JP2005217058A - 電子部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品供給位置の列方向がＸ方向に対して傾斜している場合であっても、複数の電子部品吸着ノズルで複数の電子部品を同時に正確に吸着することができる、生産効率が良く、信頼性が高い電子部品搭載装置を提供する。
【解決手段】電子部品搭載装置１０は、第１のＹ軸駆動ユニット１１０が位置決めする電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする電子部品吸着ノズル１４のＹ軸位置と、の間に所定のＹ軸位置差が生じるように第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２を制御して、電子部品吸着ノズル１０４の列方向ＤｎをＸ軸方向に対して傾斜可能とされたＹ軸駆動ユニット制御手段１２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を基板上の所定の位置に搭載するために用いられる電子部品搭載装置に関する。

従来、電子部品を基板上の所定の位置に搭載するために、電子部品搭載装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。図３に従来の電子部品搭載装置の概要を示す。

電子部品搭載装置１００は、Ｘ軸方向に沿って列をなすように配置された複数の電子部品供給装置１０２と、Ｘ軸方向に列をなすように配置された複数の電子部品吸着ノズル１０４を有してなるヘッドユニット１０６と、該ヘッドユニット１０６をＸ軸方向に駆動して電子部品吸着ノズル１０４のＸ軸位置を位置決めするためのＸ軸駆動ユニット１０８と、該Ｘ軸駆動ユニット１０８をＸ軸方向に離間した部位においてＹ軸方向に駆動して電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置を位置決めするための一対の第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２と、を備えている。

電子部品供給装置１０２としては、例えば、電子部品が封止されたエンボステープを巻きだして所定の電子部品供給位置に順次送り出すテープフィーダと称される装置が用いられ、電子部品供給位置１０２Ａが一列に並ぶようにフィーダバンク１１４に取付けられて使用される。フィーダバンク１１４を交換することで、複数の電子部品供給装置１０２について電子部品を同時に補給することができるようになっている。フィーダバンク１１４は電子部品搭載装置１００の本体に着脱自在とされており、本体に装着された状態で複数の電子部品供給位置１０２ＡがＸ軸方向と平行に一列に並ぶように構成されている。

電子部品吸着ノズル１０４は、Ｚ軸方向に上下動自在、且つ、θ軸廻りに回転自在にヘッドユニット１０６に取付けられている。

Ｘ軸駆動ユニット１０８は、ヘッドユニット１０６をＸ軸方向に案内するＸ軸ガイド１１６と、リニアモータ等の駆動手段（図示省略）を有しており、ヘッドユニット１０６と共に複数の電子部品吸着ノズルをＸ軸方向に駆動し、所望のＸ軸位置に位置決めするように構成されている。尚、回転モータと、ボールねじ、タイミングベルト等と、を組合わせた駆動手段を備えたＸ軸駆動ユニットもある。

第１のＹ軸駆動ユニット１１０は、第１のＹ軸ガイド１１８と、モータ等の駆動手段（図示省略）を有して構成され、第２のＹ軸駆動ユニット１１２も第２のＹ軸ガイド１２０と、モータ等の駆動手段（図示省略）を有して構成され、これら第１のＹ軸ガイド１１８と、第２のＹ軸ガイド１２０がＸ軸方向に離間してＹ軸方向に平行に配置されている。尚、回転モータと、ボールねじ、タイミングベルト等と、を組合わせた駆動手段を備えたＹ軸駆動ユニットもある。

第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２はＸ駆動ユニット１０８と共に複数の電子部品吸着ノズル１０４をＹ軸方向に駆動し、所望のＹ軸位置に位置決めするように構成されている。

電子部品供給装置１００は、これら一対の第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする複数の電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置を一致させることにより、電子部品吸着ノズル１０４の列方向ＤｎがＸ方向と平行になるように構成され、これによりＸ軸方向に一列に並んだ複数の電子部品供給位置１０２Ａから複数の電子部品吸着ノズル１０４が複数の電子部品を同時に真空吸着できるように構成されている。

又、一対の第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２は、両者が位置決めする複数の電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置を一致させることにより、Ｘ軸駆動ユニット１０８をＸ軸方向と平行に保持してＹ軸方向に滑らかに駆動するように構成されている。

特開平６−１３１０２２号公報

しかしながら、フィーダバンク１１４を電子部品搭載装置１００の本体に装着する際に、僅かな装着誤差が生じることがあり、これにより電子部品の吸着ミスが生じたり、電子部品を基板上の正規の位置に正確に搭載できないことがあった。

