(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024157926
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】実装装置、実装方法、及び電子デバイスの製造方法
(51)【国際特許分類】
H05K 13/04 20060101AFI20241031BHJP
H05K 3/34 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
H05K13/04 A
H05K3/34 505B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023072600
(22)【出願日】2023-04-26
(71)【出願人】
【識別番号】000003399
【氏名又は名称】ＪＵＫＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】仲河 翔平
(72)【発明者】
【氏名】前川 幸毅
(72)【発明者】
【氏名】野寄 喜高
(72)【発明者】
【氏名】大野 勝彦
【テーマコード（参考）】
5E319
5E353
【Ｆターム（参考）】
5E319AA03
5E319CC46
5E319CD04
5E319CD27
5E319CD35
5E319GG15
5E353BC10
5E353CC01
5E353EE02
5E353EE03
5E353EE63
5E353GG33
5E353GG41
5E353GG50
5E353JJ02
5E353JJ07
5E353KK03
5E353KK11
5E353LL10
5E353MM02
5E353MM08
5E353NN18
5E353QQ12
(57)【要約】
【課題】立体基板の表面の実装位置に部品を実装する場合において、装置に依存しない基板データを用いて、実装位置を水平にすること。
【解決手段】実装装置は、立体基板を支持するステージと、立体基板に部品を実装する実装ヘッドと、立体基板の表面における部品の実装位置及び実装位置における立体基板の表面の法線ベクトルを示す基板データを記憶する基板データ記憶部と、ステージの機構パラメータを記憶するステージデータ記憶部と、基板データと機構パラメータに基づいて、法線ベクトルが所定面に直交するように、ステージを制御するステージ制御部と、実装位置における立体基板の表面の法線ベクトルが所定面に直交した状態で、実装位置に部品が実装されるように、実装ヘッドを制御するヘッド制御部を備える。
【選択図】図２８
【解決手段】実装装置は、立体基板を支持するステージと、立体基板に部品を実装する実装ヘッドと、立体基板の表面における部品の実装位置及び実装位置における立体基板の表面の法線ベクトルを示す基板データを記憶する基板データ記憶部と、ステージの機構パラメータを記憶するステージデータ記憶部と、基板データと機構パラメータに基づいて、法線ベクトルが所定面に直交するように、ステージを制御するステージ制御部と、実装位置における立体基板の表面の法線ベクトルが所定面に直交した状態で、実装位置に部品が実装されるように、実装ヘッドを制御するヘッド制御部を備える。
【選択図】図２８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
立体基板を支持するステージと、
前記立体基板に部品を実装する実装ヘッドと、
前記立体基板の表面における前記部品の実装位置及び前記実装位置における前記立体基板の表面の法線ベクトルを示す基板データを記憶する基板データ記憶部と、
前記ステージの機構パラメータを記憶するステージデータ記憶部と、
前記基板データと前記機構パラメータとに基づいて、前記法線ベクトルが水平面に直交するように、前記ステージを制御するステージ制御部と、
前記実装位置における前記立体基板の表面の前記法線ベクトルが前記水平面に直交した状態で、前記実装位置に前記部品が実装されるように、前記実装ヘッドを制御するヘッド制御部と、を備える、
実装装置。
前記立体基板に部品を実装する実装ヘッドと、
前記立体基板の表面における前記部品の実装位置及び前記実装位置における前記立体基板の表面の法線ベクトルを示す基板データを記憶する基板データ記憶部と、
前記ステージの機構パラメータを記憶するステージデータ記憶部と、
前記基板データと前記機構パラメータとに基づいて、前記法線ベクトルが水平面に直交するように、前記ステージを制御するステージ制御部と、
前記実装位置における前記立体基板の表面の前記法線ベクトルが前記水平面に直交した状態で、前記実装位置に前記部品が実装されるように、前記実装ヘッドを制御するヘッド制御部と、を備える、
実装装置。
【請求項2】
前記基板データと前記機構パラメータから、ＮＣデータを作成するＮＣデータ変換部を持つ、
請求項１に記載の実装装置。
請求項１に記載の実装装置。
【請求項3】
前記ＮＣデータと前記機構パラメータから、基板データを作成する基板データ変換部を持つ、
請求項２に記載の実装装置。
請求項２に記載の実装装置。
【請求項4】
ステージに支持される立体基板の表面における部品の実装位置及び前記実装位置における前記立体基板の表面の法線ベクトルを示す基板データと、前記ステージの機構パラメータとに基づいて、前記法線ベクトルが水平面に直交するように、前記ステージに制御することと、
前記実装位置における前記立体基板の表面の前記法線ベクトルが前記水平面に直交した状態で、前記実装位置に実装ヘッドで部品を実装することを含む、
実装方法。
前記実装位置における前記立体基板の表面の前記法線ベクトルが前記水平面に直交した状態で、前記実装位置に実装ヘッドで部品を実装することを含む、
実装方法。
【請求項5】
前記実装位置が修正された時のＮＣデータと、前記ステージの機構パラメータとに基づいて、前記基板データを作り直す、
請求項４に記載の実装方法。
請求項４に記載の実装方法。
【請求項6】
前記立体基板にクリーム半田を塗布することと、
請求項４に記載の実装方法で前記立体基板に前記部品を実装することを含む、
電子デバイスの製造方法。
請求項４に記載の実装方法で前記立体基板に前記部品を実装することを含む、
電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で開示する技術は、実装装置、実装方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
実装装置に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような、立体基板に部品を実装する３次元実装装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１８／２０７３１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
立体基板に部品を実装する場合、立体基板の表面における部品の実装位置が水平になるように、立体基板を支持するステージを制御する必要がある。従来の実装装置では、各モータ軸の動作位置を記述したＮＣデータに基づいて部品の実装が行われる。基板が平面で水平に保たれている従来の実装装置では、実装ヘッドの動作平面と基板平面が平行であるので、実装位置のティーチング、あるいは、アライメントマーク補正によってＮＣデータを修正することは、単に座標位置を水平にオフセットさせるのみであり容易であった。従来のＮＣデータは基板の部品実装位置と対応しており、容易に基板データとして他の装置でも使用が可能であった。しかしながら、立体基板に対して、ステージを回転させる事で基板を傾斜させ、実装位置の面を水平にしながら部品を実装する場合、ＮＣデータはステージの機構構成の影響を受ける。その為、他の装置で同じデータを使用する為には、ＮＣデータから基板上の実装位置を示す基板データへの変換、および、基板データからＮＣデータへの変換が必要とされる。また、実装装置で装着位置のティーチング等でＮＣデータが修正された時には、ＮＣデータから基板データへの変換が必要とされる。
【0005】
本明細書で開示する技術は、立体基板の表面の実装位置に部品を実装する場合において、複数の装置間で同じデータを使用して、実装位置を水平にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書は、実装装置を開示する。実装装置は、立体基板を支持するステージと、立体基板に部品を実装する実装ヘッドと、立体基板の表面における部品の実装位置及び実装位置における立体基板の表面の法線ベクトルを示す基板データを記憶する基板データ記憶部と、ステージの回転軸の位置等の機構パラメータを記憶するステージデータ記憶部と、機構パラメータに基づいて、法線ベクトルが所定面に直交する（基板面が水平になる）ように、ステージを制御するステージ制御部と、実装位置における立体基板の表面の法線ベクトルが所定面に直交した状態で、実装位置に部品が実装されるように、実装ヘッドを制御するヘッド制御部と、基板データからＮＣデータを作成するＮＣデータ変換部と、ＮＣデータから基板データを作成する基板データ変換部を備える。
【発明の効果】
【0007】
本明細書で開示する技術によれば、立体基板の表面の実装位置に部品を実装する場合において、基板データから機構パラメータを使用してＮＣデータを作成し、実装位置を水平にした状態で部品を実装することができる。逆に、修正したＮＣデータから基板データを作成して、複数の装置間で共有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。実施形態においては、ＸＹＺ直交座標系を規定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しながら各部の位置関係について説明する。所定面のＸ軸に平行な方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸に直交する所定面のＹ軸に平行な方向をＹ軸方向とする。所定面に直交するＺ軸に平行な方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向を中心とする回転方向又は傾斜方向をθＸ方向とする。Ｙ軸方向を中心とする回転方向又は傾斜方向をθＹ方向とする。Ｚ軸方向を中心とする回転方向又は傾斜方向をθＺ方向とする。実施形態において、所定面と水平面とは平行である。Ｚ軸は鉛直軸に平行であり、Ｚ軸方向は上下方向である。＋Ｚ側は上側であり、－Ｚ側は下側である。なお、所定面は、水平面に対して傾斜してもよい。また、実施形態においては、Ｘ軸及びＹ軸を含む所定面を適宜、ＸＹ平面、と称する。
