专利名称：元件安装装置和元件安装方法
技术领域：
本发明涉及元件安装装置和元件安装方法，用于在诸如树脂板等电路形成部件上稳定地安装元件，尤其涉及其中元件通过吸嘴抽吸以被保持和传输的元件安装装置和元件安装方法。
背景技术：
在诸如树脂板等电路形成部件上稳定地安装元件的元件安装装置中，在将元件放置到电路形成部件上之前识别元件并基于识别的结果相对电路形成部件上用于放置元件的放置位置确定修正量是很重要的，以提高放置精度和元件安置的放置速率。
图10显示了在作为示例电路形成部件的树脂板2上安置元件1的传统安装装置100。树脂板2是印刷电路板，其上形成用于安置电子元件的元件1的电路图案，树脂板2保持在XY台8上。设置在元件供给装置3中的部件盒4通过缠绕容纳元件1，元件1在元件抽吸位置9被一个接着一个地自部件盒4通过设置在喷嘴单元6上的吸嘴5抽吸，所述喷嘴单元6沿着环向路径12在图10中做单向间断旋转运动。
在元件抽吸位置9进行抽吸操作之后，喷嘴单元6沿着所述路径移动到元件识别位置10，被抽吸到喷嘴单元6的吸嘴5上的元件1的抽吸状态通过元件识别装置7在预定的空间中识别。控制装置20基于元件识别信息计算用于放置的修正量并将修正量存储到修正量存储部分20c中，其中自元件识别装置7获得的关于元件1识别的信息输入到控制装置20中。在元件1的识别之后，喷嘴单元6沿着路径12移动到元件放置位置11。
然后控制装置20基于记录在自NC数据存储部分20a读取的NC数据的树脂板2上的坐标以及基于存储在修正量存储部分20c中的修正量计算树脂板2上的放置位置的坐标，并基于修正量计算吸嘴5的转动角度用于角度修正。控制装置20基于所计算的旋转角度围绕中心轴线旋转吸嘴5，并启动XY台8以基于所计算的树脂板2上的放置位置的坐标移动树脂板2。当喷嘴单元6放置在元件放置位置11时，通过喷嘴单元6的吸嘴5抽吸的元件1放置在树脂板2上。
图11显示了相对通过吸嘴5所抽吸的元件1的标准抽吸状态1b的偏差ΔL和倾度Δθ。元件1的标准抽吸状态1b指的是其中元件1的重心与吸嘴5的中心轴线相一致的状态，如图11中的虚线所示。如上所述，在元件安装装置100中，元件1通过吸嘴5的吸力保持并放置在树脂板2上。在元件抽吸位置9的如图10所述的抽吸操作中，元件1的偏差ΔL可能通过设置在部件盒4中的带的腔中的元件1的位置变化(如图11中所示)以及元件安装装置100中的吸嘴5的连接状态的变化等而导致。
即使在元件1通过吸嘴5抽吸时元件1的重心不与吸嘴5的中心轴线相对齐，元件通过沿着如图10中所示的路径12行进的喷嘴单元6以原始设置的传输速度进行传输。因此，作用在元件1上的动量随着如图11中所示的偏差ΔL增加，因为惯性力根据喷嘴单元6的行进中的加速度施加在元件1上。结果，虽然喷嘴单元6在元件识别装置7识别元件1以计算修正量之后行进直到元件1放置在元件安置位置11，趋于使得元件1自吸嘴5的中心轴线5b偏离的瞬间力作用在元件1上，这样吸嘴5的下端5a上的元件1可以进一步自元件识别的状态中偏离。因此，在传统元件安装装置100中，就可能是，在只有基于修正量的位置修正而将元件1放置在树脂板2的条件下，放置在树脂板2上的元件1的位置可能自基于NC数据和元件识别信息的树脂板2上的放置位置偏离放置位置。
尽管参照旋转型元件安装装置100说明了上述传统技术，即使在其中具有吸嘴5的喷嘴单元6能够在XY平面上自由移动的XY自动型元件安装装置的情况下，在元件识别之后造成的偏差变化也不能修正。
本发明用于解决上述问题，本发明的目标是提供一种元件安装装置和元件安装方法，用于提高在电路形成部件上的元件安装精度和速率。
发明内容
为了实现上述目标，本发明如下构建。
在本发明的第一方面中，提供了一种元件安装装置，包括元件传输装置，具有用于抽吸和保持将被放置在电路形成部件上的元件的吸嘴，用于将通过吸嘴抽吸的元件自元件抽吸位置传输至元件放置位置，在所述元件抽吸位置上元件通过吸嘴被抽吸，在所述元件放置位置上通过吸嘴抽吸的元件被放置到电路形成部件上；元件识别装置，所述元件识别装置用于在路径上所存在的元件识别位置上识别通过吸嘴抽吸的元件，在所述路径上吸嘴通过元件传输装置自元件抽吸位置移动到元件放置位置；和控制装置，所述控制装置用于在通过元件识别装置所获得的元件识别信息的基础上确定吸嘴上自元件的标准抽吸状态的偏差，并用于基于偏差量，在元件的识别之后和元件放置之前的时间周期内控制在元件传输装置中的元件传输速度。
上述第一方面可以设置使得通过控制装置执行的传输速度的控制是这样的控制通过所述控制，初始设置的设定速度减小或者保持用于传输的速度的确定。
上述第一方面可以设计使得控制装置确定力，所述力在元件中通过元件识别之后在设定的速度通过元件的传输引起，以使得元件在元件的识别中从吸嘴之上的元件的抽吸位置偏离，基于所述偏差，并在导致元件偏离的力与吸嘴所具有的元件保持力之间的比较的结果的基础上控制传输速度。
