JP2000059099A - 部品搭載装置 - Google Patents

部品搭載装置

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JP2000059099A
JP2000059099A JP10230387A JP23038798A JP2000059099A JP 2000059099 A JP2000059099 A JP 2000059099A JP 10230387 A JP10230387 A JP 10230387A JP 23038798 A JP23038798 A JP 23038798A JP 2000059099 A JP2000059099 A JP 2000059099A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 搭載直前に確実に吸着ノズルにおける部品の
有無を検査することが可能な部品搭載装置を提供する。 【解決手段】 吸着ノズル4により吸着された部品3の
吸着姿勢がラインセンサ5により検出され、その吸着姿
勢が補正されて、部品が基板上に搭載される。その搭載
直前に吸着ノズルに部品が吸着されているかの検査がラ
インセンサ5により行なわれる。この構成では、吸着ノ
ズルの目詰り、あるいは吸着ノズルによる吸着状態に関
係なく、確実な部品有無の検査を行なうことが可能にな
る。吸着姿勢が補正後の吸着姿勢と異なるときには、再
度吸着姿勢を補正してから部品が基板上に搭載される。
従って、基板上への移動中に、加減速により部品がずれ
たような場合にも、再度その姿勢を正すことができ、正
確な部品搭載が保証される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部品搭載装置、更
に詳細には、吸着ノズルにより吸着された部品を基板上
に搭載する部品搭載装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、部品搭載装置(チップマウン
タ)では、例えばICチップ部品等の電子部品(以下単
に部品という)を吸着する吸着ノズルを備えた吸着ヘッ
ドが設けられており、フィーダから供給される部品が吸
着ノズルにより吸着され、回路基板上に移送、搭載され
ている。通常、吸着ノズルは部品中心を吸着するとは限
らないので、吸着ノズルに吸着された吸着部品の吸着姿
勢が、CCDカメラあるいはラインセンサで検出され、
吸着ノズル中心と部品中心のずれ量(XYのずれ)並び
に傾き量(θ)のずれが検出される。XY方向のずれ
は、吸着ヘッドを基板上にXY移動させる量を補正する
ことにより、また傾きのずれは吸着ノズルをノズル軸を
回転することによりそれぞれ補正している。そして、こ
のように吸着姿勢が補正された部品は、吸着ノズルを下
降させることにより基板上の所定のXY位置上に正しい
姿勢で搭載される。
【0003】このような部品吸着から部品搭載のシーケ
ンスで、吸着ヘッドが基板上にXY移動している間に、
その加速あるいは減速により吸着部品の位置がずれた
り、あるいは場合によって吸着ノズルから脱落する場合
があり、従来では、吸着ヘッドのXY軸移動完了後、部
品搭載直前に部品有無、すなわち、吸着ノズルに部品が
吸着されているかを、圧力センサを用いて検出し、所定
以上の負圧がないときには、吸着ノズルに部品が吸着さ
れていないとして、搭載をやり直している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た圧力センサで吸着ノズルにおける部品の有無を検査す
る場合には、吸着ノズルに異物が詰まっていると、吸着
ノズルに部品が吸着されていないにも拘わらず、部品有
りの判定となったり、あるいは部品の吸着状態により部
品が吸着しているにも拘わらず、所定以上の負圧が得ら
れず、部品無しの判定となって、部品搭載の効率を低下
させていた。
【0005】従って、本発明は、このような問題を解決
するためになされたもので、搭載直前に確実に吸着ノズ
ルにおける部品の有無を検査することが可能な部品搭載
装置を提供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、吸着ノズルにより吸着された部品を基板
上に搭載する部品搭載装置において、吸着ノズルに吸着
された部品の吸着姿勢を検出する検出手段と、前記検出
された吸着姿勢に基づき吸着ノズルに対する部品の吸着
姿勢を補正する手段とを備え、前記吸着姿勢が補正され
た部品を基板上に搭載する前に吸着ノズルに支障なく部
品が吸着さているかを前記検出手段で検査する構成を採
用している。
【0007】このような構成では、吸着姿勢を補正した
後、搭載前に行なわれる部品の有無の検査を吸着姿勢を
検出する手段を再使用して検査するようにしているの
で、吸着ノズルの目詰り、あるいは吸着ノズルによる吸
着状態に関係なく、確実な部品有無の検査を行なうこと
が可能になる。
【0008】通常、吸着ノズルが基板上にXY移動して
いる間に、その加速あるいは減速により吸着部品が脱落
する場合が多いので、部品が搭載される基板のXY位置
上に移動した後で搭載直前に部品有無の検査を行なう
と、未搭載を防止することがより確実になる。
【0009】また、本発明では、部品の有無が吸着姿勢
補正後の吸着姿勢を検出することにより行なわれるの
