JP2001015989A - 電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品へのノズルの押し当てを排して、ピ
ックアップミスや電子部品へのダメージを防止出来る電
子部品実装方法を提供すること。 【解決手段】 キャリアテープ７に保持された電子部品
６を移載ヘッドのノズル１１によってピックアップし、
基板に実装する電子部品の実装方法において、電子部品
を保持したキャリアテープ７の上面の高さ検出点Ｈの高
さ位置を移載ヘッドに備えられた高さ位置検出手段によ
り検出し、この高さ位置を高さ差Ｄだけ補正した位置電
子部品６の部品高さ位置として記憶部に登録し、この登
録されたデータに基いて移載動作時のノズル１１の下降
ストロークを制御する。これにより、ノズル１１を電子
部品６の上面に直接押し当てる必要がなく、したがって
電子部品６のダメージやボトムテープ８への電子部品６
の固着によるピックアップミスなどの不具合を防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
移送搭載する電子部品実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装装置は、移載ヘッドをパー
ツフィーダの上方へ移動させ、そこで移載ヘッドに備え
られたノズルに下降・上昇動作を行わせて、ノズルの下
端部に電子部品を真空吸着してピックアップし、次に移
載ヘッドを基板の上方へ移動させ、そこで再度ノズルに
下降・上昇動作を行わせて、電子部品を基板の所定の座
標位置に搭載するようになっている。

【０００３】上述のように、ノズルに下降・上昇動作を
行わせてパーツフィーダの電子部品をピックアップする
場合、下降ストロークが大きすぎるとノズルの下端部は
電子部品の上面を強く押圧して電子部品を破壊する。ま
た下降ストロークが小さすぎると、ノズルは電子部品の
上面に着地できず、電子部品を正しく吸着できずにピッ
クアップミスが生じる。したがってノズルの下降ストロ
ークは最適に制御しなければならない。

【０００４】ノズルの下降ストロークを最適に制御する
ための方法として、実装動作の開始に先立って、ノズル
を電子部品の上面に押し当てることにより電子部品の上
面の高さ位置を予め検出し、実装動作においてはこの検
出された高さ位置に基づいてノズルの下降ストロークを
制御する方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法の方法では、ノズルを電子部品に直接押し当てるこ
とにより高さ検出が行われるため、電子部品の種類によ
っては以下に述べるような不具合が生じていた。すなわ
ち、近年電子部品は小型化の傾向にあり、ノズルを押し
当てることによって電子部品そのものにダメージを与え
てしまう場合がある。また、電子部品はテープフィーダ
によって供給される場合が多いが、この場合電子部品は
テープのワークポケット内に微粘着性のボトムテープに
よって緩やかに固定されている。このような電子部品に
対してノズルを上方から押し当てると、電子部品はボト
ムテープに対して押さえつけられ、この結果電子部品は
ボトムテープに強固に固着されてしまう。そしてこの電
子部品を実装時にノズルによって吸着しようとしてもボ
トムテープから剥離することが出来ず、ピックアップミ
スが生じる事態が生じていた。このように、従来の電子
部品実装方法は、高さ位置検出において電子部品の上面
にノズルを直接押し当てることに起因して電子部品への
ダメージやピックアップミスなどの不具合が生じるとい
う問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、電子部品へのノズルの押
し当てを排して、ピックアップミスや電子部品へのダメ
ージを防止することが出来る電子部品実装方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品実装方
法は、容器に保持された電子部品を移載ヘッドのノズル
によってピックアップし、基板に実装する電子部品の実
装方法であって、電子部品を保持した前記容器の高さ検
出点の高さ位置を高さ位置検出手段により検出し、この
高さ位置検出結果に基づいて前記電子部品の上面の部品
高さ位置を求めてこの部品高さ位置のデータを記憶部に
登録し、この登録された部品高さ位置のデータに基いて
前記ノズルの下降ストロークを制御して前記容器に保持
された電子部品を前記ノズルで真空吸着してピックアッ
プし、位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する
ようにした。

