元件安装方法及元件安装的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种元件安装方法及元件安装机，即使在具有按压工序的情况下，元件的安装精度也难以降低。一种元件安装方法，多次执行在基板（Bf）上安装元件（C）的安装工序，其特征在于，在第N次（N为自然数）安装工序之后、第N＋1次安装工序之前执行按压所安装的元件（C）的按压工序和确认因按压元件（C）而引起的基板（Bf）的位置偏差的确认工序。
【专利说明】元件安装方法及元件安装机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将电子元件、覆盖电子元件的盖罩等元件安装到基板上的元件安装方法及元件安装机。
【背景技术】
[0002]例如在智能手机等的基板上有时会安装有带盖罩的电子元件。盖罩与电子元件进行爪卡合。该盖罩在将电子元件安装到基板上之后被进行安装。具体而言，首先，以覆盖电子元件的方式安装(载置)盖罩。接着，从上方按压盖罩，从而使盖罩与电子元件卡合。
[0003]另夕卜，DIP(Dual Inline Package:双列直插式封装)、SIP (Single InlinePackage:单列直插式封装)、PGA (Pin Grid Array:插针网格阵列封装)等被进行通孔安装的带有引线的电子元件的情况下，也是暂时将电子元件安装到基板上后，为了将引线插入到基板的通孔中，而需要从上方按压电子元件。
[0004]专利文献1:日本特开2011 - 18816号公报
【发明内容】
[0005]然而，在元件安装时，需要将元件准确地安装到基板的规定坐标上。因此，在元件安装前预先进行基板的定位。
[0006]但是，如上述盖罩所示，将需要从上方进行按压的工序即按压工序的元件连续安装到基板上的情况下，存在因按压工序时施加给基板的按压载荷而使基板的位置产生偏差的情况。这种情况下，导致该按压工序以后安装的元件的安装坐标产生偏差。因此，例如元件是盖罩的情况下，盖罩难以与电子元件卡合。另外，例如元件是带有引线的电子元件的情况下，引线难以进入通孔。这样一来，元件的安装精度会降低。
[0007]在专利文献I中公开了在将例如BGA(Ball Grid Array:球阵列封装)或QFP(QuadFlat Package:方型扁平式封装)等大型的电子元件安装到基板的规定坐标上之前对该坐标附近进行拍摄的电子元件的安装方法。但是，该拍摄是为了检查坐标附近的异物粘附或焊料图形破损等而被执行的。该文献中没有暗示按压工序导致的基板位置偏差及位置偏差的确认的记载。
[0008]本发明的元件安装方法和元件安装机是鉴于上述技术问题而完成的。本发明的目的在于提供一种即使在具有按压工序的情况下元件的安装精度也难以降低的元件安装方法和元件安装机。
[0009](I)为解决上述技术问题，本发明的元件安装方法中，多次执行在基板上安装元件的安装工序，其特征在于，在第N次上述安装工序之后、第N+ I次该安装工序之前执行如下工序:按压工序，按压所安装的上述元件；及确认工序，确认因按压该元件而引起的该基板的位置偏差，其中，N为自然数。
[0010]此处，所谓“在基板上安装元件”自然包含在基板上直接安装元件的情况，但是也包含在已经安装到基板上的元件上安装元件的情况(即，在基板上间接安装元件的情况)。[0011]本发明的元件安装方法中，在按压工序之后执行确认工序。因此，即使在因按压工序而产生基板的位置偏差的情况下，也能够由确认工序来确认该位置偏差。另外，存在位置偏差的情况下，能够修正该位置偏差。因此，在下一次安装工序中，能够精度良好地将元件安装到基板的规定坐标上。这样一来，根据本发明的元件安装方法，即使在具有按压工序的情况下，元件的安装精度也难以降低。
[0012](1-1)优选为，形成上述基板配置在搬运托盘上的结构。根据该结构，保持有基板的搬运托盘在生产线上被搬运。安装元件的情况下，首先，通过元件安装机将搬运托盘固定在规定位置上。接着，对保持在搬运托盘上的基板安装元件。
[0013]这样一来，基板保持在搬运托盘上的情况下，当进行按压工序时，存在因按压载荷而使基板相对于搬运托盘产生偏差的可能性。另外，存在搬运托盘相对于元件安装机产生偏差的可能性。因此，与基板在生产线上直接被搬运的情况相比较，基板的位置偏差更容易变大。关于这一点，根据本实施方式的元件安装方法和元件安装机，即使基板保持在搬运托盘上，元件的安装精度也难以降低。
[0014](2)优选为，在上述(I)的结构的基础上，形成反复执行上述安装工序、上述按压工序和上述确认工序的结构。根据该结构,每当执行按压工序时都能够执行确认工序。因此，元件的安装精度难以降低。
[0015](3)优选为，在上述(I)或(2)的结构的基础上，形成如下结构:在上述确认工序中，基于配置在上述基板和已安装于该基板上的上述元件中的至少一方上的基准标记来确认该基板的位置偏差。
[0016]在元件安装之前预先使用基准标记进行基板的定位。根据该结构，通过将该定位时的处理方法转用到确认工序中，从而能够简单地确认和修正位置偏差。
