JP7154074B2 - Device mounting apparatus and device mounting substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、素子実装装置及び素子実装基板の製造方法に関する。 The present invention relates to an element mounting apparatus and an element mounting substrate manufacturing method.
回路パターンが形成された基板に半導体素子、抵抗及びコンデンサ等の素子を実装する素子実装装置が普及している。素子実装装置は、素子がストックされたキャリアと素子を実装する基板との間を往復する素子の移送部を有する。移送部は、素子を一つずつキャリアからピックアップして、基板まで素子を保持して搬送し、基板上に素子を離脱させていた。基板には、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）、ＡＣＰ（Anisotropic Conductive Paste）、ＮＣＦ（Non Conductive Film）、ＮＣＰ（Non Conductive Paste）又は均質共晶半田等の導電性接合材料が形成されており、基板に素子を配置してから加熱加圧することにより、素子が基板に実装される。 2. Description of the Related Art An element mounting apparatus for mounting elements such as semiconductor elements, resistors, and capacitors on a substrate having a circuit pattern formed thereon is widely used. An element mounting apparatus has an element transfer section that reciprocates between a carrier stocked with elements and a board on which the elements are mounted. The transfer section picks up the elements one by one from the carrier, holds and conveys the elements to the substrate, and detaches the elements from the substrate. Conductive bonding materials such as ACF (Anisotropic Conductive Film), ACP (Anisotropic Conductive Paste), NCF (Non Conductive Film), NCP (Non Conductive Paste) or homogeneous eutectic solder are formed on the substrate. The element is mounted on the substrate by placing the element and applying heat and pressure.
近年、素子の微小化が非常に速いペースで進展している。一辺のサイズが５０μｍや１０μｍといった２００μｍ以下の素子も提案されている。これら素子は、例えば５０μｍや１０μｍといったミニＬＥＤやマイクロＬＥＤであり、ディスプレイ用の表示基板にＲＧＢの各画素として複数行複数列に配列され、またバックライトの発光体として照明基板に配列される。ＬＥＤを画素として表示基板に搭載する場合、表示基板が４Ｋ対応であれば、ＲＧＢのうちの一色で少なくとも８００万個以上のＬＥＤを表示基板に実装する必要があり、素子を一つずつ実装することは生産効率に問題があった。 In recent years, miniaturization of devices has progressed at a very fast pace. Elements with a side size of 200 μm or less, such as 50 μm or 10 μm, have also been proposed. These elements are, for example, mini-LEDs or micro-LEDs of 50 μm or 10 μm, arranged in multiple rows and multiple columns as RGB pixels on a display substrate for display, and arranged on an illumination substrate as backlight emitters. When mounting LEDs as pixels on a display substrate, if the display substrate supports 4K, it is necessary to mount at least 8 million LEDs in one color of RGB on the display substrate, and the elements are mounted one by one. There was a problem with production efficiency.
そこで、複数の素子を一度にピックアップして基板に実装することで、生産効率を改善する案が提案されている。移送部は、複数行複数列の素子を包含する保持面を有し、この保持面で複数行複数列の素子を一括してピックアップする。この素子実装装置によれば、移送部の往復回数は、移送部で一度に保持できる素子の数でキャリア内の全素子の数を除した回数分に削減できる。 Therefore, a proposal has been made to improve production efficiency by picking up a plurality of elements at once and mounting them on a board. The transfer section has a holding surface containing the elements arranged in multiple rows and columns, and collectively picks up the elements arranged in multiple rows and multiple columns on the holding surface. According to this element mounting apparatus, the number of reciprocations of the transfer section can be reduced to the number obtained by dividing the total number of elements in the carrier by the number of elements that can be held by the transfer section at one time.
移送部による素子の保持方法としては、真空吸着や静電吸着等の吸着が多用されている。何れの場合も、移送部の保持面には複数行複数列の保持部が配設されている。真空吸着が採用される場合、保持部は吸引穴である。各吸引穴には、エジェクタ等を有する空気圧回路に接続されており、各吸引穴には負圧が発生する。移送部は、負圧により吸引穴に素子を吸い付けることで、キャリアから素子を一括してピックアップし、基板まで搬送し、真空破壊や大気開放等による負圧解除によって基板にて素子を離す。 Adsorption such as vacuum adsorption or electrostatic adsorption is often used as a method for holding the element by the transfer section. In either case, a plurality of rows and columns of holding portions are arranged on the holding surface of the transfer portion. When vacuum suction is adopted, the holding part is a suction hole. Each suction hole is connected to a pneumatic circuit having an ejector or the like, and negative pressure is generated in each suction hole. The transfer section sucks the elements into the suction holes with negative pressure, picks up the elements from the carrier all at once, transports them to the substrate, and releases the elements from the substrate by releasing the negative pressure by breaking the vacuum or opening the atmosphere.
また、静電吸着が採用される場合、保持部はメサ形構造体である。ベース基板に多数のメサ形構造体が形成され、メサ形構造体に電極及び誘電体層が設けられる。このメサ形構造体を有する静電力発生部が素子に対する局所的な吸着点となって、電圧の印加による静電力によって各静電力発生部に素子を一括して吸い付ける。 Also, when electrostatic attraction is employed, the holding part is a mesa-shaped structure. A number of mesa structures are formed on the base substrate, and the mesa structures are provided with electrodes and dielectric layers. The electrostatic force generating portion having this mesa structure serves as a local attraction point for the elements, and the elements are collectively attracted to each electrostatic force generating portion by the electrostatic force due to voltage application.
キャリア上の各素子は、所定間隔を空けて複数行複数列で配列されていることが理想であるが、実際には、配置バラツキが存在する場合がある。そのため、ピックアップ予定の複数行複数列の素子からなる素子群を正確に移送部で一括ピックアップするには、ピックアップ予定の素子群の位置決め基準位置（例えば素子群の中心位置）と移送部の基準位置（例えば移送部の中心位置）とを位置合わせする補正を行う必要がある。或いは、移送部に保持された素子群を基板に正確に実装するには、当該素子群の位置決め基準位置（例えば素子群の中心位置）と当該素子群が実装される領域の基準位置（例えば領域の中心位置）とのずれを補正する必要がある。 Ideally, the elements on the carrier are arranged in a plurality of rows and a plurality of columns at predetermined intervals, but in reality there may be variations in arrangement. Therefore, in order to accurately collectively pick up an element group consisting of multiple rows and multiple columns of elements to be picked up by the transfer section, the positioning reference position of the element group to be picked up (for example, the center position of the element group) and the reference position of the transfer section (for example, the center position of the transfer section). Alternatively, in order to accurately mount the element group held by the transfer unit on the board, the positioning reference position of the element group (for example, the center position of the element group) and the reference position of the area where the element group is mounted (for example, the area It is necessary to correct the deviation from the center position of
そこで、従来の素子実装装置では、ピックアップ予定の素子群又はピックアップした素子群のうち、図１３に示すように、対角の２箇所に位置する素子ｅの位置に基づいて素子群の中心位置ｃを求めて上記の補正を行っていた。 Therefore, in the conventional element mounting apparatus, as shown in FIG. 13, among the element group to be picked up or the element group that has been picked up, the center position c of the element group is calculated based on the positions of the elements e located at two diagonal locations. was sought and the above correction was made.
しかし、この従来の手法では、認識対象の素子が２つしかないので、この２つの素子だけが位置ずれしていれば、その影響を受けて、求める素子群の中心位置が不正確になる不都合が生じる。例えば、キャリアから素子群をピックアップするときであれば、２つの素子以外の素子が移送部で保持できずにピックアップできなくなる。また、素子群を実装するときであれば、移送部で素子群をピックアップできていても、２つの素子以外の素子は全部ずれた位置に配置されたりしてしまう。このように、従来の手法では、歩留まりが悪化させる場合があった。 However, in this conventional method, since there are only two elements to be recognized, if only these two elements are misaligned, the central position of the element group to be obtained becomes inaccurate due to the influence of the misalignment. occurs. For example, when picking up an element group from a carrier, the elements other than the two elements cannot be held by the transfer section and cannot be picked up. Further, when mounting an element group, even if the element group can be picked up by the transfer section, all the elements other than the two elements are arranged at shifted positions. As described above, the conventional method sometimes deteriorates the yield.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ピックアップ予定又はピックアップされた素子群の正確な位置決め基準位置を求めることで、歩留まりを向上させることのできる素子実装装置及び素子実装基板の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to obtain an accurate positioning reference position of a group of elements to be picked up or picked up, thereby improving the yield. An object of the present invention is to provide an element mounting apparatus and a method for manufacturing an element mounting board.
