JP3736143B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品の実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品の実装装置の種類として、複数の吸着ノズルが装着された多数の移載ヘッドをインデックス回転させて連続的に実装を行うロータリー式の実装装置が知られている。このロータリー式では、多数の移載ヘッドを備え、順次実装を行うため高速実装が行えるという利点を有している。このロータリー式の実装装置では、ピックアップ位置にて電子部品をピックアップした移載ヘッドが実装位置まで回転して移動する途中に認識ステーションが設けられ、ここで電子部品を保持した状態の吸着ノズルを認識して吸着ノズルの位置や電子部品の位置ずれが検出され、この検出結果に基づいて実装時の位置補正が行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品の少サイズ化に伴い、実装時の位置精度は益々高精度が求められるようになって来ている。例えば、既にサイズが0.6mm程度のものが実用化されており、このような微小部品を吸着ノズルによってピックアップするためには0.1mm程度の位置ずれも安定した吸着に悪影響を及ぼす。
【0004】
ところが、移載ヘッドがインデックス回転する主軸には、加工や組立誤差などに起因して回転誤差があり、移載ヘッドの中心であるヘッド回転中心の回転半径は必ずしも一定でなく、各移載ヘッドによって数十μmのオーダーでばらついている。前述の認識ステーションでは、ヘッド回転中心に対する吸着ノズルの相対的位置を認識するのみであるため、ヘッド回転中心の回転半径のばらつきは補正されずそのまま吸着時や実装時の位置ずれとなっており、微小部品を対象とする場合にはこの位置ずれが吸着不具合や実装不良の原因となっていた。このように、従来の電子部品の実装装置には、微小部品の実装に際し必要な位置精度を確保することができないという問題点があった。
【0005】
そこで本発明は、微小部品についても実装位置精度を確保することが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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子部品の実装方法は、ロータリヘッドの主軸を中心に公転する複数の移載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の実装方法であって、前記電子部品のピックアップ位置および又は実装位置に認識ユニットを装着し、且つティーティング対象の移載ヘッドをピックアップ位置および又は実装位置に位置させ、そこで移載ヘッドの各吸着ノズルの位置を認識ユニットにより認識することにより移載ヘッドのピックアップ位置の公転半径R1および又は実装位置の公転半径R3を求め、この結果に基づいて前記各移載ヘッドの公転半径Rに対する偏差(R−R1)、(R−R3)を求め、電子部品の実装時にはこの偏差を補正するようにした。
【0008】
本発明によれば、電子部品のピックアップ位置および又は実装位置における移載ヘッドの公転半径に対する偏差を求めることにより、実装時にこの偏差を補正して高い位置精度を確保することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図2は同電子部品実装装置のロータリーヘッドの平面図、図3は同電子部品実装装置のロータリーヘッドの側面図である。
【0010】
まず図1を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図1において、電子部品の供給部1には電子部品を供給するパーツフィーダ2が多数個並設されている。パーツフィーダ2は図外のフィーダベースに装着され、送りねじ3を回転駆動することにより横方向へ移動する。
【0011】
供給部1の手前側にはロータリーヘッド4が配設されている。ロータリーヘッド4は主軸Oの廻りでインデックス回転し、その円周上には複数基の移載ヘッド5が備えられている。移載ヘッド5は複数の吸着ノズル6(図2参照)を備えており、電子部品のピックアップ位置Pに位置している状態で移載ヘッド5が昇降動作を行うことにより、パーツフィーダ2から電子部品をピックアップする。このとき、送りねじ3によりパーツフィーダ2を横移動させることにより、所望の電子部品をピックアップすることができる。
【0012】
ピックアップ位置でピックアップされた電子部品は、ロータリーヘッド4のインデックス回転により矢印a方向に順次移動する。そして認識ステーションのカメラ7aの上方に位置している間にカメラ7aより下方から撮像され、位置ずれが検出される。ここでは、移載ヘッド5の回転中心に対する位置ずれが検出される。ロータリーヘッド4の手前側には基板9を位置決めする可動テーブル8が配設されており、認識ステーションから移動した移載ヘッド5が基板9上の実装位置Mに到達し、そこで昇降動作を行うことにより、電子部品を基板9に実装する。
【0013】
次に図2、図3を参照してロータリーヘッド4および移載ヘッド5について説明する。図2に示すように、移載ヘッド5はロータリーヘッド4の主軸Oを中心とする公転半径Rの円周上に配設されている。移載ヘッド5はモータ10によってその軸心(ヘッド回転中心)を中心として回転し、円周上に設けられた複数(本例では4本)の吸着ノズル6の選択や、吸着ノズル6の下端部に真空吸着された電子部品の水平回転方向の角度設定などを行う。
【0014】
