JP3849589B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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実装装置および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において電子部品を保持する方法として、真空吸着による方法が用いられる。この方法は、下端部に吸着孔が設けられた吸着ノズルを電子部品の上面に当接させた状態で吸着孔から真空吸引することにより発生する負圧を利用して電子部品を保持するものである。
【０００３】
この吸着ノズルに保持された電子部品を基板に搭載する際には、真空吸引を解除することにより電子部品を吸着ノズルから離脱させる。このとき、電子部品の離脱を迅速・確実に行うため、吸着ノズル内に正圧空気を付与して吸引回路内の真空を破壊するとともに、吸着ノズルからわずかに空気を吹き出させて電子部品を離脱させるエアブローが行われる。このような吸着ノズルによる電子部品の搭載において、確実な動作を保証するためには、吸着ノズルからの適正な吸引状態、エアブロー状態が確保されていることが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、真空吸引系やエアブロー系は、真空吸引源やエア供給源、吸着ノズルへの接続回路や切換バルブなど吸引・エアブロー系を構成する各部の状態によって吸引やエアブローの特性が変化し易い。このため、常に安定した吸引・エアブロー状態を保つことが難しく、安定した電子部品の搭載動作が保証されないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび離脱を確実に行って、安定した電子部品の搭載を行うことができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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装置は、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、この切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、前記移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱における異常の有無をそれぞれ前記流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定する判定手段とを備えた。
【０００７】
請求項２記載の電子部品実装方法は、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、この切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサとを備えた電子部品実装装置によって、部品供給部の電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルによって真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において、吸着ノズルによる電子部品のピックアップ動作および吸着ノズルからの電子部品の離脱における異常の有無を、それぞれ前記流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定する。
【０００８】
本発明によれば、真空吸引とエアブローとを切り換える切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に、吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサを介設し、移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱の異常の有無をそれぞれ流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定することにより、吸着ノズルからの適正な吸引状態、エアブロー状態を確保して、安定した電子部品の搭載を行うことができる。
【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構成を示す図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の真空吸引・エアブロー系の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引・ブロー回路の流量データの説明図、図５、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるピックアップミス検出処理のフロー図、図７、図１０，図１２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ、図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における搭載時ブローミス検出処理のフロー図、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるブロー流量確認処理のフロー図である。
【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において基台１の中央にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には多数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【００１１】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ移載ヘッド８および移載ヘッド８と一体的に移動するカメラ９が装着されている。
【００１２】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより移載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル１０（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。基板３上に移動したカメラ９は、基板３を撮像して認識する。また基板３上部品供給部４から搬送路２に至る経路には、ラインカメラ１１が配設されている。ラインカメラ１１は、それぞれの移載ヘッド８に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。
【００１３】
