本发明涉及安装装置及安装方法。
背景技术：
在专利文献1中公开了下述技术，即，将电子部件的安装位置的偏差作为由安装中的移动动作产生的偏差而进行校正。
专利文献1：日本特开2007－019201号公报
电子部件的安装位置有可能在与安装中的移动动作的方向不同的方向产生偏差。其结果，有可能引起安装不良。
技术实现要素：
本发明的方式的目的在于，对与安装中的移动动作的方向不同的方向的偏差进行抑制。
按照本发明的方式，提供一种安装装置，其具有：安装头，其具有将电子部件能够放开地保持的吸嘴，将保持于所述吸嘴的所述电子部件安装于基板；基板照相机，其支撑于所述安装头；移动机构，其使所述安装头移动；以及控制装置，所述控制装置具有：安装处理部，其以在与所述基板的表面平行的规定面规定出的所述基板照相机的位置为基准，通过所述安装头向位置检测用基板安装所述电子部件；检测处理部，其通过所述基板照相机对安装于所述位置检测用基板的所述电子部件进行检测；差异计算处理部，其在所述规定面的第1轴方向及所述规定面的与所述第1轴方向正交的第2轴方向各自中，对所述电子部件的安装设定位置和检测位置之间的差异进行计算；以及校正处理部，其在将与所述安装设定位置的所述第1轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第2轴方向的坐标的成分、与所述安装设定位置的所述第2轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第1轴方向的坐标的成分消除的方向，对所述电子部件的安装位置进行校正。
发明的效果
根据本发明的方式，能够对与安装中的移动动作的方向不同的方向的偏差进行抑制。
附图说明
图1是示意地表示第1实施方式所涉及的安装装置的一个例子的图。
图2是示意地表示第1实施方式所涉及的安装装置的一个例子的图。
图3是表示第1实施方式所涉及的安装装置的控制装置的功能框图。
图4是表示第1实施方式所涉及的安装方法的流程图。
图5是示意地表示第1实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。
图6是示意地表示第1实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。
图7是示意地表示第1实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。
图8是示意地表示第1实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。
图9是示意地表示第2实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。
标号的说明
1…安装装置，2…安装头，2p…安装位置，3…基板照相机，3p…拍摄位置，4…移动机构，5…控制装置，5a…处理装置，5b…存储装置，5c…输入输出接口，6…位置检测用基板，6a…第1区域，6b…第2区域，10…基台，11…基板输送部，17…支撑部，20…供给器，21…吸嘴，22…旋转轴，23…安装头基台，24…安装头框体，41…x轴引导部，42…y轴引导部，43…z轴引导部，51…安装处理部，52…检测处理部，53…差异计算处理部，54…校正处理部，61…基准标记，c…电子部件，cp…安装设定位置，d…差异，p…基板，r…相对位置矢量，rp…检测位置，dpxy…数据点，dpyx…数据点，ebxy…误差棒，ebyx…误差棒，fcxy…第1近似函数曲线，fcyx…第2近似函数曲线。
具体实施方式
下面，一边参照附图，一边对本发明所涉及的实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。下面进行说明的实施方式的结构要素能够适当组合。另外，有时不使用一部分的结构要素。
在下面的说明中，设定xyz正交坐标系，参照该xyz正交坐标系而对各部的位置关系进行说明。将平行于规定面内的x轴的方向设为x轴方向，将平行于规定面内的与x轴正交的y轴的方向设为y轴方向，将平行于与规定面正交的z轴的方向设为z轴方向。
[第1实施方式]