上述第一方面可以设计使得控制装置减小设定速度，以在元件识别信息基础上所建立起来的偏差大于阈值时确定传输速度，所述阈值是基于导致元件偏差与元件保持力平衡的量值。
上述第一方面可以设计使得控制装置包括元件信息存储部分，其中存储由吸嘴所保持的元件的属性信息，并在元件保持力和保持元件偏离的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，其从元件数据存储部分中读取并随元件的属性而变化。
上述第一方面可以设计使得元件传输装置包括多个不同类型的吸嘴，以及其中控制装置包括用于存储部分的吸嘴，其中存储表示吸嘴类型和元件保持力之间关系的信息，并在抽吸通过元件识别装置所识别的元件的吸嘴的元件保持力(所述力自吸嘴用存储部分读取)与导致元件偏离并作用在通过吸嘴抽吸的部件上的力之间的比较结果的基础上控制传输速度。
在本发明的第二方面中，提供了一种元件安装方法，其中放置到电路形成部件上的元件通过吸嘴抽吸，通过吸嘴抽吸的元件被传输直到被放置到电路形成部件上，所述方法的特征在于，包括在抽吸元件之后、放置元件之前的时间周期中识别通过吸嘴抽吸的元件；在通过元件识别所获得的元件识别信息的基础上确定吸嘴上的元件自标准抽吸状态的偏差；以及在元件识别之后和元件放置之前的时间周期内基于偏差的量控制元件传输速度。
上述第二方面可以设计使得传输速度的控制是这样的控制通过所述控制，初始设置的设置速度减小或者保持以用于传输速度的确定。
上述第二方面被设计使得基于所述偏差的传输速度的控制是这样的控制其中在元件识别之后以设置的速度通过传输在元件中所导致的并趋于导致所述的元件自元件识别中的吸嘴上的元件的抽吸位置所偏离的力基于所述偏差而确定，其中传输速度在导致元件偏离的力与吸嘴所具有的元件保持力之间的比较的结果的基础上进行控制。
上述第二方面可以设计使得基于所述偏差的传输速度的控制是这样的控制其中在基于元件识别信息的基础上所建立的偏差大于阈值时设置速度减小以用于确定传输速度，所述阈值是基于导致元件与元件保持力平衡的偏离量值。
上述第二方面可以设计使得基于所述偏差的传输速度的控制是考虑到使得所述部件偏离的力的控制，所述力根据元件的属性而变化。
上述第二方面可以设计使得基于所述偏差的传输速度的控制是考虑到元件保持力的控制，所述元件保持力根据抽吸元件的吸嘴的类型而变化。
在上述本发明的第一方面的元件安装装置和本发明的第二方面的元件安装方法中，沿着自元件抽吸位置至元件安置位置的路径行进通过吸嘴抽吸的元件在所述路径上的元件识别位置上被识别，所述偏差在通过元件的识别的所获得的元件识别信息基础上确定，并且在元件识别之后、元件安置之前的时间周期的传输速度由此在所获得偏差的量值的基础上进行控制。结果，在识别元件之后、元件安装之前的时间周期所确定的传输速度的元件的传输可以在元件识别之后限制偏差的进一步变化，并可以提高电路形成部件上的元件设置的精度和速度速率。
使用初始设置的设置速度减小或者保持的以用于确定传输速度的结构可以避免用于确定传输速度的试验等，并可能更精确地确定传输速度，诸如与这样的方法相比其中对应偏差的传输速度预先确定或者是自偏差确定传输速度的确定方法之一的方法。
通过这样的结构所述元件识别之后在设置的速度元件的传输而作用在元件上并导致元件自元件识别中的吸嘴上的元件的抽吸位置偏离的力在所述偏差的基础上确定，传输的速度可以在导致元件偏离的力与吸嘴所具有的元件保持力之间的比较的结果的基础上确定。这样由于导致元件偏离的导致所述元件在元件保持力的之上偏差所导致的多余的力所导致的抽吸的不稳定在偏差增加时得以限制，并且在元件识别之后偏差的进一步变化可得以限制。
在一个结构中，在元件保持力与导致元件偏离的力平衡的条件下的元件的偏差可以设置为阈值，在标准抽吸状态的元件的偏差大于阈值时传输速度可以通过增加设置的速度而确定。所述结构允许省略在所述偏差不大于阈值时导致所述元件偏差的力的确定。
通过在元件保持力与导致元件偏离的力(根据元件的属性而变化)之间的结果的基础上控制传输速度，所述传输速度可以被精确控制以对应根据元件的属性而变化并导致元件偏差的力中的变化。即使在多个具有不同质量、体积和高度的元件被安置到电路形成部件时，也可以提高放置的精度和速率。
在具有多个不同类型的吸嘴的结构中，以及其中元件保持力的量值与喷嘴的类型变化时，传输速度可以在随吸嘴的类型而变化的元件保持力与导致元件偏离的力之间的比较结果的基础上而得以控制。这样在电路形成部件上放置元件的精度和速率得以提高。
