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元件安装装置及元件安装装置的校正方法.pdf

  • 上传人:a2
  • 文档编号:672976
  • 上传时间:2018-03-03
  • 格式:PDF
  • 页数:17
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201380074654.2

    申请日:

    2013.03.18

    公开号:

    CN105191516A

    公开日:

    2015.12.23

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H05K 13/04申请日:20130318|||公开

    IPC分类号:

    H05K13/04; H05K13/08

    主分类号:

    H05K13/04

    申请人:

    富士机械制造株式会社

    发明人:

    伊藤秀俊; 水野贵幸; 川合英俊; 田中启太

    地址:

    日本爱知县知立市

    优先权:

    专利代理机构:

    中原信达知识产权代理有限责任公司 11219

    代理人:

    穆德骏;谢丽娜

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    内容摘要

    本发明能够通过一个识别用相机来拍摄设于基台侧的基准标记和设于安装头侧的基准标记。相对于识别用相机(50)的光轴,对从上方识别设于基板(B)的基板标记(BM)的基板识别用光路(81)和从下方识别吸附于吸嘴(55)的元件的元件识别用光路(82)进行分割设置,将经由基板识别用光路所拍摄的第一基准标记(91)设于基台侧的预定位置,将经由元件识别用光路所拍摄的第二基准标记(93)设于安装头(47)侧的预定位置,并具备计算单元,通过利用识别用相机拍摄第一基准标记和第二基准标记,算出第一基准标记和第二基准标记相对于识别用相机的光轴的位置关系。

    权利要求书

    1.  一种元件安装装置,具备:基台,将基板定位保持于安装位置;移动台,被以能够相对于该基台而沿X轴方向和Y轴方向移动的方式进行支撑;安装头,以能够拆装的方式安装于该移动台,具有吸附由元件供给装置供给的元件的吸嘴,并将吸附于所述吸嘴的元件安装到定位保持于所述安装位置的所述基板上;及识别用相机,与所述移动台一体设置,
    所述元件安装装置的特征在于,
    相对于所述识别用相机的光轴,对从上方识别设于所述基板的基板标记的基板识别用光路和从下方识别吸附于所述吸嘴的元件的元件识别用光路进行分割设置,
    将经由所述基板识别用光路所拍摄的第一基准标记设于所述基台侧的固定位置,
    将经由所述元件识别用光路所拍摄的第二基准标记设于所述安装头侧的预定位置,
    所述元件安装装置具备计算单元,通过利用所述识别用相机拍摄所述第一基准标记和所述第二基准标记,根据所述第一基准标记和所述第二基准标记相对于所述识别用相机的光轴的位置关系来算出校正值。

    2.
      根据权利要求1所述的元件安装装置,其中,
    使所述基板识别用光路的长度和所述元件识别用光路的长度相同。

    3.
      根据权利要求1所述的元件安装装置,其中,
    使所述基板识别用光路的长度和所述元件识别用光路的长度不同,并通过中继透镜来调整焦距。

    4.
      根据权利要求1~3中任一项所述的元件安装装置,其中,
    以能够与具有所述基板识别用光路的第一反射镜单元分离的方式设置具有所述元件识别用光路的第二反射镜单元,能够随着所述安装头的更换而相应地更换该第二反射镜单元。

    5.
      根据权利要求1~4中任一项所述的元件安装装置,其中,
    将所述第一基准标记设于所述安装位置的固定轨道。

    6.
      根据权利要求1~5中任一项所述的元件安装装置,其中,
    所述安装头具备:旋转头,在圆周上具备多个所述吸嘴,并能够将这些吸嘴对准至元件安装位置和元件摄像位置;及升降装置,使对准至所述元件安装位置的所述吸嘴升降。

