JP2016152236A - Component mounting apparatus and component mounting method - Google Patents

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利彦 永冶
Toshihiko Nagaya
利彦 永冶
弘之 藤原
Hiroyuki Fujiwara
弘之 藤原
浩二 桜井
Koji Sakurai
浩二 桜井
直樹 東
Naoki Azuma
直樹 東
涼太 井上
Ryota Inoue
涼太 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component mounting apparatus and a component mounting method capable of precisely recognizing the position of an insertion hole while preventing increase in device cost and device size.SOLUTION: The component mounting apparatus includes: a board transfer mechanism 2 for positioning a board 3 (board positioning part); a support plate 21 on which a bottom support pin module 22 (bottom support pin) is disposed for supporting the bottom face of the board 3 positioned by the board transfer mechanism 2; an illumination unit 12a which is disposed above the board 3 to emit light downward; and a reflection module 30 (reflection member) which is detachably disposed on the support plate 21 to reflect upward the light emitted from the illumination unit 12a. The reflection module 30 is disposed below an insertion hole H which is formed in the board 3 positioned by the board transfer mechanism 2.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、挿入部品を基板に実装する部品実装装置および部品実装方法に関するものである。   The present invention relates to a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting an insertion component on a substrate.

挿入部品を基板に実装した実装基板を製造する部品実装装置は、基板に設けられた挿入部品のリードを挿入するための挿入孔の位置を認識し、その認識結果に基づいて挿入部品を基板に挿入している。挿入孔を認識する際には、挿入孔を精度良く認識するため、基板の下方から挿入孔に向けて光を照射することが行われている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された画像認識装置は、挿入孔に向けて光を照射する照明を基板の下方に、挿入孔を撮像するラインセンサを基板の上方に設け、ラインセンサと照明を等速で移動させながら基板全面で挿入孔の位置を認識している。   A component mounting apparatus that manufactures a mounting board in which an insertion component is mounted on a board recognizes the position of an insertion hole for inserting a lead of the insertion part provided on the board, and the insertion part is placed on the board based on the recognition result. Inserting. When recognizing the insertion hole, in order to recognize the insertion hole with high accuracy, light is irradiated from below the substrate toward the insertion hole (see, for example, Patent Document 1). In the image recognition device described in Patent Document 1, illumination for irradiating light toward the insertion hole is provided below the substrate, a line sensor for imaging the insertion hole is provided above the substrate, and the line sensor and illumination are at a constant speed. The position of the insertion hole is recognized on the entire surface of the substrate while being moved.

特開平10−4296号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-4296

近年、挿入部品と、表面実装部品とが一つの基板に混載された実装基板(以下「混載実装基板」と称す。)の製造が行われている。このような混載実装基板は表面実装部品用の部品実装装置にて製造されているが、この部品実装装置でも挿入孔の位置を精度良く認識する必要がある。しかしながら、表面実装部品用の部品実装装置と、従来の挿入部品用の部品実装装置とは構造が大きく異なる。そのため、特許文献1の挿入孔の認識のための照明機構を部品実装装置にそのまま設けることは、装置コスト、装置サイズの増大等の問題で困難であった。   In recent years, a mounting board in which an insertion component and a surface mounting component are mixedly mounted on a single substrate (hereinafter referred to as “mixed mounting substrate”) has been manufactured. Such a mixed mounting board is manufactured by a component mounting apparatus for surface mounting components, but it is necessary to accurately recognize the position of the insertion hole also in this component mounting apparatus. However, the structure of the component mounting apparatus for surface mounting components and the conventional component mounting apparatus for insertion components are greatly different. For this reason, it is difficult to provide the illumination mechanism for recognizing the insertion hole of Patent Document 1 as it is in the component mounting apparatus due to problems such as apparatus cost and increase in apparatus size.

そこで本発明は、装置コスト、装置サイズの増大を抑制しつつ、精度良く挿入孔の位置を認識できる、挿入部品を基板に実装する部品実装装置および部品実装方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a component mounting apparatus and a component mounting method for mounting an insertion component on a substrate, which can accurately recognize the position of the insertion hole while suppressing an increase in device cost and device size.

本発明の部品実装装置は、基板を位置決めする基板位置決め部と、前記基板位置決め部で位置決めされた前記基板の下面を支持する下受けピンが配置される支持プレートと、前記基板の上方に配置され、下方に向けて光を照射する照射部と、前記支持プレートに着脱自在に配置され、前記照射部から照射される光を上方に反射する反射部材と、を備え、前記反射部材は、前記基板位置決め部で位置決めされた前記基板に設けられた挿入孔の下方に配置される。   A component mounting apparatus according to the present invention is disposed above a board, a board positioning part that positions the board, a support plate on which a lower receiving pin that supports the lower surface of the board positioned by the board positioning part is disposed. An irradiating unit that irradiates light downward, and a reflective member that is detachably disposed on the support plate and reflects light emitted from the irradiating unit upward, the reflective member including the substrate It arrange | positions under the insertion hole provided in the said board | substrate positioned by the positioning part.

本発明の部品実装方法は、位置決めされた基板の下面を支持する下受けピンを、支持プレートに配置する下受けピン配置工程と、前記位置決めされた基板の上方に配置されて下方に向けて光を照射する照射部から照射される光を上方に反射する反射部材を、前記支持プレートに配置する反射部材配置工程とを含み、前記反射部材配置工程において、前記反射部材を、前記位置決めされた基板に設けられた挿入孔の下方に配置する。   The component mounting method according to the present invention includes a lower receiving pin arrangement step of arranging a lower receiving pin for supporting a lower surface of a positioned board on a support plate, and an upper side of the positioned board and light downwardly. A reflection member arranging step of arranging, on the support plate, a reflection member that reflects light irradiated from the irradiation unit that irradiates the reflection plate, and in the reflection member arrangement step, the reflection member is placed on the positioned substrate. It arrange | positions under the insertion hole provided in.

本発明によれば、装置コストと装置サイズを抑制しつつ、精度よく挿入孔の位置を認識できる。   According to the present invention, the position of the insertion hole can be recognized with high accuracy while suppressing the device cost and the device size.

