元件安装装置的制作方法

本说明书公开一种元件安装装置。

背景技术：

以往，在向基板安装元件的元件安装装置中，提出了如下元件安装装置，具备测定站，该测定站具有安装于头并从上方对元件进行拍摄的第一相机和从下方对透明板与载置于该透明板的上表面的元件进行拍摄的第二相机(例如，参照专利文献1)。元件安装装置将元件载置于透明板的上表面，在通过第一相机对载置的元件的上表面进行拍摄的同时，通过第二相机对元件的下表面进行拍摄。接着，元件安装装置基于由两个相机拍摄到的两张图像，识别元件的上表面的构造特征(第一构造特征)与元件的下表面的构造特征(第二构造特征)之间的空间上的偏差。并且，元件安装装置将元件的第一构造特征的中心相对于元件载体(印刷基板)进行对位并安装于元件载体。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2015-159285号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，上述元件安装装置若在拾取元件时产生位置偏差，则该元件会在产生了位置偏差的状态下被安装于基板，导致安装精度恶化。

本公开的主要目的在于进一步提高向基板安装元件时的安装精度。

用于解决课题的技术方案

本公开为了实现上述主要目的而采用了以下的手段。

本公开的元件安装装置是向基板安装在上表面具有特征部的元件的元件安装装置，其主旨在于，上述元件安装装置具备：头，具有拾取上述元件的拾取部件；相对移动装置，使上述头相对移动；上方拍摄装置，能够从上方对上述元件进行拍摄；下方拍摄装置，能够从下方对上述元件进行拍摄；临时安装台，能够临时安装上述元件；及控制装置，控制上述头和上述相对移动装置，以拾取由元件供给装置供给的元件，控制上述下方拍摄装置，以对拾取到的上述元件的下表面进行拍摄，根据基于拍摄到的上述元件的下表面图像而识别出的该元件的拾取偏差量来修正向上述临时安装台的目标临时安装位置，并控制上述头和上述相对移动装置，以向修正后的上述目标临时安装位置临时安装拾取到的上述元件，控制上述上方拍摄装置，以对临时安装的上述元件的上表面进行拍摄，控制上述头和上述相对移动装置，以再次拾取临时安装的上述临时安装台上的元件，控制上述下方拍摄装置，以对再次拾取到的上述元件的下表面进行拍摄，根据基于在临时安装后拍摄到的上述元件的上表面图像而识别出的上述特征部的位置偏差量和基于再次拾取后拍摄到的上述元件的下表面图像而识别出的该元件的再次拾取偏差量来修正向上述基板的目标安装位置，并控制上述头和上述相对移动装置，以向修正后的上述目标安装位置安装再次拾取到的上述元件。

本公开的元件安装装置对拾取到的元件的下表面进行拍摄，将元件临时安装于修正了根据下表面图像而识别出的拾取偏差后的临时安装台的目标临时安装位置，并对临时安装的元件的上表面进行拍摄。并且，元件安装装置对从临时安装台再次拾取的元件的下表面进行拍摄，将元件安装于修正了根据上表面图像而识别出的特征部的位置偏差和根据下表面图像而识别出的再次拾取偏差后的基板的目标安装位置。由此，即使元件安装装置产生了元件的拾取偏差，也能够更准确地将元件安装于临时安装台的目标位置。因此，元件安装装置能够通过对临时安装的元件的上表面进行拍摄而得到的上表面图像更准确地识别特征部的位置偏差，并使其反映到向基板的目标安装位置。此外，由于元件安装装置使根据从临时安装台再次拾取的元件的下表面图像而识别出的再次拾取偏差反映到向基板的目标安装位置，因此即使产生了元件的再次拾取偏差，也能够更准确地将元件安装于基板的目标位置。其结果是，能够进一步提高安装精度。