【0010】
［基板］
図１は、実施形態に係る基板１及び部品２を示す斜視図である。実施形態において、基板１は、立体基板である。立体基板とは、非平面の表面を有する基板をいう。基板１の表面は、曲面を含む。基板１の表面の少なくとも一部は、曲面状である。基板１の表面は、角部を含んでもよい。基板１の表面に突起部が設けられてもよい。
図１は、実施形態に係る基板１及び部品２を示す斜視図である。実施形態において、基板１は、立体基板である。立体基板とは、非平面の表面を有する基板をいう。基板１の表面は、曲面を含む。基板１の表面の少なくとも一部は、曲面状である。基板１の表面は、角部を含んでもよい。基板１の表面に突起部が設けられてもよい。
【0011】
基板１の表面に電気回路が設けられる。実施形態において、基板１は、インモールド成形技術により形成される。基板１は、曲面状の表面を有する基材１Ａと、基材１Ａの表面に接合されたフィルム１Ｂとを含む。フィルム１Ｂは、柔軟性がある。フィルム１Ｂは、フレキシブルフィルムである。フィルム１Ｂは、電気回路を含む。基板１の表面は、フィルム１Ｂの表面を含む。
【0012】
部品２は、電子部品を含む。部品２は、ボディから突出するリードを有するリード型電子部品でもよい。部品２は、リードを有しないチップ型電子部品でもよい。基板１の表面に部品２が実装されることにより、電子デバイスが製造される。
【0013】
［パレット］
図２は、実施形態に係る基板１を支持するパレット３を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る基板１及びパレット３を示す分解斜視図である。パレット３は、基板１を支持する。実施形態において、基板１は、パレット３に支持された状態で取り扱われる。パレット３は、基板１を支持する支持部材４と、基板１を固定するクランプ機構５とを有する。
図２は、実施形態に係る基板１を支持するパレット３を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る基板１及びパレット３を示す分解斜視図である。パレット３は、基板１を支持する。実施形態において、基板１は、パレット３に支持された状態で取り扱われる。パレット３は、基板１を支持する支持部材４と、基板１を固定するクランプ機構５とを有する。
【0014】
支持部材４は、基板１を－Ｚ側から支持するベース部４Ａと、ベース部４Ａの＋Ｙ側及び－Ｙ側のそれぞれに設けられるガード部４Ｂと、基板１を＋Ｙ側及び－Ｙ側のそれぞれから支持する複数のピン部４Ｃとを含む。
【0015】
ベース部４Ａは、複数の開口を有するプレート状である。ベース部４Ａに２つの孔４Ｄが設けられる。孔４Ｄは、ベース部４Ａの上面と下面とを貫通する。
【0016】
ガード部４Ｂは、Ｘ軸方向に長い。ガード部４Ｂは、一対設けられる。一対のガード部４Ｂは、Ｙ軸方向に相互に離れている。一方のガード部４Ｂは、ベース部４Ａの上面の＋Ｙ側の端部から＋Ｚ側に突出する。他方のガード部４Ｂは、ベース部４Ａの上面の－Ｙ側の端部から＋Ｚ側に突出する。
【0017】
複数のピン部４Ｃのそれぞれは、ベース部４Ａの上面から＋Ｚ側に突出する。一部のピン部４Ｃは、ベース部４Ａの中心よりも＋Ｙ側に配置される。一部のピン部４Ｃは、ベース部４Ａの中心よりも－Ｙ側に配置される。ベース部４Ａの中心よりも＋Ｙ側に配置される複数のピン部４Ｃは、基板１の＋Ｙ側の端部を支持する。ベース部４Ａの中心よりも－Ｙ側に配置される複数のピン部４Ｃは、基板１の－Ｙ側の端部を支持する。
【0018】
クランプ機構５は、支持部材４に設けられる。クランプ機構５は、基板１を支持部材４に固定する。クランプ機構５は、基板１の－Ｘ側の端部を支持する一対の支持部５Ａと、基板１の＋Ｘ側の端部を支持する可動部５Ｂとを含む。可動部５Ｂは、ベース部４Ａの上面においてＸ軸方向に移動可能である。支持部５Ａと可動部５Ｂとの間に基板１が配置された状態で、可動部５Ｂが－Ｘ方向に移動することにより、基板１が支持部５Ａと可動部５Ｂとに挟まれる。基板１は、支持部５Ａと可動部５Ｂとに挟まれることにより、パレット３に固定される。
【0019】
実施形態において、パレット３は、情報媒体８０を有する。情報媒体８０は、基板１に係る基板データを保持する。実施形態において、情報媒体８０は、２次元コードである。なお、情報媒体８０は、１次元バーコードでもよい。情報媒体８０は、ＲＦタグでもよい。実施形態において、情報媒体８０は、ベース部４Ａの上面の一部に取り付けられる。情報媒体８０は、基板１に重複しないように配置される。
【0020】
［生産システム］
図４は、実施形態に係る電子デバイスの生産システム１０を模式的に示す図である。図４に示すように、生産システム１０は、３次元計測装置１１と、実装装置１２と、予熱装置１３と、レーザ照射装置１４と、検査装置１５と、管理装置１６とを備える。３次元計測装置１１、実装装置１２、予熱装置１３、レーザ照射装置１４、及び検査装置１５により、電子デバイスの生産ライン１７が構築される。
図４は、実施形態に係る電子デバイスの生産システム１０を模式的に示す図である。図４に示すように、生産システム１０は、３次元計測装置１１と、実装装置１２と、予熱装置１３と、レーザ照射装置１４と、検査装置１５と、管理装置１６とを備える。３次元計測装置１１、実装装置１２、予熱装置１３、レーザ照射装置１４、及び検査装置１５により、電子デバイスの生産ライン１７が構築される。
【0021】
３次元計測装置１１は、基板１の表面の３次元形状を計測する。３次元計測装置１１は、例えば位相シフト法に基づいて、基板１の表面の３次元形状を計測する。実施形態において、３次元計測装置１１は、パレット３に固定された基板１の表面の３次元形状を計測する。基板１は、パレット３に固定された状態で、３次元計測装置１１により計測される。３次元計測装置１１により計測された基板１の表面の３次元形状を示す３次元データは、管理装置１６に送信される。３次元計測装置１１により計測された基板１は、パレット３に固定された状態で、実装装置１２に搬送される。
【0022】
実装装置１２は、基板１に部品２を実装する。生産ライン１７において、実装装置１２は、少なくとも１台設けられる。なお、実装装置１２は、複数台設けられてもよい。
【0023】
【0024】
実装装置１２は、ベース部材１８と、搬送装置１９と、ステージ２０と、ステージ移動装置２１と、部品供給装置２２と、ノズル２３を含む実装ヘッド２４と、基板カメラ２５と、高さセンサ２６と、ヘッド移動装置２７と、ノズル移動装置２８と、チャンバ２９と、開閉カバー３０と、窓３１と、表示装置３２と、入力装置３３とを備える。
【0025】
ベース部材１８は、搬送装置１９、ステージ２０、ステージ移動装置２１、部品供給装置２２、実装ヘッド２４、ヘッド移動装置２７、及びノズル移動装置２８のそれぞれを支持する。
【0026】
【0027】
搬送装置１９は、基板１を支持したパレット３をＸ軸方向に搬送する。搬送装置１９は、３次元計測装置１１から供給されたパレット３を実装装置１２の処理位置に搬送する。処理位置は、搬送装置１９の搬送経路に規定される。
【0028】
搬送装置１９は、パレット３をＸ軸方向に搬送する搬送ベルト１９Ａと、パレット３をガイドするガイド部材１９Ｂとを有する。
【0029】
ガイド部材１９Ｂは、Ｘ軸方向に長い。ガイド部材１９Ｂは、一対設けられる。一対のガイド部材１９Ｂは、Ｙ軸方向に相互に離れている。一方のガイド部材１９Ｂは、パレット３よりも＋Ｙ側に配置される。他方のガイド部材１９Ｂは、パレット３よりも－Ｙ側に配置される。
【0030】
搬送ベルト１９Ａは、環状である。搬送ベルト１９Ａは、一対設けられる。搬送ベルト１９Ａは、駆動プーリ及び従動プーリを介してガイド部材１９Ｂに支持される。搬送ベルト１９Ａは、駆動プーリ及び従動プーリに掛けられる。一方の搬送ベルト１９Ａは、一方のガイド部材１９Ｂに支持される。他方の搬送ベルト１９Ａは、他方のガイド部材１９Ｂに支持される。
【0031】
一対の搬送ベルト１９Ａのうち、＋Ｙ側に配置される搬送ベルト１９Ａは、パレット３の下面の＋Ｙ側の端部を支持する。－Ｙ側に配置される搬送ベルト１９Ａは、パレット３の下面の－Ｙ側の端部を支持する。不図示のドライブモータにより駆動プーリが回転することにより、パレット３がＸ軸方向に搬送される。
【0032】
不図示のアクチュエータにより、一方のガイド部材１９Ｂは、他方のガイド部材１９Ｂに対してＹ軸方向に移動可能である。一方のガイド部材１９Ｂと他方のガイド部材１９ＢとがＹ軸方向に離れることにより、搬送ベルト１９Ａによるパレット３の支持が解除される。
【0033】
【0034】
ステージ２０は、パレット３を介して基板１を支持する。ステージ２０は、処理位置に搬送されたパレット３を－Ｚ側から支持する。ステージ２０の上面に２本の位置決め部材２０Ａが設けられる。位置決め部材２０Ａは、パレット３の孔４Ｄに挿入される。位置決め部材２０Ａがパレット３の－Ｚ側から孔４Ｄに挿入されることにより、ステージ２０とパレット３とが位置決めされる。位置決め部材２０Ａの上端部にフックが設けられる。フックは、パレット３に掛けられる。フックは、空気圧により移動するボールを含む。位置決め部材２０Ａがパレット３の－Ｚ側から孔４Ｄに挿入された後、ボールがパレット３に掛けられることにより、ステージ２０とパレット３とが固定される。
【0035】
ステージ移動装置２１は、ステージ２０を移動する。実施形態において、ステージ移動装置２１は、ステージ２０をＹ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向のそれぞれに移動する。ステージ移動装置２１は、ステージ２０をＹ軸方向に移動する動力を発生するＹ軸モータと、Ｚ軸方向に移動する動力を発生するＺ軸モータと、ステージ２０をθＸ方向に回転する動力を発生するθＸモータと、ステージ２０をθＹ方向に回転する動力を発生するθＹモータとを含む。
【0036】
搬送装置１９によりパレット３が処理位置に搬送された後、＋Ｙ側のガイド部材１９Ｂが他方のガイド部材１９Ｂから離れるように＋Ｙ方向に移動するとともに、ステージ移動装置２１によりステージ２０が＋Ｚ方向に移動する。＋Ｙ側のガイド部材１９Ｂが他方のガイド部材１９Ｂから離れるようにＹ軸方向に移動することにより、搬送ベルト１９Ａによるパレット３の支持が解除される。搬送ベルト１９Ａによるパレット３の支持が解除され、ステージ２０が＋Ｚ方向に移動することにより、パレット３が搬送装置１９からステージ２０に渡される。ステージ移動装置２１は、パレット３がステージ２０に支持された状態で、ステージ２０を２つのガイド部材１９Ｂの中央に来るように＋Ｙ方向に移動することで、ステージ２０をＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向のそれぞれに移動することが可能となる。
