JP4122170B2

JP4122170B2 - 部品実装方法及び部品実装装置

Info

Publication number: JP4122170B2
Application number: JP2002119118A
Authority: JP
Inventors: 泉三浦; 智之中野; 純一秦
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-04-22
Also published as: JP2003318599A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品を回路基板上の所定位置に実装する部品実装方法及び部品実装装置に関し、特に、極性を有する部品を正確な方向で実装させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品等の部品を回路基板上へ自動的に実装する部品実装装置においては、部品実装動作の高速性、正確性、多品種対応性が性能を表す重要な因子となっている。高速性については、部品を吸着して移載する移載ヘッドに同時に部品吸着可能な複数の装着ヘッドを備えることや各種最適化処理等により高速化が図られてきており、正確性については、装置の各部位の組み付け精度の向上や精密な移動系の制御により正確な部品実装が実現されている。また、多種の部品に対応するために、部品の諸情報が記録された部品ライブラリの拡充がなされたり、容易に実装プログラムに登録できるような工夫がなされている。
【０００３】
このような部品実装装置においては、実装する部品が予め部品供給部に装着ヘッドから吸着可能な状態で用意されている。この部品供給は、小型のチップ部品等に対しては、部品供給部で部品テープに収容して連続的に供給し、ＣＳＰ（Chip size package）やＢＧＡ(Ball grid array)等のパッケージ部品に対しては、比較的大型であるために、図２０に示すように、パッケージ部品１をトレイ２上に整列して載置することで供給するようになっている。そして、部品吸着後の吸着姿勢を検出してパッケージ部品１の正規の位置からのずれ量を求めて補正する機能が制御コントローラに内蔵されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＣＳＰやＢＧＡ等のパッケージ部品１には極性があり、部品１の向きを特定の方向に合わせて回路基板上へ実装する必要がある。ところが、制御コントローラは、部品１の吸着姿勢の補正には対応するが、例えば正面略四角形のパッケージ部品１の各辺に対してリード等を検出することで極性を判定する機能は有しておらず、部品の極性を認識することはできなかった。このため、各パッケージ部品１をトレイ２上に載置するときに、人為的に各部品１の極性を一定方向に揃えた状態にして搭載することが行われていた。
【０００５】
従って、部品１を一定方向で並べる準備工数や、後工程において実装済み基板の検査工数等が余分に必要となり、生産性の向上が図りにくい状況となり、さらに、極性の間違いによる誤装着をした場合、後工程の基板検査装置等で装着方向の実装ミスが初めて分かるために、この修正に多くの時間を要するといったロス時間が発生することになる。このように、ＣＳＰやＢＧＡ等のパッケージ部品に対する実装工程においては、その生産性が向上できないばかりか、生産する基板の品質を向上できないといった問題を生じていた。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、部品供給部に極性を有する部品をその極性を意識することなくランダムに並べても、基板上への実装時には部品の極性が合わせられた状態に設定できる部品実装方法及び部品実装装置を提供し、正確且つ高速な部品実装を行うことを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の部品実装方法は、部品を保持して移送する部品移載手段により、予めパーツトレイである部品供給部に配置された前記部品の上面側から認識できる極性表示部を有する部品を取り出し、この取り出した部品を前記基板上の所定位置に実装する部品実装方法であって、前記基板上に部品を実装する前に、前記部品供給部に配置された全ての部品の極性を一括して認識処理した後、前記部品移載手段により、部品を取り出し、該認識された部品の極性方向と、該部品の実装先となる基板上での極性方向とが一致するように、前記保持された部品の向きを変更して実装することを特徴とする。
