JP3666471B2

JP3666471B2 - Work positioning apparatus and work positioning method

Info

Publication number: JP3666471B2
Application number: JP2002140943A
Authority: JP
Inventors: 智昭中西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP2003332388A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置においてキャリアなどに保持された状態のワークを位置決めするワークの位置決め装置および位置決め方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップなどの電子部品が実装される小型パッケージなどのワークは、通常複数のワークをキャリアに設けられた凹状の収容部に保持させた状態で取り扱われる。電子部品を各ワークに実装する実装位置においては、ワークは収容部内に設けられた開口部を介して下受け部によって下受けされ、下受け部に設けられた吸着孔によって真空吸着されることにより位置が保持される。そしてこのように位置保持された状態で、ワークに対して電子部品が実装される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ワークの種類によっては、部分的に開口が設けられていたり、また真空吸着に適さない部位が存在する。このようなワークを対象とする場合には、下受け部に設けられるワーク保持用の吸着孔の位置は、上記の開口や吸着不適位置を避けて配置されるため位置が限定される。
【０００４】
このため、キャリアに設けられた収容部内におけるワークの位置ずれの程度によっては、下受け部によって下受けする際に、吸着孔がワークの適切な吸着位置からはずれ良好な吸着保持が行えない場合が発生する。さらに収容部の形状とワークの形状によっては、収容部内でのワークの位置ずれのために下受け自体ができないような場合が発生する。
【０００５】
そこで本発明は、位置ずれを防止して安定した状態でワークの位置決めを行うことができるワークの位置決め装置および位置決め方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のワークの位置決め装置は、凹状の収容部内に保持されたワークの位置決めを行うワークの位置決め装置であって、前記収容部が設けられた保持体を支持する保持体支持手段と、前記収容部内のワークを収容部に設けられた開口部を介して下方から下受けする下受け部と、この下受け部の上方に配設され、下受け部によって下受けされたワークを水平方向に位置決めする位置決め手段とを備え、前記位置決め手段は、前記ワークを上面側から保持する保持ツールと、この保持ツールを前記下受け部に対して相対的に水平方向および上下方向に移動させる移動手段と、前記ワークを撮像してこのワークの位置を認識する認識手段と、この位置認識結果に基づいて前記移動手段を制御することによりワークの位置を補正する制御手段とを備えた。
【０００８】
請求項２記載のワークの位置決め装置は、凹状の収容部内に保持されたワークの位置決めを行うワークの位置決め装置であって、前記収容部が設けられた保持体を支持する保持体支持手段と、前記収容部内のワークを収容部に設けられた開口部を介して下方から下受けする下受け部と、この下受け部の上方に配設され、下受け部によって下受けされたワークを水平方向に位置決めする位置決め手段とを備え、前記位置決め手段は、前記ワークを包含する大きさの矩形枠を有するアライメントツールと、このアライメントツールを前記下受け部に対して相対的に水平方向および上下方向に移動させる移動手段と、前記アライメントツールがワークに対して下降した状態で前記移動手段を制御しこのアライメントツールに水平面内で所定のアライメント動作を行わせるアライメント動作制御手段とを備え、前記矩形枠をワークの外面に当接させることによりワークの位置を補正する。
【００１０】
請求項３記載のワークの位置決め方法は、保持部に設けられた凹状の収容部内に保持されたワークの位置決めを所定位置において行うワークの位置決め方法であって、前記保持部によって位置決め対象のワークを前記所定位置まで搬送する搬送工程と、前記収容部内のワークを収容部に設けられた開口部を介して下方から下受けする下受け工程と、下受け部によって下受けされたワークを前記所定位置の上方に配設された位置決め手段によって水平方向に位置決めする位置決め工程とを含み、前記位置決め工程において、前記ワークを撮像してこのワークの位置を認識し、この位置認識結果に基づいて前記ワークを上面側から保持する保持ツールを移動させて前記ワークを正しい姿勢で保持し、保持されたワークを再度下受け部に保持させることによりワークの位置を補正する。
【００１１】
請求項４記載のワークの位置決め方法は、保持部に設けられた凹状の収容部内に保持されたワークの位置決めを所定位置において行うワークの位置決め方法であって、前記保持部によって位置決め対象のワークを前記所定位置まで搬送する搬送工程と、前記収容部内のワークを収容部に設けられた開口部を介して下方から下受けする下受け工程と、下受け部によって下受けされたワークを前記所定位置の上方に配設された位置決め手段によって水平方向に位置決めする位置決め工程とを含み、前記位置決め工程において、前記ワークを包含する大きさの矩形枠を有するアライメントツールをワークに対して下降させ、このアライメントツールに水平面内で所定のアライメント動作を行わせて前記矩形枠をワークの外面に当接させることによりワークの位置を補正する。
【００１２】
本発明によれば、凹状の収容部が設けられた保持体を支持した状態で、収容部内のワークを収容部に設けられた開口部を介して下方から下受けし、下受け部の上方に配設された位置決め手段によってワークを水平方向に位置決めすることにより、収容部内でのワークの位置ずれを防止して、安定した状態でワークの位置決めを行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分斜視図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装動作の説明図、図４，図５，図６，図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板位置決め動作の説明図、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装動作の説明図である。
【００１４】
まず図１、図２を参照して電子部品実装装置１について説明する。図１において、キャリア搬送部２は１対の搬送路３を備えており、搬送路３にはワークである基板５を保持する保持体である基板搬送キャリア４（以下、単に「キャリア」４と略記。）が支持されている。キャリア４には、基板５を収容するための凹状の収容部４ａが複数設けられており、収容部４ａには矩形の開口部５ａを有する基板５が保持される。
【００１５】
