JP2000124685A - Equipment and method for mounting electronic component - Google Patents

Equipment and method for mounting electronic component

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JP2000124685A
JP2000124685A JP10298237A JP29823798A JP2000124685A JP 2000124685 A JP2000124685 A JP 2000124685A JP 10298237 A JP10298237 A JP 10298237A JP 29823798 A JP29823798 A JP 29823798A JP 2000124685 A JP2000124685 A JP 2000124685A
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雅文 井上
Shinsuke Sakaguchi
信介 坂口
Yoshitaka Matsumoto
好隆 松本
Hideaki Kato
秀明 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an equipment and a method for mounting an electronic component which ensures positional accuracy even for a very small component. SOLUTION: A method for mounting electronic components, wherein electronic components are picked up from a parts feeder 2 and mounted on a substrate 9 by chucking nozzles provided respectively in a plurality of carry heads 5 which revolve around the main axis O of a rotary head 4. The relative position of the chucking nozzles to the mechanical origin of a mounting equipment at an electronic component pickup position P and at a mounting position M is recognized by a recognition means. Based on the recognition result, the deviation of the revolving radius of each carry head 5 at the pickup position P and at the mounting position M is found. With this deviation corrected, the electronic components are picked up and mounted. Thereby, high positional accuracy can be ensured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
実装する電子部品の実装装置および実装方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic component mounting apparatus and method for mounting an electronic component on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品の実装装置の種類として、複数
の吸着ノズルが装着された多数の移載ヘッドをインデッ
クス回転させて連続的に実装を行うロータリー式の実装
装置が知られている。このロータリー式では、多数の移
載ヘッドを備え、順次実装を行うため高速実装が行える
という利点を有している。このロータリー式の実装装置
では、ピックアップ位置にて電子部品をピックアップし
た移載ヘッドが実装位置まで回転して移動する途中に認
識ステーションが設けられ、ここで電子部品を保持した
状態の吸着ノズルを認識して吸着ノズルの位置や電子部
品の位置ずれが検出され、この検出結果に基づいて実装
時の位置補正が行われる。
2. Description of the Related Art As a type of mounting apparatus for electronic components, there is known a rotary mounting apparatus which continuously mounts a plurality of transfer heads having a plurality of suction nozzles mounted thereon by rotating an index. This rotary type has an advantage that it has a large number of transfer heads and can perform high-speed mounting because mounting is performed sequentially. In this rotary mounting apparatus, a recognition station is provided while the transfer head that picks up the electronic component at the pickup position rotates and moves to the mounting position, and recognizes the suction nozzle holding the electronic component here. Then, the position of the suction nozzle and the displacement of the electronic component are detected, and the position correction at the time of mounting is performed based on the detection result.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品の
少サイズ化に伴い、実装時の位置精度は益々高精度が求
められるようになって来ている。例えば、既にサイズが
0.6mm程度のものが実用化されており、このような
微小部品を吸着ノズルによってピックアップするために
は0.1mm程度の位置ずれも安定した吸着に悪影響を
及ぼす。
By the way, as the size of electronic parts is reduced, the positional accuracy at the time of mounting is increasingly required to be higher. For example, a component having a size of about 0.6 mm has already been put into practical use, and in order to pick up such a minute component using a suction nozzle, a displacement of about 0.1 mm also adversely affects stable suction.

【0004】ところが、移載ヘッドがインデックス回転
する主軸には、加工や組立誤差などに起因して回転誤差
があり、移載ヘッドの中心であるヘッド回転中心の回転
半径は必ずしも一定でなく、各移載ヘッドによって数十
μmのオーダーでばらついている。前述の認識ステーシ
ョンでは、ヘッド回転中心に対する吸着ノズルの相対的
位置を認識するのみであるため、ヘッド回転中心の回転
半径のばらつきは補正されずそのまま吸着時や実装時の
位置ずれとなっており、微小部品を対象とする場合には
この位置ずれが吸着不具合や実装不良の原因となってい
た。このように、従来の電子部品の実装装置には、微小
部品の実装に際し必要な位置精度を確保することができ
ないという問題点があった。
[0004] However, the spindle on which the transfer head rotates in an index has a rotation error due to processing and assembly errors, and the rotation radius of the center of rotation of the head, which is the center of the transfer head, is not always constant. Variations are on the order of several tens of μm depending on the transfer head. Since the above-described recognition station only recognizes the relative position of the suction nozzle with respect to the center of rotation of the head, the variation in the radius of rotation of the center of rotation of the head is not corrected. In the case of a minute component, this displacement has caused a suction failure and a mounting failure. As described above, the conventional electronic component mounting apparatus has a problem in that it is not possible to secure the positional accuracy required for mounting a micro component.

