JP2003218595A - 電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装方法

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JP2003218595A
JP2003218595A JP2002012537A JP2002012537A JP2003218595A JP 2003218595 A JP2003218595 A JP 2003218595A JP 2002012537 A JP2002012537 A JP 2002012537A JP 2002012537 A JP2002012537 A JP 2002012537A JP 2003218595 A JP2003218595 A JP 2003218595A
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electronic component
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suction nozzle
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Yuji Nakamura
裕司 中村
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下受けピンによって支持された基板に対し
て、電子部品や吸着ノズルの破損などの不具合を生じる
ことなく正しく電子部品を実装できる電子部品実装方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 吸着ノズル15により電子部品を下受け
ピン19によって下受けされた基板3に実装する電子部
品実装において、実装動作を開始するに先立って基板3
に設定された高さ検出点MPに吸着ノズル15の下端部
を当接させて単位移載ヘッド10に備えられた高さ検出
手段によって高さ検出点MPの高さを検出し、この高さ
検出結果に基づいて下受けピン19の装着不具合などに
起因する基板3の支持状態の異常の有無を判定する。こ
れにより、下受けピン19の装着不具合による電子部品
Pや吸着ノズル15の破損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、吸着ノズルによっ
て電子部品を保持して基板に実装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】電子部品が実装される基板には、基板の
片面のみならず両面に電子部品が実装されるいわゆる両
面実装基板がある。この両面実装基板の実装工程では、
まず第1面への実装が行われた後、基板を反転して第2
面への実装が行われる。この第2面への実装の際には、
第1面すなわち電子部品が既に実装された既実装面が下
向きとなるため、基板を実装位置に位置決めして保持す
る際には電子部品が障害となって基板面を直接的に面支
持することが出来ない。 【0003】このため既実装面の電子部品実装点以外の
下受け可能部位を適宜選定し、この位置を基板下受けピ
ンによって支持する方法が用いられる。この方法では、
多数のピン孔が設けられた下受け治具上で前述の下受け
可能部位に対応した位置を選定し、これらの位置のピン
孔に基板下受けピンを装着することにより、各基板種類
に対応した下受け治具が準備される。このため、基板の
品種切り替えに際しては、基板下受けピンの配置を対象
基板に合わせるため基板下受けピンの下受け治具への脱
着作業が行われる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】この基板下受けピンの
脱着作業は主に作業者の手作業によって行われ、しかも
定められた位置に正確に細いピンを挿入する煩雑な作業
である上に基板下受けピンの数は多数であるため、装着
作業後において下受けピンが部分的に正常な姿勢で保持
されないピン装着異常が発生しやすい。このような状態
のまま基板が載置されると基板は正しい平面状態で支持
されず、基板が局部的に持ち上げられた上反り状態とな
る。そして上反り状態の基板に対して移載ヘッドによっ
て電子部品搭載を行うと、正常な実装が行えずに電子部
品や吸着ノズルの破損などの不具合を招くこととなって
いた。 【0005】そこで本発明は、下受けピンによって支持
された基板に対して、電子部品や吸着ノズルの破損など
の不具合を生じることなく正しく電子部品を実装できる
電子部品実装方法を提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の電子部品