附图说明

图1是表示元件安装系统10的一个例子的说明图。

图2是表示元件安装装置11的结构的概略的结构图。

图3是表示元件安装装置11的电连接关系的框图。

图4特定元件50的外观图。

图5是表示元件临时安装处理的一个例子的流程图。

图6是表示取得拾取偏差量的情况的说明图。

图7是表示元件安装处理的一个例子的流程图。

图8是表示取得特征部51的位置偏差量的情况的说明图。

图9是表示变形例的元件安装处理的流程图。

具体实施方式

图1是表示元件安装系统10的一个例子的说明图。图2是表示元件安装装置11的结构的概略的结构图。图3是表示元件安装装置11的电连接关系的框图。图4是特定元件50的外观图。元件安装系统10是执行与向基板s安装元件的处理相关的安装处理的系统。该元件安装系统10具备元件安装装置11和管理计算机50。元件安装系统10从上游至下游配置有实施向基板s安装(装配)元件的安装处理(装配处理)的多个元件安装装置11。在图1中，仅示出一台元件安装装置11。另外，图1中的左右方向为x轴方向，前后方向为y轴方向，上下方向为z轴方向。

如图1～图3所示，元件安装装置11具备：元件供给单元12、基板输送单元21、安装单元22、零件相机27、载置台28及控制装置30。除了能够通过来自下表面侧的拍摄来掌握元件的形状等的通用元件以外，如图4所示，该元件安装装置11还能够安装在上表面侧具有特征部51的特定元件50。特定元件50具有：特征部51，需要从上表面侧识别其位置和形状等；及抵接面52，是在拾取时供进行抵接的上表面。特征部51能够列举例如端子和发光体(由具有透光性的透明的树脂形成上部的led元件)等。

元件供给单元12具备带式供料器13及晶片供给单元14。带式供料器13具有卷绕有带的带盘。在带中，沿着带的长度方向等间隔地保持有多个元件。带式供料器13从带盘对带进行解卷，在使元件露出的状态下向由吸嘴25吸附的吸附位置送出。晶片供给单元14将分割晶片w而得到的裸片d向由吸嘴25吸附的吸附位置送出，且具有晶片托盘15、仓17及顶起销18。晶片托盘15将粘贴有晶片w的片材16以张紧的状态固定。仓17配置于晶片托盘15的下方，构成为能够通过未图示的移动装置在xy方向上移动。顶起销18从片材16的背面侧顶起分割粘贴于片材16的晶片w而得到的裸片d中的由吸嘴25吸附的裸片d。顶起销18配置于仓17的内部，构成为能够通过未图示的升降装置在z方向上移动。裸片d被顶起销18从片材16的背面侧顶起而从片材16剥离。上述特定元件50(带端子的元件或led元件)既可以由带式供料器13供给，也可以由晶片供给单元14供给。

基板输送单元21是进行基板s的搬入、输送、在安装位置处的固定、搬出的单元。基板输送单元21具有在图1的前后隔开间隔地设置且沿着左右方向架设的一对输送带。基板s由该输送带输送。

安装单元22从元件供给单元12(带式供料器13或晶片供给单元14)拾取元件并将其向固定于基板输送单元21的基板s安装。安装单元22具备：头移动单元23、安装头24及吸嘴25。头移动单元23具有被导轨引导而在xy方向上移动的滑动件和驱动滑动件的电动机。安装头24以可拆装的方式安装于滑动件，通过头移动单元23而在xy方向上移动。在安装头24的下表面以可拆装的方式安装有一个以上的吸嘴25。吸嘴25是利用压力(负压)来拾取元件的拾取部件。安装头24内置有z轴电动机24a，通过该z轴电动机24a而沿着z轴调整吸嘴25的高度。另外，安装头24具备通过驱动电动机而使吸嘴25旋转(自转)的未图示的旋转装置，能够调整吸附于吸嘴25的元件的安装角度。该安装头24成为通过使保持多个(例如8个、12个等)吸嘴25的圆柱状的保持体旋转而能够使预定位置(在此为装置的最前方)的吸嘴25向下方移动的构造(旋转头)。

在该安装头24上配置有标记相机26。标记相机26例如是能够从上方拍摄基板s和元件的装置。标记相机26配置在安装头24(或滑动件)的下表面侧，与安装头24一起在xy方向上移动。该标记相机26的下方是拍摄区域，拍摄附设在基板s上且用于掌握基板s的位置的基准标记，并将该图像向控制装置30输出。另外，标记相机26拍摄附设在载置台28上且用于掌握载置台28的位置偏差或变形的基准标记m，并将该图像向控制装置30。此外，标记相机26拍摄特定元件50的上表面(特征部51)，并将该图像向控制装置30输出。