[0017](4)为了解决上述技术问题，本发明的元件安装机具备:吸嘴，将元件安装到基板上；按压元件，按压所安装的该元件；及控制装置，多次执行使用该吸嘴将该元件安装到该基板上的安装工序，其特征在于，上述控制装置在第N次上述安装工序之后、第N + I次该安装工序之前执行如下工序:按压工序，使用上述按压部件来按压所安装的上述元件；及确认工序，确认因按压该元件而引起的该基板的位置偏差，其中，N为自然数。
[0018]此处，所谓“在基板上安装元件”自然包含在基板上直接安装元件的情况，但是也包含在已经安装到基板上的元件上安装元件的情况(即，在基板上间接安装元件的情况)。
[0019]本发明的元件安装机的控制装置在按压工序之后执行确认工序。因此，即使在因按压工序而产生基板的位置偏差的情况下，也能够由确认工序来确认该位置偏差。另外，存在位置偏差的情况下，能够修正该位置偏差。因此，在下一次安装工序中，能够精度良好地将元件安装到基板的规定坐标上。这样一来，根据本发明的元件安装机，即使在具有按压工序的情况下，元件的安装精度也难以降低。
[0020](4 -1)优选为，形成上述基板配置在搬运托盘上的结构。根据该结构，保持有基板的搬运托盘在生产线上被搬运。安装元件的情况下，首先，通过元件安装机将搬运托盘固定在规定位置上。接着，对保持在搬运托盘上的基板安装元件。
[0021]这样一来，基板保持在搬运托盘上的情况下，当进行按压工序时，存在因按压载荷而使基板相对于搬运托盘产生偏差的可能性。另外，存在搬运托盘相对于元件安装机产生偏差的可能性。因此，与基板在生产线上直接被搬运的情况相比较，基板的位置偏差更容易变大。关于这一点，根据该结构，即使基板保持在搬运托盘上，元件的安装精度也难以降低。
[0022](5)优选为，在上述(4)的结构的基础上，形成上述控制装置反复执行上述安装工序、上述按压工序和上述确认工序的结构。根据该结构，每当执行按压工序时都能够执行确认工序。因此，元件的安装精度难以降低。
[0023](6)优选为，在上述(4)或(5)的结构的基础上，形成如下结构:该元件安装机具备摄像装置，该摄像装置对配置在上述基板和已安装于该基板上的上述元件中的至少一方上的基准标记进行拍摄，上述控制装置在上述确认工序中基于该基准标记来确认该基板的位
置偏差。
[0024]在元件安装之前预先使用由摄像装置拍摄的基准标记进行基板的定位。根据该结构，通过将该定位时的处理方法转用到确认工序中，从而能够简单地确认和修正位置偏差。
[0025]发明效果
[0026]根据本发明，能够提供一种即使具有按压工序的情况下元件的安装精度也难以降低的元件安装方法和元件安装机。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是具备本发明的一实施方式的元件安装机的生产线的俯视图。
[0028]图2是上述元件安装机的立体图。
[0029]图3是上述元件安装机的俯视图。
[0030]图4是上述元件安装机的右侧视图。
[0031]图5是上述元件安装机的框图。
[0032]图6是图4的框VI内的放大图。
[0033]图7是上述元件安装机的安装头的透视立体图。
[0034]图8是搬运托盘的俯视图。
[0035]图9是电子元件和盖罩的分解立体图。
[0036]图10是上述元件安装机的搬入工序中的局部右侧视图。
[0037]图11是上述元件安装机的安装前确认工序前段的局部右侧视图。
[0038]图12是上述元件安装机的安装前确认工序后段的局部右侧视图。
[0039]图13是上述元件安装机的第一次安装工序的吸附作业的局部右侧视图。
[0040]图14是上述元件安装机的第一次安装工序的盖罩拍摄作业的局部右侧视图。
[0041]图15是上述元件安装机的第一次安装工序的载置作业的局部右侧视图。
[0042]图16是上述元件安装机的按压工序的第一定位作业的局部右侧视图。
[0043]图17是上述元件安装机的按压工序的第一按压作业的局部右侧视图。
[0044]图18是上述元件安装机的按压工序的第二定位作业的局部右侧视图。
[0045]图19是上述元件安装机的按压工序的第二按压作业的局部右侧视图。
[0046]图20是上述元件安装机的确认工序前段的局部右侧视图。
[0047]图21是上述元件安装机的确认工序后段的局部右侧视图。
[0048]图22是安装工序和按压工序的对基板施加的载荷变化的示意图。
[0049]附图标记说明:
[0050]1:元件安装机；2:底座；3模块；5料盘供给器；6:图像处理装置；7:控制装置；8f:搬运托盘；8r:搬运托盘；9:生产线。
[0051]30:基板搬运装置；31:XY机械手；32:安装头；33:标记相机(摄像装置)；34:零件相机；35:基板升降装置；36f:吸嘴；36r:吸嘴；37:机壳；38:设备工作台；50:供给托盘；53L:输送带；53R:输送带；54:机壳；55L:臂部；55R:臂部;56:台车；70:计算机；80f:收容凹部；90:元件安装机；91:回流炉。
