JP2007501516A - コンポーネント配置装置及び方法 - Google Patents

Abstract

可動フレーム（２）に接続された少なくとも２つのコンポーネントピックアンドプレイスユニット（１３）と、少なくとも２つのコンポーネント供給装置（７）とが設けられ、コンポーネント供給装置によって供給されたコンポーネントをコンポーネントピックアンドプレイスユニットによって同時にピックアップするのに適しているコンポーネント配置装置（１）。少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットが、フレームに対して可動であり、これは、コンポーネントピックアンドプレイスユニットの互いに対する位置の調整を可能にする。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、可動フレームに接続された少なくとも２つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットと、少なくとも２つのコンポーネント供給装置とが設けられたコンポーネント配置装置に係り、このコンポーネント配置装置は、コンポーネント供給装置によって供給されたコンポーネントをコンポーネントピックアンドプレイスユニットによって同時にピックアップするのに適している。

本発明は更に、そのようなコンポーネント配置装置によってコンポーネントをピックアップする方法に係る。

欧州特許出願公開第００９２２９２号に開示されるような種類のコンポーネント配置装置では、多数のコンポーネントピックアンドプレイスユニットが、多数の隣接コンポーネント供給装置と基板支持体によって支持される基板との間でＸ及びＹ方向において集合的に動かされることが可能である。コンポーネントピックアンドプレイスユニットは、特定のピッチ距離離れて位置付けられ、このピッチ距離は、隣接コンポーネント供給装置間の距離に等しい。

基板上にコンポーネントを配置するために、フレームがコンポーネント供給装置の上方に動かされ、その後コンポーネントが、隣接するコンポーネントピックアンドプレイスユニットによってコンポーネント供給装置から同時に持ち上げられる。コンポーネントは同時にピックアップされるので、コンポーネントをピックアップするのに費やされる時間は、各コンポーネントに対して比較的短い。コンポーネントがコンポーネントピックアンドプレイスユニットによってピックアップされた後、フレームが基板の上方に動かされ、その後、コンポーネントは同時に又は連続して、基板上の適切な位置に配置される。

この公知のコンポーネント配置装置の欠点は、コンポーネントがコンポーネントピックアンドプレイスユニットによって同時にピックアップされることを確実とするようコンポーネントはコンポーネント供給装置によって比較的正確に供給されなければならないということである。

過去の数年間において、コンポーネントのサイズはかつてないほどに小さくなってきているという傾向があり、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによってピックアップされるべきコンポーネントの寸法は、１ｍｍ×１／２ｍｍ以下のオーダーである。コンポーネントが正確に供給されないと、コンポーネントは、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによって同時にピックアップ可能でないか又は正しくピックアップ可能でない。

本発明は、コンポーネントを同時に且つ信頼性高くピックアップするために使用可能なコンポーネント配置装置を提供することを目的とする。

この目的は、少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットが、フレームに対して可動であり、同時にコンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置が調整可能である本発明のコンポーネント配置装置によって達成される。

少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットをフレームに対して動かすことによって、コンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置が、ピックアップされるべきコンポーネントの予想される又は実際の相互位置に位置付けられ且つ調整されることが可能であり、それにより、コンポーネントは同時に且つ正確にピックアップされることが可能である。

ピックアップされるべきコンポーネントの相互位置は、ピックアップの前に決定可能であるか、又は、コンポーネント配置装置によって既にピックアップされたコンポーネントによって統計的に推定可能であり、関連付けられるコンポーネントピックアンドプレイスユニットに対するコンポーネントの推定位置と、対応するコンポーネントピックアンドプレイスユニットに対するコンポーネントの実際の位置との間の偏差は、例えば、カメラを用いて決定可能である。

本発明のコンポーネント配置装置の１つの実施例は、各コンポーネントピックアンドプレイスユニットが、フレームに対して可動であることを特徴とする。

このようにすると、各コンポーネントピックアンドプレイスユニットはフレームに対して個別に動かされることが可能であり、これは、例えば、全てのコンポーネントピックアンドプレイスユニット用の基準としてフレームを使用することが可能となる。

