JP2011009315A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】静電気が帯電したために電子部品がキャリアテープの側面や底面に貼り付いたりして、電子部品実装装置の吸着パッドが電子部品を吸着できないというトラブルを防止するための装置を提供する。
【解決手段】電子部品実装装置に、吸着ノズル52により吸着された電子部品の裏面中心と吸着ノズル52の先端中心とのずれ量をX軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定する測定装置57と、ずれ量を記憶する記憶装置58と、記憶装置58に記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの工程能力指数を算出する演算装置59と、工程能力指数に応じて、電子部品搬送体を加湿する加湿装置および/または電子部品に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置を動作させる制御装置60とを備えた。
【選択図】図6
【解決手段】電子部品実装装置に、吸着ノズル52により吸着された電子部品の裏面中心と吸着ノズル52の先端中心とのずれ量をX軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定する測定装置57と、ずれ量を記憶する記憶装置58と、記憶装置58に記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの工程能力指数を算出する演算装置59と、工程能力指数に応じて、電子部品搬送体を加湿する加湿装置および/または電子部品に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置を動作させる制御装置60とを備えた。
【選択図】図6
Description
本発明は、テーピングされた電子部品をプリント配線基板に実装する電子部品実装装置と、電子部品実装方法に関する。
チップコンデンサ、チップ抵抗器等の電子部品は、電子部品搬送体によりテーピングされるのが一般的である。ここで、電子部品搬送体とは、少なくとも長手方向に所定ピッチで複数のポケット(収納部)が形成されたキャリアテープと、このポケットを覆うようにキャリアテープの上面に貼り付けられたトップカバーテープとを有したものをいう。そして、電子部品搬送体の各ポケットには、1個ずつ電子部品が収納されている。
尚、ポケットは、凹部であっても良く(例えば、特許文献1参照)、キャリアテープに貫通穴があけられて、そのキャリアテープの裏面にボトムテープが貼り付けられて形成されていても良い(例えば、特許文献2参照)。
この電子部品搬送体による電子部品実装機への電子部品の供給は、電子部品搬送体をセットした電子部品供給装置を電子部品実装装置の台にセットし、電子部品実装装置からの動力の供給により電子部品供給装置がキャリアテープの送りとトップカバーテープの剥離を間欠的に行うことによりなされている(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。
トップカバーテープがキャリアテープから剥離され、上面からトップカバーテープが無くなったキャリアテープのポケット内に収納された電子部品は、キャリアテープのポケットに収納されたままキャリアテープごと電子部品実装装置の内部に送られ、吸着ヘッドにより吸着される。
この際、吸着ヘッドが電子部品の表面(上面)の中心を吸着するのが理想的であるが、一般に、キャリアテープのポケットの内面と電子部品の外周面の間には隙間が設けられているので、吸着ヘッドは電子部品の表面の中心からずれた位置を吸着する。別言すれば、吸着ヘッドがキャリアテープのポケット内の電子部品を吸着する際に、吸着ヘッドの中心と電子部品の表面の中心が一致することがほとんど無い。このため、電子部品を吸着した吸着ヘッドを測定装置上に移動させてずれ量を測定し、かかるずれ量を補正して電子部品をプリント配線基板に実装することが一般に行われている(例えば、特許文献5参照)。
しかし、前記した補正実装技術は、吸着ヘッドがキャリアテープのポケット内の電子部品を吸着するのに成功した後の技術であって、吸着ヘッドが電子部品を吸着できなかった場合や、吸着ヘッドの中心と電子部品の表面の中心のずれ量が補正可能範囲を超えている場合(例えば、電子部品の側面を吸着した場合)等の所謂吸着ミスに着目したものではない。
吸着ミスの主な原因は、電子部品搬送体が搬送される際に発生した静電気にキャリアテープのポケット内の電子部品が帯電することである。電子部品は、電子部品搬送体が搬送される際に電子部品供給装置の搬送路と擦れたときや、電子部品搬送体のポケット内部で電子部品がポケットの底および壁面と擦れたときや、キャリアテープからトップカバーテープを剥離したときに発生した静電気に帯電し易い。
静電気に帯電した電子部品は、キャリアテープのポケット内で浮いたり、キャリアテープの側面や底面に貼り付いたりする。このため、前記した補正実装技術では救えない吸着ミスが発生するのである。
かかる吸着ミスが発生すると、電子部品実装装置の自動停止による生産効率の低下や、電子部品の廃棄数の増加による生産コストのアップ等の問題が生じる。本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであって、電子部品が帯電する静電気の量を低減し、電子部品実装装置における電子部品の吸着成功率を向上させることを目的とする。