    7.
      一种元件安装装置的校正方法,所述元件安装装置具备:基台,将基板定位保持于安装位置;移动台,被以能够相对于该基台沿X轴方向和Y轴方向移动的方式进行支撑;安装头,以能够拆装的方式安装于该移动台,具有吸附由元件供给装置供给的元件的吸嘴,并将吸附于所述吸嘴的元件安装到定位保持于所述安装位置的所述基板上;及识别用相机,与所述移动台一体设置,
    所述元件安装装置的校正方法的特征在于包括如下步骤:
    相对于所述识别用相机的光轴,对识别设于所述基板的基板标记的基板识别用光路和识别吸附于所述吸嘴的元件的元件识别用光路进行分割,
    通过利用所述识别用相机并经由所述基板识别用光路和所述元件识别用光路而拍摄设于所述基台侧的第一基准标记和设于所述安装头侧的第二基准标记,求算所述第一基准标记和所述第二基准标记相对于所述识别用相机的光轴的位置关系,根据所述第一基准标记和所述第二基准标记的位置关系,算出所述吸嘴的坐标位置相对于所述第一基准标记的坐标位置的校正值,在安装元件时校正所述吸嘴的坐标位置。

    说明书

    元件安装装置及元件安装装置的校正方法
    技术领域
    本发明涉及向基板安装元件的元件安装装置和元件安装装置的校正方法,特别是涉及元件识别和基板识别能够共用一个识别用相机的元件安装装置和校正方法。
    背景技术
    在元件安装装置中,在能够相对于基台沿X轴和Y轴方向移动的移动台上安装有安装头和基板识别用相机,在基台上固定有元件识别用相机。而且,通过基板识别用相机来识别在由基板搬运装置定位于安装位置的基板上设置的基板标记,根据该基板标记的位置,对移动台的移动量进行位置校正。另外,在将吸附于吸嘴的元件从元件供给装置移动到基板上的预定的坐标位置的途中,通过元件识别用相机来识别元件相对于吸嘴的中心的偏心和角度偏差,基于此,对吸嘴的位置和角度进行校正。由此,能够将从元件供给装置吸附于安装头的吸嘴上的元件准确地安装在基板上的预定的坐标位置。
    通常,安装头可拆卸地安装在移动台上,并根据所安装的元件的种类来更换安装头。并且,在更换安装头时,进行对吸嘴相对于基准位置的坐标位置进行校正的作业。作为这种元件安装装置,公知例如专利文献1记载的元件安装装置。
    在专利文献1记载的元件安装装置中,以元件识别用和基板识别用而分别具备相机,因此设置两台相机,从而元件安装装置的成本变高,并且需要两台相机彼此的校准,容易产生受每台相机的老化等影响引起的图像识别差。作为解决该问题的方法,专利文献2记载了通过一台相机来进行元件识别和基板识别的装置。
    现有技术文献
    专利文献
    专利文献1:日本专利第4322092号
    专利文献2:日本专利第3187976号
    发明内容
    发明要解决的课题
    但是,在专利文献2记载的装置中,是在吸嘴32的上下移动的空间中配置有使吸附于吸嘴32的元件A的像沿水平方向反射的45°反射镜34的结构,因此在将吸附于吸嘴32的元件A安装于基板P时,需要通过移动单元35使45°反射镜34退避到吸嘴32的上下移动的空间外。而且,在专利文献2记载的装置中存在如下问题:难以校正对移动台(X-Y台)2更换了安装头31的情况下的相对于识别用相机(摄像装置)38的中心的吸嘴32的中心位置。
    本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于,提供元件安装装置及元件安装装置的校正方法,能够通过一个识别用相机来进行元件识别和基板识别,并且通过该识别用相机来拍摄设于安装头侧的基准标记和设于基台侧的基准标记,由此能够容易地进行与安装头的更换等相伴的校正。
    用于解决课题的技术方案
