JP4026454B2 - 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
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給部から電子部品を取り出して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り、真空吸引をオンオフすることのみによって保持状態を制御できるという利点がある反面、真空吸引状態は種々の要因によって変化することから保持状態は必ずしも安定せず、確実な電子部品の保持・保持解除が保証されないという欠点がある。
【0003】
このため、吸着ノズルを用いた電子部品実装装置では、実装動作の所定のタイミング、例えば電子部品を保持した吸着ノズルを基板に対して上下動させる搭載動作後に、電子部品が確実に基板に搭載されたか否かを検出する実装ミスの検出が行われる。この実装ミス検出においては、真空吸引回路の真空度を検出する方法などによって吸着ノズルの下端部に電子部品が存在するか否かが検出される。そして電子部品の存在が検出された場合には、搭載動作において電子部品が正しく実装されない実装ミスが生じたと判断する(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−135695号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記方法による実装ミス検出には、次のような難点がある。まず、吸着ノズル内の真空度によって電子部品の有無を検出する方法では、微小部品を対象とする場合には吸着孔径が小さい細径ノズルを用いることに起因して、正しい検出結果を安定して得ることが困難になっている。このため、吸着ノズルに電子部品が保持されていないにもかかわらず電子部品ありを示す検出信号が出力され、この結果基板に電子部品が正しく実装されているにもかかわらず、当該電子部品について実装ミスの誤判定がなされる。そして実装ミスが発生した基板は不良基板として廃棄処理される結果、製品歩留まりを低下させるという不都合が生じる。このように、従来の電子部品実装装置においては、実装ミス検出精度に起因して、不良基板と誤判定される基板が発生し、製品歩留まりを低下させるという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、実装ミスの判定を正確に行い、製品歩留まりを向上させる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。
【0007】
【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、移載ヘッドが備える吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、吸着ノズルに吸着保持した電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段と、実装ミス検出手段により実装ミスが検出された電子部品の基板上での実装位置をカメラにより撮像してその実装位置における電子部品の有無を確認することにより実装ミス検出手段により検出された実装ミスの検出結果の正否を判定する検出結果判定手段とを備えた。
【0008】
請求項2記載の電子部品実装装置は、請求項1記載の電子部品実装装置であって、実装ミス検出手段により検出された実装ミスの検出結果を実装ミスデータとして記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された実装ミスデータおよび検出結果判定手段により判定された実装ミス検出手段による実装ミスの検出結果の正否に基づき、実装ミスが発生した電子部品を対象として基板に補充実装する補充実装手段とを備えた。
【0009】
請求項3記載の電子部品実装方法は、移載ヘッドが備える吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、吸着ノズルに吸着保持した電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出工程と、実装ミス検出工程において実装ミスが検出された電子部品の基板上での実装位置をカメラにより撮像してその実装位置における電子部品の有無を確認することにより実装ミス検出工程において検出された実装ミスの検出結果の正否を判定する検出結果判定工程とを含む。
【0010】
請求項4記載の電子部品実装方法は、請求項3記載の電子部品実装方法であって、実装ミス検出工程において検出された実装ミスの検出結果を実装ミスデータとして記憶する実装ミスデータ記憶工程と、実装ミスデータ記憶工程において記憶された実装ミスデータおよび実装ミス結果判定工程において判定された実装ミス検出工程における実装ミスの検出結果の正否に基づき、実装ミスが発生した電子部品を対象として基板に補充実装する補充実装工程とを含む。
【0011】
本発明では、実装ミスが検出された電子部品の基板上での実装位置をカメラにより撮像してその実装位置における電子部品の有無を確認することにより実装ミスの検出結果の正否を判定するようにしている。このため、真空度に基づく部品の有無の判定が難しい微小部品を対象とする場合においても、実装ミスの判定を正確に行うことができ、誤判定により不良基板として誤って廃棄処理される基板数を減少するとともに、正しく判定された実装ミス検出結果に従って電子部品の補充実装を適切に行うことができ、製品歩留まりを向上させることができる。
【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制御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方法における実装ミス検出時処理のフロー図、図5、図6は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理の動作説明図である。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
