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WO2019123546A1 - 基板振動検出装置、電子部品実装機 - Google Patents

基板振動検出装置、電子部品実装機 Download PDF

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WO2019123546A1
WO2019123546A1 PCT/JP2017/045589 JP2017045589W WO2019123546A1 WO 2019123546 A1 WO2019123546 A1 WO 2019123546A1 JP 2017045589 W JP2017045589 W JP 2017045589W WO 2019123546 A1 WO2019123546 A1 WO 2019123546A1
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WO
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substrate
electronic component
vibration
mounting
detection device
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/045589
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English (en)
French (fr)
Inventor
寛佳 杉田
伊藤 秀俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Corp
Original Assignee
Fuji Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Corp filed Critical Fuji Corp
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Priority to JP2019559910A priority patent/JP6916903B2/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate vibration detection device that detects vibration of a substrate, and an electronic component mounter including the substrate vibration detection device.
  • substrate height measuring apparatus of patent document 1 is provided with the air blowing apparatus and the ultrasonic sensor.
  • the air blowing device shoots a mass of air at any point on the top surface of the substrate. When an air mass collides, the arbitrary point vibrates. For this reason, the vibration wave which makes the said arbitrary location a generation source is generated.
  • the ultrasonic sensor measures the height of the arbitrary point based on the vibration wave.
  • the present disclosure aims to provide a substrate vibration detection device capable of detecting a vibration of a substrate, and an electronic component mounter including the substrate vibration detection device.
  • a substrate vibration detection device of the present disclosure includes a substrate sensor capable of detecting a signal related to the height of the substrate, and a control device for detecting the vibration of the substrate based on the signal. It features.
  • the electronic component mounter includes: the substrate vibration detection device; and a suction nozzle that can move together with the substrate sensor and can suction electronic components and mount them on the substrate; And the like.
  • the vibration of the substrate can be detected.
  • FIG. 1 is a right side view of an electronic component mounter according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram of the electronic component mounter.
  • FIG. 3 is a schematic diagram (the 1) of the time-sequential change of the height of the mounting
  • FIG. 4 is a schematic diagram (part 2) of the time-series change of the height of the mounting coordinates when the electronic component is mounted.
  • FIG. 1 shows a right side view of the electronic component mounter of the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the electronic component mounter.
  • the housing 36 of the module 3 is shown in a transparent manner.
  • the frame II in FIG. 1 and the frame II in FIG. 2 correspond to each other.
  • the electronic component mounter 1 includes a base 2, a module 3, a tape feeder (component supply device) 4, a device pallet 5, a substrate vibration detection device 6, and a control device 7.
  • the base 2 is disposed on a factory floor (not shown).
  • Module 3 is mounted on base 2.
  • the module 3 includes a substrate transfer device 30, an XY robot 31, a mounting head 32, a substrate lifting device 35, and a housing 36.
  • the housing 36 constitutes an outer shell of the module 3.
  • the substrate transfer apparatus 30 includes a fixed wall 300, a movable wall 301, and a substrate transfer unit 302.
  • the fixed wall 300 and the movable wall 301 are opposed in the front-rear direction.
  • the movable wall 301 is movable in the front-rear direction. That is, the transport width of the substrate B can be changed.
  • the substrate conveyance unit 302 is a belt conveyor.
  • the substrate transfer unit 302 includes a pair of front and rear belts. One belt is disposed on the rear surface (inner surface) of the fixed wall 300, and the other belt is disposed on the front surface (inner surface) of the movable wall 301. Each of the pair of belts extends in the left-right direction. The pair of belts can transport the substrate B from the left side (upstream side) to the right side (downstream side).
  • the substrate lifting device 35 is disposed between the fixed wall 300 and the movable wall 301.
  • the substrate lifting device 35 is provided with a backup table 350 and a backup pin 351.
  • the backup table 350 is movable in the vertical direction.
  • the backup pin 351 is disposed on the top surface of the backup table 350.
  • the backup pins 351 can support the substrate B from the lower side. Therefore, the substrate lifting device 35 can lift the substrate B from the substrate transfer unit 302.
  • the XY robot 31 includes a Y (front and rear) direction slider 310, an X (left and right) direction slider 311, a pair of left and right Y direction guide rails 312, and a pair of upper and lower X direction guide rails 313.
  • the pair of left and right Y-direction guide rails 312 are disposed on the lower surface of the upper wall of the housing 36.
  • the Y-direction slider 310 is slidably attached to the pair of left and right Y-direction guide rails 312 in the front-rear direction.
  • the pair of upper and lower X-direction guide rails 313 is disposed on the front surface of the Y-direction slider 310.
  • the X-direction slider 311 is slidably attached to the pair of upper and lower X-direction guide rails 313 in the left-right direction.