【0005】そこで本発明は、微小部品についても実装
位置精度を確保することができる電子部品の実装装置お
よび実装方法を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an electronic component mounting apparatus and a mounting method capable of securing the mounting position accuracy even for a small component.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の電子部品
の実装装置は、ロータリヘッドの主軸を中心に公転する
複数の移載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子
部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実
装する電子部品の実装装置であって、前記電子部品のピ
ックアップ位置および実装位置に、前記吸着ノズルの機
械原点に対する相対位置を認識する認識手段を備えた。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electronic component mounting apparatus, comprising: a suction nozzle mounted on a plurality of transfer heads revolving around a main shaft of a rotary head; An electronic component mounting apparatus for picking up and mounting the electronic component on a substrate, wherein a recognition unit for recognizing a relative position of the suction nozzle with respect to a mechanical origin is provided at a pickup position and a mounting position of the electronic component.

【0007】請求項2記載の電子部品の実装方法は、ロ
ータリヘッドの主軸を中心に公転する複数の移載ヘッド
に装着された吸着ノズルによって電子部品の供給部から
電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の
実装方法であって、前記電子部品のピックアップ位置お
よび実装位置における前記吸着ノズルの機械原点に対す
る相対位置を認識手段によって認識し、この認識結果に
基づいて前記各移載ヘッドの公転半径の偏差を求め、電
子部品の実装時にはこの偏差を補正するようにした。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of mounting an electronic component, wherein the electronic component is picked up from a supply section of the electronic component by a suction nozzle mounted on a plurality of transfer heads revolving around a main axis of a rotary head, and is mounted on a substrate. A mounting method of an electronic component to be mounted, wherein a relative position of a pickup nozzle and a mounting position of the electronic component with respect to a mechanical origin of a suction nozzle is recognized by a recognition unit, and the revolving of each of the transfer heads is performed based on the recognition result. The deviation of the radius is obtained, and this deviation is corrected when mounting electronic components.

【0008】本発明によれば、電子部品のピックアップ
位置および実装位置における吸着ノズルの機械原点に対
する相対位置を認識して移載ヘッドの公転半径の偏差を
求めることにより、実装時にこの偏差を補正して高い位
置精度を確保することができる。
According to the present invention, the deviation of the revolving radius of the transfer head is determined by recognizing the relative position of the suction nozzle at the pickup position and the mounting position of the electronic component with respect to the mechanical origin, thereby correcting the deviation at the time of mounting. And high positional accuracy can be secured.

【0009】[0009]

【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
部品実装装置の平面図、図2は同電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの平面図、図3は同電子部品実装装置の
ロータリーヘッドの側面図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a rotary head of the electronic component mounting apparatus, and FIG. 3 is a side view of a rotary head of the electronic component mounting apparatus. .

【0010】まず図1を参照して電子部品実装装置の構
造を説明する。図1において、電子部品の供給部1には
電子部品を供給するパーツフィーダ2が多数個並設され
ている。パーツフィーダ2は図外のフィーダベースに装
着され、送りねじ3を回転駆動することにより横方向へ
移動する。
First, the structure of the electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a plurality of parts feeders 2 for supplying electronic components are provided in parallel in a supply unit 1 for electronic components. The parts feeder 2 is mounted on a feeder base (not shown), and moves in the lateral direction by rotating the feed screw 3.

【0011】供給部1の手前側にはロータリーヘッド4
が配設されている。ロータリーヘッド4は主軸Oの廻り
でインデックス回転し、その円周上には複数基の移載ヘ
ッド5が備えられている。移載ヘッド5は複数の吸着ノ
ズル6(図2参照)を備えており、電子部品のピックア
ップ位置Pに位置している状態で移載ヘッド5が昇降動
作を行うことにより、パーツフィーダ2から電子部品を
ピックアップする。このとき、送りねじ3によりパーツ
フィーダ2を横移動させることにより、所望の電子部品
をピックアップすることができる。
A rotary head 4 is provided in front of the supply unit 1.
Are arranged. The rotary head 4 rotates in an index around the main axis O, and a plurality of transfer heads 5 are provided on the circumference thereof. The transfer head 5 is provided with a plurality of suction nozzles 6 (see FIG. 2). When the transfer head 5 moves up and down in a state where the transfer head 5 is located at the pick-up position P of the electronic component, the electronic components are transferred from the parts feeder 2. Pick up parts. At this time, a desired electronic component can be picked up by moving the parts feeder 2 laterally with the feed screw 3.

