DE19835876A1

DE19835876A1 - Vorrichtung und Verfahren für das Montieren elektronischer Komponenten

Info

Publication number: DE19835876A1
Application number: DE19835876A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Shiota
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 1999-02-18
Also published as: US6101709A; JP3596243B2; KR19990023439A; JPH1154994A; KR100389755B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Montieren elektronischer Komponen ten vielfältiger Art auf einem Substrat mit hoher Geschwin digkeit.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Vorrichtungen für die Montage werden allgemein in zwei Kate gorien eingeteilt, eine Vorrichtung mit drehbarem Kopf (nachfolgend als "Drehkopftyp" bezeichnet), wie dies in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. H04- 94199 etc. beschrieben wurde, und eine Vorrichtung mit X-Y Tisch (nachfolgend als "X-Y-Tischtyp" bezeichnet), wie dies in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. H03-289197 etc. beschrieben ist.

Der Drehkopftyp ist durch den schnellsten Betrieb gekenn zeichnet, da er nacheinander elektronische Komponenten in einer Teilezuführvorrichtung auf ein Substrat auf einem X-Y-Tisch setzt, während er eine Vielzahl von Transferköpfen um einen Drehkopf dreht. Der X-Y-Tischtyp montiert elektronische Teile in einer Teilezuführvorrichtung auf ein Substrat, wäh rend er einen Transferkopf horizontal in X und Y Richtungen bewegt, und er hat den Vorteil, daß er elektronische Kompo nenten unterschiedlicher Art in einer breiten Vielfalt von Formen und Abmessungen auf das Substrat montieren kann, und daß seine Struktur einfacher und kostengünstiger als beim Drehkopftyp ist. Der X-Y-Tischtyp leidet jedoch an einer geringen Produktivität, da seine Montagegeschwindigkeit we sentlich kleiner als beim Drehkopftyp ist.

Andererseits hat der Drehkopftyp, da er den Transferkopf antreibt, so daß sich dieser nach oben und unten bewegt, während er ihn um den Drehkopf und die Teilezuführvorrichtung dreht, um eine Bewegung mit hoher Geschwindigkeit auf einen vorbestimmten Aufnahmeort hin zu wiederholen, viele Probleme, wie eine übermäßige Vibration und einen Lärm in der gesamten Vorrichtung, er unterliegt leicht wiederholten Montagefeh lern, beispielsweise Aufnahmefehlern und Abgabefehlern der elektronischen Komponenten, und er weist eine komplizierte Struktur auf, was die Vorrichtung kostspielig macht und eine große Menge Wartungsarbeiten erfordert.

Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Montage elektroni scher Komponenten mit hoher Geschwindigkeit und hoher Zuver lässigkeit zu schaffen, um die Probleme der Drehkopftypvor richtung und der X-Y-Tischtyp-Vorrichtung zu vermeiden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es werden ein Verfahren für die Montage elektronischer Kompo nenten und eine Vorrichtung für die Implementierung des Ver fahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geliefert. Die Vor richtung umfaßt eine Bewegungsschiene für das Vor- und Zu rückbewegen eines Substrats, eine Vielzahl von Teilezuführ vorrichtungen, die entlang einer Seite der Bewegungsschiene angeordnet sind, eine Vielzahl von Transferkopfführungsschie nen, die in einer Richtung rechtwinklig zu einer Bewegungs richtung des Substrats auf der Bewegungsschiene installiert sind, und eine Vielzahl von Transferköpfen, die an jeder der Transferkopfführungsschienen befestigt sind, für das Aufneh men, Transportieren und Montieren der elektronischen Kompo nenten von der Teilezuführvorrichtung auf dem Substrat, wäh rend sie sich entlang der Transferkopfführungsschienen bewe gen, wobei die Bewegungsschiene das Substrat wiederholt ge radlinig vor- und zurück bewegt, wobei die Transferköpfe die elektronischen Komponenten mit hoher Geschwindigkeit auf das Substrat setzen, wenn sie sich geradlinig zwischen der Teile zuführvorrichtung und dem Substrat in einer Richtung recht winklig zur Bewegungsschiene bewegen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung für das Montieren elektronischer Komponenten gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf die Vorrichtung;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung;

Fig. 4 ist eine vergrößerte Aufsicht auf einen Teil der Vor richtung;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Transferkopfes der Vorrichtung;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems für die Vorrichtung;

Fig. 7 bis 11 sind Diagramme, die Positionsbeziehungen zwischen Düsen, einem Substrat und Teilezuführvorrichtungen der Vorrichtung zeigen;

Fig. 12 ist eine Aufsicht auf eine elektronische Komponenten versorgungseinheit, die in der Vorrichtung für das Montieren elektronischer Komponenten gemäß einer zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 13 ist eine Vorderansicht der elektronischen Komponen tenversorgungseinheit der Fig. 12.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN ERSTE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM

Zuerst wird eine Struktur einer Vorrichtung für das Montieren elektronischer Komponenten einer ersten Ausführungsform die ser Erfindung nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. In Fig. 1 sind ein Paar Bewegungsschienen 2 in Form einer Schienenspur auf einer oberen zentralen Oberfläche einer Basis 1 montiert. Die Bewegungsschienen 2 umfassen eine Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einen Linearmotor und eine Vorschubspindel für die geradlinige Bewegung eines Substrats 3, das auf ihnen plaziert ist, in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung.

