JP2007067343A - 表面実装部品実装装置及び表面実装部品の平坦度補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プリント基板に実装された表面実装部品の平坦度を検出し、平坦度不良が検出された場合これを補正することができる表面実装部品実装装置を提供する。
【解決手段】表面実装部品3に突設された嵌合突起20bを、プリント基板4に穿設された嵌合孔4aに嵌合することにより、プリント基板に表面実装部品を実装する実装ヘッド1に設置され、表面実装部品に予め設定された複数の測定点20c,20dの高さを、表面実装部品の実装後に検出する高さ検出手段12と、高さ検出手段が検出した検出値を基に表面実装部品の平坦度を演算する平坦度演算手段10bと、平坦度演算手段により得られた平坦度から、平坦度補正に必要な表面実装部品の押し込み量を算出する押し込み量算出手段10eと、押し込み量算出手段が算出した押し込み量に応じて表面実装部品をプリント基板へ押し込む補正手段とから構成した。
【選択図】 図2
【解決手段】表面実装部品3に突設された嵌合突起20bを、プリント基板4に穿設された嵌合孔4aに嵌合することにより、プリント基板に表面実装部品を実装する実装ヘッド1に設置され、表面実装部品に予め設定された複数の測定点20c,20dの高さを、表面実装部品の実装後に検出する高さ検出手段12と、高さ検出手段が検出した検出値を基に表面実装部品の平坦度を演算する平坦度演算手段10bと、平坦度演算手段により得られた平坦度から、平坦度補正に必要な表面実装部品の押し込み量を算出する押し込み量算出手段10eと、押し込み量算出手段が算出した押し込み量に応じて表面実装部品をプリント基板へ押し込む補正手段とから構成した。
【選択図】 図2
Description
本発明は、表面実装部品をプリント基板に実装する表面実装部品実装装置及び表面実装部品の平坦度補正方法に関する。
従来、電子機器等には、電子部品が実装されたプリント基板が多く使用されている。
これらプリント基板に実装されている電子部品には、電子部品より突設されたピンを、プリント基板に穿設されたピン孔へ挿入して実装する挿入型の実装部品が使用されている。
しかし最近では、プリント基板への実装が容易なこと、実装後の品質が安定していること、高密度実装が可能なこと、実装に要する工数が少なく、実装コストが安価なことなどの理由で、表面実装部品が多く使用されるようになっている。
またプリント基板へ表面実装部品を実装する方法としては、フィーダにより連続的に搬送されてきた表面実装部品を、部品実装機に設けられた吸着ノズルにより吸着して、部品実装機にセットされたプリント基板へと移動し、座標により指示されたプリント基板上の所定位置に実装する方法が一般的に採用されている。
表面部品が実装されたプリント基板は、はんだ付け工程へ送られて、リフローはんだ付け装置により表面実装部品がプリント基板へはんだ付けされた後、検査工程へ送られるようになっている。
検査工程では、表面実装部品に実装不良やはんだ付け不良が発生していないかを検査装置を使用して検査したり、目視により検査するが、軽度な実装不良で修正が可能な場合は、実装不良となった表面実装部品を一旦プリント基板より取り外した後、再びはんだ付けを行う修正作業を行っている。
しかし一度プリント基板にはんだ付けした表面実装部品は、プリント基板より取り外すのに多くの手間を必要とする上、表面実装部品をプリント基板へ再びはんだ付けする必要があるため、修正作業に多くの工数がかかって、表面実装部品の実装効率を低下させる問題がある。
かかる問題を改善するため、プリント基板に実装部品を実装後、はんだ付けを行う前に実装部品が確実にプリント基板に実装されているかを検査できるようにした部品搭載装置が例えば特許文献1で提案されている。
前記特許文献1に記載の部品搭載装置は、プリント基板上に搭載された部品の高さをセンサで検出し、部品搭載位置における高さセンサの出力信号に基づいて当該部品搭載位置での部品の有無を検出するようにしたもので、部品搭載装置の生産プログラムの範囲内で欠品などの搭載部品の検査が可能なため、はんだ付けを行う前に実装部品が確実にプリント基板に実装されているかを検査することができる効果を有している。
