JP3846171B2

JP3846171B2 - Electronic component mounting method

Info

Publication number: JP3846171B2
Application number: JP2000292055A
Authority: JP
Inventors: 英樹角
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2002111284A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装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】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、供給部に収納された電子部品を吸着ノズルを備えた移載ヘッドによってピックアップするピックアップ工程と、ピックアップした電子部品を基板上へ移送して所定の実装点に搭載する搭載工程を繰り返す。この実装動作では、移載ヘッドはピックアップ工程および搭載工程において昇降動作を反復して行う。
【０００３】
ところで実装効率を向上させるため、１つの移載ヘッドに複数の吸着ノズルを備えたマルチ型ヘッドが広く用いられている。このマルチ型ヘッドでは各吸着ノズルを移載ヘッドに対して個別に昇降させる必要があることから、移載ヘッド全体を昇降させるヘッド昇降手段と共に、各吸着ノズルを移載ヘッドに対して個別に昇降させるためのノズル昇降手段が設けられる。ヘッド昇降手段としては昇降速度や移動量を任意に設定できるよう、制御自由度の大きいサーボモータなどを用いたヘッド昇降用のＺ軸駆動機構が用いられ、ノズル昇降手段としてはコンパクトさや機構の簡略化などの目的で定ストロークで昇降するエアシリンダが用いられる場合が多い。
【０００４】
以下、このような構成の移載ヘッドを用いた実装動作について図面を参照して説明する。図７は従来の電子部品搭載動作における移載ヘッドの動作説明図である。図７（ａ）は移載ヘッド９によって供給部から電子部品Ｐをピックアップし、基板３上に移動した状態を示している。移載ヘッド９の吸着ノズル１１（２つのみ図示）には電子部品Ｐが保持されており、エアシリンダ１５によっていずれの吸着ノズル１１も上昇位置にある。基板３上には既に電子部品Ｐ１が搭載されている。そしてこの状態から１つの吸着ノズル１１による搭載動作が開始され、図７（ｂ）に示す状態を経て、図７（ｃ）にて電子部品Ｐの第１回目の搭載が行われる。
【０００５】
そして、エアシリンダ１５、移載ヘッド９の昇降用のＺ軸ともに下降位置にある状態から、もう１つの吸着ノズル１１による第２回目の搭載動作に移行する。すなわち、図７（ｄ）に示すように搭載動作を終えた吸着ノズル１１を上昇させ、新たな搭載動作を行う吸着ノズル１１を下降させる動作をそれぞれのエアシリンダ１５によって行わせるとともに、移載ヘッド９のＺ軸による上昇動作が行われる。
【０００６】
次いで図７（ｅ）に示すように、搬送高さ位置Ｈ１，すなわち完全に下降した状態の吸着ノズル１１に保持された電子部品Ｐの下面と、既実装部品Ｐ１との間に十分なクリアランスＣが確保される高さとして予め設定された高さ位置Ｈ１まで、移載ヘッド９が上昇したことを確認した後に、移載ヘッド９の水平移動が開始される。この後、図７（ｆ）に示すように第２回目の電子部品Ｐの搭載が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成の移載ヘッド９による従来の電子部品実装方法においては、ピックアップ工程や搭載工程において移載ヘッド９が上昇する際に、図７（ｅ）に示すタイミング、すなわちヘッド昇降用のＺ軸によって移載ヘッド９が所定の搬送高さ位置に到達するタイミングまで、移載ヘッド９の水平移動を行わず待機することとしていた。このため移載ヘッド９の水平移動動作において待機のための無駄時間が生じ、この無駄時間が実装タクトタイムの短縮を阻害することとなっていた。
【０００８】
そこで本発明は、無駄時間を排してタクトタイムを短縮し、実装効率を向上させることができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装方法は、個別に昇降可能な複数の吸着ノズルを備えた移載ヘッド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へ搭載する電子部品実装方法であって、前記電子部品のピックアップ工程および搭載工程における移載ヘッドの上昇動作時に、移載ヘッドを昇降させるヘッド昇降手段を駆動すると共に移載ヘッドに対して前記吸着ノズルを昇降させるノズル昇降手段を駆動することにより、移載ヘッドの上昇動作と吸着ノズルの移載ヘッドに対する相対的な上昇動作とを重ね合わせて吸着ノズルを上昇させ、上昇途中の吸着ノズルの下端部が所定の干渉回避高さに到達するタイミングから移載ヘッドの水平移動を開始するものであり、かつ前記ノズル昇降手段は吸着ノズルに結合されたエアシリンダであり、当該電子部品実装装置の稼働時に所定インターバルで前記エアシリンダの動作状態を確認するための動作テストを行うようにした。