【００１０】
この部品実装方法によれば、部品供給部に極性を有する部品をその極性を意識することなくランダムに並べても、基板上への実装時には部品の極性が所定の位置に合わせられた状態に設定されているので、生産性の向上を図ることができると共に、極性の間違いによる誤装着を防止できる。
【００１１】
請求項２記載の部品実装方法は、前記部品を認識する認識装置は、撮像範囲を変更可能で、前記部品供給部に配置された全ての部品を一度に撮像し、前記部品の極性方向を画像処理により認識処理した後、前記部品移載手段により取り出した部品を、基板上に実装することを特徴とする。
【００１２】
この部品実装方法によれば、部品実装前に、予め基板認識装置をパーツトレイ上の各パッケージ部品の位置に移動させ、全てのパッケージ部品の極性方向確認処理を一括して行うこともできる。
【００１３】
請求項３記載の部品実装方法は、前記部品供給部は、前記部品が全て正しい向きに搭載されたパーツトレイであって、前記部品供給部に配置された全ての部品の内の１つの部品のみ部品の極性方向を確認処理することにより、前記部品移載手段により取り出した部品を、基板上に実装することを特徴とする。
【００１４】
この部品実装方法によれば、広角レンズに切り替え、或いはズームレンズにより撮像範囲を変更できるようにした基板認識装置によって、パーツトレイ上にある全てのパッケージ部品を一度に撮像して、その撮像画像に含まれる各パッケージ部品の極性方向を画像処理等により確認することもできる。
【００１５】
請求項４記載の部品実装装置は、部品を保持して移送する部品移載手段により、予めパーツトレイである部品供給部に配置された前記部品の上面側から認識できる極性表示部を有する部品を取り出し、この取り出した部品を前記基板上の所定位置に実装する部品実装装置であって、基板上の位置合わせ用の基板マークを認識する基板認識手段と、前記基板認識手段によって部品実装前に前記パーツトレイに載置された全ての部品の極性方向を表す前記極性表示部を一括して検出することで、該部品の極性方向を認識する極性認識手段と、前記極性認識手段により認識された極性方向と、前記部品の実装先となる基板上での極性方向とが一致するように、前記部品移載手段に保持された部品の向きを変更する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この部品実装装置によれば、部品の極性認識及びその補正を自動的に行うことができ、これにより生産性の向上を図ることができると共に、極性の間違いによる誤装着を防止して品質の向上を図ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る部品実装方法及び部品実装装置の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る部品実装装置の概略構成を示す斜視図、図２は部品装着ヘッドの構成を示す斜視図、図３は移載ヘッドの動作説明図、図４は図１に示した部品実装装置の制御系を表すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、部品実装装置１００の基台１０上にはローダ部３３、基板保持部３５、アンローダ部３７が設けられ、これらの間に一対のガイドレール３９からなる搬送部が設けられている。このガイドレール３９に備えられた搬送ベルトの同期駆動によって、回路基板４１は一端側のローダ部３３から基板保持部３５を介して、他端側のアンローダ部３７に搬送される。
【００２３】