一方電子機器等の小型化、電子部品の高密度実装化に伴い、従来挿入型実装部品であったコネクタ等の機構部品も表面実装部品に変化しているが、これら表面実装型の機構部品の実装位置精度や実装強度を高めるために、表面実装部品の底面にボスや爪等の嵌合突起を突設して、これら嵌合突起をプリント基板側に形成した嵌合孔に嵌合するようにした表面実装部品の実装方法が採用されつつある。
特開2000−13097号公報
しかし前記特許文献1に記載の部品搭載装置のように、プリント基板に部品を実装後、部品搭載座標に高さセンサを移動して、高さセンサにより搭載部品の高さとその周辺の基板面の高さを測定し、予めメモリに格納された部品搭載データと、高さセンサが測定した部品の厚みとを比較して、部品搭載座標に所定の部品が実装されているかを検査するようにしたものでは、部品実装位置に部品が実装されているか否かのいわゆる欠品検査は可能であるが、プリント基板に対し実装部品が平坦に実装されているかを検出する平坦度検査は困難である。
特にコネクタのような機構部品の場合には、表面実装部品の底面にボスや爪等の嵌合突起を突設して、これら嵌合突起をプリント基板の嵌合孔へ嵌合することにより、実装部品をプリント基板に対し表面実装部品を実装するようにした表面実装部品実装装置では、次のような問題がある。
すなわち機構部品よりなる表面実装部品の底面に突設された嵌合突起を、表面実装部品実装装置を使用してプリント基板の嵌合孔へ嵌合しようとした場合、表面実装部品側の嵌合突起とプリント基板側の嵌合孔の位置関係が正確ならば問題はないが、実際には嵌合突起や嵌合孔の位置に製作上の寸法誤差やバラツキがある。
このため嵌合突起や嵌合孔の位置に誤差のある表面実装部品を、表面実装部品実装装置を使用してプリント基板に実装した場合、嵌合突起の一部のみが嵌合孔に嵌合された状態で表面実装部品がプリント基板に実装される場合がある。
また表面実装部品の底面に突設された嵌合突起が爪体の場合、爪体の位置とプリント基板の嵌合孔の位置が一致しない状態で表面実装部品がプリント基板に実装されると、爪体が折れ曲がって、嵌合孔に爪体が嵌合されない状態でプリント基板に実装部品が実装されることがある。
何れの場合もプリント基板に対し実装部品の一部が浮いた状態となるため、プリント基板に対して平坦度が不良であるという実装不良となる。
しかし前記特許文献1に記載された部品搭載装置では、実装部品の欠品については検査できるが、プリント基板に実装された表面実装部品の平坦度については検査することができない問題がある。
本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、プリント基板に実装された表面実装部品の平坦度を検出し、平坦度不良が検出された場合これを補正することができる表面実装部品実装装置及び表面実装部品の平坦度補正方法を提供することを目的とするものである。
本発明の表面実装部品実装装置は、表面実装部品に突設された嵌合突起を、プリント基板に穿設された嵌合孔に嵌合することにより、プリント基板に表面実装部品を実装する実装ヘッドを備えた表面実装部品実装装置であって、実装ヘッドに設置され、かつ表面実装部品に予め設定された複数の測定点の高さを、表面実装部品の実装後に検出する高さ検出手段と、高さ検出手段が検出した検出値を基に表面実装部品の平坦度を演算する平坦度演算手段と、平坦度演算手段により得られた平坦度から、平坦度補正に必要な表面実装部品の押し込み量を算出する押し込み量算出手段と、押し込み量算出手段が算出した押し込み量に応じて表面実装部品をプリント基板へ押し込む補正手段とから構成したものである。
前記構成により、コネクタのような機構部品からなる表面実装部品のように、表面実装部品側の嵌合突起とプリント基板側の嵌合孔の位置関係に製作上の寸法誤差やバラツキがあるために、嵌合突起の一部のみが嵌合孔に嵌合されて、プリント基板に対し表面実装部品の一部が浮いた状態で実装される平坦度不良が発生した場合でも、平坦度補正動作により表面実装部品を正常な状態に補正することができるため、機構部品のような表面実装部品の実装不良を大幅に削減することができる。
また一度プリント基板にはんだ付けした表面実装部品をプリント基板より取り外して実装不良を修正した後、再び表面実装部品をプリント基板へはんだ付けする修正作業が不要となるため、表面実装部品の実装効率を向上させることもできる。
本発明の表面実装部品実装装置は、表面実装部品に設定した複数の測定点の高さを検出する際、表面実装部品が実装されたプリント基板までの高さを併せて検出し、かつプリント基板までの高さと表面実装部品の複数の測定点の高さから、平坦度演算手段によりプリント基板に対する表面実装部品の平坦度を演算するようにしたものである。
