專利名稱：裝配裝置和用于裝配裝置的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝配裝置和一種用來進(jìn)行一種預(yù)定處理過程的控制裝置，使得一裝配部件(電子部件如倒焊芯片)與一裝配目標(biāo)部件(例如一基片)以預(yù)定方式互相接觸，如將一裝配部件裝配在一裝配目標(biāo)部件上的情況那樣。
背景技術(shù)：
通常在這類裝置中，使一由一芯片保持工具保持的電子部件向一基片下降，并在該電子部件與該基片接觸時開始超聲波焊接。因此必須檢測接觸位置。為了盡可能縮短節(jié)拍時間(tact time)，首先從一轉(zhuǎn)移位置(圖2中用A表示的芯片保持工具的初始位置)以較高速度將芯片保持工具降低一預(yù)定距離(以下稱為初始移動距離或初始移動量，圖2和9中用l表示)。然后，例如為了提高接觸位置的檢測精度，芯片保持工具以較低速度下降，直到接觸開始，用一接觸檢測裝置(測力儀等)檢測接觸等。
但是，在這種現(xiàn)有方法中，由于基片保持部(基片保持裝置)的熱膨脹和電子部件和基片的產(chǎn)品變化(尺寸偏差)、裝配誤差等，轉(zhuǎn)移位置A與基片之間的距離會發(fā)生變動，從而導(dǎo)致下列問題。
即，為了通過縮短節(jié)拍時間來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率上的改善，通常的做法把初始移動距離l(基片保持工具以一較高的速度移動的距離)設(shè)為一預(yù)定距離。但是，如果存在上面所述的變化，轉(zhuǎn)移位置A與基片之間的距離會變短，并且如圖10A所示，電子部件與基片會發(fā)生碰撞，結(jié)果生成廢品或接觸位置檢測精度因無法確保足夠的接觸檢測距離Ls(見圖2)而下降。
另一方面，如果由于上面所述的變化從轉(zhuǎn)移位置A到基片的距離很長，如圖10B所示，基片保持工具在移動經(jīng)過初始移動距離l后在較低速度下移動經(jīng)過的接觸檢測距離(搜索距離)變得很長，從而節(jié)拍時間變長，生產(chǎn)率下降。
因此，為了在保持高生產(chǎn)率的同時避免電子部件與基片發(fā)生誤接觸和避免接觸位置檢測精度下降，可根據(jù)上面所述變化等修正初始移動距離l。
例如，日本專利申請公告No.2000-174498中公開了一種系統(tǒng)，其中，根據(jù)用第一基片檢測到的接觸開始位置修正上述初始移動距離，把經(jīng)修正的移動距離用于從第二基片開始的基片上的安裝。
但是，在上述系統(tǒng)中，實(shí)際上把從第二基片開始的基片的變形(warpage)視為與第一基片的變形相同，把用第一基片得出的修正結(jié)果用于從第二基片開始的基片，結(jié)果無法確保足夠的修正精度。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題作出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是，提供一種裝配裝置和一種用于該裝配裝置的控制裝置，其中可以例如可靠地防止裝配部件與裝配目標(biāo)部件發(fā)生誤接觸，從而可同時大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種裝配裝置，它包括一用于保持一裝配部件的裝配部件保持裝置；一用于保持一裝配目標(biāo)部件的裝配目標(biāo)部件保持裝置；一用于移動裝配部件保持裝置和裝配目標(biāo)部件保持裝置之一以使由所述裝配部件保持裝置保持的裝配部件與由所述裝配目標(biāo)部件保持裝置保持的裝配目標(biāo)部件以預(yù)定方式互相接觸以進(jìn)行預(yù)定的處理的控制裝置；一用于檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸的接觸開始檢測裝置；以及一用于檢測由接觸開始檢測裝置檢測到裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸時的接觸開始位置的接觸開始位置檢測裝置，其中，所述控制裝置包括一用于將所述待移動的裝置中的一個裝置從一預(yù)定初始位置向另一個裝置移動一預(yù)定初始移動量的初始移動控制裝置；一接觸移動控制裝置，該控制裝置用于，在由初始移動裝置移動一預(yù)定初始移動量后，以與由初始移動裝置進(jìn)行的移動不同的方式將所述待移動裝置中的一個裝置向另一個裝置移動，以使所述裝配部件與所述裝配目標(biāo)部件接觸；以及一修正裝置，該修正裝置用于在每次由所述接觸開始位置檢測裝置檢測到接觸開始位置時修正所述預(yù)定初始移動量和一由所述修正裝置根據(jù)檢測到的接觸開始位置進(jìn)行修正后得出的預(yù)定初始移動量之一。
在這一結(jié)構(gòu)中，檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件真正開始接觸的位置，并根據(jù)該檢測結(jié)果可在下一次裝配處理中修正所述接觸檢測開始位置，并進(jìn)而修正所述初始移動量，從而對于每次裝配處理都可用高的精度修正接觸檢測開始位置(搜索開始位置)，從而可在保持希望的接觸檢測精度的同時縮短節(jié)拍時間，這使得可同時保持和提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
此外，所述接觸開始檢測裝置可以是一種用于根據(jù)裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間產(chǎn)生的接觸壓力來檢測接觸開始的裝置。
此外，所述接觸開始位置檢測裝置可以是一種用于根據(jù)所述待移動裝置中的一個裝置從一預(yù)定基準(zhǔn)位置移動到檢測到裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸的移動量來檢測接觸開始位置的裝置。
在所述裝配裝置的另一個方面中，裝配(裝置)還包括一用于使一輸出件作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上以在相互接觸的裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間產(chǎn)生一預(yù)定接觸壓力的加壓裝置；一用于在與加壓方向相反的方向上作為一支承部支承所述輸出件的一中間部分以調(diào)節(jié)所述輸出件沿加壓方向相對于支承部的相對運(yùn)動的鎖定裝置；以及一壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用于檢測在作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上的輸出件的一端部與一基本上垂直于輸出件的加壓方向的橫截面的一位置之間實(shí)際作用在所述輸出件上的一壓力，其中，利用所述鎖定裝置在加壓裝置的輸出件上作用預(yù)定壓力，同時支承所述輸出件，所述控制裝置使初始移動控制裝置和接觸移動控制裝置移動裝配部件保持裝置和裝配目標(biāo)部件保持裝置之一；并且其中使壓力檢測裝置起一接觸開始檢測裝置的作用。
在這一結(jié)構(gòu)中，在使壓力檢測裝置起一接觸開始檢測裝置的作用并利用由壓力檢測裝置得出的檢測結(jié)果檢測接觸開始時，把檢測到的由裝配部件與裝配目標(biāo)部件的接觸而產(chǎn)生的輸出件變形量作為輸出件的上升量，并計(jì)及該檢測結(jié)果可較精確地檢測實(shí)際接觸位置，從而可用較高精度修正下一個裝配處理中的接觸檢測開始位置(搜索開始位置)。因此，對于每次裝配處理都可以以較高的精度修正接觸檢測開始位置，從而同時可以更高的精度實(shí)現(xiàn)保持和提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