本発明の実施の形態の部品実装装置の構成を示す平面図The top view which shows the structure of the component mounting apparatus of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の部品実装装置における基板搬送機構および基板保持部の構成説明図Structure explanatory drawing of the board | substrate conveyance mechanism and board | substrate holding | maintenance part in the component mounting apparatus of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の部品実装装置の基板保持部に配置される(a)下受けピンモジュールの構成説明図、(b)反射モジュールの構成説明図(A) Configuration explanatory diagram of a receiving pin module, (b) Configuration explanatory diagram of a reflection module, which is arranged on a board holding portion of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態の部品実装装置の基板保持部に配置される(a)下受けピンモジュールの配置作業の説明図、(b)反射モジュールの配置作業の説明図(A) Explanatory drawing of arrangement | positioning operation | work of receiving pin module arrange | positioned at the board | substrate holding part of the component mounting apparatus of embodiment of this invention, (b) Explanatory drawing of arrangement | positioning operation | work of a reflection module 本発明の実施の形態の部品実装装置における挿入孔の撮像作業を説明する(a)部分断面図、(b)部分平面図The (a) partial sectional view explaining the imaging operation of the insertion hole in the component mounting device of an embodiment of the invention, (b) partial top view 本発明の実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the control system of the component mounting apparatus of embodiment of this invention 本発明の実施の形態の部品実装装置による部品実装作業を示すフローチャートThe flowchart which shows the component mounting operation | work by the component mounting apparatus of embodiment of this invention

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下、基板搬送方向(図1の紙面の左右方向)をX方向、X軸方向と水平面内において直交する方向(図1の紙面の上下方向)をY方向、水平面に直交する方向(図2の紙面の上下方向)をZ方向と定義する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the substrate transport direction (left-right direction of the paper surface of FIG. 1) is the X direction, the X-axis direction is orthogonal to the horizontal plane (the vertical direction of the paper surface of FIG. 1), the Y direction, and the horizontal direction (FIG. 2). The vertical direction) is defined as the Z direction.

まず図1を参照して、部品実装装置1の全体構成を説明する。部品実装装置1は基板保持部に保持された基板に部品を実装する機能を有している。図1において、基台1aの中央部には、基板搬送機構2がX方向に沿って配設されている。基板搬送機構2は、上流側から搬入された部品実装作業の対象となる基板3を搬送し、以下に説明する部品実装機構により部品実装作業が行われる実装作業位置に位置決めして保持する機能を備えている。すなわち基板搬送機構2は、基板3を実装作業位置に位置決めする基板位置決め部となる。   First, the overall configuration of the component mounting apparatus 1 will be described with reference to FIG. The component mounting apparatus 1 has a function of mounting components on a board held by a board holding unit. In FIG. 1, the board | substrate conveyance mechanism 2 is arrange | positioned along the X direction in the center part of the base 1a. The board transport mechanism 2 has a function of transporting the board 3 that is the target of the component mounting work carried in from the upstream side, and is positioned and held at the mounting work position where the component mounting work is performed by the component mounting mechanism described below. I have. That is, the substrate transport mechanism 2 serves as a substrate positioning unit that positions the substrate 3 at the mounting work position.

基板搬送機構2のY方向に沿った両外側には、実装対象の部品を供給する部品供給部4が配置されている。部品供給部4には、基板3の表面に実装する表面実装部品PSと、リードTTを基板3に設けられた挿入孔Hに挿入して実装する挿入部品PTとを含む複数種類の部品P(図5(a)を参照)が収納されている。一方側の部品供給部4Aには、複数のテープフィーダ5が並列に配置されている。テープフィーダ5は、キャリアテープに保持された部品Pを部品実装機構による取出位置までピッチ送りする機能を有している。   On both outer sides along the Y direction of the substrate transport mechanism 2, component supply units 4 that supply components to be mounted are arranged. The component supply unit 4 includes a plurality of types of components P (including a surface mount component PS to be mounted on the surface of the substrate 3 and an insert component PT to be mounted by inserting the lead TT into an insertion hole H provided in the substrate 3. (See FIG. 5A). A plurality of tape feeders 5 are arranged in parallel in the one-side component supply unit 4A. The tape feeder 5 has a function of pitch-feeding the component P held on the carrier tape to the take-out position by the component mounting mechanism.

他方側の部品供給部4Bには、トレイフィーダ6が配置されている。トレイフィーダ6は、部品Pを収納したトレイ6aを部品実装機構による取出位置に供給する。基台1a上面のX方向の一方の端部には、Y軸移動テーブル7が配設されている。Y軸移動テーブル7には、2つのX軸移動テーブル8A,8BがY方向にスライド自在に結合されている。X軸移動テーブル8A,8Bには、それぞれ実装ヘッド9がX方向にスライド自在に装着されている。   A tray feeder 6 is arranged in the component supply unit 4B on the other side. The tray feeder 6 supplies the tray 6a in which the component P is stored to the take-out position by the component mounting mechanism. A Y-axis moving table 7 is disposed at one end in the X direction on the upper surface of the base 1a. Two X-axis movement tables 8A and 8B are coupled to the Y-axis movement table 7 so as to be slidable in the Y direction. A mounting head 9 is mounted on each of the X-axis moving tables 8A and 8B so as to be slidable in the X direction.

実装ヘッド9は、複数の単位保持ヘッド10より成る多連型ヘッドである。単位保持ヘッド10の下端部には、ノズルホルダに装着された部品吸着用の吸着ノズル10a(図5参照)が装着されている。吸着ノズル10aは、テープフィーダ5またはトレイ6aから実装対象の部品Pを真空吸着して保持する。Y軸移動テーブル7およびX軸移動テーブル8A,8Bは実装ヘッド9を移動させるヘッド移動機構を構成する。   The mounting head 9 is a multiple head composed of a plurality of unit holding heads 10. At the lower end of the unit holding head 10, a suction nozzle 10a (see FIG. 5) for component suction mounted on the nozzle holder is mounted. The suction nozzle 10a holds the component P to be mounted by vacuum suction from the tape feeder 5 or the tray 6a. The Y-axis moving table 7 and the X-axis moving tables 8A and 8B constitute a head moving mechanism that moves the mounting head 9.

