JP2001085894A - 表面実装装置及びその実装方法 - Google Patents

表面実装装置及びその実装方法

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JP2001085894A
JP2001085894A JP2000003830A JP2000003830A JP2001085894A JP 2001085894 A JP2001085894 A JP 2001085894A JP 2000003830 A JP2000003830 A JP 2000003830A JP 2000003830 A JP2000003830 A JP 2000003830A JP 2001085894 A JP2001085894 A JP 2001085894A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】表面実装装置に係るもので、特に、表面実装す
る時、複数のYフレームに連結されたヘッド部を用い
て、複数の部品を同時に吸着して印刷回路基板に実装し
得る表面実装装置及びその実装方法に関するものであ
る。 【解決手段】本表面実装装置は、固定された一対のXフ
レーム30と、該Xフレーム30に対応し、該Xフレー
ム30の個数より少なくとも一つ以上をさらに有するY
フレーム40と、印刷回路基板12が保持される移動部
材20と、前記Yフレーム40の所定の部位に設置され
る少なくとも一つ以上のヘッド部50と、電子部品の把
持及び整列状態を確認するためのビジョン部60と、電
子部品を供給するための部品供給部とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装装置に係
るもので、特に、表面実装する時、複数のYフレームに
連結されたヘッド部を用いて、複数の部品を同時に吸着
して印刷回路基板に実装し得る表面実装装置及びその実
装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、表面実装装置は、実装する電子部
品等を画像処理によって、パターンを認識し、位置決め
して、プリント基板の所定の位置に装着し得るように構
成されていた。
【0003】上記したように、表面実装装置は、図7に
示したようなものが公知とされている。図7に示したよ
うに、表面実装装置1は、XYフレーム2と、XYフレ
ーム2によりXY方向に移動可能に保持されたヘッド部
3と、電子部品8を供給する部品供給部4と、位置決め
部5とプリント基板6を搬送するコンベヤ7と、から構
成されている。且つ、前記XYフレーム2は、Xフレー
ム2bとYフレーム2aと、から成る。
【0004】上記したように構成されている表面実装装
置によって、電子部品8をコンベヤ7上で作動させるプ
リント基板6に実装する場合、次のように動作するよう
になる。即ち、XYフレーム2が図示しない駆動手段に
よって駆動制御することにより、ヘッド部3が部品供給
部4上のある一つの電子部品8上へ移動される。ここ
で、前記ヘッド部3の吸着ノズル3aに連結された吸引
手段が動作されることにより、吸着ノズル3aが電子部
品8を真空吸着して把持するようになる。この時、前記
吸着ノズル3aは、電子部品8をプリント基板6に実装
する方向で把持して保持するようになっている。
【0005】前記XYフレーム2が図示されていない駆
動手段によって駆動制御される。これによって、ヘッド
部3が位置決め部5上へ移動する。且つ、前記電子部品
8は上記した実装方向に撮像手段の被写係内に配置され
設計されている。
【0006】前記ヘッド部3が、コンベヤ7により実装
位置に搬送されるプリント基板6上で、位置決め部5に
より位置決めされた位置に移動される。このようにし
て、ヘッド部3の吸着ノズル3aに把持された前記電子
部品8は、プリント基板6に装着される。ここで、前記
ヘッド部3の吸着ノズル3aは、それに接続された吸引
手段が停止することにより、真空吸着された電子部品8
を解除するようになる。上記した動作により一つの電子
部品8が、プリント基板6に実装される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、構成され
た従来の表面実装装置は、XYフレームに設置された吸
