JP2006060264A - 電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ノズルから吸引されるゴミなどの異物を除去するためのフィルタの保守点検時期を推定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】移載ヘッド９Ａの装着部に着脱自在に装着された吸着ノズル１１によって電子部品を真空吸着してピックアップし基板へ搭載する電子部品実装方法において、吸着ノズル１１の装着部から真空吸引源１４に至る管路９ｂに真空センサ１６を接続して管路９ｂの真空度を監視し、所定の目詰まり状態に対応した真空度に到達した時点で、管路９ｂ中に挿入された異物除去用のフィルタ１７が保守点検時期である旨を報知するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装方法に関するものである。

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、供給部に収納された電子部品を移載ヘッドによってピックアップし、基板上へ移送して所定の実装点に搭載する。電子部品のピックアップの方法としては、吸着ノズルによって真空吸着する方法が広く用いられている。そしてこの吸着ノズルは、一般に吸着対象の電子部品に応じて種類や大きさが異なっており、吸着対象に応じて交換して装着されるため、スプリングなどの弾性力によって吸着ノズルを保持させる着脱容易な装着方式が採用されている。

しかしながら、弾性力によって保持された吸着ノズルは完全に移載ヘッドに固着されていないため、弾性力による保持力よりも大きい外力が作用した場合に脱落する場合がある。例えば、トレイ内に収納された電子部品を吸着してピックアップする場合に、誤って電子部品が存在しない位置に吸着ノズルが下降して真空吸引すると、吸着ノズルはトレイそのものを吸着する。そしてトレイを吸着した状態で移載ヘッドが上昇すると、トレイの重量が保持力よりも大きい場合にはにより吸着ノズルが移載ヘッドから脱落する不具合が発生する。このような場合においても、従来はこの不具合を検出することができず、脱落状態のまま次動作に移行して他の動作異常を誘発してしまうという問題点があった。

また、吸着ノズルから真空吸引源に至る回路には、吸着ノズルから吸引されるゴミなどの異物を除去するためのフィルタが挿入されている。このフィルタは目詰まり状態にならない前に交換するなどの保守を行う必要があるが、従来は目詰まり状態を検出する適切な方法がなく、保守点検時期を推定することが困難であった。

そこで本発明は、吸着ノズルから吸引されるゴミなどの異物を除去するためのフィルタの保守点検時期を推定できる電子部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の電子部品実装方法は、電子部品の供給部から移載ヘッドの装着部に装着された吸着ノズルによって電子部品を真空吸着してピックアップし基板へ搭載する電子部品実装方法であって、前記装着部から真空吸引源に至る管路中に異物除去用のフィルタが挿入されており、このフィルタと真空吸引源の間に設けられた真空度計測手段により管路内の真空度を監視し、目詰り状態に対応した真空度に到達したらフィルタの保守点検時期であることを報知するようにした。

本発明によれば、使用時間の経過とともにフィルタは徐々に目詰まりを生じるので、吸着ノズルの装着孔から真空吸引源に至る管路に設けられた真空度計測手段により管路内の真空度を監視することによりフィルタの目詰まりを推定し、その保守点検時期を報知することができる。

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斜視図、図２は同電子部品実装装置の移載ヘッドの断面図、図３は同電
子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図４は同電子部品実装装置の真空度計測データを示すグラフである。

まず図１を参照して電子部品実装装置について説明する。図１において、基台１の中央部には、Ｘ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は、基板３を搬送し位置決めする位置決め部となっている。搬送路２の両側には、電子部品の供給部４が配置されており、供給部４はテーピングされた電子部品を供給するテープフィーダ５およびトレイ７に収納された電子部品Ｐを供給するトレイフィーダ６を有している。

Ｘ軸テーブル８には電子部品の移載ヘッド９が装着されている。移載ヘッド９は多連タイプであり複数の吸着ノズル１１を備えている。Ｘ軸テーブル８は、１対の平行に配設されたＹ軸テーブル１０に架設されている。Ｘ軸テーブル８およびＹ軸テーブル１０を駆動することにより、移載ヘッド９は水平移動し、下端部に装着された吸着ノズル１１によりテープフィーダ５のピックアップ位置５ａおよびトレイフィーダの所定のトレイ７から電子部品Ｐをピックアップし、搬送路２上の基板３に移載する。

搬送路２と供給部４の間の移載ヘッド９の移動経路上には、ラインカメラ１５が配設されている。電子部品を保持した移載ヘッドをラインカメラ１５の上方を水平移動させながら、ラインカメラ１５で電子部品を撮像することにより電子部品を認識する。