前記構成により、プリント基板に実装された表面実装部品がプリント基板よりどの程度浮いて実装されているかを示す平坦度が正確に演算できると共に、得られた平坦度から押し込み量を算出して表面実装部品の平坦度補正を行うことにより、プリント基板や表面実装部品に不必要な押し付け力を加えることなく平坦度補正が行えるようになる。
本発明の表面実装部品実装装置は、補正手段に限界圧力検出手段を設けて、補正手段による平坦度補正時の押圧力を検出し、検出した押圧力が予め設定した圧力限界を超えたことを限界圧力判定手段が判定した場合、警報一時停止手段により補正動作を停止するようにしたものである。
前記構成により、補正ノズルにより表面実装部品を押圧して平坦度補正を行う際、押圧力が圧力限界を超えることがないため、過大な押圧力により表面実装部品やプリント基板を破損するのを未然に防止することができる。
本発明の表面実装部品実装装置は、実装ヘッドに、表面実装部品を吸着してプリント基板に実装する吸着ノズルと、吸着ノズルと自動交換が自在な補正ノズルからなる補正手段とを設けたものである。
前記構成により、表面実装部品の実装と平坦度補正が連続的に行えるため、表面実装部品の実装効率を低下させることがない。
本発明の表面実装部品の平坦度補正方法は、表面実装部品に突設された嵌合突起を、プリント基板に穿設された嵌合孔に嵌合することにより、プリント基板に表面実装部品を実装する実装ヘッドを備えた表面実装部品実装装置における表面実装部品の平坦度補正方法であって、実装ヘッドに設置された高さ検出手段により表面実装部品に予め設定された複数の測定点の高さを、表面実装部品の実装後に検出し、得られた検出値を基に平坦度演算手段により表面実装部品の平坦度を演算すると共に、平坦度演算手段により得られた平坦度から、平坦度補正に必要な表面実装部品の押し込み量を押し込み量算出手段により算出し、押し込み量算出手段が算出した押し込み量に応じて補正手段により表面実装部品をプリント基板へ押し込むことにより、表面実装部の平坦度を補正するようにしたものである。
前記方法により、コネクタのような機構部品からなる表面実装部品のように、表面実装部品側の嵌合突起とプリント基板側の嵌合孔の位置関係に製作上の寸法誤差やバラツキがあるために、嵌合突起の一部のみが嵌合孔に嵌合されて、プリント基板に対し表面実装部品の一部が浮いた状態で実装される平坦度不良が発生した場合でも、平坦度補正動作により表面実装部品を正常な状態に補正することができるため、機構部品のような表面実装部品の実装不良を大幅に削減することができる。
また一度プリント基板にはんだ付けした表面実装部品をプリント基板より取り外して実装不良を修正した後、再び表面実装部品をプリント基板へはんだ付けする修正作業が不要となるため、表面実装部品の実装効率を向上させることもできる。
本発明の表面実装部品の平坦度補正方法は、補正手段により表面実装部品の平坦度補正を行う際予めリトライ回数を設定し、平坦度補正動作がリトライ回数を超えた場合、警報一時停止手段により補正動作を停止するようにしたものである。
前記方法により、表面実装部品が爪状嵌合突起を有する機構部品であって、爪状嵌合突起が屈曲したため実装不能になった場合の後処理等が迅速に行えるため、生産性が低下することが少ない。
本発明の表面実装部品実装装置によれば、プリント基板に対し表面実装部品の一部が浮いた状態で実装される平坦度不良が発生した場合でも、平坦度補正動作により表面実装部品を正常な状態に補正することができるため、機構部品のような表面実装部品の実装不良を大幅に削減することができる。
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図1は表面実装部品実装装置の斜視図、図2は同制御系のブロック図、図3は作用を示すフローチャート、図4の(a),(b)はボス状嵌合突起が突設された表面実装部品の説明図、図5の(a),(b)は爪状嵌合突起が突設された表面実装部品の説明図、図6及び図7は平坦度補正方法を示す説明図である。
図1に示す表面実装部品実装装置は、X軸と、X軸と直交するY軸方向及びXY軸と直交するZ軸(上下)方向へ移動自在な実装ヘッド1を備えており、実装ヘッド1の下方には、X軸方向に離間する一対の搬送ベルト2aからなる搬送手段2が設置されていて、この搬送手段2上に、表面実装部品3を実装するためのプリント基板4が載置されている。
