JP2734603B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品を回路基板に実装する場合等に利
用される部品装着方法及びそれに用いる部品装着装置に
関するものである。

従来の技術 電子部品を回路基板に実装する従来の方法は、第４図
に示すように、プリント配線とともに電極31を形成した
回路基板30を用意し（工程ａ）、その電極31上にクリー
ム半田32をスクリーム印刷等の手段にて塗布し（工程
ｂ）、実装すべき電子部品33を吸着ノズル36にて吸着し
て搬送し、回路基板30上に所定位置に装着し（工程
ｃ）、この電子部品33を装着した回路基板30をリフロー
炉に挿入してクリーム半田32をリフローさせることによ
って電子部品33の電極34と回路基板30上の電極31とを半
田35にて接合している（工程ｄ）。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記実装方法では、回路基板30の電極31と
半田35の接合には信頼性があるが、電子部品33の電極34
と半田35の間で接合不良が発生することがあり、半田接
合に十分な信頼性が得られないという問題があった。特
に、半田接合により電極間で発生する短絡不良は簡単に
検出でき、適当に不良処理することができるが、半田35
が付かないことによる接合不良は検出が困難である上
に、完全に接合されていなくても検査時に互いに接触し
ていれば接合不良を検出することはできず、その後に完
全に接合が外れてしまうということもあり、半田接合の
信頼性に大きな問題があった。

上記電子部品33の電極34と半田35との接合不良の原因
としては、クリーム半田32にはフラックスが含有されて
おり、かつ回路基板30の電極31に対してはこのクリーム
半田を印刷法等によって確実に塗布するので、回路基板
30の電極31と半田35との濡れ性は確保されるが、電子部
品33の電極34は電子部品33の装着時にクリーム半田32上
に載置されるだけであるため、クリーム半田32中のフラ
ックスが電子部品33の電極34には十分に作用せず、半田
35の濡れ性が十分でないためであると考えられる。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、部品の電極と半田
との接合の信頼性を高めることができる部品実装方法及
びそれに用いる部品装着装置を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、部品一定径路を
同期して間欠的に移動する複数個の吸着ノズルにより順
次電子部品を部品受取位置で吸着して部品装着位置まで
移送し、平面移動可能なXYテーブル上のプリント基板の
所定位置に装着する部品実装装置において、前記吸着ノ
ズルに吸着された電子部品の電極にフラックスを塗布す
るフラックス塗布手段を前記部品受取位置と部品装着位
置の間に設けたことを特徴とする。

作用 本発明の部品実装方法によると、部品を基板に装着す
る前に予めその電極にフラックスを塗布しているので、
半田の濡れ性が良くなり、基板の電極上に塗布したクリ
ーム半田がリフローする際にその半田が部品の電極に良
く濡れるため、半田による接合が確実に行われ、半田接
合の信頼性が向上する。

又、本発明の部品装着装置には、部品供給手段から吸
着搬送される部品の電極にフラックスを塗布する手段を
設けているので、装着動作時に部品の電極にフラックス
を塗布することができ、上記方法を効率的に実施するこ
とができる。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて
説明する。

まず、第１図に基づいて電子部品を回路基板に実装す
る基本的な工程を説明する。

基板上にプリント配線とともに電極21を形成した回路
基板10を用意し（工程ａ）、その電極21上にクリーム半
田23をスクリーン印刷等の手段にて塗布し（工程ｂ）、
その後この回路基板10を電子部品11を装着するために所
定位置に位置決めする。一方、この回路基板10に実装す
べき電子部品11を吸着ノズル３で吸着して前記位置決め
された回路基板10に向かって搬送し（工程ｃ）、その搬
送工程の途中で電子部品11の電極22にフラックス24を塗
布し（工程ｄ）、その後この電子部品22を前記位置決め
された回路基板10の所定位置まで搬送し、クリーム半田
23の塗布された電極21上に電子部品11の電極22が載置さ
れるように電子部品11を装着する（工程ｅ）。以上の動
作を繰り返して回路基板10上に所定の電子部品11をすべ
て装着すると、次にこの回路基板10をリフロー炉に挿入
して前記クリーム半田23をリフローする（工程ｆ）こと
により、回路基板10の電極21と電子部品11の電極22を半
田25にて接合することができる。

