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JP2000504501A - 担体上に構成要素を配置する方法及び機械、並びにこの方法及び機械に使用する較正担体検出装置 - Google Patents

担体上に構成要素を配置する方法及び機械、並びにこの方法及び機械に使用する較正担体検出装置

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JP2000504501A
JP2000504501A JP10524460A JP52446098A JP2000504501A JP 2000504501 A JP2000504501 A JP 2000504501A JP 10524460 A JP10524460 A JP 10524460A JP 52446098 A JP52446098 A JP 52446098A JP 2000504501 A JP2000504501 A JP 2000504501A
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Abstract

(57)【要約】 担体(3)に構成要素(30)を配置するための、特に構成要素配置機械のための較正方法、及び較正装置であり、この構成要素配置機械は担体位置決め手段(50)と、構成要素位置決め手段(26、27、11;40)とを具える。較正操作中、較正担体(60、65)上に配置された構成要素の位置は、この構成要素配置機械自身にある較正担体検出装置(50)によって検出される。構成要素(30)と較正担体の表面との間に満足なコントラストを得るため、較正担体の表面に反射する接着性箔(65、66)を設ける。生産担体検出装置を設けた機械においては、較正担体検出装置としてこの生産担体検出装置を使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 担体上に構成要素を配置する方法及び機械、並びにこの方法及び機械に使用す る較正担体検出装置 本発明は担体位置決め手段の制御により構成要素配置機械内に担体を送り込み 、この構成要素配置機械の配置ヘッドによって構成要素を摘まみ上げた後、構成 要素位置決め手段により配置ヘッドに対し構成要素を位置決めし、その後、構成 要素の実際の配置操作に先立って、使用される構成要素配置機械の配置精度をチ ェックする少なくとも1回の較正操作により、構成要素の最終位置をも決定しな がら構成要素を担体上に配置して、少なくとも1個の担体上に構成要素を配置す る方法に関するものである。 また本発明は上述の方法を実施するのに適する構成要素配置機械、この構成要 素配置機械に使用する較正担体検出装置、及びこの較正担体検出装置の一部を形 成する光学検出装置に関するものである。 上述の較正操作は、所定の配置作用仕様に従って配置機械によって構成要素を 配置し、次にこの配置された構成要素の位置を測定し、その測定された位置をこ れ等構成要素の希望する位置と比較し、実際の、即ち生産配置操作中、この比較 した結果を使用して、希望する位置にてきるだけ正確に構成要素の配置を実現す る。 上述の方法を使用する構成要素配置機械はFCM(Fast Component Mounter)の 形式の名で、数年間にわたりフィリップス社によって製作されており、特に、そ れぞれ1996年1月、及び1996年7月に発行された「Philips Electronic Manufacturing Technology」の「Fast Component Mounter」、及び「Fast Comp onent Mounter-(laser) Specifications」の両冊子に記載されている。担体と構 成要素とは別々に配置機械に送られる。例えば16のような最大多数の個数まで 選択される多数の配置ステーションに連続して担体を移送する移送システムをこ の配置機械に設け、この配置ステーションで担体上に構成要素を配置する。この 移送システムは多数の移送板を具え、この各移送板は1個、又はそれ以上の 担体を摘まみ上げ、配置機械の全長の一部の上に案内レールに沿ってこれ等担体 を移送する。更にこの配置機械は配置ステーションの数に合致する数の多数の配 置ヘッドを具える。各移送板は、明確な長さの段歩的移動で、配置ヘッドのせい ぜい数個に沿って担体、例えばプリント配線板を動かす。このような移送工程を 「割出し」とも称する。移送板のこれ等の割出しの合計、即ち移送の段歩的移動 の合計はこの移送板の長さに等しい。第1移送板がその通路の終わりに到着する と、この第1移送板上の担体は第2移送板によって取り上げられ、第2移送板は 次の少数の配置ヘッドに沿って、この担体を動かす。 配置すべき構成要素を配置機械内に送り込む少なくとも1個のフィーダ、即ち 送り装置を各配置ヘッドに関連させる。別個のロボットによって制御される各配 置ヘッドは関連するフィーダの1個から構成要素を毎回摘まみ上げ、この構成要 素を配置すべき担体上の位置まで、各配置ヘッドは構成要素を移送する。各配置 ヘッドは一定作業範囲、即ち配置ヘッドが横切って動くことができ、構成要素を 配置し得る範囲を有する。連続する移送の段歩的移動において、各時間に、担体 の異なる部分を1個の同一の配置ヘッドの作業範囲内にもたらす。 ロボットの軸線に対し構成要素を位置決めし、指向させる手段を各ロボットに 設ける。この位置決めは、種々の方向に、限定された距離を作動し得る機械的調 整手段の助けを借りて、構成要素を位置決めすることにより機械的に実現するこ とができる。また、この構成要素位置決め手段は、例えば構成要素の影の影像を 検出器、例えばCCD センサに形成するレーザ照準システム(LAS) の形状の光学構 成要素検出装置を具えることができる。代案として、この光学構成要素検出装置 をカメラによって構成してもよく、このカメラにより構成要素を観察し、これに より例えば構成要素のタグの位置を検出する。ロボットに関連する信号処理ユニ ットにこの位置データを加え、このユニット内で位置データを基準データと比較 する。これにより、配置ステーションに構成要素を移送中、例えば、XYZシス テムの座標のX方向、及びY方向の修正移動により、及び/又はZ方向に延びる 配置ヘッドの軸線ヘッドの軸線の周りの修正回転により、位置の修正を行うこと ができる。構成要素検出装置は構成要素を確認し、この品質をチェックする。こ の種の全ての測定は構成要素の検出の項目の範囲内にあるものと考えられる。 構成要素を担体上に正確に配置するため、生産担体上の導電トラックパターン を機械の基準に対して配列すべきである。この目的のため、機械に担体位置決め 手段を設ける。機械の移送板にピンを設け、このピンを収容する孔を担体に設け ることによって、純粋に機械的に担体の位置決めを実現することができる。更に 、機械の送込み部にトラックパターンを配列するため、担体検出装置を設ける。 この担体検出装置はロボットと、ボードビジョンモジュール(BVM) として知られ る光学担体検出装置と、カメラとを有する。この装置により、担体上にある2個 、又はそれ以上の配列マーク(基準線)の写真を撮る。構成要素をこれ等のマー クに対して配置すべき担体上の相対位置は前もって知られている。担体検出装置 によって供給されたマークの位置についてのデータをこの検出装置に関連する影 像プロセッサに加え、この影像プロセッサ内でこの加えられた位置のデータをこ のプロセッサに記憶されているデータに比較する。次にこの比較で判明した偏差 を計算する。このようにして得られた情報、及び構成要素検出装置によって供給 された情報によって、配置ヘッドを担体上の希望する位置の上方に正確に位置決 めすると共に、この配置ヘッドによって保持される構成要素を希望する位置に配 置し、固着することができる。 FCM 機械によって非常に正確に、早い速度で構成要素を配置することができる 。この精度は長時間にわたり維持される。しかし、この機械を作動させた時、及 び例えば3000時間のような非常に長い作動時間後、この機械の正しい設定を 保証し、長時間の使用後、変化している機械の設定を修正するため、この機械を 較正する必要がある。例えば配置ヘッド、ロボットモータ、又は駆動ベルトの交 換後、及び担体の形式を他の形式に変えた時、用途と、使用者の希望とに応じて 、このような較正を周期的に行うようにする。