JP2004273578A - Electronic component mounting method and equipment thereof - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable mounting of components on a substrate under short unit process time even if the number of components is increased to which mounting with high precision is required. <P>SOLUTION: When the substrate of a first sheet is produced, component mounting data which determine component mounting positions based on measurement of each IC mark position are stored. When a substrate after a second sheet is produced in the case that positional relationship of measured IC marks is judged as matching with positional relationship in converted component mounting data within the limits (S41, S43), a corresponding IC mark position is generated from the converted component mounting data without measuring other IC mark positions of the same substrate (S48), and component mounting is performed. By the constitution, time duration required for acquisition of IC marks is shortened remarkably, and component mounting efficiency can be increased remarkably. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品装着方法及び装置、更に詳細には、回路基板上に電子部品を装着する電子部品装着方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から電子部品（以下単に部品という）を回路基板に装着する電子部品装着装置が知られている（特許文献１、２）。このような電子部品供給装置では、ＸＹロボットが基板認識カメラを回路基板上に移動して基板上の基板マークを計測し実装すべき位置を調べるとともに、部品データに従って吸着ノズルを部品供給部に移動させて部品を吸着し、吸着した電子部品の吸着姿勢を部品認識カメラにより認識している。そして、吸着した部品がチップ部品などの電子部品である場合には、基板マーク計測に基づく基板位置補正データと、部品認識による吸着位置補正データにより部品の正確な装着位置データを演算し、ＸＹロボットをその位置に移動させて部品を装着している。
【０００３】
一方、吸着した部品が高精度部品の時には、基板認識カメラにより回路基板上のＩＣマークを計測し、そのＩＣマーク計測による位置補正データと、部品認識による吸着位置補正データにより部品の正確な装着位置データを演算し、ＸＹロボットをその位置に移動させて部品を装着している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３５７８９６（［０００２］〜［０００５］段落）
【特許文献２】
特開２００２−９４９４（［請求項１］）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子部品装着装置においては、チップ部品など比較的搭載精度が必要とされない部品のときは、基板マークのみの位置補正で部品装着しても要求精度内に装着できる。しかしＱＦＰ部品などの高精度装着部品は部品装着位置近傍に設けられているＩＣマークを全て認識しなければならず、回路基板に複数のＱＦＰ部品を装着する場合には、各ＱＦＰ部品に対して設けられているすべてのＩＣマークを認識しなければならず、高精度部品が多いほど、装着に時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
従って、本発明は、このような問題点を解決するもので、高精度で装着が要求される部品が多くなっても、短時間で正確な装着ができ、短かいタクトで高精度で部品を基板上に装着することが可能な電子部品装着方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、
基板上の部品位置決めマーク位置の計測結果に基づいて基板ずれによる装着位置誤差を補正し、部品を基板上に装着する電子部品装着方法において、
各マーク位置の計測データを記憶し、
基板生産中、部品位置決めマークの位置データを前記記憶されている計測データから生成して基板ずれによる装着位置誤差を補正する構成を採用した。
【０００８】
更に、本発明では、
基板上の部品位置決めマーク位置の計測結果に基づいて基板ずれによる装着位置誤差を補正し、部品を基板上に装着する電子部品装着装置において、
各マーク位置の計測データを記憶する記憶手段と、
基板生産中、部品位置決めマークの位置データを前記記憶されている計測データから生成して基板ずれによる装着位置誤差を補正する手段とを有する構成も採用している。
【０００９】
本発明の思想は、同一ロットで作られた各基板に形成された高精度の部品位置決めマーク（ＩＣマークや複数取り基板の基板マーク）の各位置は、各基板毎でその位置関係はほぼ一定に保たれているので、例えば、各基板であるマークの他のマークあるいは基板上の所定点に対する位置関係が、許容範囲内で同じである場合には、すべてのマーク位置関係も各基板ごとにほぼ同じであると推定していることである。従って、一つの基板についてはすべてのマーク位置を計測してその位置データを記憶しておき、他の基板を生産するとき、計測された一つのマークから所定点（基板マーク、ＩＣマーク、あるいは基板上の所定の基準点など）までの距離が、記憶されている対応するマークの該所定点までの距離と許容範囲内で一致しているときは、他のマークの位置を実際に計測するのをスキップし、計測すべきマーク位置データを、記憶している計測データから生成するようにしている。それにより、部品位置決めマーク（ＩＣマークや複数取り基板の基板マーク）の取得に必要な時間が大幅に短縮され、部品実装効率を顕著に向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明に係わる電子部品装着装置１の外観が、また図２には、その制御系が図示されており、図１において、回路基板１０は、搬送路２により装着位置に搬入され、あるいはその場所から搬出される。この回路基板１０には、搬送されてくる回路基板の位置を計測するための基板マーク１１と、ＱＦＰ部品などの高精度部品の装着位置を計測するためのＩＣマーク１２が形成されている。ＸＹロボット５は、図２に示すＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されるコントローラ２０の制御の元にＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２により駆動されてヘッド部６をＸＹ方向に移動させることができ、このヘッド部６には、部品供給部３、４より供給される部品８を吸着する吸着ノズル９及び回路基板１０の基板マーク１１とＩＣマーク１２を撮像計測する基板認識カメラ１４が搭載されている。吸着ノズル９は、Ｚ軸モータ２３によりＺ軸方向に昇降可能で、またθ軸モータ２４によりノズル軸を中心に回動できるようになっている。ＸＹロボット５は、ＸＹ方向に移動して吸着ノズル９及び基板認識カメラ１４を任意の位置に位置決めする。また、搬送路２の所定の個所に部品８の吸着姿勢を撮像計測する部品認識カメラ７が配置されている。
【００１２】
基板認識カメラ１４は、回路基板の基板マーク１１（通常３個の基板マーク）並びにＩＣマーク１２を撮像し、その画像が、ＣＰＵ１７ａ、メモリ１７ｂ、Ａ／Ｄ変換器１７ｃなどで構成される画像認識装置１７で処理されて、各マーク位置が算出される。一方、部品認識カメラ７は、吸着ノズル９で吸着された部品８を撮像し、その画像が画像認識装置１７で処理されて、部品の吸着姿勢を認識され、部品中心と吸着角度が算出される。
【００１３】
また、電子部品装着装置には、基板データや部品データを入力するためのキーボード３１、マウス３２などの入力装置が設けられ、生成された基板データ並びに部品データは、ハードディスク、フラッシュメモリなどで構成される記憶装置３３に格納できるようになっている。基板データや部品データは、このように入力装置を介さず、電子部品装着装置に接続されたホストコンピュータ（不図示）から供給されるものを記憶装置３３に格納しておくようにしてもよい。また、モニタ３４が設けられ、この画面には、部品データ、演算データや基板認識カメラ１４、部品認識カメラ７で撮像した画像などが表示できるようになっている。
【００１４】
なお、図１において符号１３で示すものは、交換用ノズル先端部を備えたノズルステーションである。
【００１５】
このような電子部品装着装置では、通常図３の流れに従って部品が装着される。まず回路基板１０は搬送路２により装着位置に搬入され、ＸＹロボット５は基板認識カメラ１４を回路基板１０上に移動して基板上の基板マーク１１を計測しマーク位置データを求め、基板位置補正データが算出される（ステップＳ１）。次に、部品データから部品番号が読み出され（ステップＳ２）、ＸＹロボット５はその部品データに従って吸着ノズル９を部品供給部（フィーダ）３あるいは４上に移動させ、そこで、吸着ノズル９は部品８を吸着する（ステップＳ３）。続いてＸＹロボットは、吸着ノズル９を部品認識カメラ７の位置に移動させ、吸着した部品が部品認識カメラ７により撮像され、その画像が画像認識装置１７で処理されて、部品吸着位置データ（部品中心と吸着角度）が算出され、吸着位置補正データが求められる（ステップＳ４）。
【００１６】
続いて、ステップＳ５で吸着した部品がチップ部品などの電子部品であることが判断されたときは、ステップＳ６に進んでステップＳ１で求めた基板位置補正データと、ステップＳ４で求めた吸着位置補正データにより正確な装着位置データを演算し、ＸＹロボットをその位置に移動させて部品を装着する（ステップＳ８）。
【００１７】
一方、ステップＳ５で吸着した部品が高精度部品であることが判定されたときには、ＸＹロボット５は基板認識カメラ１４を回路基板１０上に移動しＩＣマーク１２を計測し、ＩＣマーク計測による基板位置補正データと、部品認識に基づく吸着位置補正データで部品の正確な装着位置データを演算し（ステップＳ７）、ＸＹロボットをその位置に移動させて部品を装着する（ステップＳ８）。上記の過程は、装着すべきすべての部品が終了するまで繰り返される（ステップＳ９）。
【００１８】
上記装着処理では、ＱＦＰ部品など高精度部品を搭載するときは、各部品毎に設けられているすべてのＩＣマークを認識しなければならず、高精度部品が多いほど、装着に時間がかかるという問題点がある。そこで、本発明では、同一ロットで作られた回路基板は、基板マークと各ＩＣマークや複数取り基板の基板マークの位置関係は、ほぼ一定に保たれていることを前提にして、部品装着処理を高速に行うようにしている。
【００１９】
この方法を、コントローラ２０の制御の元に実行される図４、図５に示すフローチャートに従って説明する。
【００２０】
電子部品装着装置は生産ロットの１枚目の基板に対して部品装着動作を開始する。回路基板１０は搬送路２により部品装着装置の装着位置に搬入されるので、ＸＹロボット５はヘッド部６を回路基板１０上に移動させる。回路基板１０には、図６、図７に図示したように、基板マークＰＭｎ（ｎ＝１、２、３）並びに部品位置決めマーク（ＩＣマーク）ＩＭｎ（ｎ＝１〜４）が形成されている。基板マークＰＭｎは、図１では基板マーク１１に対応し、またＩＣマークＩＭｎは、図１のＩＣマーク１２に対応する。
【００２１】
ヘッド部６に搭載された基板認識カメラ１４は、回路基板１０の基板マークＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３の３点を撮像し、その画像が画像認識装置１７で処理されて各基板マークの位置データが取得される（ステップＳ１０）。画像認識装置１７は、この基板マークの３つの位置から、基板１０の傾きθと基準位置に対する位置ずれ（Ｘｏｆｆ、Ｙｏｆｆ）からなる基板ずれデータを、以下の式に従って演算する（ステップＳ１１）。
【００２２】
図８に示したように、部品装着データには、基板マークＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３に対してＸ、Ｙ方向の位置データが基準点ＦＭ（図６）を基準にして与えられているので、ステップＳ１０で、
ＰＭ１（Ｘ_ＰＭ１＋ΔＸ１＝Ａ，Ｙ_ＰＭ１＋ΔＹ１＝Ｂ）
ＰＭ２（Ｘ_ＰＭ２＋ΔＸ２＝Ｃ，Ｙ_ＰＭ２＋ΔＹ２＝Ｄ）
ＰＭ３（Ｘ_ＰＭ３＋ΔＸ３＝Ｅ，Ｙ_ＰＭ３＋ΔＹ３＝Ｆ）
の座標値が取得されたとすると、ＰＭ１とＰＭ２から決まる基板の傾きθ_ｖは
【００２３】
【数１】

