JP3358464B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移載ヘッドに複数
本備えられたノズルによりパーツフィーダの電子部品を
ピックアップして基板に移送搭載する電子部品実装方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品（以下、「チップ」という）を
基板に移送搭載する電子部品実装装置として、移載ヘッ
ドを移動テーブルによりＸ方向やＹ方向へ水平移動させ
ながら、パーツフィーダに備えられたチップを移載ヘッ
ドのノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、基
板の所定の座標位置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】またこの種電子部品実装装置として、ピッ
チをおいて並設された複数個のパーツフィーダのチップ
を、移載ヘッドにピッチをおいて横一列に備えられた３
本以上のノズルにより同時に真空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提案されてい
る（特公平３−７０９２０号公報）。この方式の電子部
品実装装置は、３本以上のノズルにより複数個の電子部
品を一括して同時にピックアップするので、実装能率が
大巾に向上するという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、移載ヘッド
のノズルには、バッドノズルが発生しやすい。バッドノ
ズルとは、ノズルの詰まりや曲がりなどのために、チッ
プを正常に真空吸着できない不良ノズルのことである。
このようなバッドノズルが発生した場合、従来は、この
バッドノズルの使用を中止し、残りの正常なノズルのみ
を使用してチップを基板に実装（移送搭載）していた。
【０００５】しかしながら従来は、バッドノズルが発生
した場合には、予定されていたプログラムをすべて変更
して、すべてのチップを正常な他のノズルで個別にピッ
クアップして基板に移送搭載していたため、ピックアッ
プ動作の回数や移載ヘッドがパーツフィーダと基板の間
を往復移動する回数は予定されていたプログラムよりも
大巾に多くなり、それだけ実装能率が悪く、３本以上の
ノズルを備えた移載ヘッドとしての長所を生かせないと
いう問題点があった。
【０００６】したがって本発明は、３本以上のノズルに
より複数個のパーツフィーダのチップをピックアップす
るようにした電子部品実装装置において、バッドノズル
が発生した場合の実装能率の低下を回避し、作業性よく
チップを基板に実装できる電子部品実装方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品実装方
法は、３本以上のノズルで同時ピックアップを行って電
子部品の基板への実装を行い、これらのノズルのうちの
いずれかにピックアップミスを多発するバッドノズルが
発生した場合には、このバッドノズルによる電子部品の
実装を中止して正常な他のノズルによりプログラムで予
定されたとおりの同時ピックアップを含むピックアップ
により電子部品の実装を行い、その後で、バッドノズル
で実装する予定だった電子部品を正常なノズルで分散ピ
ックアップして実装するようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、バッ
ドノズルが発生した場合には、残りの正常なノズルによ
り複数個のチップのピックアップを予定どおりに行って
基板に実装し、その後で、バッドノズルが実装する予定
だったチップを正常なノズルで分散ピックアップして実
装するので、ピックアップ動作の回数や移載ヘッドがパ
ーツフィーダと基板の間を往復移動する回数の増大を極
力少なくし、複数本のノズルを有する移載ヘッドの長所
を生かしながら、チップを効率よく基板に実装すること
ができる。
【０００９】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電
子部品実装装置の斜視図、図２は同正面図、図３は同制
御系のブロック図、図４は同ノズルとパーツフィーダの
正面図、図５は同シーケンス図、図６は同正常時のチッ
プのピックアップ方法の説明図、図７は同バッドノズル
発生時のチップのピックアップ方法の説明図、図８は同
バッドノズル発生時のチップの他のピックアップ方法の
説明図である。
【００１０】まず、図１および図２を参照して、電子部
品実装装置の全体構造を説明する。基台１の上面中央に
はガイドレール２が２本設けられている。基板３はガイ
ドレール２に沿って搬送され、またガイドレール２によ
って所定の位置に位置決めされる。すなわちガイドレー
ル２は基板３の位置決め部となっている。ガイドレール
２の両側部には、パーツフィーダ４が横一列に多数並設
されている。各パーツフィーダ４には、様々な品種のチ
ップ（電子部品）が備えられている。またガイドレール
２とパーツフィーダ４の間には、第１のカメラ５が設け
られている。第１のカメラ５は、移載ヘッドのノズルを
観察してその位置を検出する。
【００１１】図１において、基台１の両側部にはＹテー
ブル６Ａ，６Ｂが設置されており、Ｙテーブル６Ａ，６
Ｂ上にはＸテーブル７が架設されている。Ｘテーブル７
には移載ヘッド８が装着されている。移載ヘッド８は複
数個（本例では３個）のヘッド（第１ヘッド８Ａ、第２
ヘッド８Ｂ、第３ヘッド８Ｃ）を横一列に組付けて構成
されており、それぞれ第１ノズル９ａ、第２ノズル９
ｂ、第３ノズル９ｃを備えている。図示はしないが、各
ノズル９ａ，９ｂ，９ｃは、部品のサイズ等に応じて吸
着具を交換できるようになっている。また第２のカメラ
１０が移載ヘッド８に一体的に組付けられている（図
２）。Ｙテーブル６Ａ，６ＢとＸテーブル７は移載ヘッ