実装方法は、吸着ノズルにより電子部品を保持した移載
ヘッドを基板位置決め部に下面を下受けピンによって支
持された状態で位置決めされた基板上に移動させ、この
移載ヘッドに昇降動作を行わせることにより電子部品を
前記基板に実装する電子部品実装方法であって、基板へ
の実装動作を開始するに先立って前記基板に設定された
高さ検出点に前記吸着ノズルの下端部を当接させて移載
ヘッドに備えられた高さ検出手段によって前記高さ検出
点の高さを検出する工程と、この高さ検出結果に基づい
て前記基板の支持状態の異常の有無を判定する工程とを
含む。 【0007】本発明によれば、基板への実装作業を開始
するに先立って基板に設定された高さ検出点に吸着ノズ
ルの下端部を当接させて高さ検出点の高さを検出し、こ
の高さ検出結果に基づいて基板の支持状態の異常の有無
を判定することにより、下受けピンの装着不具合による
電子部品や吸着ノズルの破損を防止することができる。 【0008】 【発明の実施の形態】次に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は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の構成を示す図、図3
(a)は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基
板位置決め部の断面図、図3(b)は本発明の一実施の
形態の電子部品実装対象の基板の平面図、図4は本発明
の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示
すブロック図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品
実装方法の工程説明図である。 【0009】まず図1を参照して電子部品実装装置の構
造を説明する。図1において基台1の中央にはX方向に
搬送路2が配設されている。搬送路2は基板3を搬送し
電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路2の両側方
には、部品供給部4が配置されており、それぞれの部品
供給部4には多数のテープフィーダ5が並設されてい
る。テープフィーダ5はテープに保持された電子部品を
収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部
品を供給する。 【0010】基台1上面の両端部上にはY軸テーブル6
AおよびY軸ガイド6Bが配設されており、Y軸テーブ
ル6A、Y軸ガイド6B上にはX軸テーブル7が架設さ
れている。Y軸テーブル6Aを駆動することにより、X
軸テーブル7はY方向に水平移動する。X軸テーブル7
には、移載ヘッド8および移載ヘッド8と一体的に移動
するカメラ9が装着されている。移載ヘッド8はマルチ
タイプであり、電子部品を保持する単位移載ヘッド10
を3個備えた構成となっている。 【0011】Y軸テーブル6A、X軸テーブル7を組み
合わせて駆動することにより移載ヘッド8は水平移動
し、部品供給部4から電子部品を吸着ノズル15(図2
参照)によってピックアップし、搬送路2に位置決めさ
れた基板3上に実装する。基板3上に移動したカメラ9
は、基板3を撮像して認識する。また部品供給部4から
搬送路2に至る経路には、カメラ11が配設されてい
る。カメラ11は、それぞれの移載ヘッド8に保持され
た状態の電子部品を下方から撮像する。 【0012】次に図2を参照して単位移載ヘッド10に
ついて説明する。図2に示すように、単位移載ヘッド1
0は、Z軸モータ16によって昇降する昇降部10aの
下部に、吸着ノズル15を着脱自在に保持するノズル保
持部14を軸部10bを介して設けた構成となってい
る。Z軸モータ16はエンコーダ16aを備えており、
エンコーダ16aのパルス信号は高さ検出部27に送ら
れる。高さ検出部27は、このパルス信号をカウントす
ることにより、昇降部10aの高さ位置を監視してお
り、ノズル保持部14に装着された吸着ノズル15の高
さ位置を検出できるようになっている。 【0013】ここで、ノズル保持部14は昇降部10a
に対して相対的に上下動可能となっており、軸部10b
に装着された圧縮のバネ部材13によってノズル保持部
14は常に下方に付勢されている。Z軸モータ16を駆
動して昇降部10aを下降させる過程において、吸着ノ
ズル15の下端部が固定物に当接すると、昇降部10a
はバネ部材13を圧縮しながら下降する。 【0014】そして昇降部10aから側方に延出して設
けられたセンサ17がノズル保持部14に設けられたド
グ部材14aを検出した高さ位置で昇降部10aの下降
が停止する。このセンサ17の検出信号は高さ検出部2