零件相机27配置于基板输送单元21与元件供给单元12之间。该零件相机27的拍摄范围是零件相机27的上方。零件相机27在吸附了元件的吸嘴25通过零件相机27的上方时，从下方对吸附于吸嘴25的元件进行拍摄，并将该图像向控制装置30输出。

载置台28配置于基板输送单元21与元件供给单元12之间且配置于零件相机27的旁边。该载置台28被支撑为供元件载置的上表面成为水平，被用作特定元件50的临时安装台。当将特定元件50载置于载置台28时，与载置于晶片托盘15的情况相比，其姿势易于稳定。载置台28也可以形成为能够载置安装头24一次吸附的特定元件50的最大数量的特定元件50的大小。另外，在载置台28的上表面附设有上述基准标记m。

如图3所示，控制装置30构成为以cpu31为中心的微处理器。除了cpu31以外，控制装置30还具备存储处理程序的rom32、存储各种数据的hdd33、被用作作业区域的ram34、用于与外部装置进行电信号的交换的输入输出接口35等。它们经由总线36连接。该控制装置30向基板输送单元21、安装单元22(z轴电动机24a和标记相机26)、元件供给单元12、零件相机27输出控制信号。另外，控制装置30被输入来自安装单元22(标记相机26)、元件供给单元12、零件相机27的信号。

管理计算机(pc)40是管理元件安装系统10的各装置的信息的计算机。管理pc40具备构成为以cpu为中心的微处理器的控制装置。该控制装置具有存储处理程序的rom、存储各种数据的hdd、被用作作业区域的ram、用于与外部装置进行电信号的交换的输入输出接口等。另外，管理pc40具有供作业者输入各种指令的键盘及鼠标等输入装置42、显示各种信息的显示器44。在hdd中存储有包含生产程序和其他生产信息的作业信息。在此，生产程序是指规定在元件安装装置11中向哪个基板s以何种顺序安装哪个元件另外制作多少块这样安装而成的基板的程序。另外，生产信息中包含与安装对象的元件相关的元件信息(元件的种类或尺寸等)、元件的目标安装位置(x*、y*)等。管理pc40与元件安装装置11的控制装置30以能够通信的方式连接，进行各种信息和控制信号的交换。

以下的说明是这样构成的元件安装系统10的动作、特别是从元件供给单元12拾取特定元件50并将其临时安装于载置台28的临时安装动作、及对临时安装于载置台28的特定元件50的上表面侧进行识别并再次拾取而向基板s安装的安装动作的说明。图5是表示元件临时安装处理的一个例子的流程图。该处理在从管理pc40接收作业信息并且通过基板输送单元21搬入并固定了基板s时由控制装置30执行。

在元件临时安装处理中，控制装置30的cpu31首先控制头移动单元23，以使吸嘴25来到安装对象的特定元件50的上方(s100)。接着，cpu31控制z轴电动机24a，以使吸嘴25下降而拾取(吸附)特定元件50(s110)。并且，cpu31控制头移动单元23，以使吸嘴25所拾取的特定元件50来到零件相机27的上方(s120)。接着，cpu31控制零件相机27，以对特定元件50的下表面进行拍摄(s130)，对拍摄到的特定元件50的下表面图像进行处理，取得吸嘴25的拾取位置pp相对于特定元件50的外形中心(下表面中心)在xy方向上的位置偏差量、即拾取偏差量δxp1、δyp1(s140)。图6是表示取得拾取偏差量的情况的说明图。如图所示，拾取偏差量δxp1、δyp1的取得是通过分别在x方向及y方向上取得特定元件50的下表面中心50c与拾取位置pp之间的差分(偏差量)来进行的。

