JPH09275116A - 位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電子部品の寸法にばらつきがあっても電子部
品をずらすことなく、ダイコレット中心位置合わせが可
能な装置を提供する。 【解決手段】 矩型の電子部品７を支持するステージ１
を搭載してＸＹ平面移動させるＸＹテーブル（平板）２
と、電子部品７のＸＹ平面移動の位置決め手段と、電子
部品の角部検出手段、及び電子部品を吸着把持するダイ
コレット８を備えたハンド５を先端に配したロボット６
を備える。ＸＹ平板を移動して電子部品７を位置決め手
段に突き当て、さらに同方向へ微動させた後ＸＹ平板を
停止し、次に電子部品を位置決め手段より遠ざける方向
に、突当てた縁の反対側角部を検出可能な位置へＸＹ平
板を移動して角部位置を検出する。その角部位置とＸＹ
平板の移動量から電子部品７の中心位置を算出し、ロボ
ットのハンド５またはＸＹ平板の移動により、ダイコレ
ットと電子部品を相対的に移動させ中心位置合せする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品とそれを
吸着把持するダイコレットとを位置合わせする位置合わ
せ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品実装装置では、電子部品
をステージ上に位置決めし、その位置へ電子部品吸着用
ノズルとして知られている箱形の吸着部を形成したダイ
コレットを備えたハンドを先端に配したロボットを移動
させることにより位置合わせを行ない、電子部品をダイ
コレットに吸着把持し、実装位置へロボットにて搬送後
に実装を行なっている。

【０００３】図７はこの種の位置合わせ装置を示すもの
である。同図において、１０１はステージ、１０２はＸ
Ｙテーブル、１０３は直角位置決めプレート、１０４は
電子部品、１０５は吸着孔、１０６はダイコレット、１
０７はハンド、１０８はロボットとなっている。

【０００４】これらは、ステージ１０１上に吸着保持し
た電子部品１０４をＸＹテーブル１０２に固着された直
角位置決めプレート１０３にて引っかけ、ステージ１０
１上を滑らせ定位置に停止させ位置決めを行なうもので
ある。

【０００５】図８はこの種従来のダイコレット１０６を
示すものであって、１０９はシャンク部、１１０は吸着
部であり、吸着部１１０の下面には矩形の凹入部１１１
が凹設されており、この凹入部１１１の４辺はテーパ面
１１２〜１１５となっている。

【０００６】図９はこのダイコレット１０６に吸着され
た電子部品１０４の様子の断面を示すものであって、電
子部品１０４はその４辺の稜線（肩部）が図８に示す凹
入部１１１のテーパ面１１２〜１１５に当接している。
図９の断面図においては、２辺の稜線（肩部）がテーパ
面１１２、１１４に当接している。図８において、想像
線１１６は、電子部品１０４の稜線がダイコレット１０
６のテーパ面１１２〜１１５に当接する当接線を示して
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
位置合わせ装置による電子部品のステージ上の位置決め
は矩形の電子部品の直交する２つの辺の位置を決めるこ
とにより電子部品そのものの位置出しを行なっている。
また図９のようにダイコレットに吸着された電子部品１
０４は、ダイコレットのテーパ面１１２〜１１５に当接
するため電子部品のセンター位置とダイコレットのセン
ター位置が合った状態にて吸着把持される。これらのこ
とから電子部品の外形寸法にばらつきがある場合、ステ
ージ上に位置決めされた電子部品は、ダイコレットによ
り吸着把持されるとき、ステージ上の電子部品のセンタ
ー位置とダイコレットのセンター位置の誤差の分移動す
ることになる。また電子部品のステージ上のずれの発生
により、センター位置がダイコレットセンターに移動す
るときそのセンター位置間にはダイコレットの当接状態
によっては誤差が発生する。