    为了解决上述课题,本发明的第一方面的技术方案的特征在于,元件安装装置具备:基台,将基板定位保持于安装位置;移动台,被以能够相对于该基台而沿X轴方向和Y轴方向移动的方式进行支撑;安装头,以能够拆装的方式安装于该移动台,具有吸附由元件供给装置供给的元件的吸嘴,并将吸附于上述吸嘴的元件安装到定位保持于上述安装位置的上述基板上;及识别用相机,与上述移动台一体设置,上述元件安装装置的特征在于,相对于上述识别用相机的光轴,对从 上方识别设于上述基板的基板标记的基板识别用光路和从下方识别吸附于上述吸嘴的元件的元件识别用光路进行分割设置,将经由上述基板识别用光路所拍摄的第一基准标记设于上述基台侧的第一预定位置,将经由上述元件识别用光路所拍摄的第二基准标记设于上述安装头侧的第二预定位置,上述元件安装装置具备计算单元,通过利用上述识别用相机拍摄上述第一基准标记和上述第二基准标记,根据上述第一基准标记和上述第二基准标记相对于上述识别用相机的光轴的位置关系来算出校正值。
    根据本发明的第一方面记载的技术方案,通过利用一个识别用相机并经由基板识别用光路和元件识别用光路而拍摄第一基准标记和第二基准标记,能够容易地进行更换了安装头的情况下的吸嘴相对于基准位置的坐标位置的校正。而且,由于能够通过一个识别用相机进行基板识别和元件识别,因此能够减少相机的个数,能够降低元件安装装置的成本,并且能够使安装头小型化。
    本发明的第二方面的技术方案的特征在于,在本发明的第一方面记载的元件安装装置的基础上,使上述基板识别用光路的长度和上述元件识别用光路的长度相同。
    根据本发明的第二方面记载的技术方案,能够经由相同长度的基板识别用光路和元件识别用光路而准确地识别第一基准标记和第二基准标记。
    本发明的第三方面的技术方案的特征在于,在本发明的第一方面记载的元件安装装置的基础上,使上述基板识别用光路的长度和上述元件识别用光路的长度不同,并通过中继透镜来调整焦距。
    根据本发明的第三方面记载的技术方案,能够通过中继透镜使基板识别用光路和元件识别用光路的焦距一致。
    本发明的第四方面的技术方案的特征在于,在本发明的第一方面~第三方面中任一方面记载的元件安装装置的基础上,以能够与具有上述基板识别用光路的第一反射镜单元分离的方式设置具有上述元件识别用光路的第二反射镜单元,能够随着上述安装头的更换而相应地更换该第二反射镜单元。
    根据本发明的第四方面记载的技术方案,在更换安装头时,能够仅使反射镜单元中的第二反射镜单元分离,并更换为与安装头相应的反射镜等。
    本发明的第五方面的技术方案的特征在于,在本发明的第一方面~第四方面中任一方面记载的元件安装装置的基础上,将上述第一基准标记设于上述安装位置的固定轨道。
    根据本发明的第五方面记载的技术方案,能够以与由基板搬运部等定位保持于安装位置的基板接近的位置为基准,校正吸嘴的坐标位置。
    本发明的第六方面的技术方案的特征在于,在本发明的第一方面~第五方面中任一方面记载的元件安装装置的基础上,上述安装头具备:旋转头,在圆周上具备多个上述吸嘴,并能够将这些吸嘴对准至元件安装位置和元件摄像位置;及升降装置,使对准至上述元件安装位置的上述吸嘴升降。
    根据本发明的第六方面记载的技术方案,能够通过位于元件安装位置上的吸嘴依次吸附元件,并同时通过识别用相机来拍摄吸附在分配至元件摄像位置的吸嘴上的元件,能够高效地进行元件的安装作业。
    本发明的第七方面的技术方案的特征在于,元件安装装置的校正 方法中,该元件安装装置具备:基台,将基板定位保持于安装位置;移动台,被以能够相对于该基台沿X轴方向和Y轴方向移动的方式进行支撑;安装头,以能够拆装的方式安装于该移动台,具有吸附由元件供给装置供给的元件的吸嘴,并将吸附于上述吸嘴的元件安装到定位保持于上述安装位置的上述基板上;及识别用相机,与上述移动台一体设置;上述元件安装装置的校正方法的特征在于包括如下步骤:相对于上述识别用相机的光轴,对识别设于上述基板的基板标记的基板识别用光路和识别吸附于上述吸嘴的元件的元件识别用光路进行分割,通过利用上述识别用相机并经由上述基板识别用光路和上述元件识别用光路而拍摄设于上述基台侧的第一基准标记和设于上述安装头侧的第二基准标记,求算上述第一基准标记和上述第二基准标记相对于上述识别用相机的光轴的位置关系,根据上述第一基准标记和上述第二基准标记的位置关系,算出上述吸嘴的坐标位置相对于上述第一基准标记的坐标位置的校正值,在安装元件时校正上述吸嘴的坐标位置。