また、基台１０の上方にはＹ軸ロボット４３，４３が設けられ、これら２つのＹ軸ロボット４３，４３の間にはＸ軸ロボット４５が懸架されて、Ｙ軸ロボット４３，４３の駆動によりＸ軸ロボット４５がＹ軸方向に進退可能となっている。また、Ｘ軸ロボット４５には部品移載手段である移載ヘッド４７が取り付けられて、この移載ヘッド４７がＸ軸方向に進退可能となっており、これにより、移載ヘッド４７をＸ−Ｙ平面内で移動可能にしている。
【００２４】
Ｘ軸ロボット４５、Ｙ軸ロボット４３，４３からなるＸＹロボット４９上に載置され、Ｘ−Ｙ平面上を自在移動する移載ヘッド４７は、例えばチップ抵抗やチップコンデンサ等の比較的小型の電子部品が供給されるパーツフィーダ５０やＣＳＰやＢＧＡ等の比較的大型のパッケージ部品を供給するパーツトレイ１０１からなる部品供給部５９から、所望の電子部品を、部品装着ヘッド５１に取り付けた吸着ノズル５２を介して吸着し、回路基板４１の部品装着位置に装着できるように構成されている。この移載ヘッド４７の側端部には、回路基板４１に設けられた位置合わせようの基板マーク等を認識するための撮像手段としての基板認識装置（カメラ）５３が取り付けられている。このような電子部品の実装動作は、予め設定された実装プログラムに基づいて制御される。
【００２５】
ここで、実装プログラムとは、部品実装装置１００に入力され実装される部品の情報を有するＮＣ情報に対して、実装順序を組み替えて作成した組み替えデータを、上記ＸＹロボット４９や移載ヘッド４７の吸着ノズル５２等を駆動するための命令形態に変換したプログラムである。この実装プログラムの作成にあたっては、各部品の実装位置等の情報が記録されているＮＣプログラム７６と、各部品の電極形状等の情報が登録されている部品ライブラリ７５と、基板情報の記録された基板データ７９、実装部品に対応するノズル種類を記録したノズルデータ８１等を用いて、作業者からの入力を伴って行われる。このように作成された実装プログラムを制御装置７０により実行することで、部品の回路基板４１への実装が行われる。
【００２６】
また、ガイドレール３９の側方には、部品装着ヘッド５１に吸着された部品の二次元的な位置ずれ（吸着姿勢）を検出したり、部品装着ヘッド５１に吸着された電子部品の良否（例えばリードの曲がり等の不良）を判定するための撮像手段としての部品認識装置５７が設けられている。検出される位置ずれは、実装時に補正されるように移載ヘッド４７側で補正動作させるデータの生成用として利用される。部品認識装置５７は、ヘッド移動平面の下方に配置され、移載ヘッド４７を停止することなく、部品供給部５９から実装位置までの高速移動中に、部品装着ヘッド５１で吸着保持された複数個の部品を２次元撮像素子からなる部品認識装置５７の図示しない姿勢認識カメラで撮像する。
【００２７】
なお、部品認識装置５７の姿勢認識カメラ周囲の筐体内面には、吸着ノズル５２に吸着された部品を照明するための発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子が多段状に複数設けられている。これにより、部品の実装面に対して所望の角度から光を照射することができ、部品種類に応じて適切な照明角度で撮像することができる。
【００２８】
移載ヘッド４７の部品装着ヘッド５１は、図２に示すように、複数個（図では４個のみ表示）の部品装着ヘッド５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを横並びに連結した多連式ヘッドとして構成している。各部品装着ヘッド５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは同一構造であって、吸着ノズル５２と、吸着ノズル５２に上下動作を行わせるためのアクチュエータ６１と、吸着した部品の姿勢を補正するため吸着ノズル５２にθ回転を行わせるためのモータ６３、タイミングベルト６５、プーリ６７とを備えている。モータ６３は、それぞれ２個の吸着ノズル５２，５２を選択的に回転させるようになっている。
【００２９】
各部品装着ヘッド５１ａ〜５１ｄの吸着ノズル５２は交換可能であり、他の吸着ノズル５２は部品実装装置１００のガイドレール３９（図１参照）側方に設けられたノズルストッカ６９に予め収容されている。吸着ノズル５２には、例えば１．０×０．５ｍｍ程度の微小チップ部品を吸着するＳサイズノズル、１８ｍｍ角のＱＦＰを吸着するＭサイズノズル等があり、装着する電子部品の種類に応じて選定されて用いられる。