搬送路３の下方には、基板下受け部８（下受け部）が配設されている。基板下受け部８は、上面に凸部９ａが設けられた下受け部材９を保持ブロック１０を介して加熱ブロック１３上に装着し、加熱ブロック１３をＸＹＺテーブル１４によって移動可能に保持させた構成となっている。テーブル駆動部１６によってＸＹＺテーブル１４を駆動することにより、下受け部材９はキャリア４に対して水平方向に位置合わせされる。
【００１６】
基板下受け部８の上方は部品実装位置となっており、搬送部３の上方には実装ヘッド７が配設されている。実装ヘッド７はヘッド駆動機構１５によって昇降動作、およびθ方向の回転を行い、実装ヘッド７の下面には、実装ツール７ａなどの各種の作業ツールが交換自在に装着できるようになっている。
【００１７】
基板５には、実装ヘッド７の実装ツール７ａによって電子部品６が実装される。この実装動作時には、キャリア４は搬送路３によって実装位置に支持される。したがって搬送路３は、保持体であるキャリア４を支持する保持体支持手段となっている。そして基板下受け部８および搬送路３は、ワークの位置決め装置を構成する。
【００１８】
実装ヘッド７の側方には、上下両方向の撮像が可能な光学系を備えたカメラ２０が進退自在に配設されている。カメラ２０は搬送路３上に進出してキャリア４に保持された基板５および実装ヘッド７に保持された電子部品６を撮像する。そしてこの撮像結果を画像認識部２０ａで認識処理することにより、収容部４ａ内における基板５の位置および実装ヘッド７に保持された電子部品６の位置が認識される。これらの認識結果は、制御部１７に伝達される。
【００１９】
後述するように、実装ヘッド７による実装動作時においては、制御部１７がこの位置認識結果に基づいて、ヘッド駆動機構１５およびテーブル駆動部１６を制御することにより、収容部４ａ内における基板５の位置および電子部品６の基板５に対する相対位置が補正される。
【００２０】
図２に示すように、キャリア４の収容部４ａは、矩形の凹状部の底面に開口部４ｂを設けた構成となっている。キャリア４は、異なるサイズの矩形の開口が設けられた板部材を２枚張り合わせることによって製作されている。基板５には上下方向に貫通する開口部５ａが設けられており、開口部５ａの断面は下面側の方が大きく開口された段差形状となっている。基板５が収容部４ａ内に保持された状態では、基板５下面の縁部５ｂが収容部４ａの底面によって支持される。
【００２１】
下受け部材９に設けられた凸部９ａの上面の縁部には、２列の吸着溝９ｂが設けられている。吸着溝９ｂは、下受け部材９の内部に設けられた吸引孔９ｃに連通しており、図１に示すように、吸引孔９ｃは真空チューブ１１を介して真空吸引手段１２と接続されている。下受け部材９がキャリア４に対して上昇した状態では、図２（ｂ）に示すように凸部９ａは収容部４ａの開口部４ｂ内に下方から貫入し、凸部９ａの上面が基板５下面の縁部５ｂに当接する。すなわち、下受け部材９は、収容部４ａ内の基板５を開口部４ｂを介して下方から下受けする。
【００２２】
そしてこの状態で真空吸引手段１２を駆動することにより、吸着溝９ｂによって基板５下面の縁部５ｂが真空吸着され、基板５が下受け部材９によって吸着保持されて下受けされる。これにより、実装ヘッド７による電子部品６の実装時の荷重は、下受け部材９によって支持される。ＸＹＺテーブル１４は、下受け部材９をキャリア４に対して相対的に昇降させる昇降手段となっている。またヒータ１３ａを駆動することにより加熱ブロック１３が加熱され、これにより下受け部材９を介して基板５に熱が伝達される。
【００２３】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に図３を参照して実装動作について説明する。図３（ａ）は、収容部４ａ内に基板５を保持したキャリア４がキャリア搬送部２によって基板下受け部８上に搬入された状態を示している。この後、ＸＹＺテーブル１４を駆動して下受け部材９を上昇させることにより、図３（ｂ）に示すように、凸部９ａが開口部４ｂ内に下方から挿通して基板５の下面に当接する。この状態で真空チューブ１１を介して真空吸引することにより、吸着溝９ｂから真空吸引する。これにより、基板５は凸部９ａの上面に吸着保持される。そして基板５の上面の実装位置には、ディスペンサ２１によって導電性接着材２２が塗布される。
【００２４】
そして図３（ｃ）に示すように、凸部９ａによって下面を支持された基板５の上面に、実装ヘッド７の実装ツール７ａに保持された電子部品６が導電性接着材２２を介して実装される。実装が完了したならば、まず実装ヘッド７が上昇し、次いで基板５の真空吸着状態が解除された後、図３（ｄ）に示すように下受け部材９が下降する。そしてこの後、キャリア４がキャリア搬送部２によって搬出され、実装動作が完了する。
【００２５】
次に、上述の実装動作における基板５の位置決めについて、図４，図５を参照して説明する。基板５には前述のように段差形状の開口部５ａが設けられていることから、基板５を下受け部材９の凸部９ａによって下受けする際には、基板５下面の縁部５ｂの範囲を下受け・真空吸着する必要がある。
【００２６】
しかしながら、キャリア４の収容部４ａは基板５に対して遊び代を確保したサイズとなっていることから、収容部４ａ内における基板５の水平面内における姿勢は一定せず、キャリア４によって位置決め対象の基板５を部品実装位置まで搬送する搬送工程においては、基板５は、図４（ａ）に示すように、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向にランダムに位置ずれした状態となる。
【００２７】
そしてこの状態で収容部４ａ内の基板５を開口部４ｂを介して下受け部材９によって下方から下受けすると（下受け工程）、吸着溝９ｂが縁部５ｂから外れて正常な吸着保持ができない。そこで、本実施の形態に示す電子部品実装装置１では、以下に説明する方法で収容部４ａ内の基板５を位置決めするようにしている。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、キャリア４の収容部４ａの上方にカメラ２０が進出し、凸部９ａによって下受けされた状態の基板５を撮像する。そして画像認識部２０ａ（図１）によって基板５の対角位置を認識することにより、基板５の水平方向位置（Ｘ、Ｙ、θ方向位置）が認識される。
【００２９】
次いで図４（ｃ）に示すように、この基板５の位置認識結果に基づいて、実装ヘッド７と基板下受け部８に保持された基板５との相対位置を合わせる。すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向の位置合わせはＸＹＺテーブル１４を駆動することによって、またθ方向についてはヘッド移動機構１５を駆動することによって行う。このとき、実装ヘッド７には、電子部品６の実装用の実装ツール７ａに替えて、予め基板５の上面を吸着保持するための吸着溝２３ｂが設けられた専用の吸着ツール２３が装着されている。
【００３０】