本发明的这些和其它方面的优点通过从下述的优选实施例以及相应的附图的说明会变的更加明显，也更容易理解，其中图1是根据本发明的第一实施例的元件安装装置的透视图；图2是图1中所示的元件安装装置中的控制装置的连接的说明图；图3是由设置在如图1中所述的元件安装装置中的元件识别装置的元件识别的透视图；图4是表示导致元件相对于预定的元件保持力偏离的力与元件的偏差之间关系的视图，；图5是根据本发明的第一实施例的元件安装方法的流程图；图6是表示导致元件相对于预定元件保持力偏离的力与元件质量之间关系的视图；图7是根据本发明的第二实施例的元件安装装置的控制装置的连接的说明图；图8是表示吸嘴所具有的元件保持力与导致元件偏离的力之间的关系的视图；图9是根据本发明的第三实施例的元件安装装置中控制装置的连接的说明图；图10是传统元件安装装置中的控制装置的连接的说明图；以及图11是自标准抽吸状态的偏差以及元件的倾度的说明图。
具体实施例方式
下面，将结合
根据本发明的第一实施例的元件安装装置和元件安装方法。
在所述元件安装装置和元件安装方法中，诸如电子元件、机械部件、光学元件等的元件安装在包括诸如树脂板、酚醛纸板、陶瓷板、玻璃环氧板、薄膜衬底等的电路形成部件上，包括单层板和多层板、部件、外罩和机架电路板。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记表示。在所述元件安装装置和元件安装方法中，所述元件通过吸嘴抽吸保持，如图11中的虚线所示，其中元件1的重心1a与吸嘴5的中心轴线5b相一致的状态被限定为元件1的标准抽吸状态。
图1是根据本发明的第一实施例的元件安装装置200的总的结构透视图，图2显示了元件安装装置200中控制装置的连接。
如图2中所示，元件安装装置200是旋转型元件安装装置，具有16个喷嘴单元6，设有吸嘴5并沿着环向路径12以均匀的间距布置。如图1中所示，元件安装装置200具有元件传输装置13、元件供给装置3、元件识别装置7和XY台8。元件传输装置13、元件供给装置3、元件识别装置7和XY台8分别连接到控制装置30。
元件传输装置13具有喷嘴单元6，并在控制装置30的控制下操作以使得喷嘴单元6沿着图2中所示的路径12单向间断旋转运动。这样，通过吸嘴5抽吸的元件1随着喷嘴单元6的单向间断旋转运动传输。在单向间断旋转运动中旋转角度是22.5°。吸嘴5可以围绕图11中所示的中心轴线转动，所述转动通过控制装置30控制。
元件供给装置3设置在喷嘴单元6之下图2中所示的路径12上的元件抽吸位置9上，如图1中所示。元件识别装置7设置在如图1所示的喷嘴单元6之下、路径12上的元件识别位置10上，并自图2中所示的元件抽吸位置9沿着路径12顺时针转动90°。喷嘴单元6在元件抽吸位置9、元件识别位置10、元件放置位置11在由元件传输装置13所导致的单向间断旋转运动中停止，如图2中所示。
元件供给装置3供给将被安置在元件抽吸位置9上的吸嘴5所抽吸的元件1，并具有能够在控制装置30的控制之下在图1中的X轴方向中往复运动的元件供给台3a，并具有多个部件盒4连接到元件供给台3a上。容纳在缠绕在连接到部件盒4的卷轴14中的带中的元件1的类型、形状、外部尺寸等在各部件盒4中彼此不同。这样，通过元件供给装置3的元件1的选择被实现，以通过与控制装置30一起启动元件供给台3a用于将被吸附的供给元件1的部件盒4朝向设置在安置在如图11中所示的元件供给位置9中的喷嘴单元6上的吸嘴5的下端5a。
元件识别装置7在吸嘴5识别元件1的抽吸位置和状态，所述元件1被传输到元件识别位置10。通过元件识别装置7所识别的元件1的抽吸位置和状态的元件识别信息自元件识别装置7输出到控制单元30以计算元件1的放置的修正量。如图1中所示，监视器7a连接到元件识别装置7。这样监视器7a可以在如图3所示的元件识别装置7所识别的预定空间中显示元件1的抽吸的位置和状态。通过元件识别装置7所识别的元件1自图11中所示的正常抽吸状态1b偏离的特定因素是其中元件1容纳在带的腔中位置变化、部件盒4安装在元件供给装置3中的位置变化、部件盒4本身的变化、元件安装装置200中的吸嘴5的连接状态的变化、部件盒4中的带的供给位置的变化等至少之一。
XY台8保持作为电路形成部件的示例的树脂板2，在其上放置部件1，并能在图1中的X轴和Y轴中在控制装置30的控制下自由移动树脂板2。随着树脂板2通过XY台8的移动，树脂板2上的放置位置(未示出)可以放置在元件放置位置11之下，在所述树脂板2上，将放置将被传输到元件放置位置11的元件1。
如图2中所示，控制单元30具有NC数据存储部分30a、修正量计算部分30b、修正量存储部分30c、喷嘴中心轴线存储部分30d、偏差计算部分30e以及阈值存储部分30f。