(第1発明)
第1発明の電子部品実装装置は、電子部品搬送体を搬送すると共に、電子部品搬送体のポケット内の電子部品を供給する電子部品供給装置と、電子部品搬送体の搬送方向と平行なY軸方向、およびY軸方向と垂直なX軸方向の少なくとも2方向に水平移動可能であって、電子部品供給装置により供給された電子部品の表面を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルにより吸着された電子部品の裏面中心とノズルの先端中心とのずれ量を、X軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定する測定装置と、ずれ量を記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出する演算装置と、電子部品搬送体を加湿する加湿装置と、電子部品搬送体に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置と、平均値および工程能力指数に応じて、加湿装置および/または送風装置を動作させる制御装置とを備えた電子部品実装装置に関するものである。
第1発明の電子部品実装装置は、電子部品搬送体を搬送すると共に、電子部品搬送体のポケット内の電子部品を供給する電子部品供給装置と、電子部品搬送体の搬送方向と平行なY軸方向、およびY軸方向と垂直なX軸方向の少なくとも2方向に水平移動可能であって、電子部品供給装置により供給された電子部品の表面を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルにより吸着された電子部品の裏面中心とノズルの先端中心とのずれ量を、X軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定する測定装置と、ずれ量を記憶する記憶装置と、記憶装置に記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出する演算装置と、電子部品搬送体を加湿する加湿装置と、電子部品搬送体に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置と、平均値および工程能力指数に応じて、加湿装置および/または送風装置を動作させる制御装置とを備えた電子部品実装装置に関するものである。
かかる構成により、電子部品の静電気の帯電量が増えた場合に、電子部品搬送体を加湿および/または電子部品搬送体にイオンを含むエアーを吹き付けるので、電子部品搬送体の帯電量、すなわち電子部品搬送体のポケット中の電子部品の帯電量を減らすことができる。このため、吸着成功率を向上させることができる。ここで、吸着成功率とは、吸着ヘッドによる電子部品の吸着成功数を吸着トライ数で除算して100を乗算した値(%)である。
(第2発明)
第1発明に係る電子部品実装装置は、第1発明において、電子部品搬送体のポケットの中心をY軸およびX軸の原点とし、電子部品搬送体の搬送方向下流側をY軸のプラス側、上流側をY軸のマイナス側とし、電子部品搬送体を搬送する送り孔の無い側をX軸のプラス側、送り孔の有る側をX軸のマイナス側と設定した場合に、Y軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が送風装置を動作させ、X軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が加湿装置を動作させるものである。かかる構成により、第1発明と同様の効果を得ることができる。
第1発明に係る電子部品実装装置は、第1発明において、電子部品搬送体のポケットの中心をY軸およびX軸の原点とし、電子部品搬送体の搬送方向下流側をY軸のプラス側、上流側をY軸のマイナス側とし、電子部品搬送体を搬送する送り孔の無い側をX軸のプラス側、送り孔の有る側をX軸のマイナス側と設定した場合に、Y軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が送風装置を動作させ、X軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が加湿装置を動作させるものである。かかる構成により、第1発明と同様の効果を得ることができる。
(第3発明)
第3発明に係る電子部品実装方法は、電子部品搬送体を搬送すると共に、電子部品搬送体のポケット内の電子部品を供給し、電子部品搬送体の搬送方向と平行なY軸方向、およびY軸方向と垂直なX軸方向の少なくとも2方向に水平移動可能であって、供給された電子部品の表面を吸着ノズルにより吸着し、吸着ノズルにより吸着された電子部品の裏面中心とノズルの先端中心とのずれ量を、X軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定すると共にずれ量を記憶し、記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出し、平均値および工程能力指数に応じて、電子部品搬送体を加湿する加湿装置および/または電子部品に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置を動作させるものである。