次に図２を参照して移載ヘッド８について説明する。図２に示すように、移載ヘッドはマルチタイプであり、部品保持手段としての単位移載ヘッド８ａを８個備えた構成となっている。これらの単位移載ヘッド８ａはそれぞれ下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０を備え、個別に昇降動作が可能となっている。ここで吸着ノズル１０は単位移載ヘッド８ａの下部に設けられた装着部８ｂ（図３参照）に着脱自在に装着され、電子部品の種類に応じて交換されるようになっている。
【００１４】
ここで図３を参照して、吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引・エアブロー系の構成について説明する。図３に示すように、単位移載ヘッド８ａにおいて吸着ノズル１０が装着される装着部８ｂには、流量センサ１２を介して切換バルブ１３が接続されている。切換バルブ１３の一方側の切り換えポートａは真空ポンプ１４に接続され、他方側の切り換えポートｂは流量調整部１５およびブローバルブ１６を介してエア供給源１７に接続されており、制御部２０によって切換バルブ１３を制御することにより、吸着ノズル１０を切り換えポートａ、ｂのいずれかに選択的に接続させることができる。切換バルブ１３は、以下に説明する真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズル１０に接続させる切り換え手段となっている。
【００１５】
装着部８ｂに吸着ノズル１０を装着し、真空ポンプ１４を駆動した状態で切換バルブ１３を切り換えポートａ側に切り換えることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａより真空吸引する。吸着ノズル１０から真空ポンプ１４に至る回路は、真空吸引時に空気が通過する真空吸引回路となっており、真空ポンプ１４は吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段となっている。
【００１６】
ブローバルブ１６を開状態にし、切換バルブ１３を切り換えポートｂ側に切り換えることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａから正圧空気が吐出される。このとき、制御部２０によってブローバルブ１６の開時間を制御し、また流量調整部１５の流量設定を制御することにより、エアブロー量を調整することができる。吸着ノズル１０からエア供給源１７に至る回路は、エアブロー回路となっており、エア供給源１７は吸着ノズル１０から正圧空気を吐出させるエアブロー手段となっている。
【００１７】
真空吸引時の真空吸引回路の流量およびエアブロー時のエアブロー回路の流量は、流量センサ１２によって計測される。流量センサ１２は、内部を流れる流体の温度差を検出することにより、真空吸引・エアブローによって単位時間当たりに真空吸引・エアブロー回路内を流れる空気の量を、流量の経時的な変化を示す流量パターン（図７、図１０、図１２参照）として計測する。すなわち、流量センサ１２は、切換バルブ１３と吸着ノズル１０とを接続する真空吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する。流量センサ１２の計測結果は、判定部１８に送られる。
【００１８】
判定部１８は、流量センサ１２の流量計測結果を記憶部１９に記憶されている流量データと比較することにより、吸着ノズル１０の下端部における電子部品の有無や吸着状態などの、真空吸引・エアブロー系の状態の判定を行う。したがって判定部１８は、移載ヘッド８による電子部品の搭載動作において吸着ノズル１０による電子部品のピックアップおよびまたは吸着ノズル１０からの電子部品の離脱における異常の有無を前記流量センサ１２によって求められた流量データに基づいて判定する判定手段となっている。判定結果は制御部２０に送られ、制御部２０は判定結果に基づいて報知部２１を制御することにより、ピックアップミスや持ち帰り部品検出などの報知を行う。
【００１９】
次に図４を参照して、吸着ノズル１０から真空ポンプ１４によって真空吸引を行い、エア供給源１７によるエアブローを行う真空吸引・エアブロー回路の流量データについて説明する。図４は、流量センサ１２によって計測される流量と、真空吸引、エアブロー系の状態、すなわち電子部品実装装置の保守点検時や稼動状態において真空吸引系に発生しうる各種の状態と、真空吸引回路の流量との対応関係を示したものである。流量軸上に設定されたｆ１〜ｆ６は、各状態を判定するしきい値として設定される流量データであり、各状態を実際に再現した上で流量センサ１２で得られる実測データに基づいて設定される。
【００２０】
ここで真空吸引系の状態として、［部品無し］、［部品吸着状態異常］、［部品正常吸着］の３つの状態が、またエアブロー系の状態として［搭載時ブロー過小］［搭載時正常ブロー］、［搭載時ブロー過多］、［流量確認時ブロー過小］、［流量確認時正常ブロー］［流量確認時ブロー過多］の６つの状態が想定されている。以下、各状態と流量データとの対応について説明する。
【００２１】
まず真空吸引系の状態について説明する。［部品無し］は、真空吸引回路が吸引状態にあるにもかかわらず吸着ノズル１０の吸着面に電子部品が存在しない状態を示している。同様に装着部８ｂに吸着ノズル１０が装着された状態での流量計測結果が部品無し流量ｆ１以上であれば、部品無しと判定される。［部品吸着状態異常］は、吸着ノズル１０の吸着面に電子部品が存在するものの、吸着位置や姿勢が正常でなく吸着孔１０ａからの過度のリークが生じている状態を示している。吸着ノズル１０が装着され部品吸着状態における流量計測結果が吸着異常流量ｆ２以上であれば、部品吸着状態異常と判定される。
【００２２】
［部品正常吸着］は、吸着ノズル１０によって電子部品が正常に吸着保持されている状態を示しており、同様に部品吸着状態における流量計測結果が吸着異常流量ｆ２に満たなければ、部品正常吸着と判定される。そして、流量零は、真空吸引回路が完全閉塞されている状態に対応している。
【００２３】
次にエアブロー系の状態について説明する。［搭載時ブロー過小］は、吸着ノズル１０に保持された電子部品を基板に着地させる搭載動作において、吸着ノズル１０から吐出される正圧空気の量が適正量よりも少なく、真空破壊が遅れて電子部品の吸着ノズル１０からの離脱が良好に行われない状態である。流量計測結果が搭載時下限ブロー流量ｆ３に満たなければ、搭載時ブロー過小と判定される。
【００２４】
［搭載時正常ブロー］は、この搭載動作において吸着ノズル１０から適正量の正圧空気がブローされて電子部品の吸着ノズル１０からの離脱が良好に行われる状態である。流量計測結果が搭載時下限ブロー流量ｆ３以上であり、搭載時上限ブロー流量ｆ４未満であれば、搭載時正常ブローと判定される。
【００２５】