そしてこの状態で実装ヘッド７を下降させて、吸着ツール２３によって凸部９ａ上の基板５を吸着保持する。そして実装ヘッド７を上昇させた後に、図５（ａ）に示すように、実装ヘッド７をθ方向の正規位置に位置合わせする。この後、図５（ｂ）に示すように実装ヘッド７を昇降させて、基板５を収容部４ａ内の凸部９ａ上に載置する。これにより、基板５は収容部４ａ内おいて正しい位置に位置決めされ保持される（位置決め工程）。この後、図３（ｂ）〜（ｄ）に示す実装動作が行われ、図５（ｃ）に示すように、正しく位置決めされた基板５上に電子部品６が実装される。
【００３１】
すなわち、この位置決め工程においては、基板５を撮像して位置を認識し、この位置認識結果に基づいて実装ヘッド７を下受け部８に対して相対的に移動させて基板５を正しい姿勢で保持し、保持された基板５を再度下受け部８に保持させることにより基板５の位置を補正する。
なお、上記位置決め方法において、カメラ２０によってキャリア４上の基板５を撮像して基板５の位置認識を行う代わりに、実装ヘッド７によって吸着保持された状態の基板５を下方からカメラ２０によって撮像し、この状態の基板５の位置を検出するようにしても良い。この場合には、実装ヘッド７による基板５の載置時に、位置ずれが補正され位置決めが行われる。
【００３２】
上述の動作説明に示すように、電子部品実装装置１は、基板下受け部８の上方に配設され、基板下受け部８によって下受けされた基板５を水平方向に位置決めする位置決め手段を備えている。そしてこの位置決め手段は、基板５を上面側から保持する保持ツールとしての実装ツール７と、実装ツール７を基板下受け部８に対して相対的に水平方向および上下方向に移動させる移動手段（ＸＹＺテーブル１４，ヘッド移動機構１５）と、キャリア４上の基板５または実装ヘッド７に保持された基板５を撮像してこの基板５の位置を認識する認識手段（カメラ２０，画像認識部２０ａ）と、この位置認識結果に基づいて移動手段を制御することにより基板５の位置を補正する制御手段（制御部１７）とを備えている。
【００３３】
なお、位置決め手段として、上述のように基板５を撮像して画像認識することにより位置決めを行う手段に替えて、図６，図７に示すようなアライメントツールを用いて機械的に位置決めを行っても良い。図６（ａ）は、図５（ａ）と同様にキャリア４の収容部４ａ内で基板４が位置ずれを生じた状態を示している。この基板５に対して、図６（ｂ）に示すように、アライメントツール２４を装着した実装ツール７を下降させる。アライメントツール２４は、下面に基板５の外形平面形状に応じたアライメント面を有するアライメント枠２４ａが設けられた作業用ツールである。
【００３４】
アライメントツール２４のアライメント面内に基板５を位置させた状態で、ＸＹＺテーブル１４を駆動してアライメント動作を行わせる。そしてこの後、図６（ｃ）に示すように実装ヘッド７を上昇させると、基板５は凸部９ａ上で正しい位置に位置決めされた状態となる。
【００３５】
このアライメント動作について、図７を参照して説明する。アライメントツール２４は、矩形の外形平面形状の基板５に対応したアライメント面、すなわち基板５を包含する大きさの矩形枠を備えている。図７（ａ）は、図６（ａ）に示す凸部９ａ上で位置ずれした基板５に対して、この矩形枠を下降させた状態を示している。
【００３６】
この後図７（ｂ）に示すように、アライメント枠２４ａを凸部９ａに対して相対的に右斜め下対角方向に所定移動量だけ移動させる。これにより、基板５の外面はアライメント枠２４ａの内面の左上側のアライメント面に当接してならった状態でともに移動する。これにより基板５のθ方向の位置あわせが行われる。
【００３７】
そして図７（ｃ）に示すように、アライメント枠２４ａを左斜め上対角方向に所定移動量だけ移動させる。これにより、基板５の外面はアライメント枠２４ａの右下側のアライメント面に当接してならった状態でともに対角方向に移動する。そしてこの後、アライメント枠２４ａが当初の原位置に戻ることにより当初の位置ずれが補正され、基板５は正規位置に位置決めされる。なお、アライメント動作は上記例に限られず、要は基板５の外面にアライメント枠２４ａの内面を当接させて移動することにより、基板５を正規位置に位置決めする動作であればよい。
【００３８】
すなわち、この位置決め工程においては、基板５の外形平面形状に応じたアライメント面を有するアライメントツール２４を基板５に対して下降させ、このアライメントツール２４に水平面内で所定のアライメント動作を行わせて、アライメント面を基板５の外面に当接させることにより、基板５の位置を補正する。
【００３９】
そして上記位置決め動作を行う位置決め手段の構成において、ＸＹＺテーブル１４およびヘッド駆動機構１５は、アライメントツール２４を水平方向および上下方向に移動させる移動手段となっており、制御部１７は、この移動手段を制御してアライメント動作を行わせるアライメント動作制御手段として機能している。
【００４０】
なお、上記実施の形態においては、基板５下面の縁部５ｂに凸部９ａの上面が当接することによって基板５を下受けする例を示しているが、図８に示すような形状の下受け部材１９による下受け形態においても、本発明を適用することができる。すなわち、この例では、図８に示すように、下受け部材１９の凸部１９ａの上面には、さらに凸部１９ｃが設けられており、基板５の下受け状態では凸部１９ｃが基板５の開口部５ａ内の段差面まで貫入し、凸部１９ｃによって基板５を支持する。
【００４１】
このような下受け形態では、図８（ｃ）に示すように、凸部１９ｃと開口部５ａとの位置ずれが生じた場合には、凸部１９ｃの一方側の端部が開口部５ａの段差面からはずれて、基板５の下受け自体が正常に行えない。このような下受け形態を対象とする場合あっても、本発明の下受け方法を適用することにより、基板５を収容部４ａ内で正しく位置決めすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、凹状の収容部が設けられた保持体を支持した状態で、収容部内のワークを収容部に設けられた開口部を介して下方から下受けし、下受け部の上方に配設された位置決め手段によってワークを水平方向に位置決めすることにより、収容部内でのワークの位置ずれを防止して、安定した状態でワークの位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装動作の説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板位置決め動作の説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板位置決め動作の説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板位置決め動作の説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における基板位置決め動作の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による実装動作の説明図
【符号の説明】
１電子部品実装装置
２キャリア搬送部
３搬送路
４キャリア
４ａ収容部
５基板
６電子部品
７実装ヘッド
８基板下受け部
９下受け部材
１２真空吸引手段
１４ＸＹＺテーブル