このように、電子部品11の電極22に予めフラックス24
を塗布して半田25の濡れ性を良くしておくことによっ
て、クリーム半田23をリフローしたときに電子部品11の
電極22に半田25が確実に付き、信頼性の高い半田接合が
得られる。

次に、第２図及び第３図に基づいて、電子部品11を吸
着してその電極22にフラックス24を塗布した後回路基板
10に装着する電子部品装着装置の具体例を説明する。

鉛直軸心回りに間歇回転される支持体１の外周に、そ
の間歇回転ピッチに対応するピッチで複数の装着ヘッド
２が鉛直軸心回りに回転可能に保持されている。又、各
装着ヘッド２の外周には、複数種類の吸着ノズル３、
４、５、６が自転可能に保持されている。

前記支持体１による各装着ヘッドの循環移動経路にお
ける後部停止位置に対応する部品受取位置S1に、部品供
給部７が配設されている。この部品供給部７には、多数
の部品供給ユニット８がＸ方向に並列配置されるととも
に任意の部品供給ユニット８が部品受取位置S1に対応位
置するようにＸ方向に移動可能に構成されている。

又、前部停止位置に対応する部品装着位置S5には、水
平方向の互いに直交するＸ、Ｙ方向に移動可能なXYテー
ブル９が配設され、このXYテーブル９上に電子部品11を
装着すべき回路基板10を固定するように構成されてい
る。

支持体１の回転方向における部品受取位置S1から部品
装着位置S5までの装着ヘッド２の停止位置S2〜S4に対応
して、吸着ノズル３、４、５、６にて吸着されて移送さ
れる電子部品11の電極に対するフラックス塗布手段12、
電子部品11のXY方向の位置を検出する認識装置13及び角
度位置補正用の吸着ノズル回転手段14がそれぞれ配設さ
れている。

前記各吸着ノズル３、４、５、６には、図示は省略し
ているが、吸着した電子部品11を四方から挟圧して位置
規制する位置規制爪が付設されている。

前記フラックス塗布手段12は、第１図に示すように、
液状のフラックス24を収容したフラックス容器12aにて
構成され、吸着ノズル３、４、５、６の上端の受動部18
を図示しない押し下げ手段にて押し下げ、この吸着ノズ
ルを下降させることによって、電子部品11をフラックス
24に浸漬させ、この電極22にフラックス24を塗布するよ
うに構成されている。

前記認識装置13は、吸着されている電子部品11のXY方
向の位置と、角度位置を検出するもので、側方位置に配
設されたCCD認識カメラ13aと、電子部品11の影像を投影
するための一対の反射鏡13b、13cを備えている。

又、前記吸着ノズル回転手段14は、図示しない昇降台
にモータ17にて回転駆動される回転軸16が設けられ、昇
降台を下降させて回転軸16の下端に設けられた伝動部16
aを吸着ノズル３、４、５、６の上端の受動部18に圧接
させて摩擦伝動し、吸着ノズルを任意の角度位置に回転
させ得るように成されている。

支持体１の回転方向における部品装着位置S5から部品
受取位置S1までの間の各装着ヘッド２の停止位置S6〜S8
の内、S6とS7に対応して、不良部品受け19と、モータ20
aにて駆動可能でかつ装着ヘッド２に対して噛合離間移
動可能なピニオン20bを備えたノズル選択手段20が配設
されている。

次に、動作を説明する。まず、部品供給部７において
次に搬送すべき電子部品11を供給する部品供給ユニット
８が部品供給位置S1に位置するようにＸ方向に位置決め
される。これに合わせて支持体１に保持されている装着
ヘッド２がノズル選択手段20にて回転され、電子部品11
に対応した吸着ノズル３、４、５又は６（以下、参照番
号は３と記す。）が選択される。こうして選択された吸
着ノズル３は支持体１の間歇回転により部品吸着位置S1
に達し、部品供給ユニット８により供給される電子部品
11を吸着保持する。また、吸着後、吸着ノズル３に付設
された位置規制爪が作用して吸着した電子部品11の吸着
ノズル３に対する位置を規制し、不都合な位置ずれ状態
を解消して安定した搬送を確保する。

