高度位置变化的位移机构。上述距离传感器测量从部件安装装置内的任意位置到由上述位移机构决定的上述支撑体的位置之间的距离。上述安装头保持部件，并将所保持的上述部件安装在由上述基板保持单元保持的并由上述支撑体支撑的上述基板上。如果在作为距离传感器的测量对象的距离的方向上设定好距离传感器的位置，则部件安装装置就可识别支撑体在部件安装装置内的位置。因此，就不需要在支撑单元上设定部件安装装置识别支撑体的位置时的支撑体的基准位置，也就是说，可省去支撑体移动到基准位置的过程。由此，部件安装装置的作业时间将变短，可提高产品的产率。上述部件安装装置还可以具备安装头保持单元和移动机构。上述安装头保持单元安装有上述距离传感器并用于保持上述安装头。上述移动机构使上述安装头保持单元在沿由上述基板保持单元保持的上述基板的安装面的至少一个轴的方向上相对于上述基板移动。通过在安装头保持单元上安装距离传感器，移动机构利用为进行安装处理而使安装头在安装区域上移动的操作，可将距离传感器置于支撑单元的支撑体上。由此，可缩短部件安装装置的作业时间。上述部件安装装置还可具备安装头保持单元和升降单元。上述安装头保持单元保持上述安装头。上述升降单元具有安装有上述安装头和上述距离传感器的可动部，并使设置在上述安装头保持单元的上述可动部升降。通过在升降单元上安装距离传感器，可使距离传感器升降。因此，能够可变地调整距离传感器的基准高度位置。上述位移机构也可具有驱动源、与上述驱动源连接并产生沿水平方向的驱动力的水平驱动部、以及与上述支撑体连接并把上述水平驱动部产生的上述驱动力变换为沿垂直方向的驱动力的变换机构。上述部件安装装置还可具备控制单元。控制单元存储从上述距离传感器的位置到上述支撑体的位置的作为目标的目标距离的信息，并根据上述目标距离及通过上述距离传感器检测到的从上述距离传感器的位置到上述支撑体的位置之间的距离，算出从上述支撑体的现有高度位置到目标高度位置之间的移动距离。只要通过控制单元算出目标高度位置，支撑单元的位移机构就可将支撑体移动至该目标高度位置。上述部件安装装置还具备用于搬送基板的搬送单元，上述基板保持单元也可包括上述搬送单元的一部分结构。上述距离传感器也可以是例如激光式位移传感器、超声波式位移传感器、涡流式位移传感器及接触式位移传感器中的任一种。本发明涉及的基板制造方法是一种利用具备支撑单元的部件安装装置的基板的制造方法，其中，支撑单元具有支撑基板的支撑体以及使上述支撑体的高度位置发生变化的位移机构。基板通过基板保持单元而保持。通过距离传感器测量从上述部件安装装置内的任意位置到由上述位移机构决定的上述支撑体的位置之间的距离。根据通过上述距离传感器的测量而得到的上述距离的信息，使上述支撑体移动到由上述位移机构决定的上述支撑体的目标高度位置，从而由上述支撑体支撑由上述基板保持单元保持的基板。上述保持的部件通过保持部件的安装头而安装到上述支撑体所支撑的上述基板上。通过这种方式，就不需要将部件安装装置识别支撑体的位置时的支撑体的基准位置设置在支撑单元上，即可省去支撑体移动到该基准位置的过程。由此，部件安装装置的作业时间变短，可提高产品的产率。如上所述，通过本发明，可缩短部件安装装置的作业时间，因此，可提高产品的产率。附图说明图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的部件安装装置的示意性正视图。图2是示出该部件安装装置的俯视图。图3是示出该部件安装装置的侧视图。图4是示出部件安装装置中主要的机械驱动机构的控制系统的结构的框图。图5是示出支撑板操作时主控制部（或轴控制部）的处理的流程图。图6的A、B及C是按顺序示出距离传感器及支撑单元的操作的图。图7的A、B及C是用于说明参考例涉及的支撑板的升降方法的图。图8是示出本发明的第二实施方式涉及的部件安装装置的侧视图。图9是示出本发明的第三实施方式涉及的部件安装装置的控制系统的结构的框图。具体实施方式下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。