で、吸着姿勢が補正後の吸着姿勢と異なるときには、再
度吸着姿勢を補正してから部品を基板上に搭載させるこ
とが可能になる。従って、基板上への移動中に、加減速
により部品がずれたような場合にも、再度その姿勢を正
すことができ、正確な部品搭載が保証される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づき本発明を詳細に説明する。
【0011】図1には、部品搭載装置の実施の形態が図
示されており、同図において、符号1で示すものは、吸
着ヘッドユニットで、このヘッドユニット1は、ノズル
保持部2に保持され部品3を吸着する吸着ノズル4を備
え、制御装置20により制御されるXY駆動機構21に
より部品を供給するフィーダ(不図示)あるいは搬送さ
れてくる基板(不図示)方向へXY平面上を移動できる
ように構成されている。
【0012】制御装置20により駆動される真空発生電
磁弁23がオンになったときエア供給源22から圧送さ
れるエアにより真空発生器24が作動し、配管25を介
して吸着ノズル4に真空圧を発生させ、これにより吸着
ノズル4は、フィーダから供給される部品3を吸着する
ことが可能になる。正常に吸着されたかは、圧力センサ
28により検出され、その情報が制御装置20に伝達さ
れる。
【0013】吸着された部品3は、Z軸昇降機構26を
介してラインセンサ5の測定位置に移動され、吸着ノズ
ルに対する吸着姿勢が検出される。この検出は、後述す
るように、θ軸回転機構27を介して吸着ノズル4を回
転させることにより、部品の影をラインセンサ5で検出
することにより行なわれる。
【0014】なお、制御装置20にはメモリ29が接続
さており、このメモリ29には全体のシーケンスを制御
するプログラム、取得したデータあるいは処理したデー
タ、更に制御に必要な種々の設定値などが格納される。
【0015】図2には、ヘッドユニット1の詳細な構成
が図示されており、吸着ヘッド6に固定された取り付け
台7に上記ノズル保持部2が取り付けられている。エン
コーダ8aを有するZ軸モータ8はZ軸昇降機構26の
一部を構成し、Z軸モータ8が回転すると、ボールねじ
9と取り付け台7とのねじ結合により取り付け台7がZ
軸に沿って上下し、それにより吸着ノズル4が上下に昇
降する。また、エンコーダ10aを有するθ軸モータ1
0はθ軸回転機構27の一部を構成し、θ軸モータ10
が回転すると、タイミングベルト11を介してθ軸12
が回転し、それにより吸着ノズル4がθ回転する。
【0016】また、ラインセンサ5は、レーザ発光部5
a、このレーザ発光部5aから発光したレーザを受光す
るレーザ受光部5bを有し、吸着ノズル4がセンサ面5
cに下降したときレーザ受光部5bが部品3の影を検出
することによりその吸着姿勢を検出する。
【0017】なお、圧力センサ28は、13の部分の圧
力を検出してフィーダから供給された部品が正常に吸着
されたかを検出する。
【0018】次に、このように構成された装置の動作を
図3の流れに沿って説明する。
【0019】まず、ステップS1においてXY移動機構
21を介して吸着位置(フィーダ)にヘッドユニット1
を移動し、Z軸昇降機構26を介して吸着ノズル4を下
降させ(ステップS2)、真空発生電磁弁23を作動さ
せることによりフィーダから供給される部品を吸着し
(ステップS3)、その後吸着ノズルを上昇させる(ス
テップS4)。このとき、ステップS5で圧力センサ2
8により所定以上の負圧があるかを判定し、無い場合
は、吸着に失敗したものと判断して上記の処理を繰り返
す。
【0020】正常に部品が吸着されている場合は、ステ
ップS6においてXY移動機構21を介してヘッドユニ
ット1を搭載位置にXY移動させる。この移動開始後ス
テップS7において吸着部品の吸着姿勢を検出し、部品
センタリングを行ない吸着姿勢を補正する。このセンタ
リングは次のようにして行なわれる。
【0021】まず、Z軸モータ8を駆動して吸着ノズル
4に吸着された部品3をラインセンサ5のセンサ面5c
まで下降させる。図4(B)に図示したように、吸着ノ
ズル4のノズル中心4aで、必ずしも部品3の部品中心
3aが吸着されるとは限らず、ノズル中心4aと部品中
心3aは、それぞれΔXとΔYのずれを有している。ま
た、通常部品3は吸着ノズル4に対してある傾斜をもっ
て吸着される。
【0022】そこで、部品3がセンサ面5cまで下降し
たとき、レーザ発光部5aからレーザを発光させるとと
もに、θ軸モータ10を介して吸着ノズル4をθ軸を中
心に回転させる。この回転に伴ってレーザ受光部5bが
受光する部品の影が投影幅Wとして、(C)〜(F)に
図示されており、またその投影幅Wの変化が(A)に回
転角度θに対して図示されている。なお、この回転角度
θはエンコーダ10aにより、投影幅は部品の影の右端
と左端の長さの差として求められる。
【0023】図4(A)に示したように、吸着ノズル4
を回転させると、(C)の状態を通過して(D)に至
り、その回転角度θ1で投影幅Wは最小となる。レーザ
ーの検知幅をL、部品の影の右端及び左端の長さをW
2、W1とすると、吸着ノズルの中心は、L/2のところ
に位置するので、吸着ノズルの中心から部品の中心のY
方向のずれΔYは、{L−(W2+W1)}/2となる。
更に吸着ノズルを回転させると、(E)の状態、すなわ
