JP2006261499A - 電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移載ヘッドのノズルがパーツフィーダからピックアップして保持するチップの良否を判定し、良品の場合は基板に移載し、不良品の場合は排出手段に廃棄するようにした電子部品実装方法において、移載ヘッドの無駄な廃棄動作をなくし、作業能率よく電子部品実装を行うことが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】パーツフィーダのチップを移載ヘッドのノズルによりピックアップするステップと、ピックアップしてノズルに保持されたチップの良否を良否判定手段により判定し、ＯＫの場合には基板に移載し、ＮＧの場合には排出手段に廃棄するステップと、良否判定ステップでＮＧと判定されたノズルについてチップ有無判定手段によりチップの有無を判定し、チップ無しと判定された場合には不要で無駄な動作である廃棄動作の実行を中止し、移載ヘッドはパーツフィーダへ戻ってチップのピックアップ以降のステップをやり直す。
【選択図】図７

Description

本発明は、移載ヘッドのノズルにパーツフィーダからピックアップして保持された電子部品の良否および有無を判定しながら作業能率よく基板への電子部品の実装を行える電子部品実装方法に関するものである。

電子部品（以下、「チップ」ともいう）の実装装置として、不良品のチップを排出する排出手段を備えたものが知られている（例えば特許文献１）。このものは、移載ヘッドのノズルがパーツフィーダからピックアップしてその下端部に保持するチップの良否（例えばリードの曲がりや浮きの有無）をカメラにより認識して判定し、良品の場合は基板に移載し、不良品の場合はベルトコンベア（排出手段）に移載して廃棄・排出するようにしたものである。
特開平６−３１８７９５号公報

上記従来のものは、ノズルがパーツフィーダのチップのピックアップに失敗し、ノズルの下端部にチップが保持されていない「チップ無し」の場合にも不良品のチップをピックアップしているものと判定され、それ故、移載ヘッドは廃棄動作（排出手段であるベルトコンベアの上方へ移動してチップをベルトコンベア上へ廃棄する動作）を行っていた。すなわち、ノズルはチップを保持していないにもかかわらず、不良品のチップを保持しているものとしてチップの廃棄動作を行っていたものである。この廃棄動作は本来まったく不要な無駄動作であり、この無駄動作のために基板に対するチップの実装作業能率が低下していたという問題点があった。またコンベアにチップが移載されていなくても、廃棄動作によりチップが移載されたものとしてコンベアを移動させるため、コンベアの収容効率も低下するという問題点があった。

したがって本発明は、上記無駄な廃棄動作をなくし、作業能率よく電子部品実装を行うことが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記載の発明は、パーツフィーダと、移動テーブルにより水平方向へ移動する移載ヘッドと、基板の位置決め部と、移載ヘッドのノズルに保持された電子部品の良否を判定する良否判定手段と、ノズルに電子部品が保持されているか否かを判定する電子部品有無判定手段と、良否判定手段により不良品と判定された電子部品が移載されて排出される排出手段とを備えた電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、パーツフィーダの電子部品を移載ヘッドのノズルによりピックアップするステップと、ピックアップされてノズルの下端部に保持された電子部品の認識を行うステップと、この電子部品の認識結果に基づいて電子部品の良否を良否判定手段により判定するステップと、ＯＫの場合には移載ヘッドを位置決め部に位置決めされた基板の上方へ移動させて電子部品を基板の所定の座標位置に搭載するステップと、ＮＧの場合には電子部品有無判定手段によりノズルの下端部に電子部品が保持されているか否かの電子部品の有無を判定するステップとを含み、前記電子部品の有無を判定するステップで電子部品有りと判定された場合には移載ヘッドを排出手段の上方へ移動させて排出手段に対して電子部品の廃棄動作を行い、また電子部品無しと判定された場合には移載ヘッドは電子部品の廃棄動作の実行を中止してパーツフィーダへ戻って電子部品のピックアップ以降の前記ステップを再度実行する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、移載ヘッドを排出手段の上方へ移動させて排出手段に対して電子部品の廃棄動作を行った後、電子部品有無判定手段によりノズルが不良品の電子部品を保持しているか否かの判定を行い、保持している場合は報知部により移載ヘッドが排出手段への電子部品の廃棄に失敗した旨の異常報知をするようにした。