これに対し、フィーダバンク１１４の装着姿勢を撮像して装着誤差を算出し、Ｘ軸位置及びＹ軸位置を補正して電子部品を吸着していたが、図４に示されるように電子部品供給装置１０２の列方向ＤｓがＸ方向に対して傾斜している場合には、複数の電子部品吸着ノズル１０４の位置と、複数の電子部品供給位置１０２Ａと、を同時に正確に一致させることができなかった。

尚、複数の電子部品吸着ノズル１０４のうち、いずれか一の電子部品供給ノズルだけを電子部品供給位置１０２Ａに一致させて電子部品の吸着を行うことで、電子部品を正確に吸着し、基板上に正確に搭載することができるが、他の電子部品供給ノズル１０４を使用できない分だけ生産性が低下することとなる。

又、複数の電子部品吸着ノズル１０４のうち、列の中央近傍の電子部品供給ノズル１０４を対応する電子部品供給位置１０２Ａに一致させることで、全体として電子部品供給ノズル１０４と、電子部品供給位置１０２Ａと、の誤差を最小限に抑制できるが、電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓの傾斜角が大きい場合には、列の端部側の電子部品供給ノズル１０４の位置と、対応する電子部品供給位置１０２Ａと、の誤差が許容できないレベルまで大きくなってしまう恐れがある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、電子部品供給位置の列方向がＸ方向に対して傾斜している場合であっても、複数の電子部品吸着ノズルで複数の電子部品を同時に正確に吸着することができる、生産効率が良く、信頼性が高い電子部品搭載装置を提供することをその課題とする。

本発明は、Ｘ軸駆動ユニットをＸ軸方向と平行に保持してＹ軸方向に滑らかに駆動することが従来の常識であったのに対し、Ｘ軸方向に対する電子部品供給装置の列方向の傾斜角は、この傾斜角と同程度に電子部品吸着ノズルの列方向を傾斜させるように一対のＹ軸駆動ユニットのＹ軸位置に差をつけても、Ｘ軸駆動ユニットをＹ軸方向に滑らかに駆動することができる程度であることを見出し、電子部品吸着ノズルの列方向をＸ軸方向に対して傾斜させて電子部品供給装置の列方向と平行にすることで、上記課題を解決したものである。

即ち、本発明は、Ｘ軸方向に沿って列をなすように配置された複数の電子部品供給装置と、前記Ｘ軸方向に列をなすように配置された複数の電子部品吸着ノズルを有してなるヘッドユニットと、該ヘッドユニットを前記Ｘ軸方向に駆動して前記電子部品吸着ノズルのＸ軸位置を位置決めするためのＸ軸駆動ユニットと、該Ｘ軸駆動ユニットを前記Ｘ軸方向に離間した部位においてＹ軸方向に駆動して前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置を位置決めするための一対のＹ軸駆動ユニットと、を備える電子部品搭載装置において、前記一対のＹ軸駆動ユニットの一方が位置決めする前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置と、他方が位置決めする前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置と、の間に所定のＹ軸位置差が生じるように該一対のＹ軸駆動ユニットを制御して、前記電子部品吸着ノズルの列方向を前記Ｘ軸方向に対して傾斜可能とされたＹ軸駆動ユニット制御手段を備えたことにより上記課題を解決したものである。

尚、前記電子部品供給装置の列方向の前記Ｘ方向に対する傾斜角を検出するための傾斜角検出手段を備え、前記Ｙ軸駆動ユニット制御手段は、前記傾斜角検出手段で検出される前記電子部品供給装置の列方向と、前記電子部品吸着ノズルの列方向と、が平行になるだけのＹ軸位置差が生じるように前記一対のＹ軸駆動ユニットを制御するように構成するとよい。

又、前記一対のＹ軸駆動ユニットが位置決めする前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置を個別に検出するための一対のＹ軸リニアスケールを備え、前記Ｙ軸位置差を常時検出可能とするとよい。

本発明は、複数の電子部品供給位置の列方向がＸ軸方向に対して傾斜している場合であっても、複数の電子部品吸着ノズルの列方向をＸ軸方向に対して傾斜させて電子部品供給位置の列方向と平行にすることができるので、複数の電子部品吸着ノズルで複数の電子部品を同時に正確に吸着することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る電子部品搭載装置１０は、第１のＹ軸駆動ユニット１１０が位置決めする電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする電子部品吸着ノズル１４のＹ軸位置と、の間に所定のＹ軸位置差が生じるように第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２を制御して、電子部品吸着ノズル１０４の列方向ＤｎをＸ軸方向に対して傾斜可能とされたＹ軸駆動ユニット制御手段１２を備えることを特徴としている。