＜安装装置＞
对第1实施方式进行说明。图1及图2是示意地表示本实施方式所涉及的安装装置1的一个例子的图。图1是表示安装装置1的侧视图。图2是表示安装装置1的俯视图。
安装装置1将由供给器20供给的电子部件c安装于基板p。如图1及图2所示，安装装置1具有：安装头2，其将电子部件c安装于基板p；基板照相机3，其支撑于安装头2；移动机构4，其将安装头2与基板照相机3一起进行移动；以及控制装置5。
如图2所示，在安装装置1的基台10的中央附近，配置有在x轴方向对基板p进行输送的基板输送部11。基板输送部11从x轴方向的一侧将安装电子部件c前的基板p搬入至安装头2的下方而定位，将安装电子部件c后的基板p向x轴方向的另一侧搬出。
如图1及图2所示，在隔着基板输送部11的两侧，多个供给器20配置于x轴方向。就供给器20而言，在本实施方式中例示出通过可自由装卸地装载的带盘向安装头2供给电子部件c的带式供给器，但本发明并不限定于此，也可以是其它方式的供给器。
如图1所示，安装头2具有：多个吸嘴21，它们将电子部件c能够放开地保持；安装头基台23，其将多个吸嘴21以能够以旋转轴22为中心进行回转的方式保持；以及安装头框体24，其将安装头基台23能够旋转地支撑。就安装头2而言，在本实施方式中例示出吸嘴21一根一根地对电子部件c进行安装的旋转式的安装头2，但本发明并不限定于此，也可以是能够将多个电子部件c同时地安装的直排(inline)式的安装头等其它方式的安装头。
基板照相机3支撑于安装头框体24。基板照相机3的基板p上的拍摄位置3p，处于以安装头2的吸嘴21的基板p上的安装位置2p为基准而由相对位置矢量r表示的规定的相对位置。基板照相机3在安装头2将电子部件c向基板p安装时，从上方对基板p进行拍摄而取得基板p的图像数据，由此对拍摄位置3p进行检测，从而对安装位置2p进行检测。另外，基板照相机3从上方对安装于基板p上的电子部件c进行拍摄而取得电子部件c的图像数据，由此能够对电子部件c进行检测。
移动机构4设置于基台10的上方。移动机构4具有：z轴引导部43，其在z轴方向延伸，将安装头2及基板照相机3在z轴方向能够升降地支撑；未图示的z轴驱动部，其产生用于沿z轴引导部43将安装头2及基板照相机3在升降方向移动的动力；x轴引导部41，其将z轴引导部43在x轴方向能够移动地支撑；未图示的x轴驱动部，其产生用于沿x轴引导部41将z轴引导部43在x轴方向移动的动力；一对y轴引导部42，它们将x轴引导部41在y轴方向能够移动地支撑；以及未图示的y轴驱动部，其产生用于沿y轴引导部42将x轴引导部41在y轴方向移动的动力。一对y轴引导部42由在基台10的四角直立设置的支撑部17支撑。
＜控制装置＞
图3是表示第1实施方式所涉及的安装装置1的控制装置5的功能框图。控制装置5包含对安装装置1进行控制的计算机系统。如图3所示，控制装置5具有：处理装置5a，其包含如cpu(centralprocessingunit)这样的微处理器；存储装置5b，其包含如rom(readonlymemory)或储存器这样的非易失性存储器及如ram(randomaccessmemory)这样的易失性存储器；以及输入输出接口5c，其包含能够将信号及数据进行输入输出的输入输出电路。
处理装置5a具有：安装处理部51、检测处理部52、差异计算处理部53和校正处理部54。在控制装置5的输入输出接口5c连接有安装头2、基板照相机3和移动机构4。
安装处理部51以在与基板p的表面平行的规定面规定出的基板照相机3的位置为基准，输出通过安装头2向后面记述的位置检测用基板6(参照图5)安装电子部件c的控制指令。此外，处理装置5a在将电子部件c向位置检测用基板6(参照图5)安装前，预先基于安装装置1中的规定面的第1轴方向即x轴方向及规定面的与第1轴方向正交的第2轴方向即y轴方向，对位置检测用基板6(参照图5)的x轴方向的坐标即x坐标及y轴方向的坐标即y坐标各自进行设定。
检测处理部52输出通过基板照相机3对安装于位置检测用基板6(参照图5)的多个电子部件c进行检测的控制指令。
差异计算处理部53在x轴方向及y轴方向各自中，对电子部件c的安装设定位置cp(参照图6)和检测位置rp(参照图6)的差异d(参照图6)进行计算。