後述する制御部15によって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。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19が配設されている。ラインカメラ19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。
【0016】
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。
【0017】
カメラ9は、移載ヘッド8と一体的に移動することにより、基板3上に移動して基板3を撮像する。カメラ9は画像認識部19に接続されており、カメラ9による基板3の撮像結果を画像認識部19によって認識処理することにより、基板3の位置を認識する。またカメラ9は、後述するように実装動作において発生する実装ミス、すなわち吸着ノズル10が搭載動作を行った後において電子部品が吸着ノズル10に保持されたままとなっている状態が検出された後に行われる実装ミス検出結果の正否確認用の撮像を行う。
【0018】
そしてこの撮像結果を画像認識部19によって認識処理することにより、当該電子部品の実装位置において電子部品の有無が確認される。この確認結果は制御部15に送られ、これにより、当該実装ミス検出結果の正否が判定される。従って、カメラ9,画像認識部19および制御部15は、実装ミスと判定された電子部品について、基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定する検出結果判定手段となっている。
【0019】
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・制御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には真空バルブ11が接続されており、真空バルブ11は真空吸引源である真空ポンプ13に接続されている。装着部8bに吸着ノズル10が装着された状態で真空ポンプ13を駆動し、真空バルブ11を開状態にすることにより、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。装着部8bには、フィルタ18が内蔵されており、吸着ノズル10から吸引された空気がフィルタ18を通過することにより、真空吸引時に空気とともに吸引された異物がフィルタ18によって捕集される。
【0020】
真空バルブ11と真空ポンプ13の間の真空吸引回路には、真空センサ12が配設されている。真空センサ12は、真空吸引回路内の真空度、すなわち真空吸引回路内の絶対圧力と大気圧との差を示す圧力差を真空度として計測する。ここでは真空度が高いほど、絶対圧が低いことを示している。真空センサ12の計測結果は、判定部14に送られる。
【0021】
判定部14は、真空センサ12の真空度計測結果を記憶部16に記憶されている部品吸着状態における真空度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を判定する。従ってこの判定結果により、搭載動作後になお電子部品が吸着ノズル10に保持された状態で存在する実装ミスを検出することができる。すなわち真空センサ12および判定部14は、上記実装ミスを検出する実装ミス検出手段となっている。
【0022】
判定部14による判定結果は制御部15に送られる。制御部15は判定結果に基づいて報知部17に実装ミスの報知を行うとともに、当該電子部品の基板上における実装位置に関するデータを実装ミスデータとして記憶部16に記憶させる。すなわち、記憶部16は実装ミス検出手段による検出結果を実装ミスデータとして記憶する記憶手段となっている。前述のカメラ9による電子部品の撮像に際しては、この実装ミスデータに基づいて移載ヘッド8を移動させることによりカメラ9の位置合わせが行われる。
【0023】
そして一連の電子部品実装動作が終了した後には、実装ミスデータが制御部15によって読み出され、実装ミスが発生した電子部品を対象として、移載ヘッド8により補充実装が行われる。このとき、カメラ9によって実装位置を撮像した結果により、実装ミスが実際に発生した電子部品のみを対象として補充実装が実行される。すなわち、移載ヘッド8および制御部15は、実装ミスデータおよび検出結果判定に基づいて正しく判定された実装ミスの電子部品を基板に補充実装する補充実装手段となっている。
【0024】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に、部品供給部4に配列されたテープフィーダ5から電子部品Pを取り出して基板3に移送搭載する電子部品実装動作を反復する過程において、実装ミスが検出された場合に行われる処理について、図4、図5,図6を参照して説明する。
【0025】
図5(a)は、テープフィーダ5から各単位移載ヘッド8aの吸着ノズル10によって電子部品Pを取り出した移載ヘッドが、基板3上に移動した状態を示している。この後1つの単位移載ヘッド8aに保持した電子部品Pを実装位置に位置合わせした後、図5(b)に示すように、電子部品Pを保持した吸着ノズル10を基板3に対して上下動させて、電子部品Pを基板3に搭載する搭載動作を行う。
【0026】
このとき、真空センサ12で真空度を計測することにより、図5(c)に示すように、搭載動作後になお電子部品Pが吸着ノズル10に保持された状態で存在する実装ミスを検出する(ST1)(実装ミス検出工程)。実装ミスが検出されたならば、実装ミス検出結果より当該部品の実装位置を示すデータを実装ミスデータとして記憶部16に記憶する(ST2)(実装ミスデータ記憶工程)。
【0027】
次いで、実装ミス検出結果の正否確認が行われる。すなわち実装ミスデータに基づいて、当該部品の実装位置にカメラ9を移動させ、部品の有無確認のための撮像を行う(ST3)。そして撮像結果を画像認識部19で認識処理することにより、当該部品の有無を判定する(ST4)。これにより、当該実装ミス検出結果の正否が判定される(検出結果判定工程)。
【0028】