NC数据存储部分30a存储记录元件1自元件供给装置3所供给的顺序的NC数据、为将元件1自元件供给位置9传输到元件放置位置11而设置的预定速度，以及用于在树脂板2上放置元件1的坐标等。修正量计算部分30b基于自NC数据存储部分30a所读取的NC数据而计算在树脂板2上放置元件1的修正量，以及图11中所示的元件1的重心1a的位置数据和基于从元件识别装置7所输入的元件识别信息的基础上所获得的元件1的倾度Δθ的角度数据。在修正量存储部分30c通过修正量计算部分30b临时存储修正量。控制单元30能够基于NC数据和自修正量存储部分30c的修正量启动XY台8而放置树脂板2。控制装置30也能够基于自修正量存储部分30c所读取的修正量通过围绕图11中的中心轴线5a转动吸嘴5修正元件1的角度。
在图2所示的喷嘴中心轴线存储部分30d中存储在预定的空间中的吸嘴5的图11中所示的中心轴线5b的位置，此位置通过图3中所示的元件识别装置7识别。吸嘴5的中心轴线5b的位置数据通过识别吸嘴5而获得，所述吸嘴5没有通过图2中所示的元件识别装置7抽吸元件1。
偏差计算部分30e计算图11中所示的偏差ΔL，所述偏差ΔL基于自图2中所述的中心轴线存储部分30d所读取的中心轴线5b的位置数据以及基于元件识别信息的部件1的重心1a的位置数据而计算。
在图2中所示的阈值存储部分30f中存储图11中所示的偏差ΔL。图2中所示的控制装置30将自阈值存储部分30f所读取的阈值与偏差ΔL进行比较。如果比较结果是偏差ΔL大于阈值，控制装置30通过降低初始设置的设定速度而确定元件识别之后、元件放置之前元件1的传输速度，并基于所确定的传输速度控制图1中所示的元件传输装置13的操作。这样，元件传输装置13以传输速度自元件识别位置10至元件放置位置11传输元件1。如果偏差ΔL不大于阈值，控制装置30将设定速度确定为元件识别之后、元件放置之前的传输速度，并基于设定速度控制图1中所示的元件传输装置13的操作，这样，元件传输装置13在设定的速度自元件识别位置10将元件1传输到元件放置位置11。
图4显示了由于元件1的传输所导致元件1中以及导致元件1自元件识别装置7所识别的元件1的抽吸位置偏离的力Fm与吸嘴5所具有的元件保持力F0的关系的视图。在图1中，水平轴线表示偏差ΔL，垂直轴线表示作用在元件1上的力F。吸嘴5的在图11中所示的下端5的元件保持力F0通过真空压力、孔径等惟一地确定。如图4中所示，元件保持力F0因此在所使用的吸嘴5的类型是固定的条件下具有固定的值。通过比较，趋于导致元件1偏离的力Fm在元件识别之后、元件放置之前的时间周期中由于传输速度的加速等而自元件1的外部施加，力Fm与传输速度成比例增加。此外，如图11中所示，元件1的重心1a自吸嘴5的中心轴线5b偏离更大的偏差ΔL。因此，导致元件1偏差的力Fm以作为以吸嘴5的下端5a的中心为支点的力矩作用并偏差ΔL大致成比例，如图4中所示。
当偏差ΔL与阈值相同，传输速度等于设定速度，导致元件1偏差的力Fm与元件保持力F0平衡。即，阈值是基于导致元件1偏离的力Fm的偏差并与在传输速度设置在设定速度的条件下与元件保持力F0平衡。如果偏差ΔL在图1所示的元件安装装置200中超过阈值，相应地导致元件1偏离的力Fm在传输速度设置在设定速度的条件下超过元件保持力F0，并由此导致吸嘴5的吸力的不稳定，并在识别元件之后，元件1进一步偏离。
如果偏差ΔL超过阈值，控制装置30通过减小设定速度来确定获得元件识别之后、元件放置之后的时间周期中传输速度。下述操作根据确定的结果对确定传输速度执行操作。即，控制装置在传输速度设置在设定速度的条件下基于偏差ΔL初始计算导致元件1偏离的力Fm。控制装置30接着比较计算结果的导致元件1偏离的力Fm和预先设置的元件保持力F0。此比较操作是发现导致元件1的力Fm(其是超过元件保持力F0的力)与元件保持力F0之间的差异的操作，因为阈值是对应如上所述的其中导致元件1偏离的力与元件保持力F0平衡的状态中的值。结果，设定速度降低的量基于比较的结果确定，由此确定传输速度。
在确定传输速度的方法的示例中，设定速度减小的量在偏差ΔL大于阈值时随着偏差ΔL和阈值的增加而增加，因为导致元件1偏离的力Fm与传输速度成比例增加，因为导致元件1偏离的力Fm大致与偏差ΔL成比例。在所述实施例中，设定速度的减小量通过比较结果获得，然后传输速度通过自设定速度减去减小量而确定。导致元件1偏离的力Fm可以在所确定的传输速度通过元件1的传输而限定。结果，在识别元件之后的偏差ΔL的进一步变化可以得以限制。这样，树脂板2上的元件1的放置精度和放置速率可以提高。由于传输速度通过比较结果确定，传输速度是可以限制偏差ΔL进一步变化的速度中的最高值。
在所述实施例中，将被减小的量与偏差ΔL和阈值在偏差ΔL大于阈值时的差异成比例变化；但是，在本实施例的第一修改中，将被减小的量可以预先设置在预定的值，传输速度可以在偏差ΔL大于阈值时通过自设定速度减去固定值而确定。固定值是自设定速度减去的值，并可以获得传输速度，防止任何自设定速度的元件1的传输中的偏差ΔL的进一步变化。固定值是无论偏差ΔL和阈值之间的差值大小的数值。在所述修改中，必须通过试验等预先确定固定值以将所确定的固定值作为NC数据的一项；但是，用于确定在修改中的控制装置30中的传输速度的数值处理比所述实施例中的以与执行，因为所述修改中不需要元件保持力F0和导致元件1偏差的力Fm之间比较差异的操作。