【００１１】
本発明によれば、個別に昇降可能な複数の吸着ノズルを備えた移載ヘッドの上昇動作時に、移載ヘッドの上昇動作と吸着ノズルの移載ヘッドに対する相対的な上昇動作とを重ね合わせて吸着ノズルを上昇させ、上昇途中の吸着ノズルの下端部が所定の干渉回避高さに到達するタイミングで移載ヘッドの水平移動を開始させることにより、移載ヘッドが待機する無駄時間を排除して、タクトタイムを短縮することができる。
【００１２】
【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斜視図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの斜視図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品搭載動作における移載ヘッドの動作説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品搭載動作における移載ヘッド上昇動作の説明図である。
【００１３】
まず図１を参照して電子部品実装装置について説明する。図１において、電子部品実装装置１は、Ｘ方向に配設された搬送路２を備えており、搬送路２は基板３を搬送し位置決めする位置決め部となっている。搬送路２の手前側には、電子部品の供給部４が配置されており、供給部４にはテーピングされた電子部品を供給するテープフィーダ５が多数並設されている。
【００１４】
搬送路２および供給部４の上方には、移載ヘッド９が図示しない水平移動手段によって水平移動可能に装着されている。移載ヘッド９は複数の吸着ノズル１１を備えたマルチ型ヘッドであり、吸着ノズル１１によりテープフィーダ５のピックアップ位置から電子部品Ｐをピックアップし、搬送路２上の基板３に移載する。
【００１５】
搬送路２と供給部４の間の移載ヘッド９の移動経路上には、ラインカメラ１０が配設されている。電子部品Ｐを保持した移載ヘッド９をラインカメラ１０の上方を水平移動させながら、ラインカメラ１０の光学系を介して入光する光を１次元のラインセンサで受光することにより、電子部品Ｐを撮像し認識する。
【００１６】
次に図２、図３を参照して移載ヘッド９について説明する。図２、図３において、移載ヘッド９はＺ軸モータ１２ａを備えたＺ軸テーブル１２に装着されている。Ｚ軸テーブル１２を駆動することにより、移載ヘッド９は昇降する。したがってＺ軸テーブル１２は、ヘッド昇降手段となっている。移載ヘッド９は箱型部材１３に結合された昇降ブロック１４を備えており、箱型部材１３の上面には、円周上の等配位置に６本のエアシリンダ１５が配設されている。
【００１７】
図３に示すように、エアシリンダ１５は両ロッドタイプであり、上下両方向にロッド１５ａが突出している。下方に突出したロッド１５ａは、ノズル昇降ロッド１６と回転自在に結合されており、ノズル昇降ロッド１６はスライドユニットに挿通して下端部に装着された吸着ノズル１１と連結されている。図示しない吸引手段によって吸着ノズル１１の下端部から真空吸引することにより、吸着ノズル１１は下端部の吸着孔に電子部品を吸着保持する。
【００１８】
エアシリンダ１５の給排気ポートにはエア配管を介して電磁弁１７が接続されており、電磁弁１７にはレギュレータ１８を経由して駆動用エアが供給される。電磁弁１７を作動させることによりエアの方向が切り換えられ、供給されるエアの方向に応じてエアシリンダ１５は上下動を行う。エアシリンダ１５は電子部品Ｐを吸着する吸着ノズル１１を上下動させるためのものであり、その下死点において電子部品Ｐの真空吸着を行い、ロッド１５ａを上方に突出させて吸着ノズル１１を上昇させた状態で実装点まで移動し、そこで再び下降し下死点において吸着して保持していた電子部品Ｐを実装位置に搭載し、吸着を解除して実装する。従って、エアシリンダ１５は吸着ノズル１１を移載ヘッド９に対して相対的に昇降させるノズル昇降手段となっている。
【００１９】
次に図４を参照して制御系の構成を説明する。図４において、制御部２０はＣＰＵであり、電子部品実装装置全体の動作を制御する。プログラム記憶部２１は実装動作のシーケンスプログラムや、後述するエアシリンダの動作テストプログラムなど、各種動作に必要なプログラムを記憶する。データ記憶部２２は実装座標データや、実装される電子部品Ｐの高さ寸法を含む部品データのほか、移載ヘッド９のエアシリンダ１５の動作条件や動作タイミングについてのシリンダデータなどの各種データを記憶する。