本発明のコンポーネント配置装置のもう１つの実施例は、コンポーネントピックアンドプレイスユニットは、第１の方向においてもう１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットに対して可動であり、同時にコンポーネント供給装置によって供給されるべきコンポーネントは、第１の方向に対して直角に延在する第２の方向において互いに対して可動であることを特徴とする。

ピックアンドプレイスユニットを例えば第１の水平方向において互いに対して動かし、コンポーネントを第２の水平方向において互いに対して動かすことによって、コンポーネント及びピックアンドプレイスユニットを、コンポーネントがコンポーネントピックアンドプレイスユニットによってコンポーネント供給装置から同時に且つ正確にピックアップされることが可能であるよう互いに対して動かすことが可能である。

本発明は更に、コンポーネント配置装置によってコンポーネントをピックアップし、同時にコンポーネントはコンポーネント供給装置から正確に且つ同時にピックアップされることが可能である方法を提供することを目的とする。

この目的は、コンポーネント及びコンポーネントピックアンドプレイスユニットは、コンポーネントの同時ピックアップの前に互いに対して置かれる本発明の方法によって達成される。

コンポーネントとコンポーネントピックアンドプレイスユニットとを互いに対して置くことによって、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによってコンポーネントを正確に且つ正しくピックアップすることが可能である。

本発明の方法の１つの実施例は、少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットが、フレームに対して動かされ、それにより、コンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置が調整されることを特徴とする。

少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットをフレームに対して動かすことによって、コンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置を、コンポーネントが、コンポーネント供給装置からコンポーネントピックアンドプレイスユニットによって正確且つ同時にピックアップされることを可能にするよう配置することが可能である。

本発明の方法のもう１つの実施例は、コンポーネント供給装置からピックアップされるべきコンポーネントの位置がカメラによって検出され、その後、コンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置は、ピックアップされるべきコンポーネントの相互位置に基づいて調整され、その後、コンポーネントは、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによって所望の方法で同時にピックアップされることを特徴とする。

カメラによってコンポーネント供給装置からピックアップされるべきコンポーネントの位置を検出することによって、コンポーネントピックアンドプレイスユニットの所望の相互位置が決定可能である。次に、コンポーネントピックアンドプレイスユニットをフレームに対して要求される位置に動かすことによって、コンポーネント供給装置からコンポーネントを正確に且つ同時にピックアップすることが可能となる。

本発明の方法のもう１つの実施例は、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによってピックアップされるコンポーネントの位置は、コンポーネントピックアンドプレイスユニットに対して決定され、そのために、所望の位置と、コンポーネントピックアンドプレイスユニットに対するコンポーネントの実際に求めた位置との間の偏差が決定され、その後、偏差に基づいて、コンポーネントピックアンドプレイスユニットは、次のコンポーネントのピックアップの前に互いに対して動かされることを特徴とする。

コンポーネントピックアンドプレイスユニットに対するコンポーネントの位置に関する情報を使用することによって、追加の測定を行う必要がない。この情報は、例えば、基板上にコンポーネントを正確に配置するために必要である。例えば、所望の位置と、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによって１つずつピックアップされた多数のコンポーネントの求められた実際の位置との間の偏差に基づいて、例えば、特定のコンポーネント供給装置によって供給された一連のコンポーネントの平均偏差を統計的に決定可能であり、この平均偏差に基づいて関連付けられるコンポーネントピックアンドプレイスユニットは、次のコンポーネントのピックアップの前にフレームに対して動かされることが可能である。

この方法は、カメラによってコンポーネントの実際の位置を測定するための時間が必要ではないという利点を有する。カメラによってコンポーネント供給装置からピックアップされるべきコンポーネントの位置を検出する利点は、これは、コンポーネントがピックアップされることが可能である際の精度を増加するということである。