ヘッド移動機構を駆動することにより、実装ヘッド9は部品供給部4と基板保持部2cに位置決め保持された基板3との間で移動する。吸着ノズル10aが昇降することにより、実装ヘッド9は部品供給部4から部品Pを取り出して吸着保持し、吸着保持した部品Pを基板3に実装する。実装ヘッド9および実装ヘッド9を移動させるヘッド移動機構は、部品供給部4から部品Pを取り出して基板3に実装する部品実装機構11を構成する。   By driving the head moving mechanism, the mounting head 9 moves between the component supply unit 4 and the substrate 3 positioned and held by the substrate holding unit 2c. As the suction nozzle 10 a moves up and down, the mounting head 9 takes out the component P from the component supply unit 4 and holds it by suction, and mounts the sucked and held component P on the substrate 3. The head moving mechanism that moves the mounting head 9 and the mounting head 9 constitutes a component mounting mechanism 11 that takes out the component P from the component supply unit 4 and mounts it on the substrate 3.

X軸移動テーブル8A,8Bの下面には、それぞれ実装ヘッド9と一体的に移動する基板認識カメラ12及び照射部12aが装着されている(図5(a)を参照)。ヘッド移動機構を駆動して基板認識カメラ12を基板搬送機構2に保持された基板3の上方へ移動させることにより、基板認識カメラ12は基板3を上方から撮像する。照射部12aは、LEDなどの光を発する光源を備えており、基板の上方に配置されて下方に向けて光を照射する機能を有している。なお、光源としては、LEDの他に蛍光灯や有機EL照明等光を発するものであれば適用可能である。   A substrate recognition camera 12 and an irradiation unit 12a that move integrally with the mounting head 9 are mounted on the lower surfaces of the X-axis moving tables 8A and 8B (see FIG. 5A). By driving the head moving mechanism to move the substrate recognition camera 12 above the substrate 3 held by the substrate transport mechanism 2, the substrate recognition camera 12 images the substrate 3 from above. The irradiation unit 12a includes a light source that emits light, such as an LED, and is disposed above the substrate and has a function of irradiating light downward. As the light source, any light source such as a fluorescent lamp or an organic EL illumination can be used in addition to the LED.

部品供給部4と基板搬送機構2との間には、部品認識カメラ13、第1のノズル収納部14、第2のノズル収納部15が配設されている。部品供給部4から部品を取り出した実装ヘッド9が部品認識カメラ13の上方を所定方向に通過する走査動作を行うことにより、部品認識カメラ13は実装ヘッド9に保持された状態の部品Pを撮像する。   A component recognition camera 13, a first nozzle storage unit 14, and a second nozzle storage unit 15 are disposed between the component supply unit 4 and the substrate transport mechanism 2. The component recognition camera 13 images the component P held by the mounting head 9 by performing a scanning operation in which the mounting head 9 taking out the component from the component supply unit 4 passes above the component recognition camera 13 in a predetermined direction. To do.

第1のノズル収納部14には,単位保持ヘッド10のノズルホルダに装着される吸着ノズル10aが部品種に対応して複数収納保持されている。第2のノズル収納部15には、同様に単位保持ヘッド10のノズルホルダに装着されて、後述する下受けピンモジュールおよび反射モジュールの移載に用いられるピン保持ノズル10b(図4(a)を参照)が収納保持されている。実装ヘッド9が第1のノズル収納部14,第2のノズル収納部15にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、単位保持ヘッド10に装着されるノズルを目的および対象とする部品種に応じて交換することができる。   In the first nozzle storage portion 14, a plurality of suction nozzles 10a mounted on the nozzle holder of the unit holding head 10 are stored and held corresponding to the component types. Similarly, the second nozzle storage unit 15 is provided with a pin holding nozzle 10b (FIG. 4A) that is mounted on the nozzle holder of the unit holding head 10 and is used for transferring a receiving pin module and a reflection module described later. Is stored and held. The mounting head 9 accesses the first nozzle storage portion 14 and the second nozzle storage portion 15 to perform the nozzle replacement operation, so that the nozzle mounted on the unit holding head 10 is in accordance with the purpose and the target component type. Can be exchanged.

図2を参照して、基板搬送機構2の構成および機能について説明する。図2(a)に示すように、基板搬送機構2は並行に配設された2条の搬送レール2aより構成される。搬送レール2aの内側には、コンベア機構2dが搬送方向に沿って設けられている。基板3の両側端部をコンベア機構2dの上面に当接させた状態でコンベア機構2dを駆動することにより、基板3は基板搬送方向に搬送される。   With reference to FIG. 2, the structure and function of the substrate transport mechanism 2 will be described. As shown in FIG. 2A, the substrate transport mechanism 2 is composed of two transport rails 2a arranged in parallel. A conveyor mechanism 2d is provided inside the transport rail 2a along the transport direction. By driving the conveyor mechanism 2d with both end portions of the substrate 3 in contact with the upper surface of the conveyor mechanism 2d, the substrate 3 is transported in the substrate transport direction.

各搬送レール2aの上端には、それぞれ押さえ部材2bが備えられている。基板搬送機構2の中央部には、部品実装機構11による実装作業位置に対応して基板保持部2cが配設されている。基板保持部2cは、昇降機構20と支持プレート21を含んで構成される。昇降機構20は、水平な板状の支持プレート21を昇降(矢印a)させる。   A holding member 2b is provided at the upper end of each transport rail 2a. A substrate holding portion 2 c is disposed at the center of the substrate transport mechanism 2 in correspondence with the mounting work position by the component mounting mechanism 11. The substrate holding part 2 c includes a lifting mechanism 20 and a support plate 21. The elevating mechanism 20 moves the horizontal plate-like support plate 21 up and down (arrow a).