[第一实施方式]（部件安装装置的结构）图1是示出本发明的第一实施方式涉及的部件安装装置的示意性正视图。图2是示出该部件安装装置的俯视图，图3是其侧视图。部件安装装置100具备配置在下部的基座11、固定在该基座11上的框架12、连接于框架12的安装单元30、装载有带式馈送器90的带式馈送器装载部20以及搬送单元40（参照图2）。如图1和图3所示，安装单元30具有安装头单元310、顺着沿电路基板W的安装面的X轴及与其垂直的Y轴移动安装头单元310的X轴移动单元36及Y轴移动单元35。而且，安装单元30具有使安装头单元310升降的安装头升降单元37。Y轴移动单元35具有沿Y轴方向设置的Y框架31、可滑动地连接于该Y框架31的移动体32。Y框架31安装在框架12的上部。Y轴移动单元35被构成为可使可滑动地连接于该Y框架31的移动体32移动。该移动体32上连接有X轴移动单元36。X轴移动单元36具有沿X轴方向设置的连接到上述移动体32的X框架33。X轴移动单元36被构成为可沿该X框架33使安装头单元310（安装头）及安装头保持单元34一体移动。安装头保持单元34上设置有使安装头单元310沿垂直方向（Z轴方向）升降的安装头升降单元37，安装头保持单元34通过该安装头升降单元37保持安装头单元310。作为分别实现Y轴移动单元35、X轴移动单元36及安装头升降单元37作用的移动机构，典型地由滚珠丝杆驱动机构构成。此外，该移动机构也可以是带驱动机构、齿条齿轮式驱动机构、或者流体压力缸驱动机构等。为了提高产率，也可以至少设置二个安装头单元310，并使它们可各自独立地向X、Y和Z轴方向移动。如图2所示，带式馈送器装载部20配置在部件安装装置100的前部侧（图2中下侧）及后部侧（图2中上侧）两处。图2中，Y轴方向为部件安装装置100的前后方向。带式馈送器装载部20沿X轴方向排列、装载有多个带式馈送器90。例如，可将40～70个带式馈送器90装载在该带式馈送器装载部20上。在本实施方式中，在前部及后部侧上分别可装载58个合计为116个带式馈送器90。此外，带式馈送器装载部20采用了设置在部件安装装置100的前部侧及后部侧两处的结构，但它也可以采用设置在前部侧及后部侧的某一处的结构。带式馈送器90形成为在Y轴方向上长。带式馈送器90的详情未图示出，其具备卷轴，收纳了电容器、电阻、LED、IC芯片封装等电子部件的载体带缠绕在该卷轴上。而且，带式馈送器90具备以逐步进给方式送出该载体带的机构，每次逐步进给供给一个电子部件。如图2所示，带式馈送器90的盒的端部上表面形成有供给窗91，电子部件通过该供给窗91供给。由于排列有多个带式馈送器90，沿X轴方向形成的排列有多个供给窗91的区域就成为电子部件的供给区域S。另外，一个带式馈送器90的载体带上容纳有多个相同的电子部件。带式馈送器装载部20上装载的带式馈送器90中，有时相同的电子部件会跨多个带式馈送器90容纳。在部件安装装置100的Y轴方向的中央部上设置有上述搬送单元40。该搬送单元40沿X轴方向搬送电路基板W。在以下内容中，将电路基板简称为基板。例如，如图2所示，在搬送单元40上的、X轴方向的大致中央位置上由搬送单元40支撑的基板W上的区域，成为安装单元310接近并进行电子部件安装的安装区域M。安装头单元310具有连接于安装头升降单元37的基体305（底架）、通过基轴301受基体305支撑的角塔302、以及设置在角塔302周围的多个吸嘴303。基轴301以向斜下方延伸的方式设置于基体305，基轴301的下端部连接有角塔302。另外，虽未图示出，但基体305上安装有用于拍摄基板W的对准标记的基板相机、以及用于拍摄通过吸嘴303保持的电子部件的部件相机等。吸嘴303利用真空吸附作用从载体带取出电子部件并保持。吸嘴303通过吸嘴升降马达326（参照图4）的驱动，使得电子部件可上下移动，以便安装到基板W上。吸嘴303设置为例如12个。吸嘴升降马达326通过例如未图示出的安装构件而安装到基体305上。