在元件识别之后、元件放置之前的周期中控制传输速度的方法不限于在偏差ΔL大于阈值时其中传输速度通过自预先设置的设定速度减小的方法。即，在实施例的第二修改中与上述实施例和第一修改的不同之处在于其方法，根据偏差ΔL的大小的对应速度可以预先设置为NC数据的一项，对应偏差ΔL的对应速度可以基于元件识别中的元件识别装置7所识别的元件1的偏差ΔL的大小而引入，对应的速度可以用作元件识别之后、元件放置之前的时间周期的传输速度。简言之，各对应速度等于适当的传输速度。对应的速度是防止元件识别之后、元件放置之前中元件1的偏差ΔL的进一步改变的速度。在所述修改中，必须通过试验等预先确定对应的速度并作为NC数据的一项设置所确定的对应速度；但是，所述修改中控制装置30中的传输速度的确定处理比上述实施例中的容易，因为所述修改不需要元件保持力F0与导致元件偏差的力Fm之间的比较操作，而在第一修改中这是需要的。此外，传输速度可以比第一修改中更准确地控制，因为对应的速度根据各偏差ΔL的大小来设置。
第二修改是在不使用如上所述的设定速度确定传输速度的方法，而不是其中传输速度通过上述第一实施例中的相减而确定的方法。如果传输速度如上述第一实施例中的设定速度通过减小而确定，传输速度可以比第二实施例中更准确确定，因为基于偏差ΔL的比较操作被执行并且这样传输速度每次所述元件通过元件识别装置7所识别时进行计算。
在传输速度在偏差ΔL和阈值之间的比较结果的基础上确定，控制装置30控制元件传输装置13的操作。元件传输装置13沿着路径12在所确定的传输速度移动喷嘴单元6。随着喷嘴单元6的移动，元件1以自设定速度减小而确定的传输速度自元件识别位置10传输到元件放置位置11。
当控制装置30执行减小设定速度和将减小的速度设置为传输速度的控制时，导致元件1偏离的力Fm对元件保持力F0而减小，如图4中所示，这样通过图1所示的吸嘴5的元件1的抽吸得以稳定化。通过吸嘴5的元件1的抽吸的稳定防止元件1的偏差在元件1在识别元件之后被传输时改变。结果，树脂板2的定位中的位置修正可以只通过修正量实现并可以精确地放置在树脂板2上。
此后，将说明元件安装装置200中的元件安装方法。图5说明了元件安装装置200中的一系列操作的流程图。
在步骤1(在图中用“S”表示步骤)，开始，元件传输装置13在图1中所有的吸嘴5自元件1的抽吸释放的状态中启动，然后所有吸嘴5的图11中所示的中心轴线5b的位置通过元件识别装置7进行识别。通过图1中的元件识别装置7所识别的图11所示的中心轴线5b的位置作为图2中所示的控制装置30的喷嘴中心轴线存储部分30d中的数据进行存储。
在完成图11中所示的所有吸嘴5的中心轴线5b的识别之后，如图5中的步骤2所示，元件1通过吸嘴5在图2所示的元件抽吸位置9抽吸。控制装置30在从NC数据存储部分30a所读取的NC数据的基础上启动元件供给台3a，限定在NC数据中并能够供给元件1的部件盒4放置在位于元件吸附位置9处放置的喷嘴单元6之下。元件1然后通过设置在喷嘴单元6上的吸嘴5自部件盒4抽吸。吸嘴5在元件抽吸之后、元件放置之前的时间周期中用固定的元件保持力抽吸元件1。
在元件抽吸之后，如图5中的步骤3所示，元件1随着喷嘴单元6的移动而被传输到元件识别位置10，如图2中所示。
在元件识别位置10中，如图5中的步骤4所示，元件1通过元件识别装置7识别，如图1所示。如图5中步骤5所示，接着，如图1所示的控制装置基于从识别所获得的元件识别信息计算图11中所示的元件1的重心1a的位置和元件1的倾度Δθ。如图5中步骤6所示，如图2所示的控制装置30然后基于重心1a的位置数据和元件1的倾度Δθ的角度数据计算修正量，并在图2所示的修正量存储部分30c中存储修正量。
这样计算出修正量，如图5中的步骤7中所示，如图2所示的控制装置30然后基于图11所示的吸嘴5的中心轴线5b的位置数据(所述数据自喷嘴中心轴线存储部分30d读取)以及元件1在图11中所示的重心1a的位置数据(所述数据在图5的步骤5中计算)来计算偏差ΔL。
如图5中步骤8所示，接着，如图2所示的控制装置30将自阈值存储部分30f读取的阈值与偏差ΔL比较，并基于比较结果，确定控制元件识别之后、元件放置之前的时间周期的元件1的传输速度以减小或者维持设定速度。如果偏差ΔL超过阈值，控制装置30确定减小与设定速度相比较的传输速度，基于偏差ΔL的大小，控制装置30在传输速度设置在设定速度的条件下计算导致元件1偏离的力Fm。控制装置30接着将吸嘴5的元件保持力F0与导致元件1偏离的力Fm比较，由此获得导致元件1偏离的力Fm与元件保持力F0之间的差异。然后，控制装置30基于导致元件1偏离的力Fm与元件保持力F0之间的差异获得设定速度将要减小的量，由此确定元件识别之后、元件放置之前的时间周期的元件1的传输速度。