【0037】
ステージ２０から搬送装置１９にパレット３を渡す場合、ステージ２０がパレット３の片側が搬送ベルト１９Ａの上に来るまで－Ｙ方向に移動し、＋Ｙ側のガイド部材１９Ｂがパレット３の反対側が搬送ベルト１９Ａの上に来るまで－Ｙ側に移動する。位置決め部材２０Ａの上端部に設けられているフックの固定が解除された後、ステージ移動装置２１によりステージ２０が－Ｚ方向に移動する。これにより、ステージ２０によるパレット３の支持が解除され、パレット３が搬送ベルト１９Ａに支持される。
【0038】
部品供給装置２２は、部品２を供給する。部品供給装置２２は、複数のテープフィーダを含む。テープフィーダは、複数の部品２を保持する。部品供給装置２２は、複数の部品２のうち少なくとも１つの部品２を供給位置に供給する。部品供給装置２２は、搬送装置１９の－Ｙ側に配置される。なお、部品供給装置２２は、搬送装置１９の＋Ｙ側及び－Ｙ側のそれぞれに配置されてもよい。
【0039】
実装ヘッド２４は、基板１に部品２を実装する。実装ヘッド２４は、複数のノズル２３を支持する。実装ヘッド２４は、部品供給装置２２から供給された部品２をノズル２３により保持して基板１に実装する。実装ヘッド２４は、部品供給装置２２から部品２が供給される供給位置と、基板１が配置される処理位置との間を移動可能である。実装ヘッド２４は、供給位置に供給された部品２をノズル２３により保持して、処理位置に移動した後、処理位置に配置されている基板１の表面に実装する。
【0040】
ヘッド移動装置２７は、実装ヘッド２４を移動する。実施形態において、ヘッド移動装置２７は、実装ヘッド２４をＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに移動する。ヘッド移動装置２７は、実装ヘッド２４をＸ軸方向に移動するＸ軸移動装置２７Ｘと、実装ヘッド２４をＹ軸方向に移動するＹ軸移動装置２７Ｙとを有する。Ｘ軸移動装置２７Ｘ及びＹ軸移動装置２７Ｙのそれぞれは、アクチュエータを含む。Ｘ軸移動装置２７Ｘは、実装ヘッド２４に連結される。Ｘ軸移動装置２７Ｘの作動により、実装ヘッド２４がＸ軸方向に移動する。Ｙ軸移動装置２７Ｙは、Ｘ軸移動装置２７Ｘを介して実装ヘッド２４に連結される。Ｙ軸移動装置２７Ｙの作動によりＸ軸移動装置２７ＸがＹ軸方向に移動することによって、実装ヘッド２４がＹ軸方向に移動する。
【0041】
図１１は、実施形態に係る実装ヘッド２４を模式的に示す図である。図１１に示すように、実装ヘッド２４は、複数のノズル２３を有する。ノズル２３は、部品２を着脱可能に保持する。ノズル２３は、部品２を吸着保持する吸着ノズルである。ノズル２３の下端部に開口が設けられる。ノズル２３の開口は、真空システムに接続される。ノズル２３の下端部と部品２とが接触した状態で、ノズル２３の下端部に設けられた開口からの吸引動作が実施されることにより、ノズル２３の下端部に部品２が吸着保持される。開口からの吸引動作が解除されることにより、ノズル２３から部品２が解放される。なお、ノズル２３は、部品２を挟んで保持するグリッパノズルでもよい。
【0042】
ノズル移動装置２８は、ノズル２３を移動する。実施形態において、ノズル移動装置２８は、ノズル２３を、Ｚ軸方向及びθＺ方向のそれぞれに移動する。ノズル移動装置２８は、実装ヘッド２４に支持される。ノズル２３は、シャフト２３Ａの下端部に接続される。シャフト２３Ａは、複数設けられる。複数のノズル２３は、複数のシャフト２３Ａのそれぞれに接続される。ノズル移動装置２８は、複数設けられる。複数のノズル移動装置２８は、複数のシャフト２３Ａのそれぞれに接続される。ノズル２３は、シャフト２３Ａ及びノズル移動装置２８を介して実装ヘッド２４に支持される。ノズル移動装置２８は、シャフト２３ＡをＺ軸方向及びθＺ方向に移動させることによって、ノズル２３を移動させる。
【0043】
ノズル２３は、ヘッド移動装置２７及びノズル移動装置２８により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＺ方向のそれぞれに移動可能である。ノズル２３が移動することにより、ノズル２３に保持されている部品２も、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＺ方向のそれぞれに移動可能である。
【0044】
基板カメラ２５は、基板１を撮像する。実施形態において、基板カメラ２５は、基板１の表面を基板１の＋Ｚ側から撮像する。基板カメラ２５は、実装ヘッド２４に設けられる。基板カメラ２５は、実装ヘッド２４と一緒に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。基板カメラ２５は、基板１の表面に設けられているアライメントマークを撮像することができる。
【0045】
高さセンサ２６は、基板１の表面のＺ軸方向の位置を示す高さを検出する。高さセンサ２６は、実装ヘッド２４に設けられる。高さセンサ２６は、実装ヘッド２４と一緒に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動する。実施形態において、高さセンサ２６は、レーザ測位センサである。高さセンサ２６は、基板１の＋Ｚ側から基板１の表面にレーザ光を照射して、基板１の表面で反射したレーザ光を受光することにより、実装ヘッド２４から基板１までの距離を検出することができる。実装ヘッド２４から基板１までの距離が検出されることにより、基板１の表面の高さが検出される。
【0046】
チャンバ２９は、ベース部材１８、搬送装置１９、ステージ２０、ステージ移動装置２１、部品供給装置２２、実装ヘッド２４、ヘッド移動装置２７、及びノズル移動装置２８のそれぞれが収容される内部空間を有する。
【0047】
開閉カバー３０は、チャンバ２９の上部に設けられた開口を開閉する。開閉カバー３０は、ヒンジを介してチャンバ２９の少なくとも一部に回動可能に支持される。
【0048】
窓３１は、開閉カバー３０に設けられる。窓３１は、実質的に透明である。作業者は、窓３１を介して、チャンバ２９の内部空間の状態を視認することができる。
【0049】
表示装置３２は、チャンバ２９の外面に設けられる。表示装置３２は、表示データを表示する。表示装置３２として、液晶ディプレイ又は有機ＥＬディスプレイのようなフラットパネルディスプレイが例示される。
【0050】
入力装置３３は、作業者に操作されることにより入力データを生成する。入力装置３３として、タッチセンサ、コンピュータ用キーボード、又はマウスが例示される。実施形態において、表示装置３２は、タッチセンサを含むタッチスクリーンである。入力装置３３は、表示装置３２のタッチスクリーンを含む。
【0051】
実施形態において、実装装置１２は、基板１にクリーム半田を塗布するディスペンサ３４を有する。ディスペンサ３４は、搬送装置１９よりも＋Ｚ側において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のそれぞれに移動する。ディスペンサ３４と実装ヘッド２４とは別々に移動可能である。ディスペンサ３４により基板１の表面にクリーム半田が塗布された後、実装ヘッド２４により基板１に部品２が実装される。実装装置１２により部品２が実装された基板１は、パレット３に固定された状態で、予熱装置１３に搬送される。
【0052】
予熱装置１３は、基板１に塗布されているクリーム半田の液体成分を減少させる。クリーム半田は、フラックスと、フラックスに分散された金属製の半田ボールとを含む。予熱装置１３は、フラックスの活性化とともに液体成分の少なくとも一部を気化させることによって、クリーム半田の液体成分を減少させる。
【0053】
予熱装置１３は、ベース部材３５と、パレット３を搬送する搬送装置３６と、基板１を加熱するヒータ３７と、チャンバ３８とを備える。
【0054】
ベース部材３５は、搬送装置３６を支持する。搬送装置３６は、基板１を支持したパレット３をＸ軸方向に搬送する。搬送装置３６は、パレット３を搬送する搬送ベルト３６Ａと、パレット３をガイドするガイド部材３６Ｂとを有する。
【0055】
ヒータ３７は、クリーム半田のフラックスの液体成分の少なくとも一部が気化するように、基板１を加熱する。
【0056】
チャンバ３８は、ベース部材３５、搬送装置３６、及びヒータ３７のそれぞれが収容される内部空間を有する。
【0057】
予熱装置１３は、クリーム半田の液体成分が減少するように、パレット３に支持されている基板１を加熱する。予熱装置１３は、クリーム半田の融点よりも低い温度で基板１を加熱する。予熱装置１３は、基板１を例えば８０℃以上１００℃以下の温度で１０分間加熱する。予熱装置１３により予熱された基板１は、パレット３に固定された状態で、レーザ照射装置１４に搬送される。
【0058】
レーザ照射装置１４は、クリーム半田が溶融するように、クリーム半田にレーザ光を照射する。レーザ照射装置１４は、ベース部材３９と、パレット３を搬送する搬送装置４０と、パレット３を支持するステージ４１と、ステージ４１を移動するステージ移動装置４２と、レーザ光を射出するレーザヘッド４３と、チャンバ４４と、開閉カバー４５と、窓４６とを備える。
【0059】
ベース部材３９は、搬送装置４０、ステージ４１、ステージ移動装置４２、及びレーザヘッド４３のそれぞれを支持する。
【0060】
搬送装置４０は、基板１を支持したパレット３をＸ軸方向に搬送する。搬送装置４０は、パレット３を搬送する搬送ベルト４０Ａと、パレット３をガイドするガイド部材４０Ｂとを有する。搬送装置４０の構造及び機能は、搬送装置１９の構造及び機能と実質的に等しい。
【0061】
ステージ４１は、パレット３を－Ｚ側から支持する。ステージ移動装置４２は、ステージ４１をＹ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向のそれぞれに移動する。ステージ４１の構造及び機能は、ステージ２０の構造及び機能と実質的に等しい。
【0062】
レーザヘッド４３は、クリーム半田にレーザ光を照射してクリーム半田を溶融させる。レーザヘッド４３は、搬送装置４０よりも＋Ｚ側においてＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のそれぞれに移動する。
【0063】
チャンバ４４は、ベース部材３９、搬送装置４０、ステージ４１、ステージ移動装置４２、及びレーザヘッド４３のそれぞれが収容される内部空間を有する。
【0064】
開閉カバー４５は、チャンバ４４の上部に設けられた開口を開閉する。開閉カバー４５は、ヒンジを介してチャンバ４４の少なくとも一部に回動可能に支持される。