２０カメラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece positioning device and a positioning method for positioning a workpiece held by a carrier or the like in an electronic component mounting apparatus.
[0002]
[Prior art]
A workpiece such as a small package on which an electronic component such as a semiconductor chip is mounted is usually handled in a state where a plurality of workpieces are held in a concave accommodating portion provided in a carrier. At the mounting position where the electronic component is mounted on each workpiece, the workpiece is received by the lower receiving portion through the opening provided in the accommodating portion, and is vacuum-sucked by the suction hole provided in the lower receiving portion. The position is maintained. Then, electronic components are mounted on the workpiece while being held in this way.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Depending on the type of workpiece, there is a part where openings are partially provided, and there are parts that are not suitable for vacuum suction. When such a workpiece is targeted, the position of the suction hole for holding the workpiece provided in the lower receiving portion is limited to the position because it is arranged avoiding the opening and the suction inappropriate position.
[0004]
For this reason, depending on the degree of positional deviation of the workpiece in the accommodating portion provided in the carrier, the suction hole may be deviated from an appropriate suction position of the workpiece when it is received by the lower receiving portion, and good suction holding may not be performed. Occur. Furthermore, depending on the shape of the storage portion and the shape of the workpiece, there may occur a case where the support itself cannot be performed due to the displacement of the workpiece in the storage portion.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a workpiece positioning device and a positioning method capable of positioning a workpiece in a stable state by preventing displacement.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The workpiece positioning device according to claim 1 is a workpiece positioning device for positioning a workpiece held in a concave housing portion, and a holding body support means for supporting a holding body provided with the housing portion; A lower receiving portion that receives the workpiece in the receiving portion from below through an opening provided in the receiving portion, and a workpiece that is disposed above the lower receiving portion and received by the lower receiving portion in the horizontal direction. Positioning means, and the positioning means includes a holding tool for holding the workpiece from the upper surface side, and a moving means for moving the holding tool in a horizontal direction and a vertical direction relative to the lower receiving portion. Recognizing means for imaging the work and recognizing the position of the work, and control means for correcting the position of the work by controlling the moving means based on the position recognition result. With.