Die Basis 1 ist mit Untergestellen 10 an beiden Seiten verse hen. Jedes der Untergestelle 10 ist mit einer Vielzahl von Teilezuführvorrichtungen 11 versehen, die parallel zur Bewe gungsrichtung des Substrats 3 entlang der Bewegungsschienen 2 ausgerichtet sind. Die Teilezuführvorrichtung 11 wird durch eine Bandzuführvorrichtung gebildet. Bei der Beschreibung der Erfindung definiert die Bewegungsrichtung des Substrats 3 entlang den Bewegungsschienen 2 eine X-Richtung, und eine Richtung rechtwinklig dazu definiert eine Y-Richtung. Das heißt, eine Anzahl von Teilezuführvorrichtungen sind in X-Richtung ausgerichtet. Das Untergestell 10 ist mit Fußrollen 12 für die Beweglichkeit auf einem Boden ausgerüstet. Das Untergestell 10, das mit den Teilezuführvorrichtungen 11 als Ganzes versehen ist, umfaßt eine elektronische Komponenten versorgungseinheit 13.

Es wird als nächstes eine Transferkopfstruktur beschrieben. Arme 21 sind oberhalb der Basis 1 parallel zu den Bewegungs schienen 2 vorgesehen. Die beiden Arme 21 sind so positio niert, daß die Bewegungsschienen 2 zwischen ihnen plaziert sind, und es sind eine Vielzahl von Transferkopfführungs schienen 22 in Form von Schienenspuren auf den Armen 21 in stalliert. Die Transferkopfführungsschienen 22 sind entlang der X-Richtung im Abstand zueinander angeordnet, wobei sich ihre Längsseiten entlang einer Richtung (Y-Richtung) recht winklig zur Bewegungsrichtung X der Bewegungsschienen 2 er strecken. Jeder der Transferkopfführungsschienen 22 ist mit einer Vielzahl von Transferköpfen 30 ausgerüstet (zwei Sätze im Beispiel dieser Ausführungsform). Für eine deutlichere Darstellung sind in Fig. 1 Teile des Arms 21 und der Füh rungsschienen 22 entweder weggeschnitten oder weggelassen worden.

In den Fig. 2, 3 und 4 sind ein Abstand P1 der Teilezu führvorrichtungen 11 (und somit der Aufnahmepositionen der elektronischen Teile in den Teilezuführvorrichtungen 11) und ein Abstand P2 der Transferkopfführungsschienen 22 gleich ausgebildet. Ein Abstand P3 der Düsen 31 auf den Transferköp fen 30, die auf jeder der angrenzenden Transferkopfführungs schienen 22 entlang der Bewegungsrichtung (X-Richtung) des Substrats 3 durch die Bewegungsschienen 2 angeordnet ist, ist ebenfalls gleich dem Abstand P1 der Aufnahmepositionen der elektronischen Teile in den Teilezuführvorrichtungen 11.

Die Transferkopfführungsschiene 22 und der Transferkopf 30 bilden zusammen einen Linearmotor, und der Transferkopf 30 bewegt sich zwischen der Teilezuführvorrichtung 11 und dem Substrat 3 entlang der Transferkopfführungsschiene 22 in der Y-Richtung, die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung (X-Rich tung) des Substrats 3 entlang der Bewegungsschienen 2 ver läuft. Es gibt außer dem Linearmotor andere Vorrichtungen, wie beispielsweise Vorschubspindeln, für die Bewegung des Transferkopfes 30 entlang den Transferkopfführungsschienen 22, aber eine Darstellung und Beschreibung erfolgen hier nicht, da sie aus dem Stand der Technik wohl bekannt sind.

In Fig. 5 umfaßt der Transferkopf 30 die Düse 31 für ein Vakuumansaugen der elektronischen Komponenten C, die in der Teilezuführvorrichtung 11 (in Fig. 3) gelagert sind, eine vertikale Verschiebevorrichtung 32 für das Bewegen der Düse 31 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung, eine Rotationsvorrich tung 33 für das Rotieren der Düse 31 um ihre Achse und eine Ansteuervorrichtung 35, um sie anzusteuern. Ein hinterer Teil der Antriebsvorrichtung 35 ist an einem Gleitstück 36 mon tiert, das wiederum verschiebbar auf der Transferkopffüh rungsschiene 22 montiert ist, so daß es frei gleiten kann. Die zwei Transferköpfe 30, die Seite an Seite in Fig. 5 ge zeigt sind, sind in Y-Richtung entlang der Transferkopffüh rungsschiene 22 unabhängig voneinander frei bewegbar.