本発明は、良否判定手段によりチップが不良品と判定された場合、移載ヘッドは直ちに廃棄動作を実行せず、その実行に先立ってノズルが不良品のチップを保持しているか否かの判定をチップ有無判定手段により行うようにしている。そしてチップ有りの場合（すなわちノズルが不良品のチップを保持している場合）には移載ヘッドは廃棄動作を実行するが、チップ有無判定手段によりチップ無しと判定された場合には移載ヘッドは廃棄動作の実行を中止し、パーツフィーダへ戻ってチップのピックアップ動作からやり直す（再度実行する）ようにしているので、チップ無しの場合の移載ヘッドの無駄な廃棄動作をなくし、作業能率よく基板への電子部品実装を行うことができる。また排出手段であるベルトコンベア上に無駄なく定量の部品を移載でき、コンベアの収容効率が良くなる。

図１は本発明の一実施の形態における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における電子部品実装装置の正面図、図３は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図、図４は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のヘッド部の正面図、図５は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図、図６は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の不良品の電子部品の廃棄動作の説明図、図７は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作のフローチャートである。

まず、電子部品実装装置の全体構成を説明する。図１において、基台１の中央には２本のガイドレール２が配設されており、基板３はガイドレール２に沿ってＸ方向へ搬送される。ガイドレール２は基板３を挟持して所定位置に位置決めする基板３の位置決め部を兼務している。

基台１の側部には電子部品供給部４が左右２個配設されている。電子部品供給部４にはテープフィーダなどのパーツフィーダ５が並設されている。ガイドレール２と電子部品供給部４の間には認識ユニット６が左右２個配設されている。認識ユニット６は、チップ認識カメラ（以下、「カメラ」とも略記する）７と光源８を備えており（図３も参照）、下方からノズル（後述）に真空吸着して保持されたチップに光源８から光を照射し、カメラ７でチップを撮像する。移載ヘッド１０は左右２個設けられており、移動テーブルにより互いに独立してＸ方向やＹ方向へ水平移動する。図２において、１３は移動テーブルを構成するＹ方向の送りねじである。移動テーブルは公知であり、その詳細な説明は省略する。

図２、図３において、移載ヘッド１０は多連式のノズル１１と基板認識用のカメラ１２を備えている。図４において、多連式のノズル１１は、真空センサ１４、制御部３１に接続されている。真空センサ１４で検知された真空圧の大きさに基づいて、ノズル１１の下端部にチップが真空吸着して保持されているか否かを制御部３１が判定する。すなわち真空センサ１４と制御部３１は、チップ有無判定手段となっている。チップ有無判定手段としては、真空センサ１４以外にも、エアの流通量を検知するノズル１１の下端部にチップを真空吸着するためのエア路の流量センサでもよく、あるいはカメラなどの光学手段などによりチップの有無を判定するもの等でもよい。

図１において、基台１の両側部には容器などから成る廃棄部１５が設けられている。左右２個の移載ヘッド１０は、パーツフィーダ５のチップをピックアップすると、それぞれの側の認識ユニット６の上方へ移動し、ノズル１１の下端部に真空吸着して保持されたチップを認識する。この認識の結果、制御部３１により不良品のチップ（本実施の形態では、修理不能と判定された高価なチップや、例えばチップコンデンサや抵抗チップなどの低価値のチップ（これは、部品ライブラリ（不図示）によっても知ることができる））の場合には、移載ヘッド１０は廃棄部１５の上方へ移動し、そのチップを廃棄部１５へ落下させるなどして廃棄する。認識ユニット６と制御部３１は、チップの良否を判定する良否判定手段となっている。

図１において、ガイドレール２をはさんで電子部品供給部４の反対側の基台１上には左右２個の排出手段２０が配設されている。図３において、排出手段２０は、側方（Ｙ方向）へ向って下り勾配の不良品チップの排出手段としてのコンベア２１と、コンベア２１の駆動手段としてのシリンダ２２等から成っている。またコンベア２１の下流端上部には、満杯検出手段としての光学センサ２３が設けられている。

次に、図５を参照して制御系を説明する。バス３０には上記制御部３１、チップ廃棄カウント部３２、ヘッド駆動部３３、認識部３４、真空計測部３５、コンベア駆動部３６等が接続されている。チップ廃棄カウント部３２は、移載ヘッド１０のコンベア２１上への不良品チップの廃棄動作等に基づいて、コンベア２１上に廃棄されたチップの個数をカウントする。コンベア２１上には、高価で修理可能なチップ（例えばリードが少し曲ったＱＦＰ等）が廃棄される。このように高価で修理可能なチップは、これを回収して修理した後、再使用される。

