JP2005116904A - 電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を吸着する際、パーツカセットのフィード一回に対し一個の電子部品の供給なので連続供給に時間がかかっていた。
【解決手段】パーツカセット１０の吸着用の開口部１５を複数の電子部品Ｅが取れるように開口し、同時に電子部品Ｅを吸着することができ、連続部品供給時間を短縮することができる電子部品実装方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品をノズルで吸着して回路基板の所定位置に実装するのに用いられる電子部品実装方法に関するものである。

以下に従来のパーツカセットによる電子部品実装方法について説明する。
近年、回路基板を用いた製品の小型化が要望され、それに伴い回路基板も小型化していく中で、一枚の基板シートに同一の基板パターンを格子状に複数枚配し生産する形態が一般的であり、その一枚の基板シートでの個片の数は１００程度の物もある。

電子部品を基板に実装する実装装置には、電子部品を収納するテープフィーダなどのパーツフィーダが多数並設された供給部が設けられており、これらのパーツフィーダから移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板上に移載する実装動作が繰り返し行われる。この実装動作の効率向上を図るため、移載ヘッドに電子部品保持用の吸着ノズルを複数本配列した複数ノズル型の移載ヘッドが用いられる場合が多い（たとえば、特許文献１参照。）。

図７、図８および図９に示すように、部品実装装置を用いて電子部品をプリント基板に実装するときに、電子部品Ｅを収納するテープ１は、テープ基体２に収納部３を所定ピッチａに形設し、この収納部３から電子部品Ｅが飛び出さないように上面にカバーテープ４を配設し、かつ所定ピッチに送り穴５を形設している。そして、このようなテープ１を巻いたリール７を、パーツカセット１０の保持部１１にセットしている。

図示しない駆動手段を介し、駆動歯車１２によってリール７のテープ１を引き出して、その収納部３に収納された電子部品Ｅを、所定の取り出し位置Ｆに送り出す。そして、図示していない手段により部品装着機のノズル１３が下降し、このノズル１３により電子部品Ｅを吸着して上昇させることができる。このようにしてノズル１３に吸着された電子部品Ｅは、カメラなどの撮像手段によって吸着姿勢が撮像され、その情報より位置補正されたのち基板に実装される。この動作を繰り返して随時実装を行う。

一枚の基板に同じ基板パターンを複数持つ基板では、最低でもパターン数の電子部品Ｅがパーツカセット１０より供給されるので、同一のパーツカセット１０より連続して電子部品Ｅが供給される。

又、近年の実装装置では生産性を向上させる為、ヘッドに複数のノズル１３を設けて、供給部で複数のノズル１３すべてに電子部品Ｅをまとめて吸着するのが一般的である。
又、電子部品Ｅを収納するテープ１は規格化されており、一枚の基板シートに同一の基板パターンを格子状に複数枚配し生産する形態では、テープ基体２の幅が８ｍｍ幅で収納部３のピッチは２ｍｍか４ｍｍであるテープ１が多く使われる。
特開２００２−９４９１号公報

しかしながら、上記従来の方法では、実装装置のヘッドが同一のパーツカセット１０から連続して電子部品Ｅを吸着する際に、電子部品Ｅが吸着されてから次の電子部品Ｅが吸着されるまでに、パーツカセット１０の部品送り時間待たなければならず、生産時間が長引くなどの問題点を有していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の電子部品を同時に供給状態にすることができ、より短時間で電子部品を基板に実装可能な部品実装方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電子部品実装方法は、テープ基体の長手方向に電子部品の収納部を所定ピッチに形設し、テープ基体の長手方向の上面を開口して複数の電子部品を取り出し可能な開口部を設けたパーツカセットを備え、複数の電子部品を同時に吸着できるようにしたものである。

また本発明の請求項２記載の電子部品実装方法は、テープ基体の長手方向に電子部品の収納部を所定ピッチに形設し、テープ基体の長手方向の上面を開口して複数の電子部品を取り出し可能な開口部を設けたパーツカセットを備えて、複数の電子部品を同時に吸着できるようにし、所定ピッチの倍数の距離でノズルを配した移載ヘッドにより、開口部を通して電子部品の吸着を行うようにしたものである。