[0008]
The workpiece positioning device according to claim 2 is a workpiece positioning device for positioning the workpiece held in the concave housing portion, and a holding body support means for supporting the holding body provided with the housing portion; A lower receiving portion that receives the workpiece in the receiving portion from below through an opening provided in the receiving portion, and a workpiece that is disposed above the lower receiving portion and received by the lower receiving portion in the horizontal direction. Positioning means, and the positioning means includes an alignment tool having a rectangular frame having a size including the workpiece , and the alignment tool in a horizontal direction and a vertical direction relative to the lower receiving portion. a moving means for moving the said alignment tool to control the moving means in a state of being lowered with respect to the work given Arai in the horizontal plane in this alignment tool And a alignment operation control means for causing the count operation, to correct the position of the workpiece by abutting the rectangular frame on the outer surface of the workpiece.
[0010]
The workpiece positioning method according to claim 3 is a workpiece positioning method in which the workpiece held in a concave accommodating portion provided in the holding portion is positioned at a predetermined position, and the workpiece to be positioned is positioned by the holding portion. A transporting process for transporting to the predetermined position; a receiving process for receiving the work in the housing part from below through an opening provided in the housing part; and a work received by the lower receiving part at the predetermined position. Positioning in the horizontal direction by a positioning means disposed above, and in the positioning step, the workpiece is imaged to recognize the position of the workpiece, and the workpiece is detected based on the position recognition result. Move the holding tool held from the upper surface side to hold the workpiece in the correct posture, and hold the held workpiece again in the receiving part And by correcting the position of the workpiece.
[0011]
The workpiece positioning method according to claim 4 is a workpiece positioning method in which a workpiece held in a concave accommodating portion provided in a holding portion is positioned at a predetermined position, and the workpiece to be positioned is positioned by the holding portion. A transporting process for transporting to the predetermined position; a receiving process for receiving the work in the housing part from below through an opening provided in the housing part; and a work received by the lower receiving part at the predetermined position. A positioning step of positioning in the horizontal direction by positioning means disposed above the alignment tool. In the positioning step, an alignment tool having a rectangular frame having a size including the workpiece is lowered with respect to the workpiece, and this alignment is performed. and tools to perform the predetermined alignment operation in a horizontal plane by abutting the rectangular frame on the outer surface of the workpiece To correct the position of the over-click.
[0012]
According to the present invention, in a state in which the holding body provided with the concave accommodating portion is supported, the work in the accommodating portion is received from below through the opening provided in the accommodating portion, and above the lower receiving portion. By positioning the workpiece in the horizontal direction by the arranged positioning means, it is possible to prevent the positional deviation of the workpiece in the accommodating portion and to position the workpiece in a stable state.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial perspective view of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7 are explanatory views of the substrate positioning operation in the electronic component mounting apparatus of one embodiment of the present invention, and FIG. It is explanatory drawing of the mounting operation | movement by the electronic component mounting apparatus of embodiment.
[0014]
First, the electronic component mounting apparatus 1 will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, the carrier transport unit 2 includes a pair of transport paths 3, and the transport path 3 includes a substrate transport carrier 4 (hereinafter simply referred to as “carrier” 4) that is a holding body that holds a substrate 5 that is a workpiece. Abbreviation.) Is supported. The carrier 4 is provided with a plurality of concave accommodating portions 4a for accommodating the substrate 5, and the substrate 5 having a rectangular opening 5a is held in the accommodating portion 4a.
[0015]
A substrate lower receiving portion 8 (lower receiving portion) is disposed below the conveyance path 3. The substrate lower receiving portion 8 has a structure in which a lower receiving member 9 having a convex portion 9a on the upper surface is mounted on a heating block 13 via a holding block 10, and the heating block 13 is held movably by an XYZ table 14. It has become. By driving the XYZ table 14 by the table driving unit 16, the lower receiving member 9 is aligned with the carrier 4 in the horizontal direction.
[0016]
Above the board receiving part 8 is a component mounting position, and above the conveying part 3, a mounting head 7 is disposed. The mounting head 7 is moved up and down by the head drive mechanism 15 and rotated in the θ direction, and various work tools such as the mounting tool 7 a can be exchangeably mounted on the lower surface of the mounting head 7.
[0017]
The electronic component 6 is mounted on the substrate 5 by the mounting tool 7 a of the mounting head 7. During this mounting operation, the carrier 4 is supported at the mounting position by the transport path 3. Accordingly, the transport path 3 serves as a holding body support unit that supports the carrier 4 that is a holding body. The substrate lower receiving portion 8 and the conveyance path 3 constitute a workpiece positioning device.
[0018]
On the side of the mounting head 7, a camera 20 having an optical system capable of imaging in both the upper and lower directions is disposed so as to freely advance and retract. The camera 20 advances onto the conveyance path 3 and images the substrate 5 held by the carrier 4 and the electronic component 6 held by the mounting head 7. The image recognition unit 20a recognizes the imaging result, thereby recognizing the position of the substrate 5 and the position of the electronic component 6 held by the mounting head 7 in the storage unit 4a. These recognition results are transmitted to the control unit 17.