【0065】
窓４６は、開閉カバー４５に設けられる。窓４６は、透過する光の光量を減らす。作業者は、窓４６を介して、チャンバ４４の内部空間の状態を視認することができる。窓４６が減光機能及び防眩機能を有するので、作業者がレーザ光の反射によって目を損傷することを防ぐ。
【0066】
レーザ照射装置１４において、レーザヘッド４３から射出されたレーザ光は、クリーム半田に照射される。レーザ光によりクリーム半田が加熱され、クリーム半田が溶融する。溶融したクリーム半田が冷却されることにより、部品２が基板１に半田付けされる。実施形態においては、予熱装置１３においてクリーム半田の液体成分が減少された後、クリーム半田にレーザ光が照射される。クリーム半田の液体成分が減少した状態で、クリーム半田にレーザ光が照射されるので、クリーム半田の突沸による半田ボールが抑制される。
【0067】
検査装置１５は、部品２が実装された後の基板１の状態を検査する基板外観検査装置（ＡＯＩ：Automated Optical Inspection）を含む。
【0068】
実装装置１２に読取装置１０１が設けられる。予熱装置１３に読取装置１０２が設けられる。レーザ照射装置１４に読取装置１０３が設けられる。読取装置１０１は、情報媒体８０に保持されている基板データを読み取る。情報媒体８０が２次元コードである場合、読取装置１０１は、２次元コードリーダである。情報媒体８０がＲＦタグである場合、読取装置１０１は、ＲＦＩＤリーダである。読取装置１０１と同様、読取装置１０２及び読取装置１０３のそれぞれは、情報媒体８０に保持されている基板データを読み取る。不図示ではあるが、検査装置１５にも、情報媒体８０に保持されている基板データを読み取る読取装置が設けられる。
【0069】
［管理装置］
図１２は、実施形態に係る管理装置１６の構成を概略的に示す図である。管理装置１６は、３次元計測装置１１、実装装置１２、予熱装置１３、レーザ照射装置１４、検査装置１５それぞれに存在してもいいし、ネットワークを介して別途存在してもいい。管理装置１６は、コンピュータシステムを含む。管理装置１６は、生産ライン１７を制御する。管理装置１６は、少なくとも１つのプロセッサ４７と、メインメモリ４８と、ストレージ４９と、インタフェース５０とを有する。プロセッサ４７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メインメモリ４８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含む。ストレージ４９として、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、及びＤＶＤ－ＲＯＭが例示される。インタフェース５０は、入出力回路を含む。プロセッサ４７の機能は、プログラムとしてストレージ４９に記憶されている。プロセッサ４７は、プログラムをストレージ４９から読み出してメインメモリ４８展開し、プログラムに従って処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介して管理装置１６に配信されてもよい。
図１２は、実施形態に係る管理装置１６の構成を概略的に示す図である。管理装置１６は、３次元計測装置１１、実装装置１２、予熱装置１３、レーザ照射装置１４、検査装置１５それぞれに存在してもいいし、ネットワークを介して別途存在してもいい。管理装置１６は、コンピュータシステムを含む。管理装置１６は、生産ライン１７を制御する。管理装置１６は、少なくとも１つのプロセッサ４７と、メインメモリ４８と、ストレージ４９と、インタフェース５０とを有する。プロセッサ４７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。メインメモリ４８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含む。ストレージ４９として、ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、ソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、及びＤＶＤ－ＲＯＭが例示される。インタフェース５０は、入出力回路を含む。プロセッサ４７の機能は、プログラムとしてストレージ４９に記憶されている。プロセッサ４７は、プログラムをストレージ４９から読み出してメインメモリ４８展開し、プログラムに従って処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介して管理装置１６に配信されてもよい。
【0070】
プロセッサ４７は、少なくとも１つの機能部を有する。実施形態において、プロセッサ４７は、基板データ算出部５１と、マーク位置算出部５２と、実装位置決定部５３と、判定部５４と、表示制御部５５と、ヘッド制御部５６と、ステージ制御部５７と、ＮＣデータ変換部５８と、基板データ変換部５９とを有する。ストレージ４９は、ＮＣデータ記憶部６０と、基板データ記憶部６１と、ステージデータ記憶部６２とを有する。
【0071】
基板データ算出部５１は、３次元計測装置１１の計測データに基づいて、基板データを算出する。マーク位置算出部５２は、３次元計測装置１１の計測データ及び高さセンサ２６の検出データに基づいて、基板１の表面に設けられているアライメントマークの位置を示すマーク位置を算出する。
【0072】
実装位置決定部５３は、基板１の表面における部品２の実装位置を決定する。判定部５４は、実装ヘッド２４とステージ２０に支持された基板１との相対位置を判定する。表示制御部５５は、表示データを表示装置３２に表示させる。
【0073】
ヘッド制御部５６は、実装ヘッド２４を制御する。実施形態において、実装ヘッド２４を制御することは、ノズル２３を制御すること、ヘッド移動装置２７を制御すること、及びノズル移動装置２８を制御することを含む。ステージ制御部５７は、ステージ２０を制御する。ステージ２０を制御することは、ステージ移動装置２１を制御することを含む。
【0074】
ＮＣデータ変換部５８は、基板データと各装置の機構パラメータから各装置の動作座標データであるＮＣデータを作成する。基板データ変換部５９は、ＮＣデータと各装置の機構パラメータから基板データを作成する。
【0075】
ＮＣデータ記憶部６０には、実装装置１２、予熱装置１３、レーザ照射装置１４、検査装置１５の駆動軸の動作座標データであるそれぞれの装置のＮＣデータが記憶される。ＮＣデータは基板データと各装置の機構パラメータから生成される。基板データ記憶部６１には、基板データを記憶する。基板データ算出部５１により算出された基板データは、基板データ記憶部６１に記憶される。ステージデータ記憶部６２には、ステージ２０に係る外形、寸法、及び機械座標系におけるステージ２０の回転軸Ｒｍの位置、機械座標系と基板座標系との位置関係を示す機構パラメータが予め求められ、記憶される。
【0076】
［基板データ］
図１３は、実施形態に係る基板データを説明するための図である。基板データには、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）及び実装位置Ｐｐにおける基板１の表面の法線ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ）と、さらに基板１の表面のサーフェスデータ、サーフェスデータ上の回路パターンのテクスチャデータが含まれる。基板データは基板１もしくはパレット３に固定された基板座標基準点Ｐｒを原点とした基板座標系（Ｘｐ、Ｙｐ，Ｚｐ）で表される。基板データには、前記以外に、実装する部品番号、クリーム半田を塗布するランド位置、予熱温度、予熱時間、レーザパワー、レーザ照射時間等が含まれ、生産ラインの各装置で使用される。
図１３は、実施形態に係る基板データを説明するための図である。基板データには、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）及び実装位置Ｐｐにおける基板１の表面の法線ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ）と、さらに基板１の表面のサーフェスデータ、サーフェスデータ上の回路パターンのテクスチャデータが含まれる。基板データは基板１もしくはパレット３に固定された基板座標基準点Ｐｒを原点とした基板座標系（Ｘｐ、Ｙｐ，Ｚｐ）で表される。基板データには、前記以外に、実装する部品番号、クリーム半田を塗布するランド位置、予熱温度、予熱時間、レーザパワー、レーザ照射時間等が含まれ、生産ラインの各装置で使用される。
【0077】
［ＮＣデータ］
ステージ２０は、回転軸Ｒｍを中心にθＸ及びθＹ方向のそれぞれに回転することができる。ステージ２０は、パレット３を介して基板１を支持する。ステージ２０が回転軸Ｒｍを中心にθＸ及びθＹ方向に回転し基板１が傾斜すると、実装位置Ｐｐは回転軸Ｒｍを中心に回転する。回転軸Ｒｍは図１３上では点で表現されているが、θＸ及びθＹ方向のそれぞれに回転軸は別々に設定されていても良い。
ステージ２０は、回転軸Ｒｍを中心にθＸ及びθＹ方向のそれぞれに回転することができる。ステージ２０は、パレット３を介して基板１を支持する。ステージ２０が回転軸Ｒｍを中心にθＸ及びθＹ方向に回転し基板１が傾斜すると、実装位置Ｐｐは回転軸Ｒｍを中心に回転する。回転軸Ｒｍは図１３上では点で表現されているが、θＸ及びθＹ方向のそれぞれに回転軸は別々に設定されていても良い。
【0078】
機械座標系（Ｘｍ、Ｙｍ，Ｚｍ）は実装装置１２に固定した座標系で、実装ヘッド２４が移動するときの基準となる。機械座標系の原点は実装装置１２のどこにあってもいい。ステージ２０が回転軸Ｒｍを中心にθＸ及びθＹ方向に回転し基板１が傾斜すると、実装位置Ｐｐは回転軸Ｒｍを中心に回転する。回転した実装位置Ｐｐの機械座標系での実装位置Ｐｍ（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）が算出され、この実装位置Ｐｍ（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）を使用して実装ヘッド２４の基板カメラ２５、高さセンサ２６、ノズル２３が移動する。機械座標系での実装位置Ｐｍ（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）、及び、ステージ２０の回転角がＮＣデータとして記憶され、実装装置１２の動作時に、駆動系モータの指令位置として使用される。実装装置１２以外の、レーザ照射装置１４、検査装置１５でも同様にＮＣデータが作成されて使用される。ＮＣデータは、ステージ２０の回転軸Ｒｍの位置等機構パラメータによって算出されるので、各装置でのＮＣデータは異なるものとなる。