7に送られ、高さ検出部27がこの検出信号を受信した
タイミングにおける吸着ノズル15の高さ位置を検出す
ることにより、吸着ノズル15が当接した対象物の高さ
が検出される。したがって、単位移載ヘッド10が基板
3に対して下降する下降動作において、基板3上面の高
さを検出することができるようになっている。すなわ
ち、単位移載ヘッド10は基板3の上面の高さを検出す
る高さ検出手段を備えている。 【0015】次に図3を参照して、基板3および電子部
品実装位置において基板3を位置決めする基板位置決め
部について説明する。図3(a)は電子部品実装位置に
おける断面を示しており、搬送路2に載置された基板3
の下方は基板位置決め部18となっている。基板位置決
め部18は下受けブロック18aを備えており、下受け
ブロック18aには、多数の下受けピン19が立設され
ている。搬送路2によって電子部品実装位置に搬送され
た基板3は、下面を下受けピン19によって支持された
状態で位置決めされ、この位置決めされた基板3に対し
て、図2に示す吸着ノズル15によって電子部品が実装
される。 【0016】電子部品実装対象の基板3について説明す
る。図3に示すように、電子部品実装位置に搬入された
基板3には、前工程において既に上面に電子部品Pが実
装されており、この電子部品実装装置では、この基板3
に対してさらに電子部品が追加実装される。 【0017】また基板3には、図3(b)に示すよう
に、高さ検出点MPが設定されている。高さ検出点MP
は、前工程において電子部品Pの実装や半田印刷が行わ
れておらず基板3の上面がそのまま露呈されたフリーな
区画を選定して設定され、好ましくは基板3の幅方向
(搬送方向に直交する方向)の略中間位置近傍に設定さ
れる。そしてこの高さ検出点MPの高さを検出すること
により、基板位置決め部18による基板3の支持状態の
異常の有無を判定することができるようになっている。 【0018】次に図4を参照して、電子部品実装装置の
制御系の構成を説明する。図4において、CPU20は
演算装置であり、プログラム記憶部21に記憶された各
種プログラムを実行することにより、以下の各部を制御
して実装動作などの動作制御や演算処理を実行する。こ
のプログラムの実行においては、データ記憶部22に記
憶された各種データが参照される。 【0019】データ記憶部22には、実装データ22a
のほか、高さ検出点データ22b、高さ判定データ22
cが記憶されている。高さ検出点データ22bは、実装
対象の各基板3について予め設定された高さ検出点MP
の位置を示すデータであり、この高さ検出点データを参
照することにより、個別の基板3に設定された高さ検出
点MPを求めることができるようになっている。また高
さ判定データ22cは、高さ検出点MPの高さを検出す
ることによって得られた計測データが、当該基板3が基
板位置決め部18によって正しく支持された状態におけ
る基板3の高さと一致しているか否かを判定するための
データである。 【0020】認識処理部23は、カメラ9の撮像結果を
認識処理することにより、基板3の位置を認識し、また
カメラ11の撮像結果を認識処理することにより、移載
ヘッド8に保持された電子部品を認識する。機構駆動部
24は、X軸テーブル7、Y軸テーブル6A、移載ヘッ
ド8などの機構部を駆動する。操作入力部25はキーボ
ードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンド入力
や、高さ検出点データ22bや、高さ判定データ22c
など各種データの入力を行う。 【0021】表示部26はディスプレイ装置であり、操
作入力時の案内画面表示や、基板3の支持状態の異常を
報知するための報知画面を表示する。高さ検出部27
は、エンコーダ16aからのパルス信号とセンサ17の
検出信号に基づいて、吸着ノズル15が基板3に当接し
て昇降部10aが停止した状態における吸着ノズル15
の高さを検出する。 【0022】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、次に図5を参照して電子部品実装方法につ
いて説明する。この電子部品実装方法は、吸着ノズル1
5により電子部品を保持した単位移載ヘッド10を、基
板位置決め部18に下面を下受けピン19によって支持
された状態で位置決めされた基板3上に移動させ、この
単位移載ヘッド10に昇降動作を行わせることにより電
子部品を基板3に実装するものである。 【0023】図5(a)は、前工程で上面に電子部品P
が実装された基板3が、搬送路2によって基板位置決め
部18に搬入され、下受けピン19によって下面を支持
された状態を示している。ここで、下受けブロック18
