JP2653114B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トレイに収納された電子部品を基板に移送
搭載する電子部品の実装方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、電子部品実装装置として、第８図に示すよう
に、トレイ100が置かれた電子部品Ｐの供給部101と、基
板102の位置決め部103を並設し、トレイ100の電子部品
Ｐを移送ヘッドのノズル104に吸着して基板102に移送搭
載するようにしたものが知られている。ところが第９図
に示すように、電子部品Ｐが収納されるトレイ100のポ
ケット105は電子部品Ｐよりもかなり大きいため、ポケ
ット105内の電子部品Ｐの姿勢はばらばらであり、した
がって従来手段は、基板102に実装する前に、トレイ100
のポケット105に収納された電子部品Ｐをノズル104によ
り吸着して位置ずれ補正ステージ106に移送し、ここで
位置補正用チャック107を電子部品Ｐのコーナーに押し
当てて位置ずれを機械的に矯正したうえで、再度ノズル
104によりテイクアップして基板102に移送搭載するよう
になっていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記従来手段は、チャック107を備えた
補正ステージ106を必要とするため装置が大形複雑化
し、また電子部品Ｐを一旦補正ステージ106に転送して
ここで位置補正を行わねばならないため、作業能率があ
がらず、更にはチャック107を電子部品Ｐに押し付けて
位置ずれの矯正を行うものであるため、電子部品Ｐを痛
めやすい問題があった。

またこの種電子部品は、小形化の要請等のために一般
にぜい弱に作られる傾向にあり、このため電子部品をテ
イクアップする際や、これを目的地に着地させる際に、
ノズルの下端部が電子部品Ｐの上面に強く押し当たる
と、その衝撃により電子部品が割れたり欠けたりして破
損しやすいものであるが、上記従来手段は、ノズル104
による電子部品Ｐのテイクアップは、供給部101と補正
ステージ106において計２回行われ、また目的地への着
地も、補正ステージ106と基板102において計２回行う必
要があるため、それだけ上記のようにノズル104の下端
部が電子部品の上面に当ってこれが破損する機会乃至確
率が高いものであった。

したがって本発明は、電子部品の供給部に備えられた
電子部品を作業性よくかつ正確に基板に移送搭載できる
電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するため手段） 本発明の電子部品の実装方法は、基板をカメラにより
観察して基板の位置を検出する工程と、電子部品の供給
部に備えられた電子部品をカメラで観察して電子部品の
位置を検出する工程と、XY方向駆動装置を駆動して移送
ヘッドの箱形の吸着部を備えたダイコレット式のノズル
のセンターを電子部品のセンターに一致させるととも
に、θ方向駆動装置を駆動してノズルをその軸心線を中
心にθ方向に回転させることにより吸着部のθ方向の向
きを電子部品の向きと一致させる工程と、ノズルを昇降
させて電子部品を吸着部で吸着してテイクアップする工
程と、XY方向移動装置を駆動して移送ヘッドを基板へ向
って移動させ、その際、XY方向移動装置の駆動による移
送ヘッドのXY方向の移動ストロークを調整することによ
り基板のXY方向の位置ずれを補正し、またθ方向駆動装
置を駆動してノズルをその軸心線を中心に回転させるこ
とにより基板のθ方向の位置ずれを補正する工程と、ノ
ズルを昇降させて電子部品を基板に搭載する工程と、を
含む。

（作用） 上記構成によれば、XY方向移動装置やθ方向駆動装置
を駆動することにより、電子部品の供給部に備えられた
電子部品と、位置決め部に位置決めされた基板のXYθ方
向の位置ずれを補正し、作業性よくかつ正確に電子部品
を基板に実装することができる。

次に図面を参照しながら本発明を実施例の説明を行
う。

第１図は電子部品実装装置の斜視図であって、１はテ
ーブル、２はテーブル１上に設置された本体ボックス、
３は電子部品を実装する基板６をテーブル１上に搬入
し、またここから搬出するコンベヤ、５はコンベヤ３に
設けられた基板６の位置決め部である。４は位置決め部
５の前方に設けられた電子部品の供給部であって、台部
７にトレイ８が配設されており、トレイ８のポケット内
に電子部品Ｐが収納されている。９は供給部４の上方に
設けられたカメラであって、ポケット内の電子部品Ｐの
位置ずれを観察する。