この機械に補充された別個の較正 装置によってこの較正を行ってもよい。この別個の較正装置は照射モジュール、 カメラ、及び影像処理ユニット、又はビジョンモジュールから成り、この別個の 較正装置は較正操作中のみ、機械に接続される。この較正装置の助けを借りて、 移送板、及び案内レールによって構成されたこの機械の移送の座標系に、各移送 板の割出し毎に、各配置ロボットの座標系を結合させることができる。この目的 のため、2個、又はそれ以上の配列マークを移送板毎に、割出し毎に、各配列ヘ ッ ドについて較正カメラによって検出し、この較正データを較正ビジョンモジュー ルによって処理する。この目的のため、割出しの数にそれぞれ対応する少なくと も2個の配列マークの多数の組を較正担体に設ける。 各配置ヘッド毎に別個の較正を行う。カメラを第1ロボットに配置し、第1較 正操作を行い、次にカメラを第2ロボットに配置し、第2較正操作を行う等のよ うに操作を続ける。配置マークとして機能する孔を設けた特殊な較正板を使用す る。較正操作後、機械内に送られる生産担体の形状、寸法に、較正板の形状、寸 法を対応させるから、種々の形式の較正担体を使用しなければならない。 本発明は構成要素配置方法、及び新規な較正態様を使用する機械を提供する。 この新規な較正態様によって一層正確に、一層迅速に較正を行うことができ、こ れにより配置機械に既にある検出手段、及び関連する信号処理手段を使用するこ とができる。この新規な較正態様を使用する方法は請求の範囲の請求項1に記載 されている。 各配置ヘッドが構成要素を配置する担体の部分は分かっているから、本発明は 配置された構成要素の全部の検出を行うことによって、全ての配置ヘッド、及び 関連するロボットの精度を1工程で検出することができること、及び修正を行わ なければならないか否かを決定し得ると言う着想に基づいている。従って、短時 間に較正を行うことができる。全部の配置ヘッドをチェックするため、固定検出 装置を使用するから、全部の配置ヘッドに連続して配置する必要がある別個のカ メラで較正を行う場合よりも、較正は一層正確であり、一層信頼性がある。ここ では、一種類の形式の較正担体を使用することができる。 本発明方法は2つのカテゴリーに分割し得る種々の実施例を有する。第1のカ テゴリーは構成要素の数、及び較正操作中、これ等構成要素を配置する位置の数 に関するものであり、較正操作中に得られるデータの使用に関するものである。 第1カテゴリーの第1実施例は構成要素の数、及びこれ等構成要素を較正担体 上に配置する位置の数は構成要素の数、及びこれ等構成要素を生産担体上に配置 する位置の数と無関係であり、配置ヘッドの座標系を移送システムの座標系に合 致させるため較正データを使用することを特徴とする。 この適用は移送板毎、及び移送板の割出し毎の各配置ヘッドについて実現する 。 次に、移送板のピン、及び較正担体の孔によって機械的にのみこの較正担体を配 列し、較正配置作用仕様に従って、構成要素を較正担体上に配置する。 構成要素を生産担体上に配置する生産段階の前に、配置機械のコンピュータは 生産担体の形式に基づいて、いずれの配置ヘッドがいずれの構成要素をいずれの 位置に配置するかを計算する。種々の配置ヘッドによって遂行すべき作用に関し てこのようにして得られた処方を生産配置作用仕様と称する。また、較正操作に おいても、所定の仕様に従って構成要素を配置する。これを較正配置作用仕様と 称する。 第1のカテゴリーの第2の実施例は生産配置作用仕様に従って構成要素を較正 担体上に配置し、較正データを記憶し、生産担体上に構成要素を配置中、構成要 素毎の配置位置を修正するためこの較正データを使用することを特徴とする。 この場合、較正担体上に配置された構成要素の数は後の段階で同一位置におい て生産担体に配置される構成要素の数と同一であると共に、較正担体上に配置さ れた構成要素は生産担体上に配置される構成要素と同一であるか、またはそれよ り一層安価である。 この第2の実施例の更に特徴がある要旨によれば、生産配置作用仕様に従って 担体に構成部分を設けるべきである場合、及び配置された構成要素の位置を検出 する場合、較正工程を生産配置操作に組み入れてもよい。希望する配置位置と、 実現された配置位置との間の測定された差を、生産配置操作の次の部分における 修正のため次に使用することができる。 この方法の第2のカテゴリーの実施例は構成要素の検出を向上させることに関 する。 第2のカテゴリーの第1の実施例は生産担体の形状の較正担体を使用し、構成 要素を保持するためこの較正担体の一側面に接着性層を設け、配置された構成要 素の検出のためこの較正担体に斜めに入射するビームを使用することを特徴とす る。 例えば接着層、又は速乾性ラッカー層であるこの層は反射の性質に関し選択さ れたものであり、即ち満足に反射する性質のもの、又は反対に、あまり反射しな い性質のものでよく、即ちこの層は接着性の機能と共に光学的機能をも有するも のである。 較正操作のため、較正配置作用仕様により、又は生産配置作用仕様に従って構 成要素をこの担体上に配置し、次に較正検出装置によって検出されるように、こ の担体を再び機械内に送り込む。次に、生産担体は配置された生産構成要素より も一層多く反射すること、及び斜めに入射した照射ビームの光は配置された構成 要素によって反射するよりも一層少ない量の光を担体によって反射し、この反射 した光は較正担体検出装置のカメラに向かう事実を使用する。この場合、このよ うな構成要素は一層暗い背景に対して一層明るい素子として観察される。 第2のカテゴリーの第2の実施例は、生産担体の形状の較正担体を使用し、構 成要素を保持するためこの較正担体の一側面に接着剤層を設け、構成要素に光学 的に検出可能なマークを設けたことを特徴とする。 これ等のマークは例えば十字形、方形等の種々の形状を有し、検出中、配置さ れた構成要素の希望する位置に対し、マークの位置を決定する。 第2のカテゴリーの第3の実施例は生産担体の形状の較正担体を使用し、構成 要素を保持するためこの較正担体の一側面に接着性層を設け、構成要素が照射さ れると較正担体の表面よりも一層多くの放射光線を反射する特殊な構成要素てあ ることを特徴とする。 これ等の構成要素を満足に反射する構成要素、即ち蛍光構成要素、又は燐光構 成要素にすることができる。 これにより、あまり反射しない担体の表面によって構成される背景に対して、 検出すべき構成要素を明瞭に区別することができる。 第2のカテゴリーの第4の実施例は、上述の実施例より好適であり、較正操作 中、構成要素を配置しなければならない担体の部分が構成要素より一層高い反射 性を有することを特徴とする。 従来の生産構成要素、又は一層安価な構成要素をこの担体上に配置してもよい 。これ等の構成要素は反射が少なく、反射層よりも一般に光を一層拡散するから 、構成要素を設けた担体を照射する時、これ等構成要素の背景を照射することに なり、これ等構成要素をその色、又は形状に関係なく容易に確認することができ る。検出中、担体にほぼ垂直に入射するか、又は斜めに入射する照射ビームを使 用す ることができる。後者の斜めの入射の場合、比較的満足に反射する担体の表面は 斜めに入射するビームを較正担体検出装置のカメラの範囲を越える方向に反射す ると共に、構成要素の拡散するように反射する性質に起因し、これ等の構成要素 は放射光線をこのカメラに向け反射し、この場合も、構成要素は一層暗い背景に 対して一層明るい素子として見える。 第2のカテゴリーの第5の実施例は最も好適なもので、この実施例は較正操作 中、生産担体を使用し、一部に構成要素を配置しなければならない担体の全区域 をこの担体から遠い側が接着性である反射箔によって覆うことを特徴とする。 この方法では、種々の性質の最適の組合せを有する新規で発明性がある較正担 体を使用する。即ち配置された構成要素を検出するのに顕著に適しており、箔、 及び担体が安価であるためこの担体は安価であると共に、この担体を生産担体に することができるから、較正操作後、構成要素を配置しなけらばならない生産担 体にこの担体を自動的に適応させることができる。これ等の構成要素は生産工程 におけるように、はんだペースト、又は接着剤によってその位置に保持する必要 はなく、接着性箔によって保持される。 