ド８をＸ方向やＹ方向に水平移動させる移動テーブルと
なっている。第２のカメラ１０は移載ヘッド８と一体的
に水平移動し、パーツフィーダ４に備えられたチップを
観察してチップのピックアップ位置を検出する。なお本
発明では、ガイドレール２による基板の搬送方向をＸ方
向とする。
【００１２】図３において、１１は制御部であり、以下
の要素が接続されている。１２は第１の認識ユニットで
あり、第１のカメラ５に接続されている。第１の認識ユ
ニット１２は、第１のカメラ５で入手されたノズルやチ
ップの画像データのデータ処理を行う。そして制御部１
１はこれに基づいてノズルやチップの位置を計算して求
める。１３は第２の認識ユニットであり、第２のカメラ
１０に接続されている。第２の認識ユニット１３は、第
２のカメラ１０で入手された基板の位置マークやパーツ
フィーダ４のピックアップ位置のチップの画像データの
データ処理を行う。そして制御部１１は、これに基づい
て基板３の位置やピックアップ位置を計算して求める。
１４は移載ヘッド駆動部であり、第１ヘッド８Ａ、第２
ヘッド８Ｂ、第３ヘッド８Ｃに接続されている。移載ヘ
ッド駆動部１４は、第１ノズル９ａ、第２ノズル９ｂ、
第３ノズル９ｃの上下動作の駆動などを行う。
【００１３】ＮＣデータ記憶部１５は、チップの実装順
序、実装位置などのプログラムデータなどが登録され
る。ピックアップ位置記憶部１６は、パーツフィーダ４
のチップのピックアップ位置を記憶する。ノズル位置記
憶部１７は、第１のカメラ５で検出された第１ノズル９
ａ、第２ノズル９ｂ、第３ノズル９ｃの位置を記憶す
る。ピックアップ動作記憶部１８は、３個のノズル９ａ
〜９ｃで同時にピックアップするかどうかを記憶する。
バッドノズル情報記憶部１９はバッドノズルを記憶す
る。制御部１１は、その他の様々な演算や判断などを行
い、また各要素の制御などを行う。
【００１４】この電子部品実装装置は上記のような構成
より成り、次に動作を説明する。図４において、Ａ〜Ｇ
は各パーツフィーダ４ａ〜４ｇに備えられた電子部品で
ある。図４では、多数個のパーツフィーダ４を区別する
ために、符号４に添字ａ〜ｇを付している。本実施の形
態では、各ノズル９ａ〜９ｃのピッチＰ１は、パーツフ
ィーダ４ａ〜４ｇのピッチＰ２の２倍になっており、こ
れにより三本のノズル９ａ〜９ｃは１つおきのパーツフ
ィーダのチップを同時にピックアップできるようになっ
ている。このように、複数個のノズル９ａ〜９ｃでパー
ツフィーダ４のチップを同時にピックアップできるよう
に、各ノズル９ａ〜９ｃのピッチＰ１はパーツフィーダ
４ａ〜４ｇのピッチＰ２の整数倍にしてある。図５はシ
ーケンス図であって、図示する順序で部品Ａ〜Ｇを基板
３に実装する。
【００１５】図６は、正常時のピックアップ方法を示し
ている。移動回数とは、ノズル９ａ，９ｂ，９ｃがパー
ツフィーダ４と基板３の間を往復する回数である。正常
時には、第１回目には３つのノズル９ａ，９ｂ，９ｃで
シーケンス１，２，３の３個のチップＡ，Ｂ，Ｃを同時
にピックアップし、基板３に移送搭載する。また同様
に、第２回目にはシーケンス４，５，６のチップＤＥＦ
を同時にピックアップして基板３に移送搭載し、第３回
目にもシーケンス７，８，９のチップＤＥＦを同時にピ
ックアップして基板３に移送搭載する。以上のようにシ
ーケンス１〜９の９個のチップは、３回の実装動作によ
り基板３に実装される。
【００１６】さて、シーケンス番号１０〜１２の３つの
チップＢ，Ｅ，Ｇのピッチは、図４から明らかなように
ノズル９ａ〜９ｃのピッチＰ１と異なるので、３本のノ
ズル９ａ〜９ｃで同時にピックアップすることはできな
い。したがってこれらのチップＢ，Ｅ，Ｇは３本のノズ
ル９ａ〜９ｃで同時にピックアップせずに、各ノズル９
ａ〜９ｃで個別にピックアップして基板３に移送搭載す
る。上記シーケンス１〜９のように複数のチップを複数
のノズルで同時にピックアップせずに、シーケンス１０
〜１２のように個別にピックアップすることを、本発明
では分散ピックアップと称する。以上のように、正常時
には、シーケンス番号１〜１２の１２個のチップを、３
回の同時ピックアップと３回の分散ピックアップの合計
６回のピックアップ動作によりピックアップして基板３
に実装できる。
【００１７】次に、図７を参照してバッドノズルが発生
した場合のピックアップ方法を説明する。バッドノズル
とは、上述のように何らかの理由でチップのピックアッ
プができなくなった不良ノズルである。またバッドノズ
ルの検出方法としては、ピックアップミスを多発するノ
ズルを検出してこのノズルをバッドノズルとするのが一
般的な方法である。ピックアップミスの検出方法として
は、例えば第１には第１のカメラ５によりノズルの下端
部を観察してチップが真空吸着されているかどうかを観
察し、チップが真空吸着されていなければピックアップ
ミスと判断する方法、第２には圧力センサによりノズル
の内圧を測定する方法（ノズルの下端部にチップが真空
吸着されていればノズルの内圧はしきい値以下の負圧と
なり、チップが真空吸着されていなければしきい値以下
の負圧にならない）である。そして同一ノズルによるピ
ックアップミスが連続して所定回数に達したとき、もし
くはピックアップミス率が所定値に達したとき、このノ
ズルをバッドノズルとする。なおバッドノズルであるか
否かの判断は制御部１１が行い、バッドノズルはバッド
ノズル情報記憶部１９に記憶する。
【００１８】さて、図７は、第２ノズル９ｂがバッドノ
ズルと判断された場合のピックアップ方法を示してい
る。この場合、第２ノズル９ｂはバッドノズルで使用で
きないので、残りの第１ノズル９ａと第３ノズル９ｃで
実装を行う。すなわち、正常な第１ノズル９ａと第３ノ
ズル９ｃで第１回目〜第３回目迄の同時ピックアップと
第４回目の分散ピックアップをプログラムに予定された
とおりに（すなわち図６の場合と同様に）行う。したが
