电子部件安装装置以及电子部件安装方法_2

文档序号:9528512阅读:来源:国知局
子部件80中的至少一个。部件供给单元14包含配置在基板输送部12的前侧的前侧部件供给单元14f和配置在基板输送部12的后侧的后侧部件供给单元14r。前侧部件供给单元14f配置在电子部件安装装置10的前侧。后侧部件供给单元14r配置在电子部件安装装置10的后侧。安装头15将由部件供给单元14供给的电子部件80向基板8上安装。此外,由部件供给单元14供给的电子部件80既可以是相同种类的电子部件,也可以是不同种类的电子部件。部件供给单元14具有电子部件保持带。电子部件80保持在电子部件保持带中。部件供给单元14通过将电子部件保持带拉出并移动,从而移动在电子部件保持带中保持的电子部件80。
[0127]安装头15向基板8安装电子部件80。安装头15利用吸嘴32保持由部件供给单元14供给的电子部件80。吸嘴32向支撑在基板输送部12上的基板8安装电子部件80。
[0128]驱动装置26移动吸嘴32。驱动装置26能够将吸嘴32向与基板8相对的位置、以及与部件供给单元14相对的位置分别移动。驱动装置26能够使吸嘴32在XY平面上移动,以将电子部件80从部件供给单元14移送至基板8。驱动装置26包含安装头移动机构16和吸嘴驱动部34,该安装头移动机构16能够移动安装头15的基座框架31,该吸嘴驱动部34支撑在基座框架31上,能够移动吸嘴32。安装头移动机构16包含致动器,能够在XY平面内使安装头15移动。吸嘴驱动部34包含致动器,能够沿Z轴方向以及ΘΖ方向移动吸嘴32。
[0129]安装头移动机构16具有X轴驱动部22以及Y轴驱动部24。X轴驱动部22以及Y轴驱动部24分别包含致动器。X轴驱动部22与安装头15的基座框架31连结。利用X轴驱动部22的动作,将基座框架31沿X轴方向移动。Y轴驱动部24经由X轴驱动部22与基座框架31连结。利用Y轴驱动部24的动作,将X轴驱动部22沿Y轴方向移动,从而将基座框架31沿Y轴方向移动。
[0130]基座框架31支撑吸嘴驱动部34。吸嘴32经由吸嘴驱动部34支撑在基座框架31上。利用安装头移动机构16的动作,将基座框架31沿X轴方向以及Y轴方向移动。通过使基座框架31在XY平面内移动,从而使支撑在该基座框架31上的吸嘴驱动部34以及吸嘴32也与基座框架31 —起沿X轴方向以及Y轴方向移动。吸嘴驱动部34使吸嘴32沿Z轴方向以及ΘΖ方向移动。S卩,在本实施方式中,驱动装置26能够使吸嘴32沿X轴、Y轴、Z轴以及ΘΖ这4个方向移动。此外,驱动装置26还可以构成为能够使吸嘴32沿X轴、Y轴、Z轴、ΘΧ、ΘΥ以及ΘΖ这6个方向移动。
[0131]通过利用驱动装置26的动作移动吸嘴32,从而也移动该吸嘴32所保持的电子部件80。驱动装置26能够调整吸嘴32与基板8的相对位置。通过移动吸嘴32,从而调整该吸嘴32所保持的电子部件80与基板8的相对位置。吸嘴32能够将所保持的电子部件80向基板8的表面8A的任意位置移动。吸嘴32能够将所保持的电子部件80向基板8的表面8A的任意位置安装。
[0132]VCS单元17对吸嘴32所保持的电子部件80的形状、以及吸嘴32所保持的电子部件80的保持状态进行检测。VCS单元17包含图像识别装置,包含能够取得电子部件80的图像的照相机。VCS单元17通过从下侧(一 Z侧)拍摄吸嘴32所保持的电子部件80,并对拍摄到的图像进行解析,从而对吸嘴32所保持的电子部件80的形状、以及吸嘴32所保持的电子部件80的保持状态进行检测。由VCS单元17取得的信息向控制装置20输出。由VCS单元17取得的信息包含与电子部件80的形状有关的信息、以及与由吸嘴32保持的电子部件80的保持状态有关的信息。