当取得了拾取偏差量δxp1、δyp1时，cpu31控制头移动单元23，以使标记相机26来到载置台28的基准标记m的上方(s150)。接着，控制标记相机26，以拍摄基准标记m(s160)，对拍摄到的基准标记m的标记图像进行处理，取得由基准标记m确定的载置台28的目标临时安装位置(xt*，yt*)(s170)。接着，cpu31将所取得的目标临时安装位置(xt*，yt*)修正为向消除拾取偏差的方向偏置在s140中取得的xy方向上的拾取偏差量δxp1、δyp1的量后的位置(s180)。并且，cpu31控制头移动单元23及安装头24，以将特定元件50临时安装于修正后的目标临时安装位置(xt*，yt*)(s190)，并结束元件临时安装处理。

图7是表示元件安装处理的一个例子的流程图。该处理在执行了元件临时安装处理之后，由控制装置30执行。

在元件安装处理中，控制装置30的cpu31首先根据接收到的作业信息所包含的元件信息取得元件尺寸(s200)，并判定元件尺寸是否为预定尺寸以上(s210)。在此，预定尺寸是用于判定在标记相机26的拍摄范围内是否能够包含临时安装于载置台28的特定元件50和基准标记m的阈值。该预定尺寸是基于拍摄范围和基准标记m的位置等而预先规定的。cpu31在判定为元件尺寸是预定尺寸以上时，控制头移动单元23，以使标记相机26来到载置台28上的特定元件50的上方(s220)，控制标记相机26，以拍摄特定元件50的上表面侧(s230)。并且，cpu31控制头移动单元23，以使标记相机26来到基准标记m的上方(s240)，并控制标记相机26，以拍摄基准标记m(s250)。即，cpu31分别拍摄载置台28上的特定元件50和基准标记m。另一方面，cpu31在判定为元件尺寸小于预定尺寸时，控制头移动单元23，以使标记相机26的拍摄范围包含特定元件50与基准标记m这两方(s260)，并控制标记相机26，以拍摄特定元件50的上表面侧和基准标记m(s270)。即，cpu31同时拍摄载置台28上的特定元件50和基准标记m。此外，在载置台28上设有多个基准标记m的情况下，cpu31也可以在同时拍摄多个基准标记m中的一部分和特定元件50之后，通过头移动单元23移动标记相机26来拍摄剩余的基准标记m。

接着，cpu31对拍摄到的特定元件50的上表面图像和基准标记m的标记图像进行处理，取得设于特定元件50的上表面的特征部51的xy方向上的位置偏差量δxc、δyc(s280)。图8是表示取得特征部51的位置偏差量的情况的说明图。如图所示，特征部51的位置偏差量δxc、δyc的取得是通过分别在x方向及y方向取得由基准标记m确定的目标临时安装中心28c与特征部51的中心51c之间的差分来进行的。在此，在上表面具有特征部51的特定元件50有时因制造上的偏差等而位于特征部51的中心51c相对于元件的外形中心(下表面中心)发生了偏差的位置。为此，cpu31通过取得特征部51的中心51c与目标临时安装中心28c之间的位置偏差量而能够在将特定元件50安装于基板s时反映特征部51的位置偏差。

当取得了特征部51的位置偏差量δxc、δyc时，cpu31控制头移动单元23，以使得吸嘴25来到临时安装于载置台28的特定元件50的上方(s290)。接着，cpu31控制z轴电动机24a，以使吸嘴25下降而对特定元件50进行再次拾取(再次吸附)(s300)。接着，cpu31控制头移动单元23，以使由吸嘴25再次拾取的特定元件50来到零件相机27的上方(s310)。并且，cpu31控制零件相机27，以拍摄特定元件50的下表面(s320)，对拍摄到的特定元件50的下表面图像进行处理，取得吸嘴24的拾取位置pp相对于特定元件50的下表面中心在xy方向上的位置偏差量、即再次拾取偏差量δxp2、δyp2(s330)。另外，再次拾取偏差量δxp2、δyp2的取得是通过与上述拾取偏差量δxp1、δyp1相同的处理来进行的。

当取得了再次拾取偏差量δxp2，δyp2时，cpu31对从管理pc40接收到的元件信息所包含的向基板s的目标安装位置(x*，y*)进行修正(s340)。cpu31将目标安装位置(x*，y*)修正为向消除位置偏差的方向偏置在s280中取得的特征部51的位置偏差量δxc、δyc的量，并且向消除拾取偏差的方向偏置在s330中取得的再次拾取偏差量δxp2、δyp2的量。并且，cpu31控制头移动单元23及安装头24，以向修正后的目标安装位置(x*，y*)安装特定元件50(s350)，并结束元件安装处理。由此，特定元件50以使特征部51的中心51c与偏置前的目标安装位置(x*，y*)一致的方式安装于基板s。