Es wird nun eine Vorrichtung für das Erkennen der elektroni schen Komponenten beschrieben. In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine erste Kameraführungsschiene 41 zwischen der Bewegungs schiene 2 und der Teilezuführvorrichtung 11 parallel zur Bewegungsschiene 2 plaziert. Eine erste Kamera 42 bewegt sich entlang der ersten Kameraführungsschiene 41 in X-Richtung. Ein Linearmotor oder ein Vorschubspindelmechanismus können als Bewegungsstruktur für das Bewegen der ersten Kamera 42 verwendet werden. Die erste Kamera 42 erkennt die elektroni sche Komponente C, die durch ein Saugen an einem unteren Ende der Düse 31 unterhalb dieser gehalten wird.

Eine zweite Kameraführungsschiene 51 ist parallel mit und in derselben Höhe wie die Transferkopfführungsschiene 22 instal liert, wie das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die zwei ten Kameras 52 sind auf der zweiten Kameraführungsschiene 51 montiert. Während sich die beiden Kameras entlang der zweiten Kameraführungsschiene 51 in der Y-Richtung bewegen, erkennt jede der beiden zweiten Kameras 52 einzeln zwei Positionsi dentifikationsmarkierungen, einen A-Punkt 53 und einen B-Punkt 54 auf dem Substrat 3, das auf der Bewegungsschiene 2 bewegt wird. Ein Linearmotor oder ein Vorschubspindelmecha nismus können als Bewegungsstruktur für das Bewegen jeder der zweiten Kameras 52 verwendet werden. Eine präzise Position des Substrats 3 wird in Folge des Erkennens des A-Punktes 53 und des B-Punktes 54 erhalten, da diese auf einer Diagonalli nie einer oberen Oberfläche des Substrats 3 markiert sind.

Als nächstes wird ein Steuersystem unter Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Eine Steuereinheit 60 ist mit Elementkomponenten verbunden, wie das nachfolgend beschrieben werden wird. Eine Speichereinheit 61 speichert Daten, wie Belastungsdaten für die elektronischen Komponenten, Programmdaten, etc. Eine Bewegungsschienenantriebseinheit 2A, eine Transferkopffüh rungsschienenantriebseinheit 22A, eine vertikale Verschiebe vorrichtungsantriebseinheit 32A, eine Rotationsvorrichtungs antriebseinheit 33A, eine erste Kameraführungsschienenan triebseinheit 41A und eine zweite Kameraführungsschienenan triebseinheit 51A steuern einzeln die Bewegung über die Bewe gungsschienen 2, die Transferkopfführungsschienen 22, die vertikale Verschiebevorrichtung 32, die Rotationsvorrichtung 33, die ersten Kameraführungsschienen 41 beziehungsweise die zweiten Kameraführungsschienen 51. Auch eine erste Bilderken nungseinheit 62 und eine zweite Bilderkennungseinheit 63 unterscheiden Bilddaten, die durch die erste Kamera 42 bezie hungsweise die zweite Kamera 52 eingegeben werden. Die Steu ereinheit 60 liest die Daten der Speichereinheit 61, führt die notwendigen Berechnungen durch und steuert jede der oben angegebenen Ansteuereinheiten.

Die Vorrichtung für das Montieren elektronischer Komponenten dieser Ausführungsform ist wie oben beschrieben konstruiert.

Ein Verfahren für das Montieren elektronischer Komponenten wird nun unter Bezug auf die Fig. 7 bis 11 und die Tabelle 1 beschrieben. Es wird ein x,y-Koordinatensystem für die Vorrichtung und ein X,Y-Koordinatensystem auf dem Substrat 3 verwendet. Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der Absetzdaten der elektronischen Komponenten. In Tabelle 1 stellen die Zahlen 1 bis n in einer ersten Spalte eine Reihenfolge des Absetzens der elektronischen Komponenten auf dem Substrat 3 dar, und die Kennzeichnungen Q1 bis Qn in einer zweiten Spalte stellen die Absetzpunkte auf dem Substrat dar, auf die die elektroni schen Komponenten abgesetzt werden, und Koordinaten dieser Absetzpunkte werden durch die X und Y Koordinaten in einem Koordinatensystem auf dem Substrat 3 definiert, wobei der B-Punkt 54 als Ursprung dient, wie das in einer dritten Spalte gezeigt ist. Die Kennzeichnungen C1 bis C11 in einer vierten Spalte stellen die Arten der elektronischen Komponenten dar, und sieben von ihnen sollen in diesem Beispiel auf den Ab setzpunkten Q1 bis Qn auf dem Substrat abgesetzt werden. Montagepositionen in einer fünften Spalte sind X-Koordinaten der Düsen für die Teilezuführvorrichtungen, die mit den elek tronischen Komponenten C1 bis C11 ausgerüstet sind; eine Substratposition in einer sechsten Spalte ist eine Position des Substrats 3 (eine in Fig. 7 gezeigte Position), die durch eine X-Koordinate im Koordinatensystem der Vorrichtung ausge drückt wird, wenn das Absetzens der elektronischen Komponen ten, nachdem die Erkennung des A-Punktes 53 und des B-Punktes 54 mit der zweiten Kamera erfolgt ist, beginnt; eine Bewe gungsgröße in der siebten Spalte ist eine Distanz, um die sich das Substrat 3 in der X-Richtung für das Absetzen einer vorbestimmten elektronischen Komponente bewegen muß; und eine Bewegungszeit in einer achten Spalte ist eine Zeit (in Sekun den), die für die Größe der Bewegung benötigt wird. Als näch stes wird ein Verfahren zur Ausführung der Absetzdaten in Tabelle 1 beschrieben.