【0079】
［電子デバイスの製造方法］
図１４は、実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。基板１がパレット３に固定される。パレット３に固定された基板１が３次元計測装置１１に搬入される。３次元計測装置１１は、パレット３に固定された基板１の表面の３次元形状を計測する。３次元計測装置１１により計測された基板１の表面の３次元形状を示す３次元データは、３次元計測装置１１から管理装置１６に送信される（ステップＳＡ１）。
図１４は、実施形態に係る電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。基板１がパレット３に固定される。パレット３に固定された基板１が３次元計測装置１１に搬入される。３次元計測装置１１は、パレット３に固定された基板１の表面の３次元形状を計測する。３次元計測装置１１により計測された基板１の表面の３次元形状を示す３次元データは、３次元計測装置１１から管理装置１６に送信される（ステップＳＡ１）。
【0080】
基板１の表面に電気回路が設けられている。管理装置１６に送信される基板１の表面の３次元データは、基板１のサーフェスデータと基板１の表面に設けられている電気回路のパターンを示すテクスチャデータを含む。
【0081】
基板データ算出部５１は、３次元計測装置１１により計測された基板１の回路パターンの３次元データと基準基板の回路パターンの３次元データとを照合する。基板データ算出部５１は、例えばパターンマッチングの手法を用いて、３次元計測装置１１により計測された基板１の回路パターンの３次元データと基準基板の回路パターンの３次元データとを照合する（ステップＳＡ２）。
【0082】
基準基板の回路パターンの３次元データは、例えば電子デバイスの設計データに基づいて予め構築される。また、基準基板の回路パターンに、部品２の実装位置Ｐｐの目標位置が規定される。基板データ算出部５１は、３次元計測装置１１により計測された基板１の回路パターンの３次元データと基準基板の回路パターンの３次元データとを照合することにより、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐの座標（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）及び実装位置Ｐｐにおける基板１の表面の法線ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ）を示す基板データを算出することができる。基板データには、実装位置Ｐｐ以外に、実装部品、半田付け用ランド位置等も含まれる（ステップＳＡ３）。
【0083】
ステップＳＡ３において算出された基板データは、基板データ記憶部６１に記憶される。また、ステップＳＡ３において算出された基板データは、情報媒体８０に保持される。情報媒体８０が２次元コードである場合、基板データを示す２次元コードが３次元計測装置１１において作成され、パレット３に取り付けられる（ステップＳＡ４）。パレット３に保持される情報媒体８０には、識別番号のみを記録し、生産システム１０を管理しているサーバー上の基板データ記憶部６１に記憶されている基板データを参照するようにしてもいい。
【0084】
基板データは、生産システム１０に投入される基板毎に作成され記憶される。そのため、インモールド成形技術により形成され、基材１Ａと、回路パターンを含むフィルム１Ｂとの位置合わせが難しい基板１のような立体基板に対して、基板毎に計測された正確な実装位置の基板データで電子デバイスの製造を行うことができる。
【0085】
基材１Ａと、回路パターンを含むフィルム１Ｂとの位置合わせ精度を所定基準以内にできる時には、３次元計測装置１１による計測を省略し、同じ基板データを情報媒体８０に記録することで効率化を図ることもできる。
【0086】
情報媒体８０が取り付けられたパレット３は、基板１を支持した状態で、実装装置１２に搬送される。読取装置１０１は、パレット３に取り付けられている情報媒体８０を読み取る。実装装置１２のディスペンサ３４は、読取装置１０１が情報媒体８０から読み取った基板データと、機構パラメータによりＮＣデータを作成し、作成されたＮＣデータに基づいて、基板１にクリーム半田を塗布する。ディスペンサ３４は、実装位置Ｐｐに実装される部品用のパッド位置にクリーム半田を塗布する（ステップＳＡ５）。
【0087】
基板１にクリーム半田が塗布された後、基板１に部品２が実装されるように、ステージ制御部５７がステージ２０を制御し、ヘッド制御部５６が実装ヘッド２４を制御する。実装ヘッド２４は、基板データと機構パラメータにより作成されたＮＣデータに基づいて制御されたステージ２０に支持されている基板１に部品２を実装する。実装ヘッド２４は、実装位置Ｐｐに部品２を実装する（ステップＳＡ６）。前記クリーム半田の塗布と部品の実装は基板１に実装される全部品について繰り返し実行される。クリーム半田の塗布と部品の実装は、クリーム半田を全箇所塗布後に部品の実装をまとめて行ってもいいし、一部品ごとにクリーム半田の塗布と部品の実装を繰り返してもいい。
【0088】
基板１に部品２が実装された後、パレット３は、基板１を支持した状態で、予熱装置１３に搬送される。読取装置１０２は、パレット３に取り付けられている情報媒体８０を読み取る。予熱装置１３は、読取装置１０２が情報媒体８０から読み取った基板データの予熱温度、予熱時間に基づいて、基板１に塗布されているクリーム半田を予熱する（ステップＳＡ７）。
【0089】
クリーム半田が予熱された後、パレット３は、基板１を支持した状態で、レーザ照射装置１４に搬送される。読取装置１０３は、パレット３に取り付けられている情報媒体８０を読み取る。レーザヘッド４３及びステージ４１のそれぞれは、読取装置１０３が情報媒体８０から読み取った基板データとステージデータ記憶部６２の機構パラメータによりＮＣデータを作成し、作成されたＮＣデータに基づいて制御される。基板１に塗布されているクリーム半田にレーザ光が照射されるようにレーザヘッド４３がＮＣデータに基づいて制御され、ステージ４１のＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向の位置が制御される。レーザ光によりクリーム半田が溶融し、冷却されることにより、部品２が基板１に半田付けされる（ステップＳＡ８）。部品実装時のＮＣデータは、対象部品実装位置の基板１の表面が水平になるように作成されるが、レーザ光照射時の基板１の表面は、部品が重力で位置ずれを起こさない範囲で傾いていてもよい。レーザ光照射時の基板１の表面を故意に傾斜させることにより、半田面でのレーザ反射光の方向を規制して、基板１の焼損を防ぐことができる。傾斜が可能な角度は、部品２の重量とクリーム半田の粘着力によって決定され、予め基板データに記憶されている。
【0090】
部品２が基板１に半田付けされた後、パレット３は、基板１を支持した状態で、検査装置１５に搬送される。検査装置１５に設けられている読取装置は、パレット３に取り付けられている情報媒体８０を読み取る。検査装置１５は、検査装置１５の読取装置が情報媒体８０から読み取った基板データに基づいて、基板１を検査する（ステップＳＡ９）。
【0091】
［実装ヘッド及びステージの制御方法］
次に、実装ヘッド２４及びステージ２０の制御方法の一例について説明する。図１５は、実施形態に係る表示装置３２に表示された表示データの一例を示す図である。実施形態において、表示制御部５５は、表示データとして、基板１、ステージ２０、ノズル２３、及び実装ヘッド２４のそれぞれを模擬した３Ｄモデルを表示装置３２に表示させる。
次に、実装ヘッド２４及びステージ２０の制御方法の一例について説明する。図１５は、実施形態に係る表示装置３２に表示された表示データの一例を示す図である。実施形態において、表示制御部５５は、表示データとして、基板１、ステージ２０、ノズル２３、及び実装ヘッド２４のそれぞれを模擬した３Ｄモデルを表示装置３２に表示させる。
【0092】
実施形態において、表示制御部５５は、パレット３、基板カメラ２５、及び高さセンサ２６のそれぞれを模擬した３Ｄモデルも表示装置３２に表示させる。図１５に示す例において、表示装置３２には、基板１を模擬した基板モデル１Ｖ、パレット３を模擬したパレットモデル３Ｖ、ステージ２０を模擬したステージモデル２０Ｖ、ノズル２３を模擬したノズルモデル２３Ｖ、実装ヘッド２４を模擬したヘッドモデル２４Ｖ、基板カメラ２５を模擬したカメラモデル２５Ｖ、及び高さセンサ２６を模擬したセンサモデル２６Ｖが表示される。
【0093】
図１５に示すように、表示は３次元形状で表示され、基板モデル１Ｖ上の回路パターンの表示を見ながら実装ヘッド２４、ステージ２０の移動量と基板１の位置関係を確認することができる。
【0094】
実施形態において、作業者は、入力装置３３を操作することにより、表示装置３２の表示画面においてヘッドモデル２４Ｖを移動させることができる。ヘッド制御部５６は、ヘッドモデル２４Ｖに同期して、実装ヘッド２４を移動させる。
【0095】
図１５に示すように、表示装置３２の表示画面においてヘッドモデル２４Ｖが現在位置Ｐｃに停止している場合、実装ヘッド２４も、現在位置Ｐｃにおいて停止する。作業者は、入力装置３３を操作して、指定位置Ｐｓまでヘッドモデル２４Ｖを移動させることができる。入力装置３３がタッチスクリーンである場合、作業者は、表示装置３２の表示画面の任意の位置をタッチする。作業者によりタッチされた位置が指定位置Ｐｓになる。
【0096】
表示装置３２には、ヘッドモデル２４Ｖと基板モデル１Ｖの位置関係が分かるようなマーカーも表示される。例えば、ノズルモデル２３Ｖ、カメラモデル２５Ｖ、センサモデル２６Ｖが基板モデル１Ｖ上のどの場所を計測等するのかを示すマーカーを基板モデル１Ｖ上に表示することで、作業者の操作を容易とする。
【0097】
指定位置Ｐｓは、ヘッドモデル２４Ｖの移動位置でもよいし、カメラモデル２５Ｖで撮像される基板モデル１Ｖ上の位置でもよい。マーカー位置を基板モデル１Ｖ上で移動させることで、基板カメラ２５で撮像させたい位置に容易に基板カメラ２５を移動させ、撮像面が水平となるようにステージ２０の回転と高さを自動で制御してカメラ画像を表示装置３２に表示することができる。
【0098】
タッチスクリーンがタッチされると、表示制御部５５は、ヘッドモデル２４Ｖを現在位置Ｐｃから入力装置３３により指定された指定位置Ｐｓまで移動させる。ヘッド制御部５６は、ヘッドモデル２４Ｖに同期して、実装ヘッド２４を現在位置Ｐｃから入力装置３３により指定された指定位置Ｐｓまで移動させる。
