JP2000261192A - 部品ストック限界時間判定方法及び装置 - Google Patents

部品ストック限界時間判定方法及び装置

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JP2000261192A
JP2000261192A JP11061894A JP6189499A JP2000261192A JP 2000261192 A JP2000261192 A JP 2000261192A JP 11061894 A JP11061894 A JP 11061894A JP 6189499 A JP6189499 A JP 6189499A JP 2000261192 A JP2000261192 A JP 2000261192A
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Kazuhiro Aburaya
和宏 油家
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品の劣化の度合いを定量的に認識して部品
のストック限界時間を判定する方法及び装置を提供する
こと。 【解決手段】 加速度値測定手段21は、部品実装装置
を一定の部品実装条件で動作させた際に、部品供給装置
に掛かる加速度値を振動値として測定する。はんだ濡れ
時間測定手段22は、部品実装が所定時間経過する度に
サンプリングした部品供給装置にストックされている部
品の一部のはんだ濡れ時間を測定する。演算手段23
は、以上の一連の処理を複数の異なる部品実装条件で行
わせ、複数の異なる加速度値毎のはんだ濡れ時間とスト
ック時間との関係を求める。部品の最大の劣化に相当す
るはんだ濡れ時間について、対応するストック時間を複
数の異なる加速度値毎に求める。そして、求めたストッ
ク時間と加速度値との関係を求めることにより、任意の
部品実装条件における部品のストック限界時間を判定す
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、ストックしている
部品を部品実装装置に供給する部品供給装置における部
品のストック限界時間を判定する方法及び装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図10は、一般的な部品実装装置の概略
構成を示す斜視図、図11は、部品実装装置に装着され
る一般的な部品供給装置の概略構成を示す平面図であ
る。この部品実装装置1は、図10に示すように、部品
を基板に実装する本体2と、この本体2の側に配置さ
れ、セットされた複数の部品供給装置10を本体2内へ
搬送する移動ベース3で大略構成されている。各部品供
給装置10は、移動ベース3上であって、この移動ベー
ス3を移動させる部品供給軸の移動方向に並列して装着
されている。
【0003】部品供給装置10は、図11に示すよう
に、本体11の後端上部から先端下部にかけて斜めに配
設され、複数の部品を整列させて供給するバルクフィー
ダ12と、本体11の後端上部のケース着脱部11aに
斜めに装着され、複数の部品を収納してストックするバ
ルクケース13と、本体11の先端下部に配設され、バ
ルクフィーダ12の先端部を開閉するシャッタ機構14
と、本体11の後端下部に配設され、移動ベース3に係
合するクランプ機構15で大略構成されている。
【0004】このような構成において、その動作例を説
明する。先ず、作業者は、必要な部品品種数分の部品供
給装置10を用意し、各バルクケース13内に複数の部
品を収納する。そして、各クランプレバー15aを操作
して、各クランプ爪15bを移動ベース3の後端部に係
合させる。このとき、各バルクケース13内の部品の一
部は、各バルクフィーダ12の後端口から先端口へ向け
て順次自然落下して整列されている。
【0005】この状態で部品実装装置1を起動すると、
移動ベース3が各部品供給装置10と共に本体2内へ移
動する。そして、各シャッタレバー14aが操作され、
各シャッタ14bが開かれて、各バルクフィーダ12の
先端口に供給されている部品が本体2に配設されている
吸着ノズルによって取り出される。取り出された部品
は、本体2内に予め搬送されてきている基板に実装され
る。
【0006】ところで、バルクケース13内の部品は、
部品実装装置1の稼動中は常時振動を受けているので、