本発明を、図面を参照しながら更に説明する。

図面中の同様の部分は、同様の参照番号によって示す。

図１は、矢印Ｘによって示す方向と同じ及び反対の方向にガイド３に対して可動であるフレーム２が設けられた本発明のコンポーネント配置装置１を示す。ガイド３は、スライド４にしっかりと接続される。スライド４は、矢印Ｙと同じ及び反対の方向に可動であり、支持体５の中の軸受内にはまり込むフレーム２から離れた端を有する。コンポーネント配置装置１は更に、コンポーネント供給システム６が設けられ、これは、互いに隣接する複数のコンポーネント供給装置７を有する。各コンポーネント供給装置７は、テープ９が巻き付けられたスプール８を有する。テープ９は、列を成して配置された多数の室を有し、１つのコンポーネントが各室内に置かれる。室は、取り外し可能な箔によって覆われる。このようなコンポーネント供給装置及びこのようなテープ自体は周知であり、従って、更に詳細には説明しない。各コンポーネント供給装置は、コンポーネントピックアップ位置１０を有し、ここから、コンポーネント供給装置によってこの位置に運ばれたコンポーネントがピックアップされることが可能である。

コンポーネント配置装置１は更に、その上にコンポーネントが配置されるべき基板１２を矢印Ｘによって示す方向に支持且つ運ぶ基板支持体１１を含む。

フレーム２には、多数の隣接するコンポーネントピックアンドプレイスユニット１３が設けられ、これらのユニットには、それぞれ、真空下でコンポーネントをピックアップするよう使用される吸引ノズル（図示せず）が設けられている。吸引ノズルは、図平面に対し横に延在する方向Ｚにおいてフレーム２に対して移動可能である。

コンポーネントピックアンドプレイスユニット１３は、フレーム２と共に、矢印Ｘと同じ及び反対の方向に、また、矢印Ｙと同じ及び反対の方向に動かされることが可能である。更に、コンポーネントピックアンドプレイスユニット１３は、矢印Ｘによって示す方向と同じ及び反対の方向に、また、矢印Ｙによって示す方向と同じ及び反対の方向に、フレーム２に対して互いに独立して動かされることが可能である。

図２は、図１に示すコンポーネント配置装置１のスライド２の一部を示す。

スライド２は、細長い梁２１を有し、この梁には、梁に対して横に延在する支持部２２が設けられる。コンポーネントピックアンドプレイスユニット１３は、各支持部２２に取り付けられる。ユニット１３には、Ｌ字型ガイド２３と、Ｌ字型ガイドによって支持されるホルダ２４が設けられる。このホルダ２４内には、ピペット２５が置かれ、これは、真空源（図示せず）に接続可能である。各ピペット２５は、図平面に対し横に延在するＺ方向に動かされることが可能である。ホルダ２４は、二方向矢印Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４によってそれぞれ示される方向に、各アクチュエータ２６によって関連付けられるＬ字型ガイド２３に対して個別に動かされることが可能である。各Ｌ字型ガイド２３は、二方向矢印Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４によってそれぞれ示される方向に自分自身のアクチュエータ２７によってフレーム２に対して動かされることが可能である。例えば、ローレンツアクチュエータ、ネジ棒アクチュエータ、ピニオンラックアクチュエータ、圧電アクチュエータ、及び同様のアクチュエータを含みうるアクチュエータ２６、２７によって、各コンポーネントピックアンドプレイスユニット１３のピペット２５は、フレーム２に対して他のピペット２５とは関係なく取付け可能である。

本発明のコンポーネント配置装置１の動作は以下の通りである。フレーム２は、ピペット２５がコンポーネントピックアップ位置１０の上方に位置付けられるまでＹ及びＸ方向に駆動される。コンポーネントピックアップ位置１０の上方に取り外せないように位置付けられるか又はフレーム２に接続されるカメラによって、ピックアップされるべきコンポーネントの位置が、コンポーネントピックアップ位置１０に対して決定される。続いて、ピックアップ位置１０に対して望まれるコンポーネントの位置と、カメラによって検出されるピックアップ位置１０に対する実際の位置との偏差が、プロセッサによって検出される。プロセッサによって検出された偏差に基づいて、各コンポーネントピックアンドプレイスユニット１３のアクチュエータ２６、２７が個別に駆動され、それにより、ピペット２５がフレーム２に対して所望の位置に移動された後、コンポーネントは、ピペット２５により位置１０から同時にピックアップされることが可能である。続いて、全ての関連するコンポーネントピックアンドプレイスユニット１３を有するフレーム２は、基板１２の上方に動かされ、その基板１２上には、ピペット２５によって支持されたコンポーネントが連続的に又は同時に配置されることが可能である。ピペットは、コンポーネントがピックアップされるとき又はピペット２５によって移動させられるときの両方において、フレーム２に対してＺ方向に動かされる。