在所述裝配裝置的另一個方面中，該裝配裝置還包括一用于檢測作為上升量的由于在裝配部件與裝配目標(biāo)部件發(fā)生接觸時產(chǎn)生的接觸壓力造成的在輸出件的接觸側(cè)端部與支承部之間的輸出件變形量的上升量檢測裝置；以及一用于修正由所述接觸開始位置檢測裝置根據(jù)所述上升量檢測到的接觸開始位置的接觸開始位置修正裝置，其中，接觸開始位置檢測裝置每次檢測到接觸開始位置時，所述修正裝置修正所述初始移動量和由所述修正裝置根據(jù)由接觸開始位置由修正裝置修正的接觸開始位置后得出的一預(yù)定初始移動量之一。
此外，該上升量檢測裝置可以是一用于通過一直線量規(guī)檢測上升量的裝置。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于一裝配裝置的控制裝置，它包括一用于移動裝配部件保持裝置和裝配目標(biāo)部件保持裝置之一以使一由裝配部件保持裝置保持的裝配部件與一由裝配目標(biāo)部件保持裝置保持的裝配目標(biāo)部件以預(yù)定的方式互相接觸以進(jìn)行預(yù)定處理的控制裝置，其中，將來自一用于檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸的接觸開始檢測裝置的信息和來自一用于當(dāng)所述接觸開始檢測裝置檢測到裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸時檢測接觸開始位置的接觸開始位置檢測裝置的信息輸入所述控制裝置，并且其中所述控制裝置包括一用于將所述待移動的裝置中的一個裝置從一預(yù)定初始位置向另一個裝置移動一預(yù)定初始移動量的初始移動控制裝置；一接觸移動控制裝置，該接觸移動控制裝置用于在由初始移動裝置移動所述預(yù)定初始移動量后以與所述初始移動裝置的移動不同的方式將所述待移動裝置中的一個裝置向另一個裝置移動，以使裝配部件與裝配目標(biāo)部件接觸；以及一修正裝置，該修正裝置用于在接觸開始位置檢測裝置每次檢測接觸開始位置時修正所述預(yù)定初始移動量和一由修正裝置根據(jù)所檢測到的接觸開始位置修正后得到的一預(yù)定初始移動量之一。
在這一結(jié)構(gòu)中，檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件真正開始接觸的位置，并根據(jù)該檢測結(jié)果可在下一次裝配處理中修正接觸檢測開始位置并進(jìn)而修正初始移動量，從而對于每次裝配處理可以以高的精度修正接觸檢測開始位置，由此可在保持希望的接觸檢測精度的同時縮短節(jié)拍時間，這使得可同時保持和提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
在用于一裝配裝置的所述控制裝置的另一個方面中，該裝配裝置包括一用于使一輸出件作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上以在相互接觸的裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間產(chǎn)生一預(yù)定接觸壓力的加壓裝置；一用于在與加壓方向相反的方向上作為一支承部支承所述輸出件的一中間部分以調(diào)節(jié)所述輸出件沿加壓方向相對于支承部的相對運(yùn)動的鎖定裝置；以及一壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用于檢測在作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上的輸出件的一端部與一基本上垂直于輸出件的加壓方向的橫截面的一位置之間實(shí)際作用在所述輸出件上的一壓力，其中，將來自一上升量檢測裝置的信息輸入所述控制裝置，所述上升量檢測裝置用來檢測作為上升量的由于當(dāng)裝配部件與裝配目標(biāo)部件發(fā)生接觸時產(chǎn)生的一接觸壓力造成的在輸出件的接觸側(cè)端部與支承部之間的輸出件變形量；且其中所述控制裝置裝備有一用于修正由所述接觸開始位置檢測裝置根據(jù)所述上升量檢測到的接觸開始位置的接觸開始位置修正裝置，其中，接觸開始位置檢測裝置每次檢測到接觸開始位置時，所述修正裝置修正所述初始移動量和由所述修正裝置根據(jù)由接觸開始位置修正裝置修正的接觸開始位置進(jìn)行修正后得出的一預(yù)定初始移動量之一。
在這一結(jié)構(gòu)中，同樣，在使壓力檢測裝置起一接觸開始檢測裝置的作用并利用由壓力檢測裝置得出的檢測結(jié)果檢測接觸開始時，檢測由裝配部件與裝配目標(biāo)部件的接觸而產(chǎn)生的輸出件變形量作為輸出件的上升量，并且考慮到該檢測結(jié)果可以較高的精度檢測實(shí)際接觸位置，從而可用較高的精度在下一個裝配處理中修正接觸檢測開始位置(搜索開始位置)。因此，對于每次裝配處理都可以以較高的精度修正接觸檢測開始位置，從而同時可以更高的精度實(shí)現(xiàn)提高和保持產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。


圖1為示出本發(fā)明的一第一實(shí)施例的方框圖；圖2為示意性示出第一實(shí)施例中裝配操作的圖；圖3為示出第一實(shí)施例中裝配程序的流程圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的裝配裝置的裝配頭的正視圖；圖5A為圖4的裝配頭的負(fù)荷檢測裝置等的一部分的局部側(cè)視剖視圖；圖5B為一θ軸線軸和一套筒的剖視圖；圖6A、6B和6C為示出第二實(shí)施例的負(fù)荷檢測裝置的負(fù)荷檢測機(jī)構(gòu)的圖，其中，圖6A示出接觸開始時的狀態(tài)；圖6B示出過渡到初始負(fù)荷作用時的狀態(tài)；以及圖6C示出在所述初始負(fù)荷狀態(tài)下可通過一往復(fù)運(yùn)動動力源進(jìn)行加壓控制時的狀態(tài)；圖7例示出根據(jù)第二實(shí)施例的裝配曲線(加壓曲線、振動曲線、加熱曲線)的一個示例；圖8A和8B為示出負(fù)荷檢測裝置和進(jìn)而示出輸出件的其它結(jié)構(gòu)實(shí)例的圖；圖9例示出按照本發(fā)明如何對一芯片保持工具進(jìn)行下降控制；以及圖10A和10B為示出現(xiàn)有裝配裝置存在的問題的圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施例。
首先說明本發(fā)明的一第一實(shí)施例。
如作為方框圖的圖1所示，在根據(jù)第一實(shí)施例的裝配裝置中，一保持一電子部件100的芯片保持工具101裝在一裝在一軸103上的超聲波焊頭102上。軸103與一垂直驅(qū)動機(jī)構(gòu)104連接并可如圖1所示垂直地運(yùn)動。此外，軸103上設(shè)有一包括一測力儀等的接觸開始檢測裝置105，由此可檢測電子部件100與一由一基片保持裝置109保持的基片108(基片108上可允許裝配多個電子部件中的一個)之間的接觸。芯片保持裝置101相當(dāng)于用于保持裝配部件的裝置，基片保持裝置109相當(dāng)于用于保持裝配目標(biāo)部件的裝置。
此外，設(shè)有一接觸開始位置檢測裝置106，該檢測裝置可例如根據(jù)軸103(垂直驅(qū)動機(jī)構(gòu)104)從轉(zhuǎn)移位置A沿高度方向的移動量(可通過用一編碼器等檢測垂直驅(qū)動機(jī)構(gòu)104的驅(qū)動量得出該移動量，也可使用一直線量規(guī)等直接檢測該移動量)檢測電子部件100與由基片保持裝置109保持的基片108發(fā)生接觸的位置，即接觸位置Hc(從基片保持裝置109的一預(yù)定基準(zhǔn)位置到將處理的基片108表面的距離；見圖2)。
