JP2002134994A - 電子部品実装装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、よこタイプバルクフィーダとたて
タイプバルクフィーダを同時に装置に搭載し、基板によ
って偏る実装方向に合ったタイプのバルクフィーダを指
定することによって不要なθ回転を除いた効率的なチッ
プ部品搭載が可能な装置を提供する。 【解決手段】 本発明はヘッドユニット４と、吸着ノズ
ル５により、電子部品供給部８から電子部品６を吸着し
て基板７に装着する電子部品実装装置１において、バル
クフィーダの供給方向をオペレータに指定させるフィー
ダタイプ登録手段１３あるいは、フィーダタイプ識別手
段１６により効率的な実装を行うことを特徴とする電子
部品実装装置１実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子部品を基板に
実装するマウンタで、とくにチップ部品を扱うバルクフ
ィーダから部品を供給し、基板に装着する電子部品実装
装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を実装する装置に使用される部
品供給部のうち、ＱＦＰやＢＧＡ等いわゆるＩＣ部品は
トレイにのせられ専用のトレイ供給装置によって供給さ
れる。また、抵抗、コンデンサ等のチップ部品について
は部品がテーピングされ、リール状に巻かれたテープフ
ィーダが多く使用される。

【０００３】しかしチップ部品においては、最近では部
品をバラ（バルク）でカセットに入れられ、テーピング
の工程を必要としないバルクフィーダが次第に多く使用
されるようになってきた。図４に示すように、バルクフ
ィーダの種類の中で、その部品供給方向での分け方とし
て、よこタイプバルクフィーダ９Ａとたてタイプバルク
フィーダ９Ｂがある。

【０００４】ここでは本発明と直接関係する部分ではな
いので詳細に説明しないが、実装機からの駆動により駆
動ホィール１８が回転し、スチールベルト１７が部品長
さプラスα分移動する。ここでは図示しないバルクカセ
ットから１個ずつ取り出される機構により前記スチール
ベルト１７上に乗せられた部品は１ピッチ分進む。前記
よこタイプバルクフィーダ９Ａは、ピックポジション１
０（吸着ノズルが部品を吸着する位置）まで行く間に前
記スチールベルト１７と部品ホルダ１９Ａによって部品
の進行方向を９０°転換させる。前記バルクカセットか
ら取り出され、前記スチールベルト１７によって搬送さ
れる時には、搬送性能のよい長手方向に向いているの
で、ピックポジション１０における部品の向きはその長
手方向が装置前面からみて、横向き（基板が搬送される
方向）になる。ちなみに、殆どのテープフィーダがこの
向きになっているおり、その理由として電子部品がリー
ルに効率よく装填できるからである。

【０００５】一方、たてタイプバルクフィーダ９Ｂは前
述のよこタイプと異なり、スチールベルト１７と部品ホ
ルダ１９Ｂによって部品はストレートのままピックポジ
ション１０に到達する。この場合のピックポジション１
０は前記スチールベルト１７上になる。従って部品の長
手方向が装置前後方向で、基板搬送方向とは直角方向を
向いている。

【０００６】それぞれのタイプはメリット、デメリット
を持っており、ユーザにとって有利なタイプが採用され
ている。よこタイプフィーダのメリットとしては同じ並
び方を持つところのテープフィーダと同じプログラムで
実装できるということである。しかしその反面、カセッ
トから取り出された電子部品は、長手方向に整列され前
記スチールベルトに供給されるため、図４（Ａ）に示す
ように、前記ピックポジションへの搬送途中で方向を９
０°変換される。このことは搬送路途中で部品がつまり
易い欠点を持つ。一方、たてタイプは長所、短所が丁度
その逆の関係にある。

【０００７】従来は搭載装置がバルクフィーダを使用す
る場合図６に示すように、どちらかのタイプに最初から
決められており、両タイプを同時に供給部に搭載するこ
とはなかった。