［搭載時ブロー過多］は、搭載動作において反対に正圧空気のエアブロー量が適正量を超えて吐出される結果、吸着ノズル１０を上昇させる際に電子部品がエアブローによって吹き飛ばされるなどの不具合を招く状態を示しており、流量計測結果が搭載時上限ブロー流量ｆ４以上であれば、搭載時ブロー過多と判定される。
【００２６】
［流量確認時ブロー過小］、［流量確認時正常ブロー］、［流量確認時ブロー過多］は、エアブロー回路を構成する配管やバルブなどの構成部品における内部詰まりなどの異常発生の有無を確認するために、吸着ノズル１０に電子部品を保持させない状態で行われる流量確認時の状態判定区分を示している。これらの状態は上述の例と同様に流量確認時下限流量ｆ５、流量確認時下限流量ｆ６によって判定される。すなわち、流量計測結果がｆ５に満たなければ［流量確認時ブロー過小］と、流量計測結果がｆ５以上、ｆ６未満であれば［流量確認時正常ブロー］、と、また流量計測結果がｆ６以上であれば［流量確認時ブロー過多］と判定される。
【００２７】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品の実装動作において行われる電子部品のピックアップ動作、すなわち部品供給部４において吸着ノズル１０をテープフィーダ５に対して上下動作させて電子部品を吸着保持するピックアップ動作時に、吸着ノズル１０が電子部品を正常に吸着しないまま上昇するピックアップミスの検出について説明する。
【００２８】
実装動作が開始されると、まず移載ヘッド８による電子部品のピックアップ動作が行われる。すなわち移載ヘッド８は部品供給部４上へ移動し、図５（ａ）に示すように、単位移載ヘッド８ａをテープフィーダ５のピックアップ位置の上方に位置合わせする。次いで図５（ｂ）に示すように、吸着ノズル１０をテープフィーダ５に対して下降させる（ＳＴ１）。そして吸着ノズル１０の下端部をテープフィーダ５に保持された電子部品Ｐの上面に当接させて、吸着ノズル１０から真空吸引することにより、電子部品Ｐを吸着保持させる吸着動作を行う（ＳＴ２）。
【００２９】
この吸着動作において、吸着ノズル１０の下端部に電子部品Ｐが必ずしも正常な状態で吸着保持されているとは限らず、吸着ノズル１０を上昇させた後に図５（ｃ）に示すような不具合が発生しうる。図５（ｃ）において、（ロ）は吸着ノズル１０によって電子部品Ｐが正常に取り出された状態を示している。これに対し、（イ）は電子部品Ｐが取り出されたものの、吸着ノズル１０の下端部で電子部品Ｐが位置ずれや姿勢不良などの不具合が生じたまま保持されている部品吸着状態異常を示しており、また（ハ）は、吸着ノズル１０が電子部品Ｐを吸着保持せずにテープフィーダ５に残したまま上昇する吸着ミスを示している。
【００３０】
このような部品吸着状態異常や吸着ミスなどのピックアップミスを検出するために、（ＳＴ２）にて吸着ノズル１０から真空吸引する吸着動作を開始した後に、流量センサ１２による流量計測を開始する（ＳＴ３）。この後、所定の吸着動作時間経過後に吸着ノズル１０は上昇する（ＳＴ４）が、この後にも流量計測は所定時間継続する。
【００３１】
そして所定の計測時間経過後に、この流量計測結果は判定部１８に送られ、判定部１８はこの流量計測結果を記憶部１９に記憶された流量データと比較することにより、吸着ノズル１０の下端部における電子部品Ｐの有無や電子部品Ｐの吸着異常などの吸着状態判定を行う（ＳＴ５）。
【００３２】
すなわち、図７（ａ）の流量パターンに示すように、流量計測結果によって計測開始から所定時間経過後に到達した流量レベルが、吸着異常流量ｆ２に満たなければ、吸着ノズル１０の下端部には正常に吸着された状態の電子部品Ｐが存在すると判定し（図５（ｃ）（ロ）参照）、そのまま実装動作を継続する（ＳＴ７）。
【００３３】
これに対し、図７（ｂ）に示すように、所定時間経過後の流量レベルが部品無しの判定のための部品無し流量ｆ１以上であれば、吸着ノズル１０の吸着面は吸着孔１０ａが塞がれていない開放状態であり、ピックアップ動作後に電子部品Ｐが存在しない部品無し（吸着ミス）が発生したと判断する（図５（ｃ）（ハ）参照）。この場合には、（ＳＴ１）に戻って再度ピックアップ動作を実行するリカバリ動作を行う。
【００３４】
また図７（ｃ）に示すように、所定時間経過後の流量レベルが、部品無し流量ｆ１と吸着異常流量ｆ２との間である場合には、電子部品が位置ずれや姿勢不良などの吸着状態異常などの不正常な状態で吸着ノズル１０の下端部に存在していると判定する。この場合には、移載ヘッド８は図示しない部品廃棄部上に移動し、ここで吸着ノズル１０からエアブローすることにより下端部に付着した状態の電子部品Ｐを強制的に離脱させる部品廃棄動作を実行する（ＳＴ６）。そしてこの後、（ＳＴ１）に戻って再度ピックアップ動作を実行するリカバリ動作を行う。
【００３５】
次に搭載時ブローミス検出について図８〜図１０を参照して説明する。この処理は、電子部品の搭載動作において電子部品Ｐを基板３上に着地させた際に行われるエアブローにおいて、電子部品Ｐが正常に吸着ノズル１０から離脱したか否かを検出するものである。
【００３６】
ピックアップ動作によって電子部品Ｐを保持した吸着ノズル１０は基板３上へ移動し、図８（ａ）に示すように、単位移載ヘッド８ａを基板３の実装位置に位置合わせする。次いで図８（ｂ）に示すように、吸着ノズル１０を基板３に対して下降させて電子部品Ｐを基板３に着地させる搭載動作を行う（ＳＴ１１）。そして吸着ノズル１０からの真空吸引を停止し（ＳＴ１２）、次いで吸着ノズル１０内の真空を破壊して電子部品Ｐを吸着ノズル１０から離脱させるためのブロー動作を行う（ＳＴ１３）。
【００３７】
このブロー動作において、吸着ノズル１０から電子部品Ｐが正常に離脱するとは限らず、吸着ノズル１０を上昇させた後に図８（ｃ）に示すような不具合が発生しうる。図８（ｃ）において、（イ）は搭載動作において吸着ノズル１０から電子部品Ｐが正常に離脱した状態を示している。これに対し、（ロ）は電子部品Ｐの離脱が正常に行われず、吸着ノズル１０を上昇させた後にも電子部品Ｐが吸着ノズル１０に保持されたままとなる「持ち帰り部品」が発生した状態を示している。また（ハ）は、吸着ノズル１０からのブローが強すぎて離脱した電子部品Ｐが吹き飛ばされ、既に搭載された電子部品Ｐ１を含めて位置ずれを生じた状態を示している。
【００３８】
このような搭載時ブローミスを検出するために、（ＳＴ１３）にて吸着ノズル１０から正圧空気を吐出するブロー動作を開始した後に、流量センサ１２による流量計測を開始する（ＳＴ１４）。そして所定の計測時間経過後に、この流量計測結果は判定部１８に送られ、判定部１８はこの流量計測結果を記憶部１９に記憶された流量データと比較することにより、搭載時ブロー状態を判定する（ＳＴ１５）。
【００３９】