    根据本发明的第七方面记载的技术方案,通过利用一个识别用相机并经由基板识别用光路和元件识别用光路而拍摄第一基准标记和第二基准标记,能够容易地进行更换了安装头的情况下的吸嘴相对于基准位置的坐标位置的校正。
    附图说明
    图1是表示本发明的实施方式的元件安装装置的整体的立体图。
    图2是表示安装头的立体图。
    图3是表示安装头的结构的图。
    图4是表示识别用相机的图。
    图5是表示基台侧的第一基准标记的图。
    图6是表示从图4的箭头6方向观察到的安装头侧的第二基准标记的图。
    图7是控制元件安装装置的控制装置的框图。
    图8是表示吸嘴的校正方法的图。
    图9是表示本发明的变形例的图。
    具体实施方式
    以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。如图1所示,元件安装装置10具备:元件供给部20、基板搬运部30和元件移载部40。
    元件供给部20作为一例由在基台11上沿X轴方向并列设置多个带式供料器21而构成的结构构成。带式供料器21可拆装地安装在以能够拆卸的方式安装于基台11的主体框架22,并具有供给带盘23,该供给带盘23卷绕有隔开间隔呈一列地收容有多个电子元件的带。虽未图示,但在带式供料器21的内部内置有作为间距进给带的驱动源的电机,通过该电机,使带每次送出一间距,并将收容于带的电子元件依次供给到设于各带式供料器21的前端部的元件供给位置21a。
    基板搬运部30将电路基板B沿X轴方向进行搬运,并定位保持在预定的安装位置P3,作为一例,以沿与X轴方向正交的Y方向排列设置有两列搬运通道31、32的双通道型的结构构成。在一搬运通道31以平行相向的方式水平设置有一对固定轨道33,在另一搬运通道32以平行相向的方式水平设置有一对移动导轨34。在搬运通道31、32排列设置有对由导轨33、34引导的电路基板B进行支撑并搬运的一对输送带(未图示)。
    元件移载部40由XY机器人构成,XY机器人架设在基台11上并配置在元件供给部20和基板搬运部30的上方,并具备能够沿导轨41在Y轴方向上移动的Y轴滑动件43。Y轴滑动件43的Y轴方向移动经由滚珠丝杠由伺服电机44控制。X轴滑动件45以能够沿X轴方向移动的方式被Y轴滑动件43引导支撑,X轴滑动件45的X轴方向移动经由滚珠丝杠由伺服电机46控制。此外,也可以代替滚珠丝杠和伺服电机46,而使用线性电机。上述的X轴滑动件45构成能够沿X轴 方向和Y轴方向移动的移动台。
    如图2和图3所示,吸附电子元件EP并安装于电路基板B的安装头47的头主体48可拆装地安装在移动台(X轴滑动件)45上。另外,在移动台45以镜头朝下的方式固定有由CCD相机构成的识别用相机50。吸附于后述的吸嘴上的电子元件和形成在电路基板B上的基板标记BM(参照图6等)的识别共用识别用相机50。
    如图3所示,安装头47由R轴电机51、分度轴52、旋转头53、吸嘴保持件54、吸嘴55、θ轴电机56和Z轴电机57等构成。沿水平方向延伸的第一框架61和第二框架62以在上下方向上分离的方式一体设置于头主体48,在第一框架61固定有R轴电机51。此外,在图3中,省略了识别用相机50的图示。
    在R轴电机51的输出轴连接有以能够绕铅垂轴线AL(R轴方向)旋转的方式支撑于第一框架61的分度轴52。形成有从动齿轮63和θ轴齿轮64的旋转体65以仅能够旋转的方式支撑于分度轴52。在分度轴52的下端部固定有旋转头53。
    在旋转头53,在与铅垂轴线AL同心的圆周上以能够沿上下方向(Z轴方向)移动的方式保持有多个(N个)吸嘴保持件54。在各吸嘴保持件54的下端分别保持有吸附电子元件EP的吸嘴55。在吸嘴保持件54的上端部分别固定有与θ轴齿轮64啮合的吸嘴齿轮67,在这些吸嘴齿轮67与旋转头53的上端之间设有压缩弹簧68。通过压缩弹簧68向上方对吸嘴保持件54和吸嘴55施力,通常,将N个吸嘴保持件54和吸嘴55保持在上升端位置。