第3発明に係る電子部品実装方法は、電子部品搬送体を搬送すると共に、電子部品搬送体のポケット内の電子部品を供給し、電子部品搬送体の搬送方向と平行なY軸方向、およびY軸方向と垂直なX軸方向の少なくとも2方向に水平移動可能であって、供給された電子部品の表面を吸着ノズルにより吸着し、吸着ノズルにより吸着された電子部品の裏面中心とノズルの先端中心とのずれ量を、X軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定すると共にずれ量を記憶し、記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出し、平均値および工程能力指数に応じて、電子部品搬送体を加湿する加湿装置および/または電子部品に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置を動作させるものである。
かかる構成により、電子部品の帯電量が増えた場合に、電子部品搬送体を加湿および/または電子部品搬送体にイオンを含むエアーを吹き付けるので、電子部品搬送体の帯電量、すなわち電子部品搬送体のポケット中の電子部品の帯電量を減らすことができる。このため、吸着成功率を向上させることができる。
(第4発明)
第4発明に係る電子部品実装方法は、第3発明において、電子部品搬送体のポケットの中心をY軸およびX軸の原点とし、電子部品搬送体の搬送方向下流側をY軸のプラス側、上流側をY軸のマイナス側とし、電子部品搬送体を搬送する送り孔の無い側をX軸のプラス側、送り孔の有る側をX軸のマイナス側と設定した場合に、Y軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が送風装置を動作させ、X軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が加湿装置を動作させるものである。かかる構成により、第3発明と同様の効果を得ることができる。
第4発明に係る電子部品実装方法は、第3発明において、電子部品搬送体のポケットの中心をY軸およびX軸の原点とし、電子部品搬送体の搬送方向下流側をY軸のプラス側、上流側をY軸のマイナス側とし、電子部品搬送体を搬送する送り孔の無い側をX軸のプラス側、送り孔の有る側をX軸のマイナス側と設定した場合に、Y軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が送風装置を動作させ、X軸の平均値がマイナスであり、かつ工程能力指数が設定値以下のときは、制御装置が加湿装置を動作させるものである。かかる構成により、第3発明と同様の効果を得ることができる。
本発明により、電子部品実装装置の吸着ヘッドの吸着成功率を向上させることができる。
まず、電子部品搬送体と、この電子部品搬送体を供給する電子部品供給装置の一般的な構成について説明する。
(一般的な電子部品搬送体)
図1乃至図3に示すように、電子部品搬送体1は、キャリアテープ2とトップカバーテープ3とボトムテープ4とからなる。キャリアテープ2は、紙製であり、長手方向に所定のピッチの複数の貫通穴5と送り孔7が形成されている。尚、貫通穴5のピッチと送り孔7のピッチは異なる。
(一般的な電子部品搬送体)
図1乃至図3に示すように、電子部品搬送体1は、キャリアテープ2とトップカバーテープ3とボトムテープ4とからなる。キャリアテープ2は、紙製であり、長手方向に所定のピッチの複数の貫通穴5と送り孔7が形成されている。尚、貫通穴5のピッチと送り孔7のピッチは異なる。
そして、キャリアテープ2の下面に、貫通穴5を塞ぐように、アセテート製のボトムテープ4が貼り付けられている。このため、キャリアテープ2の貫通穴5とボトムテープ4によりポケット(収納部)25が形成されている。このポケット25の各々にチップ形電子部品6が収納されている。
そして、キャリアテープ2の上面には、ポケット25を塞ぐように樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンの2層構造)製のトップカバーテープ3が貼り付けられ、電子部品搬送体1からチップ形電子部品6が落下しないようになっている。かかる構成の電子部品搬送体1は、樹脂または紙製のリール8に巻かれて供給されるのが一般的である。
(一般的な電子部品供給装置)
前記した電子部品搬送体1をセットして用いる一般的な電子部品供給装置は、特開平05−21987号公報、特開平9−186487号公報、特開平11−46089号公報等に記載されたものの他、電子部品実装機メーカーから市販されているものを示すことができる。以下にその一例を説明する。
前記した電子部品搬送体1をセットして用いる一般的な電子部品供給装置は、特開平05−21987号公報、特開平9−186487号公報、特開平11−46089号公報等に記載されたものの他、電子部品実装機メーカーから市販されているものを示すことができる。以下にその一例を説明する。
図4は、電子部品供給装置9に、電子部品搬送体1を巻いたリール8をセットした状態を示した正面図である。
電子部品供給装置9の本体16の後端部には軸10が固定されている。この軸10にリール8の中央部にあけられた孔11を挿入することにより、リール8は、電子部品供給装置9の本体16に対して回転可能に支持される。
電子部品供給装置9の本体16の後端部には軸10が固定されている。この軸10にリール8の中央部にあけられた孔11を挿入することにより、リール8は、電子部品供給装置9の本体16に対して回転可能に支持される。