【０００８】すなわち、電子部品の実装において電子部
品の任意の辺を決められた位置に位置合わせする必要が
あるとき、従来方法は、電子部品のセンタリング機能の
みであるため電子部品の外形位置のばらつきを認識でき
ない、そしてダイコレットのセンタリング誤差が発生す
る、という２つ誤差要因をもってステージ上にて吸着把
持するので、実装精度がよくないという問題があった。
また、電子部品の種類が変わったときステージ上の吸着
孔の径および数を変更する必要があるときにステージが
固定であるためにハンドを先端に配したロボットの位置
をその電子部品用の吸着孔のある位置へ変更しダイコレ
ットにより吸着把持しなければならないとう問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上記従来の問題を解決した位置
合わせ装置、すなわち電子部品の寸法のばらつきがあっ
てもダイコレットとのセンター位置合わせ時に電子部品
をずらすことなく吸着把持ができ、また電子部品の外形
各辺のダイコレット吸着把持状態における位置情報を制
御装置に伝達できることが可能な位置合わせ装置を提供
することを目的とする。

【００１０】また、電子部品の種類が変わったときにも
ロボットの位置を実質変更することなく電子部品の位置
合わせおよびダイコレットによる吸着把持が可能な位置
合わせ装置を提供することを第２の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】このため本発
明の位置合わせ装置は、シリコンチップ等の矩形の電子
部品の下面を支持するステージと、該ステージをＸＹ平
面移動させるＸＹテーブルと、該ステージ上の電子部品
のＸＹ平面移動を位置決め規制する位置決め手段と、該
電子部品の角部を検出する検出手段と、電子部品を吸着
把持するダイコレットと、該ダイコレットを備えたハン
ドを先端に配したロボットと、前記ＸＹテーブルを移動
して前記ステージ上の電子部品を位置決め手段に突き当
て、さらに同方向へわずかに移動させた後ＸＹテーブル
を停止し、次に該電子部品を位置決め手段より遠ざける
方向で、該電子部品の前記位置決め手段に突き当てた縁
の反対側の角部を前記検出手段による検出が可能な位置
へＸＹテーブルを移動し、前記角部の位置を該検出手段
により検出し、その角部の位置とＸＹテーブルの移動量
より該電子部品の中心位置を算出し、前記ロボットのハ
ンドまたはＸＹテーブルの移動により該ハンドに備えた
ダイコレットと前記電子部品を相対的に移動させて、該
ダイコレットの中心と該電子部品の中心位置合わせを行
ない、該ダイコレットにより該電子部品を吸着把持させ
る制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】前記第２の目的を達成するため、前記ステ
ージには、電子部品の下面を吸着支持する吸着孔が、寸
法の異なる複数種類の電子部品のそれぞれに対応して複
数個設けられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記の目的を達成するため、本発
明の実施の一形態では、電子部品とロボット先端に配し
たハンドに備えたダイコレットとの位置合わせにおい
て、電子部品を吸着保持するステージをＸＹテーブル上
に固着し、またステージ上の電子部品の直交する２辺を
突き当て位置決めする部材をテーブル外からステージ上
にわずかの隙間をもって固定し、ステージ上の決められ
た位置にて電子部品の角部を検出できる画像処理装置を
接続したカメラを配し、画像処理装置からのデータにも
とずきＸＹテーブルを移動制御する制御装置を備えたこ
とを特徴とする。またステージには電子部品の種類に応
じた吸着孔を設けたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記構成により、電子部品を吸着保持したステ
ージを固着したＸＹテーブルを、電子部品が位置決め部
材に突き当たりさらにわずかに移動させた位置にて停止
し、次にＸＹテーブルを一定ストローク反対方向へ移動
しその位置にて電子部品の突き当て角部の反対方向の角
部を検出し、その情報とテーブルの移動量より電子部品
のステージ上のセンター位置と大きさを算出し、電子部
品のセンターとダイコレットセンターの位置合わせを行
ない、また電子部品の外形各辺のダイコレット吸着把持
状態における位置情報を制御装置に伝達する。