在确定传输速度之后，控制装置30启动如图1所示的元件传输装置13，这样元件传输装置13的传输速度具有图5中步骤8所确定的值，控制装置30沿着图2中所示的路径12自元件识别位置10以传输速度移动喷嘴单元6。随着喷嘴单元6的移动，如图5所示的步骤9中所示，元件1被传输到图2所示的元件放置位置11。在元件识别和元件放置之间，控制装置30导致吸嘴5在自修正量存储部分30c所读取的修正量的基础上围绕图11所示的中心轴线5a转动，这样修正元件1的角度。
如图5中所示的步骤10中所示，随着喷嘴单元6自元件识别位置10移动到元件放置位置11，如图2所示的控制装置30基于来自NC数据存储部分30a的NC数据和来自修正量存储部分30c的修正量执行XY台8上所保持的树脂板2的定位。
当完成树脂板2的定位和元件1的角度修正之后元件1设置在元件放置位置11上时，元件1放置在图1所示的树脂板2上的放置位置上，所述位置记录在NC数据中，如图5中所示的步骤11中所示那样。
在完成元件1的放置之后，具有吸嘴5的喷嘴单元6通过元件传输装置13沿着图2所示的路径12移动到元件抽吸位置9，图5中所示的步骤2至步骤11的一系列操作被再次重复。
在第一实施例中，元件安装装置200在从元件识别装置7所获得的元件1上的元件识别信息的基础上确定偏差ΔL，并基于偏差ΔL的基础上，在元件识别之后、元件放置之前的时间周期确定元件1的传输速度。结果，元件1在确定的传输速度的传输防止元件1在元件识别之后、元件放置之前的时间周期进一步偏离元件识别状态。通过防止元件1在元件识别之后、元件放置之前的时间周期进一步偏离，在元件1被放置到树脂板2上时，可以防止元件1被实际放置在树脂板2上的位置自树脂板2自NC数据和基于元件识别信息的修正量而引入的位置偏离。这样，元件1可以在所有的时间上安置到定位位置上，结果，元件安装装置200可以提高元件1在树脂板2上的放置精度和速率。
由于传输速度在吸嘴5所具有的元件保持力F0和导致元件1偏离的力Fm之间的比较结果的基础上基于偏差ΔL控制，所述控制限制了由于导致元件1偏离的力Fm超过元件保持力F0的余量所导致的抽吸的不稳定。
通过对偏差ΔL设置阈值，导致元件1偏离的力Fm的确定在导致元件1偏离的力Fm不大于元件保持力F0时可以省略。
如果在第一实施例中难于计算导致元件1偏离的力，元件1的设置速度和偏差ΔL之间的关系可以通过试验找出，通过试验建立的设置速度的数据可以被事先记录以添加到NC数据。这样，控制装置30能够读取设定速度的数据并由此控制元件识别之后、元件放置之前的时间周期的元件1的传输速度。
(第二实施例)在根据本发明的第一实施例的元件安装装置200和元件安装方法中，在元件识别之后、元件安装之前的时间周期的元件1的传输速度基于导致元件1偏离的力的大小大致与图11中所示的偏差ΔL的大小成比例的事实而控制。
如图6中所示，导致元件1偏离的力Fm的大小也根据元件1的质量成比例变化。如图7中所示，根据第二实施例的元件安装装置300的控制装置30可以具有元件信息存储部分30g，其中诸如质量、体积和元件1的高度的信息预先记录，以能够处理元件1的质量的变化。控制装置30能够基于自元件识别装置7所获得的元件1上的元件识别信息以及基于自元件信息存储部分30g所读取的元件1的属性的信息而建立的偏差ΔL的基础上找出导致元件1偏离的力Fm。控制装置30能够基于导致元件1偏离的力Fm以及元件保持力F0中间的比较的结果控制元件识别之后、元件安置之前的时间周期中的传输速度。
在根据第二实施例的元件安装装置300和元件安装方法中，元件识别之后、元件放置之前的时间周期的元件1的传输速度可以根据导致元件1偏离的力Fm进一步准确控制，所述力随着元件1的属性变化。
如果元件1的质量未知并不能记录在元件信息存储部分30g中，元件1的质量可以通过预先记录的元件1的体积作为元件信息存储部分30g中的元件1的属性以及通过记录的元件1的密度来进行计算，或者元件1的试验质量可以通过通常假定的铁的重量等作为元件信息存储部分30g的记录来进行计算。传输速度可以基于所述质量确定。
在元件1的体积被使用的情况下，元件1的外径经常事先记录在元件1的识别的用元件数据库中，由此使用元件数据库数据来计算比元件信息存储部分3g中的进一步记录的元件1的质量更加方便。
(第三实施例)第一实施例和第二实施例已经在上面进行了说明，其中吸嘴5具有固定元件保持力。但是，在具有多种类型的吸嘴5的结构中，图11所示的吸嘴5的下端5a的形状和孔径随着吸嘴5的类型而变化。通过吸嘴5抽吸的元件1上的抽吸区域随着下端5a的形状和孔径而变化，这样随着抽吸面积而增加和减小吸嘴5的元件保持力F0。如图8中所示，相对元件保持力F0的偏差ΔL的稳定吸附区域也随着元件保持力F0的增加和减小而增加和减小。结果，就有必要根据元件保持力的变化而控制元件1的传输速度。