    由此,当使R轴电机51旋转时,经由分度轴52使保持有N个吸嘴55的旋转头53绕铅垂轴线AL(R轴方向)转动,各吸嘴55依次停止在N个停止位置。
    在实施方式中,N个停止位置中的一个停止位置作为向电路基板B安装电子元件EP的元件安装位置P1,该元件安装位置P1兼用作从带式供料器21接收电子元件EP的接收位置。相对于元件安装位置P1隔开180度的位置作为元件摄像位置P2,通过识别用相机50从下方拍摄吸附于对准至该元件摄像位置P2的吸嘴55的电子元件EP。
    在第一框架61固定有θ轴电机56,在θ轴电机56的输出轴固定有驱动齿轮69。驱动齿轮69与可旋转地支撑于分度轴52的旋转体65上的从动齿轮63啮合。另外,在旋转体65,遍及轴向上的预定长度形成有θ轴齿轮64,该θ轴齿轮64分别以能够相对滑动的方式与固定于吸嘴保持件54的各吸嘴齿轮67啮合。由此,当θ轴电机56旋转时,全部的吸嘴55经由驱动齿轮69、从动齿轮63、θ轴齿轮64和吸嘴齿轮67而相对于旋转头53一起旋转(自转)。
    另外,在头主体48设有使分配至元件安装位置P1的吸嘴保持件54升降的升降装置70。升降装置70以固定在头主体48的第一框架61上的Z轴电机57为驱动源,该Z轴电机57的输出轴与滚珠丝杠轴71连接,该滚珠丝杠轴71以能够绕与铅垂轴线AL平行的轴线转动的方式支撑在框架61、62之间。将Z轴电机57的旋转移动转换为直线移动的滚珠螺母74与滚珠丝杠轴71螺合。滚珠螺母74固定于升降部件76。升降部件76由滚珠螺母74和引导杆75引导。
    在升降部件76突出设置有按压部76a,该按压部76a与对准至元件安装位置P1的吸嘴保持件54的上端抵接,而将吸嘴保持件54向Z轴方向的下方按压。由此,当使Z轴电机57旋转时,滚珠丝杠轴71旋转,升降部件76经由滚珠螺母74由引导杆75引导并进行升降。当升降部件76升降时,经由按压部76a使对准至元件安装位置P1的吸嘴保持件54和吸嘴55升降。
    如图4所示,在识别用相机50的下方设有反射镜单元80,该反射镜单元80是相对于识别用相机50的光轴O1对从上方识别设于电路基板B的基板标记BM的基板识别用光路81和从下方识别吸附于吸嘴55的电子元件EP的元件识别用光路82进行分割而形成的。反射镜单元80由形成基板识别用光路81的盒状的第一反射镜单元80a和形成元件识别用光路82的盒状的第二反射镜单元80b构成。第一反射镜单元80a配置在识别用相机50的下方,第二反射镜单元80b可分离地固定在第一反射镜单元80a的下方。
    第一反射镜单元80a形成为L字形,L字形的一端位于识别用相机50的下方,L字形的另一端向从旋转头53分离的Y轴方向延伸,其前端部朝向电路基板B朝下开口。同样,第二反射镜单元80b也形成为L字形,L字形的一端位于识别用相机50的下方,L字形的另一端向与旋转头53接近的Y轴方向延伸,其前端部延伸至位于元件摄像位置P2的吸嘴55的正下方,并朝上开口。
    在第一反射镜单元80a,在识别用相机50的下方位置内置有相对于识别用相机50的光轴O1倾斜45度的第一半反射镜83和在相对于该第一半反射镜83在Y轴方向上分离一定量的位置处倾斜45度的第二半反射镜84。在第一反射镜单元80a,在第二半反射镜84的上方位置设有落射光源85,在第二半反射镜84的下方位置设有朝向电路基板B照射光的侧射光源86。
    因此,当落射光源85发光时,从下方进入的电路基板B的基板标记BM的像由第二半反射镜84沿水平方向反射,被反射的像进一步由第一半反射镜83向上方反射,并向识别用相机50入射。由此,能够通过识别用相机50拍摄电路基板B的基板标记BM。
    另一方面,在第二反射镜单元80b,在第一半反射镜83的下方内置有相对于识别用相机50的光轴倾斜45度的第三半反射镜87和在相 对于该第三半反射镜87在Y轴方向上分离一定量的元件摄像位置P2处倾斜45度的第四半反射镜88。在第二反射镜单元80b中,在第三半反射镜87的侧方位置设有落射光源89,在第四半反射镜88的上方位置设有朝向吸附于吸嘴55的电子元件EP照射光的侧射光源90。