[0052]300:固定壁；301f:第一可动壁；301r:第二可动壁；302f:搬运马达；302r:搬运马达；303L:导轨；303R:导轨；304f:输送带；304r:输送带；305:基部；306f:紧固片；306r:紧固片；310:Y轴滑动件；310a:Y轴马达；311:Χ轴滑动件；311a:X轴马达；312:Y轴下滑动件；313:Χ轴下滑动件；320f:Z轴马达；320r:Z轴马达；321f: Θ轴马达；321r:Θ轴马达；322f:升降杆；322fa:被夹持片；323f:保持器；323r:保持器；324f:滚珠丝杠部；324fa:主轴；324fb:螺母；324fc:夹持片；327f:嘴升降部；327r:嘴升降部；350f:背撑台；350r:背撑台；351f:背撑销；351r:背撑销；352f:升降马达；352r:升降马达；361f:按压部；361r:按压部；700:输入输出接口 ；701:运算部；702:存储部。
[0053]Bf:基板；Br:基板；C:盖罩(元件)；C1:爪部；D1:极大部；D2:极大部；F:地板；M:基准标记；Pal:电子元件；Pala:凹部；Pa2:电子元件；Pb~Pe:电子元件。
【具体实施方式】
[0054]以下，对本发明的元件安装方法和元件安装机的实施方式进行说明。
[0055]<元件安装机的配置和机械结构>
[0056]首先，关于本实施 方式的元件安装机的配置进行说明。图1表示具备本实施方式的元件安装机的生产线的俯视图。如图1所示，在生产线9上沿左右方向(基板的搬运方向)并排有多个元件安装机90、回流炉91和元件安装机I。如图1剖面线所示，本实施方式的元件安装机I配置在回流炉91的下游侧。
[0057]接着，关于本实施方式的元件安装机的机械结构进行说明。图2表示本实施方式的元件安装机的立体图。图3表示上述元件安装机的俯视图。图4表示上述元件安装机的右侧视图。图5表示上述元件安装机的框图。
[0058]在图2中透过底座2、模块3的机壳37进行表示。在图3中省略机壳37进行表示。在图4中透过模块3的机壳37进行表示。另外，省略料盘供给器5的右侧的臂部55R进行表示。另外，以剖面表示搬运托盘8f、8r。
[0059]如图2~图5所示，元件安装机I具备底座2、模块3、料盘供给器5、图像处理装置6和控制装置7。
[0060][底座2、模块3]
[0061]底座2呈长方体箱状。底座2配置在工厂的地板F上。模块3以能够拆装的方式配置在底座2的上表面。模块3具备:基板搬运装置30、XY机械手31、安装头32、标记相机
33、零件相机34、基板升降装置35、吸嘴36f、36r、机壳37和设备工作台38。标记相机33包含在本发明的“摄像装置”的概念之中。吸嘴36f、36r兼作本发明的“按压部件”。
[0062](机壳37、设备工作台38、基板搬运装置30、零件相机34)
[0063]机壳37形成模块3的外壳。设备工作台38安装于机壳37的前部开口。
[0064]基板搬运装置30具备:搬运马达302f、302r (参照图5)、固定壁300、第一可动壁301f、第二可动壁301r、左右一对导轨303L、303R、前后一对输送带304f、前后一对输送带304r、基部305、前后一对紧固片306f和前后一对紧固片306r。
[0065]左右一对导轨303L、303R配置在基部305的上表面。左右一对导轨303L、303R在前后方向上延伸。
[0066]固定壁300立设于基部305的上表面的前端。第一可动壁301f配置在固定壁300的后方。第二可动壁3011 配置在第一可动壁301f的后方。第一可动壁301f、第二可动壁30Ir分别以能够移动的方式与左右一对导轨303L、303R卡合。
[0067]前后一对输送带304f配置在固定壁300的后表面和第一可动壁301f的前表面上。前后一对输送带304f在左右方向上延伸。在前后一对输送带304f之间架设有搬运托盘8f。搬运马达302f旋转驱动前后一对输送带304f。通过使前后一对输送带304f旋转，从而能够对搬运托盘8f进行搬运。通过使第一可动壁30If沿左右一对导轨303L、303R移动，从而能够扩大或缩小前后一对输送带304f之间的搬运宽度。
[0068]前后一对输送带304r配置在第一可动壁301f的后表面和第二可动壁301r的前表面上。前后一对输送带304r在左右方向上延伸。在前后一对输送带304r之间架设有搬运托盘8r。搬运马达302r旋转驱动前后一对输送带304r。通过使前后一对输送带304r旋转，从而能够对搬运托盘Sr进行搬运。通过使第二可动壁301r沿左右一对导轨303L、303R移动，从而能够扩大或缩小前后一对输送带3041 之间的搬运宽度。
[0069]前后一对紧固片306f配置在固定壁300的上表面和第一可动壁301f的上表面上。前后一对紧固片306r配置在第一可动壁301f的上表面和第二可动壁301r的上表面上。如图4所示，在元件安装时，前后一对紧固片306f、前后一对紧固片306r从上方按压搬运托盘8f、8r的上表面的左右两缘。另外，关于搬运托盘8r、8r的结构，在后面进行详细说明。