將來自接觸開始檢測裝置105和接觸開始位置檢測裝置106的信號輸入一包括一CPU、ROM、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器、各種I/F等的控制裝置107?？刂蒲b置107根據(jù)各項(xiàng)信息—如輸入信號和存儲值—按照一預(yù)定的程序進(jìn)行各種計(jì)算處理，向垂直驅(qū)動機(jī)構(gòu)104發(fā)出一驅(qū)動信號以控制垂直驅(qū)動機(jī)構(gòu)104的驅(qū)動，向超聲波焊頭102發(fā)出一驅(qū)動信號以控制超聲波焊頭102的驅(qū)動。
在該實(shí)施例中，如上所述對電子部件100與基片108的接觸進(jìn)行檢測，同時，執(zhí)行裝配處理(接合處理)。
下面結(jié)合圖3的流程圖說明由該實(shí)施例的控制裝置107進(jìn)行的控制。
在圖3中的步驟(附圖中用“S”表示，下同)1中，控制裝置107按照預(yù)先存儲的信息設(shè)定Hs0(接觸檢測開始初始位置；見圖2)。
此外，為盡可能縮短節(jié)拍時間等，希望從轉(zhuǎn)移位置A到接觸檢測開始初始位置Hs0的下降以較高的速度進(jìn)行，從而希望將接觸檢測開始初始位置Hs0設(shè)置得盡可能靠近基片108；但是，如上所述，由于產(chǎn)品變動等存在電子部件100與基片108之間的距離的變動等，因此，如圖2所示，接觸檢測開始初始位置Hs0設(shè)置在一個使其可以可靠地避免電子部件100與基片108發(fā)生誤接觸并可充分保證接觸檢測距離Ls以保持接觸檢測精度(一離基片108較遠(yuǎn)的位置)的位置。
在步驟2中，控制裝置107按照預(yù)先存儲的信息將垂直驅(qū)動機(jī)構(gòu)104移動到圖2所示的一部件通過位置，使得電子部件100被芯片保持工具101吸持。
在步驟3中，將芯片保持工具101并由此將被芯片保持工具101吸持的電子部件100移動到圖2所示的轉(zhuǎn)移位置A。
在步驟4中，在較高的速度下將芯片保持工具101從轉(zhuǎn)移位置A下降到接觸檢測開始初始位置Hs0。該步驟4構(gòu)成一初始移動控制裝置(的功能)。
在步驟5中，當(dāng)芯片保持工具101下降到接觸檢測開始初始位置Hs0時，將下降速度變成一預(yù)先設(shè)定的較低的接觸檢測速度。步驟5構(gòu)成一接觸移動控制裝置(的功能)。
在步驟6中，判斷由芯片保持工具101吸持的電子部件100是否與基片108發(fā)生接觸。例如可根據(jù)來自接觸開始檢測裝置105的輸出信號的變動作出這一判斷。如在步驟6中判斷結(jié)果為“YES”，則程序進(jìn)行到步驟7，如判斷結(jié)果為“NO”，則重復(fù)步驟6直到檢測到接觸。
在步驟7中，停止芯片保持工具101的下降。
在步驟8中，檢測并存儲芯片保持工具101沿高度方向的當(dāng)前位置(實(shí)際接觸位置)Hc?？筛鶕?jù)一來自接觸開始位置檢測裝置106的檢測信號檢測該接觸位置Hc。
在步驟9中，得出下一個接觸檢測開始位置Hs1。可根據(jù)檢測到的實(shí)際接觸位置Hc和一預(yù)設(shè)的接觸檢測距離Ls得出下一個接觸檢測開始位置Hs1。例如可由等式Hs1＝Hc+Ls得出Hs1。此外，為了使所得到的下一個接觸檢測開始位置Hs1可反映在以后的處理中，將Hs1設(shè)為Hs0(Hs0←Hs1)。應(yīng)該指出，在實(shí)現(xiàn)保持檢測精度和降低節(jié)拍時間時，希望應(yīng)把接觸檢測距離Ls的值設(shè)定得盡可能小，以允許保持希望的接觸檢測精度。步驟9構(gòu)成一修正裝置。
在步驟10中，控制超聲波焊頭51的驅(qū)動，以進(jìn)行電子部件100與基片108的超聲波焊接。
在步驟11中，當(dāng)步驟10的裝配處理完成時，將芯片保持工具101移動到轉(zhuǎn)移位置A。
在步驟12中，判斷是否存在一停止指令。如判斷結(jié)果為“YES”，則流程完成；如判斷結(jié)果為“NO”，則程序返回步驟2，從這里重復(fù)裝配處理。
因此，在該實(shí)施例中，檢測電子部件100與基片108真正開始接觸的位置(接觸位置Hc)，并根據(jù)檢測結(jié)果修正下一次裝配處理的接觸檢測開始位置，從而對每次接合處理都可修正接觸檢測開始位置，從而可在保持最佳接觸檢測距離Ls的同時使得接觸檢測開始位置Hc盡可能靠近基片108。因此，可在既可靠地避免電子部件100與基片108的誤接觸又保持希望的接觸檢測精度的同時盡可能縮短節(jié)拍時間，從而例如可在提高和保持產(chǎn)品質(zhì)量的同時降低生產(chǎn)成本。
下面說明本發(fā)明的一第二實(shí)施例。
結(jié)合第二實(shí)施例，更具體地說明使用本申請人的日本專利申請公告No.2001-105559所述的負(fù)荷檢測裝置時的情況。
圖4、5A和5B示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的一裝配裝置(處理裝置)的裝配頭部。
首先說明該實(shí)施例的部件裝配裝置的裝配頭部的總體結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，一支承一裝配頭1的頭底座2與用于在一預(yù)定位置支承基片108的基片保持裝置109(見圖1；圖4中未示出)一起設(shè)置在部件裝配裝置的底座上，并設(shè)計(jì)成可通過一X-Y驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)在X-Y平面中自由運(yùn)動，X-Y平面與基片108的其上待裝配電子部件100的待處理表面基本上平行。
裝配頭1通過一由一Z軸驅(qū)動電動機(jī)4和一Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)6構(gòu)成的Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)由頭底座2支承。Z軸滾柱絲杠機(jī)構(gòu)6經(jīng)由一帶輪和一傳動帶由Z軸驅(qū)動電動機(jī)4轉(zhuǎn)動，一垂直活動塊10可作垂直運(yùn)動(沿與基片的待處理表面基本上垂直的Z方向運(yùn)動)以相對于基片的待處理表面進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。
垂直活動塊10裝備有一θ轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)20。該θ轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)20是一用來在θ方向上轉(zhuǎn)動一θ軸線軸30的機(jī)構(gòu)，所述θ軸線軸30上安裝有用于保持電子部件100的芯片保持工具52。在這里，θ方向?yàn)棣容S線軸30圍繞一轉(zhuǎn)動中軸線(見圖5B)轉(zhuǎn)動的方向。
θ轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)20的一θ驅(qū)動電動機(jī)11固定在垂直活動塊10上。如圖5A所示，一輸出帶輪12固定在θ驅(qū)動電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)動軸上，輸出帶輪12的轉(zhuǎn)動通過一傳動帶14傳遞給θ轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)20的一輸入帶輪13。在圖5A中，陰影部由垂直活動塊10支承。
輸入帶輪13下方設(shè)有一同軸的減速器16(例如商標(biāo)為“HarmonicDrive”的波形減速裝置)以使輸入帶輪13的轉(zhuǎn)動減速并將其傳遞給θ軸線軸30。輸入帶輪13與減速器16的一輸入軸22同軸地連接。輸入軸22通過支承件25A和25B可相對于由垂直活動塊10支承的減速器16的殼體可轉(zhuǎn)動地支承。