【００２０】
ここでシリンダデータについて説明する。半導体チップなどの電子部品は近年非常に小型化しており、吸着や搭載時の取り扱いには極めて精緻な動作制御を必要とする。更に電子部品実装工程においては、実装作業効率の向上が要請され、実装タクトタイムは益々短縮化の傾向にある。このため電子部品吸着用のノズルを上下駆動するエアシリンダには、高速かつ確実な動作が求められている。シリンダデータはこのような動作を実現するために準備されるものであり、エアシリンダ１５の確実な動作を保証するためのデータ、例えば駆動用のエア圧力、動作タイミングを微調整するタイマ値などのデータが含まれる。そして、これらのシリンダデータは、装置稼働時に所定インターバルで行われるシリンダ動作確認用の動作テストの結果に基づいて常に更新される。これにより、駆動用エアの圧力変動やシリンダ内の摺動部の摺動状態の経時変化などによって不安定となり易い動作状態を、許容ばらつき範囲内に保つことが可能となる。
【００２１】
シリンダ制御部２３は、上記シリンダデータに基づいて、エアシリンダ１５の動作制御を行う。すなわち、エアシリンダ１５の駆動タイミングを決定する電磁弁１７や、シリンダ駆動用エアの圧力を設定するレギュレータ１８の設定を制御する。機構制御部２４はＸＹテーブル機構や移載ヘッド９を駆動する各モータの駆動制御を行う。認識処理部２５は、ラインカメラ１０によって取得された電子部品の画像データを画像処理することにより、移載ヘッド９に保持された状態の電子部品Ｐの識別や位置認識を行う。操作・入力部２６は操作盤に設けられた操作ボタンやキーボードであり、部品データやシリンダデータなどの入力や、操作コマンドの入力を行う。
【００２２】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品搭載動作における移載ヘッド９の動作パターンについて図５、図６を参照して説明する。図５（ａ）は移載ヘッド９によって供給部４から電子部品Ｐをピックアップし、基板３上に移動して搭載動作を開始する状態を示しており、２つの吸着ノズル１１のうち、１つがエアシリンダ１５によって下降を開始している。基板３上には既に電子部品（既実装部品）Ｐ１が搭載されている。そしてこの状態から吸着ノズル１１がさらに下降することにより図５（ｂ）に示すように電子部品Ｐが基板３に着地して搭載され、この後、もう１つの吸着ノズル１１による搭載動作に移行する。
【００２３】
すなわち、図５（ｃ）に示すように、電子部品Ｐの搭載を終えた吸着ノズル１１の下端部が、既実装部品Ｐ１との干渉を回避して通過できる高さ（干渉回避高さ）まで上昇するタイミングで、移載ヘッド９の水平移動が開始される。この干渉回避高さは、図６（ｂ）に示すように既実装部品Ｐ１の高さに余裕分のクリアランスＣを加味した高さＨｎであり、既実装部品Ｐ１の部品データに基づいて決定される。実装動作においては、プログラム記憶部２１に記憶された実装プログラム上で既実装部品の有無を知ることができ、データ記憶部２２に記憶された部品データにより当該既実装部品の高さ寸法が与えられる。
【００２４】
そして、吸着ノズル１１の下端部がこの干渉回避高さＨｎに到達して既実装部品Ｐ１との干渉がクリアされるタイミングは、以下の方法により求める。まず、図６（ａ）に示すように、吸着ノズル１１を昇降させるエアシリンダ１５の上昇動作における速度パターン、および移載ヘッド９を昇降させるＺ軸モータ１２ａによる上昇動作の速度パターンを、それぞれ個別に求める。ここでは、いずれも略台形の速度パターンで与えられる。
【００２５】
ここで、上述の干渉回避高さＨｎへの到達を移載ヘッド９のＺ軸のみを駆動することにより実現しようとすれば、図６（ａ）に示す台形パターン（ハッチング部）の面積がＨｎに相当する面積になるような到達時間ｔ１を必要とする。これに対し本実施の形態では、エアシリンダ１５による吸着ノズル１１の移載ヘッド９に対する相対的な上昇と、Ｚ軸駆動による移載ヘッド９全体の上昇との重ね合わせ動作によって、この干渉回避高さＨｎを実現するようにしている。
【００２６】
従って、吸着ノズル１１の下端部がこの干渉回避高さＨｎに到達するタイミングは、図６（ａ）にて求められた重ね合わせ動作の速度パターン上で、干渉回避高さＨｎに相当する面積を与える時間軸上の点ｔ２を計算することによって求めることができる。ここで求められる到達時間ｔ２は、前述のＺ軸のみによってこの干渉回避高さＨｎを実現する場合の到達時間ｔ１と比較して、大幅に短い時間となっている。
【００２７】
