专利名称：电子部件安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子部件安装装置，其通过设置在安装头上的吸附嘴来吸附电子部件并将其安装到基板上，特别涉及一种能够检测电子部件的吸附错误的电子部件安装装置。
背景技术：
以往，作为识别电子部件的吸附状态并检测吸附错误的电子部件安装装置，已经公知有日本特许3038905号(专利文献1)、日本特许3269041号(专利文献2)、日本特开2003-133791号(专利文献3)。
专利文献1中的电子部件安装装置，具有由多条扫描线构成的一维光传感器，该一维传感器设置在垂直方向上，并且使投光部和受光部对置。并且，该电子部件安装装置使所吸附的电子部件以横穿上述一维光传感器的扫描线的方式移动，从而获得电子部件的二维图像信息。
专利文献2中的电子部件安装装置，通过流量传感器测量抽吸空气的流量，并对该实际流量与预先存储的设计流量进行比较，以检测吸附嘴阻塞等。
专利文献3中的电子部件安装装置，通过流量传感器测量抽吸空气的流量，并对该实际流量与预先存储的设计流量进行比较，以检测有无吸附电子部件或吸附状态的好坏。
专利文献1日本特许3038905号专利文献2日本特许3269041号专利文献3日本特开2003-133791号但是，专利文献1中的装置，为了获得二维图像信息，需要处理时间，并且装置的价格也比较昂贵。
专利文献2、3中的装置，由于只通过流量传感器来检测有无吸附电子部件或吸附状态的好坏，因此在检测流量的增减微小等情况下，存在可靠性差的问题。并且，还存在无法可靠地检测出部件横立或斜立的吸附错误的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种价格低廉的电子部件安装装置，其能够可靠地检测出电子部件的吸附错误。
并且其目的还在于，能够在短时间内检测出电子部件的吸附错误。
并且，本发明的目的还在于，不管部件是横立或斜立等状态，都能够可靠地检测出吸附错误。
为了解决上述问题，本发明的第一方面为一种电子部件安装装置，包括吸附嘴10，其用于吸附电子部件；上下移动单元13，其用于使上述吸附嘴上下移动；安装头7，其保持上述吸附嘴并可沿水平方向移动；光传感器19、25、27、28，其设置在上述安装头上，由投光部和受光部构成；流量传感器16，其配置在连接上述吸附嘴和真空产生装置的空气抽吸通道中；控制单元，其进行将由上述吸附嘴吸附的电子部件安装到基板上的控制。
上述控制单元包括如下工序通过上述光传感器获得所吸附的电子部件的高度数据的工序；通过上述流量传感器测量空气流量的工序；对实测值与预先设定的设定值进行比较的比较工序；以及判定工序，该工序根据上述比较工序，来判定有无吸附电子部件以及其吸附姿态的好坏。
本发明的第二方面，在本发明的第一方面的电子部件安装装置中，上述控制单元通过对上述电子部件的高度数据的比较，来判定电子部件处于没有吸附、横立以及竖立状态，并且通过对上述空气流量数据的比较，来判定电子部件处于正常吸附和斜立状态。
本发明的第三方面，在本发明的第一方面、第二方面的电子部件安装装置中，上述控制单元在上述电子部件的吸附前和吸附后，执行高度数据的获取和空气流量的测量，从而判定电子部件的取回或吸附嘴的吸附嘴阻塞。
本发明的第四方面的电子部件安装装置，包括吸附嘴10，其用于吸附电子部件；上下移动单元13，其用于使上述吸附嘴上下移动；安装头7，其保持上述吸附嘴并可沿水平方向移动；光传感器25，其设置在上述安装头上，由投光部和受光部构成；控制单元，其进行将由上述吸附嘴吸附的电子部件安装到基板上的控制，该电子部件安装装置具有如下结构上述光传感器具有比正常吸附的电子部件的遮光面积大的检测范围，并且该光传感器的输出值根据其受光部的受光量可变，并且，上述控制单元包括测量工序，该工序通过上述光传感器向所吸附的电子部件照射光，并根据其受光量获得输出值；判定工序，该工序将在上述测量工序中得到的输出值与预先设定的设定值进行比较，从而判定有无吸附上述电子部件以及其吸附姿态的好坏。