本発明の素子実装装置は、素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台と、素子が配置される基板を載置する実装台と、複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面を有し、前記保持面で前記キャリアから前記素子群を一括してピックアップして、ピックアップした前記素子群を前記基板に一括して移す移送部と、前記移送部と、前記キャリア台又は前記実装台との相対位置を制御する制御部と、前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像部と、を備え、前記制御部は、前記撮像部により撮像された前記素子群の画像から、行方向に並んだ３つ以上の素子および列方向に並んだ３つ以上の素子の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された前記行方向及び列方向における前記３つ以上の素子の位置に基づいて、前記素子群の位置決め基準位置を求める基準位置算出部と、を有し、前記位置決め基準位置に基づいて、前記素子群をピックアップするときの前記移送部と前記キャリア台との相対位置、又は、前記基板に前記素子群を移すときの前記移送部と実装台との相対位置を補正すること、を特徴とする。
The device mounting apparatus of the present invention includes a carrier table on which a carrier having devices arranged in a plurality of rows and columns is placed, a mounting table on which a substrate on which devices are arranged is placed, and an device group consisting of devices arranged in a plurality of rows and columns. a transfer section for collectively picking up the element group from the carrier on the holding surface and collectively transferring the picked-up element group to the substrate; the transfer section; A control unit that controls a relative position with respect to a carrier table or the mounting table, and an imaging unit that captures an image of the element group on the carrier or the element group held on the holding surface, wherein the control unit is a position detection unit for detecting positions of three or more elements arranged in a row direction and three or more elements arranged in a column direction from an image of the element group captured by the imaging unit; and the position detection unit. a reference position calculation unit that obtains a positioning reference position of the element group based on the positions of the three or more elements in the row direction and the column direction detected by, based on the positioning reference position, correcting the relative position between the transfer section and the carrier table when picking up the element group, or the relative position between the transfer section and the mounting table when transferring the element group to the substrate. do.
前記位置検出部は、前記素子群の外周辺の複数の素子の中から、前記外周辺毎に３つ以上の素子の位置を検出し、前記基準位置算出部は、前記検出された前記素子の位置から、各前記外周辺を直線近似する近似式をそれぞれ求め、前記列方向の対向する前記外周辺の前記近似式から前記位置決め基準位置の前記行方向の座標を求め、前記行方向の対向する前記外周辺の前記近似式から前記位置決め基準位置の前記列方向の座標を求めることで、前記位置決め基準位置を求めるようにしても良い。 The position detection unit detects the positions of three or more elements for each outer periphery from among a plurality of elements on the outer periphery of the element group, and the reference position calculation unit detects the positions of the detected elements. Approximation formulas for linearly approximating each of the outer peripheries are obtained from the positions, coordinates of the positioning reference positions in the row direction are obtained from the approximation formulas of the outer perimeters facing each other in the column direction, and coordinates of the positioning reference positions in the row direction are obtained. The positioning reference position may be obtained by obtaining the column-direction coordinates of the positioning reference position from the approximate expression of the outer periphery.
前記位置検出部は、前記外周辺の両端の素子の位置を含めて検出し、前記基準位置算出部は、前記両端を含めた前記素子の位置に基づいて前記近似式を求めるようにしても良い。 The position detection unit may detect including the positions of the elements at both ends of the outer periphery, and the reference position calculation unit may obtain the approximate expression based on the positions of the elements including the both ends. .
前記移送部を前記保持面に垂直な軸周りに回転させる回転機構を備え、前記制御部は、前記基準位置算出部が求めた前記近似式に基づいて、前記回転機構により前記移送部を回転させる回転角度を算出する回転角度算出部を有するようにしても良い。 A rotation mechanism is provided to rotate the transfer unit around an axis perpendicular to the holding surface, and the control unit causes the rotation mechanism to rotate the transfer unit based on the approximate expression obtained by the reference position calculation unit. You may make it have a rotation angle calculation part which calculates a rotation angle.
本発明は、素子実装装置による素子が配置される素子実装基板の製造方法であって、前記素子実装装置は、素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台と、素子が複数行複数列に配置される基板を載置する実装台と、複数行複数列の素子群を保持する保持面を有し、前記保持面で前記キャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした前記素子群を前記基板に一括して移す移送部と、前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像部と、を備え、撮像部によって、前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像ステップと、前記撮像部により撮像された前記素子群の画像から、行方向に並んだ３つ以上の素子および列方向に並んだ３つ以上の素子の位置を検出する位置検出ステップと、前記位置検出ステップにより検出された前記３つ以上の素子の位置に基づいて、前記素子群の位置決め基準位置を求める基準位置算出ステップと、前記位置決め基準位置に基づいて、前記移送部による前記キャリア上の前記素子群のピックアップ位置、又は、前記基板に対する前記移送部による前記素子群の実装位置を補正する補正ステップと、を有すること、を特徴とする。
The present invention relates to a method for manufacturing an element mounting board on which elements are arranged by an element mounting apparatus, wherein the element mounting apparatus includes a carrier stand on which a carrier having elements arranged in a plurality of rows and columns is placed, and a plurality of elements. It has a mounting table on which substrates arranged in rows and columns are placed, and a holding surface for holding a group of elements in a plurality of rows and a plurality of columns. A transfer section that picks up and transfers the picked up element group to the substrate at once, and an imaging section that images the element group on the carrier or the element group held on the holding surface, an image capturing step of capturing an image of the element group on the carrier or the element group held on the holding surface by an image capturing unit; a position detection step of detecting positions of one or more elements and three or more elements arranged in a column direction ; and positioning of the element group based on the positions of the three or more elements detected by the position detection step. a reference position calculating step for obtaining a reference position; and correcting a pickup position of the element group on the carrier by the transfer section or a mounting position of the element group on the substrate by the transfer section based on the positioning reference position. and a correction step for
本発明によれば、ピックアップ予定又はピックアップされた素子群の正確な位置決め基準位置を求めることで、歩留まりを向上させることのできる素子実装装置及び素子実装基板の製造方法を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an element mounting apparatus and a method of manufacturing an element mounting substrate that can improve the yield by obtaining an accurate positioning reference position for a group of elements to be picked up or picked up.
本発明に係る素子実装装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 An embodiment of an element mounting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
（概略構成）
図１は、第１の実施形態に係る素子実装装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、素子実装装置１内にはキャリアＣと基板Ｓとが搬入される。キャリアＣは、素子Ｅを複数行複数列で整列させてストックした矩形状の素子供給体である。素子Ｅは、電子回路に使用される部品であり、ＭＥＭＳ、半導体素子、抵抗及びコンデンサ等のチップが含まれ、半導体素子にはトランジスタ、ダイオード、ＬＥＤ及びサイリスタ等のディスクリート半導体、並びにＩＣやＬＳＩ等の集積回路が含まれる。ＬＥＤには所謂ミニＬＥＤ及びマイクロＬＥＤが含まれる。特に、素子Ｅには一辺が２００μｍ以下の所謂微小部品が含まれる。基板Ｓは、回路パターンが形成されて成り、例えばミニＬＥＤが整列するバックライト用の照明基板、ＲＧＢの各マイクロＬＥＤが画素として配列される表示基板である。
(First embodiment)
(Outline configuration)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an element mounting apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a carrier C and a substrate S are carried into the device mounting apparatus 1 . The carrier C is a rectangular element supply body in which the elements E are stocked in a plurality of rows and columns. The element E is a component used in an electronic circuit, and includes chips such as MEMS, semiconductor elements, resistors, and capacitors. Semiconductor elements include discrete semiconductors such as transistors, diodes, LEDs, and thyristors, as well as ICs, LSIs, and the like. of integrated circuits. LEDs include so-called mini-LEDs and micro-LEDs. In particular, the element E includes a so-called minute part with a side of 200 μm or less. The substrate S has a circuit pattern formed thereon, and is, for example, a lighting substrate for a backlight on which mini LEDs are arranged, and a display substrate on which RGB micro LEDs are arranged as pixels.
この素子実装装置１は、素子ＥをキャリアＣから基板Ｓに移し替える移送部５を有し、移送部５によって、複数の素子ＥをキャリアＣから一括してピックアップし、ピックアップした素子Ｅを基板Ｓに一括して移し替える。素子実装装置１は、移送部５を複数回稼働させ、複数行複数列の素子Ｅを基板Ｓに複数回に亘って移し替えることで、素子Ｅが複数行複数列に配列された素子実装基板を製造する。
This element mounting apparatus 1 has a
尚、移し替えられた素子Ｅは基板Ｓに電気的及び機械的に接合される。基板Ｓ上には、例えばＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＦ、ＮＣＰ又は均質共晶半田等の導電性接合材料が予め形成されており、合金接合、導電粒子圧着、バンプ圧接等により基板Ｓと素子Ｅとが電気的及び機械的に接続すると、導電性接合材料が加熱されて硬化する。 The transferred element E is electrically and mechanically bonded to the substrate S. FIG. A conductive bonding material such as ACF, ACP, NCF, NCP, or homogeneous eutectic solder is formed in advance on the substrate S, and the substrate S and the element E are bonded by alloy bonding, conductive particle pressure bonding, bump pressure bonding, or the like. Once electrically and mechanically connected, the conductive bonding material is heated to cure.