配置された構成要素を明るい背景に対して暗い物体として検出装置により観察 するため、好適なことにこの方法は較正操作中、担体上に配置された構成要素を 検出する時、最大で30度程度の口径角でビームにより担体を照射することを特 徴とする。 更にこの新規な較正担体は好適なことに、箔が接着性層によって担体に取り付 けられていることを特徴とする。 この取付け方法は安価であり、迅速で十分に信頼性がある。 通常使用されている生産担体と同様、機械の基準に対して全体として較正担体 を配列するための多数の明瞭な配列マークをこれ等較正担体、及び他の較正担体 に設けてもよい。しかし、較正担体が光学的に検出し得るストリップの2次元パ ターンの形状の基準構造を有する特徴を有することができる。 配列された構成要素を検出する際、検出すべき構成要素の付近のこのパターン の一部をこの構成要素と同時に観察することができる。これにより、配置された 構成要素の位置のための絶対的基準を提供し、機械のサーボシステムの精度と無 関係に較正を行うことができる。 更に本発明は構成要素配置機械に関するもので、この構成要素配置機械は、 少なくとも1個のロボットと、 担体を移送する移送システムと、 この移送システムに対し担体を位置決めする担体位置決め手段と、 担体に構成要素を配置するためロボット毎にロボットのアームに取り付けられ た配置ヘッドと、 ロボットに関連する配置ヘッドによって保持される構成要素を位置決めするた めロボット毎に設けた構成要素位置決め手段とを具える構成要素配置機械におい て、 較正操作中、較正担体上に配置された構成要素を検出するための少なくとも1 個の較正担体検出装置を設けたことを特徴とする。 ここで、この機械によって製作される製品をチェックするため、この機械の一 部を使用するから、このチェックを正確な、信頼性ある、しかも単純な方法で遂 行することができる。 更に、本発明は配置機械内に組み込むべき、新規な較正要旨に基づく較正担体 検出装置に関するものである。この装置はX−Yロボットと、このロボットに取 り付けられた光学較正担体検出装置とを具えることを特徴とする。 この較正担体検出装置の第1実施例はこの光学較正担体検出装置が光学高さ測 定システムを具えることを特徴とする。 このような高さ測定システムは米国特許第4808003 号、及び4874246 号に記載 されている。較正担体上に配置された構成要素はこの担体の表面から突出してい るから、高さ計の助けを借りて、担体上の区域に構成要素が存在しているか、ど こに存在しているかを見出すことができる。 しかして、この較正担体検出装置の好適な実施例は、配置された構成要素の影 像を記録するカメラを光学較正担体検出装置が具えることを特徴とする。 原理的に、このような光学較正担体検出装置は高さ測定システムを具える装置 より一層単純である。 更に、本発明は最後に述べた較正担体検出装置に使用する光学検出装置に関す るものである。この光学検出装置は主要な光線が担体上にほぼ垂直に入射する照 射ビームを最大で30度程度の口径角で供給する照射システムを光学検出装置が 具え、更に担体の照射される部分がカメラ内の放射光線受感検出器に結像する撮 像システムを具えることを特徴とする。 光学検出装置の一実施例は複数個の放射光線放出ダイオードの形の放射光線源 と、少なくとも1個の拡散体とを照射システムが具えることを特徴とする。 更に光学検出装置は照射システムが部分透明鏡層を具え、この部分透明鏡層か ら来る照射ビームの主要な光線が担体にほぼ垂直に入射する角度にこの部分透明 鏡層を配置したことを特徴とする。 また、光学検出装置はこの撮像システムが担体の側でテレセントリック系であ る特徴を有するのが好適である。 これにより、検出器上に担体の一部を結像するため、主要な光線が担体に垂直 であるビームの部分のみを使用することができる。その効果は、カメラの検出器 上の光学軸線に垂直な平面に構成部分の輪郭を結像すること、及び担体の湾曲に 起因する倍率の変化がこの影像に発生しないことである。 この担体位置決め手段は移送板上のピンと担体の孔とを具えると共に、この担 体上の配列マークを検出する生産担体検出装置を具えることができる。このよう な検出装置を具える配置機械は、生産担体検出装置によって較正担体検出装置を 構成することを特徴とする。 次に記載する本発明の実施例を参照すれば本発明のこれ等の要旨、及びその他 の要旨は明らかである。 図面中、図1は本発明配置機械の一実施例の斜視図である。 図2はこの配置機械の縦断面図である。 図3はこの配置機械の配置ユニット、及び移送システムの第1実施例を示す。 図4はこの配置ユニットの第2実施例を示す。 図5は本発明較正担体の一部の斜視図である。 図6は構成要素を設けたこの担体の一部の平面図である。 図7は基準パターンを設けた較正担体を示す。 図8は光学検出装置の一実施例を示す。 図9は担体の表面に垂直な照射光線を示す。 図10は担体の表面に鋭角をなす照射光線を示す。 図1は斜視図で構成要素配置機械の一実施例を示す。この実施例は機械フレー ム1上に設置された16個の配置ユニット4を具える。配置すべき構成要素を例 えば1個、又はそれ以上のベルトによって各配置ユニットに別々に送る。このベ ルトは構成要素を運び、このベルトから構成要素を容易に除去することができる 。これ等のベルトはベルトの数に等しい多数のロールフィーダシステムによって 運ばれ、また、これ等システムはベルトから1個づつ構成要素を除去する。簡明 のため、図1は配置ユニット毎に唯1個のロールフィーダ5を示す。実際には、 配置ユニット当たり、多数の、例えば5個のフィーダを設けることかできる。ロ ールフィーダシステムによって送る代わりに、ばら積みフィーダシステムによっ て構成要素を送ってもよい。 構成要素を設けるべき担体、即ちプリント配線板は、この配置機械の左側にあ る送込み部6を通じてこの配置機械内に送られる。この部分の破線2は案内レー ルを示し、破線3はプリント配線板を示す。構成要素を設けたプリント配線板は 配置機械の右側にある送出し部(図1に図示せず)を通じて配置機械から送り出 される。右側には操作ユニット10もある。この操作ユニットはコンピュータ( 図示せず)と、指令を入力するキーボード12と、入力された指令を表示しデー タを処理するモニタ13とを具える。このモニタは配置機械のコンピュータのモ ニタによって構成され、上記指令はモニタ映像の一部のみを占める。第2モニタ 15は配置機械の左側に位置して、較正装置の一部を形成しており、この第2モ ニタによって、較正操作中に較正カメラによって観察された配置された構成要素 を機械操作者に見得るようにする。 この配置機械は非常にコンパクトで、例えば長さ約3m、奥ゆき約2m、高さ 約1mである。 図2は縦断面でこの配置機械を示す。この図面では、配置ユニット4を再び示 している。多数の移送板20を具えるこの機械の移送システムはこれ等配置ユニ ットの下に存在する。これ等の移送板のおのおのは図1に符号2によって示す案 内レール2の下を移動し、1個のプリント配線板、又は複数個のプリント配線板 3を摘まみ上げてこの機械の縦方向に案内レール間に動かす。図2に示す実施例 では、各移送板は限定されたストロークを有し、即ち、少数の配置ユニットに沿 って担体を動かすことかできる。このことは、所定の移送板について、矢印22 を有するループ21、出発点A、終点Bによって図2に象徴的に示されている。 終点Bに到達すると、移送板はその上に設けられた単数、又は複数の担体と共に 下方に移動し、下部案内レール上に静止するに到る。次に、移送板は位置Cから 左に戻り、位置Dに動き、次に再び上に位置Aに動き、この位置で次の担体(単 数、又は複数)を摘まみ上げる。位置Cにある担体(単数、又は複数)は一層右 の方の位置から位置Cに向け復帰する移送板によって一層移送されるため、摘ま み上げられる。位置Aから位置Bまでの移送板の移動は多数の移送の段歩移動、 即ちインデックスに分割される。これ等全ての移送の段歩移動は異なる長さの限 定された長さを有する。更に、図2に送込み機構17、送出し機構18、及び移 送棒機構19を示す。 図3は特に配置ユニットを詳細に示す。この図面では、フレームを破線1によ って線図的に示す。このフレームは移送レール2と移送板20とを有する移送シ ステムを支持する。3個を示した多数の構成要素配置ユニット4は移送システム の上にある。