TABELLE 1

Vor dem Montieren der elektronischen Teile auf dem Substrat 3, wird eine Position des Substrats 3 folgendermaßen verifi ziert. In Fig. 1 und Fig. 2 erkennt eine der zweiten Kameras 52 (in Fig. 2) den A-Punkt 53, wenn der A-Punkt 53 unter einen Bewegungspfad der zweiten Kamera 52 gelangt, wenn das Substrat 3 entlang seiner Bewegungsschiene 2 bewegt wird.

Die andere zweite Kamera 52 (in Fig. 2) erkennt den B-Punkt 54, wenn der B-Punkt 54 unter einen Bewegungsweg der zweiten Kamera 52 gelangt, wenn das Substrat 3 weiter bewegt wird. Dann berechnet die Steuereinheit 60 (in Fig. 6) die Position des Substrates 3 gemäß den beiden erkannten Ergebnissen. Fig. 7 zeigt die Situation in diesem Moment. Außerdem ist die Zeit, in welcher das Substrat 3 auf der Bewegungsschiene 2 bewegt wird, im voraus auf der Basis des Programms bekannt, und somit werden die beiden zweiten Kameras 52 entlang der zweiten Kameraführungsschienen 51 vorher bewegt, um an den Positionen des A-Punktes 53 und des B-Punktes 54 jeweils auf der Y-Koordinate zu verharren, bevor der A-Punkt 53 und der B-Punkt 54 unterhalb die Kameras 52 gelangen. Auf diese Weise können die zweiten Kameras den A-Punkt 53 und den B-Punkt 54 sofort aufnehmen, wenn sie sich zu den Positionen auf der X-Koordinate bewegen, wo die Kameras angeordnet sind. In den Fig. 7 bis 10 sind die Punkte die durch A (xA, yA) und B (xB, yB) gezeigt sind, Koordinatenpositionen des A-Punktes 53 beziehungsweise des B-Punktes 54, und die Punkte, die durch Q1(x1,y1), Q2(x2,y2), Q3(x3,y3), . . .,Qn(xn,yn) gezeigt sind, sind Koordinatenpositionen einzelner Absetzpunkte, und alle diese zeigen Koordinatenpositionen in der Vorrichtung an.

Wie beschrieben wurde, so bewegt sich jeder der Transferköpfe 30 auf jedem der Transferkopfführungsschienen 22 zu einer oberen Seite der Teilezuführvorrichtung 11, während die zwei ten Kameras 52 die Position des Substrats 3 erkennen. Nachdem die Düsen 31 die elektronischen Komponenten an diesen Punkten durch ein Vakuumsaugen ergriffen haben, bewegen sich die Transferköpfe 30 jeweils zu den vorbestimmten Positionen y1, y2, y3, . . .,yn auf der Y-Koordinate, und verharren dort, bis das Substrat 3 transportiert wird. Fig. 7 zeigt die Situation in diesem Moment. Die Düsen 31 sind durch die Bezeichnungen 311, 312, 313 und so weiter in der Reihenfolge des Absetzens der elektronischen Komponenten markiert, und die Düsen 31, die mit schwarzen Punkten markiert sind, sind diejenigen, die die elektronischen Komponenten durch Vakuumsaugen halten. Beispielsweise befindet sich die Düse 311, die durch einen schwarzen Punkt gezeigt ist, als erste in der Absetzreihen folge und im Verharren in diesem Zustand am Absetzpunkt Q1(x1,y1), während sie eine elektronische Komponente C9 durch ein Vakuumsaugen hält. Ebenso ist die Düse 312, die durch einen anderen schwarzen Punkt gezeigt ist, die zweite in der Absetzreihenfolge und im Verharrungszustand am Absetzpunkt Q2(x2,y2), während sie eine elektronische Komponente C1 durch Vakuumsaugen hält. Mit Pfeilen versehene Linien, die durch XL1, XL2, XL3 und so weiter bezeichnet sind, sind Größen der Bewegung in X-Richtung, um die entsprechenden Absetzpunkte Q1, Q2, Q3 und so weiter zu Positionen direkt unterhalb der Düsen 31 zu bewegen, die die elektronischen Komponenten C durch das Vakuumsaugen halten.