【００１５】これにより、電子部品の外形寸法ばらつき
があっても、電子部品とダイコレットとのセンター位置
を精度良く位置合わせできる。また、電子部品の寸法に
応じた複数の吸着孔をステージに設けることによって、
電子部品の種類によりステージ上での吸着位置が変わっ
ても、ステージがＸＹ方向に移動できるため任意の位置
にてハンドとの位置合わせができる。

【００１６】また、電子部品がシリコンチップである時
も、本発明により電子部品とダイコレットのセンター位
置合わせが正確にでき、実装時には外形位置を含めた精
度の良い実装ができる。しかし、さらにシリコンチップ
のパターンを実装時に位置合わせする必要があるとき、
画像認識装置により角部を認識しセンター位置および外
形寸法を算出した後に、ＸＹテーブルを移動しパターン
位置を認識しそのデータを制御装置を介してロボットを
移動させるようにすれば、シリコンチップのセンター位
置および外形位置合わせに加えて、パターン位置合わせ
も含めて精度良く実装することができる。

【００１７】

【実施例】

（第１の実施例）次に、図面を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る位置合
わせ装置の斜視図であって、１はステージ、２はＸＹテ
ーブル、３は直角位置決めプレート、４はカメラ、５は
ハンド、６はロボット、７は電子部品、８はダイコレッ
トである。図７の装置では、直角位置決めプレート１０
３がＸＹテーブル１０２に搭載され、ステージ１０１が
固定であったのに対し、図１のものでは、ステージ１が
ＸＹテーブル２に搭載され、直角位置決めプレート３が
固定になっており、さらに図７の装置にはなかったカメ
ラ４を備えている。

【００１８】図２はステージ１上に電子部品７を吸着保
持している様子を断面にて示すものであって、電子部品
７に適した吸着孔１１が開いている。この吸着孔１１は
配管継ぎ手１２を介して配管１３に接続され、図示され
ない真空源よりの真空吸着力にて電子部品を吸着保持す
る。

【００１９】図３はステージ１上に吸着保持された電子
部品７をＸＹテーブル２の移動によって直角位置決めプ
レート３に突き当て位置決めしている様子を示すもので
あって、図示するように電子部品７の長辺２１を直角位
置決めプレート３の１辺２３に突き当てるようにＸＹテ
ーブルが矢印ｙ方向へ移動し、電子部品７の長辺２１と
直角位置決めプレート３の１つの辺２３を突き当てる、
このとき突き当てを確実にするため、ＸＹテーブルは突
き当て後さらに数ｍｍ移動する。

【００２０】次に短辺２２を直角位置決めプレート３の
他の１辺２４に同様にＸＹテーブルを矢印ｘ方向に移動
し突き当て位置決めする。直角位置決めプレートは、後
述するように、電子部品の寸法を、直角位置決めプレー
トに電子部品を突き当て停止した位置を基準とした、Ｘ
Ｙテーブルの移動量により算出するため、電子部品のＸ
Ｙそれぞれの辺は、テーブル移動方向に対し平行である
必要がある。したがって電子部品のＸＹの突き当てプレ
ートは、テーブルの移動方向に対し９０度の向きをもっ
て設置されている。突き当て位置決め時には、ステージ
上面と電子部品の下面は吸着保持の状態にて滑りを起こ
すので、図２に示す吸着孔１１は電子部品７の種類に応
じ、位置決めプレートに突き当たりさらにステージが動
いても、ステージと電子部品に滑りがある状態において
電子部品にあばれなどの動作が発生しないような位置と
面積をもった吸着孔を設定する。

【００２１】図４は電子部品７の直角位置決めプレート
３への突き当て位置決めの後に、突き当て角部の反対側
の角部３１を画像認識エリア３２へ移動し画像認識し、
電子部品７のセンター位置を算出する様子を示すもので
ある。図示するように長辺ΔＨ、矩形ΔＶの大きさをも
つ電子部品７を突き当て位置からΔＸ、ΔＹ移動しその
ときの画像認識エリア３２内の電子部品の角部３１の位
置を画像認識データの基準とし、直角突き当てプレート
３の角部３３を座標原点とするとき、前記電子部品のセ
ンター位置はＸ＝ΔＸ＋ΔＨ／２、Ｙ＝ΔＹ＋ΔＶ／２
となる。また検出する角部は、１つの画像認識エリアに
てＸＹ方向が識別できるように、突き当てプレートの２
辺に接する電子部品の２辺からなる角部の対方向の角部
３１を検出する。