各配置ユニットはX−Y−Zロボット26を取り付けたU字状フレ ーム25によって構成されている。このロボットのX、Y、及びZ方向の運動は 矢印によって表されている。またこのロボットはZ軸線の周りに或る回転成分だ け回転することができ、この回転成分を矢印φで示す。構成要素を担体上に配置 することができる配置ヘッド28をロボットのアーム27に取り付ける。この配 置ヘッド28に吸引ピペット29を設け、この吸引ピペットによって構成要素3 0をフィーダシステム(図示せず)から摘まみ上げて担体3の上に配置すること ができる。 米国特許第5084959 号に記載されているのと同様に、配置ヘッドの下に配置ヘ ッドに一線にこの配置機械にカメラ40を取り付ける。このカメラは構成要素位 置決め手段の一部を形成する。このカメラ40は小形で比較的安価な利点がある 普通に使用されるCCD カメラであるのが好適である。このカメラは配置ヘッドに よって摘まみ上げられた構成要素30の位置、即ちX、Y方向、方位、及びピペ ットの軸線に平行なZ軸線の周りの回転角を検出することができる。ロボットに 関連して静止影像プロセッサの形である信号処理ユニット37に上記の位置デー タを加え、このプロセッサ内で、このプロセッサ内に記憶されたモデル影像のデ ータにこれ等位置データを比較する。比較されて得た偏差を計算し、構成要素が 担体上にあれば、これ等の偏差を考慮に入れる。これ等の計算の結果によって、 例えば担体へ構成要素を移送中であれば、X方向、及び/又はY方向、及び/又 はZ軸線の周りの回転に関してロボットに修正移動を行わせることにより、位置 を修正することかできる。フィーダ素子から担体への構成要素の移送中にこの修 正(「インフライト」チェックと称する)を行うことによって、時間を節約し、 担体の通過速度を増大することができる。 CCD カメラの代わりに、構成要素位置決め手段はピペットに対する構成要素の 位置を検出するレーザアラインメントシステム(LAS) を具えていてもよい。この ようなシステムは米国特許第5278634 号に記載されている。LAS の利点は小形、 軽量であり、従って配置ヘッドに取り付けて配置ヘッドと共に動かすことができ ることである。図4は配置機械の一実施例の一部を示し、配置ヘッド28の下側 にLAS 45を取り付けている。配置ヘッド28のピペットによって保持される構 成要素をまずLAS 45内に送り、構成要素の位置と方位とを測定し、次にこの構 成要素を担体に向け動かし、必要ならこの移動中、位置の修正を行う。 代案として、配置ヘッド28に取り付けられた機械的調整手段によって、ピペ ットに対する構成要素の位置決めを実現してもよく、この機械的調整手段によっ て、X方向、及びY方向の明確な力を使用し、ピペットの摩擦を介して構成要素 を正しい位置に押圧する。 また、構成要素を担体上に正確に配置するため、構成要素を担体上に配置する 位置32の正確な位置は移送システムに対し、特にこの担体を配置する移送板に 対し決定する必要がある。このことは担体位置決め手段によって実現することが できる。このような手段は、移送板20上のピン33、及びこれ等のピンを収容 するための担体の端縁の孔34の形の機械的手段であってよい。孔とピンとは非 常に正確に設けられており、孔は摩耗抵抗が大きいから、各担体を移送板に対し て常に正しく位置決めすることができる。更に、構成要素を配置すべき位置32 の孔34に対する相対位置は常に予め知られており、移送板は明確な運動を行う から、構成要素が所定の配置ヘッドによって、まさに配置されようとする位置は 配置ヘッドに関連するロボットの軸線に対して明確である。 機械的位置決め手段33、34の代わりに、又は機械的位置決め手段33、3 4に更に追加するのが好適であるが、配置機械の担体位置決め手段に、モジュー ル55と、影像センサ、及び照射システムを含む光学担体検出ユニットとを設け てもよい。この影像センサは、ここでもCCD カメラであるのが好適で、通常、担 体の表面の周縁部にある所定のマーク(基準線)35を記録する。モジュール5 5は担体検出ユニット50の一部を形成しており、この担体検出ユニット50は モジュール55を取り付けたX−Yロボット51と、影像プロセッサの形状の信 号処理ユニット56とを具える。X−Yロボットの助けを借りて、担体の表面の 全体を横切ってカメラを動かすことができ、この全体の表面を記録することがで きる。このモジュール55はボードビジョンモジュール(Board Vision Module) として知られている。構成要素を担体上に配置しなければならない位置32の基 準線35に対する相対位置は予め知られている。配置機械の基準に対する基準線 の位置に関して、モジュール55の影像センサによって供給されたデータは電気 信号の形で処理ユニット56に加えられ、この処理ユニットで予め記憶された基 準データに比較される。次に、この比較で求めた偏差を計算する。構成要素の位 置についてのデータがあればLAS モジュール45によって、又はカメラ40によ って供給されたデータと組み合わせて、構成要素を配置すべき担体上の位置まで 配置ヘッドを正確に動かすことができる。 図1、及び図2に示すような実施例の配置機械はFCM(Fast Component Mounte r)の名で数年間、フィリップス社によって製作されている。別個の較正装置を この配置機械に設ける。この較正装置は特に別個の較正カメラ、照射光学モジュ ール、及び影像プロセッサを具え、例えば第1形式のプリント配線板から他の形 式のプリント配線板への移行の後に、又は配置ヘッド、又はロボットモータ、又 は駆動ベルトを交換した後に、必要な較正を別個の較正板によって遂行する。こ の較正を一層迅速に、一層正確に遂行し得るようにするため、較正担体上に配置 された構成要素を検出するため、本発明較正担体検出装置を配置機械に内蔵させ 、 正規の生産プリント配線板を較正担体として好適に使用する。配置機械か生産担 体上の配列マークを検出する機能を遂行する必要がある場合には、別個の検出装 置により、この機能と、較正担体上に配置された構成要素を検出する機能との両 方の機能を遂行させてもよい。その場合、図3に示す検出装置50によって、こ の較正担体検出装置を構成する。 送込み部、又は送出し部に配置された単一較正担体検出装置を使用する代わり に、別個のカメラを各配置ヘッドに取り付けることにより、較正担体に配置され た構成要素を代わりに検出してもよい。このようなカメラは図3に符号11にて 示されている。このカメラを影像処理ユニットに接続し、このカメラによって観 察された設置された構成要素の位置を希望する位置と比較する。各配置ヘッドに それ自身の較正カメラを設けるから、配置ヘッドと中心較正担体検出装置との間 のインタフェースは較正のために必要でなく、従って、較正の精度を向上させる ことができる。 生産担体上の配列マーク、又は配列構造を検出するため、第1の実施例で較正 のために意図した個々のカメラ31を代わり使用して、図3の生産担体検出装置 を省略することもでき、中心較正担体検出装置の代わりに配置ヘッド毎にそのよ うな装置を設けることによって得られる利益と同じ利益が得られる。 図5は本発明較正担体の小部分の斜視図である。この担体は伝導トラック61 を有するプリント配線板60を具える。この配線板60は孔34、及び/又は配 列マーク(又は基準線)35を有する。本発明によれば、反射上面を有する箔6 5を板60上に設ける。種々の素子が異なる反射係数を有するはんだパッドと、 伝導トラックとの構造はこれ等の素子によって覆われており、配線板は均一で高 い反射性を有する。上記孔、及び/又は基準線を覆わないような箔の寸法、及び /又は幾何学的形状を有する。構成要素を保持するようにするため、図5に(接 着性)層66によって線図的に示すように、箔65の上側を接着性にする。図5 に(接着性)層67によって示すように、箔65の下側も接着性にし、この反射 箔を取り付ける最も簡単な方法として箔65をプリント配線板に付着させること ができる。しかし、代案としてこれと異なる取付け技術を使用してもよい。 反射接着箔で覆われたプリント配線板を配置機械内で移送板20上に配置する と共に、プリント配線板の孔34、及び移送板20のピン33によって担体を移 送板に対し、従って移送システムに対し自動的に配列する。この担体に基準線が あれば、これ等基準線の位置を検出装置50によって検出する。