JP3818930B2 - Component mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を回路基板上に直接に実装するフリップチップ実装などに好適に適用できる部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来の部品実装方法について例を挙げて説明する。
近年、電子機器の小型・軽量化および機器に用いられる電子部品の高周波化に伴い、電子部品を基板上に直接に実装して接合するフリップチップ実装が用いられてきている。
【0003】
中でも、一定周期の周波数の発振に使用されるSAWフィルタや水晶発振器などの微小デバイスをパッケージ基板に実装する際に、超音波振動をデバイスに与えることによってデバイスまたはパッケージ基板上に形成されたバンプを介してパッケージ基板上に接合する超音波接合フリップチップ実装方式が多く用いられている。
【0004】
超音波接合によるSAWフィルタの実装方法の従来例について図9,図10,図11,図12を用いて説明する。
図9は部品装置を示し、要部は、部品が供給される供給部Aと、前記部品の実装を受けるボックス基板の搬送部Bと、供給部Aから取り出した前記部品を前記ボックス基板に実装する実装部Cとにより構成されている。ここで、ボックス基板とは、実装面に対しその周囲が実装面よりも高い形状の基板を言う。図11はボックス基板9を模式的に表したものである。
【0005】
図10は図9の実装部Cを拡大し、模式的に表わしたものである。
実装部Cは、部品1を吸着保持するために吸着穴が設けられているツール4と、超音波発振器17により生成された超音波をツール4に伝えるホーン3と、ツール4を保持し所定位置に位置決めするための実装ヘッド2と、実装ヘッド2を水平方向に左右に移動させるヘッド駆動部18と、ホーン3およびツール4を水平方向に回転移動する回転手段5と、ツール4が部品1を吸着した際の姿勢を認識する認識手段6と、認識手段6で画像認識部13に入力した画像を表示する表示手段7と、部品1が実装されるボックス基板9を保持するステージ8と、ステージ8を水平方向前後に移動するステージ駆動部19などから構成されている。
【0006】
表示手段7は作業者がツール4を取り付けながら目視確認できる位置に配置されている。実装ヘッド2は左右、ステージ8は前後にそれぞれ水平方向にて互いに直交するように取りつけられている。
【0007】
15はヘッド駆動部18とステージ駆動部19を運転するモータ制御部である。14はモータ制御部15を制御するメイン処理部である。16はメイン処理部14の制御に必要なデータを記憶する記憶装置である。
【0008】
図12は従来の半導体素子部品実装方法を示すフローチャートである。
図12において、ステップS1では、実装ヘッド2が部品吸着位置に移動する。
【0009】
ステップS2では、ツール4によって部品1を吸着する。
ステップS3では、ツール4で吸着された部品1を認識手段6によって認識する。
【0010】
ステップS4では、部品1の吸着位置および吸着角度を検出する。
ステップS5では、ステップS4での結果に基づいて実装ヘッド2および回転手段5を補正された実装位置へ移動する。
【0011】
ステップS6では、ボックス基板9上の実装位置に実装する。
ステップS7では、部品1をボックス基板9上に実装した状態でホーン3から超音波振動を印加する。ここで部品1は図13の斜視図と底面図に示すように、底部にバンプ11が形成されており、ステップS7においてホーン3から超音波振動を印加すると、印加された超音波振動はツール4を介して部品1に伝わり、さらに部品を介して部品1のバンプ11に伝わり、このバンプ11とボックス基板9のランド間の金属拡散によって接合される。図14はツール4による部品1への超音波印加時の拡大図、図15は部品実装時の断面図である。
【0012】
ツール4の先端部は、部品1の外形サイズと同一である場合が多い。これは、先端部が部品1の外形サイズより小さい場合は、部品1の全体に超音波が伝わりにくく、接合強度が低下するためである。
【0013】
ツール4の先端部が部品1の外形サイズより大きい場合は、部品吸着位置のずれによって部品1に局所的な荷重がかかって部品1が破損するためである。
具体的には、図16に示す側面図と底面図のように、部品1の外形サイズがツール4の先端部の外形サイズよりも小さく、ツール4の先端部が部品1よりはみ出した状態で超音波印加を行った場合には、振動によりツール4と部品1の吸着面が摩耗により部品1とほぼ同形状の窪みができ、部品吸着位置のずれによって部品1に局所的な荷重がかかって部品1が破損するためである。
【0014】
従って、部品1を吸着する際は、図17に示す側面図と底面図のように、先端部が部品1と同一サイズのツール4を使用して、位置ずれ、回転ずれなく部品1を吸着することが必要となってくる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ツール4は摩耗や品種切替などで定期的に交換されるためツール4の中心位置はばらつく。そのため、データ通りに移動し部品吸着したとしても部品1の中心とツール4の中心および部品1の吸着角度とツール4の取りつけ角度が一致しにくく、部品吸着時に部品1からツール4の先端部がはみ出してしまう。
【0016】
たとえば、部品実装スペースが1.7mm×1.2mmであるボックス基板9に対し、部品1の外形は1.3mm×0.8mmであり寸法公差がほとんど無いため、図18,図19に示すように部品1の中心とツール4の中心または、部品1の吸着角度とツール4の取り付け角度が一致していないためにツール4の外形から部品1の一部がはみ出すような吸着状態になると、図20,図21に示すようにボックス基板9への部品実装の際、ツール4の先端部がボックス基板9の縁に衝突し、ツール4もしくはボックス基板9にダメージを与え、製品破壊が発生するという問題点を有していた。
【0017】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、部品および基板の破壊による製品不良をなくせる部品実装方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の部品実装方法は、部品の吸着保持後、認識手段によって吸着された部品を認識し、部品の吸着位置および吸着角度を検出する。このときツールと部品の位置ずれおよび回転ずれが一定量以上であった場合、部品を一旦仮置きステージに置き認識手段により認識後再吸着を行う。そして、認識手段による部品の認識結果に基づいて実装ヘッドおよび回転手段およびステージを補正移動し、ボックス基板上に部品実装を行う。また、このときの補正量を元にして次部品吸着位置に反映させる機能を有する。