Weiterhin ist eine gestrichelte Linie n0 in Fig. 7 eine Bewe gungslinie der zweiten Kameras 52 in der Y-Richtung und ihre Koordinate beträgt xc. Gestrichelte Linien n1 bis n11 sind Bewegungslinien der Düsen 31 auf den jeweiligen Transferköp fen 30 in Y-Richtung und ihre Koordinaten sind xc1, xc2 und so weiter. Die Düsen 31 (das sind 311, 312, 313 etc.) bewegen sich in Y-Richtung entlang der Bewegungslinien n1 bis n11, um die elektronischen Komponenten C1 bis C11 aus der Teilezu führvorrichtung 11, die auf diesen Bewegungslinien n1 bis n11 angeordnet sind, aufzunehmen, sich dann auf die Absetzpunkte Q1, Q2, Q3 etc. oberhalb des Substrates 3 zu bewegen, zu verharren und sie dann abzusetzen.

In Fig. 7 wird das Substrat 3 mit einer Bewegungsgröße XL1 vorwärts bewegt, um die elektronische Komponente C9, die durch die Düse 311 mit dem Vakuumsaugen gehalten wird, auf dem vorbestimmten Koordinatenposition von Q1(x1, y1) als erstes in der Absetzreihenfolge abzusetzen. Wenn eine Positi on des Substrates 3 in der X-Koordinate (Fig. 7) als xB0 bezeichnet ist, wenn die zweite Kamera 52 den B-Punkt 54 vor der Bewegung des Substrats unterschieden hat, und die nächste Position des Substrats 3 in der X-Koordinate nach der Bewe gung (in Fig. 8) als xB1 bezeichnet wird, so ist XL1 gleich xB1-xB0 (Tabelle 1). Die erste elektronische Komponente C9 wird auf dem Absetzpunkt Q1(x1, y1) abgesetzt, indem die Düse 311 vertikal zu dieser Position verschoben wird. Hier erhält man die Größe der Bewegung (xB1-xB0) leicht aus einer Di stanz zwischen der Position der Düse 311 und der Position des Absetzpunktes Q1, die beide auf der X-Koordinate liegen.

Nachdem die erste elektronische Komponente C9 auf dem Absetz punkt Q1 (x1, y1) wie oben beschrieben abgesetzt wurde, wird eine andere elektronische Komponente C1, die mit dem Vakuum saugen durch die zweite Düse 312 gehalten wird, auf dem Ab setzpunkt Q2 (x2, y2) abgesetzt. In diesem Fall bewegt sich, da sich das Substrat 3 schon von der Position in Fig. 7 zu Position xB1 in Fig. 8 bewegt hat, der Absetzpunkt Q2(x2,y2) zu einer Position unterhalb der zweiten Düse 312, wenn das Substrat 3 durch eine Bewegungsgröße (xB2-xB1) in X-Rich tung bewegt wird. Fig. 9 zeigt die Situation in diesem Mo ment. Die elektronische Komponente C1 wird dann auf den Ab setzpunkt Q2 durch das Verschieben der Düse 312 in vertikaler Richtung in diese Position abgesetzt.

Eine dritte elektronische Komponente C6, die durch die dritte Düse 312 gehalten wird, wird auch auf dem Absetzpunkt Q3 (in Fig. 10) abgesetzt, indem das Substrat 3 in der X-Richtung um eine Bewegungsgröße (xB3-xB2) bewegt wird. Eine vierte elektronische Komponente und der Rest der elektronischen Komponenten C10, C5, C4 und so weiter werden ebenfalls auf dieselbe Weise auf die Absetzpunkte Q4, Q5, Q6 etc. durch Verschieben der Düsen 314, 315, 316 etc. in vertikaler Rich tung abgesetzt, wie die Absetzpunkte Q4, Q5, Q6 und so weiter in aufeinanderfolgender Reihenfolge zu Positionen unter den Düsen 314, 315, 316 etc. bewegt werden, indem das Substrat 3 in X-Richtung durch Bewegungsgrößen (xB4-xB3), (xB5-xB4), (xB6-xB5) und so weiter nacheinander bewegt wird.

Das Absetzprogramm für das Absetzen der elektronischen Kompo nenten auf dem Substrat 3 wird so bestimmt, daß eine Summe der Bewegungszeiten t = t1 + t2 + . . . + tn (in Tabelle 1) so klein wie möglich gemacht wird. Übrigens stellen die erste elektronische Komponente C9 und die siebte elektronische Komponente C9 die gleiche Art von Komponenten dar, die in einer der Teilezuführvorrichtungen 11 in diesem Beispiel der Tabelle 1 gelagert sind, so daß sie von derselben Düse 311 einer der Transferköpfe 30 abgesetzt wird. Somit muß eine Zeitgrenze für die Transferköpfe 30, bevor sie die siebte elektronische Komponente C9 auf dem Substrat 3 absetzen, nachdem sie die erste elektronische Komponenten C9 auf dem Substrat 3 abgesetzt haben, t1 + t2 +. . .+t7 betragen. Somit ist es vorteilhaft, wenn der Transferkopf 30 die siebte elek tronische Komponente C9 mit der Vakuumsaugung ergreift und innerhalb dieser Zeitgrenze auf das Substrat 3 wartet. Anson sten nimmt die Montageleistung durch eine Wartezeit auf das Substrat 3 ab. Aus diesem Grund wird das Absetzprogramm so bestimmt, daß es eine solche Wartezeit möglichst vermeidet.

