JP2011171330A - Component mounting apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品を基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting a component on a substrate.
近年電子機器の小型化・高機能化の進展に伴い、電子機器に組み込まれる電子部品は、高実装密度が求められて小型化・薄化が進行している。このため電子部品が実装される回路基板も剛性が低下し製造過程における種々の要因によって反り変形を生じやすくなっている。この結果、薄型の回路基板では、半導体素子などの部品が搭載される前の段階で既に反り変形を生じている場合がある。そしてこのような回路基板に対して部品をそのまま搭載すると、反り変形を生じた部分の電極に対して部品が正常に着地せず、半田接合において導通不良や接合強度不足などの不良が生じやすい。 In recent years, with the progress of miniaturization and high functionality of electronic devices, electronic components incorporated in the electronic devices are required to have a high mounting density and are miniaturized and thinned. For this reason, the circuit board on which the electronic component is mounted is also less rigid and easily warps and deforms due to various factors in the manufacturing process. As a result, the thin circuit board may have already warped and deformed before a component such as a semiconductor element is mounted. When components are mounted on such a circuit board as they are, the components do not normally land on the electrode at the portion where the warp deformation has occurred, and defects such as poor conduction and insufficient bonding strength are likely to occur during solder bonding.
このような不具合を防止する対策として、撓みやすい基板を実装対象とする場合に、実装動作に先立って基板の反り変形状態を計測する部品装着技術が知られている(例えば特許文献1参照)。この方法を用いることにより、計測によって得られた反り変形分だけ実装ヘッドによる部品搭載動作における部品実装高さを補正することができ、反り変形に起因する不具合を緩和することができる。 As a countermeasure for preventing such a problem, there is known a component mounting technique for measuring a warp deformation state of a substrate prior to a mounting operation when a flexible substrate is to be mounted (see, for example, Patent Document 1). By using this method, it is possible to correct the component mounting height in the component mounting operation by the mounting head by the amount of warpage deformation obtained by measurement, and it is possible to alleviate problems caused by warpage deformation.
しかしながら上述の先行技術では、部品実装作業において反り計測工程が付加されることから、作業所要時間が遅延して生産性の低下を招くという難点がある。すなわち、反り変形計測はレーザセンサなどの3次元計測装置を計測対象面である基板の上面上で所定間隔毎に移動させながら高さ計測を行うスキャン動作を必要とすることから、計測作業時間を短縮することが難しく、生産性向上のための有効な対策が求められていた。 However, in the above-described prior art, since a warpage measurement process is added in the component mounting work, there is a problem that the work required time is delayed and the productivity is lowered. In other words, warping deformation measurement requires a scanning operation for measuring height while moving a three-dimensional measuring device such as a laser sensor on the upper surface of a substrate, which is a measurement target surface, at predetermined intervals. It was difficult to shorten, and effective measures for improving productivity were required.
そこで本発明は、反り変形を生じやすい基板を対象とし反り計測工程を伴う部品実装作業において、生産性を向上させることができる部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of improving productivity in a component mounting operation involving a warpage measurement process for a board that is likely to be warped.