すなわち、図５（ｂ）の状態から上記のように求められた時間ｔ２だけ経過したタイミングは、吸着ノズル１１が干渉回避高さＨｎに到達するタイミングと一致する。このようにして、吸着ノズル１１と既実装部品Ｐ１との干渉がクリアされたならば、図５（ｄ）、（ｅ）に示す状態の間、移載ヘッド９は水平移動を続ける。そしてこの間に搭載動作を終えた吸着ノズル１１の上昇と、新たに搭載動作を行う吸着ノズル１１の下降とをそれぞれのエアシリンダ１５によって同時並行的に行う。
【００２８】
これにより、図５（ｅ）にて電子部品Ｐを保持した吸着ノズル１１は完全に下降完了した状態となる。そしてこのとき、移載ヘッド９はＺ軸による下降を既に開始しており、図５（ｆ）に示す電子部品Ｐの着地動作においては、Ｚ軸のみの下降動作により電子部品Ｐを基板３にスムーズに着地させて搭載する。
【００２９】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品搭載動作によれば、移載ヘッド９は図５（ｂ）に示す第１回目の搭載のための下降から、高さｈだけ上昇したタイミングで既に第２回目の搭載動作に向けての水平移動を開始可能な状態となっている。図７に示す従来の方法における水平移動開始タイミング、すなわち完全に下降した状態の吸着ノズル１１が既実装部品Ｐ１と干渉しない高さとして設定される搬送高さ位置Ｈ１まで上昇したタイミングで移載ヘッド９の水平移動を開始していたことと比較すると、移載ヘッド９の水平移動動作における待機による無駄時間が排除され、実装タクトタイムが短縮されている。
【００３０】
次に本実施の形態において、電子部品実装装置の稼働中の所定インターバルにおいて行われるエアシリンダ１５の動作テストについて説明する。前述のように、エアシリンダ１５の動作特性は種々の要因によって変動し、往復動の速度パターンを確実に設定値通りに維持することが難しい。そこで本実施の形態では、装置稼働中の所定インターバルでエアシリンダ１５の動作テストを実施し、そのテストデータに基づいて前述のシリンダデータを変更することにより、確実な動作を確保するようにしている。
【００３１】
すなわち、動作テストにおいてはエアシリンダ１５のストロークエンド間の往復に要する時間を計測し、計測結果が所定時間からずれている場合には、レギュレータ１８の設定圧力を修正するか、もしくは電磁弁１７の作動タイミング設定用のタイマ値を調整することにより、極力所定の速度パターンに近い動作形態でエアシリンダ１５が駆動されるようにする。このような方法を採用することにより、エアシリンダ１５を用いた移載ヘッド９においてエアシリンダ１５の高速かつ確実な動作が保証され、移載ヘッド９の各動作における無駄時間を排除して実装効率を向上させることができる。
【００３２】
なお上記実施の形態では、電子部品Ｐを保持した移載ヘッド９が基板３上で電子部品の搭載動作を行う際の、移載ヘッド９および吸着ノズル１１の昇降動作について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の動作における昇降動作、例えば供給部４から電子部品Ｐをピックアップする際の移載ヘッド９および吸着ノズル１１の昇降動作についても、本発明が適用可能である。この場合には、干渉回避の対象はテープフィーダ５などにおいて吸着ノズル１１がクリアしなければならない突出部位となるが、この場合においても吸着ノズル１１の上昇と移載ヘッド９の上昇を重ね合わせることにより、部品ピックアップに要する時間を短縮することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、個別に昇降可能な複数の吸着ノズルを備えた移載ヘッドの上昇動作時に、移載ヘッドの上昇動作と吸着ノズルの移載ヘッドに対する相対的な上昇動作とを重ね合わせて上昇させ、上昇途中の吸着ノズルの下端部が所定の干渉回避高さに到達するタイミングで移載ヘッドの水平移動を開始させるようにしたので、移載ヘッドが待機する無駄時間を排除して、タクトタイムを短縮することができる。
【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移載ヘッドの斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品搭載動作における移載ヘッドの動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品搭載動作における移載ヘッドの上昇動作の説明図
【図７】従来の電子部品搭載動作における移載ヘッドの動作説明図
【符号の説明】
３基板
４供給部
５テープフィーダ
９移載ヘッド
１１吸着ノズル
２１プログラム記憶部
２２データ記憶部
２３シリンダ制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component mounting method for mounting electronic components on a substrate.