Andererseits gibt es oft Fälle, bei denen die elektronische Komponente, die durch die Vakuumsaugung am unteren Ende der Düse 31 gehalten wird, aus der Position in den X, Y und θ Richtungen geschoben wird, wenn die Düse 31 des Transferkop fes 30 die elektronische Komponente aus der Teilezuführvor richtung 11 aufnimmt und sich dann auf die vorbestimmte Posi tion in der Y-Koordinate bewegt. Somit erkennt die erste Kamera 42 die elektronische Komponente während der Bewegung der Düse 31 des Transferkopfes 30 zur vorbestimmten Position in der Y-Koordinate, nachdem die elektronische Komponente von der Teilezuführvorrichtung 11 aufgenommen wurde, wie das im folgenden beschrieben wird.

In Fig. 1 und Fig. 2 bewegt sich die erste Kamera 42 zur Unterseite der elektronischen Komponente, die durch die Düse 31 gehalten wird, und erkennt jegliche Verschiebung in den X, Y und θ Richtungen. Dann wird die Verschiebung in der X-Rich tung durch das Einstellen der Bewegungsgröße des Substrats 3 in X-Richtung korrigiert, die Verschiebung in der Y-Richtung wird durch das Einstellen der Bewegungsgröße des Transferkop fes 30 in Y-Richtung korrigiert, und die Verschiebung in der θ-Richtung wird durch das Drehen der Düse 31 um θ Grad mit der Rotationsvorrichtung 33 (Fig. 5) korrigiert. Somit werden die elektronischen Komponenten auf dem Substrat 3 mit einer hohen Positionsgenauigkeit durch die Verwendung der ersten Kamera 42 für das Erkennen der Position der elektronischen Komponenten und das Korrigieren der Verschiebung in den X, Y und θ Richtungen abgesetzt. In diesem Fall wird die erste Kamera 42 so betrieben, daß das Erkennen der elektronischen Komponenten nicht die Transfer- und Absetzbewegungen der elektronischen Komponenten durch den Transferkopf 30 unter bricht.

ZWEITE BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 12 ist eine Aufsicht auf eine elektronische Komponenten versorgungsvorrichtung, die in einer Vorrichtung für das Montieren elektronischer Komponenten gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und Fig. 13 ist eine Vorderansicht davon. Die elektronische Komponentenversorgungsvorrichtung 13' ist mit zwei Führungs schienen 70 parallel auf der Oberfläche des Untergestells 10' versehen. Ein Gleitstück 71 ist verschiebbar auf den Füh rungsschienen 70 montiert, so daß es frei gleiten kann. Eine Vielzahl von Teilezuführvorrichtungen 11 sind Seite an Seite als eine Einheit auf dem Gleitstück 71 plaziert. Eine Innen seite des Untergestells 10' ist mit einem Zylinder 72 als Bewegungsmechanismus versehen, wobei sein Kolben 73 mit dem Gleitstück 71 über einen Arm 74 verbunden ist. Somit wird, wenn sich der Kolben 73 hinein und heraus bewegt, das Gleit stück 71 entlang den Führungsschienen 70 bewegt, und stoppt so, daß eine der Teilezuführvorrichtungen 11 des Gleitstücks 71 an der Aufnahmeposition einer elektronischen Komponente durch einen Transferkopf 30 stoppt.

Auf diese Weise bildet ein Teil der Teilezuführvorrichtungen, die mit der elektronischen Komponentenversorgungsvorrichtung versehen sind, eine Einheit, die aus einer Vielzahl der Tei lezuführvorrichtungen besteht, und durch das Plazieren dieser Vielzahl von Teilezuführvorrichtungen 11 Seite an Seite auf dem Gleitstück 71 kann die Versorgung intensiv gebrauchter elektronischer Komponenten erhöht werden, um somit die Fre quenz zu vermindern, mit der die Teilezuführvorrichtungen 11 ersetzt werden müssen, weil ihnen die elektronischen Kompo nenten ausgegangen sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene Arten von elektronischen Komponenten nacheinander auf vorbestimmten Koordinatenpositionen auf einem Substrat mit hoher Geschwin digkeit abgesetzt werden, indem eine einfacher Betrieb durch geführt wird, in welchem das Substrat geradlinig auf einer Bewegungsschiene transportiert wird, und Transferköpfe gerad linig entlang einer Führungsschiene in einer Richtung recht winklig zur Bewegungsrichtung des Substrats entlang der Bewe gungsschiene bewegt werden. Zusätzlich kann eine große Zahl elektronischer Teile auf dem Substrat mit hoher Geschwindig keit abgesetzt werden, da eine Vielzahl der Transferköpfe, die mit ihren Düsen die elektronischen Komponenten von den Teilezuführvorrichtungen in zeitlich gesteuerter Weise auf nehmen, im Voraus an vorbestimmten Y-Koordinaten verharren, bevor das Substrat solche Positionen erreicht, wobei der Betrieb für das Absetzen der elektronischen Komponenten auf den vorbestimmten X-Y-Koordinatenpunkten sofort nach der Ankunft des Substrats an der vorbestimmten Position beginnt. Darüberhinaus wird die gesamte Struktur vereinfacht, da die Transferköpfe nur Bewegungsvorrichtungen in Y-Richtung benö tigen, ohne daß Bewegungsvorrichtungen in X-Richtung benötigt werden, und da die Teilezuführvorrichtungen fest angeordnet sind.