図３及び４は、本発明のコンポーネント配置装置の第２の実施例３１の様々な部分の平面図を示す。コンポーネント配置装置３１は、コンポーネント供給システム３２を有し、このシステム内には、２つのコンポーネント供給装置３３が位置付けられる。これらのコンポーネント供給装置３３は、破線によって概略的に示す。比較的近くに配置されるコンポーネント供給装置３３を有するコンポーネント供給システム３２は、ツインテープフィーダ（ＴＴＦ）、又は、２若しくは３つのコンポーネント供給装置３３を有する複数テープフィーダという名前で当該技術において周知である。コンポーネント配置装置３１は更に、ピペット３５によってピックアップされるコンポーネント３６の位置及び向きを決定するために使用可能なレーザ位置合わせモジュール（ＬＡＭ）３４を含む。レーザ位置合わせモジュール３４によって、レーザビームは、矢印Ｘによって示される方向において第１の側部３７から、レーザ位置合わせモジュール３４の第２の側部３８に向けられ、レーザビームは、参照番号３９によって概略的に示す。図４において明らかに分かるように、コンポーネント配置装置３１は、２つの互い違いにされたピペット３５を有し、これによって、コンポーネント３６は同時にピックアップされることが可能である。ピペット３５を、Ｚ軸の周りに延在するφ方向に回転することによって、ピペット３５によって支持されるコンポーネント３６がレーザビーム３９内に位置付けられながら、受信レーザビームの振幅及び位置は側部３８側で常に変化される。側部３８上で受信したレーザビームと、ピペット３５の向きに基づいて、関連付けられるピペット３５に対してコンポーネント３６の位置を決定することが可能である。このような種類のレーザ位置合わせモジュールは、それ自体は周知であるので、詳細には説明しない。ピペット３５に対するコンポーネント３６の向き及び位置が分かると、ピペット３５は、コンポーネント３６が配置されなければならない基板上の位置にＸ及びＹ方向において共に動かされることが可能である。ピペット３５に対するコンポーネント３６の位置が、ピペット３５に対するコンポーネント３６の理論上望まれる正しい相互位置合わせから外れる場合、この偏差は、次のコンポーネント３６の対がピックアップされるときに考慮に入れられる。このために、ピペット３５は、互いに対して且つ矢印Ｘによって示される方向とは反対に動かされることが可能である。何故なら、１つのピペット３５は、ガイド４０によってフレーム４１に接続され、もう１つのピペット３５は、ガイド４２によってスライド４３に接続され、このスライド４３は、フレーム４１に接続され、また、矢印Ｘの方向と同じ又は反対の方向にアクチュエータ４４によって動かされることが可能だからである。アクチュエータ４４は、フレーム４１に偏心して接続される軸４６を有する。この軸は、スライド４３の凹部４７内に位置付けられる。軸４６を、矢印Ｐ１の方向と同じ又は反対の方向に回転することによって、スライド４３と接続されたピペット３５は、Ｘ方向に動かされる。ガイド４０、４２によって、ピペット３５は、Ｚ方向と等しい又は反対の方向に独立して動かされることが可能である。このために、ピペット３５は、モータ４８、４９によって駆動される。

コンポーネント供給システム３２は、ピックアップされるべきコンポーネント３６の位置がＹ方向において調整可能であるよう対応するコンポーネント供給装置を駆動する手段を含む。