【０００８】ここで、実装される基板上の部品の並び方
を図５を参照しながらみてみる。図１における電子部品
６の中、図５に示すＩＣ部品６Ｂ以外のチップ部品６Ａ
について言えば、長手方向の向きが例えば３０°とか６
０°のように特殊な角度の向きに並ぶことは少なく、基
板の搬送方向である横方向か直交する縦方向に整列に実
装されることが多い。基板搬送方向を図示のとおりとす
ると、前者基板が７Ａで後者基板が７Ｂとなる。さらに
は、同じ基板では縦方向と横方向とで同じ割合ではな
く、必ずどちらかに偏っていることが多い。

【０００９】今ここでテープフィーダと同じ向きのよこ
タイプのバルクフィーダから実装する時を想定してみ
る。なお、理解を容易にするため、画像処理等による精
密位置補正は省略して説明を進める。もしも、図５
（Ａ）に示すようにチップ部品６Ａを長手方向を横に装
着するには、そのまま装着できるが、図５（Ｂ）に示す
ように縦向きに装着するためにはノズル吸着後９０°回
転させて装着することになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来装置においては、
図６に示すように同じ部品についてはよこタイプ、たて
タイプのバルクフィーダどちらか一方のみ備えているの
で、基板によっては上記例の場合のようによこタイプバ
ルクフィーダ９Ａから実装基板７（Ｂ）へ装着する場
合、フィーダのタイプと基板への装着方向とが合わず、
９０°回転を部品ごとに実行する必要を生ずる。一回あ
たりの時間的遅延は微少であっても、数量が重なり、継
続的に高速な繰り返し回転動作は余計なダンピングを発
生させる恐れから、実装速度を遅くすることがある。こ
の時、たてタイプのフィーダを備えていれば９０°回転
をせずに、実装速度を落すことなく効率よく実装するこ
とができる。

【００１１】ここで、基板実装設計段階から装着向きを
考慮して実装設計を行えば、上記問題は起きないと考え
られるが、回路パターン集積具合による制約や、経済的
な基板取りで基板の方向が変わる等の制約があり、はじ
めから装着にとって効率良い方向を指定することは実質
上不可能である。

【００１２】この発明は、このような問題を解決するた
めに、よこタイプとたてタイプのバルクフィーダを同時
に搭載して、後々決定する基板の部品実装方向に対し、
部品実装方向に適したタイプのバルクフィーダを選択す
ることにより、９０°回転をすることを極力抑え、実装
効率のよい装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に請求項１に係わる発明は、Ｘ・Ｙ方向に自在に移動す
るヘッドユニットと、該ヘッドユニットに設けられＺ・
θ方向に自在に移動する吸着ノズルとにより、電子部品
供給部から電子部品を吸着して基板に装着する電子部品
実装装置において、同一電子部品を装填し吸着位置にお
いて前記電子部品の供給状態が基板搬送に対して平行な
方向（よこ方向）またはそれに直交する方向（たて方
向）に供給する二種類のタイプのバルクフィーダを前記
電子部品供給部に含む構成とするとともに、前記バルク
フィーダが前記のいずれかのタイプであるかを記憶させ
るフィーダタイプ登録手段と、基板に装着された状態の
電子部品の基板搬送に対して平行な方向の装着部品個数
とそれに直交する方向の装着部品個数とを同一部品ごと
予め計数するチップ方向計数手段と、前記チップ方向計
数手段によって計数された平行方向の前記装着部品個数
と直交方向の前記装着部品個数とを同一部品ごと比較
し、多い方の電子部品の基板装着方向と前記バルクフィ
ーダの吸着位置における電子部品供給方向とが一致する
フィーダタイプを前記フィーダタイプ登録手段による登
録結果から選択するフィーダタイプ選択手段と、により
効率的な実装を行うようにしたものである。