支持プレート21は、アルミニウムなどの非磁性体より成る板部材の上面に鋼板などの磁性体を被覆した構成となっている。支持プレート21の上面には、基板搬送機構2(基板位置決め部)で位置決めされた基板3の下面を支持する下受けピンモジュール22(下受けピン)が配設されている。支持プレート21に当接する下受けピンモジュール22の基部23には、マグネット部材(図示省略)が内蔵されている。   The support plate 21 is configured such that the upper surface of a plate member made of a nonmagnetic material such as aluminum is covered with a magnetic material such as a steel plate. A lower receiving pin module 22 (lower receiving pin) that supports the lower surface of the substrate 3 positioned by the substrate transfer mechanism 2 (substrate positioning unit) is disposed on the upper surface of the support plate 21. A magnet member (not shown) is built in the base 23 of the lower receiving pin module 22 that contacts the support plate 21.

下受けピンモジュール22は、下受け対象となる基板3の下受け位置に応じて支持プレート21上の任意の位置に着脱自在に配置される。配置された下受けピンモジュール22は、基部23に内蔵されたマグネット部材と支持プレート21表面の磁性体との間に作用する引磁力によって支持プレート21に固定される。   The lower receiving pin module 22 is detachably disposed at an arbitrary position on the support plate 21 according to the lower receiving position of the substrate 3 to be received. The arranged lower receiving pin module 22 is fixed to the support plate 21 by attractive force acting between the magnet member built in the base 23 and the magnetic body on the surface of the support plate 21.

なお、下受けピンモジュール22(後述する反射モジュールも同様)の固定形態としては、必ずしもマグネット部材による印磁力を用いた方法には限定されない。例えば、基部23の自重によって下受けピンモジュール22を位置保持する方法や、支持プレート21に下受けピンモジュール22の位置保持用の装着孔を設け、下受けピンモジュール22を挿入して固定するようにしてもよい。   In addition, as a fixed form of the support pin module 22 (the reflection module mentioned later is also the same), it is not necessarily limited to the method using the printing magnetic force by a magnet member. For example, a method of holding the position of the lower receiving pin module 22 by its own weight or a mounting hole for holding the position of the lower receiving pin module 22 in the support plate 21 so that the lower receiving pin module 22 is inserted and fixed. It may be.

押さえ部材2bの下方の支持プレート21上には、クランプ部2eが配設されている。図2(b)に示すように、昇降機構20を駆動して支持プレート21を上昇させる(矢印b)ことにより、下受けピンモジュール22の上端部およびクランプ部2eの上端部が基板3の下面に当接する。さらに支持プレート21を上昇させると、基板3は基板保持部2cによって下受け保持されるとともに、基板3の両端部が押さえ部材2bの下面に押し付けられて位置固定される。   A clamp portion 2e is disposed on the support plate 21 below the pressing member 2b. As shown in FIG. 2 (b), by driving the lifting mechanism 20 to raise the support plate 21 (arrow b), the upper end portion of the lower receiving pin module 22 and the upper end portion of the clamp portion 2 e are placed on the lower surface of the substrate 3. Abut. When the support plate 21 is further raised, the substrate 3 is received and held by the substrate holding portion 2c, and both end portions of the substrate 3 are pressed against the lower surface of the pressing member 2b to be fixed in position.

次に図3(a)を参照して、下受けピンモジュール22の構成を説明する。下受けピンモジュール22は、支持プレート21上の任意の位置に配置されて基板3を下面側から下受けして支持する機能を有する。下受けピンモジュール22は、支持プレート21に当接する基部23から上方に下軸部24Aが延出している。下軸部24Aの上端部には、鍔状部25が設けられている。鍔状部25は、単位保持ヘッド10に着脱自在に装着されるピン保持ノズル10bによって下受けピンモジュール22を吸着保持する際に使用される。鍔状部25の上方には、下軸部24Aよりも小径の上軸部24Bが延出している。   Next, the configuration of the receiving pin module 22 will be described with reference to FIG. The underpinning pin module 22 is disposed at an arbitrary position on the support plate 21 and has a function of receiving and supporting the substrate 3 from the lower surface side. The lower receiving pin module 22 has a lower shaft portion 24 </ b> A extending upward from a base portion 23 that contacts the support plate 21. A hook-like portion 25 is provided on the upper end portion of the lower shaft portion 24A. The hook-like portion 25 is used when the lower receiving pin module 22 is sucked and held by the pin holding nozzle 10b that is detachably attached to the unit holding head 10. An upper shaft portion 24B having a smaller diameter than the lower shaft portion 24A extends above the bowl-shaped portion 25.

次に図3(b)を参照して、反射モジュール30の構成を説明する。反射モジュール30(反射部材)は、支持プレート21上の任意位置に着脱自在に配置され、上方に配置される照射部12aから照射される光を上方に反射する機能を有する。反射モジュール30は、支持プレート21に当接する基部31と本体部32を含んで構成される。基部31は、マグネット部材(図示省略)を内蔵している。反射モジュール30は、このマグネット部材と支持プレート21表面の磁性体との間に作用する引磁力によって支持プレート21に固定される。   Next, the configuration of the reflection module 30 will be described with reference to FIG. The reflection module 30 (reflection member) is detachably disposed at an arbitrary position on the support plate 21, and has a function of reflecting light emitted from the irradiation unit 12a disposed above upward. The reflection module 30 includes a base portion 31 and a main body portion 32 that are in contact with the support plate 21. The base 31 contains a magnet member (not shown). The reflection module 30 is fixed to the support plate 21 by an attractive force acting between the magnet member and the magnetic body on the surface of the support plate 21.

基部31上には、本体部32が立設している。本体部32の上部には、光を上方に反射する鏡33(反射部)を備えている。本体部32の上部の鏡33は、別途作成された板状の鏡を貼り付けても良いし、本体部32の上面を研磨やめっきなどによって鏡面に加工して作成しても良い。単位保持ヘッド10に装着されるピン保持ノズル10bは、上方より鏡33に当接して反射モジュール30を吸着保持する。   A main body 32 is erected on the base 31. A mirror 33 (reflecting part) that reflects light upward is provided on the upper part of the main body part 32. The mirror 33 at the upper part of the main body 32 may be a plate-shaped mirror that is separately prepared, or may be formed by processing the upper surface of the main body 32 into a mirror surface by polishing or plating. The pin holding nozzle 10b attached to the unit holding head 10 contacts the mirror 33 from above and sucks and holds the reflection module 30.