  • the mounting head 32 is attached to the X-direction slider 311. For this reason, the mounting head 32 is movable in the front-rear and left-right directions by the XY robot 31.
  • a suction nozzle 320 is attached below the mounting head 32.
  • the suction nozzle 320 is movable downward with respect to the mounting head 32. For this reason, the suction nozzle 320 can move in the longitudinal direction, the lateral direction, the vertical direction, and the rotational direction.
  • the Y direction slider 310 is driven by a Y axis motor 310a
  • the X direction slider 311 is driven by an X axis motor 311a
  • the suction nozzle 320 is driven by a Z (upper and lower) axis motor 320a.
  • the substrate vibration detection device 6 includes a laser sensor 60 and a control device 7 (also used as the control device 7 of the electronic component mounter 1).
  • the laser sensor 60 is attached to the X-direction slider 311 together with the mounting head 32.
  • the laser sensor 60 is disposed on the rear side of the suction nozzle 320.
  • the laser sensor 60 is movable by the XY robot 31 together with the mounting head 32 in the front-rear and left-right directions.
  • the laser sensor 60 includes a light emitter 600 and a light receiver 601.
  • the light projector 600 can emit a laser beam to the mounting coordinates A of the electronic component P on the substrate B (set immediately below the suction nozzle 320).
  • the light receiver 601 can receive the reflected light of the projected laser light.
  • the control device 7 includes an input / output interface 70, an operation unit 71, and a storage unit 72.
  • the input / output interface 70 is connected to the laser sensor 60.
  • the input / output interface 70 is connected to the X-axis motor 311a, the Y-axis motor 310a, and the Z-axis motor 320a via a drive circuit (not shown).
  • the device pallet 5 is mounted on the front side of the housing 36.
  • the tape feeder 4 is attached to the device pallet 5.
  • the suction nozzle 320 takes out the electronic component P from the tape feeder 4 and mounts it on the mounting coordinates A of the substrate B.
  • ⁇ Movement of electronic parts mounting machine> Next, the movement of the electronic component mounter of this embodiment will be described.
  • a production line (not shown), a plurality of electronic component mounters 1 are juxtaposed in the left-right direction. Each of the plurality of electronic component mounters 1 mounts the electronic component P assigned to itself to a predetermined mounting coordinate A of the substrate B.
  • the control device 7 of the optional electronic component mounter 1 drives the substrate transfer device 30, and carries in the substrate B from the work machine on the left side (upstream side) to the substrate.
  • the control device 7 drives the substrate lifting device 35 to lift the substrate B to a predetermined mounting height.
  • control device 7 drives the XY robot 31 and the mounting head 32, and using the suction nozzle 320, conveys the electronic component P from the tape feeder 4 to the mounting coordinates A of the substrate B. Mount the part P.
  • the control device 7 drives the substrate lifting device 35 to lower the substrate B.
  • the control device 7 drives the substrate transfer device 30, and delivers the substrate B to the right side (downstream side) counter-substrate work machine.
  • the suction nozzle 320 is lowered, and the electronic component P sucked by the suction nozzle 320 abuts on the upper surface of the substrate B. Subsequently, the suction nozzle 320 ascends while leaving the electronic component P on the substrate B.
  • the substrate B may vibrate as indicated by a dotted line in FIG.
  • the condition of vibration is the type (mass, shape, size, etc.) of the electronic component P mounted on the mounting coordinate A, the number of electronic components P mounted on the substrate B before the electronic component P, mounting coordinate, type It fluctuates depending on the support position of the substrate B by the substrate lifting device 35 and the like.
  • the substrate B vibrates, the height of the mounting coordinate A changes in the vertical direction. Therefore, the height of the upper surface of the electronic component P mounted on the mounting coordinate A also changes in the vertical direction.
  • the top surface of the electronic component P is irradiated with a laser beam.
  • the imaging position of the reflected light of the laser light in the light receiving element (not shown) of the light receiver 601 also changes.
  • a signal relating to the change in the target position is transmitted from the light receiver 601 to the control device 7.
  • the calculation unit 71 of the control device 7 calculates the vibration of the substrate B, that is, the time-series change of the mounting coordinate A (more specifically, the height of the electronic component P mounted on the mounting coordinate A).
  • the storage unit 72 stores the time-series change. In this manner, the substrate vibration detection device 6 of the present embodiment detects the vibration of the substrate B.
  • the substrate vibration detection device 6 of the present embodiment includes a laser sensor 60 and a control device 7. Therefore, it is possible to detect the vibration of the substrate B, specifically, the time-series change of the height of the mounting coordinates A.
  • the laser sensor 60 also detects the vibration of the substrate B using a laser beam. That is, the laser sensor 60 detects the vibration of the substrate B without contacting the substrate B. For this reason, as compared with the case where the vibration of the substrate B is detected using the contact type substrate sensor (in this case also included in the embodiment of the present disclosure), the substrate sensor comes in contact with the substrate B. Vibration of the substrate B can be suppressed.