【0019】
また、部品吸着前にツール表面の取り付け位置および角度を検出し、検出されたツール取り付け位置および角度を部品吸着位置に反映させる機能も有している。
【0020】
このような構成によって、部品吸着時には部品の中心とツールの中心ならびにツールの取付け角度と部品の吸着角度が一致する状態で吸着できるため、ツール先端部が部品からはみ出すことが無くなり、ツール先端部とボックス基板の縁の衝突によるツールおよび基板破壊を無くすことができる。そして、部品とツールの中心および角度が一致することにより、部品実装時に超音波エネルギーがロスなく部品に伝達できるため、部品とボックス基板の接合強度が保証され製品不良の発生を防ぐことが可能となる。
【0021】
本発明の請求項1記載の部品実装方法は、実装ヘッドのツールによって部品を吸着し、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出し、検出した前記吸着位置および吸着角度に応じて前記実装ヘッドと実装を受ける基板を相対移動させて前記基板の実装位置に前記部品を押し当て、前記実装ヘッドのホーンから超音波振動を印加して金属拡散によって接合するに際し、ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値の未満のずれ量であった場合には、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して以降の実装動作を実行し、ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値以上のずれ量であった場合には以降の実装動作を停止することを特徴とする。
【0022】
本発明の請求項2記載の部品実装方法は、実装ヘッドのツールによって部品を吸着し、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出し、検出した前記吸着位置および吸着角度に応じて前記実装ヘッドと実装を受ける基板を相対移動させて前記基板の実装位置に前記部品を押し当て、前記実装ヘッドのホーンから超音波振動を印加して金属拡散によって接合するに際し、ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値の未満のずれ量であった場合には、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して以降の実装動作を実行し、ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値以上のずれ量であった場合には前記ツールが吸着した前記部品を廃棄することを特徴とする。
【0023】
本発明の請求項3記載の部品実装方法は、実装ヘッドのツールによって部品を吸着し、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出し、検出した前記吸着位置および吸着角度に応じて前記実装ヘッドと実装を受ける基板を相対移動させて前記基板の実装位置に前記部品を押し当て、前記実装ヘッドのホーンから超音波振動を印加して金属拡散によって接合するに際し、ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値の未満のずれ量であった場合には、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して以降の実装動作を実行し、ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値以上のずれ量であった場合には前記部品を仮置きステージに一旦置き、前記認識手段により部品認識を行って前記仮置きステージの部品を前記ツールで再吸着するとともに、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して実装動作を実行することを特徴とする。
【0025】
本発明の請求項4記載の部品実装方法は、請求項1〜請求項3において、次部品の吸着位置および角度を補正する量を複数回の吸着動作における部品のズレ量および角度の平均値より算出することを特徴とする。
【0026】
本発明の請求項5記載の部品実装方法は、実装ヘッドのツールによって部品を吸着し、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出し、検出した前記吸着位置および吸着角度に応じて前記実装ヘッドと実装を受ける基板を相対移動させて前記基板の実装位置に前記部品を押し当て、前記実装ヘッドのホーンから超音波振動を印加して金属拡散によって接合するに際し、部品の吸着前にツールの交換前と交換後のツール表面の位置および角度の差分を測定しておき、次の部品吸着位置への補正量とすることを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の部品実装方法を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。
なお、部品実装装置の搬送手段ならびに各種アクチュエータなどの機械的な構成は従来例を示す図9ならびに図10と同じであるので、同一の符号を付けて説明する。本発明は実装工程の運転プログラムの構成が従来とは異なっている。
【0029】
(実施の形態1)
図9と図10に示した部品実装装置の構成をブロック図で記載すると、図22に示すようになる。20はメイン処理部14に各種設定ならびに運転モードなどを入力する操作手段である。従来のメイン処理部14の構成の実装プログラムに関する部分が図12に示すように構成されていたのに対して、(実施の形態1)ではこの実装プログラムの一部分が図1に示すように構成されている。
【0030】
この(実施の形態1)のメイン処理部14は、ステップS1では、実装ヘッド2にて部品1を吸着する。
ステップS2では、認識手段6の認識位置に実装ヘッド2を移動させる。
【0031】
ステップS3では、認識手段6で部品1の画像を画像認識部13に入力する。ステップS4では、画像認識部13が前記認識手段6の画像に基づいて部品1の中心位置および吸着角度を検出する。
【0032】
ステップS5では、ツール4の回転中心と部品1の中心との“ずれ量”を算出する。