ここで、機械操 作者は配置すべき較正構成要素のための較正配置仕様を導入することができる。 配置仕様は配置ヘッドによって構成要素を担体上に配置する位置を特定する配置 機械のためのプログラムである。較正配置仕様は生産配置仕様より著しく簡単で ある。これは各配置ヘッドは少なくとも2個の少数の構成要素を配置するだけで 較正は十分であるからである。 次に、全ての配置ユニット4を通じて較正担体を通し、関連する配置ユニット のため確保されたプリント配線板の区域に各配置ユニットは構成要素を配置する 。各配置ヘッドは生産工程中と同一の方法で、即ち構成要素位置決め手段を使用 して構成要素を位置決めする。生産工程と唯一の相違点は、配置された構成要素 がはんだペースト、又は接着剤によって保持されておらず、接着性箔によって保 持されていることである。 較正担体が最後の配置ユニットを通過した後は、較正担体には全ての必要な構 成要素が設けられている。図6は較正担体の小部分に設けられた少数のこれ等構 成要素30を示す。この較正担体を再び配置機械内に送り込み、配置された構成 要素の位置を測定する。この目的のため、較正担体検出装置50のカメラがX方 向、及びY方向に較正担体の全体の表面を走査する。実際上、このカメラは通常 、例えば10×10mmのような小さな影像面を有する。配置機械の基準点に対 し、配置される構成要素の称呼位置の上方にカメラを持ってくるように較正検出 装置のロボット51を制御し、その後、影像処理によって、カメラの影像面内の この構成要素の実際の位置を測定する。次に、モジュール55のカメラを次の構 成要素の称呼位置の上方にもたす等のように操作を続ける。このようにして、構 成要素が配置された位置でのみ測定を行う。 非常に多くの構成要素を較正担体上に配置する場合、例えば、生産配置仕様に 等しい較正配置仕様を使用した場合、即ち生産配置中に、構成要素について修正 のため後の段階で較正データを使用できる場合、一層多くの構成要素の一部をカ メラの影像面内の探索範囲内にすることができる。このようにして、較正検出装 置によって、唯1個の構成要素を完全に影像面内にし、この構成要素のみを測定 する。この探索範囲は較正検出装置50が構成要素を探索するカメラ影像面の一 部である。 操作者は測定される構成要素を見ることができ、図1に示すモニタ15上にこ の構成要素の状態を見ることができる。 較正配置仕様により、いずれの配置ヘッドが各較正構成要素を設置したかが知 られるから、構成要素が正しくない位置に配置されたこと、及び正しくない方位 に配置されたことが発見されれば、単数、又は複数の配置ユニットが正しくセッ トされないか、又は正しくセットされなかったことを決定することができる。次 に、生産配置を開始する前に、このような配置ユニットを修正することができる 。較正操作の段階では、生産配置中と同数の構成要素を同一位置に配置すること ができる。この場合、較正配置仕様は生産配置仕様と同一である。較正操作で得 られたデータは次の生産配置において、構成要素毎の配置位置を修正するために 使用することができる。較正構成要素によって覆われていない反射箔の部分はこ れ等構成要素のための満足に反射する背景を構成している。通常の構成要素、及 びそのはんだパッド(図示せず)は反射する程度が低いことが多く、いずれの場 合でもこの箔より一層拡散するから、構成要素の背景の照射は担体を照射するこ とになり、即ち構成要素は明るい背景に対して暗い素子のように見える。この場 合、担体上に原理的に垂直に入射する照射光線ビームを使用するのが好適であり 、明るい構成要素、及びその状態をカメラの検出器上に撮像するために、主な光 線が較正担体上に垂直に入射する光ビームの部分のみを使用するように撮像光学 装置を適合させる。これにより、構成要素の輪郭を光学軸線に垂直な平面内にカ メラ検出器上に撮像することができる。このことは、湾曲し、又は波形の較正担 体に発生する倍率誤差に検出が無関係である利点がある。また、この場合、検出 は構成要素の色や、構成要素の起こり得る湾曲と無関係になっている。 この較正方法は、生産担体、又はプリント配線板の第1形式から他の形式に変 更した場合、生産配置仕様の随伴する変更の場合、及び構成要素を取り換えた場 合に、配置機械の普通のチェックに使用されるだけでなく、診断の目的で、即ち 配置機械の誤差を追跡するために使用される。配置ヘッドを作動させる精度、移 送板の移動の精度、及び移送板に対して配置ヘッドを配列し得る精度、即ち移送 板の割出し毎の精度を測定することができる。また、この較正方法は製造業者が 引渡し前に配置機械の最終チェックをするために使用することができる。 この配置機械の信頼性を一層高めるため、構成要素を設けた配置機械に一層多 くの較正担体を通すことができ、較正操作を行い、配置機械を較正した後に、設 置された構成要素を検出することができるようにする。ここで、これ等構成要素 の位置の偏差は課される最少の要件を満足させる。 反射箔で覆われた生産担体の代わりに、特殊な較正担体を使用することができ 、この特殊な較正担体とはこの配置機械が構成要素を設けることができるあらゆ る形式の生産担体としての標準担体である。実際上、較正配置仕様をこの形式の 生産担体に適合させてもよい。この標準較正担体に満足に反射する表面を設けて もよい。代わりに、反射しない標準較正担体に、又は満足に反射しない標準較正 担体に反射箔を設けることもできる。使用後、較正操作中に、この箔を再び除去 し、この較正担体を再び使用し得るように新たな箔を設けてもよい。 配置された構成要素を検出するための上述の背景照射の代わりに、前景照射を 使用してもよい。その場合に、特殊な較正構成部分を使用すべきで、照射した時 、この較正構成要素は、それを設けた担体よりも一層多くの光を反射する。この ような構成要素は満足に反射する構成要素、又は蛍光構成要素、又は燐光構成要 素にすることができる。代わりに、光学的に検出し得る、例えば十字形マーク、 又は四辺形マークを設けた構成要素を使用することができる。較正検出する際、 マークを設けた構成要素の希望する位置に対するこのようなマークの位置を決定 する。上記の特殊な較正構成要素よりも、低い、変化する反射を有する正規の生 産担体、又は標準較正担体に特殊な較正構成要素を配置してもよい。 代案として、光学的に良く検出し得る狭いストリップの2次元ネットワークの 形の基準構造を反射箔付きの較正担体上に、又はそれ自身満足な反射性の較正担 体上に設けてもよい。図7はストリップ68、69から成るこのような構造の一 部を示す。4個のストリップによって構成される四辺形内に各構成要素が配置さ れるように、較正配置作用仕様にこのストリップ構造を適合させる。この構成要 素を検出すると、構成要素と同時に、これ等基準ストリップを観察する。次に、 配置された構成要素の位置のための絶対的基準が得られ、この機械のサーボシス テムの精度とは別個に較正を行うことができる。 図8は本発明光学較正検出装置の光学モジュールの一実施例を示す。このモジ ュールの照射システム70は、例えばマトリックスの形状に配置された多数の発 光ダイオード(LEDs ) 72の形状の放射光線源71を具える。これ等発光ダイオ ードは小形で十分な放射光線を供給し、寿命が長く、満足に制御し得る利点があ る。放射光線源、及び拡散体を収容するハウジング74の窓75に通る照射光線 ビームbが箔、又は反射較正担体の表面66上に原理的に均一な強さに分散し、 しかも原理的に平行なビームになるように、放射光線を拡散する拡散体73の先 にこの放射光線源を配置する。所要に応じ、第2拡散体76をハウジング74内 に収容してもよい。 窓75から出る照射光線ビームbは部分反射面、例えば50%の反射面79を 有するプリズム78に入射する。このプリズム78は構成要素を設けた較正担体 60、65に向けこのビームの一部を反射する。照射光線ビームbが較正担体に 垂直に入射するように、窓75から出るビームの主要光線に対し、及び較正担体 に対して角度をなすように表面79を配置する。プリズム78の代わりに、部分 的に透明な鏡を使用してもよい。直線偏向光線を供給する放射光線源を使用すれ ば、プリズム78の代わりに、偏向分割プリズムと1/4波長板との組合せを使 用することができる。原則として、このような組合せは放射光線を較正担体に向 け反射し、この較正担体によって反射された放射光線を放射光線損失無くカメラ に向け通す。 