  • laser light has high directivity.
  • the desired on the substrate B is desired.
  • Position for example, mounting coordinate A not mounted on electronic component P, part of the upper surface of substrate B other than mounting coordinate A, electronic component P mounted on mounting coordinate A, electronic mounted on mounting coordinates other than mounting coordinate A The vibration of the part P) can be easily detected.
  • the laser sensor 60 is a reflection type sensor. For this reason, the laser sensor 60 can be miniaturized as compared with the case where the laser sensor 60 is a transmission sensor (also in this case, included in the embodiment of the present disclosure). Further, the light emitter 600 and the light receiver 601 can be moved integrally without changing the relative distance.
  • the storage unit 72 of the control device 7 can associate and store an arbitrary electronic component P and a vibration when the electronic component P is attached.
  • wearing is shown in FIG.
  • the height of the mounting coordinates A moves up and down in a wave (for example, a sine wave).
  • the amplitude of the up and down movement gradually attenuates.
  • the storage unit 72 can associate and store the electronic component P and data (a waveform shown in FIG. 3, a wavelength C, an amplitude D, and the like) regarding the time-series change of the height of the mounting coordinates A. For this reason, it is possible to trace the mounting operation for each electronic component P. Further, for each electronic component P, it is possible to grasp the characteristics of the vibration (waveform, wavelength C, amplitude D, etc.).
  • the storage unit 72 of the control device 7 can store an arbitrary electronic component P, a vibration when the electronic component P is attached, and an attachment coordinate A of the electronic component P in association with each other. Therefore, the mounting operation can be traceability managed for each of the electronic component P and the mounting coordinates A. Moreover, the characteristic of a vibration can be grasped
  • the calculation unit 71 of the control device 7 can control the mounting operation of the electronic component P on the substrate B so that the amplitude of the vibration is smaller than a predetermined threshold value.
  • wearing is shown in FIG.
  • the storage unit 72 stores the electronic component P and data relating to the time-series change in the height of the mounting coordinates A in association with each other.
  • the arithmetic unit 71 refers to the storage in the storage unit 72 to control the output of the Z-axis motor 320 a.
  • the calculation unit 71 refers to the storage in the storage unit 72 to adjust at least one of the lowering speed and the rising speed of the suction nozzle 320 when the electronic component is mounted. For this reason, as shown in FIG. 4, the amplitude of vibration can be adjusted to be equal to or less than a predetermined threshold value E. Therefore, the mounting accuracy of the electronic component P on the substrate B can be improved.
  • the controller 7 learns the vibration of the substrate B, whereby the vibration of the substrate B at the time of mounting the electronic component can be reduced.
  • the laser sensor 60 of the substrate vibration detection device 6 continuously monitors the vibration of the substrate B at the time of substrate production. That is, the control device 7 continuously learns the vibration of the substrate B. Therefore, vibration data (data relating to the vibration of the substrate B) is accumulated in the storage unit 72 according to the passage of the substrate production time. Therefore, the mounting accuracy of the electronic component P on the substrate B can be improved.
  • the calculation unit 71 of the control device 7 can predict the vibration of the substrate B and control the mounting operation of the electronic component P on the substrate B.
  • wearing is shown in FIG.
  • the storage unit 72 stores the electronic component P and data relating to the time-series change in the height of the mounting coordinates A in association with each other.
  • the arithmetic unit 71 refers to the storage in the storage unit 72 to control the output of the Z-axis motor 320 a. That is, the computing unit 71 refers to the storage in the storage unit 72 to adjust the timing of electronic component mounting.
  • the suction nozzle 320 mounts the electronic component P on the mounting coordinate A at time F1. By the mounting operation, the substrate B vibrates in the waveform shown in FIG.
  • next electronic component is attached to the next attachment coordinate (attachment coordinate near the attachment coordinate A) at time G1.
  • the substrate B is being lowered.
  • the mounting coordinates escape from the suction nozzle 320. Therefore, the mounting accuracy is reduced.
  • next electronic component is attached to the next attachment coordinate (attachment coordinate near the attachment coordinate A) at time G2.
  • the substrate B is rising.
  • the mounting coordinates come to the suction nozzle 320. Therefore, the mounting accuracy is reduced.
  • the substrate B when mounting the next electronic component at the next mounting coordinate (mounting coordinate near mounting coordinate A) at time F2, the substrate B is approaching the rising peak of vibration. Therefore, the substrate B is substantially stationary. Therefore, when the electronic component is mounted at time F2, the mounting accuracy can be improved. Further, as described later, the production speed of the substrate B can be improved as compared with the case where the electronic component P is attached after waiting until the time F4.