輸入軸22的轉(zhuǎn)動通過一同軸地布置在輸入軸22外周向上的波形減速器裝置23減速，并傳遞給一與其同軸布置在其外側(cè)的輸出軸件24。
在這里，輸出軸件24相對于減速器16的殼體可轉(zhuǎn)動地借助支承件26和27支承，從而可獨(dú)立于該殼體地并進(jìn)而獨(dú)立于支承它的頭底座2和垂直活動塊10地轉(zhuǎn)動。
θ軸線軸30通過一轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40與輸出軸件24轉(zhuǎn)動連接。因此，輸出由輸入帶輪13輸入的θ驅(qū)動電動機(jī)11的轉(zhuǎn)動的輸出軸件24的轉(zhuǎn)動在由減速器16減速到預(yù)定水平后，經(jīng)轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40傳遞給θ軸線軸30。
即，轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40具有一與θ軸線軸30的軸線基本上垂直的多邊形截面(見圖5B)并還包括一帶有一中心孔的套筒41，所述中心孔具有與上述多邊形形狀相對應(yīng)的形狀并允許插入和保持θ軸線軸30，從而允許θ軸線軸30通過一支承件42(包括由一保持件44保持的滾針軸承46；見圖4和5B)在Z方向上作往復(fù)運(yùn)動，套筒41和輸出軸件24轉(zhuǎn)動連接，由此插入和保持在套筒41中的θ軸線軸30由于設(shè)有多邊形結(jié)構(gòu)可在帶動作用下轉(zhuǎn)動。套筒41通過一支承件48的介入可相對于垂直活動塊10轉(zhuǎn)動地被支承。
此外，輸入帶輪13、輸入軸22和輸出軸件24的轉(zhuǎn)動中部是空心的，θ軸線軸30從這里穿過，如圖4和5A所示，θ軸線軸30的上端部30A向上伸出超過輸入帶輪13。
另一方面，在圖4中θ軸線軸30向下穿過轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40以便與輸出軸件24連接，一超聲波電動機(jī)51通過一超聲波電動機(jī)支架50的介入安裝裝在其下端部30B上；保持電子部件100并作用在待處理表面上的芯片保持工具52安裝在超聲波電動機(jī)51上。
按照該實(shí)施例，θ軸線軸30的上端部30A與一往復(fù)運(yùn)動動力源60(一加壓致動器等，例如包括一音圈/直線電機(jī)(voice coil motor)、氣缸、電磁致動器等)連接，從而使得θ軸線軸30并還使得芯片保持工具52通過一負(fù)荷檢測裝置70等的介入通過壓力控制作往復(fù)運(yùn)動(Z軸運(yùn)動)。
即，在該實(shí)施例中，例如當(dāng)將由芯片保持工具52保持的電子部件100壓靠在基片108的待處理表面上時，在圖4中向下驅(qū)動往復(fù)運(yùn)動動力源60，由此往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動力作用在θ軸線軸30上，在圖4中θ軸線軸30可通過θ軸線軸30在其中插入并保持成可進(jìn)行垂直往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40中向下(沿Z軸方向)運(yùn)動。
往復(fù)運(yùn)動動力源60起本發(fā)明的加壓裝置的作用，其驅(qū)動量控制成可根據(jù)來自一控制裝置107(見圖1；圖4、5A和5B中未示出)的控制信號(符合一裝配曲線，在該裝配曲線中例如設(shè)定加壓壓力、加壓正時、加壓周期、加壓時間變動等)實(shí)現(xiàn)預(yù)定加壓壓力控制。這種控制可以是一前饋控制(開環(huán)控制)，并同時可以是一例如基于負(fù)荷檢測裝置70的壓力檢測結(jié)果的反饋控制(閉環(huán)控制)。
如上所述，在該實(shí)施例中，由于設(shè)置了轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40，因此θ驅(qū)動電動機(jī)11的轉(zhuǎn)動可經(jīng)由輸入帶輪13、減速器16和輸出軸件24傳遞給θ軸線軸13，同時，通過另一路線輸入的來自往復(fù)運(yùn)動動力源60的沿垂直方向(Z方向)的一驅(qū)動力(往復(fù)力)可傳遞給θ軸線軸30。
下面說明該實(shí)施例的負(fù)荷檢測裝置70。
該實(shí)施例的負(fù)荷檢測裝置70起根據(jù)本發(fā)明的一接觸開始檢測裝置(或壓力檢測裝置)的作用，并如圖4和5A所示，設(shè)置在θ軸線軸30的上端部30A和往復(fù)運(yùn)動動力源60之間。
(壓力檢測機(jī)構(gòu))如圖5A所示，負(fù)荷檢測裝置70包括一通過一體地連接縱向件71A和71B與橫向件72A和72B形成的矩形應(yīng)變件71。此外，用作檢測應(yīng)變的應(yīng)變檢測裝置的應(yīng)變儀73A和73B安裝在應(yīng)變件71的橫向件72A和72B上。根據(jù)來自所述應(yīng)變儀73A和73B的檢測信號，可檢測作用在θ軸線軸30上的力，即作用在電子部件100與基片108之間的實(shí)際壓力。
確切說，應(yīng)變件71的縱向件71A的下表面上裝有一軸支承件74，該軸支承件的一個端部固定在所述下表面上，而其另一個端部橫向地向θ軸線軸30的中軸線延伸以通過一軸承74A等可轉(zhuǎn)動地支承θ軸線軸30的上端部30A，同時將其支承成使得可調(diào)節(jié)沿θ軸線軸30的Z方向的相對運(yùn)動。
此外，縱向件71B的頂面上裝有一往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75，其一端固定在該頂面上，另一端橫向伸向θ軸線軸30的中心軸線以接受一來自往復(fù)運(yùn)動動力源60的一輸出軸61的壓力。
因此，當(dāng)在圖4和5A中向下驅(qū)動往復(fù)運(yùn)動動力源60時，其力傳遞到往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75上，并傳遞到與往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75連接的縱向件71B上，然后通過橫向件72A和72B傳遞到縱向件71A上，以通過軸支承件74的介入傳遞到由縱向件71A支承的θ軸線軸30上。利用這樣傳遞該力，安裝在θ軸線軸30下端側(cè)上的電子部件100以一預(yù)定壓力壓靠在基片108上。
在這種情況下，與往復(fù)運(yùn)動動力源60的輸出軸61連接的往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75并進(jìn)而還有縱向件71B在圖5A中傾向于向下位移；但是，與θ軸線軸30連接的縱向件71A由于電子部件100的反作用力傾向于抵抗該位移，因此在設(shè)置在縱向件71A與縱向件71B之間的橫向件72A和72B中產(chǎn)生一與所述壓力對應(yīng)的應(yīng)變。因此通過用應(yīng)變儀73A和73B檢測該應(yīng)變就可精確地檢測作用在電子部件100與基片108之間的實(shí)際壓力。
為了可精確地檢測沿θ軸線軸30的軸向產(chǎn)生的壓力并進(jìn)而防止應(yīng)變件71(進(jìn)而防止負(fù)荷檢測裝置70)由于在所述壓力作用時產(chǎn)生的力偶發(fā)生轉(zhuǎn)動，可通過一進(jìn)行引導(dǎo)以進(jìn)行一與θ軸線軸30的軸向基本上平行的運(yùn)動直線引導(dǎo)件76支承往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75并進(jìn)而支承縱向件71B(并進(jìn)一步支承負(fù)荷檢測裝置70)。