【０００８】本発明によれば、電子部品の上面の高さ位
置を検出するに際し、電子部品を保持した前記容器の高
さ検出点の高さ位置を高さ位置検出手段により検出し、
この高さ位置検出結果に基づいて前記電子部品の上面の
部品高さ位置を求めることにより、ノズルを電子部品の
上面に直接押し当てる必要がなく、したがって電子部品
のダメージやボトムテープへの電子部品の固着によるピ
ックアップミスなどの不具合を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電
子部品実装装置の平面図、図２（ａ）は同キャリアテー
プの斜視図、図２（ｂ）は同キャリアテープの断面図、
図３は同電子部品実装装置の移載ヘッドとその制御系の
構成図、図４は同電子部品実装装置の高さ位置検出手段
による検出工程図である。

【００１０】図１において、１はＸテーブル、２はＹテ
ーブルであり、Ｙテーブル２には移載ヘッド１０が保持
されている。Ｘテーブル１とＹテーブル２は、移載ヘッ
ド１０を水平方向へ任意に移動させる移動テーブルであ
る。３はテープフィーダである。テープフィーダ３は横
方向に多数個並設されており、それぞれ電子部品６を供
給する。電子部品６は容器であるキャリアテープ７に保
持された状態でピッチ送りされ、移載ヘッド１０による
ピックアップ位置Ｐまで送られる。そしてここで移載ヘ
ッド１０を下降させて移載ヘッド１０の下端部に装着さ
れたノズル１１（図３参照）によって電子部品６を真空
吸着してピックアップする。テープフィーダ３の前方に
は基板４をクランプして位置決めする位置決め部５が設
けられている。移載ヘッド１０によってピックアップさ
れた電子部品６は、基板４上の所定位置に実装される。

【００１１】ここで図２を参照してキャリアテープ７に
ついて説明する。図２（ａ）に示すように、キャリアテ
ープ７はテープ状の基材に定ピッチで設けられた開口部
であるポケット７ａ内に電子部品６を収納したものであ
る。キャリアテープ７の下面には微粘着性のボトムテー
プ８が貼着されており、ポケット７ａ内の電子部品６は
ボトムテープ８に緩やかに貼着されることによりキャリ
アテープ７に保持される。キャリアテープ７には搬送用
の係合孔７ｂが定ピッチで設けられており、この係合孔
７ｂにテープフィーダ３の搬送爪３ａ（図２（ｂ））が
係合することにより、キャリアテープ７はテープフィー
ダ３の走行路上でピッチ送りされる。

【００１２】図２（ｂ）はキャリアテープ７の断面を示
している。ポケット７ａ内の電子部品６は、その上面が
キャリアテープ７の上面よりも高さ差Ｄだけ下方に位置
している。１１は電子部品６をピックアップするノズル
であり、ピックアップ時にはノズル１１の下端部を電子
部品６の上面に当接させて真空吸引を行う。キャリアテ
ープ７の上面のポケット７ａに隣接した位置は高さ検出
点Ｈとなっており、ここにノズル１１の下端部を当接さ
せることにより、キャリアテープ７の上面の高さ位置が
検出される。

【００１３】この高さ位置と電子部品６の上面の高さ位
置（部品高さ位置）との間には前述の高さ差Ｄが存在す
るが、この高さ差Ｄは同一種類の電子部品については所
定のばらつき範囲内にある。したがって、部品高さ位置
を直接検出する替わりに高さ検出点Ｈにおける高さ位置
を検出し、この検出結果に高さ差Ｄ分の補正を加えるこ
とにより、部品高さ位置を妥当な精度で求めることがで
きる。この高さ検出点Ｈは、後述するように部品供給動
作に先だって行われる部品高さ位置のティーチングに用
いられる。

【００１４】図３において、移載ヘッド１０は、電子部
品６を真空吸着するノズル１１を有している。ノズル１
１はブロック１２に上下動自在に保持されており、ノズ
ル１１とブロック１２の間にはスプリング１３が介装さ
れている。スプリング１３はノズル１１を下方へ弾発し
ている。ブロック１２の上部にはナット１４が結合され
ている。ナット１４には垂直な送りねじ１５が挿着され
ている。モータ１６が駆動して送りねじ１５が正逆回転
すると、ナット１４は送りねじ１５に沿って上下動し、
ノズル１１も上下動する。すなわち、ナット１４、送り
ねじ１５、モータ１６はノズル１１の上下動手段であ
る。