  • the substrate B is approaching the falling peak of vibration. Therefore, the substrate B is substantially stationary. Therefore, when the electronic component is attached at time F3, the attachment accuracy can be improved. Further, as described later, the production speed of the substrate B can be improved as compared with the case where the electronic component P is attached after waiting until the time F4.
  • next electronic component is mounted at the next mounting coordinate (mounting coordinate near the mounting coordinate A) at time F4
  • the vibration of the substrate B converges.
  • the substrate B is completely stationary. Therefore, when the electronic component is attached at time F4, the attachment accuracy can be improved. Further, the mounting accuracy can be further improved as compared with the case where the electronic component P is mounted at the above-described times F2 and F3.
  • the mounting operation of the electronic component P on the substrate B can be controlled by predicting the vibration of the substrate B. Therefore, the mounting accuracy can be improved.
  • the laser sensor 60 and the suction nozzle 320 are integrated via the X-direction slider 311 and the mounting head 32. That is, the laser sensor 60 and the suction nozzle 320 can be integrally moved in the horizontal direction without changing the relative horizontal distance. For this reason, the vibration of mounting
  • the irradiation target (vibration detection target) of the laser light of the laser sensor 60 may be the substrate B. Also, the electronic component P may be used.
  • the irradiation position (vibration detection position) of the laser beam may be a mounting coordinate A at which the electronic component P is mounted immediately after the laser light irradiation, or another mounting coordinate at which the electronic component is mounted thereafter. Further, the irradiation position may not be the mounting coordinates. For example, it may be the center of gravity of the substrate B when viewed from above.
  • the timing at which the laser sensor 60 monitors the vibration of the substrate B is not particularly limited.
  • the substrate B may be monitored at all times during substrate production. Also, the substrate B may be monitored only when the electronic component is attached.
  • the substrate vibration detection device 6 may detect the vibration of the substrate B which is not related to the mounting operation of the electronic component P.
  • the substrate vibration detection device 6 may detect the vibration of the substrate B when the substrate lifting device 35 moves the substrate B, for example.