【００３０】
次に、上記構成の電子部品実装装置１００の基本的な動作を説明する。
図３に示すように、ガイドレール３９のローダ部３３（図１参照）から搬入された回路基板４１が所定の実装位置に搬送されると、移載ヘッド４７はＸＹロボット４９によりＸＹ平面内で移動して、パーツフィーダ５０（或いはパーツトレイ１０１）等の部品供給部５９から実装プログラムに基づいて所望の電子部品を吸着し、部品認識装置５７の姿勢認識カメラ上に移動する。部品認識装置５７は、部品認識データに基づいて電子部品の吸着姿勢を認識して吸着姿勢の補正動作を行う。この補正動作としては、Ｘ方向及びＹ方向へのずれ量をＸＹロボット４９にオフセットとして持たせたり、回転成分のずれ量を吸着ノズル５２のモータ６３による回転によって補正する。その後、回路基板４１の所定位置に電子部品を装着する。
【００３１】
上記の電子部品の吸着、回路基板４１への装着動作の繰り返しにより、回路基板４１に対する電子部品の実装が完了する。実装が完了した回路基板４１は実装位置からアンローダ部３７へ搬出される一方、新たな回路基板４１がローダ部３３に搬入され、上記動作が繰り返される。
【００３２】
上記電子部品実装のための基本動作機能を備えた部品実装装置１００は、図４に示す制御装置７０を有している。制御装置７０には、主に、ローダ部３３、基板保持部３５、アンローダ部３７、ＸＹロボット４９、部品供給部５９、部品認識装置５７等が接続されている。また、制御装置７０には、データベース部７１、移載ヘッド４７等が接続されており、データベース部７１は、部品ライブラリ７５、ＮＣプログラム７６、基板データ７９、ノズルデータ８１を有している。さらに、移載ヘッド４７には、部品装着ヘッド５１、基板認識装置５３等が接続されている。
【００３３】
ここで、ＣＳＰ、ＢＧＡ等のパッケージ部品を、極性方向を規定の方向に合わせて回路基板４１上へ実装する手順を説明する。
上記パッケージ部品は比較的大型の部品であるために、部品供給部５９ではパーツトレイ１０１に収容される。このパーツトレイ１０１は、図１に示すように、格子状に形成された部品収容マスにそれぞれ部品７５が１つずつ収容される構造になっている。本実施形態では、収容するパッケージ部品７５として、部品裏面に多数の半田ボールが接続用端子として設けられたＣＳＰが供給された場合について説明する。
【００３４】
この種のパッケージ部品は極性方向が定められており、一般に、正面略四角形の各角部のうち、いずれか１つの角部に極性方向を表す極性表示部（マーク）等が設けられている。このパッケージ部品の実装に当たっては、部品の極性方向を、規定された方向に一致させて実装する必要がある。本発明は、この極性方向を特に意識しなくとも、部品実装装置が自動的に極性方向を適正な方向となるように部品を回転させて実装することを特徴としている。
【００３５】
まず、このようなパッケージ部品の極性方向を検出し、特定の方向に合わせるために、パッケージ部品７５を移載ヘッド４７の吸着ノズル５２に吸着保持して、パッケージ部品の裏面を撮像して得た画像から極性を判定する方法を説明する。
一例としてのパッケージ部品７５の部品裏面を図５に示した。正面が略四角形状であるパッケージ部品７５の半田ボール７７の配置位置は、上下及び左右方向に略対称な配置となっているが、パッケージ部品７５のいずれか１つの角部に、他の角部に存在しない半田ボール７７ａが配置されている。この半田ボール７７ａが存在する角部が極性方向を表している。つまり、このパッケージ部品７５の場合は、半田ボール７７ａが極性表示部となり、この半田ボール７７ａの存在する角部に通称１番の接続点が存在することになる。
【００３６】
図６に、上述したパッケージ部品７５の実装手順を示すフローチャートを示した。以下、このフローチャートに基づいて実装処理を順次説明する。