次に図4を参照して、下受けピンモジュール22および反射モジュール30の配置作業について説明する。これらの配置作業は、基板搬送機構2に基板3を保持しない状態で、単位保持ヘッド10のノズルホルダにピン保持ノズル10bを装着した実装ヘッド9による移載機能を利用して実行される。   Next, with reference to FIG. 4, the arrangement | positioning operation | work of the receiving pin module 22 and the reflection module 30 is demonstrated. These arrangement operations are performed using a transfer function by the mounting head 9 in which the pin holding nozzle 10b is mounted on the nozzle holder of the unit holding head 10 without holding the substrate 3 on the substrate transport mechanism 2.

図4(a)に示すように、下受けピンモジュール22の配置作業では、部品実装機構11がピン保持ノズル10bによって下受けピンモジュール22の鍔状部25の上面を吸着保持した状態で移動することにより、下受けピンモジュール22を支持プレート21上の所望の位置に配置させる(矢印c)。すなわち、単位保持ヘッド10のノズルホルダにピン保持ノズル10bを装着した実装ヘッド9は、下受けピンモジュール22(下受けピン)を保持して支持プレート21に配置する下受けピン保持ヘッドとなる。   As shown in FIG. 4A, in the placement work of the lower receiving pin module 22, the component mounting mechanism 11 moves in a state where the upper surface of the hook-like portion 25 of the lower receiving pin module 22 is sucked and held by the pin holding nozzle 10b. Thus, the lower receiving pin module 22 is arranged at a desired position on the support plate 21 (arrow c). That is, the mounting head 9 in which the pin holding nozzle 10 b is mounted on the nozzle holder of the unit holding head 10 becomes a lower receiving pin holding head that holds the lower receiving pin module 22 (lower receiving pin) and is arranged on the support plate 21.

図4(b)に示すように、反射モジュール30の配置作業では、部品実装機構11が下受けピン保持ヘッドによって反射モジュール30の上面を吸着保持した状態で移動することにより、反射モジュール30を支持プレート21上の所望の位置に配置させる(矢印d)。すなわち、反射モジュール30(反射部材)は、下受けピン保持ヘッドにより保持されて支持プレート21に配置される。この配置作業によって、反射モジュール30(反射部材)は、基板搬送機構2(基板位置決め部)で位置決め保持された基板3に設けられた挿入部品PTのリードTTが挿入される挿入孔Hの下方となる位置に配置される。   As shown in FIG. 4B, in the placement operation of the reflection module 30, the component mounting mechanism 11 supports the reflection module 30 by moving in a state where the upper surface of the reflection module 30 is sucked and held by the receiving pin holding head. It arrange | positions in the desired position on the plate 21 (arrow d). That is, the reflection module 30 (reflection member) is held on the support pin holding head and disposed on the support plate 21. By this arrangement work, the reflection module 30 (reflection member) is positioned below the insertion hole H into which the lead TT of the insertion part PT provided on the substrate 3 positioned and held by the substrate transport mechanism 2 (substrate positioning unit) is inserted. It is arranged at the position.

次に図5を参照して、挿入孔Hの位置認識処理について説明する。図5(a)に示すように挿入部品PTを基板3に実装する際は、挿入部品PTのリードTTが挿入される挿入孔H(H*)の上方に移動した基板認識カメラ12によって挿入孔H*が撮像される。撮像の際、照射部12aから下方に向けて光が照射される(矢印e)。照射部12aから照射され、基板3に設けられた挿入孔H*を通過して基板3の下方に侵入した光は、挿入孔H*の下方に配置された反射モジュール30によって上方に向かって反射される(矢印f)。   Next, the position recognition process of the insertion hole H will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, when the insertion part PT is mounted on the substrate 3, the insertion hole is moved by the board recognition camera 12 moved above the insertion hole H (H *) into which the lead TT of the insertion part PT is inserted. H * is imaged. At the time of imaging, light is irradiated downward from the irradiation unit 12a (arrow e). Light irradiated from the irradiation unit 12a, passing through the insertion hole H * provided in the substrate 3 and entering the lower portion of the substrate 3 is reflected upward by the reflection module 30 disposed below the insertion hole H *. (Arrow f).

図5(b)において、反射モジュール30によって反射された光は、反射された光の照射領域R(2点鎖線で示す円の内側)内にある挿入孔H*を通して基板3の上方に漏れ出て基板認識カメラ12によって撮像される。つまり、反射モジュール30(反射部材)は、反射モジュール30が反射した光の照射領域Rと撮像される挿入孔Hの基板3上の位置に基づいて支持プレート21に配置されている。   In FIG. 5B, the light reflected by the reflection module 30 leaks above the substrate 3 through the insertion hole H * in the reflected light irradiation region R (inside the circle indicated by the two-dot chain line). Then, the image is picked up by the board recognition camera 12. That is, the reflection module 30 (reflection member) is disposed on the support plate 21 based on the irradiation region R of the light reflected by the reflection module 30 and the position of the insertion hole H to be imaged on the substrate 3.

基板認識カメラ12の撮像データは認識処理部43(図6を参照)に送信され、認識処理部43によって認識処理されて挿入孔H*の位置が検出される。挿入部品PTの実装では、検出された挿入孔H*の位置に基づいて、挿入部品PTのリードTTが挿入孔H*に挿入されるように挿入位置を補正する。このように、挿入孔H*の下方から反射した光を照射しながら撮像することで、小さな挿入孔H*でも精度良く位置を検出することができる。   The imaging data of the board recognition camera 12 is transmitted to the recognition processing unit 43 (see FIG. 6), and the recognition processing unit 43 performs recognition processing to detect the position of the insertion hole H *. In mounting the insertion part PT, the insertion position is corrected so that the lead TT of the insertion part PT is inserted into the insertion hole H * based on the detected position of the insertion hole H *. In this way, by taking an image while irradiating light reflected from below the insertion hole H *, the position can be detected with high accuracy even with a small insertion hole H *.

次に図6を参照して、制御系の構成を説明する。制御部40は演算装置であり、記憶部41に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて以下に説明する各部を制御する。記憶部41には、基板3に部品Pを実装するための実装データ41aのほか、ピン配置データ41b、部材配置データ41cが記憶される。   Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. The control unit 40 is an arithmetic device and controls each unit described below based on various programs and data stored in the storage unit 41. In addition to the mounting data 41a for mounting the component P on the substrate 3, the storage unit 41 stores pin arrangement data 41b and member arrangement data 41c.