此外，所述直線引導(dǎo)件76調(diào)節(jié)往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75的與θ軸線軸30的軸向(Z方向)基本上平行的方向上的運(yùn)動之外的運(yùn)動，從而，與支承θ軸線軸30以使軸30能在θ方向上轉(zhuǎn)動的支承件74A的作用相協(xié)同地，可防止負(fù)荷檢測裝置70沿θ方向被θ軸線軸30沿θ方向的轉(zhuǎn)動牽動。在圖5A中，標(biāo)號90表示一起一彈簧(重量平衡彈簧)作用的部件，該部件用于以一預(yù)定彈力支承一相對于垂直活動塊10的壓力位于下游側(cè)的部件，以防止在壓力傳遞路徑中相對于壓力方向位于橫向件72B下游側(cè)的該部件的重量影響壓力檢測。彈簧90不限于所示彈簧；只要可提供相同的作用可使用任何彈簧類型；例如可在圖5A中水平設(shè)置一板簧，將板簧的一端固定在軸支承件74上，另一端固定在垂直活動塊10上。也可省略彈簧90。
在如上設(shè)計(jì)的裝配裝置中，執(zhí)行與參考第一實(shí)施例所示的圖3的流程圖相同的程序，以在電子部件100與基片108之間進(jìn)行接合。
下面結(jié)合圖3的流程圖說明在該實(shí)施例中進(jìn)行的程序。
在步驟1中，控制裝置107按照預(yù)先存儲的信息設(shè)定Hs0(接觸檢測開始初始位置；見圖2)。
在步驟2中，在圖2所示的一部件通過位置中用芯片保持工具52通過真空吸持來保持待裝配的電子部件100。
在步驟3中，按照由控制裝置107進(jìn)行的控制來操作X-Y驅(qū)動機(jī)構(gòu)以將裝配頭1移動到基片108上方的轉(zhuǎn)移位置A。同樣，按照由控制裝置107進(jìn)行的控制來操作θ轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)20以相對于基片108使電子部件100的走向處于正確的安裝方向。
在這種狀態(tài)下，例如通過一成像裝置對電子部件100和基片108進(jìn)行成像，并對所獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，以計(jì)算電子部件100與基片108之間的位置偏差。根據(jù)所得到的位置偏差數(shù)據(jù)，再次操作X-Y驅(qū)動機(jī)構(gòu)和θ轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)20以相對于基片108對電子部件100進(jìn)行位置修正。
通過上述過程相對于基片108將電子部件100設(shè)置在正確裝配位置上。
在步驟4中，操作由Z軸驅(qū)動電動機(jī)4和Z軸滾珠絲杠機(jī)構(gòu)6構(gòu)成的并允許進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以將電子部件100下降到接觸檢測開始初始位置Hs0。例如為了既提高處理效率又抑制慣性力，要求對該下降操作進(jìn)行控制，從而使下降速度可如圖9所示變化；但這當(dāng)然允許按需要進(jìn)行變化，例如下降以勻速進(jìn)行。
在此下降操作過程中，由下降操作產(chǎn)生的慣性力會造成θ軸線軸30和負(fù)荷檢測裝置70浮動或作用在橫向件72A和72B上，從而對由應(yīng)變儀73A和73B進(jìn)行的壓力檢測(接觸點(diǎn)檢測)產(chǎn)生不利影響。因此，先用一預(yù)定的初始壓力在圖4中向下驅(qū)動往復(fù)運(yùn)動驅(qū)動源60，并利用所述驅(qū)動力通過壓靠在鎖定件77上來推動往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75，從而相對于垂直活動塊10將往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75并進(jìn)一步將縱向件71B鎖定在Z方向上的一預(yù)定位置上。同時如圖5A所示，相對于垂直活動塊10將一鎖定件83并進(jìn)一步將固定在其上的縱向件71A鎖定在Z方向上的一預(yù)定位置上(一在橫向件72A和72B中不產(chǎn)生相對于鎖定件77的鎖定位置的應(yīng)變的位置)。通過旋入量調(diào)整、墊片調(diào)整等使鎖定件77和鎖定機(jī)構(gòu)80的鎖定位置(高度)可調(diào)。
由于這種布置，即使在下降操作過程中產(chǎn)生慣性力也可以可靠地防止θ軸線軸30和負(fù)荷檢測裝置70浮動，從而可限制在橫向件72A和72B中產(chǎn)生應(yīng)變，從而盡可能抑制慣性力對負(fù)荷檢測裝置70的負(fù)荷檢測的影響。
鎖定件77的鎖定作用不限于消除慣性力等的影響。如下所述，事先在一預(yù)定初始壓力下驅(qū)動用于壓力控制的往復(fù)運(yùn)動動力源60，使得輸出軸61和往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75在芯片與基片開始接觸前抵靠在鎖定件77上，從而該鎖定有利于從芯片與基片開始接觸到達(dá)到所述預(yù)定初始壓力可通過Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的位置控制實(shí)現(xiàn)壓力控制。
在步驟5中，如圖9所示，在保持鎖定件77和鎖定機(jī)構(gòu)80的鎖定狀態(tài)的同時，在較低的勻速下將電子部件100下降一預(yù)定的量以使電子部件逐漸靠近基片108。在勻速下開始該一預(yù)定量的下降時，基本上消除了慣性力的不利影響，從而在保持鎖定件77的鎖定狀態(tài)的同時釋放鎖定機(jī)構(gòu)80的線圈81以取消鎖定機(jī)構(gòu)80的鎖定。這里鎖定件77相當(dāng)于鎖定裝置。
在步驟6中，判斷由芯片保持工具52吸持的電子部件100是否與基片108發(fā)生接觸。例如可根據(jù)來自用作接觸開始檢測裝置105的負(fù)荷檢測裝置70的輸出信號中的變化作出這一判斷。如果步驟6的判斷結(jié)果為“YES”，程序進(jìn)行到步驟7中，如果判斷結(jié)果為“NO”，重復(fù)步驟6直到檢測到接觸。
在該實(shí)施例中，如下根據(jù)負(fù)荷檢測裝置70的輸出以高精度檢測接觸開始時間。
即，在該實(shí)施例中，其中設(shè)置有支承往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75的鎖定件77，該鎖定件從圖5A中的下方(沿與重力相反的方向)在Z方向上的一預(yù)定位置上與往復(fù)運(yùn)動動力源60的輸出軸61連接。
該鎖定件77由垂直活動塊10支承，并且利用該鎖定件77，即使在圖4中向下驅(qū)動往復(fù)運(yùn)動動力源60，輸出軸61和往復(fù)運(yùn)動動力源側(cè)件75也相對于垂直活動塊10被鎖定在Z方向上的一預(yù)定位置上。
因此，通過在步驟5中勻速下降Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)，電子部件100與基片108的接觸開始；如圖6A所示，接觸開始時電子部件100與基片108之間產(chǎn)生一壓力；盡管鎖定機(jī)構(gòu)80處于釋放狀態(tài)，仍由鎖定件77保持往復(fù)運(yùn)動動力源60輸出軸61的鎖定，從而隨著Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的移動上述壓力使橫向件72A和72B應(yīng)變，由此可如圖7所示以較平緩梯度逐漸提高壓力。