[0070]零件相机34配置在设备工作台38与固定壁300之间。零件相机34是CXD(Charge-Coupled Device:电荷稱合器件)区域传感器。零件相机34朝上配置。
[0071](基板升降装置35)
[0072]基板升降装置35具备:前后一对背撑台350f、350r、多个背撑销351f、351r和前后一对升降马达352f、352r (参照图5)。
[0073]背撑台350f配置在固定壁300与第一可动壁301f之间。多个背撑销351f配置在背撑台350f的上表面。升降马达352f在上下方向上驱动背撑台350f。
[0074]背撑台350r配置在第一可动壁301f与第二可动壁301r之间。多个背撑销351r配置在背撑台350r的上表面。升降马达352r在上下方向上驱动背撑台350r。
[0075]如图4所示，在元件安装时，多个背撑销35If、35Ir从下方按压搬运托盘8f、8r的下表面。即，在元件安装时，搬运托盘8f、8r由多个背撑销351f、351r从下方、并由前后一对紧固片306f、前后一对紧固片306r从上方进行夹持固定。
[0076](XY 机械手 31)
[0077]X方向与左右方向对应，Y方向与前后方向对应，Z方向与上下方向对应。XY机械手31具备X轴马达311a (参照图5)、Y轴马达310a (参照图5)、Y轴滑动件310、X轴滑动件311、左右一对Y轴下滑动件312和上下一对X轴下滑动件313。
[0078]左右一对Y轴下滑动件312配置在机壳37的上壁下表面。Y轴滑动件310安装在左右一对Y轴下滑动件312上。Y轴滑动件310能够通过图5所示的Y轴马达310a而在前后方向上移动。上下一对X轴下滑动件313配置在Y轴滑动件310的前表面。X轴滑动件311安装在上下一对X轴下滑动件313上。X轴滑动件311能够通过图5所示的X轴马达311a而在左右方向上移动。
[0079](安装头32、吸嘴36f、36r、标记相机33)
[0080]图6表示图4的框VI内的放大图。图7表示本实施方式的元件安装机的安装头的透视立体图。如图6、图7所示，安装头32安装在X轴滑动件311上。因此，安装头32能够通过XY机械手31而在前后左右方向上移动。
[0081]安装头32具备Z轴马达320f、320r、Θ轴马达321f、321r (参照图5)及嘴升降部327f、327r。嘴升降部327f、327r的结构相同。以下，以嘴升降部327f的结构为代表进行说明。
[0082]嘴升降部327具备升降杆322f、保持器323f和滚珠丝杠部324f。滚珠丝杠部324f具备主轴324fa、螺母324fb和上下一对夹持片324fc。主轴324fa在上下方向上延伸。主轴324fa与Z轴马达320f的旋转轴连接。螺母324fb与主轴324fa螺合。上下一对夹持片324fc由螺母324fb固定。升降杆322f在上下方向上延伸。在升降杆322f的上端配置有被夹持片322fa。被夹持片322fa由一对夹持片324fc从上下方向夹持。保持器323f配置在升降杆322f的下端。
[0083]当Z轴马达320f的旋转轴旋转时，主轴324fa绕轴旋转，螺母324fb在上下方向移动。被夹持片322fa由一对夹持片324fc从上下方向夹持。因此，升降杆322f即保持器323f与螺母324fb—起在上下方向上移动。Θ轴马达321f绕轴旋转驱动保持器323f。
[0084]同样地，保持器323ι分别通过Z轴马达320ι及嘴升降部327r在上下方向上驱动，通过Θ轴马达321r在旋转方向上驱动。即，保持器323f、323r能够分别独立地在上下方向、旋转方向上移动。
[0085]吸嘴36f以能够更换的方式安装在保持器323f上，吸嘴36r以能够更换的方式安装在保持器323r上。因此，吸嘴36f、36r能够通过Z轴马达320f、320r在上下方向上移动，能够通过Θ轴马达321f、321r在旋转方向上移动。经由配管(图略)对吸嘴36f、36r供给负压或正压。吸嘴36f、36r利用负压吸附元件。另外，吸嘴36f、36r利用正压释放所吸附的元件。
[0086]在吸嘴36f、36r的下端配置有圆板状的按压部361f、361r。按压部361f、361r的下表面呈平面状。按压部361f、361r按压元件。
[0087]标记相机33安装在X轴滑动件311上。因此，标记相机33能够通过XY机械手31在前后左右方向上移动。标记相机33是CXD区域传感器。标记相机33朝向配置。
[0088][料盘供给器5]
[0089]料盘供给器5配置在设备工作台38的前方。料盘供给器5具备供给托盘50、左右一对输送带53L、53R、机壳54和左右一对臂部55L、55R。机壳54搭载于台车56上。左右一对臂部55L、55R从机壳54的后壁后表面朝向后方突出设置。左右一对臂部55L、55R的后端安装在设备工作台38的上表面。