[0002]
[Prior art]
In an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate, a pickup process of picking up an electronic component housed in a supply unit by a transfer head having a suction nozzle, and transferring the picked-up electronic component onto a substrate Repeat the mounting process for mounting at the mounting point. In this mounting operation, the transfer head repeatedly performs the lifting and lowering operations in the pickup process and the mounting process.
[0003]
By the way, in order to improve mounting efficiency, a multi-type head provided with a plurality of suction nozzles in one transfer head is widely used. In this multi-type head, since each suction nozzle needs to be lifted and lowered individually with respect to the transfer head, each suction nozzle is lifted and lowered individually with respect to the transfer head together with a head lifting means for lifting and lowering the entire transfer head. Nozzle lifting / lowering means is provided. As the head lifting means, a Z-axis drive mechanism for head lifting using a servo motor with a high degree of freedom of control is used so that the lifting speed and movement amount can be arbitrarily set, and the nozzle lifting means is compact and simple mechanism In many cases, an air cylinder that moves up and down with a constant stroke is used for the purpose of making it easier.
[0004]
Hereinafter, a mounting operation using the transfer head having such a configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is an explanatory view of the operation of the transfer head in the conventional electronic component mounting operation. FIG. 7A shows a state in which the electronic component P is picked up from the supply section by the transfer head 9 and moved onto the substrate 3. An electronic component P is held on the suction nozzle 11 (only two are shown) of the transfer head 9, and any suction nozzle 11 is in the raised position by the air cylinder 15. An electronic component P1 is already mounted on the substrate 3. Then, the mounting operation by one suction nozzle 11 is started from this state, and after the state shown in FIG. 7B, the first mounting of the electronic component P is performed in FIG. 7C.
[0005]
Then, from the state where both the air cylinder 15 and the Z axis for raising and lowering the transfer head 9 are in the lowered position, the second mounting operation by the other suction nozzle 11 is performed. That is, as shown in FIG. 7D, the suction nozzle 11 that has finished the mounting operation is raised and the suction nozzle 11 that performs a new mounting operation is lowered by each air cylinder 15 and the transfer head. 9 is raised by the Z axis.
[0006]
Next, as shown in FIG. 7E, a sufficient clearance C is provided between the bottom surface of the electronic component P held by the conveyance height position H1, that is, the suction nozzle 11 in a completely lowered state, and the mounted component P1. After confirming that the transfer head 9 has moved up to a height position H1 set in advance as a height at which the transfer head 9 is secured, the horizontal movement of the transfer head 9 is started. Thereafter, as shown in FIG. 7F, the second electronic component P is mounted.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional electronic component mounting method using the transfer head 9 having the above-described configuration, when the transfer head 9 is raised in the pick-up process or the mounting process, the timing shown in FIG. Until the transfer head 9 reaches a predetermined transport height position by the shaft, the transfer head 9 is not moved horizontally and is put on standby. For this reason, a dead time for standby occurs in the horizontal movement operation of the transfer head 9, and this dead time hinders a reduction in mounting tact time.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component mounting method that can reduce dead time, shorten tact time, and improve mounting efficiency.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The electronic component mounting method according to claim 1 is an electronic component mounting method for picking up an electronic component from a supply part of the electronic component by a transfer head provided with a plurality of suction nozzles that can be individually moved up and down, and mounting the electronic component on a substrate. Driving a head elevating means for elevating and lowering the transfer head and a nozzle elevating means for elevating the suction nozzle relative to the transfer head during the ascending operation of the transfer head in the pick-up process and mounting process of the electronic component Thus, the raising operation of the transfer head and the relative raising operation of the suction nozzle relative to the transfer head are overlapped to raise the suction nozzle, and the lower end portion of the suction nozzle in the middle of the rise reaches a predetermined interference avoidance height. It is intended to start the horizontal movement of the transfer head from the timing, and the nozzle elevating means is an air cylinder coupled to the suction nozzle Ri, and to perform the operation test to check the operation status of the air cylinder at a predetermined interval during operation of the electronic component mounting apparatus.