在此，明确本实施方式的构成要素与本公开的构成要素的对应关系。本实施方式的安装头24相当于本公开的头，头移动单元23相当于相对移动装置，标记相机26相当于上方拍摄装置，零件相机27相当于下方拍摄装置。另外，载置台28相当于临时安装台，执行图5的元件临时安装处理和图7的元件安装处理的控制装置30相当于控制装置。另外，基准标记m相当于标记。

以上说明的元件安装装置11对所拾取的特定元件50的下表面进行拍摄，将特定元件50临时安装于基于通过下表面图像而取得的拾取偏差量δxp1、δyp1来修正后的载置台28的目标临时安装位置(xt*，yt*)。接着，元件安装装置11对临时安装的特定元件50的上表面进行拍摄，从载置台28再次拾取特定元件50。接着，元件安装装置11对再次拾取的特定元件50的下表面进行拍摄，将再次拾取到的特定元件50安装于基于通过上表面图像而取得的特征部51的位置偏差量δxc、δyc和通过下表面图像而取得的再次拾取偏差量δxp2、δyp2来修正后的向基板s的目标安装位置(x*，y*)。由此，即使在拾取特定元件50时产生拾取偏差，元件安装装置11也能够更准确地将元件临时安装于载置台28的目标位置。因此，元件安装装置11能够通过对临时安装的特定元件50的上表面进行拍摄而得到的上表面图像更准确地识别特征部51的位置偏差，并使其反映到向基板s的目标安装位置。此外，由于元件安装装置11使通过下表面图像而识别出的再次拾取偏差δxp2、δyp2反映到向基板s的目标安装位置，因此即使在再次拾取特定元件50时产生拾取偏差，也能够更准确地将特定元件50安装于基板s的目标位置。其结果是，能够进一步提高安装精度。

另外，载置台28具有通过标记相机26拍摄的基准标记m。元件安装装置11基于拾取偏差量δxp1、δyp1来修正基于拍摄基准标记m而得到的标记图像确定的目标临时安装位置(xt*，yt*)。另外，元件安装装置11基于拍摄临时安装于载置台28的特定元件50的上表面而得到的上表面图像和拍摄基准标记m而得到的标记图像，取得特征部51的位置偏差量δxc、δyc。并且，元件安装装置50基于特征部51的位置偏差量δxc、δyc和再次拾取偏差量δxp2、δyp2来修正向基板s的目标安装位置(x*，y*)。由此，即使载置台28因伴随元件安装装置11的工作产生的热量等而发生变形，也能够更准确地掌握特征部51的位置偏差量δxc，δyc。

此外，元件安装装置11在元件尺寸是预定尺寸以上时分别拍摄临时安装于载置台28的特定元件50的上表面和基准标记m，在元件尺寸小于预定尺寸时，同时拍摄临时安装于载置台28的特定元件50的上表面和基准标记m。由此，在元件尺寸较小时，能够缩短取得特征部51的位置偏差量δxc、δyc所需的时间。

另外，载置台28设置在与零件相机27不同的场所。例如，在零件相机27的上方设置透明板，在将透明板用作临时安装台的情况下，若透明板因临时安装而受到损伤，则透明板有时会对由零件相机27拍摄到的图像的处理造成不良影响。但是，在本实施方式中，由于载置台28不在零件相机27的上方，因此不会产生上述不良情况。

另外，本公开不受上述实施方式的任何限定，只要属于本公开的技术范围，就可以以各种方式进行实施，这是不言而喻的。

例如，在上述实施方式中，载置台28的基准标记m的拍摄分别在将所拾取的特定元件50临时安装于载置台28之前的时机和临时安装于载置台28之后的时机下进行。但是，载置台28的基准标记m的拍摄也可以仅在上述时机中的任一方进行。另外，在仅在前者的时机下拍摄基准标记的情况下，cpu31能够将在图5的元件临时安装处理的s170中取得的目标临时安装位置(xt*，yt*)用于图7的元件安装处理的s280中的特征部51的位置偏差量δxc，δyc的取得。另外，在仅在后者的时机下拍摄基准标记m的情况下，cpu31能够将基于该标记图像而确定的载置台28的目标临时安装位置(xt*，yt*)用作在临时安装下一个特定元件时在s170中取得的目标临时安装位置(xt*，yt*)。