[0090]输送带53L配置在臂部55L的右表面上。输送带53在前后方向上延伸。输送带53R配置在臂部55R的左表面上。输送带53R在前后方向上延伸。在左右一对输送带53L、53R之间架设有供给托盘50。S卩，供给托盘50通过输送带53L、53R从机壳54的内部搬出。在供给托盘50的上表面载置有多个盖罩C。盖罩C包含在本发明的“元件”的概念之中。
[0091]<搬运托盘8f、8r的结构>
[0092]接着，对由本实施方式的元件安装机安装盖罩的搬运托盘的结构进行说明。搬运托盘8f、8r的结构相同。以下，以搬运托盘8f的结构为代表进行说明。
[0093]图8表示搬运托盘的俯视图。如图8所示，在搬运托盘8f的上表面凹陷地设置有四个收容凹部80f。在四个收容凹部80f中分别收容有基板Bf。在元件安装机I中，在基板Bf上安装固定有电子元件Pal、Pa2?Pe。S卩，如图1所示，电子元件Pal、Pa2?Pe由配置在回流炉91的上游侧的多个元件安装机90安装到基板Bf上。另外，电子元件Pal、Pa2?Pe由回流炉91固定到基板Bf上。在基板Bf的左前角、右后角上分别配置有圆形的基准标记M。即，图4所示的搬运托盘8f、8r的剖视图与图8所示的IV-1V方向剖视图对应。
[0094]图9中表示电子元件和盖罩的分解立体图。如图9所示，在后述的元件安装方法中，在电子元件Pal上安装盖罩C。即，盖罩C呈在下方开口的长方形箱状。在盖罩C的前壁后表面、后壁前表面上分别突出地设置有爪部Cl。电子元件Pal呈长方形板状。在电子元件Pal的前后两面上分别凹陷地设置有凹部Pala。在后述的元件安装方法中，使盖罩C的前后一对爪部Cl与电子元件Pal的一对凹部Pala卡合。
[0095]<元件安装机的电气结构>
[0096]接着，对本实施方式的元件安装机的电气结构进行说明。
[0097][图像处理装置6]
[0098]图像处理装置6收容在底座2上。如图5所示，图像处理装置6与标记相机33、零件相机34连接。图像处理装置6对由标记相机33、零件相机33取入的图像数据进行处理。
[0099][控制装置7]
[0100]控制装置收容在底座2上。控制装置7具备计算机70和多个驱动电路。计算机70具备输入输出接口 700、运算部701和存储部702。在存储部702中预先存储有与基准标记M与盖罩C的安装坐标的相对位置有关的数据等。
[0101]输入输出接口 700经由驱动电路分别与基板搬运装置30的搬运马达302f、302r、基板升降装置35的升降马达352f、352r、XY机械手31的X轴马达311a、Y轴马达310a、安装头32的Z轴马达320f、320r、Θ轴马达321f、321r、标记相机33、零件相机34连接。另夕卜，输入输出接口 700与图像处理装置6连接。
[0102]〈元件安装方法〉
[0103]接着，对本实施方式的元件安装方法进行说明。元件安装方法在基板Bf、Br中通用。以下，以对基板Bf的元件安装方法为代表进行说明。
[0104]本实施方式的元件安装方法包括搬入工序、紧固工序、安装前确认工序、第一次安装工序、按压工序、确认工序、第二次安装工序、紧固解除工序及搬出工序。
[0105][搬入工序]
[0106]本工序中，将搬运托盘8f搬入至元件安装机I。图10中表示本实施方式的元件安装机的搬入工序中的局部右侧视图。另外，图10与图6对应。如图1?图5、图10所示，在本工序中，控制装置7驱动搬运马达302f。并且，由前后一对输送带304f将搬运托盘8f搬入至元件安装机I。
[0107][紧固工序]
[0108]本工序中，为进行盖罩C的安装而固定搬运托盘8f。如图1~图6所示，本工序中，控制装置7驱动升降马达352f。并且，由多个背撑销351f从前后一对输送带304f上抬起搬运托盘8f。多个背撑销351抬起搬运托盘8f，直至与前后一对紧固片306f抵接。搬运托盘8f由多个背撑销351f从下方、并由前后一对紧固片306f从上方进行夹持固定。
[0109][安装前确认工序]
[0110]本工序中，为进行盖罩C的安装而确认基板Bf的位置。图11表示本实施方式的元件安装机的安装前确认工序前段中的局部右侧视图。图12表示上述元件安装机的安装ill确认工序后段中的局部右侧视图。另外，图11、图12与图6对应。
[0111]如图5、图8、图11所示，首先，控制装置7驱动X轴马达311a、Y轴马达310a。并且，将标记相机33配置在基板Bf的右后角的基准标记M (图11、图12中由“.”表示)的正上方。接着，控制装置7驱动标记相机33。接着,拍摄基准标记M。
[0112]同样地，如图5、图8、图12所示，控制装置7依次驱动X轴马达311a、Y轴马达310a、标记相机33,拍摄基板Bf的左如角的基准标记M (图11、图12中由“.”表不)。
[0113]两个基准标记M的拍摄数据分别传送给图像处理装置6。图像处理装置6对两个拍摄数据进行图像处理，将图像处理数据传送给控制装置7。在控制装置7的存储部702中预先存储有与两个基准标记M和盖罩C的安装坐标的相对位置有关的数据。控制装置7的运算部701基于从图像处理数 据6传送来的图像处理数据来判别所拍摄的两个基准标记M的坐标，基于该坐标来确定盖罩C的安装坐标。