ピン配置データ41bは、支持プレート21において下受けピンモジュール22を配置するための位置座標データであり、基板3の品種毎に記憶される。部材配置データ41cは、支持プレート21において反射モジュール30(反射部材)を配置するための位置座標データであり、反射モジュール30が反射した光の照射領域Rと挿入孔Hの位置に基づいて基板3の品種毎に記憶される。   The pin arrangement data 41 b is position coordinate data for arranging the receiving pin module 22 on the support plate 21, and is stored for each type of substrate 3. The member arrangement data 41 c is position coordinate data for arranging the reflection module 30 (reflection member) on the support plate 21, and the substrate 3 is based on the irradiation area R of the light reflected by the reflection module 30 and the position of the insertion hole H. It is memorized for each kind.

機構駆動部42は、制御部40に制御されて基板搬送機構2、基板保持部2c、部品実装機構11を駆動する。これにより、基板搬送機構2による基板3の搬送動作、基板保持部2cによる基板保持動作、部品実装機構11による部品実装作業、下受けピンモジュール22の配置作業、反射モジュール30の配置作業が実行される。   The mechanism driving unit 42 is controlled by the control unit 40 to drive the substrate transport mechanism 2, the substrate holding unit 2 c, and the component mounting mechanism 11. Thereby, the board | substrate 3 conveyance operation | movement by the board | substrate conveyance mechanism 2, the board | substrate holding | maintenance operation | movement by the board | substrate holding part 2c, the component mounting operation | work by the component mounting mechanism 11, the arrangement | positioning operation | work of the receiving pin module 22, and the arrangement | positioning operation | work of the reflection module 30 are performed. The

認識処理部43は、基板認識カメラ12、部品認識カメラ13による撮像結果を認識処理する。これにより、基板3に設けられた挿入孔Hの位置が検出されるとともに、実装ヘッド9に保持された状態の部品Pの位置が検出される。部品実装機構11によって部品Pを基板3に実装する際には、これらの認識結果に基づいて搭載位置の補正が行われる。   The recognition processing unit 43 performs recognition processing on the imaging results obtained by the board recognition camera 12 and the component recognition camera 13. As a result, the position of the insertion hole H provided in the substrate 3 is detected, and the position of the component P held by the mounting head 9 is detected. When the component P is mounted on the board 3 by the component mounting mechanism 11, the mounting position is corrected based on these recognition results.

照射部12aは、制御部40に制御されて下方の基板3に向けて光を照射する。表示部44は液晶パネルなどの表示装置であり、基板認識カメラ12によって取得された画像や、認識処理部43よって処理される認識画像を表示する。操作・入力部45はキーボードや表示部44の表示画面に設けられたタッチパネルなどの入力装置であり、操作指示やデータ入力のための操作を行う。   The irradiation unit 12 a is controlled by the control unit 40 and irradiates light toward the lower substrate 3. The display unit 44 is a display device such as a liquid crystal panel, and displays an image acquired by the substrate recognition camera 12 and a recognition image processed by the recognition processing unit 43. The operation / input unit 45 is an input device such as a keyboard or a touch panel provided on the display screen of the display unit 44, and performs operations for operating instructions and data input.

次に図7のフローチャートを参照し、本実施の形態の部品実装装置1による部品実装作業(部品実装方法)について説明する。まず制御部40は、ピン配置データ41bに基づいて機構駆動部42を制御し、下受けピンモジュール22(下受けピン)を支持プレート21に配置する下受けピンモジュール22の配置作業を行う(ST1:下受けピン配置工程)。   Next, a component mounting operation (component mounting method) by the component mounting apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 based on the pin arrangement data 41b, and performs the arrangement work of the lower receiving pin module 22 that arranges the lower receiving pin module 22 (lower receiving pin) on the support plate 21 (ST1). : Receiving pin placement process).

次いで制御部40は、部材配置データ41cに基づいて機構駆動部42を制御し、照射部12aから照射される光を上方に反射する反射モジュール30(反射部材)を支持プレート21に配置する反射モジュール30の配置作業を行う(ST2:反射部材配置工程)。反射部材配置工程(ST2)において、制御部40は、下受けピン保持ヘッドによって反射モジュール30を保持して、位置決め後の基板3に設けられた挿入孔Hの下方となる位置に配置する。このように下受けピン保持ヘッドによって、反射モジュール30を保持して配置するようにすれば、別途反射モジュール30専用のヘッドを設ける必要がなく、装置コストや装置サイズの増大を抑制できる。   Next, the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 based on the member arrangement data 41 c and arranges the reflection module 30 (reflection member) that reflects the light emitted from the irradiation unit 12 a upward on the support plate 21. 30 arrangement | positioning work is performed (ST2: reflection member arrangement | positioning process). In the reflection member arrangement step (ST2), the control unit 40 holds the reflection module 30 by the receiving pin holding head and arranges it at a position below the insertion hole H provided in the substrate 3 after positioning. Thus, if the reflection module 30 is held and arranged by the receiving pin holding head, it is not necessary to separately provide a head dedicated to the reflection module 30, and an increase in apparatus cost and apparatus size can be suppressed.

次いで制御部40は、機構駆動部42を制御して基板搬送機構2を駆動し、基板3を搬入して実装作業位置に位置決め保持する(ST3:基板搬入工程)。次いで制御部40は、実装データ41aに基づいて機構駆動部42を制御して部品実装動作を行い、所定の表面実装部品PSを基板3に実装する(ST4:表面実装部品実装工程)。次いで制御部40は、実装データ41aに基づいて機構駆動部42を制御して基板認識カメラ12を挿入部品PTのリードTTが挿入される挿入孔H*の上方に移動させ、照射部12aから下方の基板3に向けて光を照射する。   Next, the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 to drive the substrate transport mechanism 2 to carry in the substrate 3 and position and hold it at the mounting work position (ST3: substrate carrying-in process). Next, the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 based on the mounting data 41a to perform a component mounting operation, and mounts a predetermined surface mounting component PS on the substrate 3 (ST4: surface mounting component mounting step). Next, the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 based on the mounting data 41a to move the board recognition camera 12 above the insertion hole H * into which the lead TT of the insertion part PT is inserted, and downward from the irradiation unit 12a. Light is irradiated toward the substrate 3.