本发明的第五方面，在本发明的第四方面的电子部件安装装置中，具有可变单元22、29、30，其可根据上述电子部件的形状，改变上述光传感器的检测范围。
根据本发明的第一方面，能够通过价格低廉的装置可靠且在短时间内检测出电子部件的吸附错误。
根据本发明的第二方面，能够可靠地检测出电子部件的横立、斜立等吸附错误。
根据本发明的第三方面，能够可靠地检测出电子部件的取回或吸附嘴的吸附嘴阻塞。
根据本发明的第四、五方面，能够在更短的时间内检测出电子部件的吸附错误。
图1是表示第一实施方式的电子部件安装装置的概要的立体图。
图2是第一实施方式的安装头的放大立体图。
图3是表示第一实施方式的吸附嘴和流量传感器的配置的立体图。
图4是第一实施方式的流程图。
图5是第一实施方式的流程图。
图6是表示第一实施方式的电子部件的吸附状态的主视图。
图7是第二实施方式的光电传感器(光传感器)的立体图。
图8是第二实施方式的进行电子部件识别的情况的说明图。
图9是表示第二实施方式的传感器输出与遮光面积的关系的说明图。
图10是其他实施方式的安装头的放大立体图。
图11是其他实施方式的吸附嘴前端的详细图。
图12是其他实施方式的安装头的放大立体图。
标号说明10吸附嘴；13Z轴电动机(上下移动单元)；7安装头；19光电传感器(光传感器)；16流量传感器；25光传感器；27光传感器；28光传感器；22狭缝件(可变单元)；29可变单元；30可变单元。
具体实施例方式
根据图1至图6说明本发明的第一实施方式。
电子部件安装装置在基台1的中央部的X方向上设有一对输送道2。输送道2沿X方向输送用于安装电子部件的基板3。并且，在输送道2的上端部设有未图示的基板保持部。该基板保持部是将所输送的基板3保持并定位在规定位置的装置。
在输送道2的两侧配置有电子部件的供给部4。在各供给部4上并列设置有多个带式供料器5。带式供料器5支承收容有电子部件的带，并步进进给(ピツチ送り)该带以供给电子部件。
在基台1上表面的两端部，在Y方向上设有一对Y轴框架8。在这对Y轴框架8上支承有X轴框架6的两端部。在Y轴框架8上，设有借助于未图示的电动机和传动带等的Y轴移动单元。当驱动Y轴移动单元时，X轴框架6沿Y方向水平移动。
在X轴框架6上设有安装头7。在X轴框架6上设有借助于未图示的电动机和传动带等的X轴移动单元。当驱动X轴移动单元时，安装头7沿X方向移动。
在基台1的上表面的输送道2与供给部4之间配置有摄像机9。摄像机9配置成与安装头7的移动路径对置。并且，摄像机9从下方拍摄安装头7或吸附嘴10，以识别电子部件，从而检测其位置偏移。
接下来，参照图2，说明安装头7的结构。
安装头7是复式安装头，由四组单位安装头7a构成。在各单位安装头7a上，沿着上下方向设有吸附嘴轴11。在该吸附嘴轴11的上端部，连接有独立驱动的θ轴电动机12。当θ轴电动机12转动时，吸附嘴轴11以其轴心为中心转动。
并且，吸附嘴轴11通过未图示的齿轮与作为上下移动单元的Z轴电动机13连接，当驱动Z轴电动机13时，吸附嘴轴11上下移动。在各吸附嘴轴11的末端安装有吸附嘴10。
在吸附嘴10的下端侧，在每个单位安装头7a上设有由投光器17和受光器18构成的、作为光传感器的光电传感器19。