[0114][第一次安装工序]
[0115]本工序中，将盖罩C载置于第一个电子兀件Pal的上表面。图13表不本实施方式的元件安装机的第一次安装工序的吸附作业中的局部右侧视图。图14表示上述元件安装机的第一次安装工序的盖罩拍摄作业中的局部右侧视图。图15表示上述元件安装机的第一次安装工序的载置作业中的局部右侧视图。另外，图13~图15与图6对应。
[0116]如图5、图13所示，首先，控制装置7适当驱动X轴马达311a、Y轴马达310a、Z轴马达32Of、0轴马达321f。并且，使吸嘴36f的下表面与供给托盘50上的规定的盖罩C的上表面抵接。接着，控制装置7对吸嘴36f供给负压，使吸嘴吸附盖罩C。
[0117]如图5、图14所示，接着，控制装置7适当驱动X轴马达311a、Y轴马达310a、Z轴马达320f。并且，将吸附在吸嘴36f上的盖罩C配置在零件相机34的正上方。接着，控制装置7驱动零件相机34。并且，拍摄盖罩C。
[0118]与安装前确认工序的基准标记M的情况同样地，拍摄数据被传送给图像处理装置
6。图像处理装置6对拍摄数据进行图像处理，将图像处理数据传送给控制装置7。控制装置7的运算部701基于从图像处理装置6传送来的图像处理数据来确认盖罩C的吸附状态。确认的结果是吸附状态差的情况下，修正吸附状态(例如驱动Θ轴马达321f，使盖罩C旋转)。
[0119]如图5、图15所示，接着，控制装置7适当驱动X轴马达311a、Y轴马达310a、Z轴马达320?\θ轴马达321f。并且，使盖罩C的下表面与基板Bf上的规定的电子元件Pal的上表面抵接。接着，控制装置7对吸嘴36f供给正压，释放盖罩C。即，将盖罩C载置于电子元件pal的上表面。在进行载置时，如图9所示，使盖罩C的前后一对爪部Cl与电子元件Pal的前后一对凹部Pala在上下方向上对置。
[0120][按压工序]
[0121]本工序中，将盖罩C固定到第一个电子兀件Pal上。图16表不本实施方式的兀件安装机的按压工序的第一定位作业中的局部右侧视图。图17表示上述元件安装机的按压工序的第一按压作业中的局部右侧视图。图18中表示上述元件安装机的按压工序的第二定位作业中的局部右侧视图。图19表示上述元件安装机的按压工序的第二按压作业中的局部右侧视图。另外，图16?图19与图6对应。
[0122]如图5、图16所示，首先，控制装置7适当驱动X轴马达311a、Y轴马达310a、Z轴马达320f。并且，在电子元件Pal的前方的凹部Pala的正上方配置吸嘴36f的按压部361f。
[0123]如图5、图17所示，接着，控制装置7驱动Z轴马达320f。并且，由吸嘴36f的按压部361f从上方按压盖罩C。如图17中强调所示，盖罩C的前方的爪部Cl通过按压载荷而与电子元件Pal的前方的凹部Pala卡合。
[0124]如图5、图18所示，接着，控制装置7适当驱动X轴马达311a、Y轴马达310a、Z轴马达320f。并且，在电子元件Pal的后方的凹部Pala的正上方配置吸嘴36r的按压部361r。
[0125]如图5、图19所示，接着，控制装置7驱动Z轴马达320f。并且，由吸嘴36r的按压部361r从上方按压盖罩C。盖罩C的后方的爪部Cl由按压载荷而与电子兀件Pal的后方的凹部Pala卡合。这样一来,在本工序中,通过爪卡合将盖罩C固定到电子兀件Pal上。
[0126][确认工序]
[0127]本工序中，由按压工序时的吸嘴36r的按压载荷，确认基板Bf上是否产生了位置偏差。图20表示本实施方式的元件安装机的确认工序前段中的局部右侧视图。图21表示上述兀件安装机的确认工序后段中的局部右侧视图。另外，图20、图21与图6对应。
[0128]如图5、图20、图21所示，本工序中，通过与安装前确认工序同样的作业来判别基板Bf的两个基准标记M的坐标。此处，本工序中的两个基准标记M的坐标相对于安装前确认工序中的两个基准标记M的坐标产生偏差的情况下，运算部701算出偏差量。并且，基于该偏差量修正盖罩C的安装坐标。
[0129][第二次安装工序]
[0130]本工序中，通过与第一次安装工序相同的作业，经由零件相机34将盖罩C从供给托盘50搬运至基板Bf。并且，将盖罩C载置于电子元件Pa2的上表面。
[0131]之后，执行第二次按压工序，将盖罩C固定到电子元件Pa2上。之后，执行第二次确认工序，确认在基板Bf上是否产生了位置偏差。当产生了位置偏差的情况下，修正下一次的盖罩C的安装坐标。这样一来，根据需要盖罩C的电子元件pal、Pa2(即需要按压工序的电子元件)的个数反复执行安装工序、按压工序及确认工序。
[0132][紧固解除工序、搬出工序]
[0133]在紧固解除工序中，解除搬运托盘8f的固定。S卩，如图1?图6所示，在本工序中，控制装置7驱动升降马达352f。并且，使多个背撑销351f下降，将搬运托盘8f载置到前后一对输送带304f上。