本発明の部品実装装置は、実装ヘッドによって部品供給部から取り出した部品を基板に実装する部品実装装置であって、前記部品を保持した実装ヘッドをヘッド移動機構によって移動させることにより前記部品を基板に移送搭載する部品実装機構と、前記基板を搬送して前記部品実装機構による部品実装作業位置に位置決めする基板搬送機構と、前記部品実装作業位置において前記基板の下方に配設され、複数の基板支持ピンが立設された下受け基部を前記実装作業位置に搬入された基板に対して下方から上昇させて、前記複数の基板支持ピンを前記基板の裏面に当接させることにより、前記基板を前記部品実装機構による作業高さ位置に保持する基板支持機構と、前記基板支持機構によって保持された状態の前記基板に対して高さセンサを水平方向に相対移動させながら前記基板の上面の高さを計測することによりこの基板の反り変形状態を計測する反り計測手段と、前記下受け基部に前記複数の基板支持ピンの下端部を当接させて配設され、前記基板支持ピンによる下方への押圧力を各基板支持ピンの位置毎に計測するシート状の感圧センサと、前記感圧センサの計測結果に基づいて、前記基板支持機構、反り計測手段を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記感圧センサによる計測結果を前記基板支持ピンの当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データと比較して、前記基板支持ピンが存在すべき位置であって且つ前記押圧力が検出されなかった位置を前記基板支持ピンが基板に接触していないピン非接触点として検出し、前記ピン非接触点の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより当該基板が反り変形状態にあるか否かを判定し、この判定結果に基づき当該基板を対象として前記反り計測手段に反り計測作業を必要に応じて実行させる。 The component mounting apparatus of the present invention is a component mounting apparatus for mounting a component taken out from a component supply unit by a mounting head on a substrate, and the component is mounted on the substrate by moving the mounting head holding the component by a head moving mechanism. A component mounting mechanism that transports and mounts the substrate, a substrate transport mechanism that transports the substrate and positions the component mounting work position by the component mounting mechanism, and a plurality of substrates disposed below the substrate at the component mounting work position. By raising a lower receiving base portion on which support pins are erected from below with respect to the substrate carried into the mounting operation position, the plurality of substrate support pins are brought into contact with the back surface of the substrate, whereby the substrate is A board support mechanism that holds the working height position by the component mounting mechanism, and a height sensor for the board that is held by the board support mechanism. The warp measuring means for measuring the warp deformation state of the substrate by measuring the height of the upper surface of the substrate while relatively moving in the flat direction, and the lower end portions of the plurality of substrate support pins are brought into contact with the lower receiving base And a sheet-like pressure sensor for measuring the downward pressing force by the substrate support pin for each position of each substrate support pin, and the substrate support mechanism based on the measurement result of the pressure sensor A control unit for controlling warpage measuring means, wherein the control unit compares the measurement result by the pressure sensor with support pin arrangement data indicating the arrangement of the substrate support pins for the substrate type, and The position where the support pin should be present and the position where the pressing force is not detected is detected as a pin non-contact point where the substrate support pin is not in contact with the substrate, and the distribution of the pin non-contact point is defined in advance. The substrate is determined whether the warp deformation state by comparing with been determined pattern, to perform as required warpage measurement work the warp measuring device the substrate as a target based on the determination result.
本発明の部品実装方法は、部品を保持した実装ヘッドをヘッド移動機構によって移動させることにより前記部品を基板に移送搭載する部品実装機構と、前記基板を搬送して前記部品実装機構による部品実装作業位置に位置決めする基板搬送機構と、前記部品実装作業位置において前記基板の下方に配設され、複数の基板支持ピンが立設された下受け基部を前記実装作業位置に搬入された基板に対して下方から上昇させて、前記複数の基板支持ピンを前記基板の裏面に当接させることにより、前記基板を前記部品実装機構による作業高さ位置に保持する基板支持機構と、前記基板支持機構によって保持された状態の前記基板に対して高さセンサを水平方向に相対移動させながら前記基板の上面の高さを計測することによりこの基板の反り変形状態を計測する反り計測手段と、前記下受け基部に前記複数の基板支持ピンの下端部を当接させて配設され、前記基板支持ピンによる下方への押圧力を各基板支持ピンの位置毎に計測するシート状の感圧センサと、前記感圧センサの計測結果に基づいて、前記基板支持機構、反り計測手段を制御する制御部とを備えた部品実装装置を用い、実装ヘッドによって部品供給部から取り出した部品を基板に実装する部品実装方法であって、前記感圧センサによる計測結果を前記基板支持ピンの当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データと比較して、前記基板支持ピンが存在すべき位置であって且つ前記押圧力が検出されなかった位置を前記基板支持ピンが基板に接触していないピン非接触点として検出し、前記ピン非接触点の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより当該基板が反り変形状態にあるか否かを判定し、この判定結果に基づき当該基板を対象として前記反り計測手段に反り計測作業を必要に応じて実行させる。 The component mounting method of the present invention includes a component mounting mechanism for transferring and mounting the component on a substrate by moving a mounting head holding the component by a head moving mechanism, and a component mounting operation by transporting the substrate and the component mounting mechanism. A board transport mechanism that positions the board, and a base that is disposed below the board at the component mounting work position and on which a plurality of board support pins are erected, with respect to the board carried into the mounting work position. A board support mechanism that holds the board at a working height position by the component mounting mechanism by raising the board from below and bringing the plurality of board support pins into contact with the back surface of the board, and holding the board by the board support mechanism The warped deformation of the substrate is measured by measuring the height of the upper surface of the substrate while moving the height sensor in the horizontal direction relative to the substrate in a state of being formed. And a warp measuring means for measuring the lower end of the plurality of substrate support pins in contact with the lower receiving base, and a downward pressing force by the substrate support pins for each position of each substrate support pin. Using a component mounting apparatus including a sheet-like pressure sensor to be measured and a control unit that controls the substrate support mechanism and the warp measurement unit based on the measurement result of the pressure sensor, the component supply unit is configured by the mounting head. A component mounting method for mounting a component taken out from a substrate onto a substrate, wherein the measurement result of the pressure sensor is compared with support pin arrangement data indicating an arrangement of the substrate support pin for the board type, and the substrate support pin The position where the pressing force is not detected is detected as a pin non-contact point where the substrate support pin is not in contact with the substrate, and the distribution of the pin non-contact point is determined in advance. By comparing with the determined determination pattern, it is determined whether or not the substrate is in a warped deformation state, and based on the determination result, the warp measuring unit is caused to perform the warp measurement work for the substrate as necessary. .