  • the substrate vibration detection device 6 may detect, for example, the vibration of the substrate B when the substrate transfer device 30 moves the substrate B.
  • the substrate vibration detection device 6 may be used in a pair of substrate work machines other than the electronic component mounter 1. Examples of the work-to-substrate work include a screen printing machine, a substrate appearance inspection device, and a reflow furnace.
  • the vibration data (data related to the vibration of the substrate B) of the substrate vibration detecting device 6 of the upstream substrate working machine is compared with that of the downstream substrate working machine. It may be transmitted to the substrate vibration detection device 6.
  • the substrate vibration detection device 6 of the downstream-to-substrate work machine performs predetermined processing (for example, inspection of the substrate B, mounting of the electronic component P) on the substrate B using the received vibration data. Good.
  • the type of substrate sensor is not particularly limited. It may be a non-contact sensor (for example, an ultrasonic sensor, a camera) or a contact sensor.
  • the type of the laser sensor 60 is not particularly limited. It may be a reflection type (regular reflection type, diffuse reflection type) or a transmission type. When the transmission type laser sensor 60 is used, for example, the projector 600 may be disposed in one of the front and rear directions and the light receiver 601 may be disposed in the other of the front and rear directions with the substrate B interposed therebetween.

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Abstract

基板(B)の振動を検出可能な基板振動検出装置(6)、および当該基板振動検出装置(6)を備える電子部品実装機(1)を提供することを課題とする。 基板振動検出装置(6)は、基板(B)の高度に関する信号を検出可能な基板センサ(60)と、信号に基づいて、基板(B)の振動を検出する制御装置(7)と、を備える。

Description

基板振動検出装置、電子部品実装機
 本開示は、基板の振動を検出する基板振動検出装置、および当該基板振動検出装置を備える電子部品実装機に関する。
 特許文献1の基板高さ測定装置は、空気発砲装置と、超音波センサと、を備えている。空気発砲装置は、基板の上面の任意箇所に対して、空気塊を発砲する。空気塊が衝突すると、当該任意箇所は振動する。このため、当該任意箇所を発生源とする、振動波が発生する。超音波センサは、当該振動波を基に当該任意箇所の高度を測定する。
特開2008-215903号公報
 同文献記載の基板高さ測定装置によると、基板の上面の任意箇所の高度を測定することができる。ところが、同文献記載の基板高さ測定装置は、基板の振動を検出することができない。そこで、本開示は、基板の振動を検出可能な基板振動検出装置、および当該基板振動検出装置を備える電子部品実装機を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本開示の基板振動検出装置は、基板の高度に関する信号を検出可能な基板センサと、前記信号に基づいて、前記基板の振動を検出する制御装置と、を備えることを特徴とする。
 また、上記課題を解決するため、本開示の電子部品実装機は、前記基板振動検出装置と、前記基板センサと共に移動可能であって、電子部品を吸着し前記基板に装着可能な吸着ノズルと、を備えることを特徴とする。
 本開示の基板振動検出装置、電子部品実装機によると、基板の振動を検出することができる。
図1は、本開示の一実施形態の電子部品実装機の右側面図である。 図2は、同電子部品実装機のブロック図である。 図3は、電子部品装着時の装着座標の高度の時系列的変化の模式図(その1)である。 図4は、電子部品装着時の装着座標の高度の時系列的変化の模式図(その2)である。 図5は、電子部品装着時の装着座標の高度の時系列的変化の模式図(その3)である。
 以下、本開示の基板振動検出装置、電子部品実装機の実施の形態について説明する。図1に、本実施形態の電子部品実装機の右側面図を示す。図2に、同電子部品実装機のブロック図を示す。なお、図1においては、モジュール3のハウジング36を透過して示す。また、図1の枠IIと、図2の枠IIと、は対応している。