着ノズルが複数個設置されていたとしても、ノズルに吸
着された部品をプリント基板上に載せるためには、XY
フレームの動作により個別的に一つずつプリント基板上
に載せられる。
【0008】然るに、上記した従来技術においては、部
品を一つずつプリント基板上に載せることによって実装
速度が遅くなるので、生産性が低下する。このため、X
Yフレームを大きく構成すれば、部品実装速度と精度と
を同時に向上させることができないという課題を有して
いた。
【0009】本発明は、従来の上記した課題を解決する
ために案出されたものであって、本発明の目的は、作業
領域で自在に移動する印刷回路基板に所定の方向に移動
可能な複数のストリップタイプのY軸を用いて電子部品
を印刷回路基板上に正確に実装し得る表面実装装置及び
その実装方法を提供するにある。
【0010】本発明の他の目的は、それぞれの作業領域
で複数の電子部品を同時に印刷回路基板上にピックアン
ドプレースすることができる表面実装装置及びその実装
方法を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明は、固定された一対のフレームと、前記一
対のフレームに対応し、該フレームの個数より少なくと
も一つ以上をさらに有する他のフレームとを設置して構
成する。
【0012】尚、本発明の表面実装装置は、所定の方向
に自在に移動可能であり、その上部に印刷回路基板が保
持される移動部材と、固定された複数のXフレームと、
該Xフレームにそれぞれストリップタイプとして複数個
が対をなして設置されたYフレームと、該Yフレームの
所定の部位に設置されるヘッド部と、Xフレームと所定
の間隔をおいて所定の部位に設置される複数のビジョン
部と、を具備することを特徴とする。
【0013】尚、本発明は、コンベヤから印刷回路基板
を移動部材に供給するステップと、該印刷回路基板を所
定の位置に移動させるステップと、ヘッド部が電子部品
を把持するステップと、該ヘッド部が前記電子部品を正
確に把持したかを確認するステップと、前記電子部品を
正確に把持しなければ、さらに電子部品を把持し、該電
子部品を正確に把持すれば、前記印刷回路基板に電子部
品を実装するステップと、予め定められた移動経路を完
了したかを確認するステップと、予め定められた移動経
路を完了すれば、印刷回路基板を排出するステップと、
を具備することを特徴とする表面実装方法を提供する。
【0014】加えて、本発明の表面実装装置は、コンベ
ヤから供給される印刷回路基板を所定の位置に分配する
ための印刷回路基板の分配装置と、固定された複数のX
フレームと、該Xフレームにそれぞれストリップタイプ
として複数個が対をなして設置されたYフレームと、該
Yフレームの所定の部位に設置されるヘッド部と、印刷
回路基板を収めるための印刷回路基板の収め装置と、X
フレームと所定の間隔をおいて所定の部位に設置される
複数のビジョン部と、電子部品を供給するための少なく
とも一つ以上の部品供給部と、から構成される。
【0015】且つ、本発明は、第1のコンベヤから印刷
回路基板を移動部材に供給するステップと、前記印刷回
路基板を印刷回路基板の分配装置により第1のコンベヤ
から第2のコンベヤへ移送するステップと、ヘッド部が
それぞれ電子部品を第1及び第2の部品供給部から把持
するステップと、該各ヘッド部が電子部品を正確に把持
したかを確認するステップと、前記電子部品を正確に把
持しなければ、さらに電子部品を把持し、電子部品を正
確に把持すれば、印刷回路基板に電子部品を実装するス
テップと、前記印刷回路基板を所定の距離だけ移動させ
るステップと、予め定められた移動経路を完了したかを
確認するステップと、前記印刷回路基板を印刷回路基板
の収め装置によって、第2のコンベヤから第1のコンベ
ヤへ移送するステップと、第2のコンベヤから移送され
た印刷回路基板が第1のコンベヤから移送された印刷回
路基板と相互干渉にならないように排出するステップ
と、から構成される表面実装方法を提供する。
【0016】上記したように本発明においては、Yフレ
ームをストリップタイプとして多数個設置するようにな
るので、一度に幾つかの部品を把持してビジョン部で検
査した後、印刷回路基板に複数の電子部品を実装し得る
利点がある。このように、複数の電子部品を同時に実装