aへ装着された多数の下受けピン19のうち、1つの下
受けピン19*が正常な姿勢で装着されておらず、基板
3は正しい平面状態で支持されずに幅方向の中央部が局
部的に持ち上げられた上反り状態となっている。 【0024】図5(b)、(c)は、実装動作の開始に
先立って、図5(a)に示すような基板3の支持状態の
異常を検出する方法を示している。なお、図5(b)、
(c)においては電子部品Pの図示を省略している。ま
ず、図5(b)に示すように、単位移載ヘッド10を基
板3に予め設定された高さ検出点MPの上方に移動させ
る。そして図5(c)に示すように、昇降部10aを下
降させて吸着ノズル15の下端部を基板3上面の高さ検
出点MPに当接させる。 【0025】この後さらに昇降部10aを下降させる過
程において、センサ17がドグ部材14aを検出するタ
イミングで昇降部10aの下降が停止する。このセンサ
17の検出信号を高さ検出部27(図2参照)が受信す
ることにより、吸着ノズル15の下端部の高さ(すなわ
ち高さ検出点MPの高さZ)が検出される。そしてこの
高さ検出結果を、データ記憶部22に記憶された高さ判
定データ22c(ここでは基板3が基板位置決め部18
によって正しく支持された状態における基板3の上面の
正規高さZ0)と比較することにより、基板3の上面の
高さが正常であるか否かを判定する。 【0026】ここで図5(c)に示すように高さZが正
規高さZ0に一致せず、許容誤差を超えている場合に
は、基板3は上反り状態にあり、下受けピン19*の装
着異常などの理由によって基板3の支持状態は異常であ
ると判定される。すなわち、高さ検出点MPの高さ検出
結果に基づいて、基板3の支持状態の異常の有無を判定
する。そして判定結果は表示部26の表示画面によって
報知される。これによりオペレータは基板位置決め部1
8における異常の存在を確認し、必要な処置を行う。 【0027】このように上記電子部品実装方法によれ
ば、局部的に持ち上げられた上反り状態の基板3に対し
てそのまま電子部品搭載を行うことによる電子部品や吸
着ノズルの破損などの不具合を生じることなく、正しく
電子部品を実装することができる。 【0028】 【発明の効果】本発明によれば、基板への実装作業を開
始するに先立って基板に設定された高さ検出点に吸着ノ
ズルの下端部を当接させて高さ検出点の高さを検出し、
この高さ検出結果に基づいて基板の支持状態の異常の有
無を判定するようにしたので、下受けピンの装着不具合
による電子部品や吸着ノズルの破損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】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移
載ヘッドの構成を示す図 【図3】(a)本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置の基板位置決め部の断面図(b)本発明の一実施の形
態の電子部品実装対象の基板の平面図 【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制
御系の構成を示すブロック図 【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工
程説明図 【符号の説明】 3 基板 8 移載ヘッド 10 単位移載ヘッド 15 吸着ノズル 16a エンコーダ 17 センサ 22 データ記憶部 22b 高さ検出点データ 22c 高さ判定データ 27 高さ検出部 P 電子部品 MP 高さ検出点

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】吸着ノズルにより電子部品を保持した移載
    ヘッドを基板位置決め部に下面を下受けピンによって支
    持された状態で位置決めされた基板上に移動させ、この
    移載ヘッドに昇降動作を行わせることにより電子部品を
    前記基板に実装する電子部品実装方法であって、基板へ
    の実装動作を開始するに先立って前記基板に設定された
    高さ検出点に前記吸着ノズルの下端部を当接させて移載
    ヘッドに備えられた高さ検出手段によって前記高さ検出
    点の高さを検出する工程と、この高さ検出結果に基づい
    て前記基板の支持状態の異常の有無を判定する工程とを
    含むことを特徴とする電子部品実装方法。
JP2002012537A 2002-01-22 2002-01-22 電子部品実装方法 Pending JP2003218595A (ja)

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