２つのコンポーネント３６がピックアップされた後、レーザ位置合わせモジュール３４によって、ピペット３５に対するコンポーネント３６の測定位置と、ピペット３５に対するコンポーネント３６の理論上期待される且つ所望される位置との間に偏差があることが確認されると、ピペット３５は、コンポーネント３６がピペット３５によって再びピックアップされるときにフレーム４１に接続されるピペット３５に対してＸ方向において所望の距離に亘ってアクチュエータ４４によって動かされる。偏差は、１つのピペット３５のもう１つのピペット３５に対するΔＸ、ΔＹを有する。更に、１つのコンポーネント供給装置３３によって供給されるべきコンポーネントは、もう１つの供給されるべきコンポーネントに対してＹ方向において所望の距離に亘ってずらされる。コンポーネントが再びピックアップされた後、ピペット３５に対するコンポーネント３６の向き及び位置は、再び、レーザ位置合わせモジュール３４によって確認される。このようにして、多数の連続するコンポーネントのピックアップ後、統計値を決定することが可能であり、この統計値によって、様々なコンポーネント供給装置３３によって供給されるコンポーネントは、理論上予想され且つ所望された位置と実際の位置との間の互いに対する偏差を示す。コンポーネントが供給され、ピペット３５が互いに対して位置付けられるこのような位置測定及び補正の利点は、コンポーネントがピックアップされ基板上に配置可能である速度が比較的速く、一方で、コンポーネントがピックアップする際の精度が、コンポーネントが同時にピックアップされる周知のコンポーネント配置装置と比較すると有意に改善されることである。

或いは、コンポーネントピックアンドプレイスユニットによる正しい同時のピックアップを達成するために互いに対してＸ及びＹ方向の両方においてコンポーネント供給装置のみを動かすことも可能である。

コンポーネントが適切に互いに位置合わせされる中間位置に適切な手段によってコンポーネントをまず転送し、その後にコンポーネントが同時にピックアップされることも可能である。

本発明のコンポーネント配置装置の第１の実施例を示す平面図である。 図１に示すコンポーネント配置装置の一部を示す平面図である。 本発明のコンポーネント配置装置の第２の実施例の一部分を示す平面図である。 本発明のコンポーネント配置装置の第２の実施例の別の一部分を示す平面図である。

Claims (8)

1. 可動フレームに接続された少なくとも２つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットと、少なくとも２つのコンポーネント供給装置とが設けられ、前記コンポーネント供給装置によって供給されたコンポーネントを前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットによって同時にピックアップするのに適しているコンポーネント配置装置であって、
   少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットが、前記フレームに対して可動であり、同時に前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置が調整可能であることを特徴とするコンポーネント配置装置。
2. 各コンポーネントピックアンドプレイスユニットが、前記フレームに対して可動であることを特徴とする請求項１記載のコンポーネント配置装置。
3. コンポーネントピックアンドプレイスユニットは、第１の方向においてもう１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットに対して可動であり、同時に前記コンポーネント供給装置によって供給されるべき前記コンポーネントは、前記第１の方向に対して直角に延在する第２の方向において互いに対して可動であることを特徴とする請求項１又は２記載のコンポーネント配置装置。
4. 可動フレームに接続された少なくとも２つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットと、少なくとも２つのコンポーネント供給装置とが設けられ、前記コンポーネント供給装置によって供給されたコンポーネントを前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットによって同時にピックアップするのに適しているコンポーネント配置装置によってコンポーネントをピックアップする方法であって、
   前記コンポーネント及び前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットは、前記コンポーネントの同時ピックアップの前に互いに対して置かれることを特徴とする方法。
5. 少なくとも１つのコンポーネントピックアンドプレイスユニットが、前記フレームに対して動かされ、それにより、前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットの相互位置が調整されることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記コンポーネント供給装置からピックアップされるべき前記コンポーネントの位置がカメラによって検出され、その後、前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットの前記相互位置は、ピックアップされるべき前記コンポーネントの相互位置に基づいて調整され、その後、前記コンポーネントは、前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットによって所望の方法で同時にピックアップされることを特徴とする請求項４又は５記載の方法。
7. 前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットによってピックアップされるコンポーネントの位置は、前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットに対して決定され、そのために、所望の位置と、前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットに対する前記コンポーネントの実際に求めた位置との間の偏差が決定され、その後、前記偏差に基づいて、前記コンポーネントピックアンドプレイスユニットは、次のコンポーネントのピックアップの前に互いに対して動かされることを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか一項記載の方法。
8. 前記ピックアンドプレイスユニットは、第１の方向において互いに対して動かされ、同時に、前記コンポーネント供給装置によって、ピックアップされるべき前記コンポーネントは、前記第１の方向に対して直角に延在する第２の方向において互いに対して動かされることを特徴とする請求項４乃至７のうちいずれか一項記載の方法。

Images