部品同士が衝突し、やがて部品の電極部が劣化してはん
だ付け不良を引き起こすことになる。そこで、従来は、
部品の電極部の黒化状態やはんだ付け状態の程度を目視
で識別し、バルクケース13における部品ストック限界
を判定することにより部品を管理している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した部品ストック
限界の判定方法では、判定者の目視を基準としているの
で、判定者の経験や感に左右されやすく、個人差によっ
て部品ストック限界にバラツキが生じていた。このた
め、部品を実装した後に不良品であることが判ったり、
部品がまだ良品であるにもかかわらず廃棄されてしまう
場合が多々あった。
【0008】本発明は、以上の点に鑑み、部品の劣化の
度合いを定量的に認識して部品のストック限界時間を判
定する方法及び装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、部品を実装する部品実装装置の部品供給軸に複数
並列して装着され、前記部品を複数ストックして順次供
給する部品供給装置における前記部品のストック限界時
間を判定する方法であって、前記部品実装装置を一定の
部品実装条件で動作させ、部品実装時に前記部品供給装
置に掛かる加速度値を振動値として測定し、部品実装が
所定時間経過する度に前記部品供給装置にストックされ
ている前記部品の一部をサンプリングし、サンプリング
した所定のストック時間毎の前記部品のはんだ濡れ時間
を測定し、以上の一連の処理を複数の異なる前記部品実
装条件で行うことにより、複数の異なる前記加速度値毎
の前記はんだ濡れ時間と前記ストック時間との関係を求
め、前記部品の最大の劣化に相当する前記はんだ濡れ時
間について、対応する前記ストック時間を複数の異なる
前記加速度値毎に求め、求めた前記ストック時間と前記
加速度値との関係を求めることにより、任意の前記部品
実装条件における前記部品のストック限界時間を判定す
ることにより達成される。
【0010】また、上記目的は、本発明によれば、部品
を実装する部品実装装置の部品供給軸に複数並列して装
着され、前記部品を複数ストックして順次供給する部品
供給装置における前記部品のストック限界時間を判定す
る装置であって、前記部品実装装置を一定の部品実装条
件で動作させた際に、前記部品供給装置に掛かる加速度
値を振動値として測定する加速度値測定手段と、部品実
装が所定時間経過する度にサンプリングした前記部品供
給装置にストックされている前記部品の一部のはんだ濡
れ時間を測定するはんだ濡れ時間測定手段と、以上の一
連の処理を複数の異なる前記部品実装条件で行わせ、複
数の異なる前記加速度値毎及び/または実装作業時間毎
の前記はんだ濡れ時間と前記ストック時間との関係を求
め、前記部品の最大の劣化に相当する前記はんだ濡れ時
間について、対応する前記ストック時間を複数の異なる
前記加速度値毎及び/または実装作業時間毎に求め、求
めた前記ストック時間と前記加速度値及び/または実装
作業時間との関係を求めることにより、任意の前記部品
実装条件における前記部品のストック限界時間を判定す
る演算手段とを備えることにより達成される。
【0011】上記構成によれば、部品供給装置に掛かる
振動値を加速度値に代えて所定手段で測定しているの
で、部品が受ける振動を定常的に求めることができる。
また、部品の状態をはんだ濡れ時間に代えて所定手段で
測定しているので、部品の劣化の度合いも定常的に求め
ることができる。従って、測定した加速度値とはんだ濡
れ時間と部品のストック時間との相関を求めることによ
り、部品の劣化の度合いを定量的に認識することがで
き、部品のストック限界時間を正確かつ確実に判定する
ことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの態様に限られるものではな
い。
【0013】図1は、本発明による部品ストック限界時
間判定装置の実施形態を示す概略構成図である。この部
品ストック限界時間判定装置20は、図10に示す部品
供給装置10のバルクケース(部品ストック部)13内
における部品のストック限界時間を、部品実装時にバル
クケース13に掛かる振動値に基づいて判定する装置で
ある。部品ストック限界時間判定装置20は、加速度値
測定手段21と、はんだ濡れ時間測定手段22と、各手
段21、22に電気的に接続された演算手段23で大略