搬送手段2の搬送方向Aと直交するX軸方向には、表面実装部品3を搬入するフィーダ5が設けられており、フィーダ5には、複数の表面実装部品3が種類毎に区分けされて複数列に亘って収納されていて、フィーダ5により表面実装部品3が搬送手段2方向へ順次搬入されるようになっている。
実装ヘッド1は、図2に示すようにX、Y軸駆動機構6と、Z軸駆動機構7及び回転駆動機構8により駆動されるようになっている。
これら駆動機構6,7,8は、マイクロコンピュータよりなる制御手段10に接続されていて、制御手段10より送られてくる制御信号によりXY駆動機構6は、実装ヘッド1をX軸及びY軸方向へ、またZ軸駆動手段7は、実装ヘッド1をZ軸方向(上下方向)へ駆動するようになっており、回転駆動機構8は、実装ヘッド1の下面より下方へ向けて突設された吸着ノズル9を、Z軸を中心に任意な方向へ任意な角度(θ)旋回させるようになっている。
吸着ノズル9は、先端部に表面実装部品3を吸着する吸着部9aを有しおり、吸着ノズル9の基端側は、真空吸引手段(図示せず)に接続されていて、フィーダ5により搬入された表面実装部品3を吸着部9aが吸着するようになっている。
実装ヘッド1の側面には、プリント基板4に実装された表面実装部品3の高さを検出する高さ検出手段12と、表面実装部品3の平坦度を補正する際の押圧力を検出する圧力検出手段13が設けられている。
高さ検出手段12は、例えばレーザ光を表面実装部品3やプリント基板4へ向けて照射し、高さ検出基準面17からプリント基板4までの高さH1と、表面実装部品3の複数点の高さH2,H3を非接触で瞬時に検出することができる光学センサ等が使用されており、高さ検出手段12が検出した高さ検出信号H1,H2,H3は、制御手段10へ送られるようになっている。
実装ヘッド1に設けられた吸着ノズル9は、図示しないスプリング等の付勢手段により弾性支持されていて、実装ヘッド1に対してZ軸方向へ伸縮自在となっており、表面実装部品3を吸着してプリント基板4へ表面実装部品3を実装する際、押し付け力が予め設定されたばね力を超えると、付勢手段に抗して吸着ノズル9が収縮して、過大な押し付け力により表面実装部品3やプリント基板4が破損するのを防止するようになっている。
また実装ヘッド1には、図示しない補正ノズルよりなる補正手段が設けられていて、表面実装部品3の平坦度を補正する際、図示しない自動交換手段により吸着ノズル9と自動交換できるようになっている。
補正手段は、Z軸方向に伸縮しない構造となっていて、表面実装部品3の平坦度を補正する際、吸着ノズル9より強い押圧力で表面実装部品3を押圧できるようになっており、この時の押圧力は実装ヘッド1に設けられた圧力検出手段13により検出されて制御手段10へ送られるようになっている。
制御手段10は図2に示すように、実装する表面実装部品3の種類を判別する部品種別判別手段と10aと、高さ検出手段12が検出した高さ検出信号H1,H2,H3から表面実装部品3の平坦度を演算する平坦度演算手段10bと、演算により得られた平坦度が予め設定された部品平坦度許容値内にあるかを判定する部品平坦度許容値判定手段10cと、平坦度補正に当たってリトライ回数を設定するリトライ回数設定手段10dと、平坦度を補正するための押し込み量を算出する押し込み量算出手段10eと、吸着ノズル9を補正ノズルよりなる補正手段と交換するよう指示する補正ノズル交換指示手段10fと、圧力検出手段13が検出した押圧力が限界圧力を超えたかを判定する限界圧力判定手段10gと、補正不能と判断された際に警報を発生すると同時に、実装装置を一時停止させる警報一時停止手段10h等とから構成されている。
また制御手段10には、ハードディスク等の記憶手段15が設けられていて、この記憶手段15に予め次のような部品情報D1が記憶されている。
(1)部品高さ情報
部品高さ情報は、プリント基板4に実装する表面実装部品3のZ軸方向の高さを部品の種類毎に部品情報D1として記憶したものである。
部品高さ情報は、プリント基板4に実装する表面実装部品3のZ軸方向の高さを部品の種類毎に部品情報D1として記憶したものである。
また表面実装部品3が例えば図4−1及び図4−2に示すボス付きコネクタのような機構部品の場合、コネクタ20の底部両側に多数のリード部20aが設けられており、底面には、プリント基板4のコネクタ取り付け位置に穿設された嵌合孔4aに上方より嵌合自在な一対のボス状嵌合突起20bが長手方向に離間して突設されている。