[0019]
As will be described later, during the mounting operation by the mounting head 7, the control unit 17 controls the head driving mechanism 15 and the table driving unit 16 based on the position recognition result, so that the substrate 5 in the accommodating unit 4 a is controlled. The position and the relative position of the electronic component 6 with respect to the substrate 5 are corrected.
[0020]
As shown in FIG. 2, the accommodating portion 4a of the carrier 4 has a configuration in which an opening 4b is provided on the bottom surface of a rectangular concave portion. The carrier 4 is manufactured by bonding two plate members provided with rectangular openings of different sizes. The substrate 5 is provided with an opening 5a penetrating in the vertical direction, and the cross section of the opening 5a has a stepped shape with a larger opening on the lower surface side. In a state where the substrate 5 is held in the accommodating portion 4a, the edge portion 5b on the lower surface of the substrate 5 is supported by the bottom surface of the accommodating portion 4a.
[0021]
Two rows of suction grooves 9 b are provided at the edge of the upper surface of the convex portion 9 a provided in the lower receiving member 9. The suction groove 9 b communicates with a suction hole 9 c provided inside the lower receiving member 9, and the suction hole 9 c is connected to the vacuum suction means 12 via the vacuum tube 11 as shown in FIG. 1. . In the state where the lower receiving member 9 is raised with respect to the carrier 4, as shown in FIG. 2B, the convex portion 9 a penetrates into the opening 4 b of the housing portion 4 a from below, and the upper surface of the convex portion 9 a is the substrate 5. It contacts the edge 5b of the lower surface. That is, the lower receiving member 9 receives the substrate 5 in the accommodating portion 4a from below through the opening 4b.
[0022]
By driving the vacuum suction means 12 in this state, the edge 5b on the lower surface of the substrate 5 is vacuum-sucked by the suction groove 9b, and the substrate 5 is sucked and held by the lower receiving member 9 and received. Thereby, the load when the electronic component 6 is mounted by the mounting head 7 is supported by the lower receiving member 9. The XYZ table 14 is an elevating unit that elevates the lower receiving member 9 relative to the carrier 4. Further, by driving the heater 13 a, the heating block 13 is heated, whereby heat is transmitted to the substrate 5 through the lower receiving member 9.
[0023]
This electronic component mounting apparatus is configured as described above. Next, the mounting operation will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a state in which the carrier 4 holding the substrate 5 in the accommodating portion 4 a is carried onto the substrate receiving portion 8 by the carrier conveying portion 2. Thereafter, by driving the XYZ table 14 and raising the lower receiving member 9, the convex portion 9a is inserted into the opening 4b from below as shown in FIG. Touch. In this state, vacuum suction is performed through the suction tube 9b by vacuum suction through the vacuum tube 11. Thereby, the substrate 5 is sucked and held on the upper surface of the convex portion 9a. A conductive adhesive 22 is applied to the mounting position on the upper surface of the substrate 5 by the dispenser 21.
[0024]
Then, as shown in FIG. 3C, the electronic component 6 held by the mounting tool 7a of the mounting head 7 is mounted on the upper surface of the substrate 5 whose lower surface is supported by the convex portion 9a via the conductive adhesive material 22. Is done. When the mounting is completed, the mounting head 7 is first lifted, and then the vacuum suction state of the substrate 5 is released, and then the lower receiving member 9 is lowered as shown in FIG. Thereafter, the carrier 4 is unloaded by the carrier transport unit 2 and the mounting operation is completed.
[0025]
Next, positioning of the substrate 5 in the mounting operation described above will be described with reference to FIGS. Since the substrate 5 is provided with the step-shaped opening 5 a as described above, when the substrate 5 is received by the convex portion 9 a of the receiving member 9, the range of the edge 5 b on the lower surface of the substrate 5. Must be vacuum-adsorbed.
[0026]
However, since the accommodating portion 4a of the carrier 4 has a size that ensures a play allowance relative to the substrate 5, the posture of the substrate 5 in the horizontal plane in the accommodating portion 4a is not constant, and the carrier 4 is subject to positioning. In the transporting process of transporting the substrate 5 to the component mounting position, the substrate 5 is randomly displaced in the X direction, the Y direction, and the θ direction as shown in FIG.
[0027]
In this state, when the substrate 5 in the accommodating portion 4a is received from below by the lower receiving member 9 through the opening 4b (lowering process), the suction groove 9b is detached from the edge portion 5b and cannot be normally sucked and held. . Therefore, in the electronic component mounting apparatus 1 shown in the present embodiment, the substrate 5 in the housing portion 4a is positioned by the method described below.
[0028]
As shown in FIG. 4B, the camera 20 advances above the accommodating portion 4a of the carrier 4 and images the substrate 5 in a state of being received by the convex portion 9a. Then, the horizontal position (X, Y, θ direction position) of the substrate 5 is recognized by recognizing the diagonal position of the substrate 5 by the image recognition unit 20a (FIG. 1).