（詳細構成）
素子実装装置１は、移送部５に加えて、キャリア台３及び実装台４を備える。キャリア台３は、平坦な盤面を有し、当該盤面にキャリアＣが載置される。実装台４は、平坦な盤面を有し、当該盤面に基板Ｓが載置される。これらキャリア台３及び実装台４は、盤面と水平な２次元方向に移動可能となっている。即ち、キャリア台３及び実装台４の盤面は、直交する２軸の直動機構３２、４２によって支持されている。直交する２軸の直動機構３２、４２は、例えばリニアガイド及び独立駆動するボールネジであり、キャリア台３及び実装台４の盤面は、この直動機構３２、４２のスライダに支持されている。
(Detailed configuration)
The device mounting apparatus 1 includes a carrier table 3 and a mounting table 4 in addition to the
キャリア台３は、直動機構３２による２次元方向の水平移動により素子ピックアップ領域３１を変更する。素子ピックアップ領域３１は、キャリアＣ上の位置であり、ピックアップ予定となる複数行複数列の素子Ｅが存在する範囲である。換言すると、図１でキャリアＣ上に破線で示されているような、移送部５がピックアップしようとしている複数行複数列の素子Ｅからなる素子群を取り囲む、この素子群が存在する領域と同じ大きさの仮想的な領域が素子ピックアップ領域３１である。したがって、素子ピックアップ領域３１は、移送部５によるピックアップ毎にキャリアＣ上でその位置が変更される。
The carrier table 3 changes the element pick-up
この素子実装装置１には、位置固定のピップアップポジション２１が設定されており、移送部５及びキャリアＣ上の素子ピックアップ領域３１が互いにピックアップポジション２１に移動することで、素子ピックアップ領域３１が変更される。換言すると、移送部５が今回ピックアップしようとしている素子群が存在する範囲の中心をピックアップポジション２１に位置付けることで、素子ピックアップ領域３１が変更される。このことは、素子ピックアップ領域３１をその中心がピックアップポジション２１に一致するように設定しておき、この素子ピックアップ領域３１に今回のピックアップ対象となる複数行複数列の素子群が収まるように移動させることと等しい。
A positionally fixed pick-up
実装台４は、直動機構４２による２次元方向の水平移動により実装領域４１を変更する。実装領域４１は、基板Ｓ上の位置であり、素子Ｅが実装される範囲である。換言すると、図１で基板Ｓ上に破線で示されているような、複数行複数列の素子Ｅからなる素子群を取り囲む、この素子群が配置される領域と同じ大きさの仮想的な領域が実装領域４１である。実装領域４１は、基板Ｓ上に設定されている。
The mounting table 4 changes the mounting
この素子実装装置１には、位置固定の実装ポジション２２が設定されており、移送部５及び基板Ｓの実装領域４１が互いに実装ポジション２２に移動することで、実装領域４１が変更される。換言すると、移送部５が基板Ｓ上において今回素子群を配置しようとしている領域の中心を実装ポジション２２に位置付けることで、実装領域４１が変更される。このことは、実装領域４１をその中心が実装ポジション２２に一致するように設定しておき、実装ポジション２２に今回素子群が配置される予定の領域の中心が一致するように移動させることと等しい。
A fixed mounting
移送部５は、直動機構５１に昇降機構５２を介して支持され、ピックアップポジション２１及び実装ポジション２２に移動可能となっている。直動機構５１は、例えばリニアガイド及びボールネジであり、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２の間に架設され、キャリアＣの素子Ｅが配列された面と基板Ｓの実装領域４１が配列された面を臨むように延設されている。昇降機構５２は、例えばリニアガイド及びボールネジであり、直動機構５１のスライダに支持され、キャリアＣと基板Ｓに接近する方向に延設されている。移送部５は、この昇降機構５２のスライダに支持されている。
The
図２に示すように、移送部５は保持面５４を有している。保持面５４は、ピックアップポジション２１でキャリアＣと向かい合い、また実装ポジション２２で基板Ｓと向かい合う移送部５の端面である。この保持面５４には保持部５５が配設されている。保持部５５は複数行複数列に整列している。１個の保持部５５は、１個の素子Ｅを保持する。保持部５５は、例えば、素子Ｅの辺長より小径の吸引穴であり、真空吸着によって素子Ｅを吸着保持する。各保持部５５は、負圧が発生することにより素子Ｅを吸い付け、負圧が発生している間は素子Ｅを保持し、真空破壊や大気開放等による負圧解除によって素子Ｅを離す。なお、保持部５５の行数、列数と、キャリアＣ上又は基板Ｓ上の素子Ｅの行数、列数とは一致していなくても一致していても良い。ここでは、保持部５５の行数、列数と、キャリアＣ上又は基板Ｓ上の素子Ｅの行数、列数とは一致しておらず、保持部５５の行数、列数の方がキャリアＣ上又は基板Ｓ上の素子Ｅの行数、列数より少ない。
As shown in FIG. 2, the
保持面５４には、素子ピックアップ領域３１及び実装領域４１の中心位置と位置合わせするための基準位置が設けられている。この基準位置は、移送部５の中心であり、ここでは保持面５４の中心位置である。
The holding
また、この素子実装装置１は、図１に示すように、撮像部６及び制御部７を備える。撮像部６は、保持面５４に保持された複数行複数列の素子Ｅからなる素子群（以下、単に「素子群」ともいう。）を撮像するカメラである。すなわち、この撮像部６は、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２との間に配置されており、撮像面が、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２との間を移送部５が移送される移送経路に向けられている。撮像部６は、移送部５が、保持面５４に素子群を保持した状態でピックアップポジション２１から実装ポジション２２へ移送している最中に、保持面５４を画角に収めて素子群を撮像する。より詳細には、撮像部６の中心、すなわち撮像面（レンズ）の中心は移送部５の移送経路の真下に位置し、保持面５４の中心が移送経路上を移動し、撮像面の中心と保持面５４の中心が上下方向から見て一致すると、撮像部６の画角内に保持面５４で保持された素子群が収まる。ここでは、撮像部６による素子群の画像の中心が保持面５４の中心と一致している。撮像部６は、当該素子群の画像を制御部７に送信する。なお、保持面５４の撮像は、移送部５を停止させて行っても良いし、移動中に行っても良い。
The device mounting apparatus 1 also includes an imaging section 6 and a
制御部７は、移送部５と実装台４との相対位置を制御する。制御部７は、例えば、素子実装装置１の各部を制御するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び信号送信回路を有するコンピュータ又はマイコンであり、キャリア台３、実装台４及び移送部５の駆動源と接続されている。また制御部７には、移送部５の中心となる保持面５４の基準位置として、保持面５４の中心点の座標を予め保持している。
The
図３は、制御部７の機能ブロック図である。図３に示すように、制御部７は、位置検出部７１、基準位置算出部７２及び位置ずれ算出部７３を有する。位置検出部７１は、撮像部６により撮像された素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ３つ以上の素子Ｅの位置を検出する。つまり、位置検出部７１は、行方向に並んだ３つ以上の素子Ｅの位置と列方向に並んだ３つ以上の素子Ｅの位置をそれぞれ検出する。より具体的には、以下のとおりである。すなわち、素子Ｅは、設計上は、キャリアＣ上で行方向に等間隔で複数個及び列方向に等間隔で複数個配列されているため、保持部５４で保持される素子群の外形は矩形状となる。そして、この素子群によって形成される矩形状の領域は、素子ピックアップ領域３１と略一致する。一方、実際の素子群には配置のバラツキが存在する。しかしながら、図４に示すように、素子群の外周辺に位置する素子Ｅは、前述の矩形状の領域（図４に点線で示す領域）の辺に概ね沿って位置する。位置検出部７１は、撮像部６により撮像された素子群のこれら４つの外周辺の複数の素子Ｅ１～Ｅ２８（図４の黒塗りの素子Ｅ）の中から、外周辺毎に３つの素子Ｅの位置を検出する。例えば、上辺の外周辺では素子Ｅ１、Ｅ４、Ｅ８の位置を検出し、下辺の外周辺では素子Ｅ２２、Ｅ１９、Ｅ１５の位置を検出し、左辺の外周辺では素子Ｅ１、Ｅ２６、Ｅ２２の位置を検出し、右辺の外周辺では素子Ｅ８、Ｅ１１、Ｅ１５の位置を検出する。位置検出部７１は、撮像部６により撮像された素子群の中から、外周辺毎に選択された３つの素子Ｅの位置を検出する。なお、選択する素子Ｅは、予め選択して制御部７に記憶させておく。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
ここでは３つの素子Ｅを検出する例としているが、素子Ｅは、当該外周辺の両端の素子Ｅの位置を含めて検出することが好ましく、外周辺の素子Ｅの全ての位置を検出することが更に好ましい。また、上述したように、外周辺毎に３つの素子Ｅの位置を検出する場合、外周辺の両端に位置する２つの素子Ｅと、辺の中央又はその付近に位置する１つの素子Ｅを検出対象の素子Ｅとすると良い。なお、上述したように、実際にキャリアＣ上に整列された素子Ｅには許容される範囲内のバラツキが存在する。したがって、キャリアＣ上に行方向に等間隔で複数個及び列方向に等間隔で複数個配列された状態とは、行方向及び列方向それぞれの方向に許容される範囲内のバラツキを有してそれぞれの等間隔で整列された状態を含む。 In this example, three elements E are detected, but the elements E are preferably detected including the positions of the elements E on both ends of the outer periphery, and all the positions of the elements E on the outer periphery are detected. is more preferred. Further, as described above, when detecting the positions of three elements E for each outer periphery, two elements E located at both ends of the outer periphery and one element E located at or near the center of the side are detected. It is preferable to use the target element E. As described above, the elements E actually aligned on the carrier C have variations within the allowable range. Therefore, the state in which a plurality of particles are arranged on the carrier C at equal intervals in the row direction and a plurality of particles are arranged at equal intervals in the column direction have variations within the allowable ranges in the row direction and the column direction. Contains each equally spaced aligned state.