すなわち、図１０（ｂ）の流量パターンに示すように、流量計測結果によって計測開始から所定時間経過後に到達した流量レベルが、搭載時下限流量ｆ３以上、搭載時上限流量ｆ４未満であれば、搭載時のブローが正常に行われたと判定し（図８（ｃ）（イ）参照）、そのまま実装動作を継続する（ＳＴ１７）。
【００４０】
これに対し、図１０（ａ）の流量パターンに示すように、流量レベルが搭載時下限流量ｆ３に満たなければ、ブロー過小で持ち帰り部品が発生したと判定し（図８（ｃ）（ロ）参照）、一時停止して異常報知を行う（ＳＴ１６）。そして図１０（ｃ）の流量パターンに示すように、流量レベルが搭載時上限流量ｆ４以上であれば、ブロー過多によって部品吹き飛ばしなどの異常が発生したと判定し（図８（ｃ）（ハ）参照）、同様に一時停止して異常報知を行う。
【００４１】
次に図１１，図１２を参照して、ブロー流量確認処理について説明する。このブロー流量確認処理は、電子部品実装装置の起動時や保守点検時などにおいて、エアブロー系からの正圧空気吐出が正常に行われているか否かを検出するために行われるものであり、配管系の詰まりなど使用時間の経過に伴って発生する不正常な状態を早期に発見する目的で行われる。
【００４２】
まず、電子部品を保持していない状態の吸着ノズル１０を上昇させ（ＳＴ２１）、吸着ノズル１０からの真空吸引を停止し（ＳＴ２２）、ブロー動作を行う（ＳＴ２３）。そしてこのブロー動作において、流量センサ１２による流量計測を開始する（ＳＴ２４）。そして所定の計測時間経過後に、この流量計測結果は判定部１８に送られ、判定部１８はこの流量計測結果を記憶部１９に記憶された流量データと比較することにより、ブロー流量判定を行う（ＳＴ２５）。
【００４３】
すなわち、図１２（ｂ）の流量パターンに示すように、流量計測結果によって計測開始から所定時間経過後に到達した流量レベルが、流量確認時下限流量ｆ４以上、流量確認時上限流量ｆ５未満であれば、ブロー流量は正常であると判定し、そのまま実装動作を継続する（ＳＴ２８）。
【００４４】
これに対し、図１２（ａ）の流量パターンに示すように、流量レベルが流量確認時下限流量ｆ５に満たない場合、また図１２（ｃ）の流量パターンに示すように、流量レベルが流量確認時上限流量ｆ６以上である場合には、それぞれ流量確認時ブロー過小、流量確認時ブロー過多と判定される。そしてこのような場合には、異常報知または自動調整が実行される（ＳＴ２６）。自動調整が実行される場合には、制御部２０によって流量調整部１５の開度を調整することにより、またはブローバルブ１６の開時間を調整することにより、吸着ノズル１０からのと出量が調整される。
【００４５】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装においては、吸着ノズル１０によって部品供給部４の電子部品を取り出すピックアップ動作および基板３への部品搭載時に、吸着ノズル１０から吸引される空気の流量および吸着ノズル１０から吐出される空気の流量を同一の流量センサ１２によって計測するようにしている。そしてこのときの流量レベルをしきい値としての流量データと比較して、ピックアップミスや部品搭載ミスを検出するようにしている。
【００４６】
これにより、常に安定した吸引・エアブロー状態を保つことができ、安定した電子部品の搭載動作が確保される。また空気の流れ方向が異なる吸引・エアブローの２つの状態の流量計測を正逆両方向の計測が可能な流量センサ１２によって行うようにしていることから、真空吸引・エアブロー系の構成が簡略化されるとともに、真空吸引状態の監視とエアブロー状態の監視とを連続的に行うことができ、吸着ノズル１０の動作状態のより高精度な制御が可能となっている。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、真空吸引とエアブローとを切り換える切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサを介設し、移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱の異常の有無をそれぞれ流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定することにより、吸着ノズルからの適正な吸引状態、エアブロー状態を確保して、電子部品の搭載を安定して行うことができる。
【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移載ヘッドの構成を示す図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の真空吸引・エアブロー系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引・エアブロー回路の流量データの説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるピックアップミス検出処理のフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における搭載時ブローミス検出処理のフロー図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるブロー流量確認処理のフロー図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ
【符号の説明】
１ 基台
３ 基板
４ 部品供給部
８ 移載ヘッド
８ａ 単位移載ヘッド
８ｂ 装着部
１０ 吸着ノズル
１２ 流量センサ
１３ 切換バルブ
１４ 真空ポンプ
１７ エア供給源
１８ 判定部
１９ 記憶部
２０ 制御部
Ｐ 電子部品
【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実装装置および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において電子部品を保持する方法として、真空吸着による方法が用いられる。この方法は、下端部に吸着孔が設けられた吸着ノズルを電子部品の上面に当接させた状態で吸着孔から真空吸引することにより発生する負圧を利用して電子部品を保持するものである。
【０００３】