ステップS6では、ステップS5で算出した“ずれ量”と“設定基準値”とを比較して“ずれ量”の大きさを判定する。
【0033】
ステップS6において、“ずれ量”が“設定基準値”未満の場合には、ステップS7で次のステップ、具体的には、図12におけるステップS4以降のルーチンを実行する。
【0034】
ステップS6において、“ずれ量”が“設定基準値”以上の場合には、ステップS8でそれ以降の実装動作を停止して、具体的には、図12におけるステップS4以降のルーチンを実行しない。
【0035】
このように、ツール4の中心と部品1の中心との“ずれ量”が大きい場合には、ステップS8で設備を自動停止するので、ツール4の先端部とボックス基板9の縁の衝突によるツール4およびボックス基板9の破壊を無くせる。
【0036】
(実施の形態2)
(実施の形態1)では“ずれ量”が“設定基準値”以上の場合には、ステップS8でそれ以降の実装動作を停止したが、この(実施の形態2)では図2に示すように、ステップS6において、“ずれ量”が“設定基準値”以上の場合には、ステップS9を実行して、図3に示す部品廃棄ボックス12上へ実装ヘッド2を移動させる。ここで部品廃棄ボックス12は実装ヘッド2が可動する左右の水平方向の直線上にある任意の位置に固定されている。
【0037】
なお、部品廃棄ボックス12はステージ駆動部19に固定の構成であってもよい。
実装ヘッド2の移動完了後、ステップS10では、部品1を部品廃棄ボックス12へ廃棄する。
【0038】
廃棄完了後、ステップS11では、実装ヘッド2は次の部品の吸着位置に移動し次部品の吸着を行う。
このように構成したため、実装ズレの発生を防ぐと共に設備の稼動を停止させないことにより生産性の低下を防ぐことができる。
【0039】
さらに、あらかじめ設定された回数以上は廃棄動作を行わないようにすれば、設備の異常などによる無駄な廃棄動作を防ぐことができる。
また、部品廃棄の際、整列した位置に廃棄すれば、これを供給部品として再使用することができるため、経済効果も大きい。
【0040】
なお、図2のステップS1〜ステップS7は図1と同じである。
(実施の形態3)
図4は本発明の(実施の形態3)のフローチャートを示し、ステップS1〜ステップS7は(実施の形態1)のステップS1〜ステップS7と同じである。
【0041】
この(実施の形態3)のステップS6において“ずれ量”が“設定基準値”以上であると判定された場合には、ステップS12〜ステップS18を実行してステップS2にリターンするように構成されている点が異なっている。
【0042】
ステップS12では、図5に示す仮置きステージ10上へ実装ヘッド2を移動させる。
ステップS13では、認識手段6が可動できる左右の水平方向の直線上にある任意の位置に固定された前記仮置きステージ10上に部品1を仮置きする。
【0043】
ステップS14では、仮置きステージ10上に認識手段6を移動させる。
なお、仮置きステージ10はステージ駆動部19に固定の構成であってもよい。もしくは、認識手段6が水平方向に平面移動できる構成であってもよい。
【0044】
ステップS15では、仮置きステージ上に置かれた部品1の画像を画像認識部13に入力する。
ステップS16では部品1の現在位置および角度を検出する。
【0045】
ステップS17では、メイン処理部14で実装ヘッド2のツール4と部品1の中心および角度を一致させる補正量を算出し、その補正量をもとにモータ制御部15で実装ヘッド2の位置補正を行う。
【0046】
ステップS18では、ステップS17での位置補正が完了したら、部品1の吸着を行い、再度、ステップS2以降の処理を繰り返す。
この実施の形態では、正しく吸着できなかった部品を一旦、仮置きステージ10の上に置き、再吸着することで、正しい吸着状態にすることができるため、これまでの部品廃棄によるロスを低減させることができる。
【0047】
(実施の形態4)
図6は本発明の(実施の形態4)を示す。
この(実施の形態4)は(実施の形態1)〜(実施の形態3)におけるステップS5とステップS6との間に、ステップS5−a,ステップS5−bを追加したものである。
【0048】
詳しくは、ステップS3で実装ヘッド2が吸着した部品1の画像を認識手段6により画像認識部13に入力し、ステップS4において画像認識部13で部品1の現在位置および角度を検出する。
【0049】
そしてステップS5において、メイン処理部14でツール4と部品1の水平方向左右の位置ずれ量Aと水平方向前後の位置ずれ量Bと角度ずれ量Rとを算出し、ステップS5−aで記憶装置16に記憶する。
【0050】
ステップS5−bでは、位置ずれ量A、位置ずれ量Bと角度ずれ量Rをもとにメイン処理部14で補正量を算出し、算出した補正量をもとに次部品の吸着位置および角度にフィードバックする。
【0051】
この構成によると、部品の吸着位置を常に補正することにより、部品を正しい姿勢で吸着できるため、部品廃棄によるロスを低減でき、吸着位置を正すための無駄な動作を必要としない。
【0052】
(実施の形態5)
図7は本発明の(実施の形態5)を示し、(実施の形態4)のステップS5−bの具体例をステップS5−b1とステップS5−b2を示す。
【0053】
詳しくは、ステップS3で実装ヘッド2が吸着した部品1の画像を認識手段6により画像認識部13に入力し、ステップS4において画像認識部13で部品1の現在位置および角度を検出する。そしてステップS5において、メイン処理部14でツール4と部品1の水平方向左右の位置ずれ量Aと水平方向前後の位置ずれ量Bと角度ずれ量Rとを算出し、ステップS5−aで記憶装置16に記憶する。そしてステップS5−b1では、今回を含むそれまでの複数回の実装工程で記憶装置16に記憶しているツール4と部品1のずれ量A、B、Rの平均をメイン処理部14で算出する。そして、その値をもとにステップS5−b2においてメイン処理部14で補正量を算出し、次部品の吸着位置および角度にフィードバックする。
【0054】
この構成によると、次部品を吸着する際の位置および角度のフィードバック量を複数回の部品吸着時のずれ量を元に算出しているため、フィードバック値の妥当性を向上できる。
【0055】
(実施の形態6)
図8は本発明の(実施の形態6)を示す。
この(実施の形態6)は(実施の形態1)〜(実施の形態5)の何れかを実施するように構成された部品実装装置において、ステップS1に先だって実行されるステップS1−a,ステップS1−b,ステップS1−c,ステップS1−d,ステップS1−e,ステップS1−fのルーチンを実行して、部品吸着前にツール交換前と後のツール表面の位置および角度の差分を測定しておき、次の部品吸着位置への補正量とする。