ちθ2で投影幅が次の最小値となり、そのときの部品の
影の右端と左端の位置をW4、W3とすると、吸着ノズル
の中心から部品の中心のX方向のずれΔX={L−(W
4+W3)}/2が求められる。また、部品の傾きは回転
してから投影幅が最小になる(D)のときのエンコーダ
10aの値を求めることによりそのずれを求めることが
できる。
【0024】このように、求められた吸着ノズル中心と
部品中心のずれ量ΔX、ΔYは、ヘッドユニット1の基
板上へのXY移動量をそのずれに応じて補正することに
より補償され、また、傾きのずれは、吸着ノズルをノズ
ル軸を回転することによりそれぞれ補正し、部品のセン
タリングが行なわれる(ステップS7)。なお、測定な
いし算出された各データはメモリ29に格納される。
【0025】その後ステップS8で、ヘッドユニット1
はXY軸の移動を完了し、部品はそれが搭載される基板
上の正しいXY位置に所定の搭載角度で位置している。
そこで、吸着ノズルを基板に向けてZ軸方向に下降させ
ることになるが、そのときステップS9で吸着ノズル4
に部品3が吸着されているかの検査を行なう。これは、
吸着ノズルがフィーダで部品を吸着してから基板上に移
動する間に、部品が加減速を受けてずれあるいは脱落し
ている可能性があるためである。
【0026】そこで、吸着ノズル4をZ軸に沿って下降
しラインセンサ5を通過させ、投影幅Wを検出する。部
品の影が検出できない場合には、部品が脱落しているの
で、ステップS1に戻り、部品吸着からやり直す。一
方、投影幅Wが得られる場合には、この投影幅Wは、図
4(D)に示す向きに搭載される場合には、W2−W1
に、また所定角度傾けて搭載される場合には、それに角
度に応じた係数が乗算された値になる。また、その投影
幅の中心は、ノズル中心に対して、ステップS7で求め
られたずれ量ΔX、ΔYにある。そこで、投影幅W並び
にその中心を各基準値と比較する。差がある場合には、
X、Y方向にあるいは傾きにずれが発生している可能性
があるので、ステップS11でステップS7で行なった
のと同様にセンタリングを行ない、各ずれを補正する。
【0027】なお、ステップS9で行なわれる部品の有
無の検査は、部品3をθ軸中心に回転することなく、部
品幅(投影幅)と部品中心のみをラインセンサ5で検出
することにより行なわれるので、搭載タクトを劣化させ
ることはない。
【0028】その後、ステップS12で吸着ノズル4を
下降させ、部品を基板上に搭載し(ステップS13)、
吸着ノズルを上昇させる(ステップS14)。
【0029】なお、ステップS9で行なわれる部品の有
無に、ステップS5で行なった圧力センサ28による部
品吸着の有無を加えると、更に確実な部品有無の検査を
行なうことが可能になる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸着姿勢補正後基板に搭載される前に吸着姿勢を検出す
る手段により部品吸着の有無を検査するようにしている
ので、吸着ノズルの目詰り、あるいは吸着ノズルによる
吸着状態に関係なく、確実な部品有無の検査を行なうこ
とが可能になり、搭載信頼性を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】部品搭載装置の全体構成を示すブロック図であ
る。
【図2】吸着ヘッドユニットの詳細な構成を示す側面図
である。
【図3】部品搭載の流れを示すフローチャート図であ
る。
【図4】部品のセンタリングを説明する説明図である。
【符号の説明】
1 ヘッドユニット 2 ノズル保持部 3 部品 4 吸着ノズル 5 ラインセンサ 8 Z軸モータ 10 θ軸モータ 20 制御装置 21 XY駆動機構 26 Z軸昇降機構 27 θ軸回転機構 29 メモリ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着ノズルにより吸着された部品を基板
    上に搭載する部品搭載装置において、 吸着ノズルに吸着された部品の吸着姿勢を検出する検出
    手段と、 前記検出された吸着姿勢に基づき吸着ノズルに対する部
    品の吸着姿勢を補正する手段とを備え、 前記吸着姿勢が補正された部品を基板上に搭載する前に
    吸着ノズルに支障なく部品が吸着さているかを前記検出
    手段で検査することを特徴とする部品搭載装置。
  2. 【請求項2】 前記検査を部品が搭載される基板のXY
    位置上に移動した後に行なうことを特徴とする請求項1
    に記載の部品搭載装置。
  3. 【請求項3】 前記検査を吸着ノズルに対する部品の吸
    着姿勢を検出することにより行なうことを特徴とする請
    求項1又は2に記載の部品搭載装置。
  4. 【請求項4】 吸着姿勢が補正後の吸着姿勢と異なると
    きには、再度吸着姿勢を補正してから部品を基板上に搭
    載することを特徴とする請求項3に記載の部品搭載装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006128197A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Juki Corp 電子部品実装装置
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