この吸着ノズルに保持された電子部品を基板に搭載する際には、真空吸引を解除することにより電子部品を吸着ノズルから離脱させる。このとき、電子部品の離脱を迅速・確実に行うため、吸着ノズル内に正圧空気を付与して吸引回路内の真空を破壊するとともに、吸着ノズルからわずかに空気を吹き出させて電子部品を離脱させるエアブローが行われる。このような吸着ノズルによる電子部品の搭載において、確実な動作を保証するためには、吸着ノズルからの適正な吸引状態、エアブロー状態が確保されていることが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、真空吸引系やエアブロー系は、真空吸引源やエア供給源、吸着ノズルへの接続回路や切換バルブなど吸引・エアブロー系を構成する各部の状態によって吸引やエアブローの特性が変化し易い。このため、常に安定した吸引・エアブロー状態を保つことが難しく、安定した電子部品の搭載動作が保証されないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび離脱を確実に行って、安定した電子部品の搭載を行うことができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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装置は、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、この切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、前記移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱における異常の有無をそれぞれ前記流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定する判定手段とを備えた。
【０００７】
請求項２記載の電子部品実装方法は、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、この切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサとを備えた電子部品実装装置によって、部品供給部の電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルによって真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において、吸着ノズルによる電子部品のピックアップ動作および吸着ノズルからの電子部品の離脱における異常の有無を、それぞれ前記流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定する。
【０００８】
本発明によれば、真空吸引とエアブローとを切り換える切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に、吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサを介設し、移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱の異常の有無をそれぞれ流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定することにより、吸着ノズルからの適正な吸引状態、エアブロー状態を確保して、安定した電子部品の搭載を行うことができる。
【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構成を示す図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の真空吸引・エアブロー系の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引・ブロー回路の流量データの説明図、図５、図８は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるピックアップミス検出処理のフロー図、図７、図１０，図１２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ、図９は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における搭載時ブローミス検出処理のフロー図、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるブロー流量確認処理のフロー図である。
【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において基台１の中央にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には多数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【００１１】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ移載ヘッド８および移載ヘッド８と一体的に移動するカメラ９が装着されている。
【００１２】
Ｙ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより移載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル１０（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。基板３上に移動したカメラ９は、基板３を撮像して認識する。また基板３上部品供給部４から搬送路２に至る経路には、ラインカメラ１１が配設されている。ラインカメラ１１は、それぞれの移載ヘッド８に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。
【００１３】
次に図２を参照して移載ヘッド８について説明する。図２に示すように、移載ヘッドはマルチタイプであり、部品保持手段としての単位移載ヘッド８ａを８個備えた構成となっている。これらの単位移載ヘッド８ａはそれぞれ下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０を備え、個別に昇降動作が可能となっている。ここで吸着ノズル１０は単位移載ヘッド８ａの下部に設けられた装着部８ｂ（図３参照）に着脱自在に装着され、電子部品の種類に応じて交換されるようになっている。
【００１４】
ここで図３を参照して、吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引・エアブロー系の構成について説明する。図３に示すように、単位移載ヘッド８ａにおいて吸着ノズル１０が装着される装着部８ｂには、流量センサ１２を介して切換バルブ１３が接続されている。切換バルブ１３の一方側の切り換えポートａは真空ポンプ１４に接続され、他方側の切り換えポートｂは流量調整部１５およびブローバルブ１６を介してエア供給源１７に接続されており、制御部２０によって切換バルブ１３を制御することにより、吸着ノズル１０を切り換えポートａ、ｂのいずれかに選択的に接続させることができる。切換バルブ１３は、以下に説明する真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズル１０に接続させる切り換え手段となっている。