本発明によれば、下受け基部に基板支持ピンによる下方への押圧力を各基板支持ピンの位置毎に計測するシート状の感圧センサを備え、感圧センサによる計測結果を基板支持ピンの当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データと比較して、基板支持ピンが存在すべき位置であって且つ押圧力が検出されなかった位置を基板支持ピンが基板に接触していないピン非接触点として検出し、ピン非接触点の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより当該基板が反り変形状態にあるか否かを判定し、この判定結果に基づき当該基板を対象として必要に応じて反り計測手段に反り計測作業を実行させることにより、反り計測作業を必要な場合にのみ限定することができ、反り変形を生じやすい基板を対象とし反り計測工程を伴う部品実装作業において、生産性を向上させることができる。 According to the present invention, the lower support base is provided with the sheet-like pressure sensor that measures the downward pressing force by the substrate support pin for each position of each substrate support pin, and the measurement result of the pressure sensor is displayed on the substrate support pin. Compared with the support pin arrangement data indicating the arrangement of the board type, the position where the board support pin should be present and the position where the pressing force was not detected is not a pin where the board support pin is not in contact with the board. It is detected as a contact point, and it is determined whether or not the board is warped and deformed by comparing the distribution of pin non-contact points with a predetermined determination pattern. Therefore, the warpage measurement means can perform warpage measurement work only when necessary, and the warpage measurement process can be performed only for substrates that are prone to warpage deformation. In component mounting operation, it is possible to improve the productivity.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず図1、図2を参照して、部品実装装置1の構造を説明する。部品実装装置1は、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する部品実装ラインにおいて、実装ヘッドによって部品を部品供給部から取り出して基板に実装する機能を有している。図1において、基台1a上にはX方向に基板搬送機構2が配設されている。基板搬送機構2は、上流側装置から供給され当該装置による部品実装作業の対象となる基板3を以下に説明する部品実装機構による部品実装作業位置に搬送して位置決めする。本実施の形態においては、基板3として反り変形を生じやすい特性を有するもの(図5参照)を実装対象とする例を示している。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure of the
図2に示すように、部品実装作業位置において、基板3の下方には基板支持機構12が配設されている。基板支持機構12は、昇降駆動部13によって昇降する下受け基部12aに複数の基板支持ピン14を立設させた構成となっている。昇降駆動部13を駆動して下受け基部12aを基板3に対して下方から上昇させて、複数の基板支持ピン14を基板3の裏面に当接させることにより、基板3は基板支持ピン14とともに上昇し、基板3の上面が基板搬送機構2に設けられた押さえ部材2aの下面に当接した位置で停止する。これにより、基板3は部品実装機構による作業高さ位置に保持される。
As shown in FIG. 2, a
図1において、基板搬送機構2の両側には部品供給部4が設けられており、部品供給部4には複数のテープフィーダ5が装着されている。基台1aのX方向の一端部にはリニア駆動機構を備えたY軸移動テーブル7がY方向に水平に配設されている。Y軸移動テーブル7には同様にリニア駆動機構を備えた2つのX軸移動テーブル8が結合されており、それぞれのX軸移動テーブル8には実装ヘッド9がX方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド9は複数の保持ヘッドを備えた多連型ヘッドであり、それぞれの保持ヘッドの下端部には、部品を吸着して保持し個別に昇降可能な吸着ノズル9aが装着されている。
In FIG. 1,
Y軸移動テーブル7、X軸移動テーブル8はヘッド移動機構を構成し、このヘッド移動機構を駆動することにより、2つの実装ヘッド9はX方向、Y方向に移動し、各実装ヘッド9はそれぞれ対応した部品供給部4のテープフィーダ5から部品を吸着ノズル9aによって取り出して、基板搬送機構2に位置決めされ基板支持機構12によって下受けされた基板3に移送搭載する。したがって、Y軸移動テーブル7、X軸移動テーブル8および実装ヘッド9は、部品を保持した実装ヘッド9をヘッド移動機構によって移動させることにより、部品を基板3に移送搭載する部品実装機構を構成する。
The Y-axis moving table 7 and the X-axis moving table 8 constitute a head moving mechanism, and by driving this head moving mechanism, the two