【0056】
詳しくは、ステップS1−aでは、部品1を吸着していない状態の実装ヘッド2を認識位置へ移動させる。
ステップS1−bでは、認識手段6でツール4の画像を画像認識部13に入力する。
【0057】
ステップS1−cでは、画像認識部13でツール4の中心位置および取り付け角度を検出する。
ステップS1−dでは、メイン処理部14で交換前と後のツール4の中心と角度のずれ量を算出し、これをステップS1−eで記憶装置16に記憶する。
【0058】
ステップS1−fでは、ステップS1−eで記憶装置16に記憶した値をもとに部品吸着位置の補正を行う。
この構成によると、ツール交換後も初回からツールと部品が一致した状態で部品吸着できるため、設備の生産を下げることなく、部品のロスを低減することができる。
【0059】
なお、上記の各実施の形態において、実装ヘッド2と垂直方向にステージ8が移動できることによって部品1をボックス基板9上の任意位置に実装できる構成であってもよい。また、認識手段6は水平方向に実装ヘッド2と互いに直交するような形で前後または左右に移動、もしくは実装ヘッド2が認識手段6の上方まで移動して部品1を認識する構成であってもよい。ツール4の先端部は部品1の外形サイズと同一または小さくてもよい。
【0060】
なお、(実施の形態4)は(実施の形態1)〜(実施の形態3)の一部であったが、(実施の形態1)〜(実施の形態3)の何れかを実施せずに従来の実装工程を示す図12の一部で実施することによっても効果的である。
【0061】
上記の各実施の形態において、実装ヘッド2が実装を受けるボックス基板9の実装位置に移動したが、一方が他方に対して接近離間して移動するだけでなく、ボックス基板9が移動または実装ヘッド2とボックス基板9が移動する両者の相対移動の場合も同様に実施可能である。
【0062】
なお、上記の各実施の形態における基板は、ボックス基板であったが、縁を有していない通常の基板においても同様の効果がある。
【0063】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、部品実装時にツールと部品の位置および再度を常に一致させることによりツールと基板の縁が衝突して起こる基板もしくはツールへのダメージをなくすことができ、製品不良の発生を減少させることができる。超音波接合により実装された部品はリペアしづらく、また高価であるため部品のロスが無くなることによる経済効果は大きい。
【0064】
また、ツールと部品の位置または角度ずれにより発生する部品への超音波エネルギーの伝達ばらつきを防ぐことになり、製品不良の発生を防止する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の(実施の形態1)のフローチャート図
【図2】本発明の(実施の形態2)のフローチャート図
【図3】本発明の(実施の形態2)における部品実装装置の全体を示す斜視図
【図4】本発明の(実施の形態3)のフローチャート図
【図5】本発明の(実施の形態3)における部品実装装置の全体を示す斜視図
【図6】本発明の(実施の形態4)のフローチャート図
【図7】本発明の(実施の形態5)のフローチャート図
【図8】本発明の(実施の形態6)のフローチャート図
【図9】部品実装装置の全体を示す斜視図
【図10】図9の実装部Cの模式図
【図11】ボックス基板の斜視図
【図12】従来の部品実装方法のフローチャート図
【図13】実装される部品の拡大斜視図と底面図
【図14】ツールによる部品への超音波印加時の拡大図
【図15】部品実装時の断面図
【図16】部品の外形サイズがツール先端部の外形サイズよりも小さい場合の側面図と底面図
【図17】部品の外形サイズとツール先端部のサイズが同一で中心と角度が一致した状態の側面図と底面図
【図18】従来の部品実装方法の吸着箇所の一部を示す斜視図
【図19】ツールが部品を吸着した状態を認識手段により画像認識部に画像入力し、表示手段により表示した画面説明図
【図20】従来の部品実装方法の実装箇所の一部を示す斜視図
【図21】従来の部品実装方法の実装箇所の拡大斜視図と断面図
【図22】部品実装装置の制御ブロック図
【符号の説明】
1 部品
2 実装ヘッド
3 ホーン
4 ツール
5 回転手段
6 認識手段
7 表示手段
8 ステージ
9 ボックス基板
10 仮置ステージ
11 バンプ
12 廃棄ボックス
13 画像認識部
14 メイン処理部
15 モータ制御部
16 記憶装置
17 超音波発振器
18 ヘッド駆動装置
19 ステージ駆動装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting method that can be suitably applied to flip chip mounting in which electronic components are directly mounted on a circuit board.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional component mounting method will be described with an example.
In recent years, with the reduction in size and weight of electronic devices and the increase in the frequency of electronic components used in devices, flip chip mounting has been used in which electronic components are directly mounted on a substrate and bonded.
[0003]
In particular, when a micro device such as a SAW filter or a crystal oscillator used for oscillation at a constant frequency is mounted on a package substrate, a bump formed on the device or the package substrate by applying ultrasonic vibration to the device is applied. An ultrasonic bonding flip chip mounting method is often used in which bonding is performed on a package substrate.