次いで認識処理部43は、基板認識カメラ12で反射モジュール30によって下方から反射された光が照射された挿入孔H*を撮像して挿入孔H*の位置を検出する(ST5:挿入孔位置検出工程)。なお、挿入孔位置検出工程(ST5)は、基板3を搬入後、表面実装部品PSを基板3に実装する前(ST3とST4との間)や、表面実装部品PSを実装後、挿入部品PTを保持する前に行っても構わない。   Next, the recognition processing section 43 detects the position of the insertion hole H * by imaging the insertion hole H * irradiated with light reflected from below by the reflection module 30 by the substrate recognition camera 12 (ST5: insertion hole position detection). Process). In the insertion hole position detection step (ST5), after the substrate 3 is carried in, before the surface mount component PS is mounted on the substrate 3 (between ST3 and ST4), or after the surface mount component PS is mounted, the insertion component PT It may be done before holding.

次いで制御部40は、実装データ41aに基づいて機構駆動部42を制御して部品実装動作を行い、挿入孔位置検出工程(ST5)において検出された挿入孔H*の位置に基づいて挿入位置を補正して挿入部品PTを基板3に実装する(ST6:挿入部品実装工程)。次いで制御部40は、全ての挿入部品PTを実装したか否かを判断する(ST7)。未実装の挿入部品PTが有る場合(ST7においてNo)、挿入孔位置検出工程(ST5)に戻って次の挿入部品PTを基板3に実装する。   Next, the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 based on the mounting data 41a to perform a component mounting operation, and determines the insertion position based on the position of the insertion hole H * detected in the insertion hole position detection step (ST5). Correction is made and the insertion component PT is mounted on the substrate 3 (ST6: insertion component mounting step). Next, the control unit 40 determines whether or not all the insertion parts PT are mounted (ST7). When there is an unmounted insertion part PT (No in ST7), the process returns to the insertion hole position detection step (ST5) to mount the next insertion part PT on the substrate 3.

全ての挿入部品PTを実装した場合(ST7においてYes)、制御部40は機構駆動部42を制御して基板搬送機構2を駆動し、基板3を実装作業位置より搬出する(ST8:基板搬出工程)。次いで制御部40は、所定の枚数の実装基板を生産したか否かを判断する(ST9)。所定の生産枚数に達しない場合(ST9においてNo)、基板搬入工程(ST3)に戻って次の基板3の部品実装を実行する。所定枚数の実装基板を生産した場合(ST9においてYes)、部品実装作業を終了する。   When all the insertion parts PT are mounted (Yes in ST7), the control unit 40 controls the mechanism driving unit 42 to drive the substrate transport mechanism 2, and unloads the substrate 3 from the mounting work position (ST8: substrate unloading step). ). Next, the control unit 40 determines whether or not a predetermined number of mounting boards have been produced (ST9). If the predetermined number of productions has not been reached (No in ST9), the process returns to the board carry-in process (ST3) and the next component mounting of the board 3 is executed. When a predetermined number of mounting boards have been produced (Yes in ST9), the component mounting operation is terminated.

なお、挿入孔Hの位置検出は、上述したように一つの挿入部品PTを挿入する毎に行っても良いが、挿入部品PTを挿入する前に挿入対象となる挿入孔Hを全て位置検出した後に、挿入部品PTを挿入し始めるようにしても良い。なお、上述の実施の形態では、同一の部品実装装置1で、表面実装部品PSと、挿入部品PTを基板3に実装する例を示したが、これに限らず、既に表面実装部品PSが実装されている基板3に対して挿入部品PTを挿入するようなケースでも同様の効果を得ることができる。   The position detection of the insertion hole H may be performed every time one insertion part PT is inserted as described above, but the position of all insertion holes H to be inserted is detected before the insertion part PT is inserted. Later, the insertion part PT may be started to be inserted. In the above-described embodiment, the example in which the surface mounting component PS and the insertion component PT are mounted on the substrate 3 with the same component mounting apparatus 1 is shown. However, the present invention is not limited to this, and the surface mounting component PS has already been mounted. The same effect can be obtained even in a case where the insertion part PT is inserted into the substrate 3 that has been formed.

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置1は、基板3を位置決めする基板搬送機構2(基板位置決め部)と、基板搬送機構2で位置決めされた基板3の下面を支持する下受けピンモジュール22(下受けピン)が配置される支持プレート21と、基板3の上方に配置され、下方に向けて光を照射する照射部12aと、支持プレート21に着脱自在に配置され、照射部12aから照射される光を上方に反射する反射モジュール30(反射部材)と、を備えている。そして、反射モジュール30は、基板搬送機構2で位置決めされた基板3に設けられた挿入孔Hの下方に配置される。   As described above, the component mounting apparatus 1 according to the present embodiment includes the substrate transport mechanism 2 (substrate positioning unit) that positions the substrate 3 and the underside support that supports the lower surface of the substrate 3 positioned by the substrate transport mechanism 2. A support plate 21 on which a pin module 22 (underpin) is disposed, an irradiation unit 12a that is disposed above the substrate 3 and irradiates light downward, and is detachably disposed on the support plate 21, and an irradiation unit And a reflection module 30 (reflection member) that reflects light emitted from 12a upward. The reflection module 30 is disposed below the insertion hole H provided in the substrate 3 positioned by the substrate transport mechanism 2.

