电子元件安装装置制造方法及图纸

电子元件安装装置包括：一个用来输送一个要安装的电子元件（２）的输送盘部分（４）；一个用来移动一个要安装的电子元件（２）的Ｘ－轴机器手臂（５）和Ｙ－轴机器手臂部分（６）；一个用来吸取和移动电子元件的吸头部分（７）；一个３Ｄ传感器（８）；和一个用来存储高度数据作为三维图象数据的图像存储器，因此能够在一次处理中同时地完成电子元件（２）的定位和三维形态检查。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一个用来自动地把电子元件安装到一块板(如一块印刷电路板、液晶显示面板或等离子显示面板)上的电子元件安装装置。在用于安装带有窄引线间距和窄引线宽度的方形扁平封装的电子器件和接线器这样的电子元件的电子元件安装装置中，传统的做法是在把元件安装到印刷电路板上之前对元件的引线位移进行自动检测。图9A-9D是根据已有技术的电子元件安装装置的安装过程的方框图。在大多数已有技术的电子元件安装装置中，通过如图9A-9D所示的过程顺序安装带有窄引线间距的电子元件。尤其是，在图9A所示的步骤中，装在输送盘3上的电子元件2是由安装装置的吸头部分7吸起。然后，在图9B所示的步骤中，被吸起的电子元件的图像由定位摄象机47所摄取，并且通过这些所获得的定位信息，利用图像处理装置对该电子元件2定位。在图9C所示的步骤中，利用在图9B所示的步骤中获得的位置信息，用传送型的引线位移传感器48对元件2检查共面性，或者用另外的共面检查摄象机49获取引线端部或端部阴影的图像，以便该图像容易由图像处理装置做共面检查。在图9D所示的步骤中，如果检查结果没有发现异常现象，基于图9B的步骤中获取的位置信息，对印刷电路板9以及要被安装在其上的电子元件2一同进行的校正计算。然后，把电子元件2安放在印刷电路板9上的特定位置。然而，如果用上述已有技术的电子元件安装装置，通过图9A-9D所示的步骤中顺序执行元件安装，由于在图9B的步骤中定位摄象机47和引线位移传感器48或者在图9C的步骤中共面检查摄象机49彼此实际上是分开固定的，所以这就需要在图9C的步骤中利用图9B的步骤中获取的定位信息机械地定位元件，因此各步骤的过程不能同时执行，只能顺序处理，同时要安装的元件在各个步骤需要进行移动、停止、上升/下降或其它运动处理。结果，包括安装元件的移动、停止、上升/下降或其它运动工作时间在内，图9B和图9C的步骤中处理时间会直接影响整个安装时间，因此整个安装时间由于这些运动的操作时间而增加，这是一个缺点。除此之外，当共面检查由图9C的步骤中的传送型引线位移传感器48执行时，它将必须各自地扫描要安装元件的四条边，在这里处理时间通常约是1到3秒。这种处理时间使元件安装时间延长。特别是在大量安装方形扁平封装器件和接线器中这将带来很大的缺陷。同时，还有当用共面检查摄象机49执行共面检查时，如前所述情况，考虑到摄象机的聚焦或者由于分辨率较低而分区摄取图像或其它操作，这需要较长的时间检查。这还引起安装周期的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种在需要三维形态检查(如共面检查)安装元件中，能够减少安装处理时间的电子元件安装装置，并且能够确保在元件安装中获取图像的水平和垂直两个方向的像素尺寸(分辨率)，并且还能够灵活地适用于窄间距元件如方形扁平封装器件和接线器安装情况中较高速度和较高分辨率(较高精度)的安装过程。在实现本专利技术的这些方面和其它方面，根据本专利技术的第一个方面，在这儿提供的一种电子元件安装装置包括一个用来把要安装的电子元件输送到一个底板上的元件输送部分；一个用来吸取电子元件的吸头部分；一个用来移动吸头部分的吸头部分移动器件；一个三维图像摄取器件，提供在吸头部分移动范围下面的位置，用来通过一激光光束实现线扫描元件从每条线获得元件的高度数据；一个用来存储从三维图像摄取器件获取的高度数据如三维图像数据的图像存储器；和一个用来执行对电子元件的三维图像数据图像处理的控制部分。在这种设计中，安装元件的三维图像能够通过三维图像摄取器件来获取，并且能够对该三维图像执行图像处理，通过这一处理，电子元件的定位和三维元件的形态检查能够同时完成。结果，鉴于图9所示已有技术中由摄象机定位和三维形态特性如共面检查是顺序执行(分开处理)的，而附图说明图10所示的是定位和三维检查能够同时处理的，因此元件安装时间能够大大地缩短。