図3は図2のA−A断面を示すものであり、図3において、ロータリヘッド4の外周には昇降機構15を介して移載ヘッド5が装着されている。ピックアップ位置Pに位置する移載ヘッド5の下方に位置するパーツフィーダ2のフィーダベース2a上には、認識手段である撮像ユニット11が装着されている。撮像ユニット11は光学系12およびカメラ13を備えており、カメラ13で撮像される視野の光学座標系が実装装置の機械座標系上での機械原点と所定の位置関係となるように位置出しされている。カメラ13は、高さ位置の異なる複数の吸着ノズル6、6’を撮像するために焦点位置が可変となっている。
【0015】
また、実装位置Mに位置する移載ヘッド5の下方の可動テーブル8上には、同様の撮像ユニット14が装着されている。撮像ユニット14の光学座標系も同様に機械原点と所定の位置関係となるように位置出しされている。したがって、撮像ユニット11,14で各移載ヘッド5の吸着ノズル6を撮像することにより、各吸着ノズルの機械原点に対する相対位置を求めることができる。これらの撮像ユニット11,14は以下に述べる移載ヘッド5の回転中心位置のティーチング用に一時的に装着されるものである。
【0016】
次に、移載ヘッド5のヘッド回転中心位置のティーチングについて説明する。前述のように、認識ステーションにおいては各移載ヘッド5の回転中心位置は必ずしもロータリーヘッド4の主軸から同一径の位置にあるとは限らない。図3に示すように、主軸が垂直方向に対してわずかに傾いていたり、各部品の加工誤差や組立誤差など種々の要因により図2に示すピックアップ位置P、認識ステーション、実装位置Mでの公転半径R1、R2、R3はそれぞれ異なっており、数十μmのオーダーで各移載ヘッドごとにばらついている。このため認識ステーション7において検出した位置ずれ量をそのまま用いてピックアップ位置Pにおいて電子部品の吸着を行うと公転半径Rのばらつき分だけ吸着時の吸着位置に誤差を生じ、また実装位置Mにおいて電子部品の基板への搭載を行うと同様に搭載位置に誤差を生じる。
【0017】
そこでこのばらつきを補正するため、移載ヘッド5のヘッド回転中心O1,O2の位置のティーチングが行われる。まず、図3に示すように、ピックアップ位置Pおよび実装位置Mに認識ユニット11,14を装着する。そしてティーチング対象の移載ヘッド5をピックアップ位置Pおよび実装位置Mに位置させ、これらの移載ヘッド5の各吸着ノズル6を認識ユニット11、14で撮像し、これらの吸着ノズル6の位置を認識する。そして、この認識結果より当該移載ヘッド5のヘッド回転中心O1,O2の機械原点に対する相対位置を求める。これにより、ロータリヘッド4の主軸Oの機械原点に対する相対位置は既知であることから、ピックアップ位置Pにおける当該移載ヘッド5の公転半径R1および実装位置Mにおける公転半径R3を求めることができ、したがって正規の公転半径Rに対する偏差を示すオフセット(R−R1),(R−R3)が求められる。
【0018】
次に、ロータリヘッド4をインデックス回転させ、移動後にピックアップ位置Pおよび実装位置Mに位置する移載ヘッド5について同様の認識を行い、ヘッド回転中心のオフセットを求める。以下、同様の手順により全ての移載ヘッド5のピックアップ位置Pおよび実装位置Mにおけるオフセットを求める。そしてこれらのオフセットデータを位置補正データとして記憶させ、ティーチングを完了する。
【0019】
実装装置の稼働時において、供給部から電子部品をピックアップする吸着動作時には、各移載ヘッド5毎のピックアップ位置Pにおけるオフセットを加算した位置補正が行われ、ヘッド回転中心の半径のばらつきに起因する位置ずれを補正する。そして、ピックアップされた電子部品は認識ステーション7にて当該移載ヘッド5の回転中心に対する相対的な位置ずれが検出される。実装位置Mにおいてこの位置ずれを補正した上で基板9に実装されるが、このとき当該移載ヘッド5のヘッド回転中心の実装位置Mにおけるオフセットを加味して位置補正が行われるので、ヘッド回転中心の半径のばらつきに起因する位置ずれも同時に補正される。したがって、高い位置精度を必要とする微小電子部品を対象とする場合にも、良好な実装位置精度を確保することができる。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品のピックアップ位置および又は実装位置における移載ヘッドの公転半径に対する偏差を求めるようにしたので、この偏差を各移載ヘッド毎に補正して高い位置精度を確保することができる。
【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平面図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロータリーヘッドの平面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロータリーヘッドの側面図
【符号の説明】
1 供給部
2 パーツフィーダ
4 ロータリヘッド
5 移載ヘッド
6 吸着ノズル
7 認識ステーション
8 可動テーブル
9 基板
11、14 認識ユニット
Claims (1)
- ロータリヘッドの主軸を中心に公転する複数の移載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の実装方法であって、前記電子部品のピックアップ位置および又は実装位置に認識ユニットを装着し、且つティーティング対象の移載ヘッドをピックアップ位置および又は実装位置に位置させ、そこで移載ヘッドの各吸着ノズルの位置を認識ユニットにより認識することにより移載ヘッドのピックアップ位置の公転半径R1および又は実装位置の公転半径R3を求め、この結果に基づいて前記各移載ヘッドの公転半径Rに対する偏差(R−R1)、(R−R3)を求め、電子部品の実装時にはこの偏差を補正することを特徴とする電子部品の実装方法。
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