【００１５】ブロック１２の下部にはカギ形のアーム２
０が延出している。アーム２０の下端部には間隔をおい
て互いに対向する発光素子と受光素子を備えた検知手段
２１が取り付けられている。またノズル１１側には遮光
板２２が設けられている。検知手段２１が遮光板２２に
対して下降し、遮光板２２が発光素子と受光素子の間を
遮光することにより、ブロック１２がスプリング１３を
所定量（検知手段２１と遮光板２２の高低差Ｃ）圧縮し
たことが検知され、その情報は制御部１７へ出力され
る。

【００１６】２３は、位置検出器としてのエンコーダで
あり、モータの回転に伴なってパルス信号を制御部１７
やモータドライバ１８へ出力する。制御部１７はこのパ
ルス信号をカウントすることによりブロック１２の高さ
方向の位置を検出する。本実施の形態では制御部１７と
エンコーダ２３が、ブロック１２の高さ方向の位置を検
出することによりノズル１１が当接したキャリアテープ
７上面の高さ位置を検出する高さ位置検出手段を構成し
ている。また、制御部１７は検出されたキャリアテープ
７上面の高さ検出点Ｈの高さ位置に基づいて電子部品６
の部品高さ位置を求める演算を行う。

【００１７】制御部１７には記憶部１９が接続されてお
り、記憶部１９は各部の制御や演算処理に必要なプログ
ラムや、各種のデータ、すなわち部品高さ位置の演算に
必要な各部品種類についての高さ差Ｄのデータ、および
この演算により求められた部品高さ位置のデータなどを
記憶する。

【００１８】この電子部品実装装置は上記のような構成
より成り、次に動作を説明する。テープフィーダ３に備
えられた電子部品６を基板４に搭載する実装動作に先立
ち、以下のようにして各々のテープフィーダ３に備えら
れた電子部品６の上面の部品高さ位置を求める。図４
は、電子部品６の上面の部品高さ位置、すなわちノズル
１１が電子部品６の上面に着地するのに必要な高さ位置
を求める目的で行われるキャリアテープ７の高さ検出点
Ｈの高さ検出方法を左から右へ順に示している。

【００１９】まず図４の左側に示すように、移載ヘッド
１０をテープフィーダ３の上方へ移動させる。ここでＣ
は検知手段２１と遮光板２２の高低差である。この高低
差Ｃは設計値（既知）であり、記憶部１９に登録されて
いる。次にモータ１６を駆動することにより、電子部品
６をピックアップするときの速度よりもおそい速度で下
降させ、ノズル１１をキャリアテープ７の高さ検出点Ｈ
に着地させる（図４の中央を参照）、このときの基準レ
ベルＬからブロック１２の下端までの高低差をＡとす
る。この高低差Ａはこの時点では未知である。

【００２０】モータ１６をさらに駆動することにより、
スプリング１３を圧縮しながら、遮光板２２が検知手段
２１を遮光するまでブロック１２を下降させる（図４の
右側を参照）。制御部１７は、検知手段２１が検知した
ことを検出するとエンコーダ２３から送られてきたパル
ス信号のカウント値より、このときの基準レベルＬから
ブロック１２の下端までの高低差すなわちブロック１２
の高さ方向の位置Ｂを求め、その値を記憶部１９に記憶
させる。