校正处理部54在将与安装设定位置cp(参照图6)的x坐标相对应的差异d(参照图6)的y坐标的成分、与安装设定位置cp(参照图6)的y坐标相对应的差异d(参照图6)的x坐标的成分消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正。校正处理部54，具体地说，针对由安装处理部51安装电子部件c的安装设定位置cp的坐标(x1，y1)，从x1减去与安装设定位置cp的y1相对应的差异d的x坐标的成分δx1，从y1减去与安装设定位置cp的x1相对应的差异d的y坐标的成分δy1，由此校正为坐标(x1－δx1，y1－δy1)。
安装处理部51、检测处理部52、差异计算处理部53及校正处理部54，都是通过由处理装置5a执行用于使第1实施方式所涉及的安装装置1执行第1实施方式所涉及的安装方法的安装程序而实现的功能部。处理装置5a的详细的功能，即，安装处理部51、检测处理部52、差异计算处理部53及校正处理部54的详细的功能，在后面记述的第1实施方式所涉及的安装方法的详细的说明的部分进行说明。
＜安装方法＞
下面，对第1实施方式所涉及的安装装置1的作用进行说明。图4是表示第1实施方式所涉及的安装方法的流程图。图5、图6、图7及图8各自是示意地表示第1实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。
图5示出了在安装步骤s10中使用的位置检测用基板6、安装步骤s10中的电子部件c的安装例。图6示出了在安装步骤s10中设定的电子部件c的安装设定位置cp、在检测步骤s20中检测的电子部件c的检测位置rp和在差异计算步骤s30中计算的差异d之间的关系。图7示出了与在校正步骤s40中汇总的安装设定位置cp的y坐标相对应的差异d的矢量的x成分的数据。图8示出了与在校正步骤s40中汇总的安装设定位置cp的x坐标相对应的差异d的矢量的y成分的数据。
关于由安装装置1执行的第1实施方式所涉及的安装方法，使用图4～图8，与安装装置1的处理装置5a中的安装处理部51、检测处理部52、差异计算处理部53及校正处理部54的详细的功能一并进行说明。
如图4所示，第1实施方式所涉及的安装方法具有：安装步骤s10、检测步骤s20、差异计算步骤s30和校正步骤s40。
如图5所示，在第1实施方式所涉及的安装方法中使用的位置检测用基板6，在四角设置有基准标记61。位置检测用基板6与基板p同样地，搬入至安装头2的下方而定位。此外，位置检测用基板6优选由定位精度高的玻璃板构成。
处理装置5a在执行安装步骤s10前，预先分别基于安装装置1的x轴及y轴，以基准标记61为基准而对位置检测用基板6的x坐标及y坐标各自进行设定，执行安装头2的校准处理、安装头2和位置检测用基板6中的对准处理(位置校正处理)。
安装处理部51输出使安装头2以基板照相机3的位置为基准而向位置检测用基板6安装电子部件c的控制指令(安装步骤s10)。
在安装步骤s10中，首先，安装处理部51如图5所示，针对每个电子部件c对位置检测用基板6中的安装设定位置cp进行设定。在本实施方式中，以电子部件c中的－x方向及－y方向的角为基准而设定了安装设定位置cp，但本发明并不限定于此，也可以以电子部件c的其它角为基准而设定安装设定位置cp，或以电子部件c的中心为基准而设定安装设定位置cp。
在安装步骤s10中，接下来，安装处理部51使用基板照相机3的拍摄功能和移动机构4的移动功能，使基板照相机3的拍摄位置3p朝向相对于电子部件c的安装设定位置cp而以安装位置2p和拍摄位置3p之间的相对位置矢量r移动后的位置进行移动。由此，安装处理部51使安装头2的吸嘴21的安装位置2p朝向安装设定位置cp移动。
在安装步骤s10中，接下来，安装处理部51在使安装位置2p朝向安装设定位置cp移动后的状态下，使用安装头2的安装功能，使电子部件c安装于位置检测用基板6。
在安装步骤s10中，如图5所示，安装处理部51关于设定有安装设定位置cp的全部电子部件c，重复地执行上述的1个电子部件c的安装动作。其结果，使预定安装的全部电子部件c朝向位置检测用基板6中的全部安装设定位置cp进行安装。