[0134]在搬出工序中，将搬运托盘8f从元件安装机I搬出。S卩，如图1?图5、图10所示，本工序中，控制装置7驱动搬运马达302f。并且，通过前后一对输送带304f将搬运托盘8f从元件安装机I搬出。
[0135]〈作用效果〉
[0136]接着，对本实施方式的元件安装方法和元件安装机的作用效果进行说明。根据本实施方式的元件安装方法和元件安装机1，控制装置7在按压工序(图16?图19)之后执行确认工序(图20、图21)。因此，即使因按压工序而产生基板Bf的位置偏差的情况下，也能够由确认工序来确认该位置偏差并进行修正。因此，在下一次安装工序中，能够精度良好地将盖罩C安装到基板Bf的规定坐标上。这样一来，根据本实施方式的元件安装方法和元件安装机1，即使在具有按压工序的情况下，盖罩C的安装精度也难以降低。
[0137]另外，基板Bf保持在搬运托盘8f上的情况下，当进行按压工序时，存在因按压载荷而使基板Bf相对于搬运托盘8f产生偏差的可能性。另外，存在搬运托盘8f相对于元件安装机I产生偏差的可能性。因此，与基板Bf在生产线9上直接被搬运的情况相比较，基板Bf的位置偏差更容易变大。关于这一点，根据本实施方式的元件安装方法和元件安装机1，即使基板Bf保持在搬运托盘8上，盖罩C的安装精度也难以降低。
[0138]另外，根据本实施方式的元件安装方法和元件安装机1，每当执行按压工序时都执行确认工序。因此，盖罩C的安装精度难以降低。
[0139]另外，根据本实施方式的元件安装方法和元件安装机1，能够将安装前确认工序时执行的、使用基准标记M的基板Bf的位置偏差确认方法转用到确认工序中。因此，能够简单地确认位置偏差。
[0140]〈其他〉
[0141]以上，对本发明的元件安装方法和元件安装机的实施方式进行了说明。但是，实施方式不特别限定于上述方式。也能够以本领域技术人员有可能进行的各种变形方式、改良方式来实施。
[0142]如图8所示，在上述实施方式中，使安装有基板Bf的搬运托盘8f在生产线9上流转，也可以使基板Bf直接在生产线9上流转。不特别限定搬运托盘8f上的基板Bf的配置数。不特别限定基板Bf的基准标记M的形状、配置数、位置。另外，基准标记M也可以配置在不安装盖罩C的电子兀件Pb?Pe的上表面。
[0143]如图16?图19所示，在上述实施方式中，在按压工序中，对盖罩C进行了两次按压，但是不特别限定按压次数。另外，不特别限定按压位置。另外，不特别限定按压载荷。
[0144]另外，也可以连续执行图15所示的安装工序的载置作业和图17所示的按压工序的第一按压作业。图22表示安装工序和按压工序的对基板施加的载荷变化的示意图。本实施方式的情况下，如图15?图17所示，安装工序后使吸嘴36f暂时从盖罩C离开。因此，如图22实线所示，安装工序时的载荷曲线和按压工序时的载荷曲线是分开的。
[0145]相对于此，在连续执行图15所示的安装工序的载置作业和图17所示的按压工序的第一按压作业的情况下(不使吸嘴36f从盖罩C离开的情况下)，如图22虚线所示，安装工序时的载荷曲线和按压工序时的载荷曲线相连。即，连续执行安装工序的组装作业和按压工序的第一按压作业的情况下，从安装头32对吸嘴36f连续施加推力。另外，在吸嘴36f上安装有能够在上下方向上伸缩的弹簧，使得能够严密控制上下方向上的安装力。由于这些原因，如图22虚线所示，导致安装工序时的载荷曲线和按压工序时的载荷曲线相连。[0146]其中，曲线的形状为具有安装载荷的极大部Dl和按压载荷的极大部D2的“双峰状”。在极大部D1、D2之间存在载荷值比极大部D1、D2小的区域。这样一来，即使在不使吸嘴36f从盖罩C离开的情况下，也能够执行本发明的元件安装方法的安装工序和按压工序。
[0147]如图9所示，不特别限定盖罩C与电子元件Pal的卡合方法。只要是能够通过按压进行安装的卡合方法即可。另外，不特别限定卡合点数、卡合位置。另外，也可以使盖罩C与基板Bf卡合而不是与电子元件Pal卡合。
[0148]如图1所示，在回流炉91的上游侧的元件安装机90中，也可以执行本实施方式的元件安装方法。例如，可以对DIP、SIP, PGA等被进行通孔安装的带有引线的电子元件执行元件安装方法。
[0149]这种情况下，可以通过相同的元件安装机将不需要按压工序的电子元件(例如方形芯片)和需要进行按压工序的电子元件(例如连接器)安装到基板上。
[0150]例如，将方形芯片#1?#4和连接器#1、#2安装到基板上的情况下，作为安装模式A，可以按照安装工序(方形芯片#1)—安装工序(方形芯片#2)—安装工序(连接器#1)—按压工序(连接器#1)—确认工序一安装工序(连接器#2)—按压工序(连接器#2)—确认工序一安装工序(方形芯片#3)—安装工序(方形芯片#4)的顺序依次安装元件。
[0151]另外，作为安装模式B，可以按照安装工序(方形芯片#1)—安装工序(方形芯片#2)—安装工序(连接器#1)—按压工序(连接器#1)—安装工序(连接器#2)—按压工序(连接器#2)—确认工序一安装工序(方形芯片#3) —安装工序(方形芯片#4)的顺序依次安装元件。即，相对于安装模式A，可以省略按压工序(连接器#1)后的确认工序。这样一来，生产效率提高。另外，能够提高安装方形芯片#3、#4时的安装精度。