 <電子部品実装機の構成>
 まず、本実施形態の電子部品実装機の構成について説明する。電子部品実装機1は、ベース2と、モジュール3と、テープフィーダ(部品供給装置)4と、デバイスパレット5と、基板振動検出装置6と、制御装置7と、を備えている。
 ベース2は、工場のフロア(図略)に配置されている。モジュール3は、ベース2に搭載されている。モジュール3は、基板搬送装置30と、XYロボット31と、装着ヘッド32と、基板昇降装置35と、ハウジング36と、を備えている。
 ハウジング36は、モジュール3の外殻を構成している。基板搬送装置30は、固定壁300と、可動壁301と、基板搬送部302と、を備えている。固定壁300と可動壁301とは、前後方向に対向している。可動壁301は、前後方向に移動可能である。すなわち、基板Bの搬送幅は変更可能である。基板搬送部302は、ベルトコンベアである。基板搬送部302は、前後一対のベルトを備えている。一方のベルトは固定壁300の後面(内面)に、他方のベルトは可動壁301の前面(内面)に、各々、配置されている。一対のベルトは、各々、左右方向に延在している。一対のベルトは、基板Bを、左側(上流側)から右側(下流側)に、搬送可能である。
 基板昇降装置35は、固定壁300と可動壁301との間に配置されている。基板昇降装置35は、バックアップテーブル350と、バックアップピン351と、を備えている。バックアップテーブル350は、上下方向に移動可能である。バックアップピン351は、バックアップテーブル350の上面に配置されている。バックアップピン351は、基板Bを、下側から支持可能である。このため、基板昇降装置35は、基板Bを、基板搬送部302から持ち上げることができる。
 XYロボット31は、Y(前後)方向スライダ310と、X(左右)方向スライダ311と、左右一対のY方向ガイドレール312と、上下一対のX方向ガイドレール313と、を備えている。左右一対のY方向ガイドレール312は、ハウジング36の上壁下面に配置されている。Y方向スライダ310は、左右一対のY方向ガイドレール312に、前後方向に摺動可能に取り付けられている。上下一対のX方向ガイドレール313は、Y方向スライダ310の前面に配置されている。X方向スライダ311は、上下一対のX方向ガイドレール313に、左右方向に摺動可能に取り付けられている。
 装着ヘッド32は、X方向スライダ311に取り付けられている。このため、装着ヘッド32は、XYロボット31により、前後左右方向に移動可能である。装着ヘッド32の下側には、吸着ノズル320が取り付けられている。吸着ノズル320は、装着ヘッド32に対して、下側に移動可能である。このため、吸着ノズル320は、前後、左右、上下、回転方向に移動可能である。Y方向スライダ310はY軸モータ310aにより、X方向スライダ311はX軸モータ311aにより、吸着ノズル320はZ(上下)軸モータ320aにより、各々駆動される。
 基板振動検出装置6は、レーザセンサ60と、制御装置7(電子部品実装機1の制御装置7と兼用)と、を備えている。レーザセンサ60は、装着ヘッド32と共に、X方向スライダ311に取り付けられている。レーザセンサ60は、吸着ノズル320の後側に配置されている。レーザセンサ60は、XYロボット31により、装着ヘッド32と共に、前後左右方向に移動可能である。
 レーザセンサ60は、投光器600と、受光器601と、を備えている。投光器600は、基板Bにおける電子部品Pの装着座標A(吸着ノズル320の真下に設定される)に対して、レーザ光を投光可能である。受光器601は、投光されたレーザ光の反射光を、受光可能である。
 制御装置7は、入出力インターフェイス70と、演算部71と、記憶部72と、を備えている。入出力インターフェイス70は、レーザセンサ60に接続されている。また、入出力インターフェイス70は、駆動回路(図略)を介して、X軸モータ311a、Y軸モータ310a、Z軸モータ320aに、接続されている。
 デバイスパレット5は、ハウジング36の前側に装着されている。テープフィーダ4は、デバイスパレット5に装着されている。吸着ノズル320は、テープフィーダ4から電子部品Pを取り出し、基板Bの装着座標Aに装着する。
 <電子部品実装機の動き>
 次に、本実施形態の電子部品実装機の動きについて説明する。生産ライン(図略)には、複数の電子部品実装機1が、左右方向に並置されている。複数の電子部品実装機1は、各々、自身に割り当てられた電子部品Pを、基板Bの所定の装着座標Aに装着する。まず、任意の電子部品実装機1の制御装置7は、基板搬送装置30を駆動し、左側(上流側)の対基板作業機から、基板Bを搬入する。次に、制御装置7は、基板昇降装置35を駆動し、基板Bを所定の装着高度まで持ち上げる。続いて、制御装置7は、XYロボット31、装着ヘッド32を駆動し、吸着ノズル320を用いて、テープフィーダ4から基板Bの装着座標Aまで電子部品Pを搬送し、当該装着座標Aに電子部品Pを装着する。自身に割り当てられた電子部品Pの装着が完了したら、制御装置7は、基板昇降装置35を駆動し、基板Bを下降させる。その後、制御装置7は、基板搬送装置30を駆動し、右側(下流側)の対基板作業機に、基板Bを払い出す。
 <基板振動検出装置の動き>
 次に、本実施形態の基板振動検出装置の動きについて説明する。上述した電子部品実装機1の一連の動きのうち、吸着ノズル320が基板Bの装着座標Aに電子部品Pを装着する動きに着目する。
 電子部品装着時においては、吸着ノズル320が下降し、吸着ノズル320に吸着された電子部品Pが、基板Bの上面に当接する。続いて、電子部品Pを基板Bに残して、吸着ノズル320が上昇する。