【００１４】また、請求項２に係わる発明はＸ・Ｙ方向
に自在に移動するヘッドユニットと、該ヘッドユニット
に設けられＺ・θ方向に自在に移動する吸着ノズルとに
より、電子部品供給部から電子部品を吸着して基板に装
着する電子部品実装装置において、同一電子部品を装填
し吸着位置において前記電子部品の供給状態が基板搬送
に対して平行な方向（よこ方向）またはそれに直交する
方向（たて方向）に供給する二種類のタイプのバルクフ
ィーダを前記電子部品供給部に含む構成とするととも
に、前記バルクフィーダのタイプを識別するフィーダタ
イプ識別手段と、基板に装着された状態の電子部品の基
板搬送に対して平行な方向の装着部品個数とそれに直交
する方向の装着部品個数とを同一部品ごと予め計数する
チップ方向計数手段と、前記チップ方向計数手段によっ
て計数された平行方向の前記装着部品個数と直交方向の
前記装着部品個数とを同一部品ごと比較し、多い方の電
子部品の基板装着方向と前記バルクフィーダの吸着位置
における電子部品供給方向とが一致するフィーダタイプ
を前記フィーダタイプ識別手段による識別結果から選択
するフィーダタイプ選択手段と、により効率的な実装を
行うようにしたもである。

【００１５】更にまた、請求項３に係わる発明は、前記
請求項１、２において、前記二種類のバルクフィーダの
うちどちらか一方が部品切れを起こした時、部品切れを
起こしていない他方から部品供給を行うようにしたもで
ある。

【００１６】そして、請求項４に係わる発明は、前記請
求項１、２において、前記二種類のバルクフィーダのう
ちどちらか一方が部品切れを起こした時、部品切れ警告
表示を行いつつ、部品切れを起こしていない他方から部
品供給を継続的に行うようにしたもである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図１を参
照しながら説明する。図１に示すのは、本発明の実施の
形態に係る方法を実施するための電子部品実装装置１に
ついて示している。電子部品供給位置にある電子部品供
給装置８と、基板搬送機構２３によって搬送され電子部
品装着位置に位置決めされた基板７との間でＸ方向送り
機構２および、Ｙ方向送り機構３によってＸ・Ｙ方向に
移動可能であるヘッドユニット４と、該ヘッドユニット
４に搭載されＺ方向移動自在、且つ、θ軸回りに回動自
在に支持されると共に、電子部品６を真空吸着する吸着
ノズル５と、吸着ノズル５によって吸着される前記電子
電子部品６の位置を検出する画像認識装置２０と、前記
ヘッドユニット４に搭載され前記基板の印刷マークを読
み取る基板カメラ２４とによって構成されている。

【００１８】前記電子部品実装装置１は前記電子部品６
の実装作業を制御する制御手段１２と（図２および６参
照）、前記電子部品実装装置１の実装工程の内容を規定
する実装制御画面と、フィーダの種類、位置を示すフィ
ーダ配置画面（ともに図示せず）が表示される操作パネ
ル２１とを有している。更に前記電子部品供給装置８は
テープフィーダ２２、バルクフィーダ９その他フィーダ
から構成され、色々の種類の電子部品６を供給する。

【００１９】前記バルクフィーダ９は図４の（Ａ）
（Ｂ）に示すようなよこタイプとたてタイプの両方搭載
されており、それぞれのフィーダは同じ種類の電子部品
が装填しているものが最低でも、よこタイプたてタイプ
１セットは存在する。さらに図１に示すように前記バル
クフィーダの先端にはピックポジション１０がそれぞれ
存在し、そのピックポジション１０のすぐ近傍に、よこ
タイプのフィーダを示すフィーダマーカ１１Ａと、たて
タイプのフィーダを示すフィーダマーカ１１Ｂが付けら
れている。

【００２０】ここで本発明実施例の作用について説明を
行うが、比較のためにまず従来の電子部品装着時の作用
について説明する。従来の電子部品装着装置においては
同一部品に対して一種類のバルクフィーダを搭載してい
る前記電子部品装着装置１により電子部品６の中チップ
部品６Ａを基板７に搭載するときは、前記制御手段１２
がヘッドユニット４をＸ・Ｙ方向に移動させて、前記吸
着ノズル５を前記電子部品供給装置８の中からチップ部
品６Ａを装填するよこタイプバルクフィーダ９Ａのピッ
クポジション１０に位置させ、前記吸着ノズル５を下降
させて、該吸着ノズル５の下端を、前記ピックポジショ
ン１０に接近させた後、チップ部品６Ａを真空吸着す
る。