[0004]
A conventional example of a method for mounting a SAW filter by ultrasonic bonding will be described with reference to FIGS. 9, 10, 11, and 12.
FIG. 9 shows a component device. The main parts are a supply unit A to which components are supplied, a box substrate transport unit B that receives the mounting of the components, and the components taken out from the supply unit A are mounted on the box substrate. And mounting portion C. Here, the box substrate refers to a substrate whose shape is higher than the mounting surface with respect to the mounting surface. FIG. 11 schematically shows the
[0005]
FIG. 10 is an enlarged schematic view of the mounting portion C of FIG.
The mounting part C includes a
[0006]
The display means 7 is arranged at a position where the operator can visually check the
[0007]
A
[0008]
FIG. 12 is a flowchart showing a conventional semiconductor element component mounting method.
In FIG. 12, in step S1, the
[0009]
In step S <b> 2, the
In step S <b> 3, the
[0010]
In step S4, the suction position and suction angle of the
In step S5, the
[0011]
In step S6, mounting is performed on the mounting position on the
In
[0012]
The tip of the
[0013]
This is because when the tip of the
Specifically, as shown in the side view and the bottom view shown in FIG. 16, the external size of the
[0014]
Therefore, when picking up the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, the center position of the
[0016]
For example, in contrast to the
[0017]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a component mounting method that can eliminate product defects due to destruction of components and boards.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the component mounting method of the present invention recognizes a component sucked by a recognition unit after sucking and holding the component, and detects a suction position and a suction angle of the component. At this time, if the positional deviation and rotational deviation between the tool and the part are equal to or larger than a certain amount, the part is temporarily placed on the temporary placement stage and then re-sucked by the recognition means. Then, the mounting head, the rotating means and the stage are corrected and moved based on the recognition result of the parts by the recognition means, and the parts are mounted on the box substrate. Further, it has a function of reflecting the next component suction position based on the correction amount at this time.
[0019]
In addition, it has a function of detecting the attachment position and angle of the tool surface before picking up the component and reflecting the detected tool attachment position and angle in the component pickup position.