となり、またＰＭ３とＰＭ２から決まる基板の傾きはθ_ｈは、
【００２４】
【数２】

となるので、基板１０の傾きθを、その平均値θ＝（θ_ｖ＋θ_ｈ）／２として求める。一方、基板の位置ずれ（オフセット）に対しては、基板マークＰＭ２のＦＭに対する位置ずれΔＸ２、ΔＹ２をオフセット値Ｘｏｆｆ、Ｙｏｆｆとする。
【００２５】
このようにして、基板ずれ、すなわち基板の傾きと位置ずれが求められると、次に部品番号が読み出され（ステップＳ１２）、図６でＰ１、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６で示したようなチップ部品の場合は、その部品装着データ（装着位置）を前記求めた基板の傾きと位置ずれデータを元にしてデータ変換し、変換後のデータをコントローラ１０内のバッファメモリ（ＲＡＭ）に格納する（ステップＳ１４）。
【００２６】
続いて、チップ部品の格納された部品供給部（フィーダ）３、４から当該部品を吸着し、ヘッド部６を部品認識カメラ７の位置に移動させて部品画像を取得し、それを画像認識装置１７で認識することにより部品吸着位置データ（部品中心と吸着角度）を求める（ステップＳ１５）。コントローラ２０は、変換された部品装着データと部品吸着位置データにより、正確な装着位置データを演算し、部品を回路基板１０上に装着する（ステップＳ１６）。
【００２７】
一方、ステップＳ１３で部品が、図６でＰ２、Ｐ３で示したようなＱＦＰ部品等のＩＣマーク認識が必要な高精度装着部品と判断された場合には、所定の部品供給部（フィーダ）３、４からＱＦＰ部品を吸着し部品認識カメラ７上へヘッド部６を移動させ、ＱＦＰ部品を撮像して、その画像を画像認識装置１７で処理することにより吸着姿勢を認識し、部品吸着位置データを求める（ステップＳ１７）。その後ＸＹロボット５はヘッド部６を回路基板１０上に移動しＩＣマークＩＭｘ（図６）を基板認識カメラ１４で認識し、ＩＣマーク位置データを求める（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１１で求めた位置ずれデータを元にして、当該部品の装着位置ないし計測したＩＣマーク位置を、基準基板マークＰＭ２からの傾きゼロ度の座標系（基板上の基準座標系）のデータに変換し、それをコントローラ２０内のバッファメモリ（ＲＡＭ）に格納する（ステップＳ１９）。
【００２８】
例えば、ＱＦＰ部品Ｐ２の場合のデータの変換は、次のようにして行われる。
ステップＳ１８で、
ＩＭ１（Ｘ_ＩＭ１＋ΔＸ４＝Ｇ、Ｙ_ＩＭ１＋ΔＹ４＝Ｈ）
ＩＭ２（Ｘ_ＩＭ２＋ΔＸ５＝Ｊ、Ｙ_ＩＭ２＋ΔＹ５＝Ｋ）
の位置データが計測されるので、Ｐ２の中心値は、
Ｐ２_ｘ＝（Ｊ＋Ｇ）／２
Ｐ２_ｙ＝（Ｈ＋Ｋ）／２
となる。この値はＦＭ基準のデータであるので、以下のようにして基板マークＰＭ２を基準にしたＰＭ２基準の傾きゼロ度の座標系データ、すなわち基板上の基準座標系のデータに変換する。以下の式で（ＰＭ２）は、基板マークＰＭ２を基準点（基準座標系の原点）にしていることを示している。
【００２９】
Ｐ２_ｘ（ＰＭ２）＝Ｐ２_ｘ−Ｃ
Ｐ２_ｙ（ＰＭ２）＝Ｐ２_ｙ−Ｄ
であるので、傾きθ’は
【００３０】
【数３】