次に図２を参照して移載ヘッド９について説明する。図２は移載ヘッド９を構成する単体の移載ヘッド９Ａを示しており、移載ヘッド９Ａは電子部品を吸着する吸着ノズル１１を備えている。吸着ノズル１１は、移載ヘッド９Ａの下面に設けられた装着部にスプリングなどの弾性体の保持力を利用した保持機構によって脱着自在に装着されている。吸着ノズル１１が移載ヘッド９に装着された状態では、吸着ノズル１１の吸引孔１１ａと移載ヘッド９Ａ内に設けられた吸引孔９ａとが連通状態となる。

移載ヘッド９Ａの側面には、吸引孔９ａに連通する管路９ｂが設けられており、管路９ｂは更に切り換えバルブ１２に接続されている。切り換えバルブ１２は、エア源１３および真空吸引源１４に接続されており、エア源１３側に切り換えバルブ１２を切り換えた状態でエア源１３を駆動することにより、吸着ノズル１１からはエアが吐出される。また、真空吸引源１４側に切り換えバルブ１２を切り換えた状態で真空吸引することにより、吸着ノズル１１の吸着孔１１ｂから真空吸引し、吸着孔１１ｂに電子部品を吸着することができる。

管路９ｂの中間、すなわち吸着ノズル１１の装着部から真空吸引源１４に至る回路には、多孔質物質より成るフィルタ１７が挿入されている。フィルタ１７は管路９ｂ内を流れるエアに含まれるごみなどの微小異物を捕捉する役割を有する。また、フィルタ１７からさらに真空吸引源１４側の管路９ｂには真空センサ１６（真空度計測手段）が接続されている。真空センサ１６は、管路９ｂ内の真空度を計測する。計測された真空度のデータは真空度検出部（図３）へ伝達される。真空吸引源１４における真空吸引条件を同一条件にして真空吸引を行った場合でも、吸着ノズル１１や管路９ａ，９ｂなど真空吸引回路の状態によって検出される真空度の数値は異なったものとなる。

次に図３を参照して、電子部品実装装置の制御系について説明する。図３において、制御部２０はＣＰＵであり、電子部品実装装置全体の動作を制御する。プログラム記憶部２１は実装動作のシーケンスプログラムなど、各種動作に必要なプログラムを記憶する。データ記憶部２２は実装データや、後述する真空度計測値に基づく判定の基準データなどの各種のデータを記憶する。なお、真空センサ１６としてデータ記憶機能を備えたものを使用し、真空センサ１６自体に判定の基準データを記憶させるようにしてもよい。

機構制御部２４はＸＹテーブル機構や移載ヘッド９を駆動する各モータの駆動制御を行う。認識処理部２５は、ラインカメラ１５によって取得された電子部品の画像データを画像処理することにより、移載ヘッド９に保持された状態の電子部品の識別や位置認識を行う。操作・入力部２６は操作盤に設けられた操作ボタンやキーボードである。真空度検出部２７は、真空センサ１６からの信号を受けて真空度を検出する。検出された真空度のデータは判定部２８に送られ、判定部２８は真空度のデータに基づいて移載ヘッド９Ａへの吸着ヘッド１１の装着有無やフィルタ保守点検時期の判定を行う。報知部２９は判定部２８の判定結果を報知する。

次に、図４を参照して真空度計測値に基づく判定に用いられる基準データについて説明する。図４（ａ）は、移載ヘッド９Ａの装着部に吸着ノズル１１が装着された状態と、未装着の状態での真空度を比較したものである。未装着状態では、真空吸引回路は移載ヘッド９Ａ内の吸引孔９ａがそのまま外部と連通状態となり、すなわち大きな開口で外部と連通することから多量のエアが吸引され、従って真空センサ１６によって検出される真空度は低いレベルａ１となる。

これに対し、吸着ノズル１１が移載ヘッド９Ａの装着部に装着された状態では、真空吸引回路は吸着ノズル１１の吸着孔１１ｂのみを介して外部と連通状態にあるため吸引される空気の量は少なく、従って真空センサ１６による真空度のレベルは前述のレベルａ１よりも高いレベルａ２となる。更に、吸着ノズル１１が電子部品を吸着している場合には、吸着孔１１ｂがほぼふさがれた状態となるため、更に高い真空度のレベルａ３を示す。このように、真空吸引回路の状態によって、真空センサ１６によって検出される真空度のレベルは大きく変化する。

