JP2924273B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品実装装置に係
り、電子部品の品種に応じて、チャック爪、カメラ及び
レーザ装置を使い分けながら、移載ヘッドのノズルに吸
着された電子部品の位置ずれの補正や計測を行うように
したものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどの電子部品（以下チッ
プという）を基板に搭載する電子部品実装装置として、
移載ヘッドをＸＹテーブルによりＸＹ方向に移動させな
がら、パーツフィーダのチップを移載ヘッドのノズルに
吸着してピックアップし、基板に移送搭載するようにし
たものが広く実施されている。

【０００３】上記ノズルに吸着されたチップは、ＸＹθ
方向の位置ずれを有しており、基板に搭載するに先立
ち、このＸＹθ方向の位置ずれを補正しなければならな
い。この補正手段として、従来、次の３つの手段が知ら
れている。すなわち第１の手段は、特公昭６２−３５９
８号公報に開示された手段である。この手段は、ノズル
に吸着されたチップの側壁面に、４方向からチャック爪
を押当し、機械的に位置ずれを補正する手段である。こ
の手段は、チップを基板へ移送しながら位置ずれ補正を
行える利点があるが、位置ずれの補正精度は低く、また
大形のチップはチャックしにくい難点があり、したがっ
てこの手段は、抵抗チップやコンデンサチップのような
比較的小形で、しかも要求される実装精度の低い角型チ
ップの位置ずれ補正手段として多用されている。

【０００４】第２の手段はカメラを使用する手段であ
る。この手段は、ノズルに吸着されたチップや、観察ス
テージに載置されたチップをカメラにより観察し、その
画像からチップのＸＹθ方向の位置ずれを計測するもの
である。

【０００５】この手段は、カメラに取り込まれた画像か
ら、チップのＸＹθ方向の位置ずれを面情報として一括
認識できる利点があり、しかも比較的計測精度も良いこ
とから、ＱＦＰやＳＯＰのようなリード付チップの位置
ずれ計測手段として多用されている。

【０００６】しかしながらカメラにも分解能の限界があ
ることから、一般にその観察精度もそれ程高いものでは
なく、要求される実装精度がきわめて高い狭ピッチリー
ドを有するＱＦＰやＴＡＢチップなどのチップの位置ず
れ計測手段としては適用しにくいものである。またカメ
ラでは平面的な２次元情報しか得られず、例えばリード
の浮きなどの高さの計測は実際上出来ない難点がある。

【０００７】第３の手段は、レーザ装置を使用する手段
である。レーザ装置は、対象物にレーザ光を照射し、そ
の反射光を受光することにより、位置計測を行うもので
あり、殊にリード浮きなどの精密な高さ情報を得る計測
手段としてきわめて有用である。

【０００８】ところがレーザ装置は、レーザ光を対象物
にスポット的若しくはスリット状に照射するものである
ため、カメラのように面情報を一括入手できず、広いエ
リアの計測には適さない難点がある。

【０００９】そこで本発明は叙上の点に鑑み、チップの
品種に応じて、上記３つの手段を使い分けながら、チッ
プの位置ずれ補正を有利に行うことができる装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、移
載ヘッドの移動範囲内に、カメラを備えた認識装置とレ
ーザ装置を配設している。そして移載ヘッドに複数個の
電子部品吸着用ノズルを設け、一方のノズルがこのノズ
ルに吸着された角形電子部品の側壁面に４方向から押当
してこの電子部品の位置規制を行うチャック爪を有し、
また他方のノズル側に、光源から照射された照明光を散
乱させて明るく輝く光拡散板を設け、このノズルに吸着
された電子部品を、上記カメラやレーザ装置により計測
するようにしている。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、例えば抵抗チップやコンデ
ンサチップのような比較的小形で、しかも要求される実
装精度野比較的低いチップの位置ずれ補正は、チャック
爪により行う。

【００１２】またＱＦＰやＳＯＰのような比較的大形
で、要求される実装精度も比較的高いチップの位置ずれ
は、カメラにより計測する。計測されたＸＹθ方向の位
置ずれのうち、ＸＹ方向の位置ずれは、ＸＹテーブルの
移動量を加減することにより補正し、θ方向の位置ずれ
は、ノズルをθ回転させることにより補正する。

【００１３】また狭ピッチリードを有するＱＦＰやＴＡ
Ｂチップなどの要求される実装精度の高いチップの位置
ずれの計測や、リードの浮きの計測は、レーザ装置によ
り行う。計測されたＸＹθ方向の位置ずれは、上記カメ
ラの場合と同様に補正される。また大きなリード浮きが
検出されたチップの基板への搭載は中止される。