部品供給部4と基板搬送機構2との間には部品認識装置6が配設されており、部品供給部4から部品を取り出した実装ヘッド9が部品認識装置6の上方を移動する際に、部品認識装置6は実装ヘッド9に保持された状態の電子部品を撮像して認識する。実装ヘッド9にはX軸移動テーブル8の下面側に位置して一体的に移動する基板認識カメラ11が装着されている。実装ヘッド9が移動することにより、基板認識カメラ11は基板支持機構12に保持された基板3の上方に移動し、基板3を撮像して認識する。実装ヘッド9による基板3への部品実装動作においては、部品認識装置6による部品の認識結果と、基板認識カメラ11による基板認識結果とを加味して搭載位置補正が行われる。
A
それぞれのX軸移動テーブル8には、実装ヘッド9と一体的に移動する高さセンサ10が装着されている。高さセンサ10は、レーザ変位計など計測軸方向の変位を非接触で検出可能な計測器であり、基板支持機構12によって保持された状態の基板3に対して高さセンサ10を水平方向に相対移動させながら、基板3の上面の高さを高さセンサ10によって計測することにより(矢印a参照)、基板3の上面の3次元形状、すなわち反り変形状態を計測することができる。したがって前述のヘッド移動機構および高さセンサ10は、基板3の反り変形状態を計測する反り計測手段を構成する。
Each X-axis moving table 8 is equipped with a
基板支持機構12の詳細構成について説明する。図2において、昇降駆動部13の昇降軸に結合された略凹字形状の下受け基部12aの上面には、シート状の感圧センサ16が配設されており、さらに感圧センサ16の上方には、2枚の板状のピン支持部材15が下受け基部12aの両側部の側部材12bによって水平に保持されている。
A detailed configuration of the
感圧センサ16は、図3(b)、図4(b)に示すように、それぞれ行電極18Xと列電極18Yが所定間隔で配置された2枚のフィルム状の樹脂シート16a、16bを、電極面を対向させ且つ行電極18Xと列電極18Yとを直交させた状態で、粘着材16cによって貼り合わせて構成されている。平面視した状態における行電極18Xと列電極18Yとの交点は、この位置に作用する上下方向の力を計測する力計測点Pとなっている。すなわち力計測点Pに上下から挟み込む力が作用することにより、行電極18Xと列電極18Yとの間の電気的抵抗が変化する。この電気的抵抗の変化と作用する力との間には一定の相関関係があるため、この変化を検出することにより当該力計測点Pに作用する力が求められる。
As shown in FIGS. 3B and 4B, the pressure-
図3(a)に示すように、ピン支持部材15には所定の規則配列(ここでは格子配列)で複数のピン保持孔15aが形成されており、上下2枚のピン支持部材15のピン保持孔15aに基板支持ピン14を貫通させることにより、基板支持ピン14は下受け基部12aに垂直姿勢で保持される。部品実装作業ではこれらのピン保持孔15aのうち、対象となる基板3において予め設定された下受け支持点に対応する位置のピン保持孔15aのみに、基板支持ピン14が選択的に配置される。基板支持ピン14が配置されるべき位置は、支持ピン配置データ21a(図6)として各基板品種毎に記憶されている。
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)は、感圧センサ16における行電極18X、列電極18Yおよび力計測点Pの平面配置を模式的に示すものである。感圧センサ16における力計測点P(i,j)は、ピン支持部材15に形成された各ピン保持孔15aに対応して設定されており、行電極18X、列電極18Yは各力計測点P(i,j)において平面視して直交するようにそれぞれが配列されている。これらの行電極18X、列電極18Yは、それぞれ接続部19X、19Yに接続されており、接続部19X、19Yから電気信号を制御装置20に伝達することにより、各力計測点P(i,j)におけるピン荷重が計測される。
FIG. 3B schematically shows a planar arrangement of the
図4は、基板3を基板支持機構12によって下受けした状態において、感圧センサ16によって基板3の反り変形有無を判定する方法を示している。図4(a)に示すように、基板支持ピン14は、感圧センサ16に下端部14bを当接させた状態で基板支持機構12に配置されており、基板3を基板支持機構12によって下受けした状態では、基板支持ピン14の上端部14aが基板3の裏面に当接する。このとき、基板3に上方向の反りが生じている上反り箇所(図の左側部分)においては、上端部14aは基板3の裏面に当接せず隙間が生じた状態となる。
FIG. 4 shows a method for determining whether the
このため、図4(b)に示すように、上端部14aが基板3に当接した状態の基板支持ピン14においては基板支持ピン14が基板3を押し上げて支持する支持力の反力が感圧センサ16に対する上方からの押圧力Fとして力計測点Pに作用する。これにより、当該力計測点Pにおいては行電極18X、列電極18Yはそれぞれの表面に被覆された感圧導電性インク17を介して接触して導通し電気抵抗が低下する。これに対し、上端部14aが基板3に当接していない基板支持ピン14ではこのような押圧力Fは作用しないため、行電極18X、列電極18Yの導通状態は変化しない。したがって導通状態の変化がない力計測点Pは、基板支持ピン14が配置されていないか、または基板支持ピン14が配置されていても上端部14aが基板3に当接していない状態にあると判断される。
For this reason, as shown in FIG. 4B, in the
すなわち基板支持ピン14が存在すべき位置であって且つ基板支持ピン14による下方への押圧力Fが検出されなかった力計測点Pを見出すことにより、基板支持ピン14が基板3に接触していないピン非接触点P*として検出することができる。そして図4(c)に例示するように、ピン非接触点P*が局部的に集積している部分は基板3の上反りのため複数の基板支持ピン14が基板3に当接していない上反り箇所と判定される。そしてこれらの上反り箇所を包含する領域Rが、基板3において反り計測作業の対象となる範囲として特定される。なお、どのような範囲でピン非接触点P*が分布した状態を上反り箇所ありと判定するかは、対象となる基板3の撓みやすさやピン支持点の配置によって異なるため、判定基準は各基板品種毎に判定パターンとして予め設定され、判定パターンデータ21b(図6)として記憶される。
That is, the