となり、基準基板マークＰＭ２から部品Ｐ２の中心値までの距離Ｄｄは、
【００３１】
【数４】

なので、基準基板マークＰＭ２からの傾きゼロ度の座標系における部品Ｐ２の装着位置（中心値Ｐ２_ｘ０（ＰＭ２）、Ｐ２_ｙ０（ＰＭ２））は、
Ｐ２_ｘ０（ＰＭ２）＝Ｄｄ＊ｓｉｎ（θ’−θ）
Ｐ２_ｙ０（ＰＭ２）＝Ｄｄ＊ｃｏｓ（９０−θ’−θ）
となり、基板上の基準座標系の装着位置データに変換される。
【００３２】
同様に、部品Ｐ２の装着位置を求めるのに使用したＩＣマークＩＭ１、ＩＭ２の位置データも、基板上の基準座標系のデータに変換する。
【００３３】
この基板上の基準座標系をｕｖ座標系、図８のような部品装着データを記述する座標系をＸＹ座標系として、両座標の関係が、図１１（Ａ）に図示されており、ＩＣマークＩＭ１、ＩＭ２の位置ないし部品Ｐ２の装着位置、それにＰＭ１〜ＰＭ３のＸＹ座標系でのデータが、ｕｖ座標系のデータに変換され、変換されたデータがコントローラ２０のバッファメモリ（ＲＡＭ）に格納される。
【００３４】
続いて、コントローラ２０は、部品吸着位置データと、計測したＩＣマーク位置データにより、吸着ずれと基板ずれによる装着位置誤差を補正した正確な装着位置データを演算して当該ＱＦＰ部品を基板１０に装着する（ステップＳ２０）。
【００３５】
その後、さらに次の部品番号を読み出し（ステップＳ２１）、基板一枚分の全ての部品に対して関連する部品装着データを基準座標系のデータに変換し、部品の装着を行う。その後全て部品装着後、基準座標系に変換した部品装着データを各部品ごとに装着データメモリ（例えば、記憶装置３３）に格納する（ステップＳ２２）。
【００３６】
次に、同一生産ロットの２枚目以降基板は、図５の流れに従って生産される。２枚目の回路基板１０が搬送路２により搬入され、ＸＹロボット５はヘッド部６を回路基板１０上に移動し基板認識カメラ１４を用い基板マークＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３の３点の位置データを取得し（ステップＳ３１）、２枚目の基板の傾き（θ１）、位置ずれデータ（Ｘｏｆｆ１、Ｙｏｆｆ１）を求める（ステップＳ３２）。この基板の傾きと位置ずれデータの取得は、図４のステップＳ１１で行われたのと同様であり、以下のようにして求められる。
【００３７】
２枚目の基板の基板マークＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３に対して、
ＰＭ１（Ｘ_ＰＭ１＋ΔＸ１１＝Ａ１，Ｙ_ＰＭ１＋ΔＹ１１＝Ｂ１）
ＰＭ２（Ｘ_ＰＭ２＋ΔＸ２１＝Ｃ１，Ｙ_ＰＭ２＋ΔＹ２１＝Ｄ１）
ＰＭ３（Ｘ_ＰＭ３＋ΔＸ３１＝Ｅ１，Ｙ_ＰＭ３＋ΔＹ３１＝Ｆ１）
の位置データが取得されるので、ＰＭ１とＰＭ２から決まる基板の傾きθ_ｖ１は
【００３８】
【数５】

となり、またＰＭ３とＰＭ２から決まる基板の傾きθ_ｈ１は、
【００３９】
【数６】

となるので、基板の傾きθ１を、その平均値θ１＝（θ_ｖ１＋θ_ｈ１）／２として求める。一方、基板の位置ずれ（オフセット）に対しては、基板マークＰＭ２のＦＭに対する位置ずれΔＸ２１、ΔＹ２１をオフセット値Ｘｏｆｆ１、Ｙｏｆｆ１とする。この２枚目の基板の傾きθ１と位置ずれＸｏｆｆ１、Ｙｏｆｆ１が、基板上の基準座標系（ｕ’ｖ’）とともに、図１１（Ｂ）に図示されている。
【００４０】
続いて、部品番号を読み出し（ステップＳ３３）、このときスキップとＥのフラグをそれぞれ０にセットしておく。
【００４１】
チップ部品の場合には、基板の傾き、位置ずれの基板ずれデータを元にその部品装着データの変換を行い（ステップＳ３５）、続いて、図４のステップＳ１５、Ｓ１６と同様にして部品吸着位置データを求め（ステップＳ３６）、部品吸着位置データと部品装着データから正確な装着位置データを演算して部品を基板上に装着する（ステップＳ３７）。
【００４２】
一方、ステップＳ３４で、ＱＦＰ部品と判断された場合には、ＸＹロボット５はヘッド部６を部品供給部３、４に移動して当該部品を吸着し、吸着した部品の吸着姿勢を部品認識カメラ７で認識し、その画像を画像認識装置１７で認識して部品吸着位置データを求める（ステップＳ３８）。続いて、ステップＳ３３でスキップ＝０と設定されているので、ステップＳ３９の判断が否定され、ステップＳ４０に進み、ＸＹロボット５はヘッド部６を回路基板１０上に移動し基板認識カメラ１４でＩＣマークＩＭｘを撮像し、その画像を画像認識装置１７で認識（計測）し、ＩＣマーク位置データが求められる（ステップＳ４０）。
【００４３】
続いて、ステップＳ３２で求めた位置ずれデータを元に、該ＩＣマーク位置データを、基準基板マーク（ＰＭ２）からの傾きゼロ度の座標系（ｕ’ｖ’座標系）のデータに変換する。
【００４４】
この変換は、１枚目のときに行われたので同様であり、
ＱＦＰ部品Ｐ２の場合には、
ＩＭ１（Ｘ_ＩＭ１＋ΔＸ４１＝Ｇ１、Ｙ_ＩＭ１＋ΔＹ４１＝Ｈ１）
ＩＭ２（Ｘ_ＩＭ２＋ΔＸ５１＝Ｊ１、Ｙ_ＩＭ２＋ΔＹ５１＝Ｋ１）
の位置データが計測されるので、Ｐ２の中心値は、
Ｐ２_ｘ１＝（Ｊ１＋Ｇ１）／２
Ｐ２_ｙ１＝（Ｈ１＋Ｋ１）／２
となる。この値はＦＭ基準（ＸＹ座標系）のデータであるので、以下のようにして基板上の基準座標系（ｕ’ｖ’座標系）のデータに変換する。
【００４５】
Ｐ２_ｘ１（ＰＭ２）＝Ｐ２_ｘ１−Ｃ１
Ｐ２_ｙ１（ＰＭ２）＝Ｐ２_ｙ１−Ｄ１
であるので、傾きθ１’は
【００４６】
【数７】