【0012】ピックアップ位置でピックアップされた電
子部品は、ロータリーヘッド4のインデックス回転によ
り矢印a方向に順次移動する。そして認識ステーション
のカメラ7aの上方に位置している間にカメラ7aより
下方から撮像され、位置ずれが検出される。ここでは、
移載ヘッド5の回転中心に対する位置ずれが検出され
る。ロータリーヘッド4の手前側には基板9を位置決め
する可動テーブル8が配設されており、認識ステーショ
ンから移動した移載ヘッド5が基板9上の実装位置Mに
到達し、そこで昇降動作を行うことにより、電子部品を
基板9に実装する。
The electronic components picked up at the pick-up position sequentially move in the direction of arrow a by the index rotation of the rotary head 4. Then, while the camera is located above the camera 7a of the recognition station, an image is taken from below the camera 7a, and a displacement is detected. here,
The displacement of the transfer head 5 with respect to the rotation center is detected. A movable table 8 for positioning the substrate 9 is provided in front of the rotary head 4. The transfer head 5 moved from the recognition station reaches the mounting position M on the substrate 9, and performs a lifting operation there. Thereby, the electronic component is mounted on the substrate 9.

【0013】次に図2、図3を参照してロータリーヘッ
ド4および移載ヘッド5について説明する。図2に示す
ように、移載ヘッド5はロータリーヘッド4の主軸Oを
中心とする公転半径Rの円周上に配設されている。移載
ヘッド5はモータ10によってその軸心(ヘッド回転中
心)を中心として回転し、円周上に設けられた複数(本
例では4本)の吸着ノズル6の選択や、吸着ノズル6の
下端部に真空吸着された電子部品の水平回転方向の角度
設定などを行う。
Next, the rotary head 4 and the transfer head 5 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the transfer head 5 is disposed on a circumference having a revolution radius R centered on the main axis O of the rotary head 4. The transfer head 5 is rotated about its axis (center of rotation of the head) by a motor 10 to select a plurality (four in this example) of suction nozzles 6 provided on the circumference, and a lower end of the suction nozzle 6. It sets the angle in the horizontal rotation direction of the electronic component vacuum-adsorbed to the section.

【0014】図3は図1のA−A断面を示すものであ
り、図3において、ロータリヘッド4の外周には昇降機
構15を介して移載ヘッド5が装着されている。ピック
アップ位置Pに位置する移載ヘッド5の下方に位置する
パーツフィーダ2のフィーダベース2a上には、認識手
段である撮像ユニット11が装着されている。撮像ユニ
ット11は光学系12およびカメラ13を備えており、
カメラ13で撮像される視野の光学座標系が実装装置の
機械座標系上での機械原点と所定の位置関係となるよう
に位置出しされている。カメラ13は、高さ位置の異な
る複数の吸着ノズル6、6’を撮像するために焦点位置
が可変となっている。
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1. In FIG. 3, a transfer head 5 is mounted on the outer periphery of the rotary head 4 via a lifting mechanism 15. An image pickup unit 11 as recognition means is mounted on a feeder base 2a of the parts feeder 2 located below the transfer head 5 located at the pickup position P. The imaging unit 11 includes an optical system 12 and a camera 13,
The optical coordinate system of the visual field captured by the camera 13 is positioned so as to have a predetermined positional relationship with the mechanical origin on the machine coordinate system of the mounting device. The focus position of the camera 13 is variable in order to image a plurality of suction nozzles 6 and 6 ′ having different height positions.

【0015】また、実装位置Mに位置する移載ヘッド5
の下方の可動テーブル8上には、同様の撮像ユニット1
4が装着されている。撮像ユニット14の光学座標系も
同様に機械原点と所定の位置関係となるように位置出し
されている。したがって、撮像ユニット11,14で各
移載ヘッド5の吸着ノズル6を撮像することにより、各
吸着ノズルの機械原点に対する相対位置を求めることが
できる。これらの撮像ユニット11,14は以下に述べ
る移載ヘッド5の回転中心位置のティーチング用に一時
的に装着されるものである。
The transfer head 5 located at the mounting position M
A similar imaging unit 1 is placed on the movable table 8 below
4 is attached. Similarly, the optical coordinate system of the imaging unit 14 is positioned so as to have a predetermined positional relationship with the mechanical origin. Therefore, by imaging the suction nozzle 6 of each transfer head 5 with the imaging units 11 and 14, the relative position of each suction nozzle with respect to the mechanical origin can be obtained. These imaging units 11 and 14 are temporarily mounted for teaching the rotation center position of the transfer head 5 described below.