基準位置算出部７２は、位置検出部７１により検出された３つ以上の素子Ｅの位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Ｋ（図５参照）を求める。位置決め基準位置Ｋは、ここでは、保持面５４に保持された素子群を実装領域４１に正確に位置決めするための基準位置であり、例えば、素子群の中心位置である。
The
具体的には、基準位置算出部７２は、位置検出部７１により検出された素子Ｅの位置から、各外周辺を直線近似する近似式をそれぞれ求める。ここで、外周辺を直線近似するとは、その外周辺に位置する素子Ｅのうち位置が検出された素子Ｅの座標分布の直線的な傾向を表す回帰直線を求めることを意味し、この回帰直線は最小二乗法を用いて求めることができる。素子Ｅの位置は、例えば、素子Ｅの中心座標、素子Ｅの左上隅の座標である。また、列方向の対向する２本の外周辺の近似式から位置決め基準位置Ｋの行方向の座標を求め、行方向の対向する２本の外周辺の近似式から位置決め基準位置Ｋの列方向の座標を求めることで、位置決め基準位置Ｋを求める。
Specifically, the
例えば、図５に示すように、行方向をＸ軸方向、列方向をＹ軸方向とすると、基準位置算出部７２は、行方向の対向する２本の外周辺の近似式Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１（上辺）、Ｙ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２（下辺）から予め設定された保持面５４の基準位置（ここでは保持面５４の中心位置Ｍ（Ｘ０，Ｙ０））でのＹ座標Ｙ１，Ｙ２（Ｙ１＝ａ１×Ｘ０＋ｂ１、Ｙ２＝ａ２×Ｘ０＋ｂ２）を求め、Ｙ１とＹ２の中点（（Ｙ１＋Ｙ２）／２）を位置決め基準位置ＫのＹ座標すなわち列方向の位置とする。（Ｘ０、Ｙ０）は、矩形状の保持面５４の中心座標である。
For example, as shown in FIG. 5, if the row direction is the X-axis direction and the column direction is the Y-axis direction, the reference
また、基準位置算出部７２は、列方向の対向する２本の外周辺の近似式Ｘ＝ｃ１×Ｙ＋ｄ１（左辺）、Ｘ＝ｃ２×Ｙ＋ｄ２（右辺）から保持面５４の基準位置（ここでは保持面５４の中心位置Ｍ（Ｘ０，Ｙ０））でのＸ座標Ｘ１，Ｘ２（Ｘ＝ｃ１×Ｙ０＋ｄ１、Ｘ＝ｃ２×Ｙ０＋ｄ２）を求め、Ｘ１とＸ２の中点（（Ｘ１＋Ｘ２）／２）を位置決め基準位置ＫのＸ座標すなわち行方向の位置とする。
Further, the
位置ずれ算出部７３は、保持面５４に保持された素子群の位置決め基準位置Ｋと、保持面５４の基準位置Ｍとのずれを算出する。このずれΔＫ＝（ΔＸ，ΔＹ）は、例えば、ΔＸ＝（（Ｘ１＋Ｘ２）／２）－Ｘ０、ΔＹ＝（（Ｙ１＋Ｙ２）／２）－Ｙ０である。
The
制御部７は、このずれΔＫが解消する制御信号を生成し、当該制御信号を移送部５、実装台４の駆動源に送信する。直動機構５１、４２が当該制御信号に基づいて移送部５及び実装台４の相対位置を移動させることで、ずれΔＫが補正される。
The
例えば、制御部７は、キャリア台３を、キャリアＣ上の素子ピックアップ領域３１の中心位置が、移送部５により素子群が一括ピックアップされる予定位置のピックアップポジション２１に来るように移動させ、また、実装台４を、基板Ｓ上の実装予定の実装領域４１の中心位置が、移送部５により保持された素子群を実装する予定位置である実装ポジション２２に来るように移動させる。そして、制御部７は、移送部５を、ピックアップポジション２１と実装ポジション２２との間を移動させるとともに、ずれΔＫが解消するように、実装台４と移送部５とを相対移動させる。相対移動は、移送部５の移動量をポジション２１、２２間の規定量とし、実装台４がずれΔＫを相殺するように移動しても良いし、実装台４は、実装領域４１の中心位置を実装ポジション２２で一致させて固定し、移送部５を、ポジション２１、２２間の移動量に加えてずれΔＫを相殺するように移動させても良い。また、移送部５と実装台４の双方をずれΔＫが相殺されるように相互に移動させても良い。
For example, the
以上のように、制御部７は、基準位置算出部７２で求めた位置決め基準位置Ｋに基づいて、基板Ｓに対する移送部５による素子群の実装位置を補正する。
As described above, the
（動作）
図６は、本実施形態に係る素子実装装置１の動作の一例を示すフローチャートである。この動作を説明する前提として、予めキャリア台３の盤面にキャリアＣが配置され、実装台４の盤面に基板Ｓが配置されているものとする。
(motion)
FIG. 6 is a flow chart showing an example of the operation of the device mounting apparatus 1 according to this embodiment. As a premise for explaining this operation, it is assumed that the carrier C is arranged on the board surface of the carrier table 3 and the substrate S is arranged on the board surface of the mounting table 4 in advance.
図６に示すように、まず、キャリア台３を直動機構３２によって２次元平面上を移動させ、素子ピックアップ領域３１の中心位置がピックアップポジション２１に位置するように停止させる。また、実装台４を直動機構４２によって２次元平面上を移動させ、実装領域４１の中心位置が実装ポジション２２に位置するように停止させる（ステップＳ０１）。
As shown in FIG. 6 , first, the carrier table 3 is moved on a two-dimensional plane by the
次に、移送部５をピックアップポジション２１に移動させて、素子ピックアップ領域３１の素子群を一括してピックアップする。具体的には、移送部５を、直動機構５１によりピックアップポジション２１に移動させ、昇降機構５２により保持面５４に各素子Ｅが当接するまで下降させ、負圧により各素子Ｅを吸着保持する（ステップＳ０２）。
Next, the
そして、保持面５４で素子群を保持した状態で昇降機構５２により移送部５を規定位置まで上昇させ、直動機構５１によって実装ポジション２２へ移送させる（ステップＳ０３）。
Then, while the element group is held by the holding
この移送の途中で撮像部６は、保持面５４に保持された素子群を撮像する（ステップＳ０４）。撮像した画像は、制御部７に送信される。
During this transfer, the imaging unit 6 images the element group held on the holding surface 54 (step S04). The captured image is transmitted to the
位置検出部７１により、撮像された素子群の画像から、当該素子群の外周辺毎に３つ以上の素子Ｅの位置を検出する（ステップＳ０５）。つまり、矩形状を成す素子群の４辺に当たる位置に配列されている複数の素子Ｅの中から辺毎にそれぞれ３つ以上の素子Ｅの位置を検出する。
The
次に、基準位置算出部７２により、検出した素子Ｅの位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Ｋを算出する（ステップＳ０６）。
Next, the
制御部７は、この位置決め基準位置Ｋに基づいて、基板Ｓに対する移送部５による素子群の実装位置を補正する。具体的には、位置ずれ算出部７３により、保持面５４に保持された素子群の位置決め基準位置Ｋと、保持面５４の基準位置ＭとのずれΔＫを算出する（ステップＳ０７）。
Based on this positioning reference position K, the
そして、制御部７は、このずれΔＫを解消するように移送部５、実装台４の駆動源（直動機構４２、５１）を駆動させる制御信号を生成し、当該制御信号を移送部５、実装台４の駆動源に出力し、当該制御信号に従って移送部５と実装台４の相対位置を制御する。すなわち、保持面５４で保持した素子群を実装ポジション２２へ移送させている最中に、上記制御信号に基づいて、移送部５と実装台４とを相対的に移動させることにより、実装領域４１の中心位置と素子群の位置決め基準位置Ｋとが位置合わせされた状態で移送部５が実装領域４１の上方に位置する（ステップＳ０８）。
Then, the
移送部５が昇降機構５２により下降し、保持面５４に保持された素子Ｅを基板Ｓに当接させて実装領域４１に素子群を実装する（ステップＳ０９）。このように、素子実装装置１は、ステップＳ０１～Ｓ０９のようにキャリアＣからの素子群のピックアップ、移送、及び基板Ｓへの実装を、キャリアＣ上の全ての素子ピックアップ領域３１での素子群の一括ピックアップが終了するまで、又は、基板Ｓ上の各実装領域４１への実装が終了するまで繰り返す。
The
（作用・効果）
（１）本実施形態の素子実装装置１は、素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台３と、素子が配置される基板Ｓを載置する実装台４と、複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面５４を有し、保持面５４でキャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした素子群を基板Ｓに一括して移す移送部５と、移送部５と実装台４との相対位置を制御する制御部７と、保持面５４に保持された素子群を撮像する撮像部６と、を備える。そして、制御部７は、撮像部６により撮像された素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ３つ以上の素子の位置を検出する位置検出部７１と、位置検出部７１により検出された行方向及び列方向における３つ以上の素子の位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Ｋを求める基準位置算出部７２と、を有し、位置決め基準位置Ｋに基づいて、素子群を移すときの移送部５と実装台４との相対位置を補正するようにした。
(action/effect)
(1) The device mounting apparatus 1 of the present embodiment includes a carrier table 3 on which a carrier on which devices are arranged in multiple rows and multiple columns is placed, a mounting table 4 on which a substrate S on which devices are arranged is placed, and a
これにより、行方向及び列方向に並んだ３つ以上の素子Ｅの位置に基づいて素子群の位置決め基準位置Ｋを求めているので、キャリアＣ上の各素子Ｅの整列位置にずれがあっても、そのずれによる影響を小さくして、基板Ｓに対する移送部５の位置決め精度を向上させることができる。その結果、基板Ｓへの素子群のより正確な実装を行うことができ、歩留まりを向上させることができる。
As a result, since the positioning reference position K of the element group is obtained based on the positions of three or more elements E arranged in the row direction and the column direction, there is a deviation in the alignment position of each element E on the carrier C. Also, the influence of the shift can be reduced, and the positioning accuracy of the