電子部品搬送体1は、本体16の先端部26において電子部品搬送体1を所定ピッチずつ送る図示しないスプロケットに取り付けられている。具体的には、スプロケットに設けられた複数の係合刃が電子部品搬送体1の送り孔7に挿入されている。そして、図示しない電子部品実装装置から供給されるエアー、電気等で動作する駆動機構により間欠的に回転するスプロケットの動作によって、電子部品搬送体1はリール8から引き出される。
電子部品供給装置9の本体16の先端部26には、テープ剥離部としての板12が取り付けられており、この板12により、リール8から引き出された電子部品搬送体1の上面に貼り付けられたトップカバーテープ3がキャリアテープ2の上面から剥離される。そして、キャリアテープ2の上面から剥離されたトップカバーテープ3は、本体16の略中央部に取り付けられた巻き取りリール13により巻き取られる。
板12によりトップカバーテープ3を剥離されたキャリアテープ2は、電子部品供給装置9の本体16の先端部26に取り付けられたスプロケットの形状に沿って円弧状に彎曲し、電子部品供給装置9の本体16の略中央下部から排出される。
尚、電子部品搬送体1の搬送(スプロケットの間欠駆動)および剥離したトップカバーテープ3の巻き取りリール13での巻き取りは、本体16に取り付けられた図示しないエアシリンダ等の駆動機構を用いて行なわれる。
また、電子部品供給装置9の下面には2本の位置決めピン15が付いており、この2本の位置決めピン15を後述する電子部品実装装置の位置決め穴に挿入することにより、電子部品供給装置9を電子部品実装装置にセットすることができる。
〔電子部品実装装置〕
図5および図6に示すように、本発明に係る電子部品実装装置50は、前記した電子部品搬送体1を用いてテーピングされた電子部品6を供給する電子部品供給装置51と、電子部品供給装置51により供給された電子部品6を吸着する吸着ノズル52と、吸着ノズル52により吸着された電子部品6を実装するプリント配線基板(ベアボード)53を搬送し、定位置に固定する基板搬送装置54と、吸着ノズル52を上下動作及び回転動作させる機構を有するヘッド55と、ヘッド55をX軸方向およびY軸方向の任意の位置に位置決めさせるXYロボット56と、吸着ノズル52によって吸着した電子部品6の裏面中心と吸着ノズル52の先端中心とのずれ量を、X軸方向およびY軸方向のそれぞれについて測定する測定装置57と、測定装置57によって測定されたずれ量を記憶する記憶装置58と、記憶装置58に記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出する演算装置59と、演算装置59によって演算された平均値および工程能力指数に応じて、後述する加湿装置31および/または後述する送風装置32を動作させる制御装置60とを備えたものである。
図5および図6に示すように、本発明に係る電子部品実装装置50は、前記した電子部品搬送体1を用いてテーピングされた電子部品6を供給する電子部品供給装置51と、電子部品供給装置51により供給された電子部品6を吸着する吸着ノズル52と、吸着ノズル52により吸着された電子部品6を実装するプリント配線基板(ベアボード)53を搬送し、定位置に固定する基板搬送装置54と、吸着ノズル52を上下動作及び回転動作させる機構を有するヘッド55と、ヘッド55をX軸方向およびY軸方向の任意の位置に位置決めさせるXYロボット56と、吸着ノズル52によって吸着した電子部品6の裏面中心と吸着ノズル52の先端中心とのずれ量を、X軸方向およびY軸方向のそれぞれについて測定する測定装置57と、測定装置57によって測定されたずれ量を記憶する記憶装置58と、記憶装置58に記憶された複数のずれ量のデータに基づいてX軸方向とY軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出する演算装置59と、演算装置59によって演算された平均値および工程能力指数に応じて、後述する加湿装置31および/または後述する送風装置32を動作させる制御装置60とを備えたものである。
ここで、図6および図7に示すように、X軸、Y軸については、電子部品搬送体1のポケット25の中心をY軸およびX軸の原点とし、電子部品搬送体1の搬送方向下流側をY軸のプラス側、上流側をY軸のマイナス側とし、電子部品搬送体1を搬送する送り孔7の無い側をX軸のプラス側、送り孔7の有る側をX軸のマイナス側に設定する。また、Z軸は、鉛直方向上側をプラス側、鉛直方向下側をマイナス側に設定する。
〔電子部品供給装置〕
本発明で用いる電子部品供給装置51は、基本的には前記した一般的な電子部品供給装置9と構成が同一である。以下に本発明で用いる電子部品供給装置51について説明するが、前記した一般的な電子部品供給装置9と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
本発明で用いる電子部品供給装置51は、基本的には前記した一般的な電子部品供給装置9と構成が同一である。以下に本発明で用いる電子部品供給装置51について説明するが、前記した一般的な電子部品供給装置9と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