Claims

1. Vorrichtung für die Montage elektronischer Komponenten, umfassend:
eine Bewegungsschiene für das Bewegen eines Substrats in Vorwärts und Rückwärtsrichtungen;
eine Vielzahl von Teilezuführvorrichtungen, die entlang einer Seite der Bewegungsschiene angeordnet sind;
eine Vielzahl von Transferkopfführungsschienen, die in einer Richtung rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Substrats entlang der Bewegungsschiene installiert sind; und
einen Transferkopf, der an jeder der Transferkopffüh rungsschienen befestigt ist, für das Aufnehmen, Transportie ren und das Montieren einer elektronischen Komponente auf dem Substrat, die von einer der Teilezuführvorrichtungen stammt, während sich der Transferkopf entlang der Transferkopffüh rungsschienen bewegt.

2. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 1, wobei die Transferköpfe jeweils Düsen umfassen, die in einem ersten Abstand voneinander entfernt sind, und wobei die Teilezuführvorrichtungen so voneinander beabstandet sind, um das Aufnehmen der elektronischen Komponenten zu definieren, die in einem zweiten Abstand, der gleich dem ersten Abstand ist, angeordnet sind.

3. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Gruppe der Teilezuführvor richtungen unter der Vielzahl der Teilezuführvorrichtungen eine Einheit bilden, und wobei ein Bewegungsmechanismus vor gesehen ist, um jede der Teilezuführvorrichtungen in der Einheit in eine Aufnahmeposition einer jeweiligen Düse zu bewegen.

4. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 2, wobei sie weiter eine Kamera umfaßt, die zwischen der Bewegungsschiene und den Teilezuführvorrichtungen ange ordnet ist, für das Erkennen eines Ortes einer elektronischen Komponente, die durch eine der Düsen aufgenommen ist, und einen Bewegungsmechanismus für das Bewegen der Kamera in der Bewegungsrichtung des Substrats entlang der Bewegungsschiene.

5. Vorrichtung für die Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 2, wobei sie ferner eine erste Kameraschiene aufweist, die zwischen der Bewegungsschiene und den Teilezu führvorrichtungen parallel zur Bewegungsschiene plaziert ist, und eine erste Kamera, die beweglich entlang der ersten Kame raführungsschiene beweglich ist, um einen Ort einer elektro nischen Komponente, die durch eine der Düsen aufgenommen wurde, zu erkennen.

6. Vorrichtung für die Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 5, wobei sie ferner eine zweite Kameraführungs schiene aufweist, die parallel zu den Transferkopfführungs schienen installiert ist, und zwei zweite Kameras, die beweg lich entlang der zweiten Kameraführungsschiene montiert sind, um eine Position des Substrats, das entlang der Bewegungs schiene bewegt wird, zu erkennen.

7. Vorrichtung für das Montieren elektronischer Komponenten nach Anspruch 5, wobei die zwei zweiten Kameras betreibbar sind, um eine Position des Substrats durch das Erkennen von Positionsidentifikationsmarken, die jeweils an zwei Orten des Substrats vorgesehen sind, zu erkennen.

8. Verfahren zur Montage elektronischer Komponenten, umfas send: Aufnehmen von elektronischen Komponenten von Teilezu führvorrichtungen, die entlang einer Seite einer Bewegungs schiene angeordnet sind, durch das Verwenden einer Düse eines Transferkopfes, wenn sich der Transferkopf entlang einer Transferkopfführungsschiene bewegt; die rechtwinklig zur Bewegungsschiene angeordnet ist; Transportieren und Absetzen der elektronischen Komponenten auf einem Substrat, während das Substrat entlang der Bewegungsschiene bewegt wird; wobei das Transportieren und das Absetzen der elektronischen Kompo nenten eine Bestimmung einer X-Koordinatenposition für das Absetzen der elektronischen Komponenten, basierend auf einer Bewegungsgröße des Substrats, das von der Bewegungsschiene getragen wird, und durch das Bestimmen einer Y-Koordinatenpo sition, basierend auf einer Bewegungsgröße des Transferkop fes, der entlang der Transferkopfführungsschiene bewegt wird, umfaßt.