構成されている。
【0014】加速度値測定手段21は、図10に示す部
品実装装置1を一定の部品実装条件で動作させた際に、
部品供給装置10のバルクケース13に掛かる加速度値
を振動値として測定する手段である。この加速度値測定
手段21は、携帯型の加速度計(例えば周波数:2Hz
〜1000Hz、電源:DC+3V、型式:TYPE3
148S、メーカー名:ソニー(株))21a及び加速
度センサ(例えばプリアンプ内蔵、型式:353B1
6、メーカー名:ソニー(株))21bにより構成され
ている。
【0015】このように、加速度値測定手段21を小型
・軽量とすることにより、何時でも何処でも持ち運んで
正確かつ容易に測定することが可能となる。加速度計2
1aは、加速度値(m/s2 (G))の波形の上(プラ
ス方向)と下(マイナス方向)の両方を読み取るピーク
・ツー・ピーク(p−p)を一定時間測定して液晶表示
部21aaに表示するようになっている。
【0016】このように、p−pの加速度値を測定する
理由は、加速度値の波形が上下で異なり、片側の波形の
みで加速度値を表すと、測定時間、測定場所、測定間隔
で再現性に乏しくなり、正確性と互換性に欠けるためで
ある。また、加速度値を一定時間測定する理由は、ある
程度の数以上の測定加速度値から最大の加速度値を得る
ためである。
【0017】加速度センサ21bは、例えば図2に示す
ような標準のバルクケース(例えばEIAJ・ET−7
201)13の側面上部の一定位置、例えば側面上部角
部から距離a,bの位置に、着脱可能なセンサ取付治具
21baを介して取り付けられ、移動ベース3の部品供
給軸の移動方向の加速度値を測定するようになってい
る。
【0018】このように、部品供給軸の移動方向の加速
度値を測定する理由は、移動ベース3に対する直交3軸
方向の加速度値を測定した結果、部品供給軸の移動方向
の加速度値が最大値を示したためである。上記のよう
に、標準のバルクケース13及びセンサ取付治具21b
aを用いることにより、異なる部品実装装置でも同一条
件で測定することが可能となり、さらに取付位置を一定
にすることで、測定データの正確性と互換性を維持する
ことが可能となる。
【0019】このような加速度センサ21bは、図10
に示す部品実装装置1の移動ベース3上にセットされて
いる所定数の部品供給装置10のうち、例えば両端及び
中央にそれぞれ位置する各部品供給装置10のバルクケ
ース13にそれぞれ取り付けられる。そして、移動ベー
ス3上にセットされている全ての部品供給装置10のバ
ルクケース13内に一定量の部品を収納して、部品供給
軸を所定の稼動プログラムで稼動させたときの加速度値
を測定するようになっている。
【0020】このように、移動ベース3上に所定数の部
品供給装置10をセットする理由は、部品供給軸に掛か
る負荷を一定にすることにより、部品供給軸の駆動構造
が異なっても正確で互換性のある測定データを得るため
である。また、加速度センサ21bを両端及び中央にそ
れぞれ位置する各部品供給装置10に取り付ける理由
は、部品供給軸の駆動構造が異なっても測定位置を指定
することが可能となるためである。また、バルクケース
13内に一定量の部品を収納する理由は、バルクケース
13に掛かる負荷を一定にすることにより、部品重量の
影響による振動値の変動を防止するためである。
【0021】はんだ濡れ時間測定手段22は、部品実装
が所定時間経過する度にサンプリングした部品供給装置
10のバルクケース13内にストックされている部品の
一部のはんだ濡れ時間を測定する手段である。このはん
だ濡れ時間測定手段22は、リフローモードの濡れ性を
高精度に測定するテスタ(例えば型名:リフローソルダ
リングテスタ、型番:SS−ST、メーカー名:ソニー
(株))であり、部品チャック22a、濡れ力測定部2
2b、マイクロポット22c及び加熱部22d等を備え
ている。
【0022】部品チャック22aは、部品Cの一端をチ
ャッキングして吊り下げるようになっている。濡れ力測
定部22bは、部品Cに掛かる濡れ力を測定するように
なっている。マイクロポット22cは、内部に充填され
ているはんだSを加熱溶融させるようになっている。加
熱部22dは、マイクロポット22cを加熱するように
なっている。このように、所定のテスタを使用すること
により、定量化したはんだ濡れ時間を測定することが可
能となる。