（２）位置検出部７１は、素子群の外周辺の複数の素子の中から、外周辺毎に３つ以上の素子の位置を検出し、基準位置算出部７２は、検出された素子の位置から、各外周辺を直線近似する近似式をそれぞれ求め、列方向の対向する外周辺の近似式から位置決め基準位置の行方向の座標を求め、行方向の対向する外周辺の近似式から位置決め基準位置の列方向の座標を求めることで、位置決め基準位置Ｋを求めるようにした。
(2) The
これにより、素子群の内側の素子Ｅの位置ではなく、外周辺の素子Ｅの位置から位置決め基準位置Ｋを求めている。そのため、内側の素子Ｅを用いる場合に比べて、近似式を求めるために位置を検出する素子Ｅの数を多くとることができる。このため、より正確な位置決め基準位置Ｋを求めることができる。その結果、基板Ｓに対する移送部５の位置決め精度、ひいては歩留まりをより向上させることができる。
As a result, the positioning reference position K is obtained from the position of the element E on the outer periphery, not from the position of the element E inside the element group. Therefore, compared to the case where the inner elements E are used, it is possible to increase the number of the elements E for detecting the position in order to obtain the approximation formula. Therefore, a more accurate positioning reference position K can be obtained. As a result, the positioning accuracy of the
（３）位置検出部７１は、外周辺の両端の素子の位置を含めて検出し、基準位置算出部７２は、両端を含めた素子の位置に基づいて近似式を求めるようにした。これにより、より正確な位置決め基準位置Ｋを求めることができる。その結果、基板Ｓに対する移送部５の位置決め精度、ひいては歩留まりを向上させることができる。
(3) The
（４）撮像部６は、保持面５４に保持された素子群を撮像し、制御部７は、保持面５４に保持された素子群の位置決め基準位置Ｋと、保持面５４の予め設定された基準位置Ｍとのずれを算出する位置ずれ算出部７３を有し、当該ずれが解消するように、移送部５と実装台４とを相対移動させるようにした。これにより、保持面５４に保持された素子群の位置決め基準位置Ｋと実装領域４１の中心位置とを位置合わせすることができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
(4) The imaging unit 6 captures an image of the element group held on the holding
（実施例）
本実施形態の効果を検証するため、シミュレーションを行った。シミュレーションの条件を以下に示す。なお、効果は行方向（Ｘ軸方向）と列方向（Ｙ軸方向）とで同程度に得られると推測されるため、ずれΔＫの算出は、Ｙ軸方向のみを行った。
(Example)
A simulation was performed to verify the effects of this embodiment. The simulation conditions are shown below. Since it is assumed that the same effect can be obtained in the row direction (X-axis direction) and the column direction (Y-axis direction), the deviation ΔK was calculated only in the Y-axis direction.
素子Ｅの配置 ：１０×１０（合計１００個の素子Ｅ）
素子Ｅのピッチ：０．１ｍｍ
素子Ｅの配置バラツキ： ランダム関数で±１０μｍを与えた
なお、効果の検証に素子Ｅの寸法は必要ないので、素子Ｅには寸法を与えず中心座標のみを与えた。各素子Ｅのバラツキがない理想的な配列は、行列配置された素子群の左下に位置する１０行１列の素子Ｅの座標を原点（０，０）とした。また、以下では、１０行１０列の素子Ｅからなる素子群の外周辺のうち、Ｙ軸方向正側の外周辺を上辺、Ｙ軸方向負側の外周辺を下辺と称する。
Arrangement of element E: 10 × 10 (total of 100 elements E)
Pitch of element E: 0.1 mm
Arrangement variation of the element E: ±10 μm was given by a random function. Since the dimension of the element E is not necessary for verification of the effect, only the central coordinate was given without giving the dimension to the element E. For an ideal arrangement of the elements E without variation, the origin (0, 0) is the coordinates of the element E in 10 rows and 1 column located at the lower left of the element group arranged in a matrix. Further, hereinafter, of the outer periphery of the element group consisting of the elements E arranged in 10 rows and 10 columns, the outer periphery on the positive side in the Y-axis direction is referred to as the upper side, and the outer periphery on the negative side in the Y-axis direction is referred to as the lower side.
シミュレーションの内容は、以下の通りである。上記の条件で図５のような素子Ｅの配置を作成し、上辺、下辺の両端を含めた全ての素子Ｅの座標位置から、最小自乗法により上辺及び下辺の直線近似式を求めた。保持面５４の基準位置（中心点）の座標を（０．４５，０．４５）とし、上辺及び下辺の直線近似式での中心点Ｍでの素子群の位置決め基準位置Ｋを求めた。そして、求めた位置決め基準位置Ｋと保持面５４の中心点ＭとのずれΔＹを求めた。
The contents of the simulation are as follows. Under the above conditions, the arrangement of the elements E as shown in FIG. 5 was created, and linear approximations of the upper and lower sides were obtained by the least squares method from the coordinate positions of all the elements E including both ends of the upper and lower sides. The coordinates of the reference position (center point) of the holding
上記のシミュレーションを１０回行った。各ずれΔＹの結果を表１に示す。
また、比較例として、上記シミュレーションで従来の２点からずれを求めた結果を表１に示す。すなわち、比較例でのずれの算出は、以下の通りである。素子群の右上（１行１０列目）と左下（１０行１列目）の素子Ｅの位置の中点を素子群の位置決め基準位置Ｋとし、この位置決め基準位置Ｋと保持面５４の中心位置Ｍとの差分として算出した。このように、実施例と比較例は、位置決め基準位置の算出方法のみが異なる。
Also, as a comparative example, Table 1 shows the result of obtaining the deviation from the conventional two points in the above simulation. That is, the calculation of the shift in the comparative example is as follows. The midpoint between the positions of the elements E on the upper right (1st row, 10th column) and the lower left (10th row, 1st column) of the element group is defined as the positioning reference position K of the element group, and this positioning reference position K and the center position of the holding
表１に示すように、実施例のずれΔＹの平均は０．０００４であり、比較例のずれΔＹの平均は０．００１５であった。実施例と比較例が同じ素子Ｅの配置バラツキであっても、実施例によれば、比較例と比べて約７３％（（０．００１５－０．０００４）／０．００１５）改善されることが確認できた。つまり、比較例では特定の２つの素子Ｅの位置から位置決め基準位置を求めるため、当該２つの素子Ｅの配置バラツキの影響を大きく受ける。これに対し、実施例では、上辺及び下辺の両端を含めた全ての素子Ｅの位置に基づいて位置決め基準位置Ｋを求めているため、個別の素子Ｅの配置バラツキの影響を小さくすることができる。 As shown in Table 1, the average deviation ΔY of the examples was 0.0004, and the average deviation ΔY of the comparative examples was 0.0015. Even if the arrangement variation of the element E is the same in the example and the comparative example, according to the example, it is improved by about 73% ((0.0015-0.0004)/0.0015) compared to the comparative example. was confirmed. That is, in the comparative example, since the positioning reference position is obtained from the positions of two specific elements E, the influence of the arrangement variation of the two elements E is large. On the other hand, in the embodiment, since the positioning reference position K is obtained based on the positions of all the elements E including both ends of the upper side and the lower side, the influence of the arrangement variation of the individual elements E can be reduced. .