[0020]
With this configuration, when the part is picked up, the center of the part and the center of the tool, and the attachment angle of the tool and the suction angle of the part can be picked up so that the tool tip does not protrude from the part. Tool and substrate destruction due to collision of the edge of the box substrate can be eliminated. Since the center and angle of the component and the tool match, the ultrasonic energy can be transmitted to the component without loss when mounting the component, so that the bonding strength between the component and the box substrate can be guaranteed and product defects can be prevented. Become.
[0021]
In the component mounting method according to the first aspect of the present invention, the component is sucked by the tool of the mounting head, the sucked component is recognized by the recognition unit, the sucking position and the sucking angle are detected, and the detected sucking position and the sucking position are detected. When mounting the mounting head and the board to be mounted according to the angle, pressing the component against the mounting position of the board, applying ultrasonic vibration from the horn of the mounting head and joining by metal diffusion, a tool If the amount of deviation obtained by recognizing the picked-up part by the recognition means is less than the set reference value, the picked- up part is recognized by the recognition means, and the pick-up position and pick-up angle are determined. based on the detected contents, the part of the suction position and angle correction to subsequent mounting operation when the tool after mounting components in the adsorption by the tool to suction holding the component Line, and the amount of deviation the tool is determined by recognition by the recognition unit components adsorbed, characterized in that on stopping the subsequent mounting operation when there was a shift amount equal to or greater than the predetermined reference value.
[0022]
In the component mounting method according to the second aspect of the present invention, the component is picked up by the tool of the mounting head, the picked-up component is recognized by the recognition means, the pick-up position and pick-up angle are detected, and the picked-up position and pick-up detected. When mounting the mounting head and the board to be mounted according to the angle, pressing the component against the mounting position of the board, applying ultrasonic vibration from the horn of the mounting head and joining by metal diffusion, a tool If the amount of deviation obtained by recognizing the picked-up part by the recognition means is less than the set reference value, the picked- up part is recognized by the recognition means, and the pick-up position and pick-up angle are determined. based on the detected contents, the part of the suction position and angle correction to subsequent mounting operation when the tool after mounting components in the adsorption by the tool to suction holding the component And line shift amount of the tool is determined by recognition by the recognition unit components adsorbed is, when was a shift amount greater than the set reference value and discards the part which the tool is adsorbed .
[0023]
In the component mounting method according to
[0025]
The component mounting method according to a fourth aspect of the present invention is the component mounting method according to the first to third aspects, wherein the amount for correcting the suction position and angle of the next component is determined from the average value of the component displacement amount and angle in a plurality of suction operations. It is characterized by calculating.
[0026]
In the component mounting method according to the fifth aspect of the present invention, the component is picked up by the tool of the mounting head, the picked-up component is recognized by the recognition means, the pick-up position and pick-up angle are detected, and the picked-up position and pick-up detected. Relatively moving the mounting head and the substrate to be mounted according to the angle, pressing the component against the mounting position of the substrate, applying ultrasonic vibration from the horn of the mounting head, and joining by metal diffusion, The difference between the position and angle of the tool surface before and after the replacement of the tool is measured before the suction of the tool, and the correction amount to the next component suction position is obtained.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a component mounting method according to the present invention will be described based on specific embodiments.
The mechanical configuration of the conveying means and various actuators of the component mounting apparatus is the same as that in FIGS. 9 and 10 showing the conventional example, and will be described with the same reference numerals. In the present invention, the configuration of the operation program for the mounting process is different from the conventional one.
[0029]
(Embodiment 1)
When the configuration of the component mounting apparatus shown in FIGS. 9 and 10 is described in a block diagram, it is as shown in FIG. Reference numeral 20 denotes an operation means for inputting various settings and operation modes to the
[0030]
The
In step S2, the mounting
[0031]
In step S <b> 3, the image of the
[0032]
In step S5, the “deviation amount” between the rotation center of the
In step S6, the “deviation amount” calculated in step S5 is compared with the “set reference value” to determine the magnitude of the “deviation amount”.
[0033]
If the “deviation amount” is less than the “set reference value” in step S6, the next step in step S7, specifically, the routine after step S4 in FIG. 12 is executed.
[0034]
If the “deviation amount” is equal to or greater than the “set reference value” in step S6, the subsequent mounting operation is stopped in step S8, and specifically, the routine after step S4 in FIG. 12 is not executed.
[0035]
As described above, when the “deviation amount” between the center of the
[0036]
(Embodiment 2)
In (Embodiment 1), when the “deviation amount” is greater than or equal to the “set reference value”, the subsequent mounting operation is stopped in step S8. In this (Embodiment 2), as shown in FIG. In step S6, if the “deviation amount” is equal to or greater than the “set reference value”, step S9 is executed to move the mounting
[0037]
The
After the movement of the mounting
[0038]
After the completion of disposal, in step S11, the mounting
Since it comprised in this way, the fall of productivity can be prevented by preventing generation | occurrence | production of mounting misalignment and not stopping operation | movement of an installation.