【0099】
表示装置３２に表示される３Ｄモデルは、作業者が自由に拡大縮小、見たい位置への移動を行うことができる。表示される３Ｄモデルは自由に回転することもできる。
【0100】
このように、実施形態において、作業者は、表示装置３２に表示された実装装置１２を模擬する３Ｄモデルを確認しながら、入力装置３３を操作するだけで、実際の実装装置１２を駆動することができる。実施形態においては、作業者は、３Ｄモデルが表示されたタッチスクリーンをタッチするだけで、実装ヘッド２４を指定位置Ｐｓまで移動させることができる。
【0101】
表示装置３２上の３Ｄモデルは、実際の実装ヘッド２４、ステージ２０の動きと連動して動き、実際の動きよりも先行して動くことにより判定部５４の干渉チェック用のデータとして使用される。
【0102】
図１６及び図１７のそれぞれは、実施形態に係る実装ヘッド２４及びステージ２０の制御方法の一例を示す図である。図１６は、実装ヘッド２４が現在位置Ｐｃに配置され、基板カメラ２５の視野に基板１の表面の第１位置Ｐ１が配置されている状態を示す。図１７は、基板カメラ２５の視野に基板１の表面の第２位置Ｐ２が配置されるように、実装ヘッド２４が入力装置３３により指定された指定位置Ｐｓまで移動した後の状態を示す。
【0103】
図１６に示す現在位置Ｐｃから図１７に示す指定位置Ｐｓに実装ヘッド２４を移動させる場合、判定部５４は、現在位置Ｐｃと指定位置Ｐｓと基板１の３次元データとパレット３の３次元データとステージ２０の３次元データとに基づいて、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまで移動する実装ヘッド２４と基板１、パレット３、及びステージ２０との距離を算出し、少なくとも一つに干渉するか否かを、３Ｄモデルを使用して判定する。
【0104】
基板１の３次元データは、３次元計測装置１１により計測され、基板データ記憶部６１に記憶されている。パレット３の３次元データも、３次元計測装置１１により計測され、基板データ記憶部６１に記憶されている。ステージ２０の３次元データは、３次元計測装置１１により計測されてもよいし、３次元計測装置１１とは別の計測装置により計測されてもよい。ステージ２０の表面の３次元形状を示す３次元データは、ステージデータ記憶部６２に記憶されている。
【0105】
基板１の３次元データは、基板座標系における基板１の表面の位置を表現するサーフェスデータとその表面の色情報を持つテクスチャデータを含む。パレット３の３次元データ及びステージ２０の３次元データも同様である。
【0106】
ヘッド制御部５６は、現在位置Ｐｃと指定位置Ｐｓとの間を実装ヘッド２４が最短距離で移動するように、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動経路を決定する。すなわち、ヘッド制御部５６は、現在位置Ｐｃと指定位置Ｐｓとの間を実装ヘッド２４が直線状に移動するように、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動経路を決定する。
【0107】
基板カメラ２５の視野の基板１の表面が常に水平になるようにステージ２０の回転角も算出され、実装ヘッド２４の位置と対として算出される。
【0108】
判定部５４は、基板１の３次元データとパレット３の３次元データとステージ２０の３次元データとに基づいた３Ｄモデルを使用して、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまで実装ヘッド２４が直線状に移動した場合、実装ヘッド２４と、同時に回転する基板１、パレット３、及びステージ２０の距離を算出し、少なくとも一つに干渉するか否かを判定する。すなわち、判定部５４は、機械座標系において、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動経路に、基板１、パレット３、及びステージ２０の少なくとも一つが存在するか否かを、３Ｄモデル間の距離を基に判定する。基板１、パレット３、及びステージ２０の３次元データは、ステージ２０のθＸ及びθＹ方向の回転に合わせて機械座標系に座標変換され、実装ヘッド２４の３次元データはその移動に合わせて座標変換され、それぞれ干渉チェックのためのデータとして使用される。
【0109】
現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動において、実装ヘッド２４が基板１、パレット３、及びステージ２０の少なくとも一つに干渉すると判定部５４により判定された場合、ステージ制御部５７は、実装ヘッド２４が基板１、パレット３、及びステージ２０に干渉しないように、ステージ２０を制御する。例えば、図１６及び図１７に示すように、ステージ制御部５７は、実装ヘッド２４の移動に同期して、回転軸Ｒｍを中心にステージ２０を傾斜させることができる。これにより、実装ヘッド２４と、基板１、パレット３、及びステージ２０との干渉が抑制される。
【0110】
図１８は、実施形態に係る実装ヘッド２４及びステージ２０の制御方法の一例を示す図である。図１８は、基板カメラ２５の視野に基板１の表面の第２位置Ｐ２が配置されるように、実装ヘッド２４が入力装置３３により指定された指定位置Ｐｓまで移動する途中の状態を示す。移動は、実装ヘッド２４、ステージ２０が単独で動作してもいいし、終点位置を提示するのみではなく、移動経路をドラッグで指定してもいい。
【0111】
図１８に示すように、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動において、実装ヘッド２４と、基板１、パレット３、及びステージ２０の少なくとも一つとの距離が予め定められている閾値以下になった場合、ヘッド制御部５６は、実装ヘッド２４が指定位置Ｐｓに到達する前に、実装ヘッド２４の移動を停止してもよい。図１８に示すように、基板１の３次元データ、パレット３の３次元データ、及びステージ２０の３次元データに基づいて、基板１の表面、パレット３の表面、及びステージ２０の表面のそれぞれから閾値だけ離れた仮想ラインＳＬａが規定される。ヘッド制御部５６は、ノズル２３を含む実装ヘッド２４が仮想ラインＳＬａを超えないように、実装ヘッド２４を制御する。同様にステージ制御部５７によりステージ２０も制御される。これにより、実装ヘッド２４と、基板１、パレット３、及びステージ２０との干渉が抑制される。
【0112】
図１９及び図２０のそれぞれは、実施形態に係る実装ヘッド２４及びステージ２０の制御方法の一例を示す図である。図１９は、実装ヘッド２４が現在位置Ｐｃに配置され、基板カメラ２５の視野に基板１の表面の第１位置Ｐ１が配置されている状態を示す。図２０は、実装ヘッド２４が入力装置３３により指定された指定位置Ｐｓまで移動する途中の状態を示す。図１９及び図２０に示す例は、実装ヘッド２４のみが移動する場合であり、基板１に部品２が実装されている。
【0113】
図１９に示す現在位置Ｐｃから図２０に示す指定位置Ｐｓに実装ヘッド２４を移動させる場合、判定部５４は、現在位置Ｐｃと指定位置Ｐｓと基板１の３次元データと部品２の３次元データとパレット３の３次元データとステージ２０の３次元データとに基づいて、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまで移動する実装ヘッド２４が基板１、部品２、パレット３、及びステージ２０の少なくとも一つに干渉するか否かを判定する。部品２の３次元データ及び基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐは、既知データであり、基板データ記憶部６１に記憶されている。
【0114】
ヘッド制御部５６は、現在位置Ｐｃと指定位置Ｐｓとの間を実装ヘッド２４が最短距離で移動するように、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動経路を決定する。すなわち、ヘッド制御部５６は、現在位置Ｐｃと指定位置Ｐｓとの間を実装ヘッド２４が直線状に移動するように、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動経路を決定する。判定部５４は、基板１の３次元データと部品２の３次元データとパレット３の３次元データとステージ２０の３次元データとに基づいて、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまで実装ヘッド２４が直線状に移動した場合、実装ヘッド２４が基板１、部品２、パレット３、及びステージ２０の少なくとも一つに干渉するか否かを判定する。
【0115】
現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４の移動において、実装ヘッド２４が基板１、部品２、パレット３、及びステージ２０の少なくとも一つに干渉すると判定部５４により判定された場合、ヘッド制御部５６は、実装ヘッド２４が基板１、部品２、パレット３、及びステージ２０に干渉しないように、実装ヘッド２４の移動経路を変更する。ヘッド制御部５６は、実装ヘッド２４の直線状の移動経路を例えば曲線状の移動経路に変更する。
【0116】
例えば、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまでの実装ヘッド２４が直線状に移動するとノズル２３が部品２と干渉すると判定部５４により判定された場合、図２０に示すように、ヘッド制御部５６は、部品２の近傍において、仮想ラインＳＬｂで示すように、実装ヘッド２４の移動経路を屈曲させる。
【0117】
実施形態において、ヘッド制御部５６は、実装ヘッド２４と基板１の表面及び部品２の表面とが所定距離以上離れないように、現在位置Ｐｃから指定位置Ｐｓまで実装ヘッド２４を移動させる。すなわち、ヘッド制御部５６は、実装ヘッド２４が基板１及び部品２に干渉せず、且つ、実装ヘッド２４が基板１の表面及び部品２の表面から離れ過ぎないように、実装ヘッド２４の移動経路を決定する。これにより、実装ヘッド２４と基板１及び部品２との干渉を抑制しつつ、実装ヘッド２４を移動させることができる。
【0118】
実装ヘッド２４の移動時について述べたが、ステージ２０の回転時にも同様の干渉チェックが行われ、実装ヘッド２４との衝突が回避される。
【0119】
［ティーチング処理］
次に、ティーチング処理について説明する。ティーチング処理とは、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐを指定する処理をいう。ティーチングは事前の基板データが存在しないときや、修正したいときに作業者によって実行され、新しい基板データが作成される。