【００１４】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。

【００１５】図１は電子部品実装装置の平面図である。
１はＸテーブル、２はＹテーブルであり、移載ヘッド３
が装着されている。４は基板であり、搬送路５上に設け
られた位置決め部６にクランプされて位置決めされてい
る。この基板４には、抵抗チップやコンデンサチップの
ような角形チップＰ１、ＱＦＰやＳＯＰのようなリード
付チップＰ２、狭ピッチリードを有するＱＦＰやＴＡＢ
チップのようなチップＰ３が搭載される。

【００１６】１１はチップの供給部であって、テープフ
ィーダ１２、トレイフィーダ１３，１４などのパーツフ
ィーダが設けられている。各々のパーツフィーダ１２，
１３，１４は、各々上記チップＰ１，Ｐ２，Ｐ３を装備
している。

【００１７】２１は認識部であって、ステージ２２と、
このステージ２２上に設けられたリング状の光源２３
と、このステージ２２の内方に設けられたカメラ２４を
備えている。

【００１８】３１はレーザ装置であって、レーザ光をス
キャンニングさせながら照射できるように、ＸＹテーブ
ル３４上に設けられている。ＭＸはＸモータ、ＭＹはＹ
モータであり、モーターＭＸ，ＭＹが駆動すると、レー
ザ装置３１はＸＹ方向に移動する。３２はレーザ装置３
１の発光部、３３は左右一対の受光部である。また３５
は不良チップＰを投棄する投棄ステージである。

【００１９】次に図２を参照しながら、上記移載ヘッド
３の詳細な構造を説明する。５１は本体フレームであ
り、以下に述べる部品が組み付けられている。５２は第
１のノズルシャフト、５３は第２のノズルシャフトであ
り、それぞれの下端部には、チップＰを吸着するノズル
５４，５５が着脱自在に装着される。また他方のノズル
シャフト５３の下部には、大小の円板状光拡散板４１，
４２が設けられている。この大小の拡散板４１，４２
は、チップの寸法により使い分けられる。

【００２０】ノズルシャフト５２，５３の上端部には、
係合子５６が装着されている。この係合子５６には、ロ
ール５７が嵌合している。５８はこのロール５７が軸着
された揺動レバーであり、ピン５９を中心に上下方向に
揺動する。

【００２１】６１はＺ軸モータであり、プーリ６２、タ
イミングベルト６３、プーリ６４を介してカム６５ａ，
６５ｂを回転させる。６６は上記揺動レバー５８に軸着
されたカムフォロアである。モータ６１が回転すると、
カム６５ａ，６５ｂは回転し、レバー５８は揺動して、
ノズルシャフト５２，５３は上下動する。ノズルシャフ
ト５２側のカム６５ｂと、ノズルシャフト５３側のカム
６５ａのカム曲線は逆になっており、したがってモータ
６１が正回転すると、一方のノズルシャフト５２が上下
動し、また逆回転すると、他方のノズルシャフト５３が
上下動する。このように両ノズルシャフト５２，５３
は、同一のＺ軸モータ６１を共用しており、その回転方
向を正逆切り替えることにより、両ノズルシャフト５
２，５３を選択的に上下動させる。６９は、ノズルシャ
フト５２，５３の上昇位置を検出するセンサ、７０はノ
ズルシャフト５２，５３の落下防止用シリンダである。

【００２２】ノズルシャフト５２側には、ノズル５４に
吸着されたチップＰ１を４方向からチャックして、その
位置ずれを補正するチャック爪７１が設けられている。
７２はチャック爪７１の駆動用モータであって、チャッ
ク爪７１の上方に設けられたドラム７３を昇降させるこ
とにより、チャック爪７１を開閉させる。なおこのよう
なチャック爪７１の開閉手段は周知手段である。

【００２３】８１はθ回転用モータであって、ギヤ８
２，８３を介して、一方のノズルシャフト５３をθ回転
させる。またタイミングベルト８４、ギヤ８５を介し
て、他方のノズルシャフト５２をθ回転させる。以上の
ように、ノズルシャフト５２，５３は、Ｚ軸モータ６１
やθ回転用モータ８１を共用しており、このように、モ
ータ６１，８１を共用することにより、装置の簡単化
と、軽量化を図っている。８９はインターロックセン
サ、９０，９１はエンコーダ、９２はハイトセンサであ
る。

【００２４】本装置は上記のような構成より成り、次に
動作の説明を行う。テープフィーダ１２に装備された抵
抗チップやコンデンサチップのような比較的小形で、し
かも要求される実装精度が低い角型チップＰ１は、チャ
ック爪７１を有するノズル５４に吸着してピックアップ
する。そしてこのチップＰ１を基板４へ移送する途中に
おいて、このチップＰ１の側壁面に４方向からチャック
爪７１を押当してチャックし、その位置ずれを補正した
うえで、基板４に搭載する。