較正担体の照射される部分を放射光線検出器81に、例えばカメラ80のCCD センサ上に結像させるため、この検出装置は例えば2個のレンズ83、84と、 その間に配置され孔86を有するダイアフラム85とから成る撮像システムを具 える。レンズ83の倍率、及びこのレンズとダイアフラム85との間の距離は、 このレンズの影像焦点がダイアフラム85の平面内にあるように選択する。従っ て、この撮像システムは較正担体の側ではテレセントリック光学系であり、即ち 、較正担体で反射し、この担体の表面66に垂直な方向にこの表面を去りプリズ ム78に通る光のみがこの撮像システムに通る。従って、測定高さdはセンサ上 の 影像の寸法に影響を及ぼさず、従って較正担体が或る程度、凹形、凸形、又は波 形であっても良好な検出が可能である。この撮像システムにはシステムの高さを 減らすため、たたみ鏡88を設けてもよい。検出器81上の影像の寸法はレンズ 83、84の焦点長さ間の比によって決定される。図8に示す素子83、84、 85から成り、対物側でテレセントリック系である撮像システムの代わりに、較 正担体の側の開口絞りが物体焦点面内にある複合レンズで構成してもよい。この テレセントリック撮像システムをその他種々の形式に構成してもよい。 既に述べたように、照射ビームの光線は原則的に較正担体表面66の垂線に平 行である。このことは、担体が満足に水平に位置していれば、即ち図9に示すよ うにこの担体の垂線がレンズ系83、84の光学軸線OO’に平行であれば理想 的状態である。この図面は照射光線ビームの周縁光線b1 、b2 、及び中心光線 b3 のみを示している。構成要素30の傍らに入射する光線b1 、b2 はb1 ’ 、b2 ’に示すように表面66の垂線に向け反射し、このレンズ系によって検出 器81に向け通過する。構成要素に入射する中心光線b3 はb3 ’によって示す ようにこの構成要素によって拡散するように反射し、構成要素に入射した放射光 線の小部分のみがこのレンズ系によって検出器81に向け通過する。 担体の表面66の照射される部分が僅かに傾いても、即ち湾曲した、又は波形 の較正担体の場合でも、十分な放射光線が検出器81に達し得るようにするため 、モジュール50の素子の寸法、及びこれ等素子の間の距離を選択することによ り、また拡散体73(76)を使用することにより、図8に線図的に既に示し、 図10に一層詳細に示すように、照射ビームの光線が較正担体上に小さな角度β で入射するようにする。この場合、斜めに入射する光線は担体の斜めの部分で反 射し、レンズ系83、84、85を通過する。最大傾斜角αが6°であるとする と、大部分の斜めの光線、即ち照射ビームの周縁の光線は光学軸線OO’に対し 12°の角度βで延びる。この場合、構成要素30の外側で担体に入射する光b1 、b2 は反射し、これ等反射した光b1 ’、b2 ’はレンズ系83、84、8 5に通ることができる。構成要素30に入射する放射光線は再び拡散して反射し 、大部分の光線がレンズ系のダイアフラムの孔86の外側に入射する。構成要素 30がその周囲、箔、又は較正担体表面に対し十分に暗いままであるためには、 角度βが あまり大きくならないようにすべきである。これは、そうしないと、構成要素に よって拡散反射した放射光線の余りにも大きな部分がレンズ系83、84、85 に通過し、検出器81に達してしまうからである。図示の実施例では、角度βは 最大で12°である。 反射箔を設けた較正担体を使用することと、反射箔を垂直に照射することとを 組み合わせることにより、即ち主要な光線が箔に垂直である照射ビームを使用し 、30°より小さい口径角を使用することにより、最適な検出を実現する。満足 に反射する蛍光、又は燐光構成要素を配置した正規の生産担体を較正のために使 用する場合でも、この垂直照射は最も良好である。 図8を参照して説明した垂直照射の代わりに、或る場合には、傾斜する照射を 使用することができ、即ち照射ビームの主要光線が較正担体の垂線に対し0°か らずれた角度に延びていてもよい。較正担体それ自身が満足に反射する場合、又 は反射箔と正規の構成要素を設けた較正担体の場合にはこの傾斜照射を使用する ことができる。この場合、担体、又は箔によって鏡面のように反射した放射光線 はレンズ系83、84、85を通過せず、配置された構成要素によって拡散反射 した放射光線はこのレンズ系を通過する。この場合、配置された構成要素は一層 暗い背景に対し、一層明るい素子として観察される。 標準の構成要素を配置する較正担体として、生産担体、又は満足に反射しない 担体を使用する場合には、傾斜照射を使用するのが好適である。これ等の標準の 構成要素は較正担体より一層拡散するように反射をするから、配置された構成要 素の検出をする時、カメラは担体からの放射光線よりも構成要素からの放射光線 を一層多く受け、従ってこれ等の構成要素は一層暗いバックグラウンドに対し一 層明るい素子として観察される。 マーク、即ち基準線を設けた特殊な較正構成要素を使用する時、配置された構 成要素の検出は原則として較正担体の反射の性質とは無関係である。従って、構 成要素本体に対してこのような基準線が満足に見えるように照射を選択する必要 がある。 既に説明したように、配置機械の送込み部には光学担体検出装置を設け、生産 配置操作中、構成要素を設けるべき生産担体上に特殊な配列マークを検出するよ うにし、構成要素を配置しなければならないこの担体上の位置を移送システムに 対して決定し得るようにする。一層進んだ配置機械においては、生産担体上の伝 導トラック、及びはんだパッドの構造を検出するため、代わりにこの光学担体検 出装置を使用し、構成要素を配置しなければならない担体上の位置を決定するた め、アートワーク構造と称するこの構造を使用することができる。上記の光学担 体検出装置を設けた配置機械に本発明を使用する時、この装置を較正検出装置と して使用することができ、較正のための余分な光学手段は必要がない。この較正 検出装置を較正の目的のみに使用する場合には、代わりにこの装置を配置機械の 送出し部に配置することができる。 配置された較正構成要素の全部を検出するための光学検出装置を有する中心較 正担体検出装置の代わりに、配置ヘッド毎の別個の較正検出装置をこの配置機械 に設けることができる。この場合、CCD カメラを具えるのが好適な光学検出装置 を各配置ヘッドに取り付け、この光学検出装置のための影像処理ユニットを各配 置ユニットに設ける。この光学検出装置に関連する配置ヘッドによって配置され る構成要素を各光学検出装置によって検出することができる。配置ヘッドと較正 担体検出装置との間のインタフェースは、も早、必要がない。生産担体上の配列 マーク、又はアートワーク構造を検出するため、配置ヘッドに取り付けられた光 学較正検出装置を代わりに使用することができる。 図8に示す光学検出装置に代わり、例えば、米国特許第4808603 号、及び第48 74246 号に記載された高さ測定システムの1つである光学高さ測定システムを較 正検出装置に設けてもよい。構成要素がこの担体の表面から突出しているから、 担体上の区域に構成要素が存在するか否か、及び何処に存在するかをこのような 高さ測定システムによって検出することができる。 配置機械の特定の実施例を説明したが、本発明はこれ等の実施例に限定されな い。少数から多数にわたる多数の配置ユニットを具え、種々の形式の担体、及び 構成要素位置決め手段を有する種々の形式の配置機械に本発明を使用することが できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.担体位置決め手段の制御により構成要素配置機械内に担体を送り込み、この 構成要素配置機械の配置ヘッドによって構成要素を摘まみ上げた後、構成要素 位置決め手段により前記配置ヘッドに対し前記構成要素を位置決めし、その後 、 前記構成要素の実際の配置操作に先立って、使用される前記構成要素配置機 械 の配置精度をチェックする少なくとも1回の較正操作により、構成要素の最 終 位置をも決定しながら前記構成要素を前記担体上に配置して、少なくとも1 個 の担体上に構成要素を配置する方法において、前記担体位置決め手段と前記 構 成要素位置決め手段との制御を受けて、少なくとも1個の較正担体上に構成 要 素を設け、次に前記構成要素配置機械内に配置された較正検出装置によって 、 前記較正担体上に配置された構成要素の位置を検出することを前記較正操作 に おいて行うことを特徴とする担体上に構成要素を配置する方法。 