逆に言えば、真空吸引回路内の真空度を検出することにより、真空吸引回路が外部とどのような状態で連通しているかを推定することができる。すなわち、真空センサ１６で検出された真空度を判定部２８によって常に監視し、上述の真空度レベルａ１，ａ２，ａ３と比較することにより、移載ヘッド９Ａに吸着ノズル１１が装着された状態であるか、または何らかの異常が発生して吸着ノズル１１が脱落した状態であるかを判定することができる。これらの真空度レベルａ１，ａ２，ａ３はデータ記憶部２２に記憶されており、判定部２８によって前述の判定を行う際には、これらのデータに基づいて行われる。

図４（ｂ）は、フィルタ１５の経時変化による真空吸引回路内の真空度の変化を示すものである。すなわち、使用時間の経過とともにフィルタ１５は徐々に目詰まりを生じ、その結果フィルタ１５よりも真空吸引源１４側の管路９ｂ内の真空度が徐々に上昇する傾向を示す。従って、上述と同様に真空センサ１６の検出結果によってフィルタ１５の目詰まり状態を推定することができる。

すなわち、真空センサ１６の検出値が初期状態での真空度レベルｂ０から上昇し所定の真空度ｂＬに到達したならば、フィルタ１５の保守点検時期であるという報知を行う。これにより、目視などの通常の方法では判別しにくいフィルタ１５の目詰まり状態を精度良く検出することができる。これらのデータも同様にデータ記憶部２３に記憶され、判定部２８はこれらのデータに基づいて保守点検時期であるか否かの判定を行う。

この電子部品の実装装置は上記のように構成されており、以下動作について説明する。実装動作が開始されると、移載ヘッドは供給部４から電子部品をピックアップし、ラインカメラ１５上を移動して部品認識を行った後に、基板上へ移動して保持した電子部品を実装する。

この実装動作において、トレイ７から電子部品Ｐをピックアップする場合には、何らかの理由によりトレイ７上の電子部品が存在しない位置に吸着ノズル１１が下降し、トレイ７自体を直接吸着する場合がある。この場合電子部品を吸着したのかあるいはトレイ７を吸着したのかを判別する手段は存在しないため、移載ヘッド９Ａが上昇する際にトレイ７を吸着した状態で上昇する場合がある。このとき、トレイ７の重量が移載ヘッド９Ａが吸着ノズル１１を保持する保持力よりも大きい場合には、吸着ノズル１１が移載ヘッド９Ａから脱落する異常が発生する場合がある。

このような場合でも、前述のように真空センサ１６によって真空吸引回路内の真空度を常に検出し判定部２８によって監視することにより、吸着ノズル１１が脱落して未装着の状態であることが速やかに検出される。これにより、その旨が報知されるとともに実装装置の動作が停止する。したがって、吸着ノズル１１が脱落して未装着の異常状態のまま動作を続行することによる新たな異常誘発がなく、装置破損などの事故を防止することができる。

また、実装動作を長時間継続する間には、吸着ノズル１１から吸引された異物によって管路内に挿入されたフィルタ１７が目詰まり状態になる。このとき、同様に管路内の真空度を監視していることにより、所定の目詰まり状態に対応した真空度に到達した時点でフィルタ１７の保守点検時期である旨の報知が自動的に行われる。これにより、フィルタ目詰まりによる吸着不良の発生を招くことがなく、常に正常な真空吸着を行うことができる。

本発明によれば、使用時間の経過とともにフィルタは徐々に目詰まりを生じるので、吸着ノズルの装着孔から真空吸引源に至る管路に設けられた真空度計測手段により管路内の真空度を監視することによりフィルタの目詰まりを推定し、その保守点検時期を報知することができるので、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置に有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図 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断面図 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 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の真空度計測データを示すグラフ

符号の説明

３ 基板
４ 供給部
７ トレイ
９ 移載ヘッド
１１ 吸着ノズル
１４ 真空吸引源
１６ 真空センサ
１７ フィルタ

Claims (1)

1. 電子部品の供給部から移載ヘッドの装着部に装着された吸着ノズルによって電子部品を真空吸着してピックアップし基板へ搭載する電子部品実装方法であって、前記装着部から真空吸引源に至る管路中に異物除去用のフィルタが挿入されており、このフィルタと真空吸引源の間に設けられた真空度計測手段により管路内の真空度を監視し、目詰り状態に対応した真空度に到達したらフィルタの保守点検時期であることを報知することを特徴とする電子部品実装方法。
   

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