【００２１】その後まず、前記よこタイプバルクフィー
ダ９Ａからのチップ部品６Ａの向きに対し、同じ向きの
装着が多い図５（Ａ）に示すような基板７Ａへの装着の
場合、前記吸着ノズル５、及びチップ部品６Ａを上昇さ
せた後、前記ヘッドユニット４を前記Ｘ・Ｙ方向に移動
させて、前記チップ部品６Ａを前記画像認識装置２０の
上方に位置させる。チップ部品６Ａの像を前記画像認識
装置２０で認識し、前記吸着ノズル５に対するチップ部
品６ＡのＸ・Ｙ方向の相対位置、及びθ軸回りの相対位
相角を検出する。さらに、ヘッドユニット４に搭載して
いる基板カメラ２４により、基板７上に回路パターンと
同じように形成された基準マーク（図示なし）の位置を
認識する。

【００２２】これら検出結果に基づいて、前記制御手段
１２は、吸着ノズル５を回動させて、θ軸回りのチップ
部品６Ａの位相角を補正すると共に、前記吸着ノズル５
に対するチップ部品６ＡのＸ・Ｙ方向の相対位置を補正
しながら、前記ヘッドユニット４をＸ・Ｙ方向に移動さ
せて、チップ部品６Ａを前記基板７の上方まで搬送す
る。その後、前記吸着ノズル５及びチップ部品６Ａを下
降させて、前記基板７上の所定の位置に接近させた後、
吸着ノズル５の負圧を解消させて、チップ部品６Ａを解
放し、これによりチップ部品６Ａの基板７への実装が完
了する。

【００２３】次に、前記よこタイプバルクフィーダ９Ａ
からのチップ部品６Ａの向きに対し、直角向きの装着が
多い図５（Ｂ）に示すようなの基板７Ｂへの装着の場合
について説明する。チップ部品６Ａを吸着した吸着ノズ
ル５が、大きなθ回転による誤差を後々に残さないため
に、画像認識装置２０の位置に行く前にまず９０°前記
吸着ノズル５をθ回転させる。その後、前述と同様に前
記画像認識装置２０の位置にＸ・Ｙ移動し画像認識を行
う。その後、所定の装着位置へＸ・Ｙ移動し位相角およ
び相対位置の補正を行いながら装着することによって、
チップ部品６Ａの前記基板７Ｂへの実装を完了する。上
記後段の例の場合、９０°θ回転が連続して行われるこ
とになるが、前段の例に比較して余分な振動が発生する
場合がある。

【００２４】次に図１〜図３を用いながら本発明の作用
を説明する。図２（Ａ）におけるフィーダタイプ登録手
段１３は、図１の操作パネル２１に表示され、前記実装
制御画面の一部である入力画面１３Ａの表示や、その中
にフィーダのタイプ等を指定する入力プログラム１３Ｂ
からなる。チップ方向計数手段１４は、一種類のチップ
部品６Ａに対しその装着方向がたて、よこを向く個数を
それぞれ計数する。フィーダタイプ選択手段１５は、よ
こタイプのフィーダかたてタイプのフィーダかを選択す
る。図２（Ｂ）におけるフィーダタイプ識別手段１６
は、基板マークをみる基板カメラ２４を使用して前記バ
ルクフィーダ９のタイプを示すフィーダマーカ１１Ａ、
１１Ｂを識別する。