基準基板マークＰＭ２から部品Ｐ２の中心値までの距離Ｄｄは、
【００４７】
【数８】

なので、基準座標系での部品Ｐ２の部品装着データ（中心値Ｐ２_ｘ０１（ＰＭ２）、Ｐ２_ｙ０１（ＰＭ２））は、
Ｐ２_ｘ０１（ＰＭ２）＝Ｄｄ＊ｓｉｎ（θ１’−θ１）
Ｐ２_ｙ０１（ＰＭ２）＝Ｄｄ＊ｃｏｓ（９０−θ１’−θ１）
となり、部品Ｐ２の中心位置が基準座標系のデータに変換される。同様にして、ＩＭ１、ＩＭ２の位置データも基準座標系のデータに変換する。
【００４８】
このとき、変換した部品装着データ（ｕ’ｖ’座標系）でのＰ２の部品中心位置ないしＩＭ１、ＩＭ２のマーク位置データが、１枚目の基板で取得した部品番号に対応して格納されている部品装着データでの対応データ（ｕｖ座標系）と比較される（ステップＳ４１）。今、ステップＳ３３でＥ＝０が設定されているので、ステップＳ４２の判断は否定され、ステップＳ４３に進み、そこで許容範囲内で一致していると判断された場合は、スキップ＝１がセットされ（ステップＳ４５）、一方許容範囲外の場合は、Ｅ＝１がセットされ（ステップＳ４４）、部品吸着位置データと、計測したＩＣマーク位置データにより、吸着ずれと基板ずれによる装着位置誤差を補正して部品Ｐ２を装着する（ステップＳ４６）。
【００４９】
続いて次の部品番号が読み出され（ステップＳ４７）、次の部品もＱＦＰ部品（Ｐ３）の場合は、ステップＳ３８で部品吸着位置データを求め、続いて、ステップＳ４５でスキップ＝１がセットされている場合には、ＩＣマーク（ＩＭ３、ＩＭ４）の位置を基板認識カメラ１４で認識（計測）することなく、つまりＩＣマーク認識をスキップし、ステップＳ４８に進む。そこで、ステップＳ３２で求めた基板ずれデータを元に、装着データメモリに格納されている部品装着データからＩＣマーク（ＩＭ３、ＩＭ４）の位置データを生成する（ステップＳ４８）。
【００５０】
この位置データの生成は、例えばＩＭ３のＩＣマークの場合、次のようにして行われる。格納されているＩＣマークＩＭ３の位置データが座標値（ｕ３、ｖ３）であるとすると、ｕ’ｖ’座標系でも同じ座標値であるので、その値からＰＭ２とＩＭ３間の距離Ｄとｕ’軸に対する角度θ２が求まり、また基板の傾きはθ１であるので、ＩＣマークの生成された位置データＸ３、Ｙ３は、図１１（Ｂ）に図示したように、
Ｘ３＝Ｘｏｆｆ１＋Ｄｃｏｓ（θ１＋θ２）
Ｙ３＝Ｙｏｆｆ１＋Ｄｓｉｎ（θ１＋θ２）
となる。ＩＣマークＩＭ４のデータも同様にして生成でき、また本実施形態では、ＩＭ４までのマークしか図示されていないが、他にＩＣマークが設けられている場合にも、同様にしてそのデータを生成することができる。
【００５１】
コントローラ２０は、部品吸着位置データと、上記のようにして生成したＩＣマーク位置により吸着ずれと基板ずれによる装着位置誤差を補正した正確な装着位置データを演算して部品を基板上に装着する（ステップＳ４９）。
【００５２】
一方、許容範囲外ならば、ＱＦＰ部品等は従来と同じように部品認識カメラ７で求めた部品吸着データと基板認識カメラ１４で求めたＩＣマークの位置データにより部品装着位置を求め、ＱＦＰ部品を装着する（ステップＳ４６）。この繰り返しを格納されている部品番号が無くなるまで行う（ステップＳ４７）。
【００５３】
このように、基準座標系で見た部品装着データ（ＩＣマーク位置ないし部品中心位置データ）が、１枚目の基板で取得した部品番号に対応して格納されている部品装着データと許容範囲内で一致している場合には、同一基板の他のＩＣマーク位置データを計測するステップＳ４０をスキップできるので、高速な装着が可能になる。
【００５４】
上述の実施形態では、部品装着データが基板上の基準座標系に変換され、あるＩＣマークの基準座標系での座標位置が各基板で許容範囲内で一致しているかどうかに従って、ＩＣマークの計測をスキップするかどうかを判定している。これは、基準座標系の原点からの距離並びに方向（座標軸に対する角度）の一致を見ているが、これに限定されず、各ＩＣマーク間、あるいはＩＣマークの基板マークに対する距離が一致しているかどうかを判断してＩＣマークの計測をスキップするようにしてもよい。この方法を、図９、図１０のフローチャートに従って説明する。
【００５５】
図９のステップＳ５０、Ｓ５１は、図４のステップＳ１０、Ｓ１１と同様であり、一枚目の基板の基板マークＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３の計測により、基板１０の傾きθと基板の位置ずれＸｏｆｆ、Ｙｏｆｆが求められる（図１１（Ａ））。
【００５６】
続いて、部品番号が読み出されて（ステップＳ５３）、チップ部品である場合には、上記求めた基板の傾きと位置ずれデータをコントローラ１０内のバッファメモリ（ＲＡＭ）に格納する（ステップＳ５４）。続いて、ステップＳ１５と同様に、部品吸着位置データを求め（ステップＳ５５）、コントローラ２０は、部品吸着位置データと部品装着データにより吸着ずれと上記求めた基板ずれを補正して、正確な装着位置データを演算し、チップ部品を回路基板１０上に装着する（ステップＳ５６）。
【００５７】
一方、ステップＳ５３でＩＣマーク認識が必要な高精度装着部品と判断された場合には、ステップＳ１７と同様に、部品認識により部品吸着位置データが求められ（ステップＳ５７）、続いてステップＳ１８と同様に、ＩＣマーク位置データが求められる（ステップＳ５８）。この求めた位置データは、ｕｖ座標系に変換することなく、基板の傾きθ並びに位置ずれデータＸｏｆｆ、Ｙｏｆｆとともに、ＸＹ座標系のデータとしてコントローラ２０のバッファメモリ（ＲＡＭ）に格納される（ステップＳ５９）。
【００５８】
続いて、コントローラ２０は、部品吸着位置データと、計測したＩＣマーク位置データにより、吸着ずれと基板ずれによる装着位置誤差を補正した正確な装着位置データを演算して当該ＱＦＰ部品を基板１０に装着し（ステップＳ６０）、その後さらに次の部品番号を読み出し（ステップＳ６１）、基板一枚分の全ての部品に対して部品の装着を行う。その後全て部品装着後、計測したＩＣマークや基板マークの位置データ、並びに基板ずれデータを装着データメモリ（記憶装置３３）に格納する（ステップＳ６２）。
【００５９】
次に、同一生産ロットの２枚目以降基板は、図１０の流れに従って生産される。ステップＳ７１は、ステップＳ３１と同様であり、続くステップＳ７２において、２枚目の基板の傾き（θ１）と位置ずれデータ（Ｘｏｆｆ１、Ｙｏｆｆ１）が求められる（図１１（Ｂ））。
【００６０】
続く、ステップＳ７３〜Ｓ７７の処理は、ステップＳ３３〜Ｓ３７と同じであり、チップ部品の装着が行われる。
【００６１】
一方、ＱＦＰ部品の場合のステップＳ７８〜Ｓ８９の処理も、基本的にステップＳ３８〜Ｓ４９の処理と同様である。ただし、この実施形態では、ステップＳ８１において、Ｐ２の部品中心位置、あるいはＩＭ１（又はＩＭ２）のマーク位置データとＰＭ２間の距離が、１枚目の基板で取得した同部品番号に対応して格納されているＰ２の部品中心位置あるいはＩＭ１（又はＩＭ２）のマーク位置データとＰＭ２間の距離と比較され、両距離が許容範囲内で一致している場合には、他のＩＣマーク（ＩＭ３、ＩＭ４）の位置を計測することなく、部品装着データからそのＩＣマーク（ＩＭ３、ＩＭ４）の位置データを生成している（ステップＳ８８）。この位置データの生成は、例えば、図４、図５の実施形態のように、基板上の基準座標系ｕｖにデータ変換を行うことにより行うことができる。例えば、ＩＣマークＩＭ３の場合、その一枚目で取得され格納されているＩＭ３の位置データ（ＸＹ座標系）を一旦ｕｖ座標系に変換し、それを図１１（Ｂ）に図示したように、２枚目の基板のずれデータθ１、Ｘｏｆｆ１，Ｙｏｆｆ２を元に、ＸＹ座標系のデータに逆変換するようにすればよい。
【００６２】
このように、部品装着データ（ＩＣマーク位置ないし部品中心位置データ）とＰＭ２との距離が、１枚目の基板で取得した同部品番号に対応して格納されている部品装着データとＰＭ２間の距離と許容範囲内で一致している場合には、同一基板の他のＩＣマーク位置データを計測するステップＳ８０をスキップできるので、高速な装着が可能になる。
【００６３】
なお、上述の例では、部品装着データ（ＩＣマーク位置ないし部品中心位置データ）の基板マークＰＭ２に対する距離を互いに比較しているが、基板マークＰＭ２ではなく、他のマーク、例えばＩＣマークに対する距離、あるいは基板上の他の所定の基準点に対する距離を、互いに比較するようにしてもよい。ＩＣマークに対する距離を互いに比較する場合には、ＩＣマーク間の距離が互いに比較されることになる。例えば、２枚目の基板を生産するとき、まず、ＩＣマークＩＭ１とＩＭ４の位置を計測し、その距離が、１枚目に対して計測されたＩＣマークＩＭ１とＩＭ４間の距離と許容範囲内で一致するときは、他のＩＣマーク位置の計測がスキップされることになる。
【００６４】
また、同一基板であっても、スキップする間隔を設定し、例えば、ＩＣマーク位置の計測をｎ回（ｎ＝２、３、．．．．．）スキップしたら、その後のＩＣマークは、実際にＩＣマーク位置データを求め（ステップＳ４０、Ｓ８０）、そのデータを、装着データメモリに格納されている部品装着データでの対応するデータと比較して許容範囲内にあるかどうかを判断し、スキップ条件を満たしているかどうかを再度調べるようにしてもよい（ステップＳ４１、Ｓ４３、Ｓ８１、Ｓ８３）。
【００６５】
また、ＩＣマーク位置データを、格納されている部品装着データでの対応データと比較する場合、ＩＣマーク位置が、基準点（ＰＭ２）より遠い位置にあるマークであるほうが、一致しているかどうかを判断するときに精度がでるので、ステップＳ４０、Ｓ８０で基準点（ＰＭ２）よりもっとも距離を隔てた位置にあるＩＣマーク位置を取得し、それをステップＳ４１、Ｓ８１で対応するデータと比較するようにしてもよい。
【００６６】
また、上述した実施形態では、１枚目の基板を生産するときに計測した各マーク位置データを記憶するようにしているが、生産を開始する前に同一ロットの基板の各マークを計測してその位置データを格納するようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、部品位置決めマークの位置データを、記憶されている部品位置決めマークの計測データから生成するようにしているので、部品位置決めマークの位置を実際に計測するのをスキップでき、部品位置決めマーク位置のデータ取得に必要な時間が大幅に短縮され、部品実装効率を顕著に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品装着装置の外観を示した斜視図である。
【図２】電子部品装着装置の制御系の構成を示したブロック図である。
【図３】部品装着の流れを示したフローチャートである。
【図４】１枚目の基板を生産する時の流れを示したフローチャートである。
【図５】２枚目の基板を生産する時の流れを示したフローチャートである。
【図６】回路基板に形成されるマークを示した説明図である。
【図７】回路基板に形成されるマークを示した斜視図である。
【図８】予め登録された部品装着データを示した表図である。
【図９】他の実施形態に基づいて１枚目の基板を生産する時の流れを示したフローチャートである。
【図１０】他の実施形態に基づいて２枚目の基板を生産する時の流れを示したフローチャートである。
【図１１】
ＩＣマーク位置データの生成を説明する説明図である。
【符号の説明】
４ 部品供給部
５ Ｘ、Ｙロボット
６ ヘッド部
７ 部品認識カメラ
８ 電子部品
９ 吸着ノズル
１１ 基板マーク
１２ ＩＣマーク
１４ 基板認識カメラ
１７ 画像認識装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting method and device, and more particularly, to an electronic component mounting method and device for mounting an electronic component on a circuit board.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, electronic component mounting apparatuses for mounting electronic components (hereinafter simply referred to as components) on a circuit board have been known (Patent Documents 1 and 2). In such an electronic component supply device, the XY robot moves the board recognition camera onto the circuit board, measures the board mark on the board, checks the mounting position, and moves the suction nozzle to the component supply unit according to the component data. Then, the component is sucked, and the suction posture of the sucked electronic component is recognized by the component recognition camera. If the picked-up component is an electronic component such as a chip component, the XY robot calculates the exact mounting position data of the component based on the board position correction data based on the board mark measurement and the suction position correction data based on the component recognition. Is moved to that position to mount the component.
[0003]
On the other hand, when the picked-up component is a high-precision component, an IC mark on the circuit board is measured by a board recognition camera, and the correct mounting position of the component is determined by the position correction data based on the IC mark measurement and the suction position correction data based on the component recognition. Data is calculated, the XY robot is moved to that position, and components are mounted.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-357896 (paragraphs [0002] to [0005])
[Patent Document 2]
JP-A-2002-9494 ([Claim 1])
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional electronic component mounting apparatus, when a component such as a chip component does not require relatively high mounting accuracy, it can be mounted within the required accuracy even if the component is mounted only by correcting the position of the substrate mark. However, a high-precision mounting component such as a QFP component must recognize all IC marks provided near the component mounting position. When mounting multiple QFP components on a circuit board, All the provided IC marks must be recognized, and there is a problem that as the number of high-precision components increases, it takes more time to mount.
[0006]
Therefore, the present invention solves such a problem, and even if there are many components that need to be mounted with high accuracy, accurate mounting can be performed in a short time, and components can be accurately mounted with a short tact. It is an object to provide an electronic component mounting method and apparatus that can be mounted on a substrate.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above problems.
In an electronic component mounting method of correcting a mounting position error due to a board shift based on a measurement result of a component positioning mark position on a board and mounting a component on the board,
Store the measurement data of each mark position,
During the production of the board, a configuration is employed in which the position data of the component positioning mark is generated from the stored measurement data to correct the mounting position error due to the board displacement.
[0008]
Further, in the present invention,
In an electronic component mounting apparatus that corrects a mounting position error due to a board shift based on a measurement result of a component positioning mark position on a board and mounts a component on the board,
Storage means for storing measurement data at each mark position;