如圖6B所示，當(dāng)該壓力β(反作用力)小于往復(fù)運(yùn)動動力源60的輸出(壓力)α?xí)r，通過θ軸線軸使軸支承件74上升，安裝在應(yīng)變件71的縱向件71A的上表面上的鎖定件83與鎖定機(jī)構(gòu)80的止擋82分開，從而在橫向件72A和72B中產(chǎn)生應(yīng)變。
因此，利用檢測橫向件72A和72B中應(yīng)變來檢測壓力的該實(shí)施例的負(fù)荷檢測裝置70可以以高精度檢測伴隨接觸開始發(fā)生的壓力的微小變化。
即，在該實(shí)施例中，電子部件100與基片108可以以微小的壓力平穩(wěn)地開始接觸，并可以較緩和地提高壓力，從而可以可靠地防止當(dāng)電子部件100與基片108誤碰撞時出現(xiàn)的損壞等，并可根據(jù)由負(fù)荷檢測裝置70獲得的壓力檢測結(jié)果以高精度檢測接觸的開始。在檢測接觸開始時，例如可將由負(fù)荷檢測裝置70檢測到的壓力變得大于一預(yù)定接觸開始壓力(包括壓力為○的情況)的時刻或壓力發(fā)生一預(yù)定變化(壓力變動曲率變得大于一預(yù)定水平)的時刻作為接觸開始點(diǎn)。但是，從接觸開始到下面所述的初始負(fù)荷狀態(tài)的完成的壓力特性與由往復(fù)運(yùn)動動力源60提供的預(yù)定初始壓力等有關(guān)，因此除了壓力的平緩提高，可通過調(diào)節(jié)Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的移動速度提供一任意的壓力提高特性(壓力提高速度)。
然后，在步驟7中，停止Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的移動，并停止芯片保持工具52的下降。
在步驟8中，檢測并存儲芯片保持工具52在高度方向上的當(dāng)前位置(實(shí)際接觸位置)Hc。可根據(jù)來自參考第一實(shí)施例說明接觸開始位置檢測裝置106的檢測信號檢測接觸位置Hc。確切說，接觸開始位置檢測裝置106包括一與Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)在Z方向上的移動操作連接的編碼器等，從而可根據(jù)該編碼器的輸出信號檢測Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)從轉(zhuǎn)移位置A的下降量。因此，根據(jù)在步驟6中檢測到的接觸開始時間的編碼器轉(zhuǎn)動量(并進(jìn)一步根據(jù)Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)從轉(zhuǎn)移位置A的下降量)檢測接觸位置Hc。
在步驟9中，與第一實(shí)施例相同，得出下一個接觸檢測開始位置Hs1。可根據(jù)檢測到的實(shí)際接觸位置Hc和一預(yù)設(shè)的接觸檢測距離Ls得出下一個接觸檢測開始位置Hs1。例如可由等式Hs1＝Hc+Ls得出Hs1。此外，為了使所得到的下一個接觸檢測開始位置Hs1可反映在以后的處理中，將Hs1設(shè)為Hs0(Hs0←Hs1)。應(yīng)該指出，在實(shí)現(xiàn)保持檢測精度和降低節(jié)拍時間時，希望應(yīng)把接觸檢測距離Ls的值設(shè)定得盡可能小，以允許保持希望的接觸檢測精度。
在步驟10中，控制超聲波焊頭51的驅(qū)動，以進(jìn)行電子部件100與基片108的超聲波焊接。
確切地說，進(jìn)行如下處理。
在檢測到接觸開始點(diǎn)后，隨著由Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)一步下降電子部件100，在電子部件100與基片108之間產(chǎn)生的壓力(反作用力)β逐漸提高，從而提高了橫向件72A和72B的應(yīng)變；但是，當(dāng)芯片與基片之間的壓力(反作用力)β達(dá)到往復(fù)運(yùn)動動力源60的輸出軸61的鎖定件77的一預(yù)定初始壓力(即壓力α)時，電子部件100與基片108之間的實(shí)際壓力(反作用力)β與鎖定件77的預(yù)定初始壓力α如圖6C所示互相平衡，結(jié)果如圖6C所示可相對于鎖定件77向上移動往復(fù)運(yùn)動動力源60的輸出軸61并進(jìn)一步向上移動垂直活動塊10。此時，輸出軸61與鎖定件77分離，由鎖定件77進(jìn)行的位置調(diào)節(jié)取消。
即，如圖7所示，即使繼續(xù)降低電子部件100，也形成一壓力不提高的常壓期(初始負(fù)荷狀態(tài))。
應(yīng)該指出，在圖7所示的裝配曲線中，從接觸開始到完成初始負(fù)荷的加壓曲線(加壓特性)與Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的移動速度、由往復(fù)運(yùn)動動力源60提供的預(yù)定初始壓力等有關(guān)，因此通過調(diào)節(jié)Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)的移動速度、往復(fù)運(yùn)動動力源60的初始壓力等可設(shè)定一任意的加壓曲線(加壓特性)。此外，在該實(shí)施例中，可通過負(fù)荷檢測裝置70以高精度檢測并監(jiān)控從接觸開始到完成初始負(fù)荷狀態(tài)的實(shí)際壓力變化。因此，通過根據(jù)監(jiān)控結(jié)果以前饋控制方式調(diào)節(jié)該移動速度、該預(yù)定初始壓力等，或通過根據(jù)負(fù)荷檢測裝置70的壓力檢測結(jié)果反饋控制該移動速度、往復(fù)運(yùn)動動力源60的預(yù)定初始壓力等，可按需要控制從接觸開始到完成初始負(fù)荷狀態(tài)的加壓曲線。
當(dāng)所述常壓期達(dá)到預(yù)定長度時，按照加壓曲線(圖7裝配曲線中完成初始負(fù)荷狀態(tài)之后的曲線)由往復(fù)運(yùn)動動力源60進(jìn)行加壓控制。
在該加壓控制中可反饋控制往復(fù)運(yùn)動動力源60的驅(qū)動量(壓力)，從而根據(jù)由負(fù)荷檢測裝置70獲得的壓力檢測結(jié)果實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加壓曲線，由此與進(jìn)行前饋控制的情況相比可更精確地跟蹤/符合加壓曲線。但是當(dāng)然也可不進(jìn)行任何反饋控制地監(jiān)控由負(fù)荷檢測裝置70檢測到的壓力，并用該壓力來調(diào)節(jié)前饋控制值或?qū)⒃搲毫τ米髋袛嗉訅籂顟B(tài)的信息。
這樣，可用由該實(shí)施例的負(fù)荷檢測裝置70獲得的檢測結(jié)果殼實(shí)現(xiàn)允許以高精度跟蹤加壓曲線的加壓控制。
電子部件100壓靠在基片108上，并按照在其中振動量和加熱量確定為預(yù)定水平(圖7)的該裝配曲線進(jìn)行加熱(即在控制加熱正時和加熱量或加熱正時和振動量的同時)的同時，振動超聲波焊頭51，由此電子部件100側(cè)的導(dǎo)體熔合在基片108側(cè)的導(dǎo)體上，以由此完成操作。
步驟10的裝配處理完成后，在步驟11中芯片保持工具52移動到轉(zhuǎn)移位置A。
在步驟12中，由控制裝置107判斷是否存在一停止指令。如果判斷結(jié)果為“YES”，則該流程結(jié)束；如果判斷結(jié)果為“NO”，則程序返回步驟2，從這里重復(fù)裝配處理。
這樣，在第二實(shí)施例中，通過使用負(fù)荷檢測裝置70以高精度檢測電子部件100實(shí)際開始與基片108接觸時的位置(接觸位置Hc)，并根據(jù)檢測結(jié)果修正下一次裝配處理的接觸檢測開始位置，從而對于每次壓焊處理都可以以高精度修正接觸檢測開始位置，由此可在保持一最佳的接觸檢測距離Ls的同時使接觸檢測開始位置Hc盡可能靠近基片108。因此，可在既可靠地避免電子部件100與基片108的誤接觸又保持希望的接觸檢測精度的同時盡可能縮短節(jié)拍時間，由此可實(shí)現(xiàn)保持/提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