此外，在本实施方式中，安装处理部51设定了在x轴方向以等间隔规则性地排列了12列、在y轴方向以等间隔规则性地排列了7行的合计84个的安装设定位置cp，但本发明并不限定于此，安装设定位置cp也可以采取其它规则性的排列，也可以采取不规则性的排列。安装处理部51优选对规则性地排列的安装设定位置cp进行设定，在该情况下，校正处理部54能够在后面记述的校正步骤s40中考虑误差而更准确地对电子部件c的安装位置2p进行校正。
另外，在安装步骤s10中，安装处理部51优选使电子部件c在位置检测用基板6的大范围进行安装。即，在安装步骤s10中，由安装处理部51安装电子部件c的安装设定位置cp，优选在位置检测用基板6中广泛地分布。在该情况下，差异计算处理部53能够在后面记述的差异计算步骤s30中在更广范围中对差异d进行计算，因此校正处理部54能够在后面记述的校正步骤s40中在更广范围中对电子部件c的安装位置2p进行校正。
检测处理部52输出通过基板照相机3对安装于位置检测用基板6的多个电子部件c进行检测的控制指令(检测步骤s20)。
在检测步骤s20中，首先，检测处理部52使用基板照相机3的拍摄功能和移动机构4的移动功能，使基板照相机3的拍摄位置3p朝向位置检测用基板6上的各个安装设定位置cp移动。
在检测步骤s20中，接下来，检测处理部52利用移动后的基板照相机3对在各个安装设定位置cp及其附近安装的各个电子部件c进行拍摄，取得电子部件c的图像数据。由此，检测处理部52对各个电子部件c进行检测，将各个电子部件c所被安装的位置检测为检测位置rp。
差异计算处理部53对电子部件c的安装设定位置cp和检测位置rp的差异d进行计算(差异计算步骤s30)。
在差异计算步骤s30中，如图6所示，差异计算处理部53从检测位置rp的xy坐标减去安装设定位置cp的xy坐标，由此对差异d的矢量的xy坐标进行计算。在差异计算步骤s30中，差异计算处理部53关于在安装步骤s10中安装并在检测步骤s20中检测出的全部电子部件c，对差异d的矢量的xy坐标进行计算。
校正处理部54在将与安装设定位置cp的x坐标相对应的差异d的y坐标的成分、与安装设定位置cp的y坐标相对应的差异d的x坐标的成分消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正(校正步骤s40)。具体地说，校正处理部54针对由安装处理部51安装电子部件c的安装设定位置cp的坐标(x1，y1)，从x1减去与安装设定位置cp的y1相对应的差异d的x坐标的成分δx1，从y1减去与安装设定位置cp的x1相对应的差异d的y坐标的成分δy1，由此校正为坐标(x1－δx1，y1－δy1)。
在校正步骤s40中，首先，校正处理部54如图7所示，关于安装后的各个电子部件c，对与安装设定位置cp的y坐标相对应的差异d的矢量的x坐标的数据进行汇总。在校正步骤s40中，例如，校正处理部54关于安装设定位置cp的y坐标相等的位置而汇总处理，针对多个差异d的矢量的x坐标的数据实施算术平均等的统计处理，对数据点dpxy和误差棒ebxy进行计算。
在校正步骤s40中，接下来，校正处理部54如图7所示，针对数据点dpxy和误差棒ebxy，通过多项式函数实施拟合处理，求出基于数据点dpxy和误差棒ebxy的第1近似函数fδx(y)。该第1近似函数fδx(y)在图7中，由第1近似函数曲线fcxy表示。
在校正步骤s40中，然后，校正处理部54基于该求出的第1近似函数fδx(y)，在将差异d的矢量的x坐标的成分消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正。在校正步骤s40中，校正处理部54，具体地说，针对由安装处理部51安装电子部件c的安装设定位置cp的坐标(x1，y1)，从x1减去第1近似函数fδx(y)的y＝y1时的值fδx(y1)，由此校正为坐标(x1－fδx(y1)，y1)。