During the production of the board, there is also adopted a configuration having means for generating the position data of the component positioning mark from the stored measurement data and correcting the mounting position error due to the board displacement.
[0009]
The idea of the present invention is that the positions of high-precision component positioning marks (IC marks and board marks of a multi-piece board) formed on each board made in the same lot are substantially constant for each board. For example, if the positional relationship between the mark of each substrate and another mark or a predetermined point on the substrate is the same within an allowable range, all the positional relationships of the marks are also different for each substrate. It is estimated that they are almost the same. Therefore, for one substrate, all mark positions are measured and their position data is stored, and when producing another substrate, a predetermined point (a substrate mark, an IC mark, or a substrate mark) is measured from one measured mark. When the distance to the above predetermined reference point coincides with the stored distance to the predetermined point of the corresponding mark within an allowable range, the position of another mark is actually measured. Is skipped, and mark position data to be measured is generated from the stored measurement data. As a result, the time required to acquire the component positioning mark (IC mark or board mark of a multi-piece board) is greatly reduced, and the component mounting efficiency can be significantly improved.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows an external view of an electronic component mounting apparatus 1 according to the present invention, and FIG. 2 shows a control system thereof. In FIG. 1, a circuit board 10 is carried into a mounting position by a transport path 2. Or removed from the location. The circuit board 10 is provided with a board mark 11 for measuring the position of the conveyed circuit board and an IC mark 12 for measuring a mounting position of a high-precision component such as a QFP component. The XY robot 5 is driven by an X-axis motor 21 and a Y-axis motor 22 under the control of a controller 20 including a CPU, a ROM, and a RAM shown in FIG. 2 to move the head unit 6 in the XY directions. The head unit 6 is provided with a suction nozzle 9 for sucking the component 8 supplied from the component supply units 3 and 4 and a board recognition camera 14 for imaging and measuring the board mark 11 and the IC mark 12 of the circuit board 10. ing. The suction nozzle 9 can be moved up and down in the Z-axis direction by a Z-axis motor 23, and can be rotated around a nozzle axis by a θ-axis motor 24. The XY robot 5 moves in the XY directions to position the suction nozzle 9 and the board recognition camera 14 at arbitrary positions. In addition, a component recognition camera 7 that captures and measures the suction posture of the component 8 is disposed at a predetermined location on the transport path 2.
[0012]
The board recognition camera 14 takes an image of the board mark 11 (usually three board marks) and the IC mark 12 of the circuit board, and the image thereof is image-recognized by the CPU 17a, the memory 17b, the A / D converter 17c, and the like. Processing is performed by the device 17 to calculate each mark position. On the other hand, the component recognition camera 7 captures an image of the component 8 sucked by the suction nozzle 9, the image is processed by the image recognition device 17, the suction position of the component is recognized, and the component center and the suction angle are calculated. .
[0013]
The electronic component mounting apparatus is provided with input devices such as a keyboard 31 and a mouse 32 for inputting board data and component data. The generated board data and component data are configured by a hard disk, a flash memory, or the like. It can be stored in the storage device 33. The board data and component data supplied from a host computer (not shown) connected to the electronic component mounting device may be stored in the storage device 33 without passing through the input device. A monitor 34 is provided, and on this screen, component data, calculation data, images captured by the board recognition camera 14 and the component recognition camera 7, and the like can be displayed.
[0014]
The reference numeral 13 in FIG. 1 denotes a nozzle station provided with a replacement nozzle tip.
[0015]
In such an electronic component mounting apparatus, components are usually mounted according to the flow of FIG. First, the circuit board 10 is carried into the mounting position by the transfer path 2, and the XY robot 5 moves the board recognition camera 14 onto the circuit board 10 to measure the board mark 11 on the board, obtain mark position data, and correct the board position. Data is calculated (step S1). Next, the component number is read from the component data (step S2), and the XY robot 5 moves the suction nozzle 9 onto the component supply unit (feeder) 3 or 4 in accordance with the component data. 8 (Step S3). Subsequently, the XY robot moves the suction nozzle 9 to the position of the component recognition camera 7, the picked-up component is imaged by the component recognition camera 7, the image is processed by the image recognition device 17, and the component suction position data (component The center and the suction angle are calculated, and the suction position correction data is obtained (step S4).
[0016]
Subsequently, when it is determined in step S5 that the picked-up component is an electronic component such as a chip component, the process proceeds to step S6, where the board position correction data obtained in step S1 and the suction position correction data obtained in step S4 are used. Accurate mounting position data is calculated from the data, and the XY robot is moved to that position to mount the component (step S8).
[0017]
On the other hand, when it is determined in step S5 that the picked-up component is a high-precision component, the XY robot 5 moves the board recognition camera 14 onto the circuit board 10, measures the IC mark 12, and determines the position of the board by the IC mark measurement. The correct mounting position data of the component is calculated using the correction data and the suction position correction data based on the component recognition (step S7), and the XY robot is moved to that position to mount the component (step S8). The above process is repeated until all components to be mounted are completed (step S9).
[0018]
In the above mounting process, when mounting high-precision components such as QFP components, all the IC marks provided for each component must be recognized. There is a problem. Therefore, in the present invention, the component mounting process is performed on the assumption that the positional relationship between the board mark and each of the IC marks and the board mark of the multi-piece board is kept substantially constant. Try to do it fast.
[0019]
This method will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5 executed under the control of the controller 20.
[0020]
The electronic component mounting apparatus starts the component mounting operation on the first substrate of the production lot. Since the circuit board 10 is carried into the mounting position of the component mounting apparatus by the transfer path 2, the XY robot 5 moves the head unit 6 onto the circuit board 10. As shown in FIGS. 6 and 7, a board mark PMn (n = 1, 2, 3) and a component positioning mark (IC mark) IMn (n = 1 to 4) are formed on the circuit board 10. . The substrate mark PMn corresponds to the substrate mark 11 in FIG. 1, and the IC mark IMn corresponds to the IC mark 12 in FIG.
[0021]
The board recognition camera 14 mounted on the head unit 6 captures three points of the board marks PM1, PM2, PM3 on the circuit board 10, and the image is processed by the image recognition device 17 to obtain the position data of each board mark. Is performed (step S10). The image recognition device 17 calculates, from the three positions of the substrate mark, substrate deviation data including the inclination θ of the substrate 10 and the positional deviation (Xoff, Yoff) with respect to the reference position according to the following equation (step S11).
[0022]
As shown in FIG. 8, in the component mounting data, the position data in the X and Y directions for the board marks PM1, PM2 and PM3 is given based on the reference point FM (FIG. 6). At S10,
PM1 (X _PM1 + ΔX1 = A, Y _PM1 + ΔY1 = B)
PM2 (X _PM2 + ΔX2 = C, Y _PM2 + ΔY2 = D)
PM3 (X _PM3 + ΔX3 = E, Y _PM3 + ΔY3 = F)
Is obtained, the inclination θ of the substrate determined from PM1 and PM2 _v Is
[0023]
(Equation 1)