そして本発明の請求項３記載の電子部品実装方法は、テープ基体の長手方向に電子部品の収納部を所定ピッチに形設し、テープ基体の長手方向の上面を開口して複数の電子部品を取り出し可能な開口部を設けたパーツカセットを備えて、複数の電子部品を同時に吸着できるようにし、パーツカセットを所定の配列ピッチで並設し、この配列ピッチの倍数の長さでノズルを配した装着ヘッドにより、開口部を通して電子部品の吸着を行うようにしたものである。

本発明によれば、複数の電子部品を同時に吸着可能にするパーツカセットと、電子部品を吸着して保持する複数のノズルが所定の基本ピッチでパーツカセットの並設方向に直列に配列されたノズル列が複数列設けられた移載ヘッドとを用いるようにしたので、実装装置のコンパクト化を図ることができると共に、複数部品の同時吸着の確率を向上させて電子部品の実装を効率よく行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１を、図１〜図４に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態１を示す図では、従来例と同一部品に同一番号を付して説明は省略する。

図１は本発明の実施の形態１におけるパーツカセットの平面図、図２は本発明の実施の形態１におけるパーツカセットの側面模式図、図３は本発明の実施の形態１における電子部品実装装置のヘッドの斜視図と平面図、図４は本発明の実施の形態１における電子部品実装装置図の全体斜視図である。

まず図１、図４を参照して電子部品実装装置の全体構造について説明する。電子部品実装装置２０には搬送路２１が配設されており、この搬送路２１は電子部品Ｅが実装される基板Ｄを搬送し位置決めする。搬送路２１の側方には電子部品Ｅの供給部２２が配設されており、この供給部２２には複数台のパーツカセット１０が所定の配列ピッチＢで並設されている。

供給部２４と搬送路２１の上方にはＸ軸・Ｙ軸テーブル２３が配設されている。このＸ軸・Ｙ軸テーブル２３はそれぞれ送りねじや駆動モータを備えており、駆動モータを駆動することにより、Ｘ軸Ｙ軸へ移動する。Ｘ軸・Ｙ軸テーブル２３には移載ヘッド２４が装着されており、この移載ヘッド２４は供給部２２のパーツカセット１０から電子部品Ｅをピックアップし、搬送路２１に位置決めされた基板Ｄ上へ移送搭載する。Ｘ軸・Ｙ軸テーブル２３は、移載ヘッド２４を水平移動させる移動手段となっている。

電子部品認識用のカメラ（撮像手段の一例）２５が配設されており、供給部２２から電子部品Ｅをピックアップした移載ヘッド２４がカメラ２５上を通過する際に、このカメラ２５は電子部品Ｅを下方から撮像する。そして、得られた撮像データを画像処理することにより、電子部品Ｅの認識が行われる。すなわちカメラ２５は、移載ヘッド２４のノズル１３に吸着保持された状態の電子部品Ｅの吸着姿勢を、下方から認識する認識手段となっている。

次に、図３を参照して移載ヘッド２４について説明する。図３に示すように、移載ヘッド２４は複数のノズル１３が一体的に移動する多連型ヘッドであり、共通の垂直なベース部に昇降機構および吸引機構とともに一体化したノズル１３を複数並設した構造となっている。

本実施の形態１に示す例では、３個のノズル１３をＸ方向（パーツカセット１０の並設方向）に直列に配列して成るノズル列を、Ｙ方向に３列並設した配置となっている。このようなノズル１３の配置を採用することにより、単一列に複数のノズルを直列配置する従来の多連ノズル型の移載ヘッドと比較して、移載ヘッド２４のＸ方向の長さ寸法を大幅に短縮することができる。したがって、移載ヘッド２４のＸ方向のストロークを短縮して装置スペースを縮小することができる。また、直列に配置されるノズル数が減少することから、各ノズル１３間のピッチ誤差の累積を抑制することができ、後述するように複数部品の同時ピックアップを行う際の位置ずれに起因する不具合を減少させることができる。