9. Verfahren zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 8, umfassend:
Vor- und Zurückbewegen des Substrats in der Richtung der X-Koordinate entlang der Bewegungsschiene;
Aufnehmen, Transportieren und Montieren der elektroni schen Komponenten von der Teilezuführvorrichtung, die entlang einer Seite des Bewegungsschiene angeordnet ist, auf dem Substrat durch eine Düse eines Transferkopfes, der sich ent lang der Transferkopfführung in Richtung der Y-Koordinate rechtwinklig zur Bewegungsschiene bewegt;
Erkennen einer Y-Koordinatenposition der elektronischen Komponente durch eine erste Kamera, die beweglich entlang einer ersten Kameraführungsschiene, die zwischen der Bewe gungsschiene und den parallel zur Bewegungsschiene angeordne ten Teilezuführvorrichtungen angeordnet ist, montiert ist;
Erkennen einer X-Koordinatenposition des Substrates, das entlang der Bewegungsschiene transportiert wird, durch eine zweite Kamera, die beweglich entlang einer zweiten Kamerafüh rungsschiene, die parallel zur Transferkopfführungsschiene installiert ist, montiert ist;
Bestimmen einer X-Y-Koordinatenposition für das Montie ren der elektronischen Komponente auf dem Substrat, basierend auf Information der Y-Koordinatenposition und Information der X-Koordinatenposition.

10. Verfahren zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 8, wobei die elektronische Komponente beobachtet wird, um eine Verschiebung von ihr festzustellen, durch eine Kamera, die in einer Richtung rechtwinklig zu einer Bewe gungsrichtung des Transferkopfes bewegbar ist, während die elektronische Komponenten auf der Bewegungsschiene zum Substrat transportiert wird, nachdem sie durch die Düse des Transferkopfes aufgenommen wurde; und wobei eine Verschiebung in X-Richtung durch ein Einstellen der Bewegungsgröße des Substrates, und eine Verschiebung in Y-Richtung durch Ein stellen der Bewegungsgröße des Transferkopfes korrigiert wird.

11. Verfahren zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 10, wobei der Transferkopf die elektronische Kompo nenten im Voraus von der Teilezuführvorrichtung aufnimmt, sich zu einer vorbestimmten Y-Koordinatenposition bewegt, bevor eine X-Koordinatenposition des Substrates an die Unter seite des Transferkopfes gelangt, um die elektronische Kompo nente abzusetzen, und dort verharrt, bis die X-Koordinatenpo sition des Substrates an die Unterseite des Transferkopfes gelangt, wobei der Transferkopf die elektronische Komponente auf dem Substrat durch ein vertikales Verschieben der Düse absetzt, wenn die X-Koordinatenposition des Substrates an die Unterseite des Transferkopfes gelangt.

12. Verfahren zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 8, wobei der Transferkopf die elektronische Kompo nenten im Voraus von der Teilezuführvorrichtung aufnimmt, sich zu einer vorbestimmten Y-Koordinatenposition bewegt, bevor eine X-Koordinatenposition des Substrates an die Unter seite des Transferkopfes gelangt für das Absetzen der elek tronischen Komponente, und verharrt, bis die X-Koordinatenpo sition des Substrates an die Unterseite des Transferkopfes gelangt, und der Transferkopf die elektronische Komponenten auf dem Substrat durch ein vertikales Verschieben der Düse absetzt, wenn die X-Koordinatenposition des Substrates an die Unterseite des Transferkopfes gelangt.

13. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Kamera umfaßt, die zwischen der Bewegungsschiene und den Teilezuführvorrichtungen ange ordnet ist, um einen Ort einer elektronischen Komponente zu erkennen, die von einer jeweiligen Düse aufgenommen wurde, und einen Bewegungsmechanismus für das Bewegen der Kamera in der Bewegungsrichtung des Substrats entlang der Bewegungs schiene.

14. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine erste Kameraführungsschiene umfaßt, die zwischen der Bewegungsschiene und den Teilezu führvorrichtungen parallel zur Bewegungsschiene angeordnet ist, und eine erste Kamera, die beweglich entlang der ersten Kameraführungsschiene angeordnet ist, für das Erkennen eines Ortes einer elektronischen Komponente, die durch eine der Düsen aufgenommen wurde.

15. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 14, wobei sie weiter eine zweite Kameraführungs schiene umfaßt, die parallel zu den Transferkopfführungs schienen installiert ist, und zwei zweite Kameras, die bewe glich entlang der zweiten Kameraführungsschiene montiert sind, für das Erkennen einer Position des Substrats, das entlang der Bewegungsschiene transportiert wird.

16. Vorrichtung zur Montage elektronischer Komponenten nach Anspruch 14, wobei die zwei zweiten Kameras betreibbar sind, um eine Position des Substrats durch das Erkennen von Positi onsidentifikationsmarken, die jeweils an zwei Orten auf dem Substrat vorgesehen sind, zu erkennen.