在校正步骤s40中，并行于与上述的安装设定位置cp的y坐标相对应的差异d的矢量的x坐标的数据的处理，还执行与安装设定位置cp的x坐标相对应的差异d的矢量的y坐标的数据的处理。即，在校正步骤s40中，首先，校正处理部54如图8所示，关于安装后的各个电子部件c，对与安装设定位置cp的x坐标相对应的差异d的矢量的y坐标的数据进行汇总。在校正步骤s40中，例如，校正处理部54关于安装设定位置cp的x坐标相等的位置而汇总处理，针对多个差异d的矢量的y坐标的数据而实施算术平均等的统计处理，对数据点dpyx和误差棒ebyx进行计算。
在校正步骤s40中，接下来，校正处理部54如图8所示，针对数据点dpyx和误差棒ebyx，通过多项式函数实施拟合处理，求出基于数据点dpyx和误差棒ebyx的第2近似函数fδy(x)。该第2近似函数fδy(x)在图8中，由第2近似函数曲线fcyx表示。
在校正步骤s40中，然后，校正处理部54基于该求出的第2近似函数fδy(x)，在将差异d的矢量的y坐标的成分消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正。在校正步骤s40中，校正处理部54，具体地说，针对由安装处理部51安装电子部件c的安装设定位置cp的坐标(x1，y1)，从y1减去第2近似函数fδy(x)的x＝x1时的值fδy(x1)，由此校正为坐标(x1，y1－fδy(x1))。
如果将以上的校正步骤s40中的处理相合并，则在校正步骤s40中，校正处理部54针对由安装处理部51安装电子部件c的安装设定位置cp的坐标(x1，y1)，从x1减去第1近似函数fδx(y)的y＝y1时的值fδx(y1)、从y1减去第2近似函数fδy(x)的x＝x1时的值fδy(x1)，由此校正为坐标(x1－fδx(y1)，y1－fδy(x1))。
＜效果＞
如以上说明的那样，根据本实施方式，校正处理部54在将与安装设定位置cp的x坐标相对应的差异d的y坐标的成分、与安装设定位置cp的y坐标相对应的差异d的x坐标的成分消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正，因此能够对与安装中的移动动作的方向不同的方向的偏差进行抑制。
发明人专心研究，其结果发现：即使在执行安装头2的校准处理、安装头2和位置检测用基板6中的对准处理，而得到将电子部件c的安装位置2p相对于安装设定位置cp的偏差抑制为几μm数量级为止的状态的情况下，也是如果在250mm的范围对多个电子部件c进行安装，则根据y轴方向的坐标，由于仅吸嘴21的前端因机械应变而弯曲等的原因而相对位置矢量r变化，与此相伴，存在在x轴方向产生20μm左右的安装位置2p相对于安装设定位置cp的偏差的倾向。本实施方式所涉及的安装装置1，能够基于这种偏差的倾向而抑制这种偏差。
根据本实施方式，针对与安装设定位置cp的y坐标相对应的差异d的矢量的x坐标的数据而求出第1近似函数fδx(y)，针对与安装设定位置cp的x坐标相对应的差异d的矢量的y坐标的数据而求出第2近似函数fδy(x)，基于第1近似函数fδx(y)及第2近似函数fδy(x)，在将差异d的矢量的xy两个成分分别消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正。因此，根据本实施方式，在安装步骤s10中没有安装电子部件c的各坐标中，也能够适当地校正电子部件c的安装位置2p，对与安装中的移动动作的方向不同的方向的偏差进行抑制。
[第2实施方式]
对第2实施方式进行说明。在下面的说明中，对与上述的实施方式相同的结构要素，标注同一标号，简化或省略其说明。
在本实施方式中对下述例子进行说明，该例子是，校正处理部54将下述的两种数据合并而作为1个数据进行处理，这两种数据中的一种是在将位置检测用基板6载置于第1区域6a(参照图9)时取得及计算出的数据，另一种是在将位置检测用基板6载置于与第1区域6a不同的第2区域6b(参照图9)时取得及计算出的数据。
＜安装方法＞
图9是示意地表示第2实施方式所涉及的安装方法的一个例子的图。图9示出了对位置检测用基板6进行载置的2个区域即第1区域6a及第2区域6b和在各区域载置有位置检测用基板6时的电子部件c的安装例。
在第2实施方式所涉及的安装方法中，在第1区域6a载置有位置检测用基板6的情况下，执行与第1实施方式所涉及的安装方法相同的安装步骤s10、检测步骤s20及差异计算步骤s30。