2.構成要素の数、及ひこれ等構成要素を較正担体上に配置する位置の数は構成 要素の数、及びこれ等構成要素を生産担体上に配置する位置の数と無関係であ り、前記配置ヘッドの座標系を移送システムの座標系に合致させるため較正デ ータを使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。 3.生産配置作用仕様に従って構成要素を較正担体上に配置し、較正データを記 憶し、生産担体上に構成要素を配置中、構成要素毎の配置位置を修正するため 前記較正データを使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。 4.生産配置作用仕様に従って担体上に構成要素を配置し、これ等配置された構 成要素の位置を較正担体検出装置によって検出し、得られた位置データを生産 配置操作の次の部分において位置修正のため使用することから成る修正工程を 生産配置操作において行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。 5.較正操作中、生産担体の形状の較正担体を使用し、構成要素を保持するため この較正担体の一側面に接着性層を設け、配置された構成要素の検出のためこ の較正担体に斜めに入射するビームを使用することを特徴とする請求項1〜4 のいずれか1項に記載の方法。 6.較正操作中、生産担体を使用し、構成要素を保持するためこの生産担体の一 側面に接着性層を設け、前記構成要素に光学的に検出可能なマークを設けたこ とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 7.較正操作中、生産担体の形状の較正担体を使用し、構成要素を保持するため この較正担体の一側面に接着性層を設け、前記構成要素が照射されると前記較 正担体の表面よりも一層多くの放射光線を反射する特殊な構成要素であること を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 8.較正操作中、構成要素を配置しなければならない担体の部分が前記構成要素 より一層高い反射性を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に 記載の方法。 9.較正操作中、生産担体を使用し、構成要素を配置しなければならないこの生 産担体の全区域をこの生産担体から遠い側が接着性である反射箔によって覆う ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 10.較正操作中、担体上に配置された構成要素を検出する時、最大で30度程度 の口径角でビームにより前記担体を照射することを特徴とする請求項1〜4、 及び6〜9のいずれか1項に記載の方法。 11.構成要素を配置しなければならない担体本体の全区域に、この担体から遠い 側が接着性である反射箔を設けたことを特徴とする請求項1〜4、及び8〜1 0のいずれか1項に記載の方法に使用して適する較正担体。 12.前記箔が接着性層によって前記担体に取り付けられていることを特徴とする 請求項11に記載の較正担体。 13.光学的に検出し得るストリップの2次元パターンの形状の基準構造を有する ことを特徴とする請求項1〜4、及び8〜10のいずれか1項に記載の方法に 使用して適する較正担体。 14.フレームと、 少なくとも1個のロボットと、 担体を移送する移送システムと、 この移送システムに対し担体を位置決めする担体位置決め手段と、 担体に構成要素を配置するため前記ロボット毎にロボットのアームに取り付 けられた配置ヘッドと、 ロボットに関連する前記配置ヘッドによって保持される構成要素を位置決め するため前記ロボット毎に設けた構成要素位置決め手段とを具える構成要素配 置機械において、 較正操作中、較正担体上に配置された構成要素を検出するための少なくとも 1個の較正担体検出装置を設けたことを特徴とする請求項1に記載の方法を実 施するのに適する構成要素配置機械。 15.較正担体検出装置を設け、生産担体上の配列マークを検出するため前記担体 位置決め手段が生産担体検出装置を具える構成要素配置機械において、前記較 正担体検出装置を前記生産担体検出装置によって構成したことを特徴とする請 求項14に記載の構成要素配置機械。 16.各前記配置ヘッドに光学較正担体検出装置を設けたことを特徴とする請求項 14、又は15に記載の構成要素配置機械。 17.X−Yロボットと、そのロボットに取り付けられた光学較正担体検出装置と を具えることを特徴とする請求項14、又は15に記載の構成要素配置機械に 使用する較正担体検出装置。 18.前記光学較正担体検出装置が光学高さ測定システムを具えることを特徴とす る請求項14〜17に記載の較正担体検出装置。 19.配置された構成要素の影像を記録するカメラを前記光学較正担体検出装置が 具えたことを特徴とする請求項14〜17に記載の較正担体検出装置。 20.主要な光線が担体上にほぼ垂直に入射する照射ビームを最大で30度程度の 口径角で供給する照射システムを前記光学検出装置が具え、更に担体の照射さ れる部分がカメラ内の放射光線受感検出器に結像する撮像システムを具えるこ とを特徴とする請求項19に記載の較正担体検出装置に使用する光学検出装置 。 21.複数個の放射光線放出ダイオードの形の放射光線源と、少なくとも1個の拡 散体とを前記照射システムが具えることを特徴とする請求項20に記載の光学 検出装置。 22.前記照射システムが部分透明鏡層を具え、この部分透明鏡層から来る照射ビ ームの主要な光線が担体にほぼ垂直に入射する角度にこの部分透明鏡層を配置 したことを特徴とする請求項20、又は21に記載の光学検出装置。 23.前記撮像システムが前記担体の側でテレセントリック系であることを特徴と する請求項20〜22のいずれか1項に記載の光学検出装置。 24.請求項1に記載の方法を使用して少なくとも1個の構成要素を設けた構成要 素担体。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6039805A (en) * 1998-01-12 2000-03-21 International Business Machines Corporation Transfer fluxing method and apparatus for component placement on substrate
US20040154402A1 (en) * 1998-06-30 2004-08-12 Lockheed Martin Corporation Remote laser beam delivery system and method for use with a robotic positioning system for ultrasonic testing purposes
WO2001001118A1 (en) * 1999-06-24 2001-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination module
EP1112482A4 (en) * 1999-07-10 2002-10-23 Semiconductor Tech & Instr Inc POST-SEALING INSPECTION SYSTEM AND METHOD
US6431814B1 (en) * 2000-02-02 2002-08-13 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated wafer stocker and sorter with integrity verification system
US6535291B1 (en) * 2000-06-07 2003-03-18 Cyberoptics Corporation Calibration methods for placement machines incorporating on-head linescan sensing