このような表面実装部品3の場合、高さ情報としてコネクタ20の全高の他に、底面に突設された一対の嵌合突起20bの近傍に、測定点20c,20dが予め設定されていて、これら測定点20c,20dの高さも記憶手段15に記憶されており、各測定点20c,20dのプリント基板4上の位置も測定位置座標(X,Y座標)として記憶されている。
(2)搭載高さ許容値
搭載高さ許容値は、部品高さ情報として記憶手段15に記憶されている表面実装部品3の高さに対し、高さ検出手段12が検出した高さに誤差が生じた場合の許容値で、例えばプリント基板4上に塗布されたはんだペースト18上に表面実装部品3が実装された場合、実際の表面実装部品3の高さより検出値が大きくなり、高さ不良と判定されることがある。
搭載高さ許容値は、部品高さ情報として記憶手段15に記憶されている表面実装部品3の高さに対し、高さ検出手段12が検出した高さに誤差が生じた場合の許容値で、例えばプリント基板4上に塗布されたはんだペースト18上に表面実装部品3が実装された場合、実際の表面実装部品3の高さより検出値が大きくなり、高さ不良と判定されることがある。
これを防止するため、予め許容値を設定して、検出値や許容値内であれば正常と判定するようになっている。
また表面実装部品3の加工精度にバラツキがあっても、許容値内であれば正常と判定するようになっている。
(3)部品平坦度許容値
表面実装部品3が正常にプリント基板4に実装されても、プリント基板4に反り等があると平坦度が不良と判定されることがあり、これを防止するため、部品平坦度許容値を決めて、許容値内であれば正常と判定するようにしている。
表面実装部品3が正常にプリント基板4に実装されても、プリント基板4に反り等があると平坦度が不良と判定されることがあり、これを防止するため、部品平坦度許容値を決めて、許容値内であれば正常と判定するようにしている。
(4)リトライ回数
プリント基板4に実装された表面実装部品3の平坦度が不良とされた場合、平坦度補正作業を行うが、表面実装部品3が図5−1及び図5−2に示す爪付きコネクタのような場合、プリント基板4に穿設された嵌合孔4aに、コネクタ本体21aのケース21cより突設された爪状嵌合突起21bが嵌合されていない状態で平坦度補正動作を行うと、嵌合突起21bが屈曲して、益々嵌合孔4aに入らなくなることがある。
プリント基板4に実装された表面実装部品3の平坦度が不良とされた場合、平坦度補正作業を行うが、表面実装部品3が図5−1及び図5−2に示す爪付きコネクタのような場合、プリント基板4に穿設された嵌合孔4aに、コネクタ本体21aのケース21cより突設された爪状嵌合突起21bが嵌合されていない状態で平坦度補正動作を行うと、嵌合突起21bが屈曲して、益々嵌合孔4aに入らなくなることがある。
この状態でさらに平坦度補正動作を行っても平坦度補正が困難なため、予めリトライ回数を設定して補正動作がリトライ回数を越えた場合、補正不能と判断して補正動作を中止し、新たな表面実装部品3の実装を行うようにしたもので、リトライ回数は表面実装部品3の構造等に応じて任意に設定できるようになっている。
(5)限界圧力
限界圧力は、表面実装部品3をプリント基板4に実装する際の押し込み力で、表面実装部品3やプリント基板4の強度に応じて設定されており、また表面実装部品3の構造等に応じて任意に設定できるようになっている。
限界圧力は、表面実装部品3をプリント基板4に実装する際の押し込み力で、表面実装部品3やプリント基板4の強度に応じて設定されており、また表面実装部品3の構造等に応じて任意に設定できるようになっている。
(6)搭載高さ検出の有無
コネクタ等の構造部品以外の表面実装部品3をプリント基板4に実装した場合、プリント基板4に対し表面実装部品3が傾いて実装されていることがほとんどないため、このような表面実装部品3の平坦度を検出することは時間の無駄となるので、これを防止するため各表面実装部品3毎に高さ測定を行うか否かの選択ができるようになっている。
コネクタ等の構造部品以外の表面実装部品3をプリント基板4に実装した場合、プリント基板4に対し表面実装部品3が傾いて実装されていることがほとんどないため、このような表面実装部品3の平坦度を検出することは時間の無駄となるので、これを防止するため各表面実装部品3毎に高さ測定を行うか否かの選択ができるようになっている。