【００１５】
装着部８ｂに吸着ノズル１０を装着し、真空ポンプ１４を駆動した状態で切換バルブ１３を切り換えポートａ側に切り換えることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａより真空吸引する。吸着ノズル１０から真空ポンプ１４に至る回路は、真空吸引時に空気が通過する真空吸引回路となっており、真空ポンプ１４は吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段となっている。
【００１６】
ブローバルブ１６を開状態にし、切換バルブ１３を切り換えポートｂ側に切り換えることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａから正圧空気が吐出される。このとき、制御部２０によってブローバルブ１６の開時間を制御し、また流量調整部１５の流量設定を制御することにより、エアブロー量を調整することができる。吸着ノズル１０からエア供給源１７に至る回路は、エアブロー回路となっており、エア供給源１７は吸着ノズル１０から正圧空気を吐出させるエアブロー手段となっている。
【００１７】
真空吸引時の真空吸引回路の流量およびエアブロー時のエアブロー回路の流量は、流量センサ１２によって計測される。流量センサ１２は、内部を流れる流体の温度差を検出することにより、真空吸引・エアブローによって単位時間当たりに真空吸引・エアブロー回路内を流れる空気の量を、流量の経時的な変化を示す流量パターン（図７、図１０、図１２参照）として計測する。すなわち、流量センサ１２は、切換バルブ１３と吸着ノズル１０とを接続する真空吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する。流量センサ１２の計測結果は、判定部１８に送られる。
【００１８】
判定部１８は、流量センサ１２の流量計測結果を記憶部１９に記憶されている流量データと比較することにより、吸着ノズル１０の下端部における電子部品の有無や吸着状態などの、真空吸引・エアブロー系の状態の判定を行う。したがって判定部１８は、移載ヘッド８による電子部品の搭載動作において吸着ノズル１０による電子部品のピックアップおよびまたは吸着ノズル１０からの電子部品の離脱における異常の有無を前記流量センサ１２によって求められた流量データに基づいて判定する判定手段となっている。判定結果は制御部２０に送られ、制御部２０は判定結果に基づいて報知部２１を制御することにより、ピックアップミスや持ち帰り部品検出などの報知を行う。
【００１９】
次に図４を参照して、吸着ノズル１０から真空ポンプ１４によって真空吸引を行い、エア供給源１７によるエアブローを行う真空吸引・エアブロー回路の流量データについて説明する。図４は、流量センサ１２によって計測される流量と、真空吸引、エアブロー系の状態、すなわち電子部品実装装置の保守点検時や稼動状態において真空吸引系に発生しうる各種の状態と、真空吸引回路の流量との対応関係を示したものである。流量軸上に設定されたｆ１〜ｆ６は、各状態を判定するしきい値として設定される流量データであり、各状態を実際に再現した上で流量センサ１２で得られる実測データに基づいて設定される。
【００２０】
ここで真空吸引系の状態として、［部品無し］、［部品吸着状態異常］、［部品正常吸着］の３つの状態が、またエアブロー系の状態として［搭載時ブロー過小］［搭載時正常ブロー］、［搭載時ブロー過多］、［流量確認時ブロー過小］、［流量確認時正常ブロー］［流量確認時ブロー過多］の６つの状態が想定されている。以下、各状態と流量データとの対応について説明する。
【００２１】
まず真空吸引系の状態について説明する。［部品無し］は、真空吸引回路が吸引状態にあるにもかかわらず吸着ノズル１０の吸着面に電子部品が存在しない状態を示している。同様に装着部８ｂに吸着ノズル１０が装着された状態での流量計測結果が部品無し流量ｆ１以上であれば、部品無しと判定される。［部品吸着状態異常］は、吸着ノズル１０の吸着面に電子部品が存在するものの、吸着位置や姿勢が正常でなく吸着孔１０ａからの過度のリークが生じている状態を示している。吸着ノズル１０が装着され部品吸着状態における流量計測結果が吸着異常流量ｆ２以上であれば、部品吸着状態異常と判定される。
【００２２】
［部品正常吸着］は、吸着ノズル１０によって電子部品が正常に吸着保持されている状態を示しており、同様に部品吸着状態における流量計測結果が吸着異常流量ｆ２に満たなければ、部品正常吸着と判定される。そして、流量零は、真空吸引回路が完全閉塞されている状態に対応している。
【００２３】
次にエアブロー系の状態について説明する。［搭載時ブロー過小］は、吸着ノズル１０に保持された電子部品を基板に着地させる搭載動作において、吸着ノズル１０から吐出される正圧空気の量が適正量よりも少なく、真空破壊が遅れて電子部品の吸着ノズル１０からの離脱が良好に行われない状態である。流量計測結果が搭載時下限ブロー流量ｆ３に満たなければ、搭載時ブロー過小と判定される。
【００２４】
［搭載時正常ブロー］は、この搭載動作において吸着ノズル１０から適正量の正圧空気がブローされて電子部品の吸着ノズル１０からの離脱が良好に行われる状態である。流量計測結果が搭載時下限ブロー流量ｆ３以上であり、搭載時上限ブロー流量ｆ４未満であれば、搭載時正常ブローと判定される。
【００２５】
［搭載時ブロー過多］は、搭載動作において反対に正圧空気のエアブロー量が適正量を超えて吐出される結果、吸着ノズル１０を上昇させる際に電子部品がエアブローによって吹き飛ばされるなどの不具合を招く状態を示しており、流量計測結果が搭載時上限ブロー流量ｆ４以上であれば、搭載時ブロー過多と判定される。
【００２６】
［流量確認時ブロー過小］、［流量確認時正常ブロー］、［流量確認時ブロー過多］は、エアブロー回路を構成する配管やバルブなどの構成部品における内部詰まりなどの異常発生の有無を確認するために、吸着ノズル１０に電子部品を保持させない状態で行われる流量確認時の状態判定区分を示している。これらの状態は上述の例と同様に流量確認時下限流量ｆ５、流量確認時下限流量ｆ６によって判定される。すなわち、流量計測結果がｆ５に満たなければ［流量確認時ブロー過小］と、流量計測結果がｆ５以上、ｆ６未満であれば［流量確認時正常ブロー］、と、また流量計測結果がｆ６以上であれば［流量確認時ブロー過多］と判定される。
【００２７】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下電子部品の実装動作において行われる電子部品のピックアップ動作、すなわち部品供給部４において吸着ノズル１０をテープフィーダ５に対して上下動作させて電子部品を吸着保持するピックアップ動作時に、吸着ノズル１０が電子部品を正常に吸着しないまま上昇するピックアップミスの検出について説明する。