【0023】このようなはんだ濡れ時間測定手段22
は、部品実装が所定時間経過する度に、図10に示す部
品実装装置1の移動ベース3上にセットされている所定
数の部品供給装置10のうち、異なる部品供給装置10
のバルクケース13にストックされている部品の一部、
例えば上層をサンプリングし、サンプリングした所定の
ストック時間毎の部品のはんだ濡れ時間を測定するよう
になっている。
【0024】このように、サンプリングするバルクケー
ス13を所定のストック時間毎の専用とした理由は、同
一のバルクケース13内から部品を数十個ずつ数十回抜
き取ると、所定時間振動を受けていない部品が混じり、
サンプリングの妥当性を欠くことになるからである。ま
た、バルクケース13にストックされている部品の上層
をサンプリングする理由は、中層及び下層の部品は振動
の影響を殆ど受けず、単に整列充填して殆ど動かないの
に対し、上層の部品は振動の影響を受けて飛び跳ねてい
るため、妥当性あるサンプリングが行えるからである。
【0025】演算手段23は、複数の異なる部品実装条
件下における加速度値測定手段21とはんだ濡れ時間測
定手段22からの各測定データを入力し、複数の異なる
加速度値毎のはんだ濡れ時間とストック時間との関係を
求める。ここで、はんだ濡れ時間は、部品をはんだに接
触させて加熱を開始した時点から部品の濡れ力がゼロク
ロスする時点までの時間として求めている。
【0026】そして、部品の最大の劣化に相当するはん
だ濡れ時間について、対応するストック時間を複数の異
なる加速度値毎及び/または実装作業時間毎に求める。
そして、求めたストック時間と加速度値及び/または実
装作業時間との関係を求めることにより、任意の部品実
装条件における部品のストック限界時間を判定する手段
である。この演算手段23は、例えばコンピュータで構
成されている。
【0027】このような構成の部品ストック限界時間判
定装置20の具体的動作例を図3のフローチャートを参
照して説明する。先ず、加速度センサ21bをセンサ取
付治具21baを介して、バルクケース13の側面上部
角部から距離a=8mm,b=8mmの位置に取り付け
る。加速度センサ21bが取り付けられたバルクケース
13を、部品実装装置1の移動ベース3上にセットされ
ている30台の部品供給装置10のうち、両端及び中央
にそれぞれ位置する部品供給装置10にそれぞれ装着す
る。そして、加速度センサ21bと加速度計21aをケ
ーブルで電気的に接続する(STP1)。
【0028】次に、移動ベース3上にセットされている
全ての部品供給装置10のバルクケース13内に、指定
収納量の1/3の量の部品を収納する。その後、部品供
給軸をタクトタイム0.25秒で1ピッチ往復、即ち連
続番号が付された2台の部品供給装置10間を交互に往
復で稼動させ、そのときの加速度値を20回測定して最
大の加速度値を得る。この場合、図4に示すように、タ
クトタイムが0.25秒のときの加速度値は1秒間に4
回測定することができるので、20回の加速度値を得る
ために5秒間測定する。そして、1秒間のp−pの加速
度値を測定し、次の1秒間のp−pの加速度値が前の1
秒間のp−pの加速度値よりも大きいときは更新して最
大の加速度値を得る(STP2,3)。
【0029】このようにして、最大の加速度値が5G、
7.5G、10Gの各場合について、50時間経過時、
100時間経過時、150時間経過時、200時間経過
時の部品供給装置10のバルクケース13にストックさ
れている部品の上層をサンプリングする(STP4)。
そして、サンプリングした各部品の一端をはんだ濡れ時
間測定手段22の部品チャック22aにそれぞれチャッ
キングし、各部品の他端をマイクロポット22c内のは
んだに接触させる。この後、図5に示すマイクロポット
加熱曲線に従ってマイクロポット22c内のはんだを加
熱溶融させ、部品に掛かる濡れ力の変化を測定する。
【0030】以上により得られた各加速度値における各
ストック時間毎の部品の濡れ力の変化は、演算手段23
に入力される。演算手段23は、図5に示す部品をはん
だに接触させて加熱を開始した時点t0 から部品の濡れ
力がゼロクロスする時点t3までの時間をはんだ濡れ時
間として求める。そして、演算手段23は、図6に示す
ような、各加速度値毎のはんだ濡れ時間とストック時間
との関係を求める(STP5,6)。
【0031】演算手段23は、予め記憶されている部品