次に前記構成された表面実装部品実装装置によりプリント基板4に表面実装部品3を実装する際の作用を図3に示すフローチャート及び図6,7に示す作用説明図を参照して説明する。
図3に示すフローチャートのスタートで表面実装部品実装装置により実装動作を開始すると、ステップS1で実装ヘッド1がXY方向へ移動して、フィーダにより搬入された表面実装部品3のうち、はじめに実装する表面実装部品3を吸着ノズル9の吸着部9aが吸着する。
その後、実装ヘッド1がプリント基板4上の表面実装部品実装位置へと移動して、ステップS2でプリント基板4上の所定位置へ表面実装部品3を実装する。
次にステップS3に進んで、実装された表面実装部品3は、予め搭載高さ検出が設定されているかを判定する。
すなわち実装された表面実装部品3が機構部品以外の場合は、予め搭載高さ検出無しが設定されているので、フローはステップ16へ進んで、表面実装部品2の全部品が実装されたかが判定され、このときはまた全部品が実装されていないため、ステップS1へ戻って再びS3までのフローを繰り返す。
ステップS3で、プリント基板4に実装された表面実装部品3がコネクタのような機構部品であって、搭載高さ検出有と判定された場合は、ステップS4へ進んで実装された表面実装部品3の高さ検出が行われる。
表面実装部品3の高さ検出は、制御手段10から送られるX,Y座標による検出位置信号により実装ヘッド1がプリント基板4上に実装された表面実装部材3の上方へ移動される。
そして実装ヘッド1に設けられた高さ検出手段12により予め設定された複数箇所、例えば高さ検出手段12の高さ検出基準面17からプリント基板4までの高さH1と、予め表面実装部品3の2個所に設定された測定点20b,20cまでの高さH2,H3が次のように検出される。
いま図6に示すように、表面実装部品3がコネクタ20であって、底面に突設された一対のボス状嵌合突起20bのうち、何れか一方がプリント基板4に形成された嵌合孔3aに十分に嵌合されない状態で実装された場合、コネクタ20はプリント基板4に対し傾斜された状態にあり、この状態で実装ヘッド1に設けられた高さ検出手段12は、基準面17からプリント基板4までの高さH1を検出する。
次に予めコネクタ20に設定された2個所の測定点20c,20dの高さH2,H3を検出して、検出値H1,H2,H3を制御手段10へ送るため、制御手段10の平坦度演算手段10bは、高さ検出手段12より送られてきた検出値H1,H2,H3を基に、ステップS5で次のようにコネクタ20の平坦度を演算する。
なおプリント基板4の上面にはんだペースト18が塗布されている場合、はんだペーストの厚さαは既値であり、コネクタ20の底面から測定点20c,20dまでの高さβも既値であり、これらの値は予め記憶手段15に表面実装部品3毎に部品情報D1として記憶されている。
制御手段10の平坦度演算手段10bは、高さ検出値H1,H2,H3と、記憶手段15から読み出した部品情報D1を基に、まずはんだペースト18の上面から一方の測定点20cまでの高さH5と、はんだペースト18の上面から他方の測定点20dまでの高さH4を次式により算出する。
H5=(H1−H3)−α
H4=(H1−H2)−α
そしてこれらの差が予め記憶手段15に記憶されている部品平坦度許容値内であるかを制御手段10の部品平坦度許容値判定手段10cがステップS6で判定し、許容値内であればステップS16へ進み、許容値を越えている場合はステップS7へ進んで、リトライ回数設定手段10dがリトライ回数を設定後、ステップS8で押し込み量算出手段10eが平坦度補正に要する押し込み量H7,H6を算出する。
H4=(H1−H2)−α
そしてこれらの差が予め記憶手段15に記憶されている部品平坦度許容値内であるかを制御手段10の部品平坦度許容値判定手段10cがステップS6で判定し、許容値内であればステップS16へ進み、許容値を越えている場合はステップS7へ進んで、リトライ回数設定手段10dがリトライ回数を設定後、ステップS8で押し込み量算出手段10eが平坦度補正に要する押し込み量H7,H6を算出する。
すなわちプリント基板4に実装されたコネクタ20が図6に示すように傾斜している場合、図7に示すように折り込み量H7,H6を次式で算出する。
H7=H5−β
H6=H4−β