[0039]
Furthermore, if the discarding operation is not performed more than a preset number of times, it is possible to prevent a wasteful discarding operation due to equipment abnormality or the like.
In addition, when the parts are discarded, if they are disposed in the aligned position, they can be reused as supply parts, so the economic effect is great.
[0040]
Note that steps S1 to S7 in FIG. 2 are the same as those in FIG.
(Embodiment 3)
FIG. 4 shows a flowchart of (Embodiment 3) of the present invention, and Steps S1 to S7 are the same as Steps S1 to S7 of (Embodiment 1).
[0041]
If it is determined in step S6 of this (Embodiment 3) that the “deviation amount” is greater than or equal to the “set reference value”, steps S12 to S18 are executed, and the process returns to step S2. Is different.
[0042]
In step S12, the mounting
In step S13, the
[0043]
In step S <b> 14, the
The
[0044]
In step S <b> 15, the image of the
In step S16, the current position and angle of the
[0045]
In step S17, the
[0046]
In step S18, when the position correction in step S17 is completed, the
In this embodiment, the parts that could not be properly picked up are temporarily placed on the
[0047]
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows (Embodiment 4) of the present invention.
This (Embodiment 4) is obtained by adding Step S5-a and Step S5-b between Step S5 and Step S6 in (Embodiment 1) to (Embodiment 3).
[0048]
Specifically, the image of the
[0049]
In step S5, the
[0050]
In step S5-b, the
[0051]
According to this configuration, by always correcting the suction position of the component, the component can be sucked in a correct posture, so that loss due to component disposal can be reduced and no wasteful operation for correcting the suction position is required.
[0052]
(Embodiment 5)
FIG. 7 shows (Embodiment 5) of the present invention, and shows a specific example of Step S5-b of (Embodiment 4), Step S5-b1 and Step S5-b2.
[0053]
Specifically, the image of the
[0054]
According to this configuration, since the feedback amount of the position and angle at the time of sucking the next part is calculated based on the deviation amount at the time of picking up a plurality of parts, the validity of the feedback value can be improved.
[0055]
(Embodiment 6)
FIG. 8 shows (Embodiment 6) of the present invention.
This (Embodiment 6) is a step S1-a, which is executed prior to Step S1, in the component mounting apparatus configured to implement any of (Embodiment 1) to (Embodiment 5). Steps S1-b, Step S1-c, Step S1-d, Step S1-e, and Step S1-f are executed to measure the difference between the position and angle of the tool surface before and after tool replacement before picking up parts. A correction amount to the next component suction position is set.
[0056]
Specifically, in step S1-a, the mounting
In step S <b> 1-b, the image of the
[0057]
In step S1-c, the
In step S1-d, the
[0058]
In step S1-f, the component suction position is corrected based on the value stored in the
According to this configuration, since the component can be picked up in the state where the tool and the component match from the first time after the tool is replaced, the loss of the component can be reduced without reducing the production of the equipment.
[0059]
In each of the above-described embodiments, the
[0060]
Note that (Embodiment 4) is a part of (Embodiment 1) to (Embodiment 3), but does not implement any of (Embodiment 1) to (Embodiment 3). It is also effective to carry out part of FIG. 12 showing the conventional mounting process.
[0061]
In each of the above embodiments, the mounting
[0062]
In addition, although the board | substrate in each said embodiment was a box board | substrate, there exists the same effect also in the normal board | substrate which does not have an edge.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the damage to the substrate or the tool caused by the collision of the edge of the tool and the board by always matching the position of the tool and the part at the time of component mounting, and again. Generation can be reduced. Parts mounted by ultrasonic bonding are difficult to repair and are expensive, so there is a great economic effect due to the loss of parts.