光电传感器19的投光器17和受光器18分别安装在安装头7上，并且配置在一条直线上，以便使从投光器17发出的光可入射到受光器18。另外，光电传感器19是进行点发光的点式光电传感器，其光轴可与吸附嘴10的下端侧交叉。在安装头7上配置有未图示的基板识别摄像机，使安装头7移动，通过用该基板识别摄像机拍摄基板标记，来识别被定位保持的基板的位置。
下面，参照图3，说明附设在吸附嘴10上的抽吸机构。
吸附嘴轴11为中空部件，在其下端安装有吸附嘴10。吸附嘴10形成有朝向末端贯穿的吸附孔。通过该吸附孔和贯穿吸附嘴轴的中空孔11a形成空气抽吸通道。在该空气抽吸通道的吸附嘴轴11上，从上游侧依次安装有真空产生装置15和流量传感器16。真空产生装置15是通过喷射压缩空气来产生真空的喷射式真空装置。另外，流量传感器16是根据下游侧和上游侧的温度差来测量空气抽吸通道的流量的传感器。并且，根据真空发生装置15的工作，通过流量传感器16来测量在空气抽吸通道中产生的空气流量。
接下来，说明控制电子部件安装装置的未图示的控制器(控制单元)。
控制器包括控制装置整体的微型计算机(CPU)、RAM、ROM或闪存。这些存储器中，按每个电子部件，存储有作为预先设定的设计值的高度数据或空气流量数据。
并且，在控制器上连接有X轴移动单元的电动机、Y轴移动单元的电动机、θ轴电动机12、Z轴电动机13、光电传感器19、真空产生装置15、流量传感器16等。
下面，参照图4、图5、图6，说明检测电子部件的吸附状态的步骤。
通过作为控制单元的控制器来执行以下动作。
当电子部件的安装动作开始时，首先，将基板3搬入到输送道2上，基板3被沿X方向输送。然后，通过未图示的基板保持部，将基板3定位保持在规定位置上(S1)。
之后，使安装头7移动，通过未图示的基板识别摄像机拍摄基板标记，以识别被定位保持的基板的位置(S2)。
接下来，使安装头7朝向供给部4移动(S3)。
接着，在安装头7向供给部4移动的过程中，针对没有吸附电子部件的吸附嘴10驱动Z轴电动机13。然后，使吸附嘴轴11逐渐下降，在光电传感器19的输出值急剧变化的情况下，从Z轴电动机13的编码器输出此时的Z轴高度。将该Z轴高度作为Z0(识别吸附嘴下端的值)，并存储在闪存内(S4)。
然后，将前一次的使用同一类型的吸附嘴测量的、未吸附电子部件的状态下的Z0a值，与S4中的Z0值进行比较，在其差|Z0a-Z0|大于设定值的情况下，判定为异常(电子部件的取回等)，并前进至S13，在|Z0a-Z0|在设定值范围内的情况下，前进至S6(S5)。
接着，在安装头7向供给部4移动过程中，驱动真空产生装置15。并且，针对没有吸附电子部件的吸附嘴10，使用流量传感器16测量空气抽吸通道的流量。把该空气流量作为F0，并存储到闪存内(S6)。
接下来，将前一次的使用同一类型的吸附嘴测量的、未吸附电子部件的状态下的F0a值，与S7中的F0值进行比较，在其差|F0a-F0|大于设定值的情况下，判定为异常(吸附嘴阻塞)，并前进至S13，当|F0a-F0|在设定值范围内的情况下，前进至S8(S7)。
接下来，在安装头7移动到供给部4之后，使吸附嘴10下降，在吸附嘴10吸附电子部件之后，使吸附嘴10上升(S8)。
接下来，在S9中，在使吸附嘴10上升时，在光电传感器19的输出值急剧变化的情况下，从Z轴电动机13的编码器输出此时的Z轴高度。把该Z轴高度为作Z1(识别吸附嘴的吸附有电子部件的下端面的值)，并存储在闪存内(S9)。
接下来，在S10中，在使吸附嘴10上升时，驱动真空产生装置15。并且，针对吸附有电子部件的吸附嘴10，使用流量传感器16测量空气抽吸通道的流量。将该空气流量作为F1，并存储在闪存内(S10)。
然后，根据图5的流程图，使用先前测量的Z0、Z1、F0、F1值来判定电子部件的吸附状态(S11)。