【００２２】図５は図４にて示した同一動作にて長辺Δ
Ｈ′、短辺ΔＶ′の大きさをもつ電子部品のセンター位
置を算出する様子を示すものである。このとき電子部品
の画像認識角部の位置の画像認識データを画像認識セン
ター３４を基準としてＸ＝Δｘ、Ｙ＝Δｙとするとき、
電子部品のセンター座標位置はＸ＝ΔＸ＋（ΔＨ−Δ
ｘ）／２、Ｙ＝ΔＹ＋（ΔＶ−Δｙ）／２となる。した
がって図４に示す電子部品にてダイコレットとの位置合
わせを行なっているとき、図５に示す寸法ばらつきをも
つ電子部品においてはステージをＸ＝Δｘ／２、Ｙ＝Δ
ｙ／２と移動することにより、ダイコレットのセンター
位置との位置合わせが可能となる。また別の手段とし
て、ロボットをステージ移動方向とは反対側へＸ＝Δｘ
／２、Ｙ＝Δｙ／２移動することにより電子部品のセン
ター位置とダイコレットとのセンター位置合わせが可能
となる。これにより、ダイコレットによる電子部品の吸
着時に電子部品をずらすことなく吸着把持することが可
能となる。また外形情報として、電子部品のセンター位
置を基準として、Ｘ方向２辺の位置はＸ＝±（ΔＨ−Δ
ｘ）／２、Ｙ方向の２辺の位置はＹ＝±（ΔＶ−Δｙ）
／２となるので、この情報を制御装置に伝達することに
より、実装時に電子部品の外形位置を精度良く位置合わ
せすることができる。

【００２３】以上説明したように、本実施例によれば、
電子部品とロボット先端に配したハンドに備えたダイコ
レットとの位置合わせにおいて、電子部品を吸着保持す
るステージをＸＹテーブル上に固着し、ステージ上の電
子部品の直行する２辺の位置決め部材をテーブル外から
ステージ上にわずかな隙間をもって固定し、ステージ上
の決められた位置にて電子部品の角部を検出できるカメ
ラおよび画像処理装置を配し、画像処理装置からのデー
タにもとづき電子部品のセンター位置および外形寸法を
算出しＸＹステージを移動制御するので、電子部品の外
形寸法ばらつきがあっても、電子部品とダイコレットと
のセンター位置を精度良く位置合わせできる、このこと
は電子部品の実装時に外形位置合わせを含めて精度良く
実装できる。

【００２４】（第２の実施例）図６はステージ１上に電
子部品７ａを吸着保持し、直角位置決めプレート３に突
き当て位置決めしている様子を断面にて示すものであっ
て、電子部品７ａに適した吸着孔１１ａが開いており、
この吸着孔１１ａは配管継ぎ手１２を介して配管１３に
接続され、図示されない真空源よりの真空吸着力にて電
子部品を吸着保持する。またステージ上には本装置にて
取り扱う他の電子部品のための吸着孔１１ｂ，１１ｃ・・
・・・・が必要個数あけられている。その形状は必要に応じ
て１つの電子部品当たり複数個の吸着孔より形成するこ
ともある。つまり前述したように電子部品が安定した挙
動をするように吸着孔は設定されている。ここで電子部
品は種類に応じステージ上の吸着位置が違っていても、
ステージを固着するＸＹテーブル２の移動量を直角位置
決めプレート３までの距離に応じて設定し移動すること
により確実な突き当てが可能になる。図６において、９
はステージ１と直角位置決めプレート３との隙間であ
る。