本発明に係る電子部品供給装置51の従来の電子部品供給装置9との主な相違点は、図5、図6および図8に示すように、電子部品供給装置51にセットしたリール8の全体を覆うカバー34が電子部品供給装置51の本体16に固定され、このカバー34の内部のリール8に巻かれた電子部品搬送体1を加湿する加湿装置31が固定された点と、電子部品を徐電するために、電子部品にイオンを含むエアーを直接吹き付ける送風装置32が電子部品実装装置のカバーの内側にブラケットを介して固定された点のみである。
また、図8に示すように、電子部品供給装置51のカバー34には蓋36が設けられており、この蓋36には蝶番35が複数取り付けられている。このため、カバー34へのリール8の出し入れは、蓋36の開閉により容易にできる。そして、カバー34には、開口部37が設けられており、この開口部37から電子部品搬送体1がカバー34の外部に引き出される。かかる構成により、加湿装置31を動作させると、略密閉されたカバー34の内部が加湿されるので、リール8に巻かれた電子部品搬送体1を加湿することができる。このため、電子部品搬送体1の静電気の帯電量を減らすことができ、ひいては電子部品搬送体1のポケット25内部の電子部品6の帯電量を減らすことができる。
また、電子部品供給装置51の把持部14(電子部品実装装置の吸着パッドが電子部品を吸着する箇所)に向けてイオンを含むエアーが当たるように、電子部品実装装置50のカバーの内部には送風装置32が設けられている。図8に、電子部品供給装置における把持部14と送風装置32の位置関係を示した。図8において送風装置32の風が出る口は、電子部品供給装置51の把持部14に向けられており、両者の直線距離は約70cmである。
かかる構成により、トップカバーテープ3が剥がされ、上面が外気に触れた電子部品6に対して、送風装置32から出射したイオンを含むエアーを直接吹き付けることができる。このため、電子部品搬送体1のポケット25内部の電子部品6の帯電量を減らすことができる。
〔電子部品実装装置の制御〕
前記した構成の本発明に係る電子部品実装装置50は、以下のようにして制御される。すなわち、まず、電子部品供給装置51により把持部14までポケット25の内部に電子部品6が収納されている電子部品搬送体1が搬送される。そして、電子部品実装装置51のXYロボット56によりヘッド55がポケット25の真上に位置決めされた後、ヘッド55の吸着ノズル52がZ軸のマイナスの向きに下降し、吸着ノズル52の先端で電子部品6が吸着され、吸着ノズル52がZ軸のプラスの向きに上昇される。
前記した構成の本発明に係る電子部品実装装置50は、以下のようにして制御される。すなわち、まず、電子部品供給装置51により把持部14までポケット25の内部に電子部品6が収納されている電子部品搬送体1が搬送される。そして、電子部品実装装置51のXYロボット56によりヘッド55がポケット25の真上に位置決めされた後、ヘッド55の吸着ノズル52がZ軸のマイナスの向きに下降し、吸着ノズル52の先端で電子部品6が吸着され、吸着ノズル52がZ軸のプラスの向きに上昇される。
そして、XYロボット56により吸着ノズル52が測定装置57の真上に位置決めされた後、測定装置57により、吸着ノズル52により吸着された電子部品6の裏面中心と吸着ノズル52の先端中心とのずれ量がX軸方向とY軸方向のそれぞれについて測定される。
ここで、測定装置57は、吸着ノズル52によって吸着された電子部品6の画像を撮像するラインセンサである部品撮像手段と、この部品撮像手段にて取り込んだ電子部品6の画像を解析し、電子部品6の吸着状態(電子部品6の裏面中心と吸着ノズル52の先端中心とのずれ量)を測定する部品測定手段とを含むものである。
具体的には、電子部品供給装置51の把持部14におけるポケット25内の電子部品6の位置が図9に示すようにY軸のマイナス(−)側およびX軸のマイナス(−)側にずれている場合、吸着ノズル52は、Y軸とX軸の原点(ポケットの中心)に位置決めされるので、電子部品6の中央部(裏面中心)からずれた位置を吸着することになる。その後、XYロボット56によりこの吸着ノズル52を測定装置57上に位置決めすると、測定装置57は、図10に示すようにX軸方向のずれ量=−aと、Y軸方向のずれ量=−bを測定することができる。
尚、図10は、測定装置57の部品撮像手段により撮像した電子部品6を示したものであり、33が電子部品6の裏面中心、41が吸着ノズル52の先端40の中心である。説明を分かりやすくするため、図10においてポケット25を二点鎖線で示した。
その後、かかる測定データ、すなわちずれ量(X、Y)=(−a、−b)をXYロボット56により補正して電子部品6をプリント配線基板53に実装する。つまり、プリント配線基板53における実装ポイントAの座標が(XA、YA)=(α、β)である場合、(X、Y)=(α+a、β+b)を実際の実装ポイントに補正して吸着ノズル52を位置決めし、電子部品6を実装する。
このように、電子部品実装装置50は、前記した電子部品6の吸着から実装までの一連の工程を繰り返して行う。本発明は、この一連の工程の中で毎回測定装置57により測定されるずれ量のデータを記憶装置58に蓄積し、その蓄積されたずれ量のデータを、演算装置59によりY軸方向とX軸方向のデータのそれぞれについて平均値および工程能力指数を算出し、この算出された平均値および工程能力指数に基づいて前記した加湿装置31および/または送風装置32を制御装置60により動作させる点に特徴がある。