図5は、このような上反り変形を生じやすい基板3を基板支持機構12によって下受けした例を示している。図5(a)に示すように、基板3は複数(ここでは2枚)の単位基板3aを単一基板に作り込んだ多面取り基板である。単位基板3aは分割スリット3bによって予め区分され、各単位基板3aは部分的に形成されたブリッジ部3cのみによって基板3の本体部と結合されている。このような基板3が樹脂製の薄型基板であって撓みやすいものである場合には、単位基板3aには不規則な反り変形が生じ易い。
FIG. 5 shows an example in which the
このような反り変形が生じた基板3を基板支持機構12によって下受けすると、基板3が下方に反り変形している場合には、基板支持ピン14によって押し上げられることにより反り変形は矯正される。これに対し、図5(b)に示すように、単位基板3aの一部分が局部的に上方に反り変形を生じているような場合には、基板支持ピン14は基板3の裏面に当接しないため、上方への反り変形がそのまま残留した上反り箇所Aが生じる。本実施の形態においては、このような上反り箇所Aが発生しやすい基板3に対して、図7に示す部品実装方法を適用するようにしている。
When the
次に、図6を参照して制御系の構成を説明する。図6において制御装置20(制御部)は、Y軸移動テーブル7、X軸移動テーブル8より成るヘッド移動機構、実装ヘッド9、部品供給部4、基板搬送機構2および基板支持機構12の動作を制御する。これにより、基板3の搬送および位置決め、基板3に対する部品実装作業が実行される。また制御装置20がヘッド移動機構および高さセンサ10を制御することにより、基板3の上面の反り計測が実行される。そして計測結果は制御装置20に伝達され、制御装置20はこの計測結果に基づいて、部品実装動作における実装高さを必要に応じて変更する。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the control device 20 (control unit) performs operations of the head moving mechanism including the Y-axis moving table 7 and the X-axis moving table 8, the mounting
感圧センサ16は、前述のように、基板支持ピン14による下方への押圧力(ピン荷重)を各基板支持ピン14の位置毎に計測する機能を有しており、これらの計測結果は制御装置20に伝達される。制御装置20はこの計測結果に基づき、上述の反り計測に先立って当該基板3が反り変形状態にあって高さセンサ10による反り計測を必要とするか否かを判定するとともに、反り計測の対象となる範囲を特定するための演算処理を行う。
As described above, the
記憶部21は、実装データなど部品実装動作に必要な諸データとともに、支持ピン配置データ21a、判定パターンデータ21bを記憶する。支持ピン配置データ21aは、基板支持機構12における基板支持ピン14の配置を実装対象の基板品種毎に記憶する。判定パターンデータ21bは、感圧センサ16によって計測されたピン荷重計測結果に基づき、当該基板3が反り変形状態にあるか否かを判定するための判定パターンデータを記憶する。
The
上記構成において制御装置20は以下の制御演算処理を実行する。まず制御装置20は感圧センサ16による計測結果を基板支持ピン14の当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データ21aと比較して、基板支持ピン14が存在すべき位置であって且つ基板支持ピン14による下方への押圧力が検出されなかった位置を基板支持ピン14が基板3に接触していないピン非接触点P*として検出する。
In the above configuration, the
次いでピン非接触点P*の分布を、判定パターンデータ21bとして予め規定された判定パターンと比較することにより、当該基板3が反り変形状態にあるか否かを判定する処理を行う。さらに制御装置20は、この判定結果に基づき当該基板3を対象として、高さセンサ10に反り計測作業を必要に応じて実行させる。このとき制御装置20は、この反り計測作業において、検出されたピン非接触点P*の分布状態に基づいて、基板3において反り計測作業の対象となる範囲(図4(c)に示す領域R)を特定し、特定された範囲のみを対象として反り計測作業を実行する。
Next, the distribution of the pin non-contact points P * is compared with a determination pattern defined in advance as the determination pattern data 21b, thereby determining whether or not the
次に図7を参照して、部品実装装置1を用い、実装ヘッド9によって部品供給部4から取り出した部品を基板3に実装する部品実装方法について説明する。ここでは、部品実装動作における実装高さの補正のために実行される基板3の反り計測に先立って、上述の感圧センサ16による反り変形判定機能を用いて反り計測の要否を判断するようにしている。
Next, a component mounting method for mounting the component taken out from the
まず、上流側装置から基板搬送機構2に基板3が搬入され、部品実装作業位置に位置決めされる(ST1)。次いで基板支持機構12の下受け基部12aが基板支持ピン14とともに上昇し(ST2)、上端部14aが基板3の裏面に当接する。次に感圧センサ16によってピン荷重計測が行われ(ST3)、これにより、図3(b)に示すP(i,j)毎に、基板支持ピン14によって感圧センサ16を下方に押圧するピン荷重が求められる。次いで記憶部21に記憶された支持ピン配置データ21aを参照して、ピン配置の読み出しが行われる(ST4)。
First, the
そしてピン荷重計測結果を基板支持ピン14の当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データ21aと比較して、基板3に上反り箇所(図5参照)ありか否かを判定する(ST5)。すなわち、支持ピン配置データ21aによれば基板支持ピン14が存在すべき位置であって、且つピン荷重計測結果では基板支持ピン14による押圧力Fが検出されなかった位置を、基板支持ピン14が基板3に接触していないピン非接触点P*として検出する。次いで、ピン非接触点P*の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより、当該基板3が反り変形状態にあるか否かを判定する。