And the inclination of the substrate determined from PM3 and PM2 is θ _h Is
[0024]
(Equation 2)

Therefore, the inclination θ of the substrate 10 is calculated as an average value θ = (θ _v + Θ _h ) / 2. On the other hand, with respect to the displacement (offset) of the substrate, the displacements ΔX2 and ΔY2 of the substrate mark PM2 with respect to FM are set as offset values Xoff and Yoff.
[0025]
When the board displacement, that is, the board inclination and the displacement, is obtained in this manner, the component number is read out (step S12), and the chip component as shown by P1, P4, P5, and P6 in FIG. In the case of (1), the component mounting data (mounting position) is converted based on the obtained inclination and positional deviation data of the board, and the converted data is stored in a buffer memory (RAM) in the controller 10 (step). S14).
[0026]
Subsequently, the components are sucked from the component supply units (feeders) 3 and 4 in which the chip components are stored, and the head unit 6 is moved to the position of the component recognition camera 7 to acquire a component image. By recognizing in step 17, component suction position data (component center and suction angle) is obtained (step S15). The controller 20 calculates accurate mounting position data based on the converted component mounting data and component suction position data, and mounts the component on the circuit board 10 (step S16).
[0027]
On the other hand, if it is determined in step S13 that the component is a high-precision mounted component that requires IC mark recognition, such as a QFP component as indicated by P2 and P3 in FIG. 6, a predetermined component supply unit (feeder) 3 4, the QFP component is sucked, the head unit 6 is moved onto the component recognition camera 7, the QFP component is imaged, and the image is processed by the image recognition device 17 to recognize the suction attitude, and the component suction position data Is obtained (step S17). Thereafter, the XY robot 5 moves the head unit 6 onto the circuit board 10, recognizes the IC mark IMx (FIG. 6) with the board recognition camera 14, and obtains the IC mark position data (step S18). Then, based on the displacement data obtained in step S11, the mounting position of the component or the measured IC mark position is converted into data of a zero-degree coordinate system (reference coordinate system on the substrate) from the reference substrate mark PM2. And store it in the buffer memory (RAM) in the controller 20 (step S19).
[0028]
For example, data conversion for the QFP component P2 is performed as follows.
In step S18,
IM1 (X _IM1 + ΔX4 = G, Y _IM1 + ΔY4 = H)
IM2 (X _IM2 + ΔX5 = J, Y _IM2 + ΔY5 = K)
Is measured, the central value of P2 is
P2 _x = (J + G) / 2
P2 _y = (H + K) / 2
It becomes. Since this value is FM-based data, it is converted into coordinate system data of zero-degree inclination based on the substrate mark PM2 based on the substrate mark PM2, that is, data of the reference coordinate system on the substrate, as follows. In the following equation, (PM2) indicates that the substrate mark PM2 is used as a reference point (the origin of the reference coordinate system).
[0029]
P2 _x (PM2) = P2 _x -C
P2 _y (PM2) = P2 _y -D
Therefore, the inclination θ ′ is
[0030]
[Equation 3]

And the distance Dd from the reference board mark PM2 to the center value of the component P2 is
[0031]
(Equation 4)

Therefore, the mounting position of the component P2 (the center value P2 _x0 (PM2), P2 _y0 (PM2))
P2 _x0 (PM2) = Dd * sin (θ′−θ)
P2 _y0 (PM2) = Dd * cos (90−θ′−θ)
And converted into mounting position data in the reference coordinate system on the board.
[0032]
Similarly, the position data of the IC marks IM1 and IM2 used for obtaining the mounting position of the component P2 is also converted into data of a reference coordinate system on the board.
[0033]
The reference coordinate system on the board is an uv coordinate system, and the coordinate system describing component mounting data as shown in FIG. 8 is an XY coordinate system, and the relationship between the two coordinates is shown in FIG. The positions of the IM1 and IM2 or the mounting positions of the parts P2 and the data of the PM1 to PM3 in the XY coordinate system are converted into data in the uv coordinate system, and the converted data is stored in the buffer memory (RAM) of the controller 20. You.
[0034]
Subsequently, the controller 20 calculates the correct mounting position data by correcting the mounting position error due to the suction shift and the board shift based on the component suction position data and the measured IC mark position data, and mounts the QFP component on the board 10. (Step S20).
[0035]
Thereafter, the next component number is read out (step S21), and the component mounting data related to all the components for one board is converted into data of the reference coordinate system, and the components are mounted. Thereafter, after all the components are mounted, the component mounting data converted into the reference coordinate system is stored in the mounting data memory (for example, the storage device 33) for each component (step S22).
[0036]
Next, the second and subsequent substrates of the same production lot are produced according to the flow of FIG. The second circuit board 10 is carried in by the transfer path 2, the XY robot 5 moves the head unit 6 onto the circuit board 10, and uses the board recognition camera 14 to read the position data of the three points of the board marks PM1, PM2, PM3. Acquisition is performed (step S31), and the inclination (θ1) of the second substrate and displacement data (Xoff1, Yoff1) are obtained (step S32). The acquisition of the substrate inclination and displacement data is the same as that performed in step S11 of FIG. 4, and is obtained as follows.
[0037]
For the substrate marks PM1, PM2, PM3 of the second substrate,
PM1 (X _PM1 + ΔX11 = A1, Y _PM1 + ΔY11 = B1)
PM2 (X _PM2 + ΔX21 = C1, Y _PM2 + ΔY21 = D1)
PM3 (X _PM3 + ΔX31 = E1, Y _PM3 + ΔY31 = F1)
Is obtained, the substrate inclination θ determined from PM1 and PM2 _v1 Is
[0038]
(Equation 5)