[0029]
Next, as shown in FIG. 4C, the relative positions of the mounting head 7 and the substrate 5 held by the substrate receiving portion 8 are matched based on the position recognition result of the substrate 5. That is, the alignment in the X direction and the Y direction is performed by driving the XYZ table 14 and in the θ direction by driving the head moving mechanism 15. At this time, instead of the mounting tool 7a for mounting the electronic component 6, the mounting head 7 is mounted with a dedicated suction tool 23 provided with a suction groove 23b for sucking and holding the upper surface of the substrate 5 in advance. Yes.
[0030]
In this state, the mounting head 7 is lowered and the substrate 5 on the convex portion 9a is sucked and held by the suction tool 23. And after raising the mounting head 7, as shown to Fig.5 (a), the mounting head 7 is aligned to the normal position of (theta) direction. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the mounting head 7 is moved up and down to place the substrate 5 on the convex portion 9a in the housing portion 4a. Thereby, the board | substrate 5 is positioned and hold | maintained in the correct position within the accommodating part 4a (positioning process). Thereafter, the mounting operation shown in FIGS. 3B to 3D is performed, and the electronic component 6 is mounted on the correctly positioned substrate 5 as shown in FIG. 5C.
[0031]
That is, in this positioning step, the substrate 5 is imaged to recognize the position, and the mounting head 7 is moved relative to the lower receiving portion 8 based on the position recognition result to hold the substrate 5 in the correct posture. Then, the position of the substrate 5 is corrected by holding the held substrate 5 in the receiving portion 8 again.
In the above positioning method, instead of imaging the substrate 5 on the carrier 4 by the camera 20 and recognizing the position of the substrate 5, the camera 5 picked up by the mounting head 7 is imaged from below by the camera 20. The position of the substrate 5 in this state may be detected. In this case, when the substrate 5 is placed by the mounting head 7, the positional deviation is corrected and positioning is performed.
[0032]
As shown in the above description of the operation, the electronic component mounting apparatus 1 includes a positioning unit that is disposed above the substrate receiving portion 8 and that positions the substrate 5 received by the substrate receiving portion 8 in the horizontal direction. ing. The positioning means includes a mounting tool 7 as a holding tool for holding the substrate 5 from the upper surface side, and a moving means (XYZ) for moving the mounting tool 7 in the horizontal direction and the vertical direction relative to the substrate receiving portion 8. A table 14, a head moving mechanism 15), and recognition means (camera 20, image recognition unit 20a) for imaging the substrate 5 on the carrier 4 or the substrate 5 held by the mounting head 7 and recognizing the position of the substrate 5. The control unit (control unit 17) corrects the position of the substrate 5 by controlling the moving unit based on the position recognition result.
[0033]
As the positioning means, instead of the positioning means by imaging the substrate 5 and recognizing the image as described above, mechanical positioning is performed using an alignment tool as shown in FIGS. Also good. FIG. 6A shows a state in which the substrate 4 is displaced in the accommodating portion 4a of the carrier 4 as in FIG. As shown in FIG. 6B, the mounting tool 7 on which the alignment tool 24 is mounted is lowered with respect to the substrate 5. The alignment tool 24 is a work tool in which an alignment frame 24 a having an alignment surface corresponding to the outer shape plane shape of the substrate 5 is provided on the lower surface.
[0034]
With the substrate 5 positioned within the alignment surface of the alignment tool 24, the XYZ table 14 is driven to perform an alignment operation. Thereafter, when the mounting head 7 is raised as shown in FIG. 6C, the substrate 5 is positioned at the correct position on the convex portion 9a.
[0035]
This alignment operation will be described with reference to FIG. The alignment tool 24 includes an alignment surface corresponding to the rectangular external planar substrate 5, that is, a rectangular frame having a size including the substrate 5. FIG. 7A shows a state in which the rectangular frame is lowered with respect to the substrate 5 that is displaced on the convex portion 9a shown in FIG.
[0036]
Thereafter, as shown in FIG. 7B, the alignment frame 24a is moved by a predetermined amount of movement in the diagonally downward diagonal direction relative to the convex portion 9a. As a result, the outer surface of the substrate 5 moves together with being in contact with the upper left alignment surface of the inner surface of the alignment frame 24a. Thereby, the alignment of the substrate 5 in the θ direction is performed.
[0037]
Then, as shown in FIG. 7C, the alignment frame 24a is moved by a predetermined amount of movement in the diagonally upper left diagonal direction. Thereby, the outer surface of the board | substrate 5 moves to a diagonal direction together in the state contact | abutted with the alignment surface of the lower right side of the alignment frame 24a. Thereafter, when the alignment frame 24a returns to the original original position, the initial positional deviation is corrected, and the substrate 5 is positioned at the normal position. The alignment operation is not limited to the above example, and may be any operation that positions the substrate 5 at a normal position by moving the alignment frame 24a in contact with the outer surface of the substrate 5.
[0038]
That is, in this positioning step, the alignment tool 24 having an alignment surface corresponding to the outer shape plane shape of the substrate 5 is lowered with respect to the substrate 5, and the alignment tool 24 performs a predetermined alignment operation in the horizontal plane, The position of the substrate 5 is corrected by bringing the alignment surface into contact with the outer surface of the substrate 5.