[0011]
According to the present invention, when the transfer head having a plurality of suction nozzles that can be moved up and down individually is lifted, the transfer head lift operation and the suction nozzle relative lift operation are superimposed on each other. By lifting the suction nozzle and starting the horizontal movement of the transfer head at the timing when the lower end of the suction nozzle in the middle of reaching the predetermined interference avoidance height, the time spent waiting for the transfer head is eliminated. , Tact time can be shortened.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a transfer head of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory view of the transfer head ascending operation in the electronic component mounting operation according to the embodiment of the present invention.
[0013]
First, an electronic component mounting apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the electronic component mounting apparatus 1 includes a transport path 2 disposed in the X direction, and the transport path 2 is a positioning unit that transports and positions a substrate 3. An electronic component supply unit 4 is disposed on the front side of the transport path 2, and a number of tape feeders 5 for supplying the taped electronic components are arranged in parallel in the supply unit 4.
[0014]
A transfer head 9 is mounted above the transport path 2 and the supply unit 4 so as to be horizontally movable by horizontal movement means (not shown). The transfer head 9 is a multi-type head having a plurality of suction nozzles 11, picks up the electronic component P from the pickup position of the tape feeder 5 by the suction nozzles 11, and transfers it onto the substrate 3 on the transport path 2.
[0015]
A line camera 10 is disposed on the movement path of the transfer head 9 between the conveyance path 2 and the supply unit 4. While the transfer head 9 holding the electronic component P is moved horizontally above the line camera 10, the light entering through the optical system of the line camera 10 is received by a one-dimensional line sensor, thereby the electronic component P Is captured and recognized.
[0016]
Next, the transfer head 9 will be described with reference to FIGS. 2 and 3, the transfer head 9 is mounted on a Z-axis table 12 having a Z-axis motor 12a. By driving the Z-axis table 12, the transfer head 9 moves up and down. Therefore, the Z-axis table 12 serves as a head lifting / lowering means. The transfer head 9 includes an elevating block 14 coupled to a box-shaped member 13, and six air cylinders 15 are disposed on the upper surface of the box-shaped member 13 at equally spaced positions on the circumference. .
[0017]
As shown in FIG. 3, the air cylinder 15 is a double rod type, and a rod 15a projects in both the upper and lower directions. The downwardly projecting rod 15a is rotatably coupled to the nozzle lifting / lowering rod 16, and the nozzle lifting / lowering rod 16 is inserted into the slide unit and connected to the suction nozzle 11 mounted at the lower end. By vacuum suction from the lower end portion of the suction nozzle 11 by a suction unit (not shown), the suction nozzle 11 sucks and holds the electronic component in the suction hole at the lower end portion.
[0018]
An electromagnetic valve 17 is connected to an air supply / exhaust port of the air cylinder 15 via an air pipe, and driving air is supplied to the electromagnetic valve 17 via a regulator 18. By operating the solenoid valve 17, the direction of air is switched, and the air cylinder 15 moves up and down according to the direction of the supplied air. The air cylinder 15 moves the suction nozzle 11 that picks up the electronic component P up and down, performs vacuum suction of the electronic component P at the bottom dead center, and raises the suction nozzle 11 by protruding the rod 15a upward. In this state, the electronic component P is moved down to the mounting point and lowered again, and the electronic component P that has been sucked and held at the bottom dead center is mounted at the mounting position, and the suction is released and mounting is performed. Therefore, the air cylinder 15 serves as a nozzle raising / lowering means for raising and lowering the suction nozzle 11 relative to the transfer head 9.
[0019]
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the control unit 20 is a CPU, and controls the operation of the entire electronic component mounting apparatus. The program storage unit 21 stores programs necessary for various operations such as a sequence program for mounting operation and an air cylinder operation test program to be described later. The data storage unit 22 stores various data such as mounting coordinate data, component data including the height dimension of the electronic component P to be mounted, and cylinder data regarding the operating conditions and timing of the air cylinder 15 of the transfer head 9. Remember.