の最大の劣化に相当するはんだ濡れ時間、例えば3秒に
基づいて、上記各加速度値毎のはんだ濡れ時間とストッ
ク時間との関係から、対応するストック限界時間、即ち
加速度値が5G、7.5G、10Gのときのストック限
界時間200時間、100時間、50時間を求める。そ
して、演算手段23は、図7に示すような、加速度値と
ストック限界時間との関係を求める(STP7)。以
後、実際の部品実装時において、その部品実装条件に該
当する部品のストック限界時間を、上記加速度値とスト
ック限界時間との関係から求めて部品管理する。
【0032】上述した動作例は、タクトタイムを一定と
して加速度値を変化させたときのストック限界時間を求
めるようにしたが、加速度値を一定としてタクトタイム
を変化させたときのストック限界時間を求めるようにし
てもよい。この場合は、演算手段23は、図8に示すよ
うな、例えば加速度値7.5Gにおける各タクトタイム
0.25秒〜0.1秒毎のはんだ濡れ時間とストック時
間との関係を求める。
【0033】そして、演算手段23は、予め記憶されて
いる部品の最大の劣化に相当するはんだ濡れ時間、例え
ば3秒に基づいて、上記各タクトタイム毎のはんだ濡れ
時間とストック時間との関係から、対応するストック限
界時間、即ちタクトタイムが0.25秒〜0.1秒のと
きのストック限界時間135時間〜65時間を求める。
そして、演算手段23は、図9に示すような、ストック
限界時間とタクトタイムとの関係を求める。尚、図8で
は、加速度値が10Gの場合も参考に示す。以後、実際
の部品実装時において、その部品実装条件に該当する部
品のストック限界時間を、上記ストック限界時間とタク
トタイムとの関係から求めて部品管理する。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、部
品の劣化の度合いを定量的に認識して部品のストック限
界時間を正確かつ確実に判定することができ、部品の実
装不良や部品の無駄な廃棄を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による部品ストック限界時間判定装置の
実施形態を示す概略構成図。
【図2】図1の部品ストック限界時間判定装置の部品ス
トック部を示す斜視図。
【図3】図1の部品ストック限界時間判定装置の動作例
を示すフローチャート。
【図4】図1の部品ストック限界時間判定装置による加
速度値の測定例を示す図。
【図5】図1の部品ストック限界時間判定装置によるは
んだ濡れ時間の測定例を示す図。
【図6】図1の部品ストック限界時間判定装置による各
加速度値毎のはんだ濡れ時間とストック時間との関係を
示す図。
【図7】図1の部品ストック限界時間判定装置による加
速度値とストック限界時間との関係を示す図。
【図8】図1の部品ストック限界時間判定装置による各
タクトタイム毎のはんだ濡れ時間とストック時間との関
係を示す図。
【図9】図1の部品ストック限界時間判定装置によるス
トック限界時間とタクトタイムとの関係を示す図。
【図10】一般的な部品実装装置の概略構成を示す斜視
図。
【図11】部品実装装置に装着される一般的な部品供給
装置の概略構成を示す平面図。
【符号の説明】
1・・・部品実装装置、10・・・部品供給装置、13
・・・バルクケース、20・・・部品ストック限界時間
判定装置、21・・・加速度値測定手段、21a・・・
加速度計、21b・・・加速度センサ、22・・・はん
だ濡れ時間測定手段、23・・・演算手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品を実装する部品実装装置の部品供給
    軸に複数並列して装着され、前記部品を複数ストックし
    て順次供給する部品供給装置における前記部品のストッ
    ク限界時間を判定する方法であって、 前記部品実装装置を一定の部品実装条件で動作させ、 部品実装時に前記部品供給装置に掛かる加速度値を振動
    値として測定し、 部品実装が所定時間経過する度に前記部品供給装置にス
    トックされている前記部品の一部をサンプリングし、 サンプリングした所定のストック時間毎の前記部品のは
    んだ濡れ時間を測定し、 以上の一連の処理を複数の異なる前記部品実装条件で行
    うことにより、複数の異なる前記加速度値毎の前記はん
    だ濡れ時間と前記ストック時間との関係を求め、 前記部品の最大の劣化に相当する前記はんだ濡れ時間に