他の構成については、前記従来の電子部品搭載装置１００と同様であるので図３及び図４と同一符号を付することとして説明を適宜省略する。

Ｙ軸駆動ユニット制御手段１２は、具体的には、コンピュータ１６に備えられたコンピュータプログラムである。尚、電子部品搭載装置１０は、電子部品供給装置１０２の列方向ＤｓのＸ方向に対する傾斜角を検出するための傾斜角検出手段１４を備えており、Ｙ軸駆動ユニット制御手段１２は、傾斜角検出手段１４で検出される電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓと、電子部品吸着ノズル１０４の列方向Ｄｎと、が平行になるだけのＹ軸位置差が生じるように第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２を制御するように構成されている。

傾斜角検出手段１４は、フィーダバンク１１４に設けられた２つの基準マーク１８Ａ及び１８Ｂを撮像するためにヘッドユニット１０６に取付けられたカメラ２０と、カメラ２０が撮像した２つの基準マーク１８Ａ及び１８Ｂの画像データに基づいてＸ軸方向に対する電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓの傾斜角を算出する傾斜角算出手段２２と、を有して構成されている。尚、傾斜角算出手段２０は、具体的には、コンピュータ１６に備えられたコンピュータプログラムである。

又、第１のＹ軸ガイド１１８には第１のＹ軸駆動ユニット１１０が位置決めする電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置を検出するための第１のＹ軸リニアスケール２４が備えられ、第２のＹ軸ガイド１２０には第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置を検出するための第２のＹ軸リニアスケール２６が備えられ、Ｙ軸位置差を常時検出可能とされている。

コンピュータ１６は、電子部品供給装置１０２、ヘッドユニット１０６、Ｘ軸駆動ユニット１０８、第１のＹ軸駆動ユニット１１０、第２のＹ軸駆動ユニット１１２、カメラ１８、第１のＹ軸リニアスケール２４、第２のＹ軸リニアスケール２６等に結線され、電子部品供給位置１０２Ａの電子部品を電子部品吸着ノズル１０４で真空吸着して基板（図示省略）上の所定の位置に搭載させる制御等を行うように構成されている。

次に、電子部品搭載装置１０の作用について説明する。

まず、第１のＹ軸駆動ユニット１１０が位置決めする電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする電子部品吸着ノズル１４のＹ軸位置と、が等しくなるように第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２を制御し、電子部品吸着ノズル１０４の列方向ＤｎをＸ軸方向に平行にしておく。

この状態で電子部品を真空吸着するためにＸ軸駆動ユニット１０８、第１のＹ軸駆動ユニット１１０、第２のＹ軸駆動ユニット１１２でヘッドユニット１０６を駆動し、ヘッドユニット１０６が電子部品供給装置１０２に接近すると、カメラ１８がフィーダバンク１１４の基準マーク１８Ａ、１８Ｂを撮像し、傾斜角算出手段２２は、Ｘ軸方向に対する電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓの傾斜角を算出する。

尚、第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする複数の電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置が一致しているので、Ｘ軸駆動ユニット１０８はＸ軸方向と平行に保持され、Ｙ軸方向に滑らかに移動することができる。

Ｘ軸方向に対する電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓの傾斜角が無視しうる程度に小さい場合、第１のＹ軸駆動ユニット１１０が位置決めする電子部品吸着ノズル１０４のＹ軸位置と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２が位置決めする電子部品吸着ノズル１４のＹ軸位置と、を等しく保持しつつ、複数の電子部品供給位置１０２Ａと、複数の電子部品吸着ノズル１０４の位置と、を一致させて複数の電子部品を同時に真空吸着する。

一方、Ｘ軸方向に対する電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓの傾斜角が無視できないレベルである場合、Ｙ軸駆動ユニット制御手段１２が、電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓと、電子部品吸着ノズル１０４の列方向Ｄｎと、が平行になるだけのＹ軸位置差が生じるように第１のＹ軸駆動ユニット１１０及び第２のＹ軸駆動ユニット１１２を制御する。

ここで、第１のＹ軸リニアスケール２４及び第２のＹ軸リニアスケール２６によりＹ軸位置差が常時検出されており、フィードバック制御により、電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓと、電子部品吸着ノズル１０４の列方向Ｄｎと、を高精度で平行にすることができる。

尚、Ｘ軸方向に対する電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓの傾斜角は微小であるので、この傾斜角と同程度に電子部品吸着ノズル１０４の列方向Ｄｎを傾斜させても、Ｘ軸駆動ユニット１０８をＹ軸方向に滑らかに駆動することが可能である。

これにより、図２に拡大して示されるように複数の電子部品供給位置１０２Ａと、複数の電子部品吸着ノズル１０４の位置と、を一致させることができ、複数の電子部品を同時に正確に真空吸着することができる。