【００２１】以上により、高低差Ｂの値が判明したこと
によって、図４の中央に示すようにノズル１１の下端部
がキャリアテープ７の高さ検出点Ｈに着地したときの高
低差Ａすなわち高さ検出点Ｈの高さ位置は、Ａ＝Ｂ−Ｃ
として算出できる。この演算は演算手段である制御部１
７で行い、その演算結果のデータを記憶部１９に登録す
る。そして制御部１７はこの高さ位置のデータと、当該
電子部品６の高さ差Ｄのデータから、電子部品６の上面
の高さ位置を示す部品高さ位置を算出し、記憶部１９に
登録する。図１に示すように、テープフィーダ３は多数
個あり、したがって各々のテープフィーダ３について上
記動作・処理を行って、それぞれの電子部品の部品高さ
位置を求めて、このデータを記憶部１９に登録する。

【００２２】この部品高さ位置を求めるための高さ検出
において、ノズル１１を直接電子部品６に押し当てる動
作を行わないので、電子部品６に過大な押し当て力によ
るダメージが発生することがない。また電子部品６が微
粘着性のボトムテープ８に押し付けられて固着する事態
が発生しないので、移載動作において電子部品６がノズ
ル１１の吸着力では剥離できないような強固な粘着力で
ボトムテープ８に固着されることによって発生するピッ
クアップミスを防止することができる。

【００２３】以上のようにしてすべてのテープフィーダ
３の電子部品６の部品高さ位置、すなわちノズル１１が
各々のテープフィーダ３の電子部品６の上面に着地する
下降ストロークの大きさのティーチングが終了したなら
ば、テープフィーダ３の電子部品６を基板４に搭載する
移載動作を開始する。すなわち、図１においてＸテーブ
ル１とＹテーブル２を駆動して移載ヘッド１０を所望の
テープフィーダ３の上方へ移動させ、そこでモータ１６
を駆動してノズル１１に上下動作を行わせ、テープフィ
ーダ３に備えられた電子部品６をノズル１１の下端部に
真空吸着してピックアップする。

【００２４】この場合、制御部１７は記憶部１９から、
そのテープフィーダ３に備えられた電子部品６をピック
アップするのに必要な部品高さ位置のデータを読み取っ
て、モータ１６の回転量すなわちノズル１１の下降スト
ロークを制御する。次に移載ヘッド１０を基板４の上方
へ移動させ、そこでノズル１１に再度上下動作を行わせ
て、電子部品６を基板４に搭載する。他のテープフィー
ダ３に対しても同様の動作を行って、基板４に多品種の
電子部品６を次々に搭載していく。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、電子部品の上面の高さ位置を
検出するに際し、高さ位置検出手段により電子部品を保
持した前記容器の高さ検出点の高さ位置を検出し、この
高さ位置検出結果に基づいて前記電子部品の上面の部品
高さ位置を求めるようにしたので、ノズルを電子部品の
上面に直接押し当てる必要がなく、したがって電子部品
のダメージやボトムテープへの電子部品の固着によるピ
ックアップミスなどの不具合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図

【図２】（ａ）本発明の一実施の形態のキャリアテープ
の斜視図 （ｂ）本発明の一実施の形態のキャリアテープの断面図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移
載ヘッドとその制御系の構成図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の高
さ位置検出手段による検出工程図

【符号の説明】

３ テープフィーダ ４ 基板 ６ 電子部品 ７ キャリアテープ １０ 移載ヘッド １１ ノズル １７ 制御部 １９ 記憶部 ２１ 検知手段 ２３ エンコーダ Ｈ 高さ検出点

フロントページの続き (72)発明者 今田 義徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 木村 英雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中村 裕司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E313 AA01 AA11 AA18 CC03 CC04 CC07 DD31 EE02 EE03 EE24 FF24 FF28

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器に保持された電子部品を移載ヘッドの
   ノズルによってピックアップし、基板に実装する電子部
   品の実装方法であって、電子部品を保持した前記容器の
   高さ検出点の高さ位置を高さ位置検出手段により検出
   し、この高さ位置検出結果に基づいて前記電子部品の上
   面の部品高さ位置を求めてこの部品高さ位置のデータを
   記憶部に登録し、この登録された部品高さ位置のデータ
   に基いて前記ノズルの下降ストロークを制御して前記容
   器に保持された電子部品を前記ノズルで真空吸着してピ
   ックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移送
   搭載することを特徴とする電子部品実装方法。