【００２８】
実装動作が開始されると、まず移載ヘッド８による電子部品のピックアップ動作が行われる。すなわち移載ヘッド８は部品供給部４上へ移動し、図５（ａ）に示すように、単位移載ヘッド８ａをテープフィーダ５のピックアップ位置の上方に位置合わせする。次いで図５（ｂ）に示すように、吸着ノズル１０をテープフィーダ５に対して下降させる（ＳＴ１）。そして吸着ノズル１０の下端部をテープフィーダ５に保持された電子部品Ｐの上面に当接させて、吸着ノズル１０から真空吸引することにより、電子部品Ｐを吸着保持させる吸着動作を行う（ＳＴ２）。
【００２９】
この吸着動作において、吸着ノズル１０の下端部に電子部品Ｐが必ずしも正常な状態で吸着保持されているとは限らず、吸着ノズル１０を上昇させた後に図５（ｃ）に示すような不具合が発生しうる。図５（ｃ）において、（ロ）は吸着ノズル１０によって電子部品Ｐが正常に取り出された状態を示している。これに対し、（イ）は電子部品Ｐが取り出されたものの、吸着ノズル１０の下端部で電子部品Ｐが位置ずれや姿勢不良などの不具合が生じたまま保持されている部品吸着状態異常を示しており、また（ハ）は、吸着ノズル１０が電子部品Ｐを吸着保持せずにテープフィーダ５に残したまま上昇する吸着ミスを示している。
【００３０】
このような部品吸着状態異常や吸着ミスなどのピックアップミスを検出するために、（ＳＴ２）にて吸着ノズル１０から真空吸引する吸着動作を開始した後に、流量センサ１２による流量計測を開始する（ＳＴ３）。この後、所定の吸着動作時間経過後に吸着ノズル１０は上昇する（ＳＴ４）が、この後にも流量計測は所定時間継続する。
【００３１】
そして所定の計測時間経過後に、この流量計測結果は判定部１８に送られ、判定部１８はこの流量計測結果を記憶部１９に記憶された流量データと比較することにより、吸着ノズル１０の下端部における電子部品Ｐの有無や電子部品Ｐの吸着異常などの吸着状態判定を行う（ＳＴ５）。
【００３２】
すなわち、図７（ａ）の流量パターンに示すように、流量計測結果によって計測開始から所定時間経過後に到達した流量レベルが、吸着異常流量ｆ２に満たなければ、吸着ノズル１０の下端部には正常に吸着された状態の電子部品Ｐが存在すると判定し（図５（ｃ）（ロ）参照）、そのまま実装動作を継続する（ＳＴ７）。
【００３３】
これに対し、図７（ｂ）に示すように、所定時間経過後の流量レベルが部品無しの判定のための部品無し流量ｆ１以上であれば、吸着ノズル１０の吸着面は吸着孔１０ａが塞がれていない開放状態であり、ピックアップ動作後に電子部品Ｐが存在しない部品無し（吸着ミス）が発生したと判断する（図５（ｃ）（ハ）参照）。この場合には、（ＳＴ１）に戻って再度ピックアップ動作を実行するリカバリ動作を行う。
【００３４】
また図７（ｃ）に示すように、所定時間経過後の流量レベルが、部品無し流量ｆ１と吸着異常流量ｆ２との間である場合には、電子部品が位置ずれや姿勢不良などの吸着状態異常などの不正常な状態で吸着ノズル１０の下端部に存在していると判定する。この場合には、移載ヘッド８は図示しない部品廃棄部上に移動し、ここで吸着ノズル１０からエアブローすることにより下端部に付着した状態の電子部品Ｐを強制的に離脱させる部品廃棄動作を実行する（ＳＴ６）。そしてこの後、（ＳＴ１）に戻って再度ピックアップ動作を実行するリカバリ動作を行う。
【００３５】
次に搭載時ブローミス検出について図８〜図１０を参照して説明する。この処理は、電子部品の搭載動作において電子部品Ｐを基板３上に着地させた際に行われるエアブローにおいて、電子部品Ｐが正常に吸着ノズル１０から離脱したか否かを検出するものである。
【００３６】
ピックアップ動作によって電子部品Ｐを保持した吸着ノズル１０は基板３上へ移動し、図８（ａ）に示すように、単位移載ヘッド８ａを基板３の実装位置に位置合わせする。次いで図８（ｂ）に示すように、吸着ノズル１０を基板３に対して下降させて電子部品Ｐを基板３に着地させる搭載動作を行う（ＳＴ１１）。そして吸着ノズル１０からの真空吸引を停止し（ＳＴ１２）、次いで吸着ノズル１０内の真空を破壊して電子部品Ｐを吸着ノズル１０から離脱させるためのブロー動作を行う（ＳＴ１３）。
【００３７】
このブロー動作において、吸着ノズル１０から電子部品Ｐが正常に離脱するとは限らず、吸着ノズル１０を上昇させた後に図８（ｃ）に示すような不具合が発生しうる。図８（ｃ）において、（イ）は搭載動作において吸着ノズル１０から電子部品Ｐが正常に離脱した状態を示している。これに対し、（ロ）は電子部品Ｐの離脱が正常に行われず、吸着ノズル１０を上昇させた後にも電子部品Ｐが吸着ノズル１０に保持されたままとなる「持ち帰り部品」が発生した状態を示している。また（ハ）は、吸着ノズル１０からのブローが強すぎて離脱した電子部品Ｐが吹き飛ばされ、既に搭載された電子部品Ｐ１を含めて位置ずれを生じた状態を示している。
【００３８】
このような搭載時ブローミスを検出するために、（ＳＴ１３）にて吸着ノズル１０から正圧空気を吐出するブロー動作を開始した後に、流量センサ１２による流量計測を開始する（ＳＴ１４）。そして所定の計測時間経過後に、この流量計測結果は判定部１８に送られ、判定部１８はこの流量計測結果を記憶部１９に記憶された流量データと比較することにより、搭載時ブロー状態を判定する（ＳＴ１５）。
【００３９】
すなわち、図１０（ｂ）の流量パターンに示すように、流量計測結果によって計測開始から所定時間経過後に到達した流量レベルが、搭載時下限流量ｆ３以上、搭載時上限流量ｆ４未満であれば、搭載時のブローが正常に行われたと判定し（図８（ｃ）（イ）参照）、そのまま実装動作を継続する（ＳＴ１７）。
【００４０】
これに対し、図１０（ａ）の流量パターンに示すように、流量レベルが搭載時下限流量ｆ３に満たなければ、ブロー過小で持ち帰り部品が発生したと判定し（図８（ｃ）（ロ）参照）、一時停止して異常報知を行う（ＳＴ１６）。そして図１０（ｃ）の流量パターンに示すように、流量レベルが搭載時上限流量ｆ４以上であれば、ブロー過多によって部品吹き飛ばしなどの異常が発生したと判定し（図８（ｃ）（ハ）参照）、同様に一時停止して異常報知を行う。
【００４１】
次に図１１，図１２を参照して、ブロー流量確認処理について説明する。このブロー流量確認処理は、電子部品実装装置の起動時や保守点検時などにおいて、エアブロー系からの正圧空気吐出が正常に行われているか否かを検出するために行われるものであり、配管系の詰まりなど使用時間の経過に伴って発生する不正常な状態を早期に発見する目的で行われる。
【００４２】