ヘッド駆動部３３は、移載ヘッド１０をＸ方向、Ｙ方向へ水平移動させるためのＸ軸モータ３７、Ｙ軸モータ３８、ノズル１１を上下動させるためのＺ軸モータ３９、ノズル１１をθ回転させるためのθ軸モータ４０などを駆動する。

認識部３４は、チップ認識カメラ７により撮像されたチップの画像を認識する。真空計測部３５は真空センサ１４の真空圧を計測する。コンベア駆動部３６はシリンダ２２を駆動する。報知部４１は、制御部３１からの信号により、コンベア２１にチップが満杯になったことを放音器やランプなどによりオペレータに異常を報知する。制御部３１は、電子部品実装装置の運転に必要な演算や判定などを行い、また図５に記載された各要素を制御する。

この電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に図７を参照しながら動作の説明を行う。図１において、移載ヘッド１０は所定のパーツフィーダ５の上方へ移動し、そこでノズル１１は上下動作をし、その下端部に所定のチップを真空吸着してピックアップする（図７のステップ１）。次いで移載ヘッド１０は認識ユニット６の上方へ移動し、カメラ７によりチップの認識を行う（ステップ２）。次いで良否判定手段（カメラ７と制御部３１）によりチップの良否判定をし（ステップ３）、ＯＫ（良品）であれば移載ヘッド１０は基板３の上方へ移動し、そこでノズル１１が上下動作を行ってチップを基板３の所定の座標位置に搭載する（ステップ４）。

ステップ３においてＮＧ（不良品のチップ）と判定された場合は、チップ有無判定手段（真空センサ１４と制御部３１）によりチップの有無判定を行う（ステップ５）。そしてＮＧ（チップ無し）であれば、移載ヘッド１０はステップ６の廃棄動作の実行を中止してステップ１に戻り、パーツフィーダ５の上方へ戻ってチップのピックアップ以降のステップを再度繰り返し実行する（すなわち、チップのピックアップ動作からやり直す）。

ステップ５でＯＫ（チップ有り）と判定され、且つステップ３においてこのチップが修理して再使用するチップであると判定されていた場合には、移載ヘッド１０はコンベア２１の上方へ移動し、不良品のチップをコンベア２１上に移載する廃棄動作を実行する（ステップ６）。

チップの廃棄動作の回数はチップ廃棄カウント部３２でカウントされる（ステップ７）。そしてチップがコンベア２１上に１個移載されると、コンベア２１はシリンダ２２に駆動されてチップ１個分だけ回動してチップをピッチ送りする（ステップ８）。そして制御部３１は廃棄カウント部３２のカウント結果に基づいてコンベア２１上にチップが満杯になったか否かを判定し（ステップ９）、ＮＯ（非満杯）であればステップ２に戻ってステップを繰り返す。またＹＥＳ（満杯）であれば、報知部４１を駆動し、オペレータにその旨報知する（ステップ１０）。そこでオペレータはコンベア２１へ移動してコンベア２１上のチップを回収し、修理工程へ移行する。またステップ９でＮＯ（非満杯）であれば、ステップ１に戻る。なおステップ９の判定は、満杯検出センサ２３（図３）又はチップ廃棄カウント部３２の何れの出力信号に基づいて行ってもよい。

図６（ａ）〜（ｇ）は、上記ステップ６〜１０の動作を順に示している。すなわち、移載ヘッド１０はステップ６においてコンベア２１の上流部の上方へ移動し（図６（ａ））、そこでノズル１１が上下動作を行って１番目の不良品のチップＣ１をコンベア２１の上流部上に移載する（図６（ｂ）〜（ｄ））。次いで図７の上記ステップ１〜５が再び実行され、２番目の不良品のチップＣ２を保持した移載ヘッド１０はコンベア２１の上流部上に到来する（図６（ｅ））。その間にシリンダ２２が駆動してコンベア２１はピッチ回動し、１番目のチップＣ１は下流へ１ピッチピッチ送りされており、これによりノズル１１は上下動作を行って２番目のチップＣ２はコンベア２１上に移載される（図６（ｆ））。

上記ステップ１〜６の動作が繰り返されることにより、コンベア２１上には次々に不良品のチップが移載され、図６（ｇ）に示すようにコンベア２１上に不良品のチップＣ１〜Ｃｎが満杯になると報知部４１が駆動し、オペレータにその旨報知する。なお認識ユニット６の認識結果、修理不能と判定されたチップやチップコンデンサや抵抗チップなどの安価なチップは、移載ヘッド１０が廃棄部１５上へ移動し、これに落下させるなどして廃棄する。