（第２の実施形態）
（構成）
第２の実施形態に係る素子実装装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
(Constitution)
A device mounting apparatus 1 according to a second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are assigned to the same configurations and the same functions as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
図７は、第２の実施形態に係る素子実装装置１の構成を示す模式図である。図７に示すように、本実施形態の撮像部６は、キャリア台３と実装台４との間ではなく、キャリア台３の上方に設けられている。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of an element mounting apparatus 1 according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, the imaging unit 6 of this embodiment is provided above the carrier table 3 instead of between the carrier table 3 and the mounting table 4 .
ここでは、撮像部６は、その撮像面の中心をピックアップポジション２１に位置合わせして、ピックアップポジション２１に位置固定で設けられており、キャリア台３が直動機構３２で２次元平面上を移動することによって、撮像部６とキャリア台３とが相対移動する。すなわち、制御部７は、撮像部６とキャリア台３との相対位置を制御する。
Here, the imaging unit 6 is fixed in position at the
撮像部６の撮像面は、キャリア台３の盤面に向けられており、撮像部６は、キャリア台３の盤面上に載置されたキャリアＣの素子群を撮像する。ここでは、ピックアップ予定となる複数行複数列の素子Ｅからなる素子群が存在する範囲である素子ピックアップ領域３１の中心位置がピックアップポジション２１に位置するように、キャリア台３が２次元平面上を移動すると、撮像部６は、当該素子ピックアップ領域３１内の素子群を画角に収めて当該素子群を撮像する。
The imaging surface of the imaging unit 6 faces the board surface of the
制御部７は、撮像部６が撮像した素子ピックアップ領域３１の素子群の画像を解析し、移送部５とキャリア台３との相対位置を制御する。すなわち、位置検出部７１は、撮像部６が撮像した素子ピックアップ領域３１の素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ３つ以上の素子Ｅの位置を検出する。位置検出部７１、基準位置算出部７２、位置ずれ算出部７３の基本処理は第１の実施形態と同じである。但し、撮像部６による撮像対象が、第１の実施形態のように保持面５４に保持された素子群ではなく、キャリアＣ上の素子群であるため、異なる部分もある。
The
例えば、基準位置算出部７２は、位置検出部７１により検出された３つ以上の素子の位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Ｋを求めるという基本処理については同じであるが、ここでの位置決め基準位置Ｋは、移送部５によって、ピックアップ予定の素子ピックアップ領域３１にある素子群を正確に一括ピックアップするために位置決めする基準位置であり、例えば、素子ピックアップ領域３１の素子群の中心点である。本実施形態では、基準位置算出部７２は、例えば、次のように位置決め基準位置を求める。
For example, the reference
すなわち、行方向をＸ軸方向、列方向をＹ軸方向とすると、基準位置算出部７２は、行方向の対向する２本の外周辺の近似式Ｙ＝ａ１×Ｘ＋ｂ１（上辺）、Ｙ＝ａ２×Ｘ＋ｂ２（下辺）から、素子ピックアップ領域３１の基準位置（ここでは中心位置（Ｘ０，Ｙ０））でのＹ座標Ｙ１，Ｙ２（Ｙ１＝ａ１×Ｘ０＋ｂ１、Ｙ２＝ａ２×Ｘ０＋ｂ２）を求め、Ｙ１とＹ２の中点（（Ｙ１＋Ｙ２）／２）を位置決め基準位置ＫのＹ座標すなわち列方向の位置とする。
That is, assuming that the row direction is the X-axis direction and the column direction is the Y-axis direction, the
また、基準位置算出部７２は、列方向の対向する２本の外周辺の近似式Ｘ＝ｃ１×Ｙ＋ｄ１（左辺）、Ｘ＝ｃ２×Ｙ＋ｄ２（右辺）から素子ピックアップ領域３１の基準位置（ここでは中心位置（Ｘ０，Ｙ０））でのＸ座標Ｘ１，Ｘ２（Ｘ１＝ｃ１×Ｙ０＋ｄ１、Ｘ２＝ｃ２×Ｙ０＋ｄ２）を求め、Ｘ１とＸ２の中点（（Ｘ１＋Ｘ２）／２）を位置決め基準位置ＫのＸ座標すなわち行方向の位置とする。
Further, the
位置ずれ算出部７３は、素子ピックアップ領域３１の素子群の位置決め基準位置Ｋと、素子ピックアップ領域３１の基準位置ＭとのずれΔＫを算出する。このずれΔＫ＝（ΔＸ，ΔＹ）は、例えば、ΔＸ＝（（Ｘ１＋Ｘ２）／２）－Ｘ０、ΔＹ＝（（Ｙ１＋Ｙ２）／２）－Ｙ０である。
The
制御部７は、このずれΔＫが解消する制御信号を生成し、当該制御信号を移送部５、キャリア台３の駆動源（直動機構５１、３２）に送信する。直動機構５１、３２が当該制御信号に基づいて移送部５及びキャリア台３の相対位置を移動させることで、ずれΔＫが補正される。相対移動は、移送部５をピックアップポジション２１に位置付け、キャリア台３がずれΔＫを相殺するように移動しても良いし、キャリア台３は、素子ピックアップ領域３１の中心位置をピックアップポジション２１で一致させて固定し、移送部５を、ピックアップポジション２１への移動量に加えてずれΔＫを相殺するように移動させても良い。また、移送部５と実装台４の双方をずれΔＫが相殺されるように相互に移動させても良い。
The
以上のように、制御部７は、基準位置算出部７２で求めた位置決め基準位置Ｋに基づいて、移送部５によるキャリアＣ上の素子群のピックアップ位置を補正する。
As described above, the
（動作）
図８は、本実施形態に係る素子実装装置１の動作の一例を示すフローチャートである。第１の実施形態と同様な部分については、適宜省略する。
(motion)
FIG. 8 is a flow chart showing an example of the operation of the element mounting apparatus 1 according to this embodiment. Portions similar to those of the first embodiment will be omitted as appropriate.
図８に示すように、まず、素子ピックアップ領域３１の中心位置がピックアップポジション２１に位置するように、キャリア台３を移動させ、また、実装領域４１の中心位置が実装ポジション２２に位置するように移動させる（ステップＳ１０）。
As shown in FIG. 8, first, the carrier table 3 is moved so that the center position of the
撮像部６の撮像面の中心がピックアップポジション２１上にあるため、撮像部６の撮像面の中心と素子ピックアップ領域３１の中心位置とが一致しており、この状態で撮像部６は、素子ピックアップ領域３１の素子群を撮像する（ステップＳ１１）。撮像した画像は、制御部７に送信される。
Since the center of the imaging surface of the imaging unit 6 is on the
制御部７は、撮像された画像を解析する。すなわち、位置検出部７１により、撮像された素子群の画像から、当該素子群の外周辺毎に３つ以上の素子Ｅの位置を検出する（ステップＳ１２）。つまり、矩形状を成す素子群の４辺にある複数の素子Ｅの中から辺毎に３つ以上の素子Ｅの位置を検出する。
The
次に、基準位置算出部７２により、検出した素子Ｅの位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Ｋを算出する（ステップＳ１３）。
Next, the
制御部７は、この位置決め基準位置Ｋに基づいて、移送部５によるキャリアＣ上の素子群のピックアップ位置を補正する。具体的には、位置ずれ算出部７３により、素子ピックアップ領域３１の素子群の位置決め基準位置Ｋと、素子ピックアップ領域３１の基準位置とのずれΔＫを算出する（ステップＳ１４）。
Based on this positioning reference position K, the
移送部５をピックアップポジション２１へ移動させ（ステップＳ１５）、移送部５と素子ピックアップ領域３１の素子群との位置合わせを行う。具体的には、制御部７は、算出したずれΔＫを解消するように移送部５、キャリア台３の駆動源を駆動させる制御信号を生成し、当該制御信号を移送部５、キャリア台３の駆動源に出力し、当該制御信号に従って移送部５とキャリア台３の相対位置を制御することで、ずれΔＫを補正する（ステップＳ１６）。ここでは、制御部７は、移送部５及びキャリア台３を、保持面５４の中心点及び素子ピックアップ領域３１の素子群の位置決め基準位置がピックアップポジション２１に位置するように停止させる。
The
この状態で、移送部５を昇降機構５２により下降させ、素子ピックアップ領域３１の素子群を一括してピックアップする（ステップＳ１７）。
In this state, the
そして、保持面５４で素子群を保持した状態で昇降機構５２により移送部５を規定位置まで上昇させ、直動機構５１によって実装ポジション２２へ移送させる（ステップＳ１８）。移送部５が昇降機構５２により下降し、保持面５４に保持された素子Ｅを基板Ｓに当接させて実装領域４１に素子群を実装する（ステップＳ１９）。
Then, while the element group is held by the holding
なお、上記の例では、撮像した画像を解析した後、移送部５をピックアップポジション２１へ移動させたが、当該画像解析と移送部５の移動を並行して行っても良い。
In the above example, after the captured image is analyzed, the
（作用・効果）