より具体的には、演算装置59により演算されたY軸方向の平均値がマイナスであり、かつ、Y軸方向の工程能力指数が設定値(例えば、CpK=0.5)以下のときは、制御装置60が送風装置32を動作させる。そうすると、その後に吸着される電子部品6は、送風装置32により除電されるので、Y軸方向のずれ量が少なくなり、工程能力指数が大きくなる。つまり、送風装置32により電子部品6に直接イオンを含むエアーを吹き付けて除電することにより電子部品6は、Y軸方向について、電子部品搬送体1のポケット25の中心寄りに位置するようになる。このため、電子部品実装装置50の吸着ノズル52の吸着ミスが低減する。
また、演算装置59により演算されたX軸方向の平均値がマイナスであり、かつ、X軸方向の工程能力指数が設定値(例えば、CpK=0.5)以下のときは、制御装置60が加湿装置31を動作させる。そうすると、電子部品搬送体1は除電され電子部品6も除電されるので、X軸方向のずれ量が少なくなり、工程能力指数が大きくなる。つまり、加湿装置31により電子部品搬送体1を加湿して除電することにより電子部品6は、X軸方向について、電子部品搬送体1のポケット25の中心寄りに位置するようになるので、吸着ノズル52の電子部品6の吸着ミスが低減する。
〔工程能力指数〕
工程能力とは、定められた規格限度内で製品を生産できる能力のことをいう。そして、工程能力指数とは、この工程能力の評価を行う指標であり、一般にCp(Process Capability)の記号が用いられる。工程能力指数は、記憶装置58に記憶された複数の電子部品6のX軸方向およびY軸方向のずれ量のデータを用いて、以下の式で演算装置59により計算される。尚、σは、標準偏差である。
工程能力とは、定められた規格限度内で製品を生産できる能力のことをいう。そして、工程能力指数とは、この工程能力の評価を行う指標であり、一般にCp(Process Capability)の記号が用いられる。工程能力指数は、記憶装置58に記憶された複数の電子部品6のX軸方向およびY軸方向のずれ量のデータを用いて、以下の式で演算装置59により計算される。尚、σは、標準偏差である。
(1)上限規格のみの場合
Cpu=(上限規格値−平均値)÷3×σ
(2)下限規格のみの場合
Cpl=(下限規格値−平均値)÷3×σ
(3)両側規格の場合
CpuとCplの小さい方の値
上記(1)から(3)のいずれの場合もCpKの記号で表示される場合が多い。
Cpu=(上限規格値−平均値)÷3×σ
(2)下限規格のみの場合
Cpl=(下限規格値−平均値)÷3×σ
(3)両側規格の場合
CpuとCplの小さい方の値
上記(1)から(3)のいずれの場合もCpKの記号で表示される場合が多い。
実際に測定した対象物の平均値(標本平均)は、許される誤差の範囲(規格幅)の中心と異なる場合が多く、この場合の正規分布を表すために、本発明においては工程能力指数としてCpKを用いた。工程能力指数CpKは、別言すると、標本平均と近い方の規格値(下限または上限)との差を,標準偏差の3倍(3σ)で割った値である。
平均値のずれは、電子部品供給装置の取り付けガタが原因となっていることも考えられるが、取り付けガタが原因である場合は、ばらつき(Cp値)は悪くならないため、この点からもCpではなく、CpKで見る必要がある。
本発明においては、キャリアテープ2のポケット25と電子部品6のクリアランスがX軸方向、Y軸方向それぞれの規格値となる。
本発明においては、キャリアテープ2のポケット25と電子部品6のクリアランスがX軸方向、Y軸方向それぞれの規格値となる。
〔チップ形電子部品の吸着テスト結果〕
以下に、電子部品供給装置51を搭載した図5および図6に示した本発明に係る電子部品実装装置50(ヤマハ発動機社製YG−100RB)を用いて、チップ形電子部品(KOA株式会社製RK73B1ETTP)の吸着テストを実施した結果を示す。送風装置32はキーエンス社製の除電器SJ−R060、加湿装置は三菱電機社製SV−DK807を用いた。尚、KOA株式会社製RK73B1ETTPの上限規格はX軸方向、Y軸方向共に+0.075mm、下限規格は−0.075mmである。
以下に、電子部品供給装置51を搭載した図5および図6に示した本発明に係る電子部品実装装置50(ヤマハ発動機社製YG−100RB)を用いて、チップ形電子部品(KOA株式会社製RK73B1ETTP)の吸着テストを実施した結果を示す。送風装置32はキーエンス社製の除電器SJ−R060、加湿装置は三菱電機社製SV−DK807を用いた。尚、KOA株式会社製RK73B1ETTPの上限規格はX軸方向、Y軸方向共に+0.075mm、下限規格は−0.075mmである。
(比較例)
前記したKOA社製電子部品が収納された電子部品搬送体を乾燥させたサンプルを用いて、加湿装置31および送風装置32を動作させないで(OFF)、前記した電子部品実装装置50により1000ショット以上の実験を複数回行なった。乾燥させたサンプルを用いた理由は、電子部品搬送体が乾燥していると、一般に吸着ミスが発生し易いからである。
前記したKOA社製電子部品が収納された電子部品搬送体を乾燥させたサンプルを用いて、加湿装置31および送風装置32を動作させないで(OFF)、前記した電子部品実装装置50により1000ショット以上の実験を複数回行なった。乾燥させたサンプルを用いた理由は、電子部品搬送体が乾燥していると、一般に吸着ミスが発生し易いからである。
その結果、10085ショットで、吸着ミスが14回発生し、吸着成功率は、99.861%であった。記憶装置58に記憶した10085ショットのデータに基づいて演算装置により算出した結果を表1の比較例の欄に示した。