[0064]
In addition, it is possible to prevent variation in transmission of ultrasonic energy to the component caused by the position or angle shift between the tool and the component, and also has an effect of preventing the occurrence of product defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of (Embodiment 1) of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of (Embodiment 2) of the present invention. FIG. 3 is a diagram of a component mounting apparatus according to (Embodiment 2) of the present invention. FIG. 4 is a flowchart of (Embodiment 3) of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the entire component mounting apparatus according to (Embodiment 3) of the present invention. FIG. 7 is a flowchart of (Embodiment 5) of the present invention. FIG. 8 is a flowchart of (Embodiment 6) of the present invention. FIG. 10 is a schematic view of the mounting portion C in FIG. 9. FIG. 11 is a perspective view of a box substrate. FIG. 12 is a flowchart of a conventional component mounting method. Figure and bottom view [Figure 14] Ultrasound on the part by tool Fig. 15 is a cross-sectional view when mounting the component. Fig. 16 is a side view and bottom view when the external size of the component is smaller than the external size of the tool tip. Fig. 17 is the external size of the component and the tool. FIG. 18 is a perspective view showing a part of a suction portion of a conventional component mounting method. FIG. 19 is a state in which a tool sucks a component. FIG. 20 is a perspective view showing a part of a mounting part of a conventional component mounting method. FIG. 21 is a mounting of a conventional component mounting method. Enlarged perspective view and cross-sectional view of the part [FIG. 22] Control block diagram of the component mounting apparatus [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値の未満のずれ量であった場合には、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して以降の実装動作を実行し、
ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値以上のずれ量であった場合には以降の実装動作を停止する
部品実装方法。A component is picked up by a tool of the mounting head, the picked-up component is recognized by a recognition means to detect a pick-up position and pick-up angle, and a board that receives the mounting head and mounting according to the picked-up pick-up position and pick-up angle is detected. Relatively moving and pressing the component against the mounting position of the board, applying ultrasonic vibration from the horn of the mounting head and joining by metal diffusion,
When the amount of deviation obtained by recognizing the component picked up by the tool is less than the set reference value, the picked- up component is recognized by the recognizing unit, and the picking position and the picking angle are detected. Based on the detected content, correct the suction position and angle of the component when the tool holds and holds the component after mounting the component being sucked by the tool, and execute the subsequent mounting operation.
A component mounting method in which a subsequent mounting operation is stopped when a shift amount obtained by recognizing a component picked up by a tool by the recognition means is a shift amount equal to or larger than a set reference value.
ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値の未満のずれ量であった場合には、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して以降の実装動作を実行し、
ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値以上のずれ量であった場合には前記ツールが吸着した前記部品を廃棄する
部品実装方法。A component is picked up by a tool of the mounting head, the picked-up component is recognized by a recognition means to detect a pick-up position and pick-up angle, and a board that receives the mounting head and mounting according to the picked-up pick-up position and pick-up angle is detected. Relatively moving and pressing the component against the mounting position of the board, applying ultrasonic vibration from the horn of the mounting head and joining by metal diffusion,
When the amount of deviation obtained by recognizing the component picked up by the tool is less than the set reference value, the picked- up component is recognized by the recognizing unit, and the picking position and the picking angle are detected. Based on the detected content, correct the suction position and angle of the component when the tool holds and holds the component after mounting the component being sucked by the tool, and execute the subsequent mounting operation.
A component mounting method for discarding the component adsorbed by the tool when a deviation amount obtained by recognizing the component adsorbed by the tool by the recognition means is a deviation amount equal to or larger than a set reference value.
ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値の未満のずれ量であった場合には、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して以降の実装動作を実行し、
ツールが吸着した部品を前記認識手段で認識して求めたずれ量が、設定基準値以上のずれ量であった場合には前記部品を仮置きステージに一旦置き、前記認識手段により部品認識を行って前記仮置きステージの部品を前記ツールで再吸着するとともに、吸着された部品を認識手段によって認識して吸着位置および吸着角度を検出した内容に基づいて、ツールによって吸着中の部品を実装後にツールが部品を吸着保持するときの部品の吸着位置および角度を補正して実装動作を実行する
部品実装方法。A component is picked up by a tool of the mounting head, the picked-up component is recognized by a recognition means to detect a pick-up position and pick-up angle, and a board that receives the mounting head and mounting according to the picked-up pick-up position and pick-up angle is detected. Relatively moving and pressing the component against the mounting position of the board, applying ultrasonic vibration from the horn of the mounting head and joining by metal diffusion,
When the amount of deviation obtained by recognizing the component picked up by the tool is less than the set reference value, the picked- up component is recognized by the recognizing unit, and the picking position and the picking angle are detected. Based on the detected content, correct the suction position and angle of the component when the tool holds and holds the component after mounting the component being sucked by the tool, and execute the subsequent mounting operation.
If the amount of deviation obtained by recognizing the component picked up by the tool is greater than the set reference value, the component is temporarily placed on the temporary placement stage and recognized by the recognition unit. Then, the component on the temporary placement stage is re-sucked by the tool, and the tool is mounted after the component being suctioned is mounted by the tool based on the content of the suction part and the suction position and the suction angle detected by the recognition means. A component mounting method for performing mounting operation by correcting the suction position and angle of a component when the component holds the component by suction .
請求項1〜請求項3のいずれかに記載の部品実装方法。The amount for correcting the suction position and angle of the next part is calculated from the average value of the part shift amount and angle in multiple picking operations.
The component mounting method according to claim 1 .
部品の吸着前にツールの交換前と交換後のツール表面の位置および角度の差分を測定しておき、次の部品吸着位置への補正量とするMeasure the difference between the position and angle of the tool surface before and after tool replacement before picking up the part, and use it as the correction amount to the next part pick-up position.
部品実装方法。Component mounting method.
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