また、本実施の形態における部品実装方法は、位置決めされた基板3の下面を支持する下受けピンモジュール22(下受けピン)を、支持プレート21に配置する下受けピン配置工程(ST1)と、位置決めされた基板3の上方に配置されて下方に向けて光を照射する照射部12aから照射される光を上方に反射する反射モジュール30(反射部材)を、支持プレート21に配置する反射部材配置工程(ST2)とを含む。そして、反射部材配置工程(ST2)において、反射モジュール30を、位置決めされた基板3に設けられた挿入孔Hの下方に配置する。   The component mounting method according to the present embodiment includes a lower receiving pin arrangement step (ST1) in which the lower receiving pin module 22 (lower receiving pin) that supports the lower surface of the positioned substrate 3 is arranged on the support plate 21; A reflection member arrangement in which a reflection module 30 (reflection member) that reflects light emitted from the irradiation unit 12a that is disposed above the positioned substrate 3 and emits light downward is disposed on the support plate 21. Step (ST2). In the reflection member arrangement step (ST2), the reflection module 30 is arranged below the insertion hole H provided in the positioned substrate 3.

これによって、基板3の挿入孔Hの位置を、部品実装装置1の装置コストや装置サイズを抑制しつつ、精度良く認識することができる。さらに、反射モジュール30の配置を基板3の挿入孔Hの位置に応じて変更できるため、形状や挿入孔Hの位置が異なる多様な基板3に対応することができる。   Thereby, the position of the insertion hole H of the board 3 can be recognized with high accuracy while suppressing the device cost and the device size of the component mounting apparatus 1. Furthermore, since the arrangement of the reflection module 30 can be changed according to the position of the insertion hole H of the substrate 3, it can correspond to various substrates 3 having different shapes and positions of the insertion holes H.

本発明の部品実装装置および部品実装方法は、装置コストと装置サイズを抑制しつつ、精度良く挿入孔の位置を認識できるので、挿入部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。   The component mounting apparatus and the component mounting method of the present invention can recognize the position of the insertion hole with high accuracy while suppressing the apparatus cost and the apparatus size, and thus are useful in the component mounting field in which the insertion component is mounted on the substrate.

1 部品実装装置
2 基板搬送機構(基板位置決め部)
3 基板
9 実装ヘッド(下受けピン保持ヘッド)
10 単位保持ヘッド(下受けピン保持ヘッド)
10b ピン保持ノズル(下受けピン保持ヘッド)
12a 照射部
21 支持プレート
22 下受けピンモジュール(下受けピン)
30 反射モジュール(反射部材)
33 鏡(反射部)
H 挿入孔
R 照射領域
1 Component mounting device 2 Board transport mechanism (board positioning part)
3 Substrate 9 Mounting head (underpin holding head)
10 Unit holding head (base pin holding head)
10b Pin holding nozzle (underpin holding pin head)
12a Irradiation part 21 Support plate 22 Lower receiving pin module (lower receiving pin)
30 Reflective module (reflective member)
33 Mirror (reflective part)
H Insertion hole R Irradiation area

Claims (8)

基板を位置決めする基板位置決め部と、
前記基板位置決め部で位置決めされた前記基板の下面を支持する下受けピンが配置される支持プレートと、
前記基板の上方に配置され、下方に向けて光を照射する照射部と、
前記支持プレートに着脱自在に配置され、前記照射部から照射される光を上方に反射する反射部材と、を備え、
前記反射部材は、前記基板位置決め部で位置決めされた前記基板に設けられた挿入孔の下方に配置されている部品実装装置。
A substrate positioning unit for positioning the substrate;
A support plate on which a receiving pin that supports the lower surface of the substrate positioned by the substrate positioning unit is disposed;
An irradiating unit disposed above the substrate and irradiating light downward;
A reflection member that is detachably disposed on the support plate and reflects light emitted from the irradiation unit upward;
The component mounting apparatus, wherein the reflecting member is disposed below an insertion hole provided in the board positioned by the board positioning unit.
前記下受けピンを保持して前記支持プレートに配置する下受けピン保持ヘッドをさらに備え、
前記反射部材は、前記下受けピン保持ヘッドにより保持され前記支持プレートに配置される請求項1に記載の部品実装装置。
A lower holding pin holding head for holding the lower receiving pin and arranging the holding pin on the support plate;
The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the reflecting member is held by the receiving pin holding head and disposed on the support plate.
前記反射部材は、光を上方に反射する反射部を備える請求項1または2に記載の部品実装装置。   The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the reflection member includes a reflection portion that reflects light upward. 前記反射部は、鏡である請求項3に記載の部品実装装置。   The component mounting apparatus according to claim 3, wherein the reflection unit is a mirror. 前記反射部材は、前記反射部材が反射した光の照射領域と前記挿入孔の位置に基づいて前記支持プレートに配置される請求項1〜4のいずれかに記載の部品実装装置。   The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the reflecting member is disposed on the support plate based on an irradiation area of light reflected by the reflecting member and a position of the insertion hole. 位置決めされた基板の下面を支持する下受けピンを、支持プレートに配置する下受けピン配置工程と、
前記位置決めされた基板の上方に配置されて下方に向けて光を照射する照射部から照射される光を上方に反射する反射部材を、前記支持プレートに配置する反射部材配置工程とを含み、
前記反射部材配置工程において、前記反射部材を、前記位置決めされた基板に設けられた挿入孔の下方に配置する部品実装方法。
A support pin placement step of placing a support pin that supports the lower surface of the positioned substrate on the support plate;
A reflecting member arranging step of arranging a reflecting member, which is arranged above the positioned substrate and reflects light emitted from an irradiation unit that emits light downward, on the support plate;
A component mounting method in which, in the reflection member arranging step, the reflection member is arranged below an insertion hole provided in the positioned substrate.
前記反射部材配置工程において、前記反射部材を、前記下受けピンを保持して前記支持プレートに配置する下受けピン保持ヘッドにより保持して前記支持プレートに配置する請求項6に記載の部品実装方法。   The component mounting method according to claim 6, wherein in the reflecting member arranging step, the reflecting member is held by a lower receiving pin holding head that holds the lower receiving pin and is arranged on the supporting plate, and is arranged on the supporting plate. . 前記反射部材配置工程において、前記反射部材を、前記反射部材が反射した光の照射領域と前記挿入孔の位置に基づいて前記支持プレートに配置する請求項6または7に記載の部品実装方法。   8. The component mounting method according to claim 6, wherein, in the reflection member arranging step, the reflection member is arranged on the support plate based on a light irradiation region reflected by the reflection member and a position of the insertion hole.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7442068B2 (en) 2020-04-24 2024-03-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Recognition method and component placement device

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