And the inclination θ of the substrate determined from PM3 and PM2. _h1 Is
[0039]
(Equation 6)

Therefore, the inclination θ1 of the substrate is calculated as the average value θ1 = (θ _v1 + Θ _h1 ) / 2. On the other hand, with respect to the displacement (offset) of the substrate, the displacements ΔX21 and ΔY21 of the substrate mark PM2 with respect to FM are set as offset values Xoff1 and Yoff1. The inclination θ1 and displacement Xoff1 and Yoff1 of the second substrate are shown in FIG. 11B together with the reference coordinate system (u′v ′) on the substrate.
[0040]
Subsequently, the part number is read (step S33), and the skip and E flags are set to 0 at this time.
[0041]
In the case of a chip component, the component mounting data is converted based on the board displacement data of the inclination and displacement of the board (step S35), and then the component suction position is determined in the same manner as steps S15 and S16 in FIG. Data is obtained (step S36), and accurate mounting position data is calculated from the component suction position data and the component mounting data, and the component is mounted on the board (step S37).
[0042]
On the other hand, if it is determined in step S34 that the component is a QFP component, the XY robot 5 moves the head unit 6 to the component supply units 3 and 4 to suck the component, and determines the suction attitude of the sucked component by a component recognition camera. 7, and the image is recognized by the image recognition device 17 to obtain component suction position data (step S38). Subsequently, since skip = 0 is set in step S33, the determination in step S39 is denied, and the process proceeds to step S40, in which the XY robot 5 moves the head unit 6 onto the circuit board 10, and the XY robot 5 The image of the mark IMx is picked up, the image is recognized (measured) by the image recognition device 17, and IC mark position data is obtained (step S40).
[0043]
Subsequently, based on the displacement data obtained in step S32, the IC mark position data is converted into data of a coordinate system (u'v 'coordinate system) of zero degree from the reference substrate mark (PM2).
[0044]
This conversion is similar because it was performed on the first sheet.
In the case of QFP part P2,
IM1 (X _IM1 + ΔX41 = G1, Y _IM1 + ΔY41 = H1)
IM2 (X _IM2 + ΔX51 = J1, Y _IM2 + ΔY51 = K1)
Is measured, the central value of P2 is
P2 _x1 = (J1 + G1) / 2
P2 _y1 = (H1 + K1) / 2
It becomes. Since this value is data on the FM reference (XY coordinate system), it is converted into data on the reference coordinate system (u'v 'coordinate system) on the substrate as follows.
[0045]
P2 _x1 (PM2) = P2 _x1 -C1
P2 _y1 (PM2) = P2 _y1 -D1
Therefore, the inclination θ1 ′ is
[0046]
(Equation 7)

The distance Dd from the reference board mark PM2 to the center value of the component P2 is:
[0047]
(Equation 8)