另外，在上述实施方式中，载置台28具有基准标记m，但是不限定于此，也可以不具有基准标记m。在该情况下，在图5的元件临时安装处理中，cpu31省略s150、s160的处理，并且在s170中取得预先规定的载置台28的目标临时安装位置(目标临时安装中心)即可。另外，在图7的元件安装处理中，cpu31取代s210而执行由标记相机27拍摄特定元件50的上表面的处理，取代s220而执行基于特定元件50的上表面图像来取得特征部51的位置偏差量δxc、δyc的处理即可。另外，位置偏差量δxc、δyc的取得是通过分别在x方向及y方向取得上述预先规定的载置台28的目标临时安装中心与特定元件50的特征部51的中心51c之间的差分来进行的。

此外，在上述实施方式中，元件安装装置11在拾取了特定元件50之后，在临时安装于载置台28之前对载置台28上的基准标记m进行拍摄，基于拾取偏差量δxp1、δyp1而修正基于该标记图像确定的目标临时安装位置(xt*，yt*)。另外，元件安装装置11在临时安装了特定元件50之后，对载置台28上的特定元件50的上表面和基准标记m进行拍摄，基于上表面图像而取得特征部51相对于基于该标记图像确定的载置台28的目标临时安装中心的位置偏差量δxc、δyc。但是，不限定于此，元件安装装置11也可以预先拍摄基准标记m，并使用基于该标记图像确定的目标临时安装位置(目标临时安装中心)。

另外，在上述实施方式中，元件安装装置11在从载置台28再次拾取特定元件50之后，通过零件相机27来拍摄特定元件50的下表面，并根据基于该下表面图像而取得的再次拾取偏差量δxp2、δyp2来修正目标安装位置(x*，y*)。但是，元件安装装置11也可以省略再次拾取后的零件相机27对特定元件50的下表面的拍摄。如上所述，当特定元件50载置于载置台28时，与载置有晶片托盘15的情况相比，其姿势易于稳定。因此，即使省略再次拾取后的特定元件50的下表面的拍摄，也能够将特定元件50正确地安装于基板s的目标位置。

另外，在上述实施方式中，cpu31基于对临时安装于载置台28的特定元件50的上表面进行拍摄而识别出的特征部51的位置偏差量δxc、δyc来向消除位置偏差的方向修正向基板s的目标安装位置(x*，y*)。但是，cpu31也可以如图9的元件安装处理的s280b、s290b所示，基于特征部51的位置偏差量δxc、δyc而向消除位置偏差的方向偏置(修正)拾取位置(xp，yp)，并再次拾取载置台28上的特定元件50。在该情况下，目标安装位置(x*，y*)的修正如s340b所示，是通过向消除再次拾取偏差的方向偏置再次拾取偏差量δxp2、δyp2的量来进行的。

另外，在上述实施方式中，元件安装装置11具备使安装头24在xy方向上移动的头移动单元23。但是，元件安装装置11也可以具备使元件供给单元12、载置台28、基板s在xy方向上移动的移动单元。即，移动单元只要使安装头24相对于元件供给单元12、载置台28及基板s相对移动即可。

产业上的可利用性

本公开能够利用于元件安装装置的制造产业等。

附图标记说明

10、元件安装系统；11、元件安装装置；12、元件供给单元；13、供料器；14、晶片供给单元；15、晶片托盘；16、片材；17、仓；18、顶起销；21、基板输送单元；22、安装单元；23、头移动单元；24、安装头；24a、z轴电动机；25、吸嘴；26、标记相机；27、零件相机；28、载置台；30、控制装置；31、cpu；32、rom；33、hdd；34、ram；40、管理计算机；42、输入装置；44、显示器；50、特定元件；51、特征部；51c、中心；52、抵接面；s、基板；w、晶片。