 この際、図2に点線で示すように、基板Bが振動してしまう場合がある。なお、振動の状況は、装着座標Aに装着した電子部品Pの種類(質量、形状、大きさなど)、当該電子部品P以前に基板Bに装着済みの電子部品Pの数、装着座標、種類、基板昇降装置35による基板Bの支持位置などにより、変動する。基板Bが振動すると、装着座標Aの高度が上下方向に変化する。このため、装着座標Aに装着された電子部品Pの上面の高度も上下方向に変化する。ここで、電子部品Pの上面には、レーザ光が照射されている。したがって、電子部品Pの上面の高度が上下方向に変化すると、受光器601の受光素子(図略)におけるレーザ光の反射光の結像位置も変化する。当該結象位置の変化に関する信号は、受光器601から制御装置7に伝送される。制御装置7の演算部71は、伝送された信号を基に、基板Bの振動、つまり装着座標A(詳しくは、装着座標Aに装着された電子部品P)の高度の時系列的変化を算出する。記憶部72は、当該時系列的変化を記憶する。このようにして、本実施形態の基板振動検出装置6は、基板Bの振動を検出している。
 <作用効果>
 次に、本実施形態の基板振動検出装置、電子部品実装機の作用効果について説明する。本実施形態の基板振動検出装置6は、レーザセンサ60と制御装置7とを備えている。このため、基板Bの振動、具体的には装着座標Aの高度の時系列的変化を検出することができる。
 また、レーザセンサ60は、レーザ光を用いて、基板Bの振動を検出している。すなわち、レーザセンサ60は、基板Bに接触することなく、基板Bの振動を検出している。このため、接触式の基板センサを用いて基板Bの振動を検出する場合(この場合も、本開示の実施形態に含まれる)と比較して、基板センサが基板Bに接触したことに起因する基板Bの振動を、抑制することができる。
 また、レーザ光は指向性が高い。このため、レーザセンサ60以外の非接触式の基板センサを用いて基板Bの振動を検出する場合(この場合も、本開示の実施形態に含まれる)と比較して、基板B上の所望の位置(例えば、電子部品P未装着の装着座標A、基板Bの上面のうち装着座標A以外の部分、装着座標Aに装着済みの電子部品P、装着座標A以外の装着座標に装着済みの電子部品P)の振動を、簡単に検出することができる。
 また、レーザセンサ60は、反射式センサである。このため、レーザセンサ60が透過式センサである場合(この場合も、本開示の実施形態に含まれる)と比較して、レーザセンサ60を小型化することができる。また、投光器600と受光器601とを、相対的な距離を変えることなく、一体的に移動させることができる。
 また、制御装置7の記憶部72は、任意の電子部品Pと、当該電子部品P装着時の振動と、を関連付けて記憶することができる。図3に、電子部品装着時の装着座標の高度の時系列的変化の模式図(その1)を示す。図3に示すように、電子部品Pを装着すると、装着座標Aの高度は、波状(例えば、正弦波状)に上下動する。また、上下動の振幅は、徐々に減衰する。記憶部72は、電子部品Pと、装着座標Aの高度の時系列的変化に関するデータ(図3に示す波形、波長C、振幅Dなど)と、を関連付けて記憶することができる。このため、電子部品Pごとに、装着作業をトレーサビリティ管理することができる。また、電子部品Pごとに、振動の特性(波形、波長C、振幅Dなど)を把握することができる。
 また、制御装置7の記憶部72は、任意の電子部品Pと、当該電子部品P装着時の振動と、当該電子部品Pの装着座標Aと、を関連付けて記憶することができる。このため、電子部品P、装着座標Aごとに、装着作業をトレーサビリティ管理することができる。また、電子部品P、装着座標Aごとに、振動の特性を把握することができる。
 また、制御装置7の演算部71は、所定のしきい値よりも振動の振幅が小さくなるように、基板Bに対する電子部品Pの装着動作を制御することができる。図4に、電子部品装着時の装着座標の高度の時系列的変化の模式図(その2)を示す。前述したように、記憶部72には、電子部品Pと、装着座標Aの高度の時系列的変化に関するデータと、が関連付けられた状態で、記憶されている。演算部71は、記憶部72の当該記憶を参照して、Z軸モータ320aの出力を制御する。すなわち、演算部71は、記憶部72の当該記憶を参照して、電子部品装着時における吸着ノズル320の下降速度および上昇速度のうち少なくとも一方を調整する。このため、図4に示すように、振動の振幅を、所定のしきい値E以下になるように、調整することができる。したがって、基板Bに対する電子部品Pの装着精度を向上させることができる。このように、本実施形態の基板振動検出装置6によると、制御装置7が基板Bの振動を学習することにより、電子部品装着時における基板Bの振動を小さくすることができる。
 また、基板振動検出装置6のレーザセンサ60は、基板生産時において、継続的に基板Bの振動を監視している。すなわち、制御装置7は、基板Bの振動を継続的に学習している。このため、記憶部72には、基板生産時間の経過に応じて、振動データ(基板Bの振動に関するデータ)が蓄積される。したがって、基板Bに対する電子部品Pの装着精度を向上させることができる。
 また、制御装置7の演算部71は、基板Bの振動を予測して、基板Bに対する電子部品Pの装着動作を制御することができる。図5に、電子部品装着時の装着座標の高度の時系列的変化の模式図(その3)を示す。前述したように、記憶部72には、電子部品Pと、装着座標Aの高度の時系列的変化に関するデータと、が関連付けられた状態で、記憶されている。演算部71は、記憶部72の当該記憶を参照して、Z軸モータ320aの出力を制御する。すなわち、演算部71は、記憶部72の当該記憶を参照して、電子部品装着のタイミングを調整する。具体的には、図5に示すように、時刻F1に、吸着ノズル320は装着座標Aに電子部品Pを装着する。当該装着作業により、基板Bは、図5に示す波形で振動する。
 ここで、仮に、時刻G1に、次の装着座標(装着座標A付近の装着座標)に次の電子部品を装着する場合を想定する。この場合、基板Bは下降中である。このため、吸着ノズル320を当該装着座標に近づけようとしても、装着座標が吸着ノズル320から逃げてしまう。したがって、装着精度が低下してしまう。
 また、仮に、時刻G2に、次の装着座標(装着座標A付近の装着座標)に次の電子部品を装着する場合を想定する。この場合、基板Bは上昇中である。このため、吸着ノズル320を当該装着座標に近づけようとすると、装着座標が吸着ノズル320に向かってきてしまう。したがって、装着精度が低下してしまう。
 この点、時刻F2に、次の装着座標(装着座標A付近の装着座標)に次の電子部品を装着する場合、基板Bは、振動の上昇ピークに差し掛かっている。このため、基板Bは、ほぼ静止している。したがって、時刻F2に電子部品を装着すると、装着精度を向上させることができる。また、後述するように、時刻F4まで待ってから電子部品Pを装着する場合と比較して、基板Bの生産速度を向上させることができる。