    因此,当落射光源89发光时,从上方进入的电子元件EP的像由第四半反射镜88沿水平方向反射,被反射的元件像进一步由第三半反射镜87向上方反射,并向识别用相机50入射。由此,能够通过识别用相机50拍摄吸附于吸嘴55的电子元件EP。
    这样一来,形成如下结构:能够通过一个识别用相机50,从上方经由基板识别用光路81来识别形成在电路基板B上的基板标记BM,且能够从下方经由元件识别用光路82来识别由吸嘴55吸附的电子元件EP。
    为了使拍摄电路基板B和电子元件EP的焦距一致,基板识别用光路81和元件识别用光路82将各个光路长度设定为相同。但是,在光路长度产生偏差的情况下,如图9所示,通过在基板识别用光路81或者元件识别用光路82的途中设置中继透镜120,能够调整焦距。此外,也可以代替中继透镜120,使用光学玻璃、液体透镜。
    在基台11侧的预定位置、例如基板搬运部30的固定的导轨33,两个基准标记91形成在沿电路基板B的搬运方向(X轴方向)分离了预定量的位置。在开始元件安装装置10的运转之前,为了测定安装于移动台(X轴滑动件)45的安装头47的吸嘴55相对于基准位置的坐标位置,通过识别用相机50拍摄基准标记91,通过对拍摄到的图像进行处理,能够算出基准标记91相对于识别用相机50的光轴O1的位置关系。
    另一方面,在头主体48的预定位置固定有标记形成部件92,两 个基准标记93以沿X轴方向分离预定量的方式形成于该标记形成部件92。通过识别用相机50,在与拍摄电子元件EP相同的视野Z2内同时拍摄基准标记93,通过对拍摄到的两个基准标记93进行图像处理,能够计算基准标记93相对于识别用相机50的光轴O1的位置关系、即XY平面内的安装头47的位置偏差和角度偏差。
    如此,通过算出光轴的基台11侧的基准标记(以下,将该基准标记称为第一基准标记)91相对于识别用相机50的位置关系和安装头47侧的基准标记(以下,将该基准标记称为第二基准标记)93相对于识别用相机50的位置关系,能够以固定的基准位置(固定轨道33)为基准,算出第二基准标记93的坐标位置和倾斜度(安装头47的位置偏差和角度偏差)。
    此外,相对于在固定于头主体48的预定位置的标记形成部件92上形成的第二基准标记93的坐标位置的、旋转头53的中心坐标和分配至元件安装位置P1的吸嘴55的坐标位置能够根据设计值进行求算,因此,通过识别第二基准标记93的坐标位置,能够识别分配至元件安装位置P1的吸嘴55的中心坐标。
    图7表示控制元件安装装置10的控制装置100,控制装置100具备:CPU101、由ROM102和RAM103构成的存储装置和与这些连接的总线104。总线104上连接有输入输出接口105,在输入输出接口105连接有:输入装置106,具备键盘和鼠标等;和输出装置107,具备进行作业者所需的引导(显示)的显示器等。
    另外,输入输出接口105上连接有对元件供给部20、基板搬运部30和元件移载部40进行控制的安装控制单元108,并连接有对通过识别用相机50拍摄的图像数据进行图像处理的图像处理单元109等。此外,在控制装置100的RAM103中收容有后述的校正程序等。
    在更换了安装头47的情况下,控制元件安装装置10的控制装置100通过利用安装于移动台45的识别用相机50拍摄基台11侧的第一基准标记91和安装头47侧的第二基准标记93,能够算出第一基准标记91的坐标位置和第二基准标记93的坐标位置相对于识别用相机50的光轴O1的位置关系,基于该位置关系,能够识别相对于固定的基准位置的吸嘴55的中心坐标。
    以下,基于图8,说明对吸嘴55的坐标位置进行校正的校正处理,在图8中,为了便于说明,以将每两个第一基准标记91和第二基准标记93作为一个的例子进行表示。
    首先,移动台45沿X轴和Y轴方向移动,定位于能够通过识别用相机50拍摄在基板搬运部30的固定轨道33形成的第一基准标记91的位置。此时的移动台45相对于元件安装装置10的坐标原点的移动量X0、Y0通过适当的位置检测装置进行检测,并存储于控制装置100的RAM103。