このとき、図5(d)に示すように、電子部品Pが吸着ノズル10に保持されたままであり、基板3の実装位置において電子部品Pの存在が確認されなかった場合には、実装ミスが正しく検出されたと判定し、この後電子部品実装装置の運転を再開する(ST5)。そして一連の電子部品実装動作が完了した後には、記憶された実装ミスデータに基づいて、補充実装が実行される(補充実装工程)。
【0029】
図6は、実装ミス検出結果が正しくない場合の例を示している。すなわち、図5(a)、(b)と同様に、電子部品Pを保持した吸着ノズル10を基板3に対して上下動させた後に、図5(c)に示すように電子部品Pが正しく基板3に搭載されているにもかかわらず、真空センサ12による真空度計測結果によれば吸着ノズル10に電子部品Pが保持された状態であるとの誤った実装ミス検出結果が出力される場合がある。
【0030】
このような場合においても、図6(d)に示すように、カメラ9を当該部品の実装位置に移動させて撮像することにより、電子部品Pの存在が確認され、この結果、実装ミス検出結果が誤りであることが正しく判定される。すなわち、図4の(ST4)において部品有りの判定がなされ、次いで制御データ上で補充実装完了のフラグを立てる処理が行われる(ST6)。これにより、後に行われる予定の補充実装においては、誤って実装ミスとされた電子部品については補充実装対象から除外される。
【0031】
上記説明したように、本実施の形態に示す実装ミス検出においては、吸着ノズル内部の真空度に基づく電子部品の有無検出に加えて、実装位置をカメラによって撮像して部品有無を直接確認するようにしている。これにより、真空度に基づく部品有無判定が難しい微小部品を対象とする場合においても、実装ミスの判定を正確に行うことができる。このため、誤判定により不良基板として誤って廃棄処理される基板数を減少するとともに、正しく判定された実装ミス検出結果に従って電子部品の補充実装を適切に行うことができ、製品歩留まりを向上させることができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明では、実装ミスが検出された電子部品の基板上での実装位置をカメラにより撮像してその実装位置における電子部品の有無を確認することにより実装ミスの検出結果の正否を判定するようにしている。このため、真空度に基づく部品の有無の判定が難しい微小部品を対象とする場合においても、実装ミスの判定を正確に行うことができ、正しく判定された実装ミス検出結果に従って電子部品の補充実装を適切に行うことができ、製品歩留まりを向上させることができる。
【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制御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方法における実装ミス検出時処理のフロー図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理の動作説明図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理の動作説明図
【符号の説明】
3 基板
4 部品供給部
8 移載ヘッド
8a 単位移載ヘッド
10 吸着ノズル
12 真空センサ
14 判定部
15 制御部
16 記憶部
P 電子部品
Claims (4)
- 移載ヘッドが備える吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、吸着ノズルに吸着保持した電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段と、実装ミス検出手段により実装ミスが検出された電子部品の基板上での実装位置をカメラにより撮像してその実装位置における電子部品の有無を確認することにより実装ミス検出手段により検出された実装ミスの検出結果の正否を判定する検出結果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。
- 実装ミス検出手段により検出された実装ミスの検出結果を実装ミスデータとして記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された実装ミスデータおよび検出結果判定手段により判定された実装ミス検出手段による実装ミスの検出結果の正否に基づき、実装ミスが発生した電子部品を対象として基板に補充実装する補充実装手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の電子部品実装装置。
- 移載ヘッドが備える吸着ノズルにより部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、吸着ノズルに吸着保持した電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出工程と、実装ミス検出工程において実装ミスが検出された電子部品の基板上での実装位置をカメラにより撮像してその実装位置における電子部品の有無を確認することにより実装ミス検出工程において検出された実装ミスの検出結果の正否を判定する検出結果判定工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
- 実装ミス検出工程において検出された実装ミスの検出結果を実装ミスデータとして記憶する実装ミスデータ記憶工程と、実装ミスデータ記憶工程において記憶された実装ミスデータおよび実装ミス結果判定工程において判定された実装ミス検出工程における実装ミスの検出結果の正否に基づき、実装ミスが発生した電子部品を対象として基板に補充実装する補充実装工程とを含むことを特徴とする請求項3記載の電子部品実装方法。
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JP2002265094A JP4026454B2 (ja) | 2002-09-11 | 2002-09-11 | 電子部品実装装置および電子部品実装方法 |
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