【００２５】またＱＦＰやＳＯＰのような比較的大形
で、要求される実装装置の高いチップＰ２は、光拡散板
４１，４２を有するノズル５５に吸着してピックアップ
する。そしてこのチップＰ２をステージ２２の上方へ移
送し、光源２３を点灯して、チップＰ２や光拡散板４
１，４２に向かって照明光を照射し、そのシルエットを
カメラ２４により観察してＸＹθ方向の位置ずれを観察
する。この場合、光拡散板４１，４２に照明光を照射す
ると、光拡散板４１，４２は光を散乱させて明るく輝く
ことから、チップＰ２は明るい背景の中に黒いシルエッ
トとして明瞭に観察できる。勿論、光拡散板４１，４２
に照明光を照射する光源は光拡散板４１，４２の上方や
下方などの任意位置に配設してよいものであり、要は光
拡散板４１，４２を照明光で明るく輝かせてその中にチ
ップＰ２の黒いシルエットを明瞭に観察すればよい。そ
してＸＹ方向の位置ずれは、ＸＹテーブル１，２の移動
量を加減することにより補正し、またθ方向の位置ずれ
は、θ回転用モータ８１を駆動して補正したうえで、こ
のチップＰ２を基板４に搭載する。

【００２６】またＱＦＰやＴＡＢチップのように、要求
される実装精度がきわめて高いチップＰ３や、リードの
浮きを検出する必要のあるチップＰ３の場合は、ノズル
５５に吸着してピックアップし、このチップＰ３をレー
ザ装置３１の上方へ移送する。そこで、ＸＹテーブル
１，２若しくはＸＹテーブル３４を駆動して、チップＰ
３の４辺から４方向に突出するリード列を横断する方向
にレーザ光をスキャンニングさせて照射し、リードの位
置ずれや浮きを検出する。そしてＸＹθ方向の位置ずれ
は、上記カメラ２４の場合と同様の手法により補正し
て、基板４に搭載する。

【００２７】またリードの浮きが検出された場合は、そ
のチップＰ３または投棄ステージ３５に投棄する。この
ように本装置は、カメラ２４で観察されるチップＰ２
と、レーザ装置３１で計測されるチップＰ３は、同一の
ノズル５５を共用している。

【００２８】以上のように本装置によれば、チップＰの
品種に応じて、ノズル５２，５３を使い分けながら、基
板４に有利にチップＰを実装することができる。

【００２９】なお、チャック爪７１を有するノズル５４
に、上記チップＰ２、Ｐ３を吸着することが考えられる
が、この場合、チャック爪７１は計測対象物であるチッ
プＰ２，Ｐ３の近傍に位置するので、カメラ２４やレー
ザ光の障害物となり、正確な計測は困難となる。一方、
ノズル５５側には、光拡散板４１，４２が存在するが、
この光拡散板４１，４２と、チップＰ３にはかなりの距
離があるので、光拡散板４１，４２がレーザ光の障害物
となることはなく、良好にレーザ光による計測を行うこ
とができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ップの品種に応じて、チャック爪、カメラ、レーザ装置
を使い分けながら、有利にチップの位置ずれの計測や補
正を行い、要求される実装精度を満足させながら、チッ
プを基板に実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品実装装置の平面図

【図２】本発明に係る移載ヘッドの斜視図

【符号の説明】

１ Ｘテーブル ２ Ｙテーブル ３ 移載ヘッド ６ 位置決め部 １１ 電子部品の供給部 ２１ 認識部 ２３ 光源 ２４ カメラ ３１ レーザ装置 ４１ 光拡散板 ４２ 光拡散板 ５４ ノズル ５５ ノズル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の位置決め部と、電子部品の供給部
   と、移載ヘッドのノズルに吸着された電子部品を観察す
   るカメラを備えた電子部品の認識部と、移載ヘッドのノ
   ズルに吸着された電子部品のリードにレーザ光を照射し
   てこのリードの位置を計測するレーザ装置と、移載ヘッ
   ドをＸＹ方向に移動させるＸＹテーブルとを備えた電子
   部品実装装置であって、上記移載ヘッドが複数個の電子
   部品吸着用ノズルを備え、一方のノズルがこのノズルに
   吸着された角形電子部品の側壁面に４方向から押当して
   この電子部品の位置規制を行うチャック爪を有し、また
   他方のノズル側に、光源から照射された照明光を散乱さ
   せて明るく輝く光拡散板を設け、このノズルに吸着され
   た電子部品を、上記カメラ又は上記レーザ装置により計
   測するようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。