[0152]安装模式B能够在以下的情况下采用。S卩，如图9所示，盖罩C与电子元件Pal爪卡合的情况下，在盖罩C的下缘部(卡合方向前端部)有时配置有朝向下方扩展的锥形加工部。这种情况下，即使在安装之前电子元件Pal与盖罩C的相对水平方向位置关系存在若干偏差，也能够通过盖罩C的锥形加工部的引导功能而一边吸收该偏差一边将盖罩C安装到电子元件Pal上。这样的情况下，能够省略确认工序。
[0153]另外，带有引线的电子元件的情况下，在引线的插入方向前端部有时配置有朝向前端变尖的锥形加工部。另外，在通孔的被插入方向前端部有时配置有朝向前端扩展的锥形加工部。这种情况下，即使在安装之前引线与通孔的相对水平方向位置关系存在若干偏差，也能够通过锥形加工部的引导功能而一边吸收该偏差一边将引线插入到通孔中。这样的情况下，能够省略确认工序。
[0154]这样一来，若省略确认工序，则能够提高生产效率。但是，由于多次按压工序而对基板反复施加按压载荷。因此，存在基板的固定位置产生偏差的可能性。因此，按照安装工序(连接器#1)、按压工序(连接器#1)、安装工序(连接器#2)、按压工序(连接器#2)的顺序反复进行安装工序、按压工序之后进行通常的安装工序(方向芯片#3)的情况下，在安装工序(方形芯片#3)之前进行确认工序。能够通过该确认工序来确认是否因多次按压工序时的按压载荷而在基板Bf上产生了位置偏差。
[0155]另外，作为安装模式C，可以按照安装工序(方形芯片#1)—安装工序(方形芯片#2)—安装工序(连接器#1)—按压工序(连接器#1)—确认工序一安装工序(连接器#2) —按压工序(连接器#2)—安装工序(方形芯片#3)—安装工序(方形芯片#4)的顺序依次安装元件。即，相对于安装模式A，可以省略按压工序(连接器#2)后的确认工序。由此，生产效率提高。这样一来，即使安装精度降低也无影响的电子元件(方形芯片#3、#4)的安装工序前的确认工序可以省略。
[0156]S卩，可以以如下实施方式进行实施:在要求高安装精度的电子元件(例如带有引线的电子元件、连接器等)的安装工序之前进行确认工序，在不要求高安装精度的电子元件(例如表面安装电子元件、方形芯片等)的安装工序之前不进行确认工序。
[0157]另外，在上述实施方式中，在进行确认工序时，基于偏差量修正了盖罩C的安装坐标。即，修正了图5所示的XY机械手31的移动量。但是，也可以修正基板Bf的位置。即，可以使基板Bf回归到安装前确认工序时的位置。
[0158]另外，在上述实施方式中，在安装头32上配置了两个吸嘴(按压部件)36f、36r，但是不特别限定吸嘴36f、36r的配置数。另外，可以分别进行配置吸嘴36f、36r和按压部件。另外，不特别限定标记相机33、零件相机34的种类。也可以是CMOS (ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)图像传感器。
【权利要求】
1.一种元件安装方法，多次执行在基板上安装元件的安装工序，其特征在于: 在第N次的所述安装工序之后、第N + I次的所述安装工序之前执行如下工序: 按压工序，按压所安装的所述元件 '及 确认工序，确认因按压所述元件而引起的所述基板的位置偏差， 其中，N为自然数。
2.根据权利要求1所述的元件安装方法，其中， 所述元件安装方法反复执行所述安装工序、所述按压工序及所述确认工序。
3.根据权利要求1或2所述的元件安装方法，其中， 在所述确认工序中，基于配置在所述基板和已安装于所述基板上的所述元件中的至少一方上的基准标记来确认所述基板的位置偏差。
4.一种元件安装机，具备: 吸嘴，将元件安装到基板上； 按压部件，按压所安装的所述元件；及 控制装置，多次执行利用所述吸嘴将所述元件安装到所述基板上的安装工序， 所述元件安装机的特征在于， 所述控制装置在第N次的所述安装工序之后、第N + I次的所述安装工序之前执行如下工序: 按压工序，利用所述按压部件来按压所安装的所述元件 '及 确认工序，确认因按压所述元件而引起的所述基板的位置偏差， 其中，N为自然数。
5.根据权利要求4所述的元件安装机，其中， 所述控制装置反复执行所述安装工序、所述按压工序及所述确认工序。
6.根据权利要求4或5所述的元件安装机，其中， 所述元件安装机具备摄像装置，所述摄像装置对配置在所述基板和已安装于所述基板上的所述元件中的至少一方上的基准标记进行拍摄， 所述控制装置在所述确认工序中基于所述基准标记来确认所述基板的位置偏差。
【文档编号】H05K13/04GK103718668SQ201280036845
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年8月1日 优先权日:2011年8月8日
【发明者】久保田知克 申请人:富士机械制造株式会社