在此参照图10A-10C，描述本专利技术与图9A-9D所示已有技术之间的差别。图10A-10C是对应于本专利技术第一方面的一个较特殊例子的电子元件安装装置安装过程图。参照图10A-10C，附图标记2表示一个电子元件；3表示一个放置电子元件2的输送盘；7表示一个用来移动电子元件2的吸头部分；8表示一个用来捕获三维图像的三维图像摄取装置3D传感器；以及9表示一块将要在上面安装电子元件2的印刷电路板。在图10A所示的步骤中，电子元件2被吸头部分7从输送盘3吸起。如图10B所示的步骤，当电子元件2随着吸头部分7的移动在3D传感器8上移动，被吸起和移动的电子元件2的底部2a的三维图像通过移动图像处理装置G1和用3D传感器8发射的激光光束8a扫描被捕获存入图像存储器M1。然后，对这个三维图像上执行图像处理，通过这个处理来完成电子元件2的定位和三维形态检查。在图10C所示的步骤中，基于图像处理装置G1处理确定的位置信息电子元件2被安装在印刷电路板9上。根据本专利技术的第二个方面，这里提供一个依据本专利技术第一方面的电子元件安装装置，其中控制部分这样设置，以便由激光光束与电子元件在三维图像摄取器件的上方移动的方向垂直的方向上扫描获得的三维图像数据，并存储到图像存储器，同时把用来移动电子元件的移动器件的工作速度设置为常量。在这种设计中，在第一方面所描述的电子元件安装装置中，移动轴的工作速度设置为常数，并且可以消除在安装过程前后元件移动轴的不必要的停顿。因此，能够减少安装过程中的处理时间。根据本专利技术的第三方面，这里提供一个电子元件安装装置包括一个用来移动要安装的电子元件到一个底板上的移动器件；一个安置在移动器件下面位置的多棱镜；一个为多棱镜发射激光光束的半导体激光器；一个安置在多棱镜周围位置的位置传感器；和一个用来在激光光束已经投射到电子元件的下表面的位置传感器上形成图像的图像形成透镜，其中半导体激光器这样安置以便其激光光束将投射到旋转多棱镜，再反射，并且投射到通过多棱镜上方的电子元件的下表面，其中根据由移动器件使电子元件通过多棱镜上方的操作和通过多棱镜的旋转操作触发激光器扫描，计算由位置传感器的输出数据，获得元件三维图像数据并存储到图像存储器，因此，利用该三维图像同时执行电子元件的定位和形态检查。在这种设计中，电子元件的三维图像能够通过多棱镜、半导体位置传感器件、以及半导体激光器等组成的三维图像摄取器件来获取，通过这个获取的三维图像，电子元件的定位和三维形态检查能够同时完成。根据本专利技术的第四方面，这里提供一个电子元件安装装置还包括一个用来从移动器件的一个参考位置计算移动器件的移动量的移动量检测电路；一个用来基于多棱镜的转动量信号的接收从多棱镜的一个参考位置计算多棱镜的转动量的转动量检测电路；和一个用来比较移动器件的移动量和多棱镜的转动量的第一比较电路，其中当从第一比较电路获得的移动器件的移动量和多棱镜的转动量的差作为一个比较结果落在允许的范围内时，在图像存储器中的存储数据作为有效数据处理，而当上述转动量的差没有落在允许的范围内时，在图像存储器中的存储数据作为无效数据处理。根据本专利技术的第五方面，这里提供一个电子元件安装装置还包括一个用来计算每次移动器件移动速度的移动速度检测电路；一个用来基于多棱镜的转动量信号的接收计算每次多棱镜的转动速度的转动速度检测电路；一个用来彼此比较移动器件的移动速度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个电子元件安装装置，其特征在于，其中包括： 一个用来输送要安装的电子元件（２）到一个底板上的元件输送部分（４）； 一个用来吸取电子元件的吸头部分（７）； 一个用来移动吸头部分的吸头部分移动器件（５，６）； 一个三维图像摄取器件（８），提供在吸头部分移动范围下面的位置，用来通过一激光光束对元件进行线扫描，从每条线获得元件的高度数据； 一个用来存储从三维图像摄取器件获取的高度数据如三维图像数据的图像存储器（３５）；和 一个用来执行对电子元件的三维图像数据图像处理的控制部分（２１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蜂谷荣一，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]