するようになるので、全体作業時間を短縮し得る。これ
によって、全体生産性を向上させることができる。ま
た、最適の条件においての生産性と実際作業するにあっ
て生産性の差を極めて縮めることができる利点がある。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0018】図1は、本発明の表面実装装置を概略的に
示した斜視図であり、図2は図1に示した表面実装装置
の平面図であり、図3は、本発明の表面実装装置を用い
た表面実装方法を示した流れ図である。
【0019】本発明の表面実装装置は、図1及び図2に
示したように、コンベヤ10を経て移動された印刷回路
基板12を、移動部材20上に保持し得るようになって
いる。また、前記移動部材20は、作業領域WP内で所
定の方向に自在に移動し得るようになっている。即ち、
前記移動部材20は、所定の方向に移動可能な小型ガン
トリーと同じ役割を行い、複数のリニアモータやサーフ
ェスモータ(surfacemotor )等で構成される。かつ、
本発明の表面実装装置は、一対のXフレーム30が所定
の間隔をおいて固定されるように設置され、前記Xフレ
ーム30には、それぞれストリップタイプとして複数個
が対をなして設置されたYフレーム40が設置される。
ここで、前記Xフレーム30及びYフレーム40は、そ
の設置方式を互いに反対として構成することもできる。
【0020】前記Yフレーム40の所定の部位には、ヘ
ッド部50が設置され、該ヘッド部50は、Yフレーム
40に沿って縦方向に移動し得るようになっている。か
つ、前記ヘッド部50は、一つを設置することが望まし
い。しかしながら、場合によっては、複数個設置するこ
ともある。また、前記複数個のYフレーム40は、Xフ
レーム30に沿って所定の距離だけ縦方向に移動するこ
とができる。前記Yフレーム40は、図2に示したよう
に、隣接したヘッド部50等との間が重畳することを防
止するために、下段部42に行けばいくほどその幅を狭
くすると共にその長さも調整し得るように構成されてい
る。なお、Yフレーム40をストリップタイプにのみ構
成すれば、ヘッド部50の重畳を避けるために、ヘッド
部50の設置をやや外側に突出されるように構成すれ
ば、設計するにあって、その重畳を避けることができ
る。
【0021】Xフレーム30と所定の間隔をおいて、複
数のビジョン部60が設置されている。前記ビジョン部
60は、各ヘッド部50で把持した電子部品が把持され
たかを確認し、部品の整列状態を確認するためのもので
あって、ここでは、CCD(Charge Coupled Device )カ
メラが用いられる。
【0022】一方、コンベヤ10から搬送された印刷回
路基板12は、作業領域(WP)内で自在に移動し得る
ようになっている。かつ、前記印刷回路基板12を保持
した移動部材20は、図2に示したように、作業領域
(WP)で予め定められた移動区間(矢印参照)を移動
するようになる。前記移動区間は、使用者が予め設定し
たものなので、使用者の要求に応じて変えることができ
る。
【0023】図2において、作業領域(WP)で両端に
一点鎖線で縦方向に示したことは、電子部品をピッキン
グするためのピッキング位置(PP; Picking Position)
を示したことである。
【0024】以下、本発明の表面実装装置の作業課程を
説明する。
【0025】先ず、コンベヤ10を経て搬送される印刷
回路基板12は、移動部材20上に保持するようにな
る。かつ、印刷回路基板12を保持した移動部材20
は、所定の方向に移動し得るので、使用者がセッティン
グした移動方向へ移動するようになる。例えば、図2で
基準点を左側下部と仮定し、左側下部に印刷回路基板1
2が移動すれば、複数のYフレーム40に連結されたヘ
ッド部50が電子部品を把持し、ビジョン部60で確認
した後、印刷回路基板12が実装するようになる。か
つ、図示矢印方向(→→→)に印刷回路基板1
2がそれぞれ移動する時、これに当該するYフレーム4
0に連結されたヘッド部50が移動し、電子部品をそれ
ぞれ当該するビジョン部60で確認した後、印刷回路基
板12に順次に実装するようになる。
【0026】前記Yフレーム40は、印刷回路基板12
の大きさと移動速度及びヘッド部50と重畳すること等