因此，在图9所示的根据第三实施例的元件安装装置400中，控制装置30可以具有用于吸嘴30的存储部分30h，其中存储了表示吸嘴5类型和元件保持力关系的信息。控制装置30基于图11所示的偏差ΔL确定导致元件1偏离的力Fm，所述偏差ΔL通过元件识别装置7所获得的元件1上的元件识别信息而获得，并能在导致元件1偏离的力Fm和根据吸嘴5吸附元件1的元件保持力Fm(所述力从图9中所示的吸嘴用存储部分30h中读取)的比较的结果的基础上在元件识别之后、元件放置之前的时间周期上控制传输速度。
在根据第三实施例的元件安装装置400和元件安装方法中，元件识别之后的传输速度即使在元件保持力F0的大小随着吸附元件1的吸嘴5的类型而变化时也能得以控制，这样可以提高树脂板2上的元件1的放置准确度和速率。此外，元件保持力F0通过吸嘴5的类型唯一确定，因此可以实现比在第二实施例中为各元件1记录属性更方便的设置。
在设置在元件安装装置400的吸嘴单元6是具有多个可以选择的不同类型的多个吸嘴5的多喷嘴单元的条件下，各喷嘴单元6的各吸嘴5被分配一个记录数字，吸嘴5的记录数字经常在元件数据库数据中已经记录。因此，根据通过引入吸嘴5的类型而计算吸嘴5的元件保持力，与在吸嘴用存储部分30h中进一步记录吸嘴5的元件保持力F0相比更加方便。
与单个使用第一至第三实施例中的相比，这就有可能并更加优选地组合使用第一至第三实施例来提高放置精确度和速率。
尽管参照旋转型元件安装装置200、300和400说明了第一至第三实施例，根据第一至第三实施例的元件安装方法可以使用在XY自动型元件安装装置中，其中具有吸嘴5的喷嘴单元6能够在XY平面上自由移动，并能在识别元件之后限制偏差ΔL的变化。
本发明根据优选实施例并结合附图进行了详细说明；但是，对普通技术人员而言进行不同的改变和修改是显而易见的。可以理解这样的改变和修改包括在本发明的范围之中，除非其超出本发明的权利要求中所限定的范围。
权利要求
1.一种元件安装装置，其特征在于，包括元件传输装置(13)，具有用于抽吸和保持将被放置在电路形成部件(2)上的元件(1)的吸嘴(5)，用于将通过吸嘴抽吸的元件自元件抽吸位置(9)传输至元件放置位置(11)，在所述元件抽吸位置(9)上元件通过吸嘴被抽吸，在元件放置位置(11)上通过吸嘴抽吸的元件被放置到电路形成部件上；元件识别装置(7)，所述元件识别装置(7)用于在路径(12)上所存在的元件识别位置(10)上识别通过吸嘴抽吸的元件，在所述路径上吸嘴通过元件传输装置自元件抽吸位置移动到元件放置位置；以及控制装置(30)，所述控制装置(30)用于在通过元件识别装置所获得的元件识别信息的基础上确定吸嘴上自标准抽吸状态(1b)的元件的偏差(ΔL)，并基于所述偏差的量在元件识别之后、元件放置之前的时间周期控制元件传输装置中的传输速度。
2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其特征在于，通过控制装置执行的传输速度的控制是这样的控制通过所述控制，初始设置的设定速度减小或者保持用于传输的速度的确定。
3.根据权利要求2所述的元件安装装置，其特征在于，控制装置确定力(Fm)，所述力(Fm)在元件中通过元件识别之后在设定的速度通过元件的传输引起以使得从在元件的识别中在吸嘴之上的元件的抽吸位置偏离，基于所述偏差，并在导致元件偏离的力与吸嘴所具有的元件保持力(FO)之间的比较的结果的基础上控制传输速度。
4.根据权利要求3所述的元件安装装置，其特征在于，在元件识别信息基础上所建立起来的偏差大于阈值时，控制装置减小设定速度以确定传输速度，所述阈值是基于导致元件偏差与元件保持力平衡的量值。
5.根据权利要求3所述的元件安装装置，其特征在于，控制装置包括元件信息存储部分(30g)，其中存储由吸嘴所保持的元件的属性信息，并在元件保持力与保持元件偏离的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，其从元件数据存储部分中读取并随元件的属性变化。
6.根据权利要求4所述的元件安装装置，其特征在于，控制装置包括元件信息存储部分(30g)，其中存储由吸嘴所保持的元件的属性信息，并在元件保持力与保持元件偏离的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，其从元件数据存储部分中读取并随元件的属性变化。