（１）本実施形態の素子実装装置１は、素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台３と、素子が配置される基板Ｓを載置する実装台４と、複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面５４を有し、保持面５４でキャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした素子群を基板Ｓに一括して移す移送部５と、移送部５とキャリア台３との相対位置を制御する制御部７と、キャリアＣ上の素子群を撮像する撮像部６と、を備える。そして、制御部７は、撮像部６により撮像された素子群の画像から、行方向及び列方向に並んだ３つ以上の素子の位置を検出する位置検出部７１と、位置検出部７１により検出された行方向及び列方向における３つ以上の素子の位置に基づいて、素子群の位置決め基準位置Ｋを求める基準位置算出部７２と、を有し、位置決め基準位置Ｋに基づいて、素子群をピックアップするときの移送部５とキャリア台３との相対位置を補正するようにした。
(action/effect)
(1) The device mounting apparatus 1 of the present embodiment includes a carrier table 3 on which a carrier on which devices are arranged in multiple rows and multiple columns is placed, a mounting table 4 on which a substrate S on which devices are arranged is placed, and a
これにより、キャリアＣ上のピックアップしようとする素子群の行方向及び列方向に並んだ３つ以上の素子Ｅの位置に基づいて素子群の位置決め基準位置Ｋを求めているので、キャリアＣ上の各素子Ｅの整列位置にずれがあっても、そのずれによる影響を小さくして、移送部５の位置決め基準位置を、実際にピックアップする素子群の位置決め基準位置に精度良く位置付けることができる。その結果、素子ピックアップ領域３１の素子群を正確に一括ピックアップできるので、基板Ｓへの素子群のより正確な実装を行うことができ、歩留まりを向上させることができる。
As a result, the positioning reference position K of the element group is obtained based on the positions of three or more elements E arranged in the row direction and column direction of the element group to be picked up on the carrier C. Even if there is a deviation in the alignment position of each element E, the influence of the deviation can be reduced, and the positioning reference position of the
（２）撮像部６は、キャリア上のピックアップ予定の素子群を撮像し、制御部７は、ピックアップ予定の素子群の位置決め基準位置Ｋと、予め設定された素子ピックアップ領域の基準位置とのずれを算出する位置ずれ算出部７３を有し、当該ずれが解消するように、キャリア台３と移送部５とを相対移動させるようにした。これにより、ピックアップ予定の素子群の位置決め基準位置Ｋと移送部５の中心（ここでは保持面５４の基準位置）を位置合わせすることができる。その結果、歩留まりを向上させることができる。
(2) The imaging unit 6 captures an image of the element group to be picked up on the carrier, and the
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る素子実装装置１について図面を参照しつつ詳細に説明する。第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
A device mounting apparatus 1 according to a third embodiment will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are assigned to the same configurations and the same functions as those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
図９は、第３の実施形態に係る素子実装装置１の構成を示す模式図である。図９に示すように、素子実装装置１は、移送部５を回転させる回転機構５３を備える。回転機構５３は、移送部５を、保持面５４の中心を通り保持面５４に直交する軸周りに回転させる。回転機構５３は昇降機構５２のスライダに固定され、回転機構５３に移送部５が設けられている。制御部７は、回転機構５３の駆動源に制御信号を送信して移送部５の回転角度を制御する。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of an element mounting apparatus 1 according to the third embodiment. As shown in FIG. 9 , the device mounting apparatus 1 includes a
すなわち、図９に示すように、制御部７は、回転角度算出部７４を備える。回転角度算出部７４は、基準位置算出部７２が求めた近似式に基づいて、回転機構５３により移送部５を回転させる回転角度を算出する。具体的には、回転角度算出部７４は、撮像部６により撮像した素子群における対向する行方向及び列方向の４本の近似式から回転角度を算出する。より詳細には、図１１に示すように、行方向をＸ軸方向とし、列方向をＹ軸方向とすると、行方向に対向する２本の近似式のＸ軸に対する角度θ１、θ２をそれぞれ求め、その平均を第１回転角度とする。また、回転角度算出部７４は、列方向の対向する２本の近似式のＹ軸に対する角度θ３、θ４をそれぞれ求め、その平均を第２回転角度とする。そして、第１回転角度と第２回転角度の平均を求め、当該平均を移送部５を軸周りに回転させる回転角度とする。制御部７は、当該回転角度分移送部５を軸周りに回転させて、素子群の角度補正を行う。
That is, as shown in FIG. 9, the
なお、回転角度算出部７４が求める回転角度は、角度θ１～θ４のうち、１つ～３つの平均値でも良いし、好ましくは角度θ１～θ４の平均値でも良い。また、行方向から選択した角度θ１又はθ２と、列方向から選択した角度θ３又はθ４の平均値でも良い。
The rotation angle calculated by the
この回転角度算出部７４による回転角度の算出及び制御部７による角度補正は、保持面５４で保持した素子群の基板Ｓへの実装より前に行う。例えば、図１２に示すように、ずれΔの補正をするステップＳ０８と素子群の実装をするステップＳ０９の間に行う。図１２のフローチャートは、第１の実施形態のフローチャートに角度補正のステップを追加したものであり、第１の実施形態と共通するステップには同じステップ番号を付し、角度補正で追加されたステップのみに新たなステップ番号を付している。
The calculation of the rotation angle by the
以上のように、本実施形態の素子実装装置１は、移送部５を保持面５４に垂直な軸周りに回転させる回転機構５３を備え、制御部７は、基準位置算出部７２が求めた近似式に基づいて、回転機構５３により移送部５を回転させる回転角度を算出する回転角度算出部７４を有するようにした。これにより、素子Ｅの配置にバラツキがあっても、その影響を抑えた近似式に基づいて回転角度を算出しているので、基板Ｓへの素子群の正確な実装を実現することができる。
As described above, the element mounting apparatus 1 of the present embodiment includes the
また、本実施形態の回転角度の算出及び角度補正は、第２の実施形態にも適用可能である。この場合、移送部５に回転機構５３を設け、回転機構５３によって移送部５を回転角度算出部７４で求めた回転角度分回転させる。これにより、素子ピックアップ領域３１にある各素子Ｅを各保持部５５で正確に保持することができ、ピックアップ予定の素子Ｅの全てを基板Ｓへ実装することができる。
Further, the calculation of the rotation angle and the angle correction of this embodiment can also be applied to the second embodiment. In this case, the
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiments, but also includes other embodiments shown below. In addition, the present invention also includes forms in which all or any of the above embodiments and other embodiments described below are combined. Further, various omissions, replacements, and modifications can be made to these embodiments without departing from the scope of the invention, and the modifications are also included in the present invention.
（１）例えば、第１の実施形態と第２の実施形態を組み合わせた実施形態も本発明に含まれる。すなわち、撮像部６は、第１の実施形態のようにキャリア台３と実装台４との間に設け、かつ、第２の実施形態のように、キャリア台３の上方に設けても良い。 (1) For example, an embodiment combining the first embodiment and the second embodiment is also included in the present invention. That is, the imaging unit 6 may be provided between the carrier table 3 and the mounting table 4 as in the first embodiment, and may be provided above the carrier table 3 as in the second embodiment.