を避けることができるようにその大きさを調節し得るよ
うに構成されているので、容易く作業を行うことができ
る。ここで、前記Yフレーム40は、単に1段乃至2段
の形態に構成したが、場合によっては、多段の形態でも
形成し得る。
【0027】一方、表面実装方法は、図3に示したよう
に、コンベヤ10から印刷回路基板12を移動部材20
に供給するステップS1と、印刷回路基板12を所定の
位置に移動させるステップS2と、ヘッド部50が電子
部品を把持するステップS3と、ヘッド部50が電子部
品を正確に把持したかを確認するステップS4と、電子
部品を正確に把持しなければ、さらに電子部品を把持し
(ステップS3)、電子部品を正確に把持すれば、印刷
回路基板12に電子部品を実装するステップS5と、予
め定められた移動経路を完了したかを確認するステップ
S6と、予め定められた移動経路を完了すれば、印刷回
路基板12を排出するステップS7と、から成ってい
る。
【0028】図4は、本発明の表面実装装置の他の実施
の形態を示した平面図で、図5及び図6は、本発明の表
面実装方法を示した流れ図である。
【0029】本発明の他の実施の形態による表面実装装
置は、図4に示したように、作業領域WP内に第1及び
第2のコンベヤ70、72が設置するようになる。か
つ、前記第1のコンベヤ70上に位置する移動部材20
に保持された印刷回路基板12は、印刷回路基板の分配
装置80により第1のコンベヤ70から第2のコンベヤ
72に移動し得るように構成される。
【0030】前記第1のコンベヤ70から伝達された印
刷回路基板12は、移動部材20に保持され、第1の部
品供給部100からヘッド部50が電子部品を受けて実
装するようになり、所定の距離だけ移動し、さらに第2
の部品供給部110からヘッド部50が電子部品を受け
て実装するようになる。
【0031】前記印刷回路基板の分配装置80は、第1
のコンベヤ70上にある印刷回路基板12を第2のコン
ベヤ72へ移動させて作業できる。即ち、前記第2のコ
ンベヤ72上へ移送された印刷回路基板12に第2の部
品供給部110からヘッド部50が部品を供給受けて実
装してから、所定の距離だけ移動して第1の部品供給部
100から他のヘッド部50が部品を受けて実装するよ
うになる。
【0032】前記第2のコンベヤ72で作業の完了され
た印刷回路基板12は、印刷回路基板の収め装置90に
より、さらに第1のコンベヤ70に移動して第1のコン
ベヤ70から外れるようになる。ここで、前記第1及び
第2のコンベヤ70、72上にある印刷回路基板12等
は、バッファ(図示せず)を用いて互いに重畳されない
ように構成される。
【0033】本発明の他の実施の形態による表面実装装
置は、作業の量が少ない場合には、使用者の要求によ
り、単に第1のコンベヤ70とこれに係わる部分のみを
駆動させて動作し得、作業量が多い場合には、第1及び
第2のコンベヤ70、72を全て使用できるように構成
されている。
【0034】例えば、作業量が少ない場合には、第1の
コンベヤ70から供給を受けた印刷回路基板12を移動
部材20上に保持し、Yフレーム40の所定の部位に付
着されたヘッド部50が第1及び第2の部品供給部10
0、110から順次に電子部品を受けて実装作業を完了
し得る。即ち、第2のコンベヤ72を使用しないように
なる。
【0035】しかし、本発明の他の実施の形態による表
面実装装置は、一般的に第1及び第2のコンベヤ70、
72を全て用いて、印刷回路基板12が互いに重畳され
る作業せずに、個別的に作業するようになるので、作業
時間を短縮することができると共に生産性も増大し得
る。かつ、第1のコンベヤ70上に所定の間隔をおいて
続けて印刷回路基板12が提供するので、別度の作業時
間の無駄を省くことができる。
【0036】一方、前記印刷回路基板の分配装置80及
び印刷回路基板の収め装置90は、移動部材20と同一
な高さを維持するのが望ましく、別途のリニアモータや
サーフェスモータ等を用いるのが望ましい。
【0037】本発明の他の実施の形態による表面実装方
法は、図5及び図6に示したように、第1のコンベヤ7
0から印刷回路基板12を移動部材20に供給するステ
ップS11と、前記印刷回路基板12を印刷回路基板の
分配装置80により、第1のコンベヤ70から第2のコ