このように、電子部品搭載装置１０は、電子部品供給位置１０２Ａの列方向ＤｓがＸ方向に対して傾斜している場合であっても、複数の電子部品吸着ノズル１０４で複数の電子部品を同時に正確に吸着し、基板上に正確に搭載することができ、生産効率が良く、信頼性が高い。

尚、本実施形態において、第１のＹ軸リニアスケール２４及び第２のＹ軸リニアスケール２６によりＹ軸位置差を常時検出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１のＹ軸駆動ユニット１１０のＹ軸原点位置と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２のＹ軸原点位置と、を検知するための一対のＹ軸原点位置センサを設け、第１のＹ軸駆動ユニット１１０で位置決めされるＹ軸位置と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２で位置決めされるＹ軸位置と、が共にＹ軸原点位置になるように、一旦初期化してから、ロータリエンコーダ等で第１のＹ軸駆動ユニット１１０によるＹ軸原点位置からの変位量と、第２のＹ軸駆動ユニット１１２によるＹ軸原点位置からの変位量と、を検出し、Ｙ軸位置差を算出してもよい。

又、本実施形態において、電子部品供給装置１０２の列方向ＤｓのＸ方向に対する傾斜角を検出するための傾斜角検出手段１４を備えているが、更に、電子部品吸着ノズル１０４のＸ方向に対する傾斜角を検出するための傾斜角検出手段を備えてもよい。このようにすることで、電子部品供給装置１０２の列方向Ｄｓと、電子部品吸着ノズル１０４の列方向Ｄｎと、一層正確に一致させることができる。

本発明は、電子部品を基板上の所定の位置に搭載するために利用することができる。

本発明の実施形態にかかる電子部品搭載装置の概略構造を模式的に示す、一部ブロック図を含む平面図 同電子部品搭載装置による電子部品の真空吸着時におけるヘッドユニット周辺を拡大して示す平面図 従来の電子部品搭載装置の概略構造を模式的に示す平面図 同電子部品搭載装置による電子部品の真空吸着時におけるヘッドユニット周辺を拡大して示す平面図

符号の説明

１０、１００…電子部品搭載装置
１２…Ｙ軸駆動ユニット制御手段
１４…傾斜角検出手段
１６…コンピュータ
１８Ａ、１８Ｂ…基準マーク
２０…カメラ
２２…傾斜角算出手段
２４…第１のＹ軸リニアスケール
２６…第２のＹ軸リニアスケール
１０２…電子部品供給装置
１０２Ａ…電子部品供給位置
１０４…電子部品吸着ノズル
１０６…ヘッドユニット
１０８…Ｘ軸駆動ユニット
１１０…第１のＹ軸駆動ユニット
１１２…第２のＹ軸駆動ユニット
１１４…フィーダバンク
１１６…Ｘ軸ガイド
１１８…第１のＹ軸ガイド
１２０…第２のＹ軸ガイド
Ｄｎ…電子部品吸着ノズルの列方向
Ｄｓ…電子供給位置の列方向

Claims (3)

1. Ｘ軸方向に沿って列をなすように配置された複数の電子部品供給装置と、前記Ｘ軸方向に列をなすように配置された複数の電子部品吸着ノズルを有してなるヘッドユニットと、該ヘッドユニットを前記Ｘ軸方向に駆動して前記電子部品吸着ノズルのＸ軸位置を位置決めするためのＸ軸駆動ユニットと、該Ｘ軸駆動ユニットを前記Ｘ軸方向に離間した部位においてＹ軸方向に駆動して前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置を位置決めするための一対のＹ軸駆動ユニットと、を備える電子部品搭載装置において、
   前記一対のＹ軸駆動ユニットの一方が位置決めする前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置と、他方が位置決めする前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置と、の間に所定のＹ軸位置差が生じるように該一対のＹ軸駆動ユニットを制御して、前記電子部品吸着ノズルの列方向を前記Ｘ軸方向に対して傾斜可能とされたＹ軸駆動ユニット制御手段が備えられたことを特徴とする電子部品搭載装置。
2. 請求項１において
   前記電子部品供給装置の列方向の前記Ｘ方向に対する傾斜角を検出するための傾斜角検出手段が備えられ、前記Ｙ軸駆動ユニット制御手段は、前記傾斜角検出手段で検出される前記電子部品供給装置の列方向と、前記電子部品吸着ノズルの列方向と、が平行になるだけのＹ軸位置差が生じるように前記一対のＹ軸駆動ユニットを制御するように構成されたことを特徴とする電子部品搭載装置。
3. 請求項１又は２において
   前記一対のＹ軸駆動ユニットが位置決めする前記電子部品吸着ノズルのＹ軸位置を個別に検出するための一対のＹ軸リニアスケールが備えられ、前記Ｙ軸位置差を常時検出可能とされたことを特徴とする電子部品搭載装置。

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