次に、図１、図２を参照して電子部品Ｅを供給するパーツカセット１０について説明する。電子部品実装装置２０を用いて電子部品Ｅを基板（プリント基板）に実装するときに、電子部品Ｅを収納する収納部３をテープ基体２に所定ピッチａに形設し、この収納部３から電子部品Ｅが飛び出さないように上面にカバーテープ４を配設し、かつ所定ピッチに送り穴５を形設したテープ１が巻回収納されたリール７を、パーツカセット１０の保持部１１にセットしている。

駆動手段を介し、駆動歯車１２によってリール７のテープ１を引き出して、その収納部３に収納された電子部品Ｅを、所定の取り出し位置Ｆに送り出す。この時、パーツカセット１０における所定の取り出し位置Ｆの部分には、テープ基体２の長手方向の上面を開口して、複数の電子部品Ｅを取り出し可能な開口部（開口窓）１５を設けている。すなわち開口部１５は、テープ１における複数個の収容部３を同時に露出できるように開口されており、駆動歯車１２で所定ピッチａの複数送り、図示していない手段によりパーツカセット１０のカバーテープ４を剥離することにより、図２に示すように複数の電子部品Ｅがカバーテープ４を剥離された状態になり、パーツカセット１０は複数の電子部品Ｅを吸着可能状態にすることができる。

実施の形態１における電子部品実装装置２０は上記のように構成されており、以下、この電子部品実装装置２０による電子部品Ｅの実装について説明する。まず最初に、移載ヘッド２４には実装対象の電子部品Ｅに応じた吸着ツールが装着される。この装着作業が完了したならば、実装動作が開始される。

まず、図４において移載ヘッド２４を供給部２２に移動させ、パーツカセット１０からノズル１３によって電子部品Ｅを吸着する。このとき移載ヘッド２４は、複数のノズル１３により随時プログラムに従った必要な電子部品Ｅを吸着するが、その際にパーツカセット１０は開口部１５を通して、移載ヘッド２４のある上空（上方）に向かって複数の電子部品Ｅを吸着可能にしている為、移載ヘッド２４は、パーツカセット１０のテープ１を送る動作を待たないで、順次、Ｘ・Ｙテーブル２３の水平移動により必要な電子部品Ｅの上空にノズル１３を移動させて吸着する。

このようにして複数の電子部品Ｅを保持した移載ヘッド２４は、Ｘ軸・Ｙ軸テーブル２３によって基板Ｄの上方へ移動する。この移動の経路において移載ヘッド２４はカメラ２５の上方へ移動する。これにより、移載ヘッド２４に保持された電子部品Ｅはカメラ２５によって下方から撮像され、この撮像結果を画像処理することにより各電子部品Ｅの認識が行われる。

また、この間に、電子部品Ｅが吸着されたパーツカセット１０は、駆動歯車１２によりテープ１をリール７から順次取出し位置Ｆに引き出して次の移載ヘッド２４の吸着の準備をする。通常、テープ１を収納部３の所定ピッチａに相当する長さ引き出すのには０．１〜０．３秒であり、移載ヘッド２４が吸着を完了してから全部の電子部品Ｅを装着して吸着に来るまでには２秒程度は所要するので、その間に必要数の引出しが可能であり、従来のように引出しの時間が吸着の時間に影響することがない。

そして位置が認識され位置ずれが検出された電子部品Ｅは、位置ずれを補正した上で基板Ｄ上の各実装点に搭載される。この搭載動作において各電子部品Ｅを保持したノズル１３をプログラムに基づいて順次下降させ、電子部品Ｅを各実装点に搭載する。
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２を図５に基づいて説明する。なお、図５は本発明の実施の形態２における電子部品実装装置のヘッドの斜視図と平面図である。