【0016】次に、移載ヘッド5のヘッド回転中心位置
のティーチングについて説明する。前述のように、認識
ステーションにおいては各移載ヘッド5の回転中心位置
は必ずしもロータリーヘッド4の主軸から同一径の位置
にあるとは限らない。図3に示すように、主軸が垂直方
向に対してわずかに傾いていたり、各部品の加工誤差や
組立誤差など種々の要因により図2に示すピックアップ
位置P、認識ステーション、実装位置Mでの公転半径R
1、R2、R3はそれぞれ異なっており、数十μmのオ
ーダーで各移載ヘッドごとにばらついている。このため
認識ステーション7において検出した位置ずれ量をその
まま用いてピックアップ位置Pにおいて電子部品の吸着
を行うと公転半径Rのばらつき分だけ吸着時の吸着位置
に誤差を生じ、また実装位置Mにおいて電子部品の基板
への搭載を行うと同様に搭載位置に誤差を生じる。
Next, the teaching of the head rotation center position of the transfer head 5 will be described. As described above, in the recognition station, the rotation center position of each transfer head 5 is not always located at the same diameter from the main axis of the rotary head 4. As shown in FIG. 3, the main shaft is slightly inclined with respect to the vertical direction, or revolves at the pickup position P, the recognition station, and the mounting position M shown in FIG. Radius R
1, R2, and R3 are different from each other, and vary for each transfer head on the order of several tens of μm. Therefore, if the electronic component is sucked at the pickup position P using the positional deviation amount detected at the recognition station 7 as it is, an error occurs in the suction position at the time of the suction by the variation of the revolution radius R. When mounting on a substrate, an error occurs in the mounting position.

【0017】そこでこのばらつきを補正するため、移載
ヘッド5のヘッド回転中心位置のティーチングが行われ
る。まず、図3に示すように、ピックアップ位置Pおよ
び実装位置Mに撮像ユニット11,14を装着する。そ
してティーチング対象の移載ヘッド5をピックアップ位
置Pおよび実装位置Mに位置させ、これらの移載ヘッド
5の各吸着ノズル6を認識ユニット11、14で撮像
し、これらの吸着ノズル6の位置を認識する。そして、
この認識結果より当該移載ヘッド5のヘッド回転中心の
機械原点に対する相対位置を求める。これにより、ロー
タリヘッド4の主軸Oの機械原点に対する相対位置は既
知であることから、ピックアップ位置Pにおける当該移
載ヘッド5の公転半径R1および実装位置Mにおける公
転半径R3を求めることができ、したがって正規の公転
半径Rに対する偏差を示すオフセットが求められる。
Therefore, in order to correct this variation, teaching of the center position of the head rotation of the transfer head 5 is performed. First, as shown in FIG. 3, the imaging units 11 and 14 are mounted at the pickup position P and the mounting position M. Then, the transfer head 5 to be taught is positioned at the pickup position P and the mounting position M, and the suction nozzles 6 of these transfer heads 5 are imaged by the recognition units 11 and 14 to recognize the positions of the suction nozzles 6. I do. And
From this recognition result, the relative position of the head rotation center of the transfer head 5 with respect to the mechanical origin is obtained. Thereby, since the relative position of the main axis O of the rotary head 4 with respect to the mechanical origin is known, the revolution radius R1 of the transfer head 5 at the pickup position P and the revolution radius R3 at the mounting position M can be obtained. An offset indicating a deviation from the normal orbital radius R is obtained.

【0018】次に、ロータリヘッド4をインデックス回
転させ、移動後にピックアップ位置Pおよび実装位置M
に位置する移載ヘッド5について同様の認識を行い、ヘ
ッド回転中心のオフセットを求める。以下、同様の手順
により全ての移載ヘッド5のピックアップ位置Pおよび
実装位置Mにおけるオフセットを求める。そしてこれら
のオフセットデータを位置補正データとして記憶させ、
ティーチングを完了する。
Next, the rotary head 4 is rotated by the index, and after the movement, the pickup position P and the mounting position M are moved.
The same recognition is performed for the transfer head 5 located at the position, and the offset of the head rotation center is obtained. Hereinafter, the offset at the pickup position P and the mounting position M of all the transfer heads 5 is obtained by the same procedure. Then, these offset data are stored as position correction data,
Complete teaching.