って第２ノズル９ｂで予定されていた第１回〜第４回の
チップＢ，Ｅ，Ｅ，Ｅの実装は行われず、これらのチッ
プＢ，Ｅ，Ｅ，Ｅは取り残されることになる。
【００１９】以上のようにして、第１回〜第４回の実装
を予定どおりに行った後で、第１ノズル９ａと第３ノズ
ル９ｃにより、第２ノズルｂで予定されていた実装のリ
カバリーを行う。すなわち第５回目に第１ノズル９ａで
チップＢを、また第３ノズル９ｃでチップＥを分散ピッ
クアップして基板３に実装し、次いで第６回目に第１ノ
ズル９ａでチップＥを、また第３ノズル９ｃでチップＥ
を分散ピックアップして基板３に実装する。以上のよう
に図７に記載した方法によれば、第１回〜第３回迄の都
合３回の同時ピックアップと、第４回〜第６回における
都合６回の分散ピックアップ、合計９回のピックアップ
動作により１２個のチップをピックアップして基板３に
実装できる。
【００２０】図８は従来のピックアップ方法、すなわち
図７に示す本発明に係る方法を用いなかった場合のピッ
クアップ方法を示している。この場合、第１回〜第６回
のすべてにおいて分散ピックアップを行うので、都合１
２回のピックアップ動作が必要になる。したがって図７
の場合よりも３回余計にピックアップ動作を行わねばな
らないので、それだけタクトタイムが長くなって実装能
率が低下する。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、バッドノズルが発生し
た場合には、残りの正常なノズルにより複数個のチップ
のピックアップを予定どおりに行って基板に実装し、そ
の後で、バッドノズルが実装する予定だったチップを正
常なノズルで分散ピックアップして実装するので、ピッ
クアップ動作の回数や移載ヘッドがパーツフィーダと基
板の間を往復移動する回数の増大を極力少なくし、複数
本のノズルを有する移載ヘッドの長所を生かしながら、
チップを効率よく基板に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の正
面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制
御系のブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズルとパーツフィーダの正面図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のシ
ーケンス図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の正
常時のチップのピックアップ方法の説明図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のバ
ッドノズル発生時のチップのピックアップ方法の説明図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のバ
ッドノズル発生時のチップの他のピックアップ方法の説
明図
【符号の説明】
２ ガイドレール ３ 基板 ４ パーツフィーダ ５ 第１のカメラ ８ 移載ヘッド ９ａ 第１ノズル ９ｂ 第２ノズル ９ｃ 第３ノズル １０ 第２のカメラ １８ ピックアップ動作記憶部 １９ バッドノズル情報記憶部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−160794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−155599（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−145276（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−264788（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203296（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−78300（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−191494（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−56499（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 13/08 H05K 13/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パーツフィーダをピッチをおいて並設し、
    また移載ヘッドに前記ピッチの整数倍のピッチをおいて
    ３本以上のノズルを備え、移載ヘッドを移動テーブルに
    より水平方向へ移動させながら、これらのノズルにより
    複数個のパーツフィーダの電子部品をピックアップして
    位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実
    装方法であって、 前記３本以上のノズルで同時ピックアップを行って電子
    部品の基板への実装を行い、これらのノズルのうちのい
    ずれかにピックアップミスを多発するバッドノズルが発
    生した場合には、このバッドノズルによる電子部品の実
    装を中止して正常な他のノズルによりプログラムで予定
    されたとおりの同時ピックアップを含むピックアップに
    より電子部品の実装を行い、その後で、バッドノズルで
    実装する予定だった電子部品を正常なノズルで分散ピッ
    クアップして実装することを特徴とする電子部品実装方
    法。
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