下面說明本發(fā)明第三實(shí)施例。
在第三實(shí)施例中提供一基本上與第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行類似的處理，與第二實(shí)施例相比，只是可以以更高的精度進(jìn)行圖3的流程圖的步驟8的接觸位置Hc的檢測。下面只說明與第二實(shí)施例不同之處。
在第三實(shí)施例中也檢測實(shí)際接觸位置Hc；為了實(shí)現(xiàn)更高的檢測精度，第三實(shí)施例除了接觸開始位置檢測裝置106外還采用了一直線量規(guī)110。
即，在第三實(shí)施例中，與第二實(shí)施例一樣，通過利用由負(fù)荷檢測裝置70獲得的檢測結(jié)果檢測接觸開始；如參考圖6B所述，當(dāng)使用負(fù)荷檢測裝置70時，θ軸線軸30上升直到檢測到接觸開始，這意味著，不能只通過根據(jù)由接觸開始位置檢測裝置106檢測到的編碼器的轉(zhuǎn)動量(并進(jìn)一步根據(jù)Z軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)從轉(zhuǎn)移位置A的下降量)來獲得接觸位置Hc(見圖9)來考慮到該上升量的因素。
因此，在第三實(shí)施例中，考慮到上述上升量，設(shè)有直線量規(guī)110以便以更高的精度獲得實(shí)際接觸位置Hc。
如圖5A所示，直線量規(guī)110設(shè)置成可檢測應(yīng)變件71并進(jìn)一步檢測θ軸線軸30的上升量。將直線量規(guī)110的輸出信號輸入控制裝置107(未示出)。θ軸線軸30構(gòu)成輸出件的一部分。當(dāng)如在該實(shí)施例中那樣設(shè)置應(yīng)變件71時，應(yīng)變件71也構(gòu)成輸出件的一部分。
此外，在第三實(shí)施例中，對于圖3的流程圖的步驟1-7，進(jìn)行與第二實(shí)施例相同的程序，而在步驟8中，根據(jù)來自接觸開始位置檢測裝置106的檢測信號和來自直線量規(guī)110的檢測信號來檢測接觸位置Hc。確切說，通過從由接觸開始位置檢測裝置106的編碼器的輸出信號得出的接觸位置Hc中減去由直線量規(guī)110的檢測信號得出的上升量ΔH，以更高的精度來檢測實(shí)際接觸位置。并將“Hc-ΔH”設(shè)定為接觸位置Hc(Hc←Hc-ΔH)。在這里，直線量規(guī)110相當(dāng)于上升量檢測裝置，在步驟8種進(jìn)行的接觸位置Hc的修正相當(dāng)于接觸開始位置修正裝置。
接下來，在步驟9中，如在第二實(shí)施例中那樣，得出下一個接觸檢測開始位置Hs1?？筛鶕?jù)步驟8設(shè)定的接觸位置Hc(＝Hc-ΔH)和一預(yù)設(shè)的接觸檢測距離Ls得出下一個接觸檢測開始位置Hs1。例如可由等式Hs1＝Hc+Ls得出Hs1。并且，為了使所得到的下一個接觸檢測開始位置Hs1可反映在以后的處理中，將Hs1設(shè)為Hs0(Hs0←Hs1)。
然后，如第二實(shí)施例中那樣，執(zhí)行步驟10-12的程序。
這樣，按照第三實(shí)施例，在使用負(fù)荷檢測裝置70的檢測結(jié)果檢測接觸開始時，在接觸開始時就考慮到了θ軸線軸30和由此電子部件100的上升量，并檢測實(shí)際接觸位置Hc，從而可以以更高的精度得出實(shí)際接觸位置Hc。因此，按照第三實(shí)施例，可以以更高的精度修正下一次裝配處理的接觸檢測開始位置，從而對于每次裝配處理都可以以高精度修正接觸檢測開始位置，由此可在更精確地確保接觸檢測距離Ls的同時使接觸檢測開始位置Hc盡可能靠近基片108。因此，在既可靠地避免電子部件100與基片108的誤接觸又將接觸檢測精度保持在一更高的水平的同時，可盡可能縮短節(jié)拍時間，從而可實(shí)現(xiàn)在更高的水平下保持/提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本等。
此外，作為在參考上述實(shí)施例所述的裝配裝置中將電子部件(芯片)接合到基片上的方法，也可采取這樣一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，將粘結(jié)劑施加到電子部件(芯片)或基片(或兩者)的接合表面上，并在按照該裝配曲線將芯片壓靠在基片上的同時粘結(jié)劑固化，由此將芯片接合到基片上。
此外，盡管在上述實(shí)施例中電子部件與基片沿重力方向互相接觸，但它們當(dāng)然也可沿與重力方向不同的方向互相接觸，例如水平方向。在這種情況下，消除或減輕了重力對負(fù)荷檢測的不利影響，從而在第二和第三實(shí)施例中可減小彈簧80的大小或省略彈簧80等。
應(yīng)該指出，本發(fā)明不限于用于將一芯片安裝到一基片上的裝置；本發(fā)明可用于在檢測壓力的同時對一待處理部件進(jìn)行一定處理的任何處理裝置。
此外，在不需要進(jìn)行θ修正等時，可省略各種用于θ修正的裝置，如θ轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)20和轉(zhuǎn)動往復(fù)運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)40。此外，盡管在上述實(shí)施例中在裝配頭一側(cè)上進(jìn)行用于在X、Y和Z方向上定位的移動，但也可采取這樣一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，基片側(cè)—即基片臺(支承構(gòu)成處理對象的基片的底座)—相對于裝配頭沿X、Y和Z方向或沿其中部分方向移動。
此外，雖未作明確說明，但上述各實(shí)施例的裝置的各元件、裝置、機(jī)構(gòu)、部件的布置不限于如上所述，而是允許進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儭＠?，可采取圖6A、6B和6C所示布置。
如上所述，按照本發(fā)明，檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件實(shí)際開始接觸時的位置，并根據(jù)檢測結(jié)果修正下一次裝配處理的接觸檢測開始位置并進(jìn)一步修正初始移動量，從而對于每次裝配處理都可以以高精度修正接觸檢測開始位置，由此，在既可靠地避免裝配部件與裝配目標(biāo)部件的誤接觸又保持希望的接觸檢測精度的同時，可盡可能縮短節(jié)拍時間，由此可實(shí)現(xiàn)保持/提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種裝配裝置，包括一用于保持一裝配部件的裝配部件保持裝置；一用于保持一裝配目標(biāo)部件的裝配目標(biāo)部件保持裝置；一控制裝置，所述控制裝置用于移動裝配部件保持裝置和裝配目標(biāo)部件保持裝置之一，以使由裝配部件保持裝置保持的裝配部件與由裝配目標(biāo)部件保持裝置保持的裝配目標(biāo)部件以一預(yù)定的方式相互接觸，以進(jìn)行一預(yù)定的處理；一用于檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸的接觸開始檢測裝置；以及一接觸開始位置檢測裝置，所述接觸開始位置檢測裝置用于檢測由接觸開始檢測裝置檢測到裝配部件與裝配目標(biāo)部件開始接觸時的接觸開始位置，其中，所述控制裝置包括一用于將所述待移動的裝置中的一個裝置從一預(yù)定初始位置起向另一個裝置移動一預(yù)定初始移動量的初始移動控制裝置；一接觸移動控制裝置，所述接觸移動控制裝置用于，在由所述初始移動裝置移動所述預(yù)定初始移動量后，以與初始移動裝置的移動不同的方式將所述待移動的裝置中的一個裝置向另一個裝置移動，從而使裝配部件與裝配目標(biāo)部件接觸的；以及一修正裝置，所述修正裝置用于，在每次由接觸開始位置檢測裝置檢測到接觸開始位置時，修正所述預(yù)定初始移動量和一由所述修正裝置根據(jù)檢測到的接觸開始位置進(jìn)行修正后得出的預(yù)定初始移動量之一。