10,11は上記本体ボックス２に設けられたXY方向移動
装置、12,13はその駆動用モータである。15はＹ方向移
動装置11に垂設された移送ヘッドであって、第２図及び
第３図に示すように、下端部に箱形の吸着部16aを備え
たダイコレット式のノズル16が突出しており、吸着部16
aの下面凹入部16bに電子部品Ｐを吸着する。N.A1はノズ
ル16のセンターである。17は移送ヘッド15と一体的に装
着された光源内蔵型のカメラであって、移送ヘッド15と
ともにXY方向に移動し、位置決め部５の基板６の印刷パ
ターンの位置ずれを検出する。18はノズル16のθ方向駆
動装置であって、モータ18aとベルト18bから成り、モー
タ18aを駆動してノズル16をその軸心線を中心にθ方向
（水平回転方向）に回転させる。第７図は制御のための
ブロック図であって、30はコンピュータのような制御装
置であり、各カメラ9,17と接続され、各モータ12,13,18
aの制御などを行う。

次に第４図と第５図を参照しながら、カメラ９により
電子部品Ｐの位置ずれの検出について説明する。

第４図において、x,yはトレイ８のポケット8aの中心
０を原点とするxy軸、Paはそのセンターがポケット8aの
中心０と一致する電子部品の理想位置、Ｐは現実の電子
部品、Ｏ′はそのセンターである。なおポケット8aの中
心位置０は、ティーチング手段などにより、上記制御装
置30に記憶されている。この電子部品Ｐは、図示するよ
うに△x1,△y1,θ１だけXYθ方向に位置ずれしており、
次に第５図を参照しながら、これらの値の検出方法を説
明する。

電子部品Ｐの輝度はトレイ８の輝度とかなり異るので
（一般にこの種トレイに収納された電子部品Ｐは金属に
て形成されているので、一般に黒色のトレイ８よりもか
なり輝度は高い）、電子部品Ｐはカメラ９により明るい
シルエットとして観察される。そこで輝度が明から暗に
切り換るxy軸上の４点XL,XR,yu,ydを検出し、次式によ
り上記センター座標Ｏ′（XP,YP）を求める。

このようにしてセンター座標Ｏ′（XP,YP）を算出す
ることにより、上記位置ずれ△x1,△y1を簡単に求める
ことができる。なおセンター座標Ｏ′は、上記方法以外
にも、重心検出法、すなわち輝度の明るい部分（すなわ
ち電子部品）の面積をxy方向に２等分する線分の交点を
検出する方法等によって検知することができる。

次にθ方向の位置ずれθ１の算出方法を述べる。まず
センター座標Ｏ′に２等分されるｘ軸と平行な線分Ｗを
設定する。この線分Ｗの長さは任意であって、例えば電
子部品Ｐの横巾の70％に設定される。次に線分Ｗの両端
部A,Bから−ｙ方向へ走査し、輝度が明から暗に切換る
位置を検出することにより、点A,Bから電子部品Ｐの下
面までの距離YR,YLを求めれば、次式により上記θ１を
算出することができる。

次に第２図を参照しながら、電子部品の実装作業を説
明する。

まず、図中実線で示すように、XY方向移動装置10,11
を駆動してカメラ17を基板４の上方に位置せしめ、基板
６に印刷された印刷パターンの位置ずれを検出する。第
６図はその検出方法を示すものであって、６は上記基
板、６′は基準となるマスター基板、A,B,A′,B′は各
基板6,6′の基準点である。基準点A,A′のずれから印刷
パターンのxy方向の位置ずれ△x2,△y2を検出し、また
各点を結ぶ線l,l′からθ方向の位置ずれθ２を検出す
る。またこのとき、他方のカメラ９により、ポケット8a
内の電子部品Ｐを観察し、第４図，第５図を参照しなが
ら説明したように、この電子部品Ｐの位置ずれ△x1,△y
1,θ１を求める。