次に、ティーチング処理について説明する。ティーチング処理とは、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐを指定する処理をいう。ティーチングは事前の基板データが存在しないときや、修正したいときに作業者によって実行され、新しい基板データが作成される。
【0120】
ティーチング処理は、表示装置３２に表示された実装ヘッド２４に固定されている基板カメラ２５で撮像された基板１のカメラ画像を見ながら行われる。作業者は、表示装置３２に表示された基板１のカメラ画像を見ながら、基板カメラ２５の視野の規定位置と基板１の表面における実装位置Ｐｐの目標位置とが一致するように、実装ヘッド２４を少しずつＸＹ方向に移動させるジョグ操作を実施し、その位置を実装位置Ｐｐとして教示する。
【0121】
【0122】
図２１に示す状態において、ステージ制御部５７により、基板カメラ２５の視野の規定位置に第１位置Ｐ１が一致した状態にある。ステージ制御部５７により、基板カメラ２５の撮像位置における基板１の表面の３次元データに基づいて、基板１の表面の法線ベクトルがＸＹ平面に直交するように、ステージ２０は制御されている。また、ステージ制御部５７により、基板１の表面の３次元データに基づいて、基板カメラ２５のピント位置が基板１の表面のＺ軸方向の位置（高さ）と一致するように、ステージ２０は制御されている。このステージ２０の制御は基板カメラ２５の位置と基板１の３次元データに基づいて自動で行われる。
【0123】
基板カメラ２５により撮像されたカメラ画像は表示装置３２に表示される。（ステップＳＢ１）
【0124】
図２１に示すように、例えば基板カメラ２５の視野の規定位置と基板１の表面の第１位置Ｐ１とが一致している場合、作業者は、次のティーチング位置である第２位置Ｐ２を教示するために、表示装置３２に表示されている基板１のカメラ画像を確認しながら、基板カメラ２５の視野の規定位置と基板１の表面における目標位置である第２位置Ｐ２とが一致するように、入力装置３３を操作して、基板カメラ２５が固定された実装ヘッド２４を少しずつＸＹ方向に移動させるジョグ操作を実施する（ステップＳＢ２）。
【0125】
図１５を参照して説明したように、表示装置３２には、基板１、ステージ２０、ノズル２３、及び実装ヘッド２４のそれぞれを模擬した３Ｄモデルが表示される。作業者は、入力装置３３であるタッチスクリーンをタッチ、又は、ドラッグ操作することにより、実装ヘッド２４を少しずつ移動させることができる。タッチ、又は、ドラッグ操作は、３Ｄモデル上でもよいし、表示されているカメラ画像上でもよい。
【0126】
基板１の３次元データが存在するときには、実装ヘッド２４の移動中に前述の干渉チェックが行われ衝突事故を防ぐ。
【0127】
ヘッド制御部５６は、入力装置３３からのジョグ操作に基づいて、基板カメラ２５の視野を第２位置Ｐ２の方向に、基板カメラ２５が固定された実装ヘッド２４をＸＹ方向に移動させる。ＸＹ位置が変化する都度、基板１の３次元データに基づいて基板１の表面の法線ベクトルがＸＹ平面に直交するように（ステップＳＢ３）、また、基板カメラ２５のピントが合うように（ステップＳＢ４）、ステージ２０が自動で制御される。ジョグ操作により、表示装置３２に表示される基板１のカメラ画像は、基板１の表面が水平のまま、ピントがあった状態で移動する。
【0128】
基板カメラ２５のピント合わせはステージ２０の上下移動で行われるが、実装ヘッド２４又は基板カメラ２５の上下動作で行われてもよい。
【0129】
実施形態において、基板１は、立体基板である。そのため、基板カメラ２５が固定された実装ヘッド２４を単にＸＹ方向に移動しただけでは、第２位置Ｐ２における基板１の表面の法線ベクトルが鉛直軸に対して傾斜する可能性がある。また、基板カメラ２５のピント位置と第２位置Ｐ２における基板１の表面の位置（高さ）とが一致しなくなる可能性がある。そのため、従来のように基板カメラ２５をＸＹに移動しただけでは取得されるカメラ画像はピントがボケたものになってしまいティーチングを行うことができない。ステージの回転による基板１の表面を水平に保ち、ステージの高さ調節を基板１の３次元データに基づいて自動で行うことで実装位置のティーチングを容易に行うことができる。
【0130】
図２２に示すように、実施形態において、ステージ制御部５７により、基板１の表面の３次元データと基板カメラ２５の移動位置とに基づいて、基板カメラ２５の視野の規定位置に第２位置Ｐ２が一致したときは、第２位置Ｐ２における基板１の表面の法線ベクトルがＸＹ平面に直交する。また、ステージ制御部５７により、基板１の表面の３次元データと基板カメラ２５の移動位置とに基づいて、基板カメラ２５の視野の規定位置に第２位置Ｐ２が一致したときは、基板カメラ２５のピント位置と第２位置Ｐ２における基板１の表面の位置（高さ）とが一致する（ステップＳＢ５）。
【0131】
基板カメラ２５の移動位置とは、基板カメラ２５（実装ヘッド２４）の移動した位置である。基板１の３次元データは、３次元計測装置１１により計測され、基板データ記憶部６１に予め記憶されている。ステージ制御部５７は、基板データ記憶部６１に記憶されている基板１の表面の３次元データと基板カメラ２５の移動位置とステージ２０の回転角θＸ、θＹ、及びステージ２０の高さＺに基づいて、第２位置Ｐ２における基板１の表面の法線ベクトルがＸＹ平面に直交するように、ステージ２０を制御することができる。
【0132】
作業者は、表示装置３２に表示されたカメラ画像をチェックし、ティーチングにより設定したい位置にあることを確認し、その位置を教示する為の決定ボタンを押す。
【0133】
決定ボタンが押されると、ＸＹ方向における第２位置Ｐ２から変換された実装位置、第２位置Ｐ２における基板１の表面の法線ベクトルがＸＹ平面に直交したときのＺ軸方向におけるステージ２０の位置、θＸ方向の回転角、及びθＹ方向の回転角は、ＮＣデータ記憶部６０に記憶される（ステップＳＢ６）。
【0134】
以上の作業が基板１でティーチングが必要な実装位置で繰り返されるとＮＣデータが完成する。完成したＮＣデータから、ステージ２０の回転中心位置等の機構パラメータを基に基板データが作成され基板データ記憶部６１に記憶される（ステップＳＢ７）。
【0135】
部品実装動作時には、ヘッド制御部５６及びステージ制御部５７は、実装ヘッド２４とステージ２０をＮＣデータ記憶部６０に記憶されているＮＣデータを使用して実装ヘッド２４を移動させ、指定された実装位置に部品２を実装する。
【0136】
ＮＣデータは、実装装置１２固有のデータであり、他の実装装置ではステージの機構パラメータが異なるため使用できない。ＮＣデータから、機構パラメータを基に基板データを作成することで、基板データを他の実装装置で使用して、その実装装置を動作させるためのＮＣデータを作成することができる。従来、ＮＣデータのみでは他の装置では使用できなかったティーチングによるデータを、基板データに変換することで他の装置でも使用することができる。
【0137】
図２４、図２５、及び図２６のそれぞれは、実施形態に係る法線ベクトルの算出方法の一例を示す図である。基板１の３次元データが存在しない状態でティーチングによりＮＣデータを作成するときには、基板１上のティーチング位置の高さ及び法線ベクトル（面の傾き）を検出する必要がある。法線ベクトルは、高さセンサ２６の検出データに基づいて算出される。
【0138】
図２４、図２５、及び図２６に示すように、高さセンサ２６により第２位置Ｐ２及びその周囲の少なくとも３箇所の検出点７１の基板１の表面の高さが検出される。基板データ算出部５１は、高さセンサ２６により検出された第２位置Ｐ２の周囲の少なくとも３箇所の検出点７１の基板１の表面の高さに基づいて、第２位置Ｐ２における基板１の表面の３次元データ及び第２位置Ｐ２における基板１の表面の法線ベクトルを算出することができる。少なくとも３箇所の検出点７１の高さにより、第２位置Ｐ２を含む平面が規定される。第２位置Ｐ２を含む平面が規定されることにより、第２位置Ｐ２における基板１の表面の法線ベクトルが算出される。
【0139】
基板カメラ２５によって基板１の撮像されている第２位置Ｐ２に高さセンサ２６が移動する。高さセンサ２６によって前述のように基板高さと法線ベクトルが求められる。求められた基板高さと法線ベクトルから、法線ベクトルがＸＹ平面に直交する（基板１の表面が水平になる）ようにステージ２０が制御される。ステージ２０の傾きの変化によって、第２位置Ｐ２は、高さとＸＹ位置が変化する。その変化量と高さセンサ２６によって検出された基板高さを考慮してステージ２０の高さと実装ヘッド２４の位置が制御される。基板カメラ２５には第２位置Ｐ２が撮像される。第２位置Ｐ２の面は基板カメラ２５のピント位置であり水平となる。
【0140】
基板１の３次元データが存在する時のティーチングと同様に、ＸＹ方向における第２位置Ｐ２から変換された実装位置、Ｚ軸方向におけるステージ２０の位置、θＸ方向の回転角、及びθＹ方向の回転角は、ＮＣデータ記憶部６０に記憶される。以上の作業を基板１でティーチングが必要な実装位置で繰り返すとＮＣデータが完成する。完成したＮＣデータから、ステージの回転中心位置等の機構パラメータを基に基板データが作成され基板データ記憶部６１に記憶される。
【0141】
［実装処理］
図２７及び図２８のそれぞれは、実施形態に係る実装ヘッド２４による実装処理を説明するための図である。部品２の基板１上の実装位置Ｐｐ及び実装位置Ｐｐにおける基板１の表面の法線ベクトルを示す基板データが算出される。また、実施形態においては、ステージ２０の外形、寸法、及び機械座標系におけるステージ２０の回転軸Ｒｍの位置、機械座標系と基板座標系との位置関係を示すステージデータが予め求められ、ステージデータ記憶部６２に記憶されている。
図２７及び図２８のそれぞれは、実施形態に係る実装ヘッド２４による実装処理を説明するための図である。部品２の基板１上の実装位置Ｐｐ及び実装位置Ｐｐにおける基板１の表面の法線ベクトルを示す基板データが算出される。また、実施形態においては、ステージ２０の外形、寸法、及び機械座標系におけるステージ２０の回転軸Ｒｍの位置、機械座標系と基板座標系との位置関係を示すステージデータが予め求められ、ステージデータ記憶部６２に記憶されている。
【0142】