    当移动台45定位于识别用相机50能够拍摄第一基准标记91的位置时,通过使基板识别用光路81侧的落射光源85和侧射光源86暂时发光,经由半反射镜84、83向识别用相机50取入第一基准标记91的图像,并由图像处理单元109进行图像处理。如图8所示,通过该图像处理,测定第一基准标记91的坐标位置相对于图像范围Z1的坐标中心O2的位置偏差ΔX1、ΔY1等。此时,由于元件识别用光路82侧的落射光源89熄灯,因此,不会向识别用相机50取入第二基准标记93的图像。
    接着,通过使元件识别用光路82侧的落射光源89和侧射光源90暂时发光,经由半反射镜88、87向识别用相机50取入第二基准标记93的图像,并由图像处理单元109进行图像处理。如图8所示,通过该图像处理,测定第二基准标记93的坐标位置相对于图像范围Z2的 坐标中心O3的位置偏差ΔX2、ΔY2等。在该情况下也相同,由于基板识别用光路81侧的落射光源85熄灯,因此,不会向识别用相机50取入第一基准标记91的图像。
    因此,能够基于在将移动台45从坐标原点移动了X0、Y0的状态下的相对于固定的基准位置(第一基准标记91的坐标位置)的第二基准标记93的坐标位置X3、Y3乃至设计值,识别位于元件安装位置P1的吸嘴55的中心的坐标位置,因此能够通过控制装置100的CPU101算出吸嘴55的坐标位置的位置偏差量。
    由此,将算出的位置偏差量作为校正值,校正安装元件时的移动台45的移动量,从而能够校正更换了安装头47的情况下的机械系统的偏差量。此外,与安装头47的更换不同,每隔一定时间执行校正处理,从而也能够把握机械的运转中因热变形等影响引起的机械系统的偏差量,并能够进行校正。由上述的CPU101构成计算单元,该计算单元根据第一基准标记91和第二基准标记93相对于识别用相机50的光轴的位置关系来算出校正值。
    接着,对通过校正后的元件安装装置10向定位保持于基板搬运部30的安装位置P3上的电路基板B安装电子元件EP的动作进行说明。
    当通过基板搬运部30将电路基板B定位于安装位置P3时,控制装置100使移动台45沿X轴方向和Y轴方向移动预定量,元件安装位置P1上的吸嘴55定位于与元件供给部20的指定的带式供料器21的元件供给位置21a对应的位置。在该状态下,通过交替地反复由R轴电机51使旋转头53间歇旋转和由升降装置70使吸嘴保持件54升降,使电子元件EP依次吸附于多个吸嘴55。
    另一方面,吸附在通过旋转头53的间歇旋转而分配至元件摄像位置P2的吸嘴55上的电子元件EP由识别用相机50依次拍摄,并检测 电子元件EP相对于吸嘴55的中心的偏心和角度偏差等。基于该角度偏差使吸嘴55旋转而校正电子元件EP的角度偏差,另外,基于偏心,校正移动台45的X轴和Y轴方向上的移动量。
    之后,使移动台45移动至能够通过识别用相机50拍摄形成在电路基板B上的基板标记BM的位置。而且,通过识别用相机50拍摄基板标记BM,并基于由识别用相机50拍摄到的基板标记BM的偏差来校正电路基板B的定位误差。此时,同时在上述的校正处理中,按照算出的校正值对移动台45进行位置校正。
    接着,通过交替地反复进行旋转头53的间歇旋转和吸嘴保持件54的升降,将吸附在分配至元件安装位置P1的吸嘴55上的电子元件EP依次安装在电路基板B上的指定位置。由此,无论与安装头47的更换相伴的吸嘴55相对于基准位置的位置偏差等如何,均将电子元件EP准确地安装在电路基板B上的预定的坐标位置。
    根据上述实施方式的元件安装装置10和校正方法,由于通过一个识别用相机50并经由基板识别用光路81和元件识别用光路82而拍摄第一基准标记91和第二基准标记93,因此,能够容易地进行更换了安装头47的情况下的吸嘴55相对于基准位置的坐标位置的校正。而且,由于能够通过一个识别用相机50进行基板识别和元件识别,因此能够减少相机的个数,能够降低元件安装装置10的成本,并且能够使安装头47小型化。并且,由于能够使与吸嘴55的位置接近地设置识别用相机50,因此能够缩小元件安装装置10的尺寸。