次に第２図において鎖線にて示すように、ノズル16を
電子部品Ｐの直上へ移動させ、図示しない手段によりノ
ズル16を下降させ、吸着部16aを電子部品Ｐに着地させ
てテイクアップする。この場合、上記のように検出され
た位置ずれ△x1,△y1,θ１を補正するように、XY方向移
動装置10,11を駆動してノルズ16のセンターN.A1を電子
部品Ｐのセンターに一致させ、またθ方向駆動装置18を
駆動してノズル16をその軸心に回転させることにより吸
着部16aのθ方向の向きを電子部品Ｐの向きに一致させ
る。そこでノズル16を下降させれば、第３図に示すよう
に、ノズル16のセンターN.A1を電子部品Ｐのセンター
Ｏ′に一致させるとともに、第４図鎖線に示すように吸
着部16aの凹入部16bの四辺を電子部品Ｐの四辺に完全に
合致させて吸着することができる。このようにして電子
部品Ｐをテイクアップしたならば、再度XY方向移動装置
10,11を駆動して移送ヘッド15を基板６へ向って移動さ
せるが、その途中においてモータ18aを駆動してノズル1
6をθ回転させて上述した基板６のθ方向の位置ずれθ
２を補正するとともに、XY方向の位置ずれ△x2,△y2を
補正するようにXY方向移動装置10,11を駆動して、移送
ヘッド15のXY方向の移動ストロークを調整した後、ノズ
ル16を昇降させて電子部品Ｐを基板６に搭載する。位置
ずれ補正のための各装置10,11,18の制御は、上記制御装
置30により行われる。以上のように本手段によれば、ポ
ケット8a内の電子部品Ｐの位置ずれや、基板６の印刷パ
ターンの位置ずれを簡単に補正できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、本発明によれば、基板
と電子部品のXYθ方向の位置ずれの補正は、移送ヘッド
が移動動作を行いながら行うことができるので、電子部
品の供給部に備えられた電子部品を高速度でしかも正確
に基板に移送搭載できる。また従来装置のようにチャッ
ク手段を備えた補正ステージを不要にして装置を簡単化
でき、また電子部品のピックアップと着地はそれぞれ一
回づつ行えばよいので、上記従来手段と比較して、電子
部品が破損される機会乃至確率は半減し、かつ作業能率
をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は電子
部品実装装置の全体側面図、第２図，第３図は作業中の
要部側面図、第４図，第５図，第６図はカメラによる観
察図、第７図はブロック図、第８図および第９図は従来
装置の側面図及び平面図である。 ４……供給部 ５……位置決め部 ６……基板 ８……トレイ 8a……ポケット ９……カメラ 10……Ｘ方向移動装置 11……Ｙ方向移動装置 15……移送ヘッド 16……ノズル 30……制御装置 N.A1……ノズルのセンター Ｐ……電子部品 Ｏ′……電子部品のセンター

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板をカメラにより観察して基板の位置を
   検出する工程と、電子部品の供給部に備えられた電子部
   品をカメラで観察して電子部品の位置を検出する工程
   と、XY方向駆動装置を駆動して移送ヘッドの箱形の吸着
   部を備えたダイコレット式のノズルのセンターを電子部
   品のセンターに一致させるとともに、θ方向駆動装置を
   駆動してノズルをその軸心線を中心にθ方向に回転させ
   ることにより吸着部のθ方向の向きを電子部品の向きと
   一致させる工程と、ノズルを昇降させて電子部品を吸着
   部で吸着してテイクアップする工程と、XY方向移動装置
   を駆動して移送ヘッドを基板へ向って移動させ、その
   際、XY方向移動装置の駆動による移送ヘッドのXY方向の
   移動ストロークを調整することにより基板のXY方向の位
   置ずれを補正し、またθ方向駆動装置を駆動してノズル
   をその軸心線を中心に回転させることにより基板のθ方
   向の位置ずれを補正する工程と、ノズルを昇降させて電
   子部品を基板に搭載する工程と、を含むことを特徴とす
   る電子部品の実装方法。