[0133]更换吸嘴保持机构18保持多种吸嘴32。更换吸嘴保持机构18保持多个相对于安装头15进行更换的吸嘴32。在本实施方式中,吸嘴32包含:吸引吸嘴321,其吸引并保持电子部件80 ;以及抓持吸嘴322,其夹持并保持电子部件80。更换吸嘴保持机构18保持吸引吸嘴321以及抓持吸嘴322。利用更换吸嘴保持机构18,变更(更换)向安装头15上安装的吸嘴32。安装头15利用该安装后的吸嘴32保持电子部件80。
[0134]部件储存部19储存不向基板8安装的电子部件80。部件储存部19包含将不向基板8安装的电子部件80废弃的废弃箱。在吸嘴32所保持的电子部件80不向基板8安装的情况下,将该吸嘴32所保持的电子部件80放入部件储存部19。放入至部件储存部19的电子部件80被废弃。
[0135]控制装置20对电子部件安装装置10进行控制。控制装置20包含如CPU那样的处理器、如ROM以及RAM那样的存储器,具有运算处理功能和存储功能。
[0136]操作部40与控制装置20连接。操作部40由作业人员操作。操作部40包含如键盘、鼠标以及触摸面板那样的输入设备。操作部40通过被操作而生成操作信号。由操作部40生成的操作信号向控制装置20输出。
[0137]显示部42与控制装置20连接。显示部42包含对与安装有关的各种信息进行显示的显示器或触摸面板。显示部42基于从控制装置20输出的图像信号对图像进行显示。
[0138]存储部44与控制装置20连接。存储部44对与安装有关的各种信息进行存储。存储部44存储与电子部件安装装置10的安装条件有关的信息(配置)。安装条件包含利用电子部件安装装置10生产产品时的顺序、对电子部件安装装置10的指令、设定以及参数。
[0139]在下述说明中,将与安装条件有关的信息适当称为生产程序。生产程序包含与安装对象的基板P有关的信息(基板数据)、以及与向该基板P安装的电子部件C有关的信息(部件数据)。
[0140]下面,对安装头15进行说明。安装头15具有:基座框架31 ;吸嘴32,其支撑在基座框架31上,以能够释放电子部件的方式保持电子部件80的至少一部分;吸嘴驱动部34 ;拍摄装置36,其取得与安装头15相对的物体的图像;高度传感器37,其对与安装头15相对的物体的高度(在Z轴方向上的位置)进行检测;以及激光识别装置38,其对电子部件80的状态进行检测。
[0141]安装头15具有多个吸嘴32。多个吸嘴32配置为一列。在本实施方式中,6个吸嘴32沿X轴方向配置。
[0142]基座框架31支撑吸嘴32、吸嘴驱动部34、拍摄装置36、高度传感器37以及激光识别装置38。如上所述,利用安装头移动机构16的动作,基座框架31能够沿X轴方向以及Y轴方向移动。通过利用安装头移动机构16的动作使基座框架31移动,从而使支撑在该基座框架31上的吸嘴32、吸嘴驱动部34、拍摄装置36、高度传感器37以及激光识别装置38分别与基座框架31 —起移动。
[0143]吸嘴32以能够释放的方式保持电子部件80。在图2及图3所示的例子中,吸嘴32是吸附并保持电子部件80的吸引吸嘴321。吸引吸嘴321包含吸附并保持电子部件80的吸附机构。在吸引吸嘴321的前端设置开口 33。通过从开口 33吸引空气,从而在吸引吸嘴321的前端吸附、保持电子部件80。吸引吸嘴321包含轴32a。在轴32a的前端设置开口 33。在轴32a的内部,设置对开口 33和吸引装置进行连接的流路。吸引装置包含真空系统。通过在包含开口 33的吸引吸嘴321的前端部与电子部件80接触的状态下,进行来自开口 33的吸引动作,从而在吸引吸嘴321上保持电子部件80。通过解除来自开口 33的吸引动作,从而从吸引吸嘴321释放电子部件80。
[0144]拍摄装置36包含能够取得与安装头15相对的物体的图像的照相机。拍摄装置36能够取得基板8的图像。拍摄装置36能够取得在基板8的表面8A形成的基准标记FM的图像。拍摄装置36能够取得在基板8上搭载的电子部件80的图像。拍摄装置36能够取得在部件供给单元14中存在的电子部件80的图像。拍摄装置36不仅能够取得基板8以及电子部件80的图像,还能够取得在安装头15相对的区域中配置的物体的图像。