ンベヤ72に移送するステップS12と、ヘッド部50
が各電子部品を第1及び第2の部品供給部100、11
0より把持するステップS13と、前記各ヘッド部50
が電子部品を正確に把持したかを確認するステップS1
4と、前記電子部品を正確に把持しなければ、さらに電
子部品を把持し(ステップS13)、電子部品を正確に
把持すれば、印刷回路基板12に電子部品を実装するス
テップS15と、前記印刷回路基板12を所定の距離だ
け移動させるステップS16と、予め定められた移動経
路を完了したかを確認するステップS17と、前記印刷
回路基板12を印刷回路基板の収め装置90により第2
のコンベヤ72から第1のコンベヤ70へ移送するステ
ップS18と、前記第2のコンベヤ72から移送された
印刷回路基板12が第1のコンベヤ70から移送された
印刷回路基板12と相互干渉にならないように排出する
ステップS19と、から成る。
【0038】次いで、前記予め定められた移動経路を完
了しない場合には、さらにヘッド部がそれぞれ電子部品
を第1及び第2の部品供給部100、110より把持す
る段階を繰り替えて行うようになる。また、前記印刷回
路基板12の相互干渉を防止するために、バッファ(図
示せず)を用いてそれぞれ所定の時間の差をおいて作業
するようになれば、連続作業を行うことができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Y
フレームをストリップタイプとして多数個が設置するよ
うになるので、一度に幾つかの部品を把持し、ビジョン
部で検査した後、印刷回路基板に複数の電子部品を実装
することができる利点がある。このように、複数の電子
部品を同時に実装するようになるので、全ての作業時間
を短縮し得る。これによって、全ての生産性を向上させ
ることができる。かつ、最適の条件においての生産性と
実際作業の生産性との差を極めて縮めることができる利
点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面実装装置を概略的に示した斜視図
である。
【図2】図1に示した表面実装装置の平面図である。
【図3】本発明の表面実装装置を用いた表面実装方法を
示した流れ図である。
【図4】本発明の表面実装装置の他の実施の形態を示し
た平面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態による表面実装方法を
示す流れ図である。
【図6】本発明の他の実施の形態による表面実装方法を
示す流れ図である。
【図7】従来の表面実装装置の概略的な斜視図である。
【符号の説明】
10 コンベヤ、 12 印刷回路基板、 20 移動部材、 30 Xフレーム、 40 Yフレーム、 50 ヘッド部、 60 ビジョン部、 70 第1のコンベヤ、 72 第2のコンベヤ、 80 印刷回路基板の分配装置、 90 軸印刷回路基板の収め装置、 100 第1の部品供給部、 110 第2の部品供給部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E313 AA02 AA11 AA15 AA23 CC04 EE02 EE03 EE23 EE24 EE35 EE50 FF06 FF24 FF29 FG02

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定された一対のフレームと、 前記一対のフレームに対応し、該フレームの個数より少
    なくとも一つ以上をさらに有する他のフレームと、 印刷回路基板が保持される移動部材と、 前記他のフレームの所定の部位に設置される少なくとも
    一つ以上のヘッド部と、 電子部品の把持及び整列状態を確認するためのビジョン
    部と、 電子部品を供給するための部品供給部と、 を具備することを特徴とする表面実装装置。
  2. 【請求項2】 所定の方向に自在に移動可能であり、そ
    の上部に印刷回路基板が保持される移動部材と、 固定された複数のXフレームと、 前記Xフレームにそれぞれストリップタイプとして複数
    個が対をなして設置されたYフレームと、 前記Yフレームの所定の部位に設置されるヘッド部と、 前記Xフレームと所定の間隔をおいて所定の部位に設置