以上のように、ステップ５においてチップ無しと判定されたならば、チップの廃棄動作（ステップ６）以降の動作の実行は中止され、ステップ１に戻ってピックアップ以降の動作を再度やり直し実行するので、無駄な廃棄動作を実行する必要がない。またコンベアはチップが確実に移載されてピッチ送りされる為、チップがコンベア上に確実に定量移載できる。

図８は、本発明の他の実施の形態における電子部品実装装置の動作のフローチャートを示している。図８の動作は、図７のステップ６とステップ７の間に、以下に述べる廃棄確認動作を行う点で相違している。すなわちステップ６のチップ廃棄動作の後、チップ有無判定手段（真空センサ１４と制御部３１）により再度チップの有無判定を行う（ステップＡ）。そしてＮＧ（不良品チップのコンベア２１への移載・廃棄に失敗し、ノズル１１に不良品チップがまだ吸着保持されたまま）であれば、オペレータに対して報知部４１により廃棄に失敗した旨の異常報知を行う（ステップＢ）。またＯＫ（ノズル１１は不良品チップを保持しておらず、不良品チップのコンベア２１への移載・廃棄に成功）の場合は、ステップ７へ移行する。

本発明は、ノズルの下端部にピックアップして保持されたチップが良否判定手段により
不良品と判定された場合、廃棄動作の実行に先立ってノズルが不良品のチップを保持しているか否かの判定をチップ有無判定手段により行い、チップ有りの場合（すなわちノズルが不良品のチップを保持している場合）には移載ヘッドは廃棄動作を実行するが、チップ有無判定手段によりチップ無しと判定された場合には廃棄動作の実行を中止し、パーツフィーダへ戻ってチップのピックアップ動作を再度やり直し実行するようにしているので、チップ無しの場合の移載ヘッドの無駄な廃棄動作をなくして作業能率よく基板への電子部品実装を行うことができ、したがって作業能率のよい電子部品実装方法として有用である。

本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の正面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のヘッド部の正面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の不良品の電子部品の廃棄動作の説明図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作のフローチャート 本発明の他の実施の形態における電子部品実装装置の動作のフローチャート

符号の説明

２ ガイドレール（基板の位置決め部）
５ パーツフィーダ
７ チップ認識カメラ
１０ 移載ヘッド
１１ ノズル
１４ 真空センサ
２０ 廃棄部
２１ コンベア
２２ シリンダ
３１ 制御部
３２ チップ廃棄カウント部
４１ 報知部

Claims (2)

1. パーツフィーダと、移動テーブルにより水平方向へ移動する移載ヘッドと、基板の位置決め部と、移載ヘッドのノズルに保持された電子部品の良否を判定する良否判定手段と、ノズルに電子部品が保持されているか否かを判定する電子部品有無判定手段と、良否判定手段により不良品と判定された電子部品が移載されて排出される排出手段とを備えた電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、
   パーツフィーダの電子部品を移載ヘッドのノズルによりピックアップするステップと、ピックアップされてノズルの下端部に保持された電子部品の認識を行うステップと、この電子部品の認識結果に基づいて電子部品の良否を良否判定手段により判定するステップと、ＯＫの場合には移載ヘッドを位置決め部に位置決めされた基板の上方へ移動させて電子部品を基板の所定の座標位置に搭載するステップと、ＮＧの場合には電子部品有無判定手段によりノズルの下端部に電子部品が保持されているか否かの電子部品の有無を判定するステップとを含み、前記電子部品の有無を判定するステップで電子部品有りと判定された場合には移載ヘッドを排出手段の上方へ移動させて排出手段に対して電子部品の廃棄動作を行い、また電子部品無しと判定された場合には移載ヘッドは電子部品の廃棄動作の実行を中止してパーツフィーダへ戻って電子部品のピックアップ以降の前記ステップを再度実行することを特徴とする電子部品実装方法。
2. 移載ヘッドを排出手段の上方へ移動させて排出手段に対して電子部品の廃棄動作を行った後、チップ有無判定手段によりノズルが不良品の電子部品を保持しているか否かの判定を行い、保持している場合は報知部により移載ヘッドが排出手段への電子部品の廃棄に失敗した旨の異常報知をするようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
   

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