[0020]
Here, the cylinder data will be described. In recent years, electronic components such as semiconductor chips have become very small in size, and extremely precise operation control is required for adsorption and handling during mounting. Furthermore, in the electronic component mounting process, improvement in mounting work efficiency is required, and the mounting tact time tends to be shortened. For this reason, an air cylinder that drives the electronic component suction nozzle up and down is required to operate at high speed and reliably. The cylinder data is prepared to realize such an operation, and data for assuring a reliable operation of the air cylinder 15, such as a driving air pressure, a timer value for finely adjusting the operation timing, and the like. Contains data. These cylinder data are constantly updated based on the result of an operation test for confirming cylinder operation performed at predetermined intervals when the apparatus is operating. As a result, it is possible to maintain an operating state that is likely to be unstable due to a change in pressure of the driving air or a change with time of the sliding state of the sliding portion in the cylinder within the allowable variation range.
[0021]
The cylinder control unit 23 controls the operation of the air cylinder 15 based on the cylinder data. That is, the setting of the solenoid valve 17 that determines the drive timing of the air cylinder 15 and the regulator 18 that sets the pressure of the cylinder driving air are controlled. The mechanism control unit 24 performs drive control of each motor that drives the XY table mechanism and the transfer head 9. The recognition processing unit 25 performs image processing on the image data of the electronic component acquired by the line camera 10, thereby identifying and recognizing the position of the electronic component P held by the transfer head 9. The operation / input unit 26 is an operation button or a keyboard provided on the operation panel, and inputs part data, cylinder data, etc., and an operation command.
[0022]
This electronic component mounting apparatus is configured as described above. Hereinafter, an operation pattern of the transfer head 9 in the electronic component mounting operation will be described with reference to FIGS. FIG. 5A shows a state in which the electronic component P is picked up from the supply unit 4 by the transfer head 9 and moved onto the substrate 3 to start the mounting operation. One of the two suction nozzles 11 is The air cylinder 15 starts to descend. An electronic component (already mounted component) P1 is already mounted on the substrate 3. Then, when the suction nozzle 11 is further lowered from this state, the electronic component P is landed and mounted on the substrate 3 as shown in FIG. 5B, and thereafter, the operation moves to a mounting operation by another suction nozzle 11. .
[0023]
That is, as shown in FIG. 5C, the lower end portion of the suction nozzle 11 that has finished mounting the electronic component P is up to a height (interference avoidance height) at which it can pass while avoiding interference with the already mounted component P1. At the rising timing, the horizontal movement of the transfer head 9 is started. As shown in FIG. 6B, the interference avoidance height is a height Hn obtained by adding a clearance C to the height of the already mounted component P1, and is determined based on the component data of the already mounted component P1. The In the mounting operation, the presence / absence of an already mounted component can be known on the mounting program stored in the program storage unit 21, and the height dimension of the already mounted component is given by the component data stored in the data storage unit 22. .
[0024]
The timing at which the lower end portion of the suction nozzle 11 reaches the interference avoidance height Hn and the interference with the already mounted component P1 is cleared is obtained by the following method. First, as shown in FIG. 6A, a speed pattern in the ascending operation of the air cylinder 15 that raises and lowers the suction nozzle 11 and a speed pattern of the ascending operation by the Z-axis motor 12a that raises and lowers the transfer head 9 are individually provided. Ask for. Here, both are given by a substantially trapezoidal velocity pattern.
[0025]
Here, if it is intended to achieve the above-described interference avoidance height Hn by driving only the Z-axis of the transfer head 9, the area of the trapezoidal pattern (hatched portion) shown in FIG. An arrival time t1 that requires an area corresponding to is required. On the other hand, in the present embodiment, the interference avoiding height is increased by the overlapping operation of the relative rise of the suction nozzle 11 with respect to the transfer head 9 by the air cylinder 15 and the rise of the entire transfer head 9 by the Z-axis drive. Hn is realized.
[0026]
Therefore, the timing at which the lower end portion of the suction nozzle 11 reaches the interference avoidance height Hn is an area corresponding to the interference avoidance height Hn on the speed pattern of the overlapping operation obtained in FIG. It can be obtained by calculating a point t2 on the given time axis. The arrival time t2 obtained here is much shorter than the arrival time t1 when the interference avoidance height Hn is realized only by the Z-axis described above.
[0027]
That is, the timing at which the time t2 obtained as described above has elapsed from the state of FIG. 5B coincides with the timing at which the suction nozzle 11 reaches the interference avoidance height Hn. When the interference between the suction nozzle 11 and the already mounted component P1 is cleared in this way, the transfer head 9 continues to move horizontally during the states shown in FIGS. 5 (d) and 5 (e). During this time, the suction nozzle 11 that has completed the mounting operation and the suction nozzle 11 that newly performs the mounting operation are simultaneously lowered by the air cylinders 15.