尚、ショットとは、電子部品実装装置の吸着パッドにより電子部品を吸着した回数をいう。また、表においてMAXは最大値、MINは最小値の意味である。
表1により、X軸方向の平均値が−0.083mm〜−0.068mm、X軸方向の工程能力指数CpKが−0.07〜0.06、Y軸方向の平均値が−0.073mm〜−0.037mm、Y軸方向の工程能力指数CpK=0.00〜0.27であることが分かる。つまり、平均値がX軸方向とY軸方向共にマイナスであり、工程能力指数がX軸方向とY軸方向共に悪い(設定値0.5以下である)ことがわかる。
表1により、X軸方向の平均値が−0.083mm〜−0.068mm、X軸方向の工程能力指数CpKが−0.07〜0.06、Y軸方向の平均値が−0.073mm〜−0.037mm、Y軸方向の工程能力指数CpK=0.00〜0.27であることが分かる。つまり、平均値がX軸方向とY軸方向共にマイナスであり、工程能力指数がX軸方向とY軸方向共に悪い(設定値0.5以下である)ことがわかる。
加湿装置31の効果をみるために、加湿装置31を動作(ON)させ、送風装置32を動作させないで(OFF)、前記した比較例の電子部品搬送体を用いて前記した電子部品実装装置50により1000ショット以上の実験を複数回実施した。その結果、5996ショットで吸着ミスが6回発生し、吸着成功率は、99.900%であった。記憶装置58に記憶した5996ショットのデータに基づいて演算装置59により算出した結果を表1の実施例1の欄に示した。表1により、X軸方向のずれ量が低減し、かつ、X軸方向の工程能力指数が改善(CpK=0.55〜0.69)されていることが分かる。
送風装置32の効果をみるために、送風装置32を動作(ON)させ、加湿装置31を動作させないで(OFF)、前記した比較例の電子部品搬送体を用いて1000ショット以上の実験を複数回実施した。その結果、合計5544ショットで吸着ミスが1回発生し、吸着成功率は、99.982%であった。記憶装置58に記憶した合計5544ショットのデータに基づいて演算装置59により算出した結果を表1の実施例2の欄に示した。表1により、Y軸方向のずれ量が低減し、かつ、Y軸方向の工程能力指数が改善(CpK=0.93〜1.10)されていることが分かる。
以上の実施例1および実施例2により、加湿装置31はX軸方向のずれ量の平均値を0に近づけ、工程能力指数を向上させて吸着成功率を向上させる効果があるのが分かる。また、送風装置32はY軸方向のずれ量の平均値を0に近づけ、工程能力指数を向上させて吸着成功率を向上させる効果があることがわかる。
つまり、本発明に係る電子部品実装装置50を通常動作させ、記憶装置58に記憶した複数のデータに基づいて演算装置59によりX軸方向、Y軸方向それぞれのずれ量の平均値および工程能力指数を演算した結果、X軸方向の工程能力指数(CpK)は問題無い(例えば、設定値0.5よりも大きい)が、Y軸方向の平均値がマイナス側にずれており、かつY軸方向の工程能力指数(CpK)が悪い(例えば、設定値CpKが0.5以下)ときは、制御装置60が送風装置32を動作させれば電子部品が除電され、Y軸方向のずれが改善される。
また、本発明に係る電子部品実装装置50を通常動作させ、記憶装置58に記憶した複数のデータに基づいて演算装置59によりX軸方向、Y軸方向それぞれのずれ量の平均値および工程能力指数を演算した結果、Y軸方向の工程能力指数(CpK)は問題無い(例えば、設定値0.5よりも大きい)が、X軸方向の平均値がマイナス側にずれており、かつX軸方向の工程能力指数(CpK)が悪い(例えば、設定値CpKが0.5以下)ときは、制御装置60が加湿装置31を動作させれば電子部品が除電され、X軸方向のずれが改善される。
本実施例3は、本発明に係る電子部品実装装置50を通常動作させた場合である。すなわち、記憶装置58に記憶した複数のデータに基づいて演算装置59によりX軸方向、Y軸方向それぞれの工程能力指数を演算した結果、両者共に工程能力指数が0.5以下であったため(比較例)、制御装置60が加湿装置31および送風装置32を動作(ON)させた場合である。
本実施例3では、前記した比較例で用いた電子部品搬送体を電子部品実装装置50にセットし、1000ショット以上の実験を複数回実施した。その結果、5996ショットで吸着ミスが1回発生し、吸着成功率は、99.983%であった。記憶装置58に記憶した5996ショットのデータに基づいて演算装置59により算出した結果を表1の実施例3の欄に示した。表1により、X軸方向およびY軸方向のずれ量の平均値が共に低減し、X軸方向の工程能力指数が改善(CpK=0.61〜0.82)され、かつ、Y軸方向の工程能力指数が改善(CpK=1.10〜1.15)されていることが分かる。
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
前記した実施例においては、図1乃至図3に示したように電子部品搬送体1として、キャリアテープ2とトップカバーテープ3とボトムテープ4とからなるものを示した、つまり、キャリアテープの収納部がキャリアテープにあけた貫通孔の側面とボトムテープにより形成されるものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、電子部品搬送体1が、凹部が形成されたキャリアテープ2とトップカバーテープ3とから構成され、ボトムテープの無いものであっても良い。