如上所述，安装头单元310可在X及Y轴方向上移动。因此，吸嘴303可在供给区域S和安装区域M之间移动，并为了在安装区域M内进行安装而可在安装区域M内向X及Y轴方向移动。角塔302可以其斜向的基轴301为旋转中心轴而旋转（自转）。如图4所示，基轴301和角塔302通过基体305上设置的角塔马达324驱动。在多个吸嘴303中，其吸嘴303的长度方向沿Z轴方向配置，是为了对基板W安装电子部件而选择的吸嘴。通过角塔302的旋转而选择任意一个吸嘴303。被选择的吸嘴303接近带式馈送器90的供给窗91吸附电子部件并保持，再通过移动至安装区域M并下降而将电子部件安装到基板W上。安装头单元310边使角塔302旋转，边在一个工序中连续将多个电子部件分别保持在多个吸嘴303上。而且，吸附于多个吸嘴303的电子部件在一个工序中连续安装到一个基板W上。为安装而选择的吸嘴303可被设置在基体305上的吸嘴旋转马达325驱动而旋转（自转）。吸嘴旋转马达325通过使吸嘴303自转，可在X-Y平面内将吸嘴303保持的电子部件的姿势纠正为所希望的姿势。安装头保持单元34上安装有距离传感器10。距离传感器10测量从任意位置、这里为从配置有距离传感器10的位置到搬送单元40中设置的后述的支撑单元50的支撑板56的上表面之间的距离。作为距离传感器10，典型地使用激光式位移传感器。也就是说，距离传感器10射出具有红外线与可见光的波长区域的激光，并通过接收支撑板56反射的该激光，就可测量该距离。搬送单元40典型地具备带式的输送装置41及导轨42。输送装置41上连接有未图示出的升降机构。输送装置41的带部上放置有基板W，输送装置41在安装区域M上以这种状态上升，可使基板W夹在其带部与导轨42之间而保持。这种情况下，输送装置41的带部及导轨42起着基板保持单元的作用。就是说，基板保持单元包括搬送单元的一部分结构。搬送单元40的下部配置有上述支撑单元50。支撑单元50具有支撑板56、直立设置在该支撑板56上的多个支撑销57、设置在支撑板56的下部并改变该支撑板56的高度位置的位移机构。支撑体由支撑板56及支撑销57形成。支撑板56在例如Z轴方向上看是矩形，形成与基板W大致相同的尺寸。多个支撑销57沿X及Y轴二维配置。各支撑销57主要由金属、树脂或橡胶等形成。支撑单元50配置在搬送单元40的下部，使得在Z轴方向上看，支撑板56的中心位置与安装区域M中的基板W的中心位置大致相同。位移机构具有作为驱动源的马达51、连接马达51的滚珠丝杆52、用于通过该滚珠丝杆的旋转使支撑板56升降的楔机构55。楔机构55具有以沿滚珠丝杆52滑动的方式连接于滚珠丝杆52的滑动构件53、以及通过该滑动构件53的滑动而升降的升降构件54。滚珠丝杆52作为产生沿水平方向的驱动力的水平驱动部而发挥作用。同时，楔机构55起着将该水平驱动力变换为沿垂直方向的驱动力的变换机构的作用。通过使用了这种变换机构的位移机构，可实现位移机构在Z轴方向的薄型化。图4是示出在部件安装装置100中的主要机械驱动机构的控制系统的结构的框图。该控制系统具有主控制部60及与其电气连接的轴控制部61。主控制部60及轴控制部61被构成为可彼此双向通信。主控制部60具备CPU、RAM及ROM等硬件、以及必要的软件，进行包括部件安装装置100在内的控制。主控制部60及轴控制部61也可以通过FPGA（现场可编程门阵列）等PLD（可编程逻辑器件）、或者其他ASIC（专用集成电路）等设备来实现。安装单元30作为上述X轴移动单元36、Y轴移动单元35及安装头升降单元37的驱动源，包括X马达322、Y马达321及Z马达323。搬送单元40具备为搬送基板W而驱动输送装置41的搬送马达45。而且，搬送单元40具有与处理对象基板W的Y轴方向的宽度一致且用于调整输送装置41及导轨42的Y轴方向的宽度的未图示出的调整机构。X马达322、Y马达321、Z马达323、角塔马达324、吸嘴旋转马达325、吸嘴升降马达326、搬送马达45、马达51等与轴控制部61电气连接...