Therefore, the component mounting data of the component P2 in the reference coordinate system (center value P2 _x01 (PM2), P2 _y01 (PM2))
P2 _x01 (PM2) = Dd * sin (θ1′−θ1)
P2 _y01 (PM2) = Dd * cos (90−θ1′−θ1)
And the center position of the component P2 is converted into data of the reference coordinate system. Similarly, the position data of IM1 and IM2 are also converted into data of the reference coordinate system.
[0048]
At this time, the component center position of P2 or the mark position data of IM1 and IM2 in the converted component mounting data (u'v 'coordinate system) is stored in correspondence with the component number acquired on the first board. This is compared with the corresponding data (uv coordinate system) in the component mounting data (step S41). Now, since E = 0 is set in step S33, the determination in step S42 is denied, and the process proceeds to step S43. If it is determined that they match within the allowable range, skip = 1 is set. (Step S45) On the other hand, if it is out of the allowable range, E = 1 is set (Step S44), and the mounting position error due to the suction shift and the board shift is corrected based on the component suction position data and the measured IC mark position data. To mount the component P2 (step S46).
[0049]
Subsequently, the next component number is read (step S47). If the next component is also a QFP component (P3), component suction position data is obtained in step S38, and then skip = 1 is set in step S45. If so, the position of the IC mark (IM3, IM4) is not recognized (measured) by the board recognition camera 14, that is, the IC mark recognition is skipped, and the process proceeds to step S48. Therefore, based on the board displacement data obtained in step S32, the position data of the IC mark (IM3, IM4) is generated from the component mounting data stored in the mounting data memory (step S48).
[0050]
The generation of the position data is performed as follows, for example, in the case of an IC mark of IM3. Assuming that the stored position data of the IC mark IM3 is the coordinate value (u3, v3), the coordinate value is the same in the u′v ′ coordinate system, so the distances D and u ′ between PM2 and IM3 are calculated from the value. Since the angle θ2 with respect to the axis is obtained and the inclination of the substrate is θ1, the position data X3 and Y3 at which the IC mark is generated are as shown in FIG.
X3 = Xoff1 + Dcos (θ1 + θ2)
Y3 = Yoff1 + Dsin (θ1 + θ2)
It becomes. The data of the IC mark IM4 can be generated in the same manner, and in the present embodiment, only the mark up to the IM4 is shown. However, even when another IC mark is provided, the data is similarly generated. be able to.
[0051]
The controller 20 mounts the component on the board by calculating the accurate mounting position data obtained by correcting the mounting position error due to the suction shift and the board shift based on the component suction position data and the IC mark position generated as described above ( Step S49).
[0052]
On the other hand, if the QFP component is out of the allowable range, the component mounting position of the QFP component is determined based on the component suction data determined by the component recognition camera 7 and the IC mark position data determined by the board recognition camera 14 as in the conventional case. Attach (Step S46). This repetition is performed until the stored part numbers are exhausted (step S47).
[0053]
As described above, the component mounting data (IC mark position or component center position data) viewed in the reference coordinate system is within the allowable range from the component mounting data stored corresponding to the component number acquired on the first board. If the values match, step S40 for measuring other IC mark position data on the same substrate can be skipped, and high-speed mounting is possible.
[0054]
In the above-described embodiment, the component mounting data is converted into the reference coordinate system on the board, and the measurement of the IC mark is performed according to whether the coordinate position of the certain IC mark in the reference coordinate system matches within an allowable range on each board. Is determined whether to skip. In this case, the distance from the origin of the reference coordinate system and the direction (angle with respect to the coordinate axis) are matched. However, the present invention is not limited to this. Whether the distance between each IC mark or the distance between the IC mark and the substrate mark matches. It may be determined whether or not to skip the measurement of the IC mark. This method will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0055]
Steps S50 and S51 in FIG. 9 are the same as steps S10 and S11 in FIG. 4, and by measuring the substrate marks PM1, PM2, and PM3 of the first substrate, the inclination θ of the substrate 10 and the displacement Xoff, Yoff is obtained (FIG. 11A).
[0056]
Subsequently, the part number is read out (step S53), and if it is a chip part, the obtained inclination and displacement data of the substrate is stored in the buffer memory (RAM) in the controller 10 (step S54). . Subsequently, similarly to step S15, the component suction position data is obtained (step S55), and the controller 20 corrects the suction shift and the board shift obtained above based on the component suction position data and the component mounting data, and obtains an accurate mounting position. The data is calculated, and the chip component is mounted on the circuit board 10 (Step S56).
[0057]
On the other hand, if it is determined in step S53 that the component is a high-precision mounted component that requires IC mark recognition, component suction position data is obtained by component recognition as in step S17 (step S57), and subsequently, as in step S18. Next, IC mark position data is obtained (step S58). The obtained position data is stored in the buffer memory (RAM) of the controller 20 as the data of the XY coordinate system together with the inclination θ of the substrate and the positional deviation data Xoff and Yoff without being converted into the uv coordinate system (step S59). ).
[0058]
Subsequently, the controller 20 calculates the correct mounting position data by correcting the mounting position error due to the suction shift and the board shift based on the component suction position data and the measured IC mark position data, and mounts the QFP component on the board 10. Then, the next part number is read out (step S61), and the parts are mounted on all the parts for one board. Thereafter, after all components are mounted, the measured position data of the IC mark and the board mark and the board shift data are stored in the mounting data memory (storage device 33) (step S62).
[0059]
Next, the second and subsequent substrates of the same production lot are produced according to the flow of FIG. Step S71 is the same as step S31, and in the subsequent step S72, the inclination (θ1) and the displacement data (Xoff1, Yoff1) of the second substrate are obtained (FIG. 11B).
[0060]
Subsequent processes in steps S73 to S77 are the same as those in steps S33 to S37, and mounting of chip components is performed.
[0061]
On the other hand, the processing in steps S78 to S89 for a QFP component is basically the same as the processing in steps S38 to S49. However, in this embodiment, in step S81, the center position of the part P2 or the distance between the mark position data of IM1 (or IM2) and PM2 is stored corresponding to the part number acquired on the first substrate. Is compared with the mark center data of the component P2 or the mark position data of IM1 (or IM2) and the distance between PM2. If both distances match within an allowable range, the other IC marks (IM3, IM4) ), The position data of the IC mark (IM3, IM4) is generated from the component mounting data without measuring the position (step S88). The generation of the position data can be performed, for example, by performing data conversion to the reference coordinate system uv on the substrate as in the embodiments of FIGS. For example, in the case of the IC mark IM3, the position data (XY coordinate system) of the IM3 acquired and stored on the first sheet is temporarily converted to the uv coordinate system, and as shown in FIG. What is necessary is just to reversely convert to the data of the XY coordinate system based on the deviation data θ1, Xoff1, and Yoff2 of the second substrate.
[0062]
As described above, the distance between the component mounting data (IC mark position or component center position data) and PM2 is determined between the component mounting data stored corresponding to the same component number acquired on the first board and PM2. If the distance and the tolerance are within the allowable range, step S80 of measuring another IC mark position data of the same substrate can be skipped, so that high-speed mounting becomes possible.
[0063]
In the above example, the distance of the component mounting data (IC mark position or component center position data) to the board mark PM2 is compared with each other. Alternatively, the distances to other predetermined reference points on the substrate may be compared with each other. When the distances to the IC marks are compared with each other, the distances between the IC marks are compared with each other. For example, when manufacturing the second substrate, first, the positions of the IC marks IM1 and IM4 are measured, and the distance between the positions is within the allowable range of the distance between the IC marks IM1 and IM4 measured for the first substrate. , The measurement of other IC mark positions is skipped.
[0064]
Even if the same substrate is used, a skip interval is set. For example, if the measurement of the IC mark position is skipped n times (n = 2, 3,...), The subsequent IC mark is actually The IC mark position data is obtained (steps S40 and S80), and the data is compared with the corresponding data in the component mounting data stored in the mounting data memory to determine whether the data is within an allowable range, and a skip condition is determined. May be checked again (steps S41, S43, S81, S83).
[0065]
When comparing the IC mark position data with the corresponding data in the stored component mounting data, it is determined whether the IC mark position that is located farther from the reference point (PM2) matches. Since the accuracy is improved when making the determination, the IC mark position at the position furthest from the reference point (PM2) is acquired in steps S40 and S80, and is compared with the corresponding data in steps S41 and S81. You may.
[0066]
Further, in the above-described embodiment, each mark position data measured when the first substrate is produced is stored. However, before starting the production, each mark of the same lot substrate is measured. The position data may be stored.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, since the position data of the component positioning mark is generated from the stored measurement data of the component positioning mark, the actual measurement of the position of the component positioning mark is skipped. Thus, the time required for acquiring the data of the component positioning mark position is greatly reduced, and the component mounting efficiency can be significantly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of an electronic component mounting apparatus.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the electronic component mounting apparatus.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of component mounting.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow when producing a first substrate.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow when a second substrate is produced.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing marks formed on a circuit board.
FIG. 7 is a perspective view showing a mark formed on a circuit board.
FIG. 8 is a table showing component placement data registered in advance.
FIG. 9 is a flowchart showing a flow when producing a first substrate based on another embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow when producing a second substrate based on another embodiment.
FIG. 11
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating generation of IC mark position data.
[Explanation of symbols]
4 Parts supply unit
5 X, Y robots
6 Head
7 Parts recognition camera
8 Electronic components
9 Suction nozzle
11 Board mark
12 IC mark
14. Board recognition camera
17 Image recognition device

Claims (6)

基板上の部品位置決めマーク位置の計測結果に基づいて基板ずれによる装着位置誤差を補正し、部品を基板上に装着する電子部品装着方法において、
各マーク位置の計測データを記憶し、
基板生産中、部品位置決めマークの位置データを前記記憶されている計測データから生成して基板ずれによる装着位置誤差を補正することを特徴とする電子部品装着方法。In an electronic component mounting method of correcting a mounting position error due to a board shift based on a measurement result of a component positioning mark position on a board and mounting a component on the board,
Store the measurement data of each mark position,
An electronic component mounting method, wherein during the production of a substrate, position data of a component positioning mark is generated from the stored measurement data to correct a mounting position error due to a substrate shift. 前記基板生産中、計測された部品位置決めマークと基板上の所定点間の距離が、記憶されている対応する部品位置決めマークと該所定点間の距離と許容範囲内で一致しているときに、同一基板の他の部品位置決めマークの位置データを、前記記憶されている計測データから生成することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着方法。During the board production, when the distance between the measured component positioning mark and the predetermined point on the board is within the allowable range with the distance between the stored corresponding component positioning mark and the predetermined point, 2. The electronic component mounting method according to claim 1, wherein position data of another component positioning mark on the same substrate is generated from the stored measurement data. 前記計測データを、部品装着データを記述する座標系、あるいは基板上の座標系のデータとして記憶することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品装着方法。The electronic component mounting method according to claim 1, wherein the measurement data is stored as data of a coordinate system describing component mounting data or a coordinate system on a substrate. 基板上の部品位置決めマーク位置の計測結果に基づいて基板ずれによる装着位置誤差を補正し、部品を基板上に装着する電子部品装着装置において、
各マーク位置の計測データを記憶する記憶手段と、
基板生産中、部品位置決めマークの位置データを前記記憶されている計測データから生成して基板ずれによる装着位置誤差を補正する手段と、
を有することを特徴とする電子部品装着装置。In an electronic component mounting apparatus that corrects a mounting position error due to a board shift based on a measurement result of a component positioning mark position on a board and mounts a component on the board,
Storage means for storing measurement data at each mark position;
Means for correcting the mounting position error due to the board displacement by generating the position data of the component positioning mark from the stored measurement data during board production;
An electronic component mounting device comprising: 前記基板生産中、計測された部品位置決めマークと基板上の所定点間の距離が、記憶されている対応する部品位置決めマークと該所定点間の距離と許容範囲内で一致しているときに、同一基板の他の部品位置決めマークの位置データを、前記記憶されている計測データから生成することを特徴とする請求項４に記載の電子部品装着方法。During the board production, when the distance between the measured component positioning mark and the predetermined point on the board is within the allowable range with the distance between the stored corresponding component positioning mark and the predetermined point, 5. The electronic component mounting method according to claim 4, wherein position data of another component positioning mark on the same substrate is generated from the stored measurement data. 前記計測データを、部品装着データを記述する座標系、あるいは基板上の座標系のデータとして記憶することを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品装着方法。6. The electronic component mounting method according to claim 4, wherein the measurement data is stored as data of a coordinate system describing component mounting data or a coordinate system on a substrate.

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