【0019】実装装置の稼働時において、供給部から電
子部品をピックアップする吸着動作時には、各移載ヘッ
ド5毎のピックアップ位置Pにおけるオフセットを加算
した位置補正が行われ、ヘッド回転中心の半径のばらつ
きに起因する位置ずれを補正する。そして、ピックアッ
プされた電子部品は認識ステーション7にて当該移載ヘ
ッド5の回転中心に対する相対的な位置ずれが検出され
る。実装位置Mにおいてこの位置ずれを補正した上で基
板9に実装されるが、このとき当該移載ヘッド5のヘッ
ド回転中心の実装位置Mにおけるオフセットを加味して
位置補正が行われるので、ヘッド回転中心の半径のばら
つきに起因する位置ずれも同時に補正される。したがっ
て、高い位置精度を必要とする微小電子部品を対象とす
る場合にも、良好な実装位置精度を確保することができ
る。
During operation of the mounting apparatus, during the suction operation of picking up electronic components from the supply unit, position correction is performed by adding an offset at the pick-up position P of each transfer head 5, and variations in the radius of the center of rotation of the heads are performed. Is corrected. Then, the relative displacement of the picked-up electronic component with respect to the rotation center of the transfer head 5 is detected at the recognition station 7. The mounting is performed on the substrate 9 after correcting the displacement at the mounting position M. At this time, the position correction is performed in consideration of the offset of the center of rotation of the transfer head 5 at the mounting position M. The displacement caused by the variation of the center radius is also corrected at the same time. Therefore, even when a microelectronic component requiring high positional accuracy is targeted, good mounting positional accuracy can be ensured.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、電子部品のピックアッ
プ位置および実装位置における吸着ノズルの機械原点に
対する相対位置を認識して移載ヘッドの公転半径の偏差
を求めるようにしたので、この偏差を各移載ヘッド毎に
補正して高い位置精度を確保することができる。
According to the present invention, the deviation of the revolving radius of the transfer head is obtained by recognizing the relative position of the suction nozzle at the pickup position and the mounting position of the electronic component with respect to the mechanical origin. Correction can be made for each transfer head to ensure high positional accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図
FIG. 1 is a plan view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの平面図
FIG. 2 is a plan view of a rotary head of the electronic component mounting apparatus according to one embodiment of the present invention;

【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロ
ータリーヘッドの側面図
FIG. 3 is a side view of the rotary head of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 供給部 2 パーツフィーダ 4 ロータリヘッド 5 移載ヘッド 6 吸着ノズル 7 認識ステーション 8 可動テーブル 9 基板 11、14 認識ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply part 2 Parts feeder 4 Rotary head 5 Transfer head 6 Suction nozzle 7 Recognition station 8 Movable table 9 Substrate 11, 14 Recognition unit

フロントページの続き (72)発明者 松本 好隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 加藤 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA16 CC28 FF01 FF04 JJ03 JJ05 5E313 AA01 AA11 EE03 EE24 FF31Continuing from the front page (72) Yoshitaka Matsumoto 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reference) 2F065 AA16 CC28 FF01 FF04 JJ03 JJ05 5E313 AA01 AA11 EE03 EE24 FF31

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロータリヘッドの主軸を中心に公転する複
数の移載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部
品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装
する電子部品の実装装置であって、前記電子部品のピッ
クアップ位置および実装位置に、前記吸着ノズルの機械
原点に対する相対位置を認識する認識手段を備えたこと
を特徴とする電子部品の実装装置。
An electronic component mounting apparatus for picking up an electronic component from an electronic component supply unit by a suction nozzle mounted on a plurality of transfer heads revolving around a main axis of a rotary head and mounting the electronic component on a substrate. An electronic component mounting apparatus, comprising: a recognition unit that recognizes a relative position of the suction nozzle with respect to a mechanical origin at a pickup position and a mounting position of the electronic component.
【請求項2】ロータリヘッドの主軸を中心に公転する複
数の移載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部
品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装
する電子部品の実装方法であって、前記電子部品のピッ
クアップ位置および実装位置における前記吸着ノズルの
機械原点に対する相対位置を認識手段によって認識し、
この認識結果に基づいて前記各移載ヘッドの公転半径の
偏差を求め、電子部品の実装時にはこの偏差を補正する
ことを特徴とする電子部品の実装方法。
2. A method of mounting an electronic component, wherein the electronic component is picked up from a supply unit of the electronic component by a suction nozzle mounted on a plurality of transfer heads revolving around a main axis of a rotary head, and mounted on a substrate. Recognizing a relative position with respect to a mechanical origin of the suction nozzle at a pickup position and a mounting position of the electronic component by a recognition unit,
A method for mounting an electronic component, comprising: determining a deviation of the orbital radius of each of the transfer heads based on the recognition result; and correcting the deviation when mounting the electronic component.
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