その後ステップS9へ進んで、補正ノズル交換指示手段10が補正手段と交換するよう指示を出すため、実装ヘッド1に装着されている吸着ノズル9が伸縮しない補正手段に自動交換された後、ステップS10へ進んで、補正手段がコネクタ20の測定点20c側を押し込み量H7で、また測定点20d側を折り込み量H6で押し込むとともに、この時の押圧力を圧力検出手段13で検出して、制御手段10へ送る。
H6=H4−β
その後ステップS9へ進んで、補正ノズル交換指示手段10が補正手段と交換するよう指示を出すため、実装ヘッド1に装着されている吸着ノズル9が伸縮しない補正手段に自動交換された後、ステップS10へ進んで、補正手段がコネクタ20の測定点20c側を押し込み量H7で、また測定点20d側を折り込み量H6で押し込むとともに、この時の押圧力を圧力検出手段13で検出して、制御手段10へ送る。
制御手段10の限界圧力判定手段10gは、予め記憶手段15に記憶されている限界圧力とステップS11で比較し、押圧力が限界圧力を越えずに所定の押し込み量で平坦度補正が完了したと判定した場合は、ステップS12へ進んで平坦度補正が完了したコネクタ20の高さH1,H2,H3を再度検出して、制御手段10へ送る。
制御手段10の部品平坦度許容値判定手段10cは、ステップS13で高さ検出値が部品平坦度許容値の範囲に入っているかを再び判定して、入っている場合はステップS16へ進み、入っていない場合はステップS7へ戻って、予め設定されたリトライ回数だけ前記平坦度補正動作を繰り返す。
もしステップS7で予め設定されたリトライ回数に達しても、平坦度が許容値範囲内にならないと判定されたり、ステップS11でコネクタ20の押圧力が限界圧力を越えた場合は、平坦度補正不能と判定してステップS14へ進み、アラームにより警告を発すると同時に表面実装部品実装装置を一時停止させる。
アラームによる警告と同時に部品実装機が一時停止された場合、オペレータがその原因を点検するが、一時停止の原因がオペレータによる手直しで解決できる場合があり、その際リトライを試みることがあるので、ステップS15でリトライ操作が行われたかを判定し、行われている場合は、ステップS4へ戻って前記フローにより再び平坦度補正を行うと共に、リトライ操作が行われないと判定された場合は、ステップS16へ進んで、全表面実装部品3がプリント基板4へ実装されるまで、ステップS1からS16までのフローを繰り返す。
そしてステップS16で、全ての表面実装部品3がプリント基板4に実装されたと判定されると、実装の完了したプリント基板4は搬送手段2の搬送ベルト2aにより表面実装部品実装装置より搬出され、次のプリント基板4が表面実装部品実装装置に搬入されて、前記表面実装部品3の実装動作を繰り返すもので、コネクタのような機構部品からなる表面実装部品3のように、表面実装部品3側の嵌合突起20b,21bとプリント基板4側の嵌合孔4aの位置関係に製作上の寸法誤差やバラツキがあるために、嵌合突起20b,21bの一部のみが嵌合孔4aに嵌合されて、プリント基板4に対し表面実装部品3の一部が浮いた状態で表面実装部品3がプリント基板4に実装された場合でも、平坦度補正動作により表面実装部品3を正常な状態に補正することができるため、機構部品よりなる表面実装部品3の実装不良を大幅に削減することができる。
なお前記実施の形態では、表面実装部品3として機構部品であるコネクタ20,21の場合について説明したが、プリント基板4に穿設された嵌合孔4aに嵌合突起20b,21bを嵌合して実装する表面実装部品3全般に適用できるものである。
本発明の表面実装部品実装装置は、プリント基板に対し表面実装部品の一部が浮いた状態で実装される平坦度不良が発生した場合でも、平坦度補正動作により表面実装部品を正常な状態に補正することができ、また一度プリント基板にはんだ付けした表面実装部品をプリント基板より取り外して実装不良を修正した後、再び表面実装部品をプリント基板へはんだ付けする修正作業が不要となるため、表面実装部品の実装効率を向上させることもできるため、表面実装部品をプリント基板に実装する表面実装部品実装装置等に最適である。
1 実装ヘッド
3 表面実装部品
4 プリント基板
4a 嵌合孔
10b 平坦度演算手段
10e 押し込み量算出手段
20c 測定点
20d 測定点
3 表面実装部品
4 プリント基板
4a 嵌合孔
10b 平坦度演算手段
10e 押し込み量算出手段
20c 測定点
20d 測定点
Claims (6)