【００２５】次に、図３を使用して本発明の流れを説明
を行うにあたり、まずの流れについて説明する。 電子部品実装装置１には同種類の部品に対して、よこタ
イプバルクフィーダ９Ａとたてタイプバルクフィーダ９
Ｂの２種類のフィーダが、所定の位置に搭載される。
（Ｓ１） そして、前記操作パネル２１に表示される入力画面１３
Ａの中で部品の種類、フィーダの装着位置を示すフィー
ダアドレスと共に、該アドレスに搭載されたフィーダの
よこ・たてタイプを指定する。（オペレータに対して入
力を促す）（Ｓ２） チップ方向計数手段１４は、これから実装しようとする
基板７におけるチップ部品６Ａの装着向きの個数をた
て、よこそれぞれについてカウントする。（Ｓ３） フィーダタイプ選択手段１５は、Ｓ３でカウントされた
結果を基にフィーダを選ぶ。（Ｓ４）つまり、たて向き
チップ数とよこ向きチップ数の大きさ比較を行い、たと
えば、図５（Ａ）のようによこの方が多い基板の場合、
よこタイプバルクフィーダ９Ａを選択し、図５（Ｂ）の
ようにたての方が多い基板の場合、たてタイプバルクフ
ィーダ９Ｂを選択して実装を行う。（Ｓ５）そしてそれ
は、その基板搭載が終了するまで使用する。そうするこ
とによって、余分なθ回転を行う回数が減り実装速度を
落すことなく装着できる。

【００２６】次にの流れについて説明する。前記Ｓ２
においてオペレータがフィーダタイプを入力した。この
例では、前記バルクフィーダ９の先端に付くマーカで
（図１）よこタイプバルクフィーダ９Ａにはそれを表す
マーカ１１Ａが、たてタイプのフィーダには１１Ｂが付
けられているので、前記基板カメラ２４は、それらを実
装開始前に識別することができる。従ってと破線で示
すＳ１→Ｓ６→…Ｓ５の流れで前記と同様に実装でき
る。この場合オペレータがフィーダタイプを登録する必
要がない。

【００２７】次に、図３におけるの流れについて説明
する。前記Ｓ５の実装工程を継続するうちに、どちらか
のタイプのバルクフィーダ９が部品切れを起こした（Ｓ
７）とした時、本装置は図１の操作パネル２１上に表示
され、前記フィーダ配置画面上の部品切れを発生したフ
ィーダを赤色に点滅させることによって警告表示をす
る。（Ｓ８）それと同時に装置を停止させないで、まだ
部品切れしていないタイプのフィーダから部品を吸着し
実装作業を継続させる。（Ｓ９）なお流れ図では示さな
いが、オペレータが部品切れを起こしたフィーダに部品
を補給し、部品切れを解消した後は前記選択されたフィ
ーダからの実装を再開させる。

【００２８】なお、同じ部品を装填しているバルクフィ
ーダ９で、よこ、たてタイプのフィーダを同時に装置に
搭載せず、どちらか一方の場合であっても、本発明の装
置はフィーダタイプ登録手段１３、フィーダタイプ識別
手段１６の働きによって対応できる。その場合、チップ
方向計数手段１４が機能するが、フィーダタイプ選択手
段１５によって選択した結果、フィーダが付いていない
場合が発生する。その場合は当然ながら、部品実装方向
に適したフィーダを指定できないが、搭載されたタイプ
のフィーダを使用することによって実装を行うことでき
る。

【００２９】また、前記フィーダタイプ識別手段１６の
実現方法として、基板カメラ２４がフィーダマーカ１１
Ａ、１１Ｂの両方識別する例を説明したが、どちらか一
方にマーカが付いていればタイプを区別できるし、フィ
ーダと実装装置に電気的接点を設けフィーダタイプを識
別しても可能。さらに、基板カメラ２４がマーカの代わ
りに、フィーダの搬送経路形状を識別してもよいし、さ
らにまた、ピックポジション１０における部品自体を直
接認識し、部品の長手方向のたて、よこを識別すること
によっても可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求範囲１に係わ
る発明によれば、よこタイプバルクフィーダとたてタイ
プバルクフィーダを同時に装置に搭載し、基板によって
偏る実装方向に合ったタイプのバルクフィーダを指定す
ることによって不要なθ回転を除いた効率的なチップ部
品搭載が可能となる。（図３のフロー） また、請求範囲２に係わる発明によれば、上記作用に加
えて、オペレータがフィーダタイプを指定していた手間
が省け、効果がより大きい。（図３のフロー） さらに、請求範囲３および、４に係わる発明によれば、
同時に実装された同じ部品を装填した異なる方向タイプ
のバルクフィーダの一方が部品切れを起こした場合に
も、オペレータに喚起し、効率的な実装が継続可能とな
る。（図３のフロー）