SE0003647D0 (sv) 2000-10-09 2000-10-09 Mydata Automation Ab Method, apparatus and use
US6678058B2 (en) 2000-10-25 2004-01-13 Electro Scientific Industries, Inc. Integrated alignment and calibration of optical system
US20020173876A1 (en) 2000-12-15 2002-11-21 Fisher Lance K. Board align image acquisition device with improved interface
DE10197043T1 (de) 2000-12-15 2003-11-13 Cyberoptics Corp Kamera mit verbessertem Illuminator
US7408634B2 (en) * 2001-06-21 2008-08-05 Hewlett-Packard Development Company L.P. Automated imaging with phosphorescent imaging targets
US6856694B2 (en) * 2001-07-10 2005-02-15 Eaton Corporation Decision enhancement system for a vehicle safety restraint application
US7181083B2 (en) * 2003-06-09 2007-02-20 Eaton Corporation System and method for configuring an imaging tool
SE523121C2 (sv) * 2001-09-13 2004-03-30 Optillion Ab Metod, anordning och datorprogram för att placera en optisk komponent på en bärare
CN100438746C (zh) * 2003-06-24 2008-11-26 皇家飞利浦电子股份有限公司 移动具有照相机的设备到所需位置的方法及相关系统
US6944527B2 (en) * 2003-11-07 2005-09-13 Eaton Corporation Decision enhancement system for a vehicle safety restraint application
JP2005268785A (ja) 2004-03-16 2005-09-29 Assembleon Nv 少なくとも一つのコンポーネント載置ユニットによってコンポーネントを載置するための方法およびシステム
TWI373687B (en) * 2008-06-12 2012-10-01 Coretronic Corp Calibrating apparatus, calibrating method and moving method for board carrying lens
JP4819957B1 (ja) * 2010-06-01 2011-11-24 ファナック株式会社 ロボットの位置情報復元装置および位置情報復元方法
EP2461433B1 (de) 2010-12-01 2013-03-06 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Bestücken eines Steckergehäuses
US20140082935A1 (en) * 2012-09-27 2014-03-27 Volex Plc Method for passive alignment of optical components to a substrate
EP2958201A1 (de) 2014-06-16 2015-12-23 Delphi Technologies, Inc. Vorrichtung und Verfahren zum automatischen Bestücken eines Steckergehäuses
CN109218483A (zh) * 2018-11-16 2019-01-15 东莞市沃德精密机械有限公司 自动贴装机
KR102284998B1 (ko) * 2021-03-25 2021-08-03 (주)에이티에스 카메라 모듈 이방전도성 필름 본더용 캐리어 자동 정렬장치
KR102298277B1 (ko) * 2021-04-21 2021-09-06 (주)에이티에스 캐리어 모듈 고정장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4692690A (en) * 1983-12-26 1987-09-08 Hitachi, Ltd. Pattern detecting apparatus
NL8503182A (nl) * 1985-11-19 1987-06-16 Philips Nv Inrichting voor het langs optische weg meten van een oppervlakteprofiel.
ATE69876T1 (de) * 1986-06-04 1991-12-15 Philips Nv Optische messanordnung des abstands zwischen einer oberflaeche und einer bezugsebene.
US4738025A (en) * 1986-12-23 1988-04-19 Northern Telecom Limited Automated apparatus and method for positioning multicontact component
US4978224A (en) * 1987-07-14 1990-12-18 Sharp Kabushiki Kaisha Method of and apparatus for inspecting mounting of chip components
JP2803221B2 (ja) * 1989-09-19 1998-09-24 松下電器産業株式会社 Ic実装装置及びその方法
US5278634A (en) * 1991-02-22 1994-01-11 Cyberoptics Corporation High precision component alignment sensor system
US5247844A (en) * 1991-10-25 1993-09-28 Micron Technology, Inc. Semiconductor pick-and-place machine calibration apparatus
US5237622A (en) * 1991-12-04 1993-08-17 Micron Technology, Inc. Semiconductor pick-and-place machine automatic calibration apparatus
US5547537A (en) * 1992-05-20 1996-08-20 Kulicke & Soffa, Investments, Inc. Ceramic carrier transport for die attach equipment
US5537204A (en) * 1994-11-07 1996-07-16 Micron Electronics, Inc. Automatic optical pick and place calibration and capability analysis system for assembly of components onto printed circuit boards
JPH11502311A (ja) * 1995-12-14 1999-02-23 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ コンポーネント配置装置及びこのコンポーネント配置装置によってキャリヤ上にコンポーネントを配置する方法

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