（２）第１の実施形態において、撮像部６は、移送部５の移送経路の真下に位置固定で設けても良いし、移送部５と併走して撮像するようにしても良い。併走する場合、例えば、撮像部６に、直動機構５１と同様な構成を有する直動機構を直動機構５１と平行に設け、制御部７は、移送部５と撮像部６との相対位置を制御する制御信号を生成し、当該直動機構の駆動源に送信する。
(2) In the first embodiment, the imaging section 6 may be provided directly below the transfer path of the
（３）第１乃至第３の実施形態において、基準位置算出部７２は、素子群の求めた外周辺の直線近似式から、撮像された素子Ｅのうち最も外側に位置する２つの素子Ｅを両端とする線分をそれぞれ求め、求めた各線分の中点の位置に基づいて位置決め基準位置Ｋを求めるようにしても良い。例えば、行方向の対向する２線分の各中点の中間座標を位置決め基準位置Ｋの列方向の座標とし、列方向の対向する２線分の各中点の中間座標を位置決め基準位置Ｋの行方向の座標とする。このように各線分の中点に基づいて位置決め基準位置Ｋを求めても、より正確な位置決め基準位置Ｋを求めることができる。その結果、基板Ｓに対する移送部５の位置決め精度、ひいては歩留まりをより向上させることができる。
(3) In the first to third embodiments, the
（４）第１乃至第３の実施形態において、撮像部６により撮像された素子群の外周辺にある素子Ｅの位置を検出するようにしたが、位置検出部７１は、当該外周辺より内側の行方向及び列方向の素子Ｅの位置を検出し、基準位置算出部７２により、直線近似式を求めて素子群の位置決め基準位置を求めるようにしても良い。このようにしても、従来の手法と比べて歩留まりを向上させることができる。なお、外周辺より内側の素子Ｅの位置を検出する場合、回帰直線の中点を求めることから、素子群の中心からの行数が同じ一対の素子列及び素子群の中心から列数が同じ一対の素子列にある素子Ｅの位置を検出すると良い。
(4) In the first to third embodiments, the position of the element E on the outer periphery of the element group imaged by the imaging unit 6 is detected, but the
（５）第１乃至第３の実施形態では、キャリア台３、実装台４を位置固定のピックアップポジション２１、実装ポジション２２に移動させ、移送部５をポジション２１、２２間とずれΔＫの分だけ移動させるようにしたが、キャリア台３及び実装台４を位置不動とし、移送部５をずれΔＫを加味して素子ピックアップ領域３１、実装領域４１間を移動させるようにしても良い。
(5) In the first to third embodiments, the carrier table 3 and the mounting table 4 are moved to the position-fixed
（６）第１乃至第３の実施形態では、保持部５５に保持される素子Ｅの行方向の間隔とキャリアＣに整列された素子Ｅの行方向の間隔、及び、保持部５５に保持される素子Ｅの列方向の間隔とキャリアＣに整列された素子Ｅの列方向の間隔が、それぞれの方向で同じ大きさの等間隔（許容される範囲のバラツキを含む）で配置されるものとした。しかしながら、これに限られるものではなく。例えば、保持部５５に保持される素子Ｅの行方向および／または列方向の間隔は、キャリアＣに整列された素子Ｅの行方向および／または列方向の間隔の整数倍であっても良い。
(6) In the first to third embodiments, the spacing in the row direction between the elements E held by the holding
また、保持部５５に保持される複数行複数列の素子Ｅにおける行方向の配列間隔及び列方向の配列間隔は、それぞれ異なる間隔であってもよい。すなわち、行方向を例にした場合、一方の端から他方の端に向けて徐々に配置間隔が広くなる配置としてもよい。このようにした場合、キャリアＣ上の素子Ｅの配列は、保持部５５に一括して保持される複数行複数列の素子Ｅの配列を配列パターンの１ブロックとして、同じ配列パターンのブロックが行方向及び列方向に繰り返されるようにすると良い。
Further, the arrangement intervals in the row direction and the arrangement intervals in the column direction in the multiple rows and multiple columns of the elements E held by the holding
１ 素子実装装置
２１ ピックアップポジション
２２ 実装ポジション
３ キャリア台
３１ 素子ピックアップ領域
３２ 直動機構
４ 実装台
４１ 実装領域
４２ 直動機構
５ 移送部
５１ 直動機構
５２ 昇降機構
５３ 回転機構
５４ 保持面
５５ 保持部
６ 撮像部
７ 制御部
７１ 位置検出部
７２ 基準位置算出部
７３ 位置ずれ算出部
７４ 回転角度算出部
1
Claims (5)
素子が配置される基板を載置する実装台と、
複数行複数列の素子からなる素子群を保持する保持面を有し、前記保持面で前記キャリアから前記素子群を一括してピックアップして、ピックアップした前記素子群を前記基板に一括して移す移送部と、
前記移送部と、前記キャリア台又は前記実装台との相対位置を制御する制御部と、
前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像部と、
を備え、
前記制御部は、
前記撮像部により撮像された前記素子群の画像から、行方向に並んだ３つ以上の素子および列方向に並んだ３つ以上の素子の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部により検出された前記行方向及び列方向における前記３つ以上の素子の位置に基づいて、前記素子群の位置決め基準位置を求める基準位置算出部と、
を有し、前記位置決め基準位置に基づいて、前記素子群をピックアップするときの前記移送部と前記キャリア台との相対位置、又は、前記基板に前記素子群を移すときの前記移送部と実装台との相対位置を補正すること、
を特徴とする素子実装装置。 a carrier table on which a carrier on which elements are arranged in multiple rows and multiple columns is placed;
a mounting table for mounting a substrate on which elements are arranged;
A holding surface is provided for holding an element group consisting of elements arranged in multiple rows and multiple columns, the element group is collectively picked up from the carrier by the holding surface, and the picked-up element group is collectively transferred to the substrate. a transfer section;
a control unit that controls relative positions of the transfer unit and the carrier table or the mounting table;
an imaging unit that images the element group on the carrier or the element group held on the holding surface;
with
The control unit
a position detection unit that detects the positions of three or more elements arranged in a row direction and three or more elements arranged in a column direction from the image of the element group captured by the imaging unit;
a reference position calculation unit that calculates a positioning reference position of the element group based on the positions of the three or more elements in the row direction and the column direction detected by the position detection unit;
and based on the positioning reference position, the relative position between the transfer unit and the carrier table when picking up the element group, or the transfer unit and mounting table when transferring the element group to the substrate correcting the position relative to
An element mounting apparatus characterized by:
前記基準位置算出部は、
前記検出された前記素子の位置から、各前記外周辺を直線近似する近似式をそれぞれ求め、
前記列方向の対向する前記外周辺の前記近似式から前記位置決め基準位置の前記行方向の座標を求め、
前記行方向の対向する前記外周辺の前記近似式から前記位置決め基準位置の前記列方向の座標を求めることで、前記位置決め基準位置を求めること、
を特徴とする請求項１記載の素子実装装置。 The position detection unit detects the positions of three or more elements for each outer periphery from among a plurality of elements on the outer periphery of the element group,
The reference position calculator,
Obtaining approximate expressions for linearly approximating each of the outer peripheries from the detected positions of the elements,
Obtaining coordinates of the positioning reference position in the row direction from the approximation formula of the outer peripheries facing each other in the column direction;
obtaining the positioning reference position by obtaining the column-direction coordinates of the positioning reference position from the approximation formula for the outer peripheries facing each other in the row direction;
2. The device mounting apparatus according to claim 1, characterized by:
前記基準位置算出部は、前記両端を含めた前記素子の位置に基づいて前記近似式を求めること、
を特徴とする請求項２記載の素子実装装置。 The position detection unit detects including the positions of the elements at both ends of the outer periphery,
The reference position calculation unit obtains the approximate expression based on the position of the element including the both ends;
3. The device mounting apparatus according to claim 2, characterized by:
前記制御部は、
前記基準位置算出部が求めた前記近似式に基づいて、前記回転機構により前記移送部を回転させる回転角度を算出する回転角度算出部を有すること、
を特徴とする請求項１～３の何れか記載の素子実装装置。 A rotating mechanism for rotating the transfer unit around an axis perpendicular to the holding surface,
The control unit
a rotation angle calculation unit that calculates a rotation angle for rotating the transfer unit by the rotation mechanism based on the approximate expression obtained by the reference position calculation unit;
4. The device mounting apparatus according to any one of claims 1 to 3 , characterized by:
前記素子実装装置は、
素子を複数行複数列に整列したキャリアを載置するキャリア台と、
素子が配置される基板を載置する実装台と、
複数行複数列の素子群を保持する保持面を有し、前記保持面で前記キャリアから複数行複数列の素子群を一括してピックアップして、ピックアップした前記素子群を前記基板に一括して移す移送部と、
前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像部と、
を備え、
撮像部によって、前記キャリア上の素子群、又は、前記保持面に保持された前記素子群を撮像する撮像ステップと、
前記撮像部により撮像された前記素子群の画像から、行方向に並んだ３つ以上の素子および列方向に並んだ３つ以上の素子の位置を検出する位置検出ステップと、
前記位置検出ステップにより検出された前記行方向及び列方向における前記３つ以上の素子の位置に基づいて、前記素子群の位置決め基準位置を求める基準位置算出ステップと、
前記位置決め基準位置に基づいて、前記素子群をピックアップするときの前記移送部と前記キャリア台との相対位置、又は、前記基板に前記素子群を移すときの前記移送部と実装台との相対位置を補正する補正ステップと、
を有すること、
を特徴とする素子実装基板の製造方法。 A method for manufacturing an element mounting board on which elements are arranged by an element mounting apparatus,
The element mounting apparatus is
a carrier table on which a carrier on which elements are arranged in multiple rows and multiple columns is placed;
a mounting table for mounting a substrate on which elements are arranged;
It has a holding surface for holding the element groups of multiple rows and multiple columns, and collectively picks up the element groups of multiple rows and multiple columns from the carrier on the holding surface, and collectively picks up the picked-up element groups on the substrate. a transfer section for transferring;
an imaging unit that images the element group on the carrier or the element group held on the holding surface;
with
an imaging step of imaging the element group on the carrier or the element group held on the holding surface by an imaging unit;
a position detection step of detecting positions of three or more elements arranged in a row direction and three or more elements arranged in a column direction from the image of the element group captured by the imaging unit;
a reference position calculation step of obtaining a positioning reference position of the element group based on the positions of the three or more elements in the row direction and the column direction detected by the position detection step;
Based on the positioning reference position, the relative position between the transfer unit and the carrier table when picking up the device group, or the relative position between the transfer unit and the mounting table when transferring the device group to the substrate a correction step for correcting
having
A method for manufacturing an element mounting board, characterized by:
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