2.一種按權(quán)利要求1所述的裝配裝置，其特征在于，所述接觸開始檢測裝置包括一用于根據(jù)在裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間產(chǎn)生的一接觸壓力檢測接觸開始的裝置。
3.一種按權(quán)利要求1或2所述的裝配裝置，其特征在于，所述接觸開始位置檢測裝置包括一用于根據(jù)所述待移動的裝置中的一個裝置從一預(yù)定基準(zhǔn)位置移動到檢測到裝配部件與裝配目標(biāo)部件開始接觸時的移動量來檢測接觸開始位置的裝置。
4.一種按權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的裝配裝置，其特征在于，還包括一用于使一輸出件作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上以在相互接觸的裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間施加一預(yù)定的接觸壓力的加壓裝置；一用于作為一支承部從一與加壓方向相對的方向上支承所述輸出件的一中間部分以調(diào)節(jié)輸出件沿加壓方向相對于所述支承部的相對運(yùn)動的鎖定裝置；以及一壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用于檢測在作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上的輸出件的一端部與一基本上垂直于輸出件的加壓方向的橫截面的一位置之間實(shí)際作用在所述輸出件上的一壓力，其中所述橫截面包括所述鎖定裝置的支承位置，其中，在所述鎖定裝置在所述加壓裝置的輸出件上作用一預(yù)定壓力并同時支承所述輸出件的同時，所述控制裝置使初始移動控制裝置和接觸移動控制裝置移動裝配部件保持裝置和裝配目標(biāo)部件保持裝置之一；和其中，使壓力檢測裝置起接觸開始檢測裝置的作用。
5.一種按權(quán)利要求4所述的裝配裝置，其特征在于，還包括一用于檢測作為上升量的由于當(dāng)裝配部件與裝配目標(biāo)部件發(fā)生接觸時產(chǎn)生的一接觸壓力造成的在輸出件的一接觸側(cè)端部與所述支承部之間的輸出件變形量的上升量檢測裝置；以及一用于修正由所述接觸開始位置檢測裝置根據(jù)所述上升量檢測到的接觸開始位置的接觸開始位置修正裝置，其中，每次由所述接觸開始位置檢測裝置檢測到一接觸開始位置時，所述修正裝置修正所述初始移動量和由所述修正裝置根據(jù)由所述接觸開始位置修正裝置修正的接觸開始位置進(jìn)行修正后得出的一預(yù)定初始移動量之一。
6.一種按權(quán)利要求5所述的裝配裝置，其特征在于，所述上升量檢測裝置通過一直線量規(guī)檢測所述上升量。
7.一種用于一裝配裝置的控制裝置，包括一用于移動裝配部件保持裝置和裝配目標(biāo)部件保持裝置之一以使由裝配部件保持裝置保持的裝配部件與由裝配目標(biāo)部件保持裝置保持的裝配目標(biāo)部件以一預(yù)定方式互相接觸以進(jìn)行一預(yù)定處理的控制裝置，其中，將來自一用于檢測裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸的接觸開始檢測裝置的信息和來自一用于檢測由所述接觸開始檢測裝置檢測到的裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間開始接觸時的接觸開始位置的接觸開始位置檢測裝置的信息輸入所述控制裝置；以及其中所述控制裝置包括一用于將所述待移動的裝置中的一個裝置從一預(yù)定初始位置起向另一個裝置移動一預(yù)定初始移動量的初始移動控制裝置；一接觸移動控制裝置，所述接觸移動控制裝置用于，在由所述初始移動裝置移動所述預(yù)定初始移動量后，以與初始移動裝置的移動不同的方式將所述待移動的裝置中的一個裝置向另一個裝置移動，從而使裝配部件與裝配目標(biāo)部件接觸；以及一修正裝置，所述修正裝置用于，在每次由接觸開始位置檢測裝置檢測到接觸開始位置時，修正所述預(yù)定初始移動量和一由所述修正裝置根據(jù)檢測到的接觸開始位置進(jìn)行修正后得出的預(yù)定初始移動量之一。
8.一種按權(quán)利要求7所述的用于一裝配裝置的控制裝置，其特征在于，所述裝配裝置包括一用于使一輸出件作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上以在相互接觸的裝配部件與裝配目標(biāo)部件之間施加一預(yù)定的接觸壓力的加壓裝置；一用于作為一支承部從一與加壓方向相對的方向上支承所述輸出件的一中間部分以調(diào)節(jié)輸出件沿加壓方向相對于所述支承部的相對運(yùn)動的鎖定裝置；以及一壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用于檢測在作用在裝配部件和裝配目標(biāo)部件之一上的輸出件的一端部與一基本上垂直于輸出件的加壓方向的橫截面的一位置之間實(shí)際作用在所述輸出件上的一壓力，其中所述橫截面包括所述鎖定裝置的支承位置，其中，將來自一上升量檢測裝置的信息輸入所述控制裝置，所述上升量檢測裝置用于檢測作為上升量的由于當(dāng)裝配部件與裝配目標(biāo)部件發(fā)生接觸時產(chǎn)生的一接觸壓力造成的在輸出件的一接觸側(cè)端部與所述支承部之間的輸出件變形量；其中，所述控制裝置裝備有一用于修正由所述接觸開始位置檢測裝置根據(jù)所述上升量檢測到的接觸開始位置的接觸開始位置修正裝置；以及其中，每次由所述接觸開始位置檢測裝置檢測到一接觸開始位置時，所述修正裝置修正所述初始移動量和由所述修正裝置根據(jù)由所述接觸開始位置修正裝置修正的接觸開始位置進(jìn)行修正后得出的一預(yù)定初始移動量之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配裝置，該裝配裝置能在提高生產(chǎn)率的同時通過防止裝配部件與裝配目標(biāo)部件的誤接觸高水平地保持/提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。在S1設(shè)定一接觸檢測開始位置Hs0。在S2由一芯片保持工具保持一電子部件。在S3、S4將該工具移動到一轉(zhuǎn)移位置A，然后從轉(zhuǎn)移位置A下降到Hs0。在S5，工具下降到Hs0后將下降速度變?yōu)橐唤佑|檢測速度。在S6，確定電子部件是否已與一基片發(fā)生接觸。在S7，如果確定的結(jié)果是“YES”，在S7停止工具的下降。在S8，測量實(shí)際接觸位置Hc。在S9，設(shè)定下一個接觸檢測開始位置Hs1，把Hs1設(shè)為Hs0(Hs0←Hs1)，從而后面的步驟反映出這一設(shè)定。在S10、S11，在通過超聲波焊接將電子部件與基片接合后把工具傳送到轉(zhuǎn)移位置A。在S12，確定是否發(fā)出一停止指令。如果結(jié)果為“YES”，該流程結(jié)束。如果是“NO”，則程序返回S2，重新進(jìn)行接合。
文檔編號H05K13/08GK1675976SQ03819749
公開日2005年9月28日 申請日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月21日
發(fā)明者水野亨, 伊藤正利, 金子正明, 池田浩 申請人:Tdk株式會社