首先，将Z轴高度数据的差|Z0-Z1|(电子部件厚度数据)与按每个部件种类预先设定的值(设定值Zx～Zy)进行比较，在|Z0-Z1|小于设定值的情况下，判定为没有吸附，在|Z0-Z1|大于设定值的情况下，判定为图6(b)所示的横立、图6(c)所示的竖立，在|Z0-Z1|在设定值的范围内的情况下，进入下一步骤S11B(S11A)。
另外，图6(b)所示的横立的状态是指这样的状态吸附嘴吸附电子部件的一个侧面，以底面为基准，吸附嘴相比于平常上升了ΔZ1。另外，图6(c)所示的竖立的状态是指这样的状态吸附嘴吸附电子部件的其他侧面，以底面为基准，吸附嘴相比于平常上升了ΔZ2。
接着，将电子部件吸附前和吸附后的流量传感器的输出差|F0-F1|与按每个部件种类预先设定的值(设定值Fx)进行比较，在其差|F0-F1|小于等于设定值的情况下，判定为图6(d)所示的斜立，在|F0-F1|大于设定值的情况下，判定为图6(a)所示的正常吸附(S11B)。
如图6(d)所示，所谓斜立的状态是指，吸附嘴吸附电子部件的角部，高度数据与正常吸附时大致相同。
然后，返回图4，判定部件吸附状态是否正常。在上述步骤中，在没有吸附、横立、竖立、斜立的情况下，判断为不正常，并前进至S13，在正常吸附的情况下，前进至S14(S12)。
在S5中在Z0不正常的情况下、或在S7中在F0不正常的情况下、或在S12中在不是正常吸附的情况下，判断为作为吸附姿态不良的横立、竖立、斜立、没有吸附等吸附错误、吸附嘴安装不良、或吸附嘴选择不良等。并且，停止安装动作，通过警报装置向作业人通知异常，在错误处理结束之后，前进至S3(S13)。
接着，在正常吸附的情况下，在使安装头7移动到与摄像机9对置的位置之后，进行所吸附的电子部件的识别(S14)。
然后，根据识别结果，在安装头7移动到基板3的规定位置、并驱动θ轴电动机12进行位置调整之后，驱动Z轴电动机13，将电子部件安装到基板3上(S15)。
之后，判定所有部件的安装是否完成，在未完成的情况下回到S3，在完成了的情况下，结束安装动作。
根据上述第一实施方式，具有如下工序通过光传感器19，获得所吸附的电子部件的高度数据的工序；通过上述流量传感器16测量空气流量的工序；把所述实测值与预先设定的设定值进行比较的比较工序；判定工序，该工序根据上述比较工序，来判定有无吸附电子部件以及其吸附姿态的好坏。因此，能够可靠且在短时间内检测出电子部件的吸附错误。
另外，通过上述电子部件的高度数据的比较，来判定电子部件处于没有吸附和横立状态，通过上述空气流量数据的比较，来判定电子部件处于正常吸附和斜立状态。因此，能够可靠地检测出电子部件的横立等吸附错误。
下面，根据图7、图8、图9，说明本发明的第二实施方式。
第二实施方式中使用的是与第一实施方式不同类型的光传感器，只对其结构和吸附状态的判定进行说明，而省略其它的说明。
图7是模拟输出式光电传感器(光传感器)的立体图。图8是对使用该类型的光传感器来识别电子部件的情况进行说明的图。图9是表示在使用该类型的光传感器的情况下的传感器输出与遮光面积之间的关系的说明图。
模拟输出式光电传感器(光传感器)25由投光部21和未图示的受光部构成。投光部21由光源和狭缝件(slit)(可变单元)22构成，上述光源由发光二极管等构成，而上述狭缝件具有长方形窗口，该长方形窗口是为了将从光源发出的光限制在光轴23上而形成的。并且，未图示的受光部的受光范围与投光部的投光范围22a大致一致。另外，光电传感器25的投光部21和受光部22分别固定在安装头7上，并且配置在一条直线上，以便使从光电传感器25的投光器发出的光能够入射到受光器中。