Then, the pin load measurement result is compared with the support
ここで上反り箇所ありと判定された場合には、基板反り計測箇所を決定する(ST6)。すなわち検出されたピン非接触点P*の分布状態に基づいて、基板3において高さセンサ10による反り計測作業の対象となる範囲を特定する(図4(c)参照)。次いで基板3において反り計測作業の対象となる上反り箇所に、ヘッド移動機構によって高さセンサ10を移動させて当該対象範囲をスキャンさせ、基板反り計測を行う(ST7)。
If it is determined that there is an upper warp location, a substrate warpage measurement location is determined (ST6). That is, based on the distribution state of the detected pin non-contact points P *, a range to be warped measurement work by the
そしてこの基板反り計測結果に基づき、実装ヘッド9による部品実装動作における実装高さを更新し(ST8)、この後、実装作業をスタートする(ST9)。これにより、基板3の上反り状態に応じて実装高さが補正され、反り変形に起因する実装動作時の不具合を防止することができる。また基板3において反り計測作業の対象となる範囲を、感圧センサ16によるピン荷重計測によって上反りありと判定された範囲に限定することから、反り計測に要する時間を短縮して、生産性を向上させることが可能となっている。
Based on the board warpage measurement result, the mounting height in the component mounting operation by the mounting
上記説明したように、本実施の形態においては、下受け基部12aに、基板支持ピン14による下方への押圧力を各基板支持ピン14の位置毎に計測するシート状の感圧センサ16を備え、感圧センサ16による計測結果を基板支持ピン14の当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データ21aと比較して、基板支持ピン14が存在すべき位置であって且つ押圧力が検出されなかった位置を基板支持ピン14が基板に接触していないピン非接触点P*として検出する。
As described above, in the present embodiment, the receiving
そしてピン非接触点P*の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより当該基板が反り変形状態にあるか否かを判定し、この判定結果に基づき当該基板を対象として必要に応じて反り計測手段に反り計測作業を実行させるようにしている。これにより、反り計測作業を必要な場合にのみ限定することができ、反り変形を生じやすい基板を対象とし反り計測工程を伴う部品実装作業において、生産性を向上させることができる。 Then, by comparing the distribution of the pin non-contact points P * with a predetermined determination pattern, it is determined whether or not the substrate is warped and deformed. Based on the determination result, the substrate is targeted as necessary. The warp measurement means is caused to execute the warp measurement work. Thereby, it is possible to limit the warpage measurement work only when necessary, and it is possible to improve productivity in a component mounting work involving a warpage measurement process for a board that is likely to be warped.
本発明の部品実装装置および部品実装方法は、反り変形を生じやすい基板を対象とし反り計測工程を伴う部品実装作業において、生産性を向上させることができるという効果を有し、電子部品を基板に実装して実装基板を製造する分野に有用である。 The component mounting apparatus and the component mounting method of the present invention have an effect of improving productivity in a component mounting operation involving a warpage measurement process for a substrate that is likely to undergo warpage deformation. This is useful in the field of mounting and manufacturing a mounting substrate.
1 部品実装装置
2 基板搬送機構
3 基板
4 部品供給部
7 Y軸移動テーブル
8 X軸移動テーブル
9 実装ヘッド
10 高さセンサ
12 基板支持機構
12a 下受け基部
14 基板支持ピン
16 感圧センサ
P 力計測点
P* ピン非接触点
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記部品を保持した実装ヘッドをヘッド移動機構によって移動させることにより前記部品を基板に移送搭載する部品実装機構と、前記基板を搬送して前記部品実装機構による部品実装作業位置に位置決めする基板搬送機構と、
前記部品実装作業位置において前記基板の下方に配設され、複数の基板支持ピンが立設された下受け基部を前記実装作業位置に搬入された基板に対して下方から上昇させて、前記複数の基板支持ピンを前記基板の裏面に当接させることにより、前記基板を前記部品実装機構による作業高さ位置に保持する基板支持機構と、
前記基板支持機構によって保持された状態の前記基板に対して高さセンサを水平方向に相対移動させながら前記基板の上面の高さを計測することにより、この基板の反り変形状態を計測する反り計測手段と、