 また、時刻F3に、次の装着座標(装着座標A付近の装着座標)に次の電子部品を装着する場合、基板Bは、振動の下降ピークに差し掛かっている。このため、基板Bは、ほぼ静止している。したがって、時刻F3に電子部品を装着すると、装着精度を向上させることができる。また、後述するように、時刻F4まで待ってから電子部品Pを装着する場合と比較して、基板Bの生産速度を向上させることができる。
 また、時刻F4に、次の装着座標(装着座標A付近の装着座標)に次の電子部品を装着する場合、基板Bの振動は収束している。このため、基板Bは、完全に静止している。したがって、時刻F4に電子部品を装着すると、装着精度を向上させることができる。また、前述の時刻F2、F3に電子部品Pを装着する場合と比較して、さらに装着精度を向上させることができる。
 このように、本実施形態の基板振動検出装置6によると、基板Bの振動を予測して、基板Bに対する電子部品Pの装着動作を制御することができる。このため、装着精度を向上させることができる。
 また、本実施形態の電子部品実装機1によると、レーザセンサ60と吸着ノズル320とが、X方向スライダ311、装着ヘッド32を介して、一体化されている。すなわち、レーザセンサ60と吸着ノズル320とは、相対的な水平方向距離を変えることなく、一体的に水平方向に移動することができる。このため、装着座標Aの振動を確実に検出することができる。
 <その他>
 以上、本開示の基板振動検出装置、電子部品実装機の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
 レーザセンサ60のレーザ光の照射対象(振動検出対象)は、基板Bでもよい。また、電子部品Pでもよい。レーザ光の照射位置(振動検出位置)は、レーザ光の照射直後に電子部品Pを装着する装着座標Aでも、その後に電子部品を装着する別の装着座標でもよい。また、照射位置は、装着座標でなくてもよい。例えば、上から見た場合の基板Bの重心でもよい。
 レーザセンサ60が基板Bの振動を監視するタイミングは特に限定しない。基板生産時において、常時、基板Bを監視してもよい。また、電子部品装着時だけ、基板Bを監視してもよい。
 基板振動検出装置6は、電子部品Pの装着作業とは無関係の基板Bの振動を検出してもよい。基板振動検出装置6は、例えば、基板昇降装置35が基板Bを移動させる際の、基板Bの振動を検出してもよい。また、基板振動検出装置6は、例えば、基板搬送装置30が基板Bを移動させる際の、基板Bの振動を検出してもよい。基板振動検出装置6は、電子部品実装機1以外の対基板作業機に用いてもよい。対基板作業機としては、例えば、スクリーン印刷機、基板外観検査装置、リフロー炉などが挙げられる。
 生産ラインに、複数の対基板作業機が並んでいる場合、上流側の対基板作業機の基板振動検出装置6の振動データ(基板Bの振動に関するデータ)を、下流側の対基板作業機の基板振動検出装置6に、伝送してもよい。この場合、下流側の対基板作業機の基板振動検出装置6は、受け取った振動データを用いて、基板Bに所定の処理(例えば、基板Bの検査、電子部品Pの装着)を行ってもよい。
 基板センサの種類は特に限定しない。非接触式センサ(例えば、超音波センサ、カメラ)でも、接触式センサでもよい。レーザセンサ60の種類は特に限定しない。反射式(正反射式、拡散反射式)でも、透過式でもよい。透過式のレーザセンサ60を用いる場合、例えば、基板Bを挟んで、前後方向一方に投光器600を、前後方向他方に受光器601を、各々配置してもよい。
 1:電子部品実装機、2:ベース、3:モジュール、4:テープフィーダ、5:デバイスパレット、6:基板振動検出装置、7:制御装置、30:基板搬送装置、31:XYロボット、32:装着ヘッド、35:基板昇降装置、36:ハウジング、60:レーザセンサ、70:入出力インターフェイス、71:演算部、72:記憶部、300:固定壁、301:可動壁、302:基板搬送部、310:Y方向スライダ、310a:Y軸モータ、311:X方向スライダ、311a:X軸モータ、312:Y方向ガイドレール、313:X方向ガイドレール、320:吸着ノズル、320a:Z軸モータ、350:バックアップテーブル、351:バックアップピン、600:投光器、601:受光器、A:装着座標、B:基板、C:波長、D:振幅、E:しきい値、P:電子部品

Claims (7)

  1.  基板の高度に関する信号を検出可能な基板センサと、
     前記信号に基づいて、前記基板の振動を検出する制御装置と、
    を備える基板振動検出装置。
  2.  前記振動は、前記高度の時系列変化である請求項1に記載の基板振動検出装置。
  3.  前記基板センサは、レーザ光を基板に投光する投光器と、前記レーザ光を受光する受光器と、を有するレーザセンサである請求項1または請求項2に記載の基板振動検出装置。
  4.  前記制御装置は、所定のしきい値よりも前記振動の振幅が小さくなるように、前記基板に対する電子部品の装着動作を制御する請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の基板振動検出装置。
  5.  前記制御装置は、前記振動を予測して、前記基板に対する電子部品の装着動作を制御する請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の基板振動検出装置。
  6.  前記制御装置は、任意の電子部品と、該電子部品装着時の前記振動と、を関連付けて記憶する請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の基板振動検出装置。
  7.  請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の基板振動検出装置と、
     前記基板センサと共に移動可能であって、電子部品を吸着し前記基板に装着可能な吸着ノズルと、
    を備える電子部品実装機。
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