光从光电传感器25的投光部发出，并且把在直线上连接投光侧的窗口和受光侧的窗口而形成的范围作为检测范围22a。如图8(a)所示，检测范围22a被设定成具有与正常吸附的电子部件20的侧面相同的形状的长方形，其大小设定成比电子部件略大。并且，在图8(c)的竖立、图8(d)的斜立的情况下，电子部件从检测范围22a突出，受光量增加，因而传感器输出增加。另外，在图8(b)的横立的情况下，虽然电子部件从检测范围22a突出，但是受光量减少，因而传感器输出减少。另一方面，在没有吸附电子部件的情况下，电子部件遮蔽光轴的面积，即遮光面积为0，传感器输出为最大Gmax。
接下来，说明第二实施方式的动作。
第二实施方式与第一实施方式相比，吸附测量位置和吸附状态的判定工序不同。对该不同的部分进行说明，而省略其它说明。
以下动作是通过作为控制单元的控制器来执行的。
当驱动Z轴电动机13时，吸附电子部件20的吸附嘴10上升。并且，当上述吸附嘴10移动到吸附嘴10的下端与光电传感器25的投光范围22a的上端部一致的位置时，从光电传感器25照射光。另外，根据电子部件的吸附状态(遮蔽面积)，光电传感器25的受光部的受光量发生变化，因而光电传感器25的输出值变化。例如，正常吸附时的传感器输出值为Ga、横立吸附时为Gb、竖立吸附时为Gc、斜立吸附时为Gd、没有吸附时为Gmax。
然后，对测量值与预先设定在控制器中的正常吸附的设定值Gx～Gy(Ga±0.5V)进行比较，判定为在Gx～Gy的范围内的Ga值是正常吸附。并且能够判定在Gx1～Gy1的范围内的Gb为横立吸附；在Gx2～Gy2的范围内的Gd为斜立吸附，Gx3～Gy3的范围内的Gc为竖立吸附，Gmax为没有吸附。
与第一实施方式相比，第二实施方式通过将吸附嘴10设定在规定高度，能够判定有无吸附部件以及吸附姿态的好坏，能够缩短识别时间。并且，在第二实施方式中，可根据所吸附的电子部件的形状，来变更作为可变单元的狭缝件22，从而能够变更检测范围22a。
另外，在第二实施方式中，由于具有多个受光量设定值、正常吸附设定范围、竖立吸附范围、横立吸附范围、斜立吸附范围、没有吸附设定范围范围，因此能够在更短的时间内检测出电子部件的正常吸附、横立吸附、竖立吸附、斜立吸附、没有吸附等吸附错误。
本发明并不限定于上述实施方式，可以进行各种变更。
例如，在第一实施方式中，通过对没有吸附电子部件的状态下的Z轴高度数据Z0与Z0a进行比较，来判定电子部件的取回。代替该方法，可以容易地想到以下方法对吸附电子部件的状态下的Z轴高度数据Z1和前一次的Z轴高度数据Z1a进行比较，当数据差很大的情况下，判定为电子部件被取回。
另外，在第一实施方式中，通过对没有吸附电子部件的状态下的空气流量F0与F0a进行比较，来判定吸附嘴的阻塞。代替该方法，可以容易地想到以下方法对吸附电子部件的状态下的空气流量F1与前一次空气流量F1a进行比较，当数据差很大的情况下，判定为吸附嘴阻塞。
并且，还可以容易地想到在Z1与Z1a、F1与F1a比较的结果没有很大的差的情况下，在将存储在闪存内的值分别覆盖并保存后，进行下一个安装动作。
另外，在上述实施方式中，将光传感器19、25设置在各吸附嘴上，代替该方法，还可以容易地想到以下方法如图10所示，设置一组光传感器28、29，使各Z轴电动机13升降，以识别被个别吸附的电子部件。
并且，第二实施方式的投光范围22a的形状并不限定于长方形，可以进行各种变更。例如，如图11所示，在检测范围相比于所吸附的电子部件过大或过小的情况下，如图12所示，能够使用可变更检测范围的可变单元。
该可变单元由设置了多个狭缝的一对遮光板29、30构成。还可容易地想到以下方法根据电子部件的大小，使该遮光板29、30转动，以便能够获得最佳检测范围22a。另外，也可以容易地想到以下方法在缩小了检测范围的情况下，提高光传感器的放大增益；在增大了检测范围的情况下，减小光传感器的放大增益，以使检测灵敏度最佳。