[0145]高度传感器37检测与和安装头15相对的物体之间的距离,从而检测该物体的高度。高度传感器37能够检测与基板8的距离、以及与搭载在基板8上的电子部件80的距离。高度传感器37包含发光元件和受光元件,该发光元件射出激光(检测光),该受光元件能够对向配置在与安装头15相对的位置处的物体照射、并由该物体反射的激光的至少一部分进行受光。
[0146]激光识别装置38检测吸嘴32所保持的电子部件80的状态。电子部件80的状态包含电子部件80的尺寸、电子部件80的形状、以及吸嘴32所保持的电子部件80的姿势中的至少一者。激光识别装置38内置在与基座框架31的下部连接的托架50上。激光识别装置38包含射出装置38a和受光装置38b,该射出装置38a射出激光(检测光),该受光装置38b能够对从射出装置38a射出的激光的至少一部分进行受光。受光装置38b配置在与射出装置38a相对的位置处。射出装置38a包含能够射出激光的发光元件。受光装置38b包含能够对激光进行受光的受光元件。在Z轴方向上,射出装置38a和受光装置38b配置在相同的位置(高度)处。激光识别装置38对吸嘴32所保持的电子部件80照射激光,从而检测电子部件80的状态。
[0147]下面,对吸嘴驱动部34进行说明。图4是表示吸嘴驱动部34的一个例子的图。吸嘴驱动部34包含能够沿Z轴方向移动吸嘴32的致动器(Z轴电动机)341和能够沿θ Z方向移动吸嘴32的致动器(θ Z电动机)342。
[0148]如图4所示,安装头15具备:基座框架31 ;引导部101,其设置在基座框架31上;可动部件102,其由引导部101引导而能够沿Z轴方向移动;以及Z轴电动机341,其固定在基座框架31上,沿Z轴方向移动可动部件102。滚珠丝杠111经由联轴器110与Z轴电动机341连接。
[0149]另外,安装头15具备:θ Z电动机342 ;带轮108,其与θ Z电动机342连接;花键轴承107 ;同步带109,其支撑在带轮108及花键轴承107上;以及垂直旋转驱动部轴承105,其经由带轮108、同步带109、以及花键轴承107与ΘΖ电动机342连接。花键轴承107配置在垂直旋转驱动部轴承105的内部。垂直旋转驱动部轴承105与轴32a连接。在垂直旋转驱动部轴承105的外周部配置旋转轴承106。旋转轴承106的外周部固定在基座框架31上。在可动部件102中,设置以能够使轴32a旋转的方式支撑轴32a的下侧旋转轴承141以及上侧旋转轴承142。利用垂直旋转驱动部轴承105,轴32a能够向Z轴方向移动,能够向Θ Z方向移动(旋转)。
[0150]在可动部件102的一部分处,固定有与滚珠丝杠111啮合的螺母部118。如果利用Z轴电动机341的动作使滚珠丝杠111旋转,则螺母部118沿Z轴方向移动。通过使螺母部118沿Z轴方向移动,从而使由该螺母部118固定的可动部件102也沿Z轴方向移动。由此,包含轴32a的吸嘴32沿Z轴方向移动。
[0151]可动部件102在轴32a与螺母部118之间具有变形部112。变形部112包含设置在可动部件102中的圆形的孔。在变形部112中配置应变仪(strain gauge) 113。此外,也可以代替应变仪113,在变形部112中配置测力传感器(load cell)。
[0152]例如,在将吸嘴32所保持的电子部件80向基板8安装的情况下,如果电子部件80的至少一部分(例如引线84)与基板8接触,妨碍吸嘴32的移动(下降),则致动器341的产生扭矩增加,并且应变仪113的检测值增大。这样,在本实施方式中,安装头15能够检测吸嘴32所保持的电子部件80的至少一部分是否已经与基板8接触。