[0039]
In the configuration of the positioning means for performing the positioning operation, the XYZ table 14 and the head drive mechanism 15 are moving means for moving the alignment tool 24 in the horizontal direction and the vertical direction, and the control unit 17 controls the moving means. It functions as an alignment operation control means for controlling and performing an alignment operation.
[0040]
In the above embodiment, an example is shown in which the substrate 5 is received by the upper surface of the convex portion 9a coming into contact with the edge 5b of the lower surface of the substrate 5. However, the shape of the substrate shown in FIG. The present invention can also be applied to a receiving form by the member 19. That is, in this example, as shown in FIG. 8, a convex portion 19 c is further provided on the upper surface of the convex portion 19 a of the lower receiving member 19. It penetrates to the level | step difference surface in the opening part 5a, and the board | substrate 5 is supported by the convex part 19c.
[0041]
In such a receiving configuration, as shown in FIG. 8C, when the positional deviation between the convex portion 19c and the opening 5a occurs, one end of the convex portion 19c is the end of the opening 5a. Deviating from the stepped surface, the substrate 5 itself cannot be normally received. Even in the case of such a receiving form, the substrate 5 can be correctly positioned in the accommodating portion 4a by applying the receiving method of the present invention.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a state in which the holding body provided with the concave accommodating portion is supported, the work in the accommodating portion is received from below through the opening provided in the accommodating portion, and above the lower receiving portion. By positioning the workpiece in the horizontal direction by the arranged positioning means, it is possible to prevent the positional deviation of the workpiece in the accommodating portion and to position the workpiece in a stable state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view of a mounting operation by the electronic component mounting apparatus of FIG. 4. FIG. 4 is an explanatory view of a board positioning operation in the electronic component mounting apparatus of the embodiment of the invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of the substrate positioning operation in the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of the substrate positioning operation in the electronic component mounting apparatus of the embodiment of the present invention. Explanatory drawing of FIG. 8 Explanatory drawing of mounting operation | movement by the electronic component mounting apparatus of one embodiment of this invention
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic component mounting apparatus 2 Carrier conveyance part 3 Conveyance path 4 Carrier 4a Accommodating part 5 Substrate 6 Electronic component 7 Mounting head 8 Substrate lower receiving part 9 Lower receiving member 12 Vacuum suction means 14 XYZ table 20 Camera

Claims

A positioning apparatus for a workpiece for positioning a workpiece held in a concave accommodating portion, wherein the holding portion supporting means for supporting a holding member provided with the accommodating portion and the workpiece in the accommodating portion are provided in the accommodating portion. A lower receiving portion that is received from below through the opening, and a positioning means that is disposed above the lower receiving portion and that horizontally positions the workpiece received by the lower receiving portion. The means includes a holding tool for holding the work from the upper surface side, a moving means for moving the holding tool in a horizontal direction and a vertical direction relative to the lower receiving portion, and imaging the work to capture the work. position recognition means for recognizing the position of the feature and be Ruwa over click that a control means for correcting the position of the workpiece by controlling the moving means based on the positional recognition result Because devices.

A positioning apparatus for a workpiece for positioning a workpiece held in a concave accommodating portion, wherein the holding portion supporting means for supporting a holding member provided with the accommodating portion and the workpiece in the accommodating portion are provided in the accommodating portion. A lower receiving portion that is received from below through the opening, and a positioning means that is disposed above the lower receiving portion and that horizontally positions the workpiece received by the lower receiving portion. The means includes an alignment tool having a rectangular frame that includes the workpiece , a moving means that moves the alignment tool in a horizontal direction and a vertical direction relative to the lower receiving portion, and the alignment tool is a workpiece. The moving means is controlled in a state where it is lowered with respect to the horizontal axis, and this alignment tool performs an alignment operation within a horizontal plane. And means, positioning device features and to Ruwa over click to correct the position of the workpiece by abutting the rectangular frame on the outer surface of the workpiece.

A workpiece positioning method for positioning a workpiece held in a concave accommodating portion provided in a holding portion at a predetermined position, wherein the holding step transfers the workpiece to be positioned to the predetermined position; and A receiving process for receiving a workpiece in the receiving portion from below through an opening provided in the receiving portion, and a work received by the lower receiving portion.
A positioning step of positioning the workpiece in the horizontal direction by positioning means disposed above the predetermined position, and in the positioning step, the workpiece is imaged to recognize the position of the workpiece, and the position recognition result Based on the above, the holding tool for holding the workpiece from the upper surface side is moved to hold the workpiece in a correct posture, and the workpiece is corrected by correcting the position of the workpiece by holding the held workpiece again in the receiving portion. Ruwa over-click method of positioning.

A workpiece positioning method for positioning a workpiece held in a concave accommodating portion provided in a holding portion at a predetermined position, wherein the holding step transfers the workpiece to be positioned to the predetermined position; and A receiving process for receiving the workpiece in the receiving portion from below through an opening provided in the receiving portion, and a workpiece received by the lower receiving portion by the positioning means disposed above the predetermined position. A positioning step of positioning in a direction, and in the positioning step, an alignment tool having a rectangular frame having a size including the workpiece is lowered with respect to the workpiece, and the alignment tool performs a predetermined alignment operation in a horizontal plane. to the feature to correct the position of the workpiece by abutting the rectangular frame on the outer surface of the workpiece Te Ruwa Click method of positioning.