并且，在第二实施方式中，具有多个受光量设定值、正常吸附设定范围、竖立吸附范围、横立吸附范围、斜立吸附范围、没有吸附设定范围范围，但是代替它们，可以容易地想到设定成正常吸附设定范围和除此之外的吸附错误范围。
并且，还可以容易地想到在第一实施方式中使用第二实施方式的光传感器。
另外，关于上述实施方式的错误处理，在吸附错误的情况下可使部件作废，或者在吸附嘴阻塞的情况下，可进行吸附嘴的清洗或更换吸附嘴轴内的过滤器等。
权利要求
1.一种电子部件安装装置，包括吸附嘴，其用于吸附电子部件；上下移动单元，其用于使上述吸附嘴上下移动；安装头，其保持上述吸附嘴并可沿水平方向移动；光传感器，其设置在上述安装头上，由投光部和受光部构成；流量传感器，其配置在连接上述吸附嘴和真空产生装置的空气抽吸通道中；控制单元，其进行将由上述吸附嘴吸附的电子部件安装到基板上的控制，其特征在于，上述控制单元包括通过上述光传感器获得所吸附的电子部件的高度数据的工序；通过上述流量传感器测量空气流量的工序；将实测值与预先设定的设定值进行比较的比较工序；以及判定工序，该工序根据上述比较工序，来判定有无吸附电子部件以及其吸附姿态的好坏。
2.根据权利要求1所述的电子部件安装装置，其特征在于，上述控制单元通过对上述电子部件的高度数据的比较，来判定电子部件处于没有吸附、横立以及竖立的状态，并且通过对上述空气流量数据的比较，来判定电子部件处于正常吸附和斜立的状态。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件安装装置，其特征在于，上述控制单元在上述电子部件的吸附前和吸附后，执行获得高度数据的工序和测量空气流量的工序，从而判定电子部件的取回或吸附嘴的吸附嘴阻塞。
4.一种电子部件安装装置，包括吸附嘴，其用于吸附电子部件；上下移动单元，其用于使上述吸附嘴上下移动；安装头，其保持上述吸附嘴并可沿水平方向移动；光传感器，其设置在上述安装头上，由投光部和受光部构成；控制单元，其进行将由上述吸附嘴吸附的电子部件安装到基板上的控制，其特征在于，上述光传感器具有比正常吸附的电子部件的遮光面积大的检测范围，并且该光传感器的输出值根据其受光部的受光量可变；并且上述控制单元包括测量工序，该工序通过上述光传感器向所吸附的电子部件照射光，并根据其受光量获得输出值；判定工序，该工序将在上述测量工序中得到的输出值与预先设定的设定值进行比较，从而判定有无吸附上述电子部件以及其吸附姿态的好坏。
5.根据权利要求4所述的电子部件安装装置，其特征在于，具有可变单元，其可根据上述电子部件的形状，改变上述光传感器的检测范围。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种电子部件安装装置，其可通过价格低廉的装置可靠地检测出电子部件的吸附错误。该电子部件安装装置包括光传感器(19)，其设置在安装头上，由投光部和受光部构成；流量传感器(16)，其配置在连接吸附嘴和真空产生装置的空气抽吸通道中；控制单元，其进行将由上述吸附嘴吸附的电子部件安装到基板上的控制，控制单元包括通过光传感器(19)获得所吸附的电子部件的高度数据的工序；通过上述流量传感器(16)测量空气流量的工序；将实测值与预先设定的设定值进行比较的比较工序；以及判定工序，该工序根据上述比较工序，来判定有无吸附电子部件以及其吸附姿态的好坏。
文档编号H05K13/00GK1849060SQ20061007263
公开日2006年10月18日 申请日期2006年4月5日 优先权日2005年4月5日
发明者八幡直幸, 齐藤胜, 安西洋 申请人:重机公司