前記下受け基部に前記複数の基板支持ピンの下端部を当接させて配設され、前記基板支持ピンによる下方への押圧力を各基板支持ピンの位置毎に計測するシート状の感圧センサと、前記感圧センサの計測結果に基づいて、前記基板支持機構、反り計測手段を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記感圧センサによる計測結果を前記基板支持ピンの当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データと比較して、前記基板支持ピンが存在すべき位置であって且つ前記押圧力が検出されなかった位置を前記基板支持ピンが基板に接触していないピン非接触点として検出し、前記ピン非接触点の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより当該基板が反り変形状態にあるか否かを判定し、この判定結果に基づき当該基板を対象として前記反り計測手段に反り計測作業を必要に応じて実行させることを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus for mounting a component taken out from a component supply unit by a mounting head on a substrate,
A component mounting mechanism for transporting and mounting the component on a substrate by moving a mounting head holding the component by a head moving mechanism, and a substrate transport mechanism for transporting the substrate and positioning it at a component mounting work position by the component mounting mechanism When,
A plurality of the plurality of substrate support pins, which are disposed below the substrate at the component mounting work position, are raised from below with respect to the board carried into the mounting work position. A substrate support mechanism for holding the substrate at a working height position by the component mounting mechanism by bringing a substrate support pin into contact with the back surface of the substrate;
Warpage measurement that measures the warpage deformation state of the substrate by measuring the height of the upper surface of the substrate while moving the height sensor relative to the substrate held by the substrate support mechanism in the horizontal direction. Means,
A sheet-like pressure sensor that is disposed with the lower end portions of the plurality of substrate support pins in contact with the lower receiving base and measures downward pressing force by the substrate support pins for each position of each substrate support pin. And a control unit for controlling the substrate support mechanism and the warp measurement means based on the measurement result of the pressure sensor,
The control unit compares the measurement result obtained by the pressure sensor with support pin arrangement data indicating the arrangement of the substrate support pins for the board type, and the position of the substrate support pin should be present and A position where no pressure is detected is detected as a pin non-contact point where the substrate support pin is not in contact with the substrate, and the distribution of the pin non-contact point is compared with a predetermined determination pattern to warp the substrate. A component mounting apparatus that determines whether or not the substrate is in a deformed state, and causes the warpage measurement unit to perform a warpage measurement operation as needed for the board based on the determination result.