    される複数のビジョン部と、 電子部品を供給するための部品供給部と、 を具備することを特徴とする表面実装装置。
  3. 【請求項3】 前記Yフレームは、ヘッドの重畳される
    ことを防止するために、その長さを調整し得るように構
    成されることを特徴とする請求項2に記載の表面実装装
    置。
  4. 【請求項4】 前記Yフレームは、前記Xフレームに沿
    って所定の方向に移動可能に構成されることを特徴とす
    る請求項2に記載の表面実装装置。
  5. 【請求項5】 前記ヘッド部は、前記Yフレームに沿っ
    て移動可能で、少なくとも一つ以上設置されることを特
    徴とする請求項2に記載の表面実装装置。
  6. 【請求項6】 前記ビジョン部は、少なくとも一つ以上
    のCCDカメラで構成されることを特徴とする請求項2
    に記載の表面実装装置。
  7. 【請求項7】 コンベヤから印刷回路基板を移動部材に
    供給するステップと、 前記印刷回路基板を所定の位置に移動させるステップ
    と、 ヘッド部が電子部品を把持するステップと、 前記ヘッド部が電子部品を正確に把持したかを確認する
    ステップと、 前記電子部品を正確に把持しなければ、さらに電子部品
    を把持し、該電子部品を正確に把持すれば、印刷回路基
    板に前記電子部品を実装するステップと、 予め定められた移動経路を完了したかを確認するステッ
    プと、 予め定められた移動経路を完了すれば、印刷回路基板を
    排出するステップと、 を具備することを特徴とする表面実装方法。
  8. 【請求項8】 印刷回路基板を移送するための少なくと
    も一つ以上のコンベヤと、 前記コンベヤから供給される印刷回路基板を所定の位置
    に分配するための印刷回路基板の分配装置と、 固定された複数のXフレームと、 前記Xフレームにそれぞれストリップタイプに複数個が
    対をなして設置されたYフレームと、 前記Yフレームの所定の部位に設置されるヘッド部と、 前記印刷回路基板を収めるための印刷回路基板の収め装
    置と、 前記Xフレームと所定の間隔をおいて所定の部位に設置
    される複数のビジョン部と、 電子部品を供給するための少なくとも一つ以上の部品供
    給部と、 を具備することを特徴とする表面実装装置。
  9. 【請求項9】 前記印刷回路基板の分配装置は、印刷回
    路基板を第1のコンベヤから第2のコンベヤへ移動自在
    に構成されることを特徴とする請求項8に記載の表面実
    装装置。
  10. 【請求項10】 前記印刷回路基板の収め装置は、印刷
    回路基板を第2のコンベヤから第1のコンベヤへ移動自
    在に構成されることを特徴とする請求項8に記載の表面
    実装装置。
  11. 【請求項11】 前記部品供給部は、第1及び第2の部
    品供給部であって、該第1及び第2の部品供給部は互い
    に交互に設置されることを特徴とする請求項8に記載の
    表面実装装置。
  12. 【請求項12】 第1のコンベヤから印刷回路基板を移
    動部材に供給するステップと、 前記印刷回路基板を印刷回路基板の分配装置により第1
    のコンベヤから第2のコンベヤへ移送するステップと、 ヘッド部がそれぞれ電子部品を第1及び第2の部品供給
    部から把持するステップと、 前記各ヘッド部が電子部品を正確に把持したかを確認す
    るステップと、 前記電子部品を正確に把持しなければ、さらに電子部品
    を把持し、該電子部品を正確に把持すれば、前記印刷回
    路基板に前記電子部品を実装するステップと、 前記印刷回路基板を所定の距離だけ移動させるステップ
    と、 予め定められた移動経路を完了したかを確認するステッ
    プと、 前記印刷回路基板を印刷回路基板の収め装置によって、
    第2のコンベヤから第1のコンベヤへ移送するステップ
    と、 前記第2のコンベヤから移送された印刷回路基板が前記
    第1のコンベヤから移送された前記印刷回路基板と相互
    干渉にならないように排出するステップと、構成される
    ことを特徴とする表面実装方法。
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