    ついて、対応する前記ストック時間を複数の異なる前記
    加速度値毎に求め、 求めた前記ストック時間と前記加速度値との関係を求め
    ることにより、任意の前記部品実装条件における前記部
    品のストック限界時間を判定することを特徴とする部品
    ストック限界時間判定方法。
  2. 【請求項2】 携帯型の加速度計及び加速度センサによ
    り前記加速度値を測定する請求項1に記載の部品ストッ
    ク限界時間判定方法。
  3. 【請求項3】 前記部品供給軸に複数並列して装着され
    ている前記部品供給装置のうち、両端及び中央にそれぞ
    れ位置する前記部品供給装置の部品ストック部の側面上
    部に、前記加速度センサをそれぞれ装着し、全ての前記
    部品供給装置の部品ストック部に一定量の前記部品を収
    納して、前記部品供給軸の移動方向の前記加速度値を一
    定時間測定する請求項2に記載の部品ストック限界時間
    判定方法。
  4. 【請求項4】 前記部品供給軸に複数並列して装着され
    ている前記部品供給装置のうち、異なる前記部品供給装
    置の部品ストック部に収納されている前記部品の上層に
    対して、所定の前記ストック時間毎のサンプリングを行
    う請求項1に記載の部品ストック限界時間判定方法。
  5. 【請求項5】 サンプリングした所定の前記ストック時
    間毎の前記部品をはんだに接触させて加熱し、加熱開始
    時点から前記部品の濡れ力のゼロクロス時点までの時間
    を前記はんだ濡れ時間として測定する請求項1に記載の
    部品ストック限界時間判定方法。
  6. 【請求項6】 部品を実装する部品実装装置の部品供給
    軸に複数並列して装着され、前記部品を複数ストックし
    て順次供給する部品供給装置における前記部品のストッ
    ク限界時間を判定する方法であって、 前記部品実装装置を一定の部品実装条件で動作させ、 部品実装時に前記部品供給装置に掛かる加速度値を振動
    値として測定し、 部品実装が所定時間経過する度に前記部品供給装置にス
    トックされている前記部品の一部をサンプリングし、 サンプリングした所定のストック時間毎の前記部品のは
    んだ濡れ時間を測定し、 以上の一連の処理を複数の異なる前記部品実装条件で行
    うことにより、複数の異なる実装作業時間毎の前記はん
    だ濡れ時間と前記ストック時間との関係を求め、 前記部品の最大の劣化に相当する前記はんだ濡れ時間に
    ついて、対応する前記ストック時間を複数の異なる前記
    実装作業時間毎に求め、 求めた前記ストック時間と前記実装作業時間との関係を
    求めることにより、任意の前記部品実装条件における前
    記部品のストック限界時間を判定することを特徴とする
    部品ストック限界時間判定方法。
  7. 【請求項7】 部品を実装する部品実装装置の部品供給
    軸に複数並列して装着され、前記部品を複数ストックし
    て順次供給する部品供給装置における前記部品のストッ
    ク限界時間を判定する装置であって、 前記部品実装装置を一定の部品実装条件で動作させた際
    に、前記部品供給装置に掛かる加速度値を振動値として
    測定する加速度値測定手段と、 部品実装が所定時間経過する度にサンプリングした前記
    部品供給装置にストックされている前記部品の一部のは
    んだ濡れ時間を測定するはんだ濡れ時間測定手段と、 以上の一連の処理を複数の異なる前記部品実装条件で行
    わせ、複数の異なる前記加速度値毎及び/または実装作
    業時間毎の前記はんだ濡れ時間と前記ストック時間との
    関係を求め、前記部品の最大の劣化に相当する前記はん
    だ濡れ時間について、対応する前記ストック時間を複数
    の異なる前記加速度値毎及び/または実装作業時間毎に
    求め、求めた前記ストック時間と前記加速度値及び/ま
    たは実装作業時間との関係を求めることにより、任意の
    前記部品実装条件における前記部品のストック限界時間
    を判定する演算手段とを備えたことを特徴とする部品ス
    トック限界時間判定装置。
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