前記感圧センサによる計測結果を前記基板支持ピンの当該基板品種についての配置を示す支持ピン配置データと比較して、前記基板支持ピンが存在すべき位置であって且つ前記押圧力が検出されなかった位置を前記基板支持ピンが基板に接触していないピン非接触点として検出し、前記ピン非接触点の分布を予め規定された判定パターンと比較することにより当該基板が反り変形状態にあるか否かを判定し、この判定結果に基づき当該基板を対象として前記反り計測手段に反り計測作業を必要に応じて実行させることを特徴とする部品実装方法。 A component mounting mechanism for transporting and mounting the component on a substrate by moving a mounting head holding the component by a head moving mechanism; a substrate transport mechanism for transporting the substrate and positioning the component at a component mounting work position by the component mounting mechanism; The plurality of base support bases, which are disposed below the board at the component mounting work position and on which a plurality of board support pins are erected, are raised from below with respect to the board carried into the mounting work position, A substrate support mechanism for holding the substrate at a working height position by the component mounting mechanism, and a substrate held by the substrate support mechanism by bringing the substrate support pins into contact with the back surface of the substrate By measuring the height of the upper surface of the substrate while relatively moving the height sensor in the horizontal direction, the warpage measuring method for measuring the warp deformation state of the substrate. And a sheet-like sensation that measures the downward pressing force by the substrate support pins for each position of the substrate support pins. Using a component mounting apparatus including a pressure sensor and a control unit that controls the substrate support mechanism and the warp measurement unit based on the measurement result of the pressure sensor, the component taken out from the component supply unit by the mounting head is mounted on the substrate. A component mounting method to be mounted on
The result of measurement by the pressure sensor is compared with support pin arrangement data indicating the arrangement of the substrate support pins for the substrate type, and the position where the substrate support pins should exist and the pressing force is not detected. Whether the substrate is in a warped deformation state by detecting the position as a pin non-contact point where the substrate support pin is not in contact with the substrate and comparing the distribution of the pin non-contact point with a predetermined determination pattern. A component mounting method comprising: determining whether or not, and causing the warpage measuring unit to perform a warpage measurement operation as needed based on the determination result.
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JP2010030949A JP2011171330A (en) | 2010-02-16 | 2010-02-16 | Component mounting apparatus and method |
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JP2014078581A (en) * | 2012-10-10 | 2014-05-01 | Panasonic Corp | Electronic component mounting apparatus and transfer film thickness detection method |
JP2016207912A (en) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Component mounting method and component mounting device |
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