【００２５】このように本実施例によれば、電子部品の
種類が変わったときＸＹテーブルに固着されたステージ
上のその部品専用の吸着孔にて吸着保持するようにすれ
ば、カメラ位置の変更することなく、そしてロボットの
任意の位置へＸＹテーブルの移動により位置合わせする
ことができる。

【００２６】（第３の実施例）電子部品がシリコンチッ
プである時、上述の第１および第２の実施例によりセン
ター位置合わせおよび外形位置合わせが正確にできる
が、さらにシリコンチップのパターンを実装時に位置合
わせする必要があるとき、画像認識装置により角部を認
識しセンター位置および外形寸法を算出したのちに、Ｘ
Ｙテーブルを移動しパターン位置を認識しそのデータを
制御装置を介してロボットを移動させることにより、シ
リコンチップのパターン位置を含めて、精度良く実装す
ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子部品とロボット先端に配したハンドに備えたダイコ
レットとの位置合わせにおいて、電子部品の外形寸法ば
らつきがあっても、電子部品とダイコレットとのセンタ
ー位置を精度良く位置合わせできる。また、電子部品の
実装時に外形位置合わせを含めて精度良く実装すること
ができる。

【００２８】また、電子部品の種類が変わったときＸＹ
テーブルに固着されたステージ上のその部品専用の吸着
孔にて吸着保持するようにすれば、検出手段の位置を変
更することなく、そしてＸＹテーブルの移動によりロボ
ットの任意の位置へ位置合わせすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る位置合わせ装置の斜
視図である。

【図２】 図１の装置の吸着保持中の断面図である。

【図３】 図１の装置の位置決め中の平面図である。

【図４】 図１の装置の画像認識中の平面図である。

【図５】 図１の装置の画像認識中の平面図である。

【図６】 本発明の第２の実施例に係る吸着保持および
位置決め中の断面図である。

【図７】 従来例を説明する図である。

【図８】 図７の従来例におけるダイコレットの斜視図
である。

【図９】 図８のダイコレットの実装中の断面図であ
る。

【符号の説明】

１：ステージ、２：ＸＹテーブル、３：直角位置決めプ
レート、４：カメラ、５：ハンド、６：ロボット、７：
電子部品、８：ダイコレット、１１，１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ：吸着孔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形の電子部品の下面を支持するステー
   ジと、 該ステージを搭載してＸＹ平面移動するＸＹテーブル
   と、 該ステージ上の電子部品のＸＹ平面移動を位置決め規制
   する位置決め手段と、 該電子部品の角部を検出する検出手段と、 電子部品を吸着把持するダイコレットと、 該ダイコレットを備えたハンドを先端に配したロボット
   と、 前記ＸＹテーブルを移動して前記ステージ上の電子部品
   を位置決め手段に突き当て、さらに同方向へわずかに移
   動させた後ＸＹテーブルを停止し、次に該電子部品を位
   置決め手段より遠ざける方向で、該電子部品の前記位置
   決め手段に突き当てた縁の反対側の角部を前記検出手段
   による検出が可能な位置へＸＹテーブルを移動し、前記
   角部の位置を該検出手段により検出し、その角部の位置
   とＸＹテーブルの移動量より該電子部品の中心位置を算
   出し、前記ロボットのハンドまたはＸＹテーブルの移動
   により該ハンドに備えたダイコレットと前記電子部品を
   相対的に移動させて、該ダイコレットの中心と該電子部
   品の中心位置合わせを行ない、該ダイコレットにより該
   電子部品を吸着把持させる制御手段とを具備することを
   特徴とする位置合わせ装置。
2. 【請求項２】 前記ステージには、電子部品の下面を吸
   着支持する吸着孔が、寸法の異なる複数種類の電子部品
   のそれぞれに対応して複数個設けられていることを特徴
   とする請求項１記載の位置合わせ装置。
3. 【請求項３】 電子部品はシリコンチップであることを
   特徴とする請求項１記載の位置合わせ装置。