まず、電子部品を保持していない状態の吸着ノズル１０を上昇させ（ＳＴ２１）、吸着ノズル１０からの真空吸引を停止し（ＳＴ２２）、ブロー動作を行う（ＳＴ２３）。そしてこのブロー動作において、流量センサ１２による流量計測を開始する（ＳＴ２４）。そして所定の計測時間経過後に、この流量計測結果は判定部１８に送られ、判定部１８はこの流量計測結果を記憶部１９に記憶された流量データと比較することにより、ブロー流量判定を行う（ＳＴ２５）。
【００４３】
すなわち、図１２（ｂ）の流量パターンに示すように、流量計測結果によって計測開始から所定時間経過後に到達した流量レベルが、流量確認時下限流量ｆ４以上、流量確認時上限流量ｆ５未満であれば、ブロー流量は正常であると判定し、そのまま実装動作を継続する（ＳＴ２８）。
【００４４】
これに対し、図１２（ａ）の流量パターンに示すように、流量レベルが流量確認時下限流量ｆ５に満たない場合、また図１２（ｃ）の流量パターンに示すように、流量レベルが流量確認時上限流量ｆ６以上である場合には、それぞれ流量確認時ブロー過小、流量確認時ブロー過多と判定される。そしてこのような場合には、異常報知または自動調整が実行される（ＳＴ２６）。自動調整が実行される場合には、制御部２０によって流量調整部１５の開度を調整することにより、またはブローバルブ１６の開時間を調整することにより、吸着ノズル１０からのと出量が調整される。
【００４５】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装においては、吸着ノズル１０によって部品供給部４の電子部品を取り出すピックアップ動作および基板３への部品搭載時に、吸着ノズル１０から吸引される空気の流量および吸着ノズル１０から吐出される空気の流量を同一の流量センサ１２によって計測するようにしている。そしてこのときの流量レベルをしきい値としての流量データと比較して、ピックアップミスや部品搭載ミスを検出するようにしている。
【００４６】
これにより、常に安定した吸引・エアブロー状態を保つことができ、安定した電子部品の搭載動作が確保される。また空気の流れ方向が異なる吸引・エアブローの２つの状態の流量計測を正逆両方向の計測が可能な流量センサ１２によって行うようにしていることから、真空吸引・エアブロー系の構成が簡略化されるとともに、真空吸引状態の監視とエアブロー状態の監視とを連続的に行うことができ、吸着ノズル１０の動作状態のより高精度な制御が可能となっている。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、真空吸引とエアブローとを切り換える切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサを介設し、移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱の異常の有無をそれぞれ流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定することにより、吸着ノズルからの適正な吸引状態、エアブロー状態を確保して、電子部品の搭載を安定して行うことができる。
【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移載ヘッドの構成を示す図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の真空吸引・エアブロー系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引・エアブロー回路の流量データの説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるピックアップミス検出処理のフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動作説明図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における搭載時ブローミス検出処理のフロー図
【図１０】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ
【図１１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるブロー流量確認処理のフロー図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の流量パターンを示すグラフ
【符号の説明】
１ 基台
３ 基板
４ 部品供給部
８ 移載ヘッド
８ａ 単位移載ヘッド
８ｂ 装着部
１０ 吸着ノズル
１２ 流量センサ
１３ 切換バルブ
１４ 真空ポンプ
１７ エア供給源
１８ 判定部
１９ 記憶部
２０ 制御部
Ｐ 電子部品
Claims (2)
- 部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、この切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサと、前記移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において吸着ノズルによる電子部品のピックアップおよび吸着ノズルからの電子部品の離脱における異常の有無をそれぞれ前記流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定する判定手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
- 吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、この切り換え手段と吸着ノズルとを接続する吸引・エアブロー回路に介設され吸引・エアブロー回路を通過する空気の流量を正逆２方向で計測する流量センサとを備えた電子部品実装装置によって、部品供給部の電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルによって真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装方法であって、前記移載ヘッドによる電子部品の搭載動作において、吸着ノズルによる電子部品のピックアップ動作および吸着ノズルからの電子部品の離脱における異常の有無を、それぞれ前記流量センサによって求められた流量データと予め設定された電子部品無し、電子部品吸着状態異常、電子部品正常吸着の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量及び予め設定された搭載時ブロー過小、搭載時正常ブロー、搭載時ブロー過多の各状態における前記吸引・エアブロー回路内を通過する空気の流量に基づいて判定することを特徴とする電子部品実装方法。
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