基板座標上の実装位置Ｐｐ及び実装位置Ｐｐ上での法線ベクトルを含む基板データが基板データ記憶部６１から読み出される。読み出された基板データとステージデータから、実装位置毎に法線ベクトルをＸＹ平面に直交するように垂直に向けるためのステージ２０の回転角θＸ、θＹが算出される。ステージ２０をθＸ、θＹだけ回転させたとき、実装位置は水平になる。ステージ２０をθＸ、θＹだけ回転させた時に、機械座標上での実装位置ＰｐがＸＹに移動する位置と、同時にＺ方向高さも算出され、部品実装時に実装ヘッド２４が移動すべきＸＹ座標とステージ２０の回転角θＸ、θＹ、ステージ２０のＺ方向高さがＮＣデータとして記憶される。
【0143】
図２８に示すように、ステージ制御部５７は、ＮＣデータに基づいてステージ２０を制御する。ヘッド制御部５６はＮＣデータに基づいて実装ヘッド２４を制御し、これにより、実装ヘッド２４は、ＸＹ平面に平行な基板１の表面の実装位置Ｐｐに部品２を実装することができる。
【0144】
図２９はステージ２０の制御方法を説明するための図である。実装位置Ｐｐは、基板１に固定された基板座標系で定義される。例えば基板座標基準点Ｐｒを原点として、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向が基板１に固定された座標系となる。実装位置は、基板座標系上においてＰｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）で表される。同時に、実装位置は、実装装置１２に固定された機械座標系でも表現される。機械座標系において、実装位置は、Ｐｍ（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）で表現される。機械座標系の原点は機械内に固定されたどこでもいい。通常は実装ヘッド２４のＸＹＺ可動軸の可動端に設けられることが多い。基板座標系から機械座標系への変換はＮＣデータ変換部５８によって実行される。
【0145】
ステージ２０が回転軸Ｒｍを中心に回転すると、基板１と基板座標系も回転する。ステージ２０がＺ軸方向に上下動すると、基板１と基板座標系も上下する。したがってステージ２０の回転角と上下移動量、ステージ２０の回転軸の位置、ステージ２０の回転軸と基板座標系原点の位置のデータによって、実装位置Ｐｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）は機械座標系での実装位置Ｐｍ（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）に変換される。実装位置での法線ベクトルもまた、基板座標系から機械座標系に変換される。機械座標系に変換された法線ベクトルがＸＹ平面に直交、すなわち垂直を向くようにステージ２０の制御量を設定することができる。また、ステージ２０の制御量から、機械座標系の位置を基板座標系の位置に変換することもできる。この機能は、基板上の実装位置のティーチングから基板データを作成する時に使用される。機械座標系から基板座標系への変換は基板データ変換部５９によって実行される。
【0146】
【0147】
基板１の表面にマーク７２が設けられる。マーク７２はアライメントマークである。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のそれぞれのマーク７２の３次元位置が検出される。マーク７２は、基板１の表面に少なくとも２つ設けられる。
【0148】
実施形態において、マーク７２は、基板カメラ２５及び高さセンサ２６によって検出される。すなわち、実施形態において、基板１の表面に設けられているマーク７２を検出するマーク検出装置は、基板カメラ２５及び高さセンサ２６を含む。マーク位置算出部５２は、基板カメラ２５により撮像されたマーク７２のカメラ画像データに基づいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向におけるマーク７２の位置を算出することができる。マーク位置算出部５２は、高さセンサ２６により検出されたマーク７２の高さに基づいて、Ｚ軸方向におけるマーク７２の位置を算出することができる。マーク位置算出部５２は、基板カメラ２５及び高さセンサ２６のそれぞれの検出データに基づいて、機械座標系においてマーク７２の３次元位置を算出する。
【0149】
前述のように、基板１は、インモールド成形技術により形成される。基板１は、曲面状の表面を有する基材１Ａと、基材１Ａの表面に接合されたフィルム１Ｂとを含む。マーク７２は、フィルム１Ｂに設けられる。基板カメラ２５及び高さセンサ２６は、フィルム１Ｂに設けられたマーク７２を検出する。
【0150】
例えば、基材１Ａとフィルム１Ｂとに接合誤差が生じる可能性がある。すなわち、基材１Ａとフィルム１Ｂとが目標相対位置からずれた状態で接合される可能性がある。基材１Ａとフィルム１Ｂとが目標相対位置からずれた状態で接合されると、フィルム１Ｂの電気回路とマーク７２が所期位置からずれた位置に配置される。その場合事前に用意された基板データに基づいた実装位置Ｐｐに部品２を実装すると、電子回路のランド位置と実装位置がずれることにより実装不良を招く。この不良を回避するため、マーク７２の検出位置からフィルム１Ｂのずれ量を検出し、基板データの実装位置Ｐｐに修正を加える必要がある。
【0151】
実施形態において、実装位置決定部５３は、マーク位置算出部５２により算出されたマーク位置と基板データ記憶部６１に記憶されている基板１の基板データのマーク位置と表面の３次元データとに基づいて、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐを補正する。ヘッド制御部５６は、補正された実装位置Ｐｐに部品２が実装されるように、実装ヘッド２４を制御する。
【0152】
図３０に示すように、基板データ記憶部６１には、マーク７２の位置が記憶されている。
【0153】
図３１は、基材１Ａとフィルム１Ｂとの接合誤差により、マーク７２が所期位置からずれている状態を示す。基材１Ａとフィルム１Ｂとの接合誤差により、マーク７２が所期位置からずれた位置に配置されると、マーク７２の検出位置が変化する。マーク７２の検出位置は機械座標系上の位置であるから、ステージ２０の制御情報を用いて基板座標系の位置データに変換される。実装位置決定部５３は、マーク７２の基板データ上の位置と、マーク７２の検出位置のずれ量に基づいて、実装位置Ｐｐを基板１の表面に沿って移動させる。
【0154】
図３２は、実施形態に係る実装処理を示すフローチャートである。実装位置決定部５３は、基板カメラ２５及び高さセンサ２６によりマーク７２を検出させる（ステップＳＣ１）。
【0155】
マーク位置算出部５２は、基板カメラ２５及び高さセンサ２６の検出データに基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向のそれぞれのマーク７２の３次元位置を算出し基板座標系に変換する（ステップＳＣ２）。
【0156】
実装位置決定部５３は、ステップＳＣ２において算出されたマーク７２の位置と、基板データ記憶部６１に記憶されたマーク７２の位置と、基板データ記憶部６１に記憶されている基板１の表面の３次元データとに基づいて、基板１の表面における部品２の実装位置Ｐｐを補正する（ステップＳＣ３）。
【0157】
例えば基材１Ａとフィルム１Ｂとの接合誤差に起因して、マーク７２の位置が所期位置からずれている場合、実装位置決定部５３は、マーク７２の所期位置からのずれ量に基づいて、実装位置Ｐｐ（Ｐｐ１，Ｐｐ２）を基板１の表面に沿って移動させる。
【0158】
例えば、基板１の表面の曲面形状が球面の一部を切り取った形状の場合、そのまま球面上で実装位置Ｐｐ（Ｐｐ１，Ｐｐ２）を球面の中心に対して回転させればよい。基板１の表面の曲面形状が非球面のような複雑形状の場合、例えば元の実装位置Ｐｐを平面に射影したデータを作り、マーク位置のずれに基づいて補正し位置を再度曲面に投影してもよい。
【0159】
実装位置Ｐｐ（Ｐｐ１，Ｐｐ２）が補正された後、ヘッド制御部５６は、補正された実装位置Ｐｐに部品２が実装されるように、実装ヘッド２４を制御する（ステップＳＣ４）。これにより、部品２が電子回路上の正しい実装位置Ｐｐに実装される。
【0160】
マーク７２による実装位置Ｐｐの補正は、３次元計測装置１１による基板毎の計測を省略した場合に使用される。
【0161】
マーク７２は位置補正専用のアライメントマークではなく、電気回路の一部であるランド、パッドをアライメントマークの代用として使用してもよい。
【符号の説明】
【0162】
１…基板、１Ａ…基材、１Ｂ…フィルム、１Ｖ…基板モデル、２…部品、３…パレット、３Ｖ…パレットモデル、４…支持部材、４Ａ…ベース部、４Ｂ…ガード部、４Ｃ…ピン部、４Ｄ…孔、５…クランプ機構、５Ａ…支持部、５Ｂ…可動部、１０…生産システム、１１…３次元計測装置、１２…実装装置、１３…予熱装置、１４…レーザ照射装置、１５…検査装置、１６…管理装置、１７…生産ライン、１８…ベース部材、１９…搬送装置、１９Ａ…搬送ベルト、１９Ｂ…ガイド部材、２０…ステージ、２０Ａ…位置決め部材、２０Ｖ…ステージモデル、２１…ステージ移動装置、２２…部品供給装置、２３…ノズル、２３Ａ…シャフト、２３Ｖ…ノズルモデル、２４…実装ヘッド、２４Ｖ…ヘッドモデル、２５…基板カメラ、２５Ｖ…カメラモデル、２６…高さセンサ、２６Ｖ…センサモデル、２７…ヘッド移動装置、２７Ｘ…Ｘ軸移動装置、２７Ｙ…Ｙ軸移動装置、２８…ノズル移動装置、２９…チャンバ、３０…開閉カバー、３１…窓、３２…表示装置、３３…入力装置、３４…ディスペンサ、３５…ベース部材、３６…搬送装置、３６Ａ…搬送ベルト、３６Ｂ…ガイド部材、３７…ヒータ、３８…チャンバ、３９…ベース部材、４０…搬送装置、４０Ａ…搬送ベルト、４０Ｂ…ガイド部材、４１…ステージ、４２…ステージ移動装置、４３…レーザヘッド、４４…チャンバ、４５…開閉カバー、４６…窓、４７…プロセッサ、４８…メインメモリ、４９…ストレージ、５０…インタフェース、５１…基板データ算出部、５２…マーク位置算出部、５３…実装位置決定部、５４…判定部、５５…表示制御部、５６…ヘッド制御部、５７…ステージ制御部、５８…ＮＣデータ変換部、５９…基板データ変換部、６０…ＮＣデータ記憶部、６１…基板データ記憶部、６２…ステージデータ記憶部、７１…検出点、７２…マーク、８０…情報媒体、１０１…読取装置、１０２…読取装置、１０３…読取装置、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、Ｐｃ…現在位置、Ｐｐ…実装位置（基板座標）、Ｐｍ…実装位置（機械座標）、Ｐｒ…基板座標基準点、Ｒｍ…回転軸、Ｐｓ…指定位置、ＳＬａ…仮想ライン、ＳＬｂ…仮想ライン。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】