7.根据权利要求3所述的元件安装装置，其特征在于，元件传输装置包括多个不同类型的吸嘴，以及控制装置包括用于吸嘴的存储部分(30h)，其中存储表示吸嘴类型与元件保持力之间关系的信息，并在抽吸通过元件识别装置所识别的元件的吸嘴的元件保持力与导致元件偏离并作用在通过吸嘴抽吸的部件上的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存储部分读取。
8.根据权利要求4所述的元件安装装置，其特征在于，元件传输装置包括多个不同类型的吸嘴，以及控制装置包括用于吸嘴的存储部分(30h)，其中存储表示吸嘴类型与元件保持力之间关系的信息，并在抽吸通过元件识别装置所识别的元件的吸嘴的元件保持力与导致元件偏离并作用在通过吸嘴抽吸的部件上的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存储部分读取。
9.根据权利要求5所述的元件安装装置，其特征在于，元件传输装置包括多个不同类型的吸嘴，以及控制装置包括用于吸嘴的存储部分(30h)，其中存储表示吸嘴类型与元件保持力之间关系的信息，并在抽吸通过元件识别装置所识别的元件的吸嘴的元件保持力与导致元件偏离并作用在通过吸嘴抽吸的部件上的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存储部分读取。
10.根据权利要求6所述的元件安装装置，其特征在于，元件传输装置包括多个不同类型的吸嘴，以及控制装置包括用于吸嘴的存储部分(30h)，其中存储表示吸嘴类型与元件保持力之间关系的信息，并在抽吸通过元件识别装置所识别的元件的吸嘴的元件保持力与导致元件偏离并作用在通过吸嘴抽吸的部件上的力之间的比较结果的基础上控制传输速度，所述元件保持力自用于吸嘴的存储部分读取。
11.一种元件安装方法，其中将被放置到电路形成部件上(2)的元件(1)通过吸嘴(5)抽吸，通过吸嘴抽吸的元件被传输直到被放置到电路形成部件上，所述方法的特征在于，包括在抽吸元件之后、放置元件之前的时间周期中识别通过吸嘴抽吸的元件；在通过元件识别所获得的元件识别信息的基础上确定吸嘴上元件自标准抽吸状态(1b)的偏差(ΔL)；以及基于偏差的量在元件识别之后和元件放置之前的时间周期控制元件传输速度。
12.根据权利要求11所述的元件安装方法，其特征在于，传输速度的控制是这样的控制通过所述控制，初始设置的设置速度减小或者保持以用于传输速度的确定。
13.根据权利要求12所述的元件安装方法，其特征在于，基于所述偏差的传输速度的控制是这样的控制其中在元件识别之后以设置的速度通过传输在元件中所导致的并在元件识别中趋于导致所述的元件自吸嘴上的元件的抽吸位置所偏离的力(Fm)基于所述偏差而确定，其中传输速度在导致元件偏离的力与吸嘴所具有的元件保持力(FO)之间的比较的结果的基础上进行控制。
14.根据权利要求13所述的元件安装方法，其特征在于，基于所述偏差的传输速度的控制是这样的控制其中设置速度减小以在基于元件识别信息的基础上所建立的偏差大于阈值时用于传输速度的确定，所述阈值是基于导致元件与元件保持力平衡的偏离量值。
15.根据权利要求13所述的元件安装方法，其特征在于，基于所述偏差的传输速度的控制是考虑到使得所述部件偏离的力的控制，所述力随元件的属性而变化。
16.根据权利要求14所述的元件安装方法，其特征在于，基于所述偏差的传输速度的控制是考虑到使得所述部件偏离的力的控制，所述力随元件的属性而变化。
17.根据权利要求13所述的元件安装方法，其特征在于，在多个不同类型的吸嘴的条件下，基于偏差的传输速度的控制是考虑到随着吸附所述元件的吸嘴的类型而变化的元件保持力的控制。
18.根据权利要求14所述的元件安装方法，其特征在于，在多个不同类型的吸嘴的条件下，基于偏差的传输速度的控制是考虑到随着吸附所述元件的吸嘴的类型而变化的元件保持力的控制。
19.根据权利要求15所述的元件安装方法，其特征在于，在多个不同类型的吸嘴的条件下，基于偏差的传输速度的控制是考虑到随着吸附所述元件的吸嘴的类型而变化的元件保持力的控制。
20.根据权利要求16所述的元件安装方法，其特征在于，在多个不同类型的吸嘴的条件下，基于偏差的传输速度的控制是考虑到随着吸附所述元件的吸嘴的类型而变化的元件保持力的控制。
全文摘要
本发明用于提供一种元件安装装置和元件安装方法，其提高在电路形成部件上的元件的放置准确度和速率。通过吸嘴5所吸附的元件1在元件识别位置10识别，自通常吸附状态1b的元件1的偏差ΔL基于自元件识别所获得的元件识别信息获得，在元件的识别之后、元件的放置之前的时间周期的传输速度基于偏差的大小进行控制。通过所述控制，可以提高电路形成部件2上的元件1的放置准确性和速率。
文档编号H05K13/08GK1613284SQ02826968
公开日2005年5月4日 申请日期2002年9月20日 优先权日2001年6月8日
发明者酒井一信, 中岛诚, 平井弥, 石谷泰行 申请人:松下电器产业株式会社