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品実装装置を表す。

【図２】本発明の機能ブロック図を表す。

【図３】本発明の実行フローを表す。

【図４】バルクフィーダのタイプ分け概念図を表す。

【図５】チップ部品の実装方向を示す基板を表す。

【図６】従来の部品実装装置のブロック図を表す。

【符号の説明】

１ 電子部品実装装置 ４ ヘッドユニット ５ 吸着ノズル ６ 電子部品 ６Ａ チップ部品 ７ 基板 ８ 電子部品供給装置 ９Ａ よこタイプバルクフィーダ ９Ｂ たてタイプバルクフィーダ １０ ピックポジション １１Ａ （よこタイプ）フィーダマーカ １１Ｂ （たてタイプ）フィーダマーカ １３ フィーダタイプ登録手段 １６ フィーダタイプ識別手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ・Ｙ方向に自在に移動するヘッドユニ
   ットと、該ヘッドユニットに設けられＺ・θ方向に自在
   に移動する吸着ノズルとにより、電子部品供給部から電
   子部品を吸着して基板に装着する電子部品実装装置にお
   いて、同一電子部品を装填し吸着位置において前記電子
   部品の供給状態が基板搬送に対して平行な方向またはそ
   れに直交する方向に供給する二種類のタイプのバルクフ
   ィーダを前記電子部品供給部に含む構成とするととも
   に、前記バルクフィーダが前記のいずれかのタイプであ
   るかを記憶させるフィーダタイプ登録手段と、基板に装
   着された状態の電子部品の基板搬送に対して平行な方向
   の装着部品個数とそれに直交する方向の装着部品個数と
   を同一部品ごと予め計数するチップ方向計数手段と、前
   記チップ方向計数手段によって計数された平行方向の前
   記装着部品個数と直交方向の前記装着部品個数とを同一
   部品ごと比較し、多い方の電子部品の基板装着方向と前
   記バルクフィーダの吸着位置における電子部品供給方向
   とが一致するフィーダタイプを前記フィーダタイプ登録
   手段による登録結果から選択するフィーダタイプ選択手
   段と、により効率的な実装を行うことを特徴とする電子
   部品実装装置。
2. 【請求項２】 Ｘ・Ｙ方向に自在に移動するヘッドユニ
   ットと、該ヘッドユニットに設けられＺ・θ方向に自在
   に移動する吸着ノズルとにより、電子部品供給部から電
   子部品を吸着して基板に装着する電子部品実装装置にお
   いて、同一電子部品を装填し吸着位置において前記電子
   部品の供給状態が基板搬送に対して平行な方向またはそ
   れに直交する方向に供給する二種類のタイプのバルクフ
   ィーダを前記電子部品供給部に含む構成とするととも
   に、前記バルクフィーダのタイプを識別するフィーダタ
   イプ識別手段と、基板に装着された状態の電子部品の基
   板搬送に対して平行な方向の装着部品個数とそれに直交
   する方向の装着部品個数とを同一部品ごと予め計数する
   チップ方向計数手段と、前記チップ方向計数手段によっ
   て計数された平行方向の前記装着部品個数と直交方向の
   前記装着部品個数とを同一部品ごと比較し、多い方の電
   子部品の基板装着方向と前記バルクフィーダの吸着位置
   における電子部品供給方向とが一致するフィーダタイプ
   を前記フィーダタイプ識別手段による識別結果から選択
   するフィーダタイプ選択手段と、により効率的な実装を
   行うことを特徴とする電子部品実装装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２において、前記二種類のバ
   ルクフィーダのうちどちらか一方が部品切れを起こした
   時、部品切れを起こしていない他方から部品供給を行う
   電子部品実装方法。
4. 【請求項４】 請求項１、２において、前記二種類のバ
   ルクフィーダのうちどちらか一方が部品切れを起こした
   時、部品切れ警告表示を行いつつ、部品切れを起こして
   いない他方から部品供給を継続的に行う電子部品実装方
   法。