実施の形態１における電子部品実装方法において、移載ヘッド２４は複数のノズル１３が一体的に移動する多連型ヘッドであり、共通の垂直なベース部に昇降機構および吸引機構とともに一体化したノズル１３を複数並設した構造となっている。その際に、本実施の形態２に示す例では、３個のノズル１３をＸ方向（パーツカセット１０の並設方向）に直列に配列して成るノズル列を、Ｙ方向にリール１の収納部３の形設される所定ピッチａに対して、その所定ピッチａの倍数である距離Ａで３列並設した配置となっている。

このようなノズル１３の配置を採用することにより、パーツカセット１０の上空でＹ方向に配置されたノズル１３を同時に下降させ吸着する事により、単数で吸着を繰り返すのに比べ、動作時間は短縮される。
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３を図６に基づいて説明する。なお、図６は本発明の実施の形態３における電子部品実装装置のヘッドの斜視図と平面図である。

実施の形態１における電子部品実装方法において、移載ヘッド２４は複数のノズル１３が一体的に移動する多連型ヘッドであり、共通の垂直なベース部に昇降機構および吸引機構とともに一体化したノズル１３を複数並設した構造となっている。その際に、本実施の形態３に示す例では、３個のノズル１３をＸ方向（パーツカセット１０の並設方向）に供給部２２に並設されるパーツカセット１０の配列ピッチＢで直列に配列して成るノズル列を、Ｙ方向にリール１の収納部３の形設される所定ピッチａに対して、その所定ピッチａの倍数である距離Ａで３列並設した配置となっている。

このようなノズル１３の配置を採用することにより、最大３つの複数のパーツカセット１０の上空でノズル１３を同時に下降させ吸着する事により、単数で吸着を繰り返すのに比べ、動作時間は短縮される。

各種の部品を直列状に搬送しながら、その搬送経路から複数個の部品を取り出して被載置部に移すときなどにも適用できる。

本発明の実施の形態１を示し、パーツカセットの平面図 本発明の実施の形態１を示し、ノズルでパーツカセットから電子部品を吸着する状態を示した断面略図 本発明の実施の形態１を示し、（ａ）はヘッドの平面図、（ｂ）はヘッドの斜視図 本発明の実施の形態１を示し、電子部品の実装装置の斜視図 本発明の実施の形態２を示し、（ａ）はヘッドの平面図、（ｂ）はヘッドの斜視図 本発明の実施の形態３を示し、（ａ）はヘッドの平面図、（ｂ）はヘッドの斜視図 従来例を示し、テープリールの斜視図 従来例を示し、パーツカセットの斜視図 従来例を示し、パーツカセットから電子部品を吸着する状態を示した断面略図

符号の説明

１ テープ
２ テープ基体
３ 収納部
７ リール
１０ パーツカセット
１２ 駆動歯車
１３ ノズル
１５ 開口部
２０ 電子部品実装装置
２２ 供給部
２４ 移載ヘッド
２５ カメラ（撮像手段）
ａ 所定ピッチ
Ａ 距離
Ｂ 配列ピッチ
Ｄ 基板
Ｅ 電子部品
Ｆ 所定の取り出し位置

Claims (3)

1. 複数台並設されたパーツカセットの供給部から供給された電子部品を、移載ヘッドに設けられたノズルにより吸着し、このノズルに吸着された電子部品の位置を撮像手段にて計測し、この計測した電子部品の位置により、電子部品を相対的に補正して電子部品を基板に装着する電子部品実装方法において、前記パーツカセットに、テープ基体の長手方向の上面を開口して複数の電子部品を取り出し可能な開口部を設けたことを特徴とする電子部品実装方法。
2. テープ基体の長手方向に電子部品の収納部を所定ピッチに形設し、この所定ピッチの倍数の距離でノズルを配した移載ヘッドにより、開口部を通して電子部品を吸着することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
3. パーツカセットを所定の配列ピッチで並設し、この配列ピッチの倍数の長さでノズルを配した装着ヘッドにより、開口部を通して電子部品を吸着することを特徴とする請求項１または２記載の電子部品実装方法。

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