- 表面実装部品に突設された嵌合突起を、プリント基板に穿設された嵌合孔に嵌合することにより、前記プリント基板に前記表面実装部品を実装する実装ヘッドを備えた表面実装部品実装装置であって、前記実装ヘッドに設置され、かつ前記表面実装部品に予め設定された複数の測定点の高さを、前記表面実装部品の実装後に検出する高さ検出手段と、前記高さ検出手段が検出した検出値を基に前記表面実装部品の平坦度を演算する平坦度演算手段と、前記平坦度演算手段により得られた平坦度から、平坦度補正に必要な前記表面実装部品の押し込み量を算出する押し込み量算出手段と、前記押し込み量算出手段が算出した押し込み量に応じて前記表面実装部品を前記プリント基板へ押し込む補正手段とを具備したことを特徴とする表面実装部品実装装置。
- 前記表面実装部品に設定した複数の測定点の高さを検出する際、前記表面実装部品が実装されたプリント基板までの高さを併せて検出し、かつ前記プリント基板までの高さと前記表面実装部品の複数の測定点の高さから、前記平坦度演算手段により前記プリント基板に対する前記表面実装部品の平坦度を演算してなる請求項1に記載の表面実装部品実装装置。
- 前記補正手段に限界圧力検出手段を設けて、前記補正手段による平坦度補正時の押圧力を検出し、検出した押圧力が予め設定した圧力限界を超えたことを前記限界圧力判定手段が判定した場合、警報一時停止手段により補正動作を停止してなる請求項1または2に記載の表面実装部品実装装置。
- 前記実装ヘッドに、前記表面実装部品を吸着して前記プリント基板に実装する吸着ノズルと、前記吸着ノズルと自動交換が自在な補正ノズルからなる前記補正手段とを設けてなる請求項1ないし3の何れかに記載の表面実装部品実装装置。
- 表面実装部品に突設された嵌合突起を、プリント基板に穿設された嵌合孔に嵌合することにより、前記プリント基板に前記表面実装部品を実装する実装ヘッドを備えた表面実装部品実装装置における表面実装部品の平坦度補正方法であって、前記実装ヘッドに設置された高さ検出手段により前記表面実装部品に予め設定された複数の測定点の高さを、前記表面実装部品の実装後に検出し、得られた検出値を基に平坦度演算手段により前記表面実装部品の平坦度を演算すると共に、前記平坦度演算手段により得られた平坦度から、平坦度補正に必要な前記表面実装部品の押し込み量を押し込み量算出手段により算出し、前記押し込み量算出手段が算出した押し込み量に応じて補正手段により前記表面実装部品を前記プリント基板へ押し込むことにより、前記表面実装部の平坦度を補正することを特徴とする表面実装部品の平坦度補正方法。
- 前記補正手段により前記表面実装部品の平坦度補正を行う際予めリトライ回数を設定し、平坦度補正動作が前記リトライ回数を超えた場合、警報一時停止手段により補正動作を停止してなる請求項5に記載の表面実装部品の平坦度補正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005255077A JP2007067343A (ja) | 2005-09-02 | 2005-09-02 | 表面実装部品実装装置及び表面実装部品の平坦度補正方法 |
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ID=37929148
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112611343A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-04-06 | 江苏天艾美自动化科技有限公司 | 一种用于5g环形器的芯片平整度检测装置及其检测方法 |
CN114571755A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-06-03 | 靖江市亚华电子科技有限公司 | 一种锂电池内部绝缘盖用检测按压修正装置 |
KR20230142899A (ko) * | 2022-04-04 | 2023-10-11 | 현대무벡스 주식회사 | 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법 |
-
2005
- 2005-09-02 JP JP2005255077A patent/JP2007067343A/ja active Pending
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