また、工程能力指数(CpK)の設定値は、0.5以外であっても良い。ただし、高い吸着成功率を維持するためには、工程能力指数(CpK)の設定値は、0.67以下であることが望ましい。
本発明は、プリント配線基板に電子部品を実装するために用いる電子部品実装装置および電子部品実装方法に用いることができる。
1 電子部品搬送体
2 キャリアテープ
3 トップカバーテープ
5 貫通穴
6 チップ形電子部品
8 リール
9 電子部品供給装置
31 加湿装置
32 送風装置
50 電子部品実装装置
51 電子部品供給装置
52 吸着ノズル
57 測定装置
58 記憶装置
59 演算装置
60 制御装置
2 キャリアテープ
3 トップカバーテープ
5 貫通穴
6 チップ形電子部品
8 リール
9 電子部品供給装置
31 加湿装置
32 送風装置
50 電子部品実装装置
51 電子部品供給装置
52 吸着ノズル
57 測定装置
58 記憶装置
59 演算装置
60 制御装置
Claims (4)
- 電子部品搬送体を搬送すると共に、該電子部品搬送体のポケット内の電子部品を供給する電子部品供給装置と、
前記電子部品搬送体の搬送方向と平行なY軸方向、および該Y軸方向と垂直なX軸方向の少なくとも2方向に水平移動可能であって、前記電子部品供給装置により供給された前記電子部品の表面を吸着する吸着ノズルと、
該吸着ノズルにより吸着された前記電子部品の裏面中心と前記ノズルの先端中心とのずれ量を、前記X軸方向と前記Y軸方向のそれぞれについて測定する測定装置と、
前記ずれ量を記憶する記憶装置と、
該記憶装置に記憶された複数の前記ずれ量のデータに基づいて前記X軸方向と前記Y軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出する演算装置と、
該平均値および該工程能力指数に応じて、前記電子部品搬送体を加湿する加湿装置および/または前記電子部品に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置を動作させる制御装置とを備えた電子部品実装装置 - 前記電子部品搬送体の前記ポケットの中心を前記Y軸および前記X軸の原点とし、
前記電子部品搬送体の搬送方向下流側を前記Y軸のプラス側、上流側を前記Y軸のマイナス側とし、
前記電子部品搬送体を搬送する送り孔の無い側を前記X軸のプラス側、該送り孔のある側を前記X軸のマイナス側と設定した場合に、
前記Y軸の前記平均値がマイナスであり、かつ前記工程能力指数が設定値以下のときは、前記制御装置が前記送風装置を動作させ、
前記X軸の前記平均値がマイナスであり、かつ前記工程能力指数が設定値以下のときは、前記制御装置が前記加湿装置を動作させる請求項1に記載の電子部品実装装置 - 電子部品搬送体を搬送すると共に、該電子部品搬送体のポケット内の電子部品を供給し、
前記電子部品搬送体の搬送方向と平行なY軸方向、および該Y軸方向と垂直なX軸方向の少なくとも2方向に水平移動可能であって、供給された前記電子部品の表面を吸着ノズルにより吸着し、
該吸着ノズルにより吸着された前記電子部品の裏面中心と前記ノズルの先端中心とのずれ量を、前記X軸方向と前記Y軸方向のそれぞれについて測定すると共に該ずれ量を記憶し、
記憶された複数の前記ずれ量のデータに基づいて前記X軸方向と前記Y軸方向のそれぞれの平均値および工程能力指数を算出し、
該平均値および該工程能力指数に応じて、前記電子部品搬送体を加湿する加湿装置および/または前記電子部品に直接イオンを含むエアーを吹き付ける送風装置を動作させる電子部品実装方法 - 前記電子部品搬送体の前記ポケットの中心を前記Y軸および前記X軸の原点とし、
前記電子部品搬送体の搬送方向下流側を前記Y軸のプラス側、上流側を前記Y軸のマイナス側とし、
前記電子部品搬送体を搬送する送り孔の無い側を前記X軸のプラス側、該送り孔のある側を前記X軸のマイナス側と設定した場合に、
前記Y軸の前記平均値がマイナスであり、かつ前記工程能力指数が設定値以下のときは、前記制御装置が前記送風装置を動作させ、
前記X軸の前記平均値がマイナスであり、かつ前記工程能力指数が設定値以下のときは、前記制御装置が前記加湿装置を動作させる請求項3に記載の電子部品実装方法
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JP2009149254A JP2011009315A (ja) | 2009-06-24 | 2009-06-24 | 電子部品実装装置および電子部品実装方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017026325A (ja) * | 2015-07-15 | 2017-02-02 | 富士機械製造株式会社 | 検査装置 |
WO2018134864A1 (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | ヤマハ発動機株式会社 | 部品実装装置 |
JP2019207254A (ja) * | 2019-08-05 | 2019-12-05 | 株式会社Fuji | 検査装置および検査方法 |
-
2009
- 2009-06-24 JP JP2009149254A patent/JP2011009315A/ja active Pending
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