[0153]利用包含Z轴电动机341以及θ Z电动机342的吸嘴驱动部34的动作,将吸嘴32沿Z轴方向以及ΘΖ方向移动。吸嘴32经由吸嘴驱动部34支撑在基座框架31上。利用安装头移动机构16的动作,将基座框架31沿X轴方向以及Y轴方向移动。利用安装头移动机构16的动作,能够将支撑在基座框架31上的吸嘴32沿X轴方向以及Y轴方向移动。即,在本实施方式中,吸嘴32利用安装头移动机构16的动作,能够沿X轴方向以及Y轴方向移动,利用吸嘴驱动部34的动作,能够沿Z轴方向以及ΘΖ方向移动。在本实施方式中,驱动装置26能够将吸嘴32至少沿X轴、Y轴、Z轴以及ΘΖ这4个方向移动。此外,驱动装置26还可以构成为能够将吸嘴32沿X轴、Y轴、Z轴、Θ X、θ Y以及θ Z这6个方向移动。
[0154]下面,对抓持吸嘴322进行说明。如上所述,在本实施方式中,吸嘴32包含吸引吸嘴321以及抓持吸嘴322。此外,也可以将抓持吸嘴322称为夹持吸嘴322。例如,在吸引吸嘴321难以保持电子部件80的情况下,使用抓持吸嘴322。
[0155]图5是表不抓持吸嘴322的一个例子的说明图。图6是用于说明抓持吸嘴322的保持动作的说明图。抓持吸嘴322具有固定臂692、可动臂694、以及能够移动可动臂694的驱动部696。可动臂694支撑在抓持吸嘴322的主体上。可动臂694能够以支点695为中心旋转。支点695例如包含将可动臂694和抓持吸嘴322的主体可旋转地连接的铰链机构。可动臂694能够以支点695为轴(旋转轴)旋转,以使与固定臂692相对的部分从接近固定臂692的方向以及远离固定臂692的方向中的一者向另一者移动。驱动部696能够移动可动臂694,以使可动臂694中的与固定臂692相对的部分从接近固定臂692的方向以及远离固定臂692的方向中的一者向另一者移动。驱动部696利用驱动吸引吸嘴321的驱动源(空气压力)而动作。通过对抓持吸嘴322的驱动部696进行空气的吸引或吸引的解除,从而使可动臂694相对于固定臂692移动。可动臂694通过驱动部696的移动,使与固定臂692相对的部分从接近固定臂692的方向向远离的方向移动。
[0156]抓持吸嘴322以能够释放的方式保持电子部件80。如图6所示,抓持吸嘴322在固定臂692和可动臂694之间存在电子部件80的至少一部分的状态下,通过使固定臂692和可动臂694之间的距离缩短,从而能够保持(抓持)电子部件80。抓持吸嘴322从上方保持电子部件80。
[0157]能够相对于安装头15,从吸引吸嘴321以及抓持吸嘴322中的一者更换为另一者。电子部件安装装置10通过与要保持的电子部件80的种类相应地选择用于保持该电子部件80的吸嘴32的种类,从而可以适当地保持电子部件80。具体地说,通过与要保持的电子部件80对应地选择是使用吸引吸嘴321还是使用抓持吸嘴322,并在各个种类的吸嘴中对使用哪个吸嘴进行切换,从而能够利用1台电子部件安装装置10安装更多种类的电子部件
80 ο
[0158]下面,对本实施方式所涉及的电子部件80进行说明。图7是表示本实施方式所涉及的电子部件80的一个例子的正视图。图8是表示本实施方式所涉及的电子部件80的一个例子的侧视图。图9是从下侧观察本实施方式所涉及的电子部件80的仰视图。在本实施方式中,电子部件80是插入型电子部件(引线型电子部件、径向引线型电子部件)。电子部件80具有主体部82和与主体部82连接的引线84。也可以将引线84称为销84。
[0159]主体部82具有上表面82Α、朝向与上表面82Α相反的方向的下表面82Β、以及连接上表面82Α和下表面82Β的侧面82C。引线84从主体部82的下表面82Β凸出。引线
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