    根据上述的实施方式,由于以能够与具有基板识别用光路81的第一反射镜单元80a分离的方式设置具有元件识别用光路82的第二反射镜单元80b,因此能够随着安装头47的更换而相应地更换第二反射镜单元80b,因此,在更换安装头47时,能够仅使反射镜单元80中的第二反射镜单元80b分离,并更换为与安装头47相应的反射镜单元,或 者不需要。
    根据上述的实施方式,由于将第一基准标记91设于安装位置P3的固定轨道33,因此能够以与由基板搬运部30等定位保持于安装位置P3的电路基板B接近的位置为基准,对吸嘴55的坐标位置进行校正。
    根据上述的实施方式,由于安装头47具备:旋转头53,在圆周上具备多个吸嘴55,并能够将这些吸嘴55对准至元件安装位置P1和元件摄像位置P2;及升降装置70,使对准至元件安装位置P1的吸嘴55升降,因此能够通过位于元件安装位置P1的吸嘴55依次吸附电子元件EP,并同时通过识别用相机50拍摄吸附在分配至元件摄像位置P2的吸嘴55上的电子元件EP,能够高效地进行电子元件EP的安装作业。
    在上述的实施方式中,对安装头47说明了由保持有多个吸嘴55的旋转头53构成的例子,但也能够适用于在安装头47具备至少一个吸嘴的结构。
    另外,在上述的实施方式中,对将第一基准标记91设于基板搬运部30的固定轨道33的例子进行了说明,但不限于固定轨道33,也可以设于基台11的预定位置。
    另外,在上述的实施方式中,在利用识别用相机50拍摄第一基准标记91(第二基准标记93)的情况下,为了避免第二基准标记93(第一基准标记91)的图像被取入到识别用相机50,构成基板识别用光路81和元件识别用光路82,从而无需在光路的途中设置光闸,但也可以是在光路的途中设置光闸的光路结构。
    另外,在上述的实施方式中,对将形成第二基准标记93的标记形成部件92安装于安装头47的头主体48并在校正时利用识别用相机50 拍摄第二基准标记93的例子进行了说明,但也可以,在安装头47(旋转头53)的吸嘴保持件54安装基准吸嘴,利用识别用相机50对该基准吸嘴进行拍摄,而算出吸嘴相对于基准位置的位置关系。
    另外,在上述的实施方式中,对在安装元件时通过设于安装头47侧的识别用相机50来拍摄电子元件EP和基板标记BM的例子进行了说明,但也能够与识别用相机50另行地在基台11设置元件识别专用相机,并根据电子元件EP,通过元件识别专用相机来识别电子元件EP。此外,在使用元件识别专用相机的情况下,与以往同样地,只要在从元件供给部20的元件供给位置21a向电路基板B移动的移动途中对由吸嘴55吸附的电子元件EP进行摄像即可。
    如此,在不脱离权利要求书记载的本发明的主旨的范围内,本发明可以采用多种方式。
    工业实用性
    本发明的元件安装装置适用于通过一个识别用相机来识别设于基板上的基板标记并识别吸附于吸嘴的元件的结构。
    附图标记说明
    10…元件安装装置
    11…基台
    20…元件供给部
    30…基板搬运部
    33…固定轨道
    40…元件移载部
    45…移动台
    47…安装头
    48…头主体
    50…识别用相机
    53…旋转头
    54…吸嘴保持件
    55…吸嘴
    70…升降装置
    80(80a、80b)…反射镜单元
    81…基板识别用光路
    82…元件识别用光路
    83、84、87、88…反射镜
    85、89…落射光源
    86、90…侧射光源
    91…第一基准标记
    93…第二基准标记
    120…中继透镜
    B…基板
    BM…基板标记
    EP…元件

    关 键  词:
    元件 安装 装置 校正 方法
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    本文标题:元件安装装置及元件安装装置的校正方法.pdf
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