吸着保持された電子部品11は、部品受取位置S1から部
品装着位置S5に向かって一定の円軌道上を搬送され、フ
ラックス塗布位置S2に達したとき、吸着ノズル３の上端
部の受動部18が図示しない押し下げ手段にて押し下げら
れ、電子部品11がフラックス容器12a内のフラックス24
に浸漬され、その電極22にフラックス24が塗布される。

次に、位置検出位置S3に達したとき、吸着ノズル３に
対する電子部品11のＸ、Ｙ方向の位置と、吸着ノズル３
を中心とした角度位置とが正しく検出される。

電子部品11がさらに角度位置規制位置S4に達したと
き、吸着ノズル回転手段14が必要に応じて作動し、前記
位置検出に基づく角度位置補正と回路基板10への装着角
度位置の指定に基づく角度位置変更とが行われる。

部品装着位置S5では、予めXYテーブル９上に回路基板
10が供給されて固定されており、その回路基板10の電子
部品11を装着すべき電極21上にはクリーム半田23が塗布
されている。このXYテーブル９をＸ、Ｙ方向に移動させ
て回路基板10上の所定位置に電子部品11が装着されるよ
うに回路基板10の位置合わせを行うとともに、前記位置
検出に基づいて回路基板10側で位置調整を行う。これに
よって、回路基板10上で電子部品10が正しいＸ、Ｙ方向
位置及び角度位置に位置決めされる。その後、図示しな
い押し下げ手段にて吸着ノズル３の上の受動部18を押し
下げることによって電子部品11を回路基板10に当接又は
近接させ、その状態で吸着を解除又は吹き付けることに
よって電子部品11が回路基板10に装着される。

認識装置13で不良と判定された電子部品11は回路基板
10に対する装着は行われず、吸着ノズル３に保持された
まま部品装着位置S5を通過し、部品排除位置S6で吹き落
とされ、下の不良部品受け19に受けられる。

以上の部品装着動作が繰り返されてすべての電子部品
11を装着された回路基板10はこの部品装着装置から排出
されてリフロー炉に挿入され、クリーム半田23がリフロ
ーされ、電子部品11が回路基板10に半田接合される。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例え
ばフラックス塗布手段12として、上記のような浸漬方式
以外に、ノズルからフラックスを吹き付けても良く、更
に場合によっては部品装着装置に供給する電子部品11の
電極に予めフラックスを塗布しておいてもよい。又、部
品装着装置の全体構成として、間歇回転する支持体を備
えた旋回型のものを例示したが、装着ヘッドをＸ、Ｙ方
向に移動させる方式のものでもよい。

発明の効果 本発明の部品実装方法によると、部品を基板に装着す
る前に予めその電極にフラックスを塗布しているので、
半田の濡れ性が良くなり、基板の電極上に塗布したクリ
ーム半田がリフローする際にその半田が部品の電極にも
良く濡れるため、半田による接合が確実に行われ、半田
接合の信頼性が向上するという効果が得られる。

又、本発明の部品装着装置によると、部品供給手段か
ら吸着搬送される部品の電極にフラックスを塗布する手
段を設けているので、装着動作時に部品の電極にフラッ
クスを塗布することができ、上記方法を効率的に実施す
ることができる等、大なる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は電
子部品の回路基板に対する実装工程図、第２図は電子部
品の装着工程を実施する部品装着装置の全体平面図、第
３図は同斜視図、第４図は従来の電子部品の回路基板に
対する実装工程図である。 ３、４、５、６……吸着ノズル、７……部品供給部、９
……XYテーブル、10……回路基板、11……電子部品、12
……フラックス塗布手段、21、22……電極、23……クリ
ーム半田、24……フラックス、25……半田。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 進 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−21998（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−284947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107363（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定径路を同期して間欠的に移動する複数
   個の吸着ノズルにより順次電子部品を部品受取位置で吸
   着して部品装着位置まで移送し、平面移動可能なXYテー
   ブル上のプリント基板の所定位置に装着する部品実装装
   置において、 前記吸着ノズルに吸着された電子部品の電極にフラック
   スを塗布するフラックス塗布手段を前記部品受取位置と
   部品装着位置の間に設けたことを特徴とする部品実装装
   置。