[0028]
As a result, the suction nozzle 11 holding the electronic component P in FIG. 5 (e) is completely lowered. At this time, the transfer head 9 has already started to descend by the Z axis. In the landing operation of the electronic component P shown in FIG. 5F, the electronic component P is moved to the substrate 3 by the descending operation of only the Z axis. Install smoothly.
[0029]
As described above, according to the electronic component mounting operation shown in the present embodiment, the timing when the transfer head 9 is raised by the height h from the lowering for the first mounting shown in FIG. Thus, the horizontal movement toward the second mounting operation can be started. The transfer head at the horizontal movement start timing in the conventional method shown in FIG. 7, that is, at the timing when the suction nozzle 11 in the completely lowered state rises to the conveyance height position H1 set as a height that does not interfere with the already mounted component P1. Compared with the fact that the horizontal movement of 9 has started, the dead time due to standby in the horizontal movement operation of the transfer head 9 is eliminated, and the mounting tact time is shortened.
[0030]
Next, in this embodiment, an operation test of the air cylinder 15 performed at a predetermined interval during operation of the electronic component mounting apparatus will be described. As described above, the operating characteristics of the air cylinder 15 vary depending on various factors, and it is difficult to reliably maintain the reciprocating speed pattern according to the set value. Therefore, in the present embodiment, an operation test of the air cylinder 15 is performed at a predetermined interval during operation of the apparatus, and the above-described cylinder data is changed based on the test data to ensure a reliable operation. .
[0031]
That is, in the operation test, the time required for reciprocation between the stroke ends of the air cylinder 15 is measured, and when the measurement result deviates from the predetermined time, the set pressure of the regulator 18 is corrected, or the solenoid valve 17 By adjusting the timer value for setting the operation timing, the air cylinder 15 is driven in an operation mode as close to a predetermined speed pattern as possible. By adopting such a method, in the transfer head 9 using the air cylinder 15, the high-speed and reliable operation of the air cylinder 15 is ensured, and the dead time in each operation of the transfer head 9 is eliminated and the mounting efficiency is improved. Can be improved.
[0032]
In the above embodiment, the lifting / lowering operation of the transfer head 9 and the suction nozzle 11 when the transfer head 9 holding the electronic component P performs the mounting operation of the electronic component on the substrate 3 has been described. The present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to a lifting operation in other operations, for example, a lifting operation of the transfer head 9 and the suction nozzle 11 when picking up the electronic component P from the supply unit 4. In this case, the object of interference avoidance is a protruding portion that the suction nozzle 11 must clear in the tape feeder 5 or the like, but in this case also, the rise of the suction nozzle 11 and the rise of the transfer head 9 are overlapped. As a result, the time required for component pickup can be shortened.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the transfer head having a plurality of suction nozzles that can be moved up and down individually is lifted, the transfer head lift operation and the suction nozzle relative lift operation are superimposed on each other. Since the horizontal movement of the transfer head is started at the timing when the lower end of the suction nozzle in the middle of reaching the predetermined interference avoidance height is raised, the dead time that the transfer head waits is eliminated, Tact time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of a transfer head of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a transfer head of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the electronic component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of the ascending operation of the transfer head in the electronic component mounting operation according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is a conventional electronic component mounting operation. Of operation of the transfer head in the machine 【Explanation of symbols】
3 Substrate 4 Supply unit 5 Tape feeder 9 Transfer head 11 Suction nozzle 21 Program storage unit 22 Data storage unit 23 Cylinder control unit

Claims

An electronic component mounting method in which an electronic component is picked up from a supply part of an electronic component and mounted on a substrate by a transfer head having a plurality of suction nozzles that can be moved up and down individually, the electronic component being picked up and transferred in the mounting step. When the head is raised, the head lifting means for raising and lowering the transfer head is driven and the nozzle raising and lowering means for raising and lowering the suction nozzle relative to the transfer head is driven. The suction nozzle is lifted by superimposing the relative raising operation with respect to the transfer head, and the horizontal movement of the transfer head is started from the timing at which the lower end of the suction nozzle in the middle of reaching the predetermined interference avoidance height. It is intended, and the nozzle elevating means is an air cylinder coupled to the suction nozzle, during the operation of the electronic component mounting apparatus It said to that electronic component mounting method characterized by performing an operation test for confirming the operation status of the air cylinder at a predetermined interval.