另外，在第2实施方式所涉及的安装方法中，在第2区域6b载置有位置检测用基板6的情况下，使用与在第1区域6a载置有位置检测用基板6的情况下所使用的坐标系相同的xy坐标系，执行与第1实施方式所涉及的安装方法相同的安装步骤s10、检测步骤s20及差异计算步骤s30。
在第2实施方式所涉及的安装方法中的校正步骤s40中，首先，校正处理部54将在第1区域6a载置有位置检测用基板6时取得的电子部件c的安装设定位置cp和差异d的数据、与在第2区域6b载置有位置检测用基板6时取得的电子部件c的安装设定位置cp和差异d的数据合并而设为1个数据。
在第2实施方式所涉及的安装方法中的校正步骤s40中，然后，关于合并而设为1个数据后的数据，进行与第1实施方式所涉及的安装方法中的校正步骤s40相同的处理，在将差异d的矢量的xy坐标的各成分消除的方向，对电子部件c的安装位置2p进行校正。
＜效果＞
如以上说明的那样，根据本实施方式，校正处理部54将下述的两种数据合并而作为1个数据进行处理，这两种数据中的一种是在将位置检测用基板6载置于第1区域6a时取得及计算出的数据，另一种是在将位置检测用基板6载置于与第1区域6a不同的第2区域6b时取得及计算出的数据，因此，即使关于无法通过1片位置检测用基板6进行覆盖的大范围的区域，也能够基于统一的1个基准而对电子部件c的安装位置2p进行校正。
1.一种安装装置，其具有：
安装头，其具有将电子部件能够放开地保持的吸嘴，将保持于所述吸嘴的所述电子部件安装于基板；
基板照相机，其支撑于所述安装头；
移动机构，其使所述安装头移动；以及
控制装置，
所述控制装置具有：
安装处理部，其以在与所述基板的表面平行的规定面规定出的所述基板照相机的位置为基准，通过所述安装头向位置检测用基板安装所述电子部件；
检测处理部，其通过所述基板照相机对安装于所述位置检测用基板的所述电子部件进行检测；
差异计算处理部，其在所述规定面的第1轴方向及所述规定面的与所述第1轴方向正交的第2轴方向各自中，对所述电子部件的安装设定位置和检测位置之间的差异进行计算；以及
校正处理部，其在将与所述安装设定位置的所述第1轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第2轴方向的坐标的成分、与所述安装设定位置的所述第2轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第1轴方向的坐标的成分消除的方向，对所述电子部件的安装位置进行校正。
2.根据权利要求1所述的安装装置，其中，
所述校正处理部求出与所述安装设定位置的所述第1轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第2轴方向的坐标的成分、与所述安装设定位置的所述第2轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第1轴方向的坐标的成分各自的近似函数，基于所述近似函数对所述安装位置进行校正。
3.根据权利要求1或2所述的安装装置，其中，
所述校正处理部将下述的两种数据合并而作为1个数据进行处理，这两种数据中的一种是在将所述位置检测用基板载置于第1区域时取得及计算出的数据，另一种是在将所述位置检测用基板载置于与所述第1区域不同的第2区域时取得及计算出的数据。
4.一种安装方法，其具有：
安装步骤，以在与基板的表面平行的规定面规定出的基板照相机的位置为基准，通过安装头向位置检测用基板安装电子部件；
检测步骤，通过所述基板照相机对安装于所述位置检测用基板的所述电子部件进行检测；
差异计算步骤，在所述规定面的第1轴方向及所述规定面的与所述第1轴方向正交的第2轴方向各自中，对所述电子部件的安装设定位置和检测位置之间的差异进行计算；以及
校正步骤，在将与所述安装设定位置的所述第1轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第2轴方向的坐标的成分、与所述安装设定位置的所述第2轴方向的坐标相对应的所述差异的所述第1轴方向的坐标的成分消除的方向，对所述电子部件的安装位置进行校正。
技术总结