まず、図７に示すように、移載ヘッド４７の基板認識装置５３によってパーツトレイ１０１上の所定の位置にあるパッケージ部品７５を撮像して部品有無を認識する（ステップ１１、以降はＳ１１と略記する）。部品の存在が確認された場合は、図８に示すように移載ヘッド４７をＸＹロボット４９により移動して、部品装着ヘッド５１の所定の部品装着ヘッド５１を、上記認識されたパッケージ部品７５上方に配置させる。この位置で吸着ノズル５２を下降動作させてパッケージ部品７５を吸着する（Ｓ１２）。
【００３７】
次に、図９に示すように、吸着ノズル５２を上昇させて、移載ヘッド４７をＸＹ方向に移動させ、吸着したパッケージ部品７５を部品認識装置５７上方に配置させる。そして、部品認識装置５７の姿勢認識カメラによってパッケージ部品７５の裏面を撮像し、吸着位置ずれや回転ずれを測定する（Ｓ１３）。さらに、後述する極性方向確認処理によってパッケージ部品７５の極性を判定する（Ｓ１４）。その後、必要があれば部品装着ヘッド５１のモータ６３（図２参照）を回転させてパッケージ部品７５の極性方向を規定方向に合わせると共に、パッケージ部品７５吸着による回転方向の位置ずれ補正を行う（Ｓ１５）。次に、図１０に示すように、移載ヘッド４７を基板４１上方位置に移動させ、吸着したパッケージ部品７５を回路基板４１上の所定の位置に実装する（Ｓ１６）。
【００３８】
ここで、上述した図９におけるパッケージ部品７５の極性方向確認処理（Ｓ１４）について詳細に説明する。
部品認識装置５７では、図１１に示すように、パッケージ部品７５の裏面を９０°毎に４つの領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割する。そして、各領域Ａ〜Ｄにおける部品７５の第１撮像域１０２ａ〜第４撮像域１０２ｄうち、最大でも３つの撮像域を撮像することで、図５に示す半田ボール７７ａがどの角部に存在するかを画像処理により判定する。
【００３９】
例えば、他の角部には存在しない半田ボール７７ａが、図１２（ａ）に示すように、第１撮像画像１０２ａ内に存在するものを正規の極性方向であると仮定すると、異なる極性方向の状態としては、図１２（ｂ）〜（ｄ）に示す状態となる。即ち、図１２（ｂ）に示すように半田ボール７７ａが第２撮像域１０２ｂに存在する場合、図１２（ｃ）に示すように半田ボール７７ａが第３撮像域１０２ｃに存在する場合、図１２（ｄ）に示すように半田ボール７７ａが第４撮像域１０２ｄに存在する場合に、それぞれに応じてパッケージ部品７５の極性方向を、部品装着ヘッド５１のモータ６３を回転させて図１２（ａ）に一致するように補正する。
【００４０】
ここで、第１撮像域１０２ａ〜第３撮像域１０２ｃまでの何れかの撮像画像に半田ボール７７ａが検出されれば、その時点でパッケージ部品７５の極性方向確認処理を終了し、残りの撮像域に対する撮像及びその撮像画像における極性方向確認処理を省略することができる。例えば最初に撮像される第１撮像域１０２ａで半田ボール７７ａが認識されれば、それ以上の撮像及び認識は行う必要はない。
【００４１】
図１３に極性方向確認処理の詳細な手順を説明するフローチャートを示した。以下、このフローチャートに基づいて極性方向確認処理を説明する。
まず、部品認識装置５７によってパッケージ部品７５の第１撮像域１０２ａを撮像して、撮像画像内に極性方向を示すマーク、即ち、半田ボール７７ａが存在するか否かを判定する（Ｓ２１）。半田ボール７７ａの存在が確認された場合は、領域Ａに通称１番の接続点が存在すると判断する（Ｓ２４）。一方、半田ボール７７ａが存在しないと判定されると、次に、第２撮像域１０２ｂを撮像して、この撮像画像内に極性方向を示す半田ボール７７ａが存在するか否かを判定する（Ｓ２２）。ここで半田ボール７７ａの存在が確認された場合は、領域Ｂに通称１番の接続点が存在すると判断する（Ｓ２４）。一方、半田ボール７７ａが存在しないと判定されると、次に、第３撮像域１０２ｃを撮像して、この撮像画像内に極性方向を示す半田ボール７７ａが存在するか否かを判定する（Ｓ２３）。ここで半田ボール７７ａの存在が確認された場合は、領域Ｃに通称１番の接続点が存在すると判断する（Ｓ２４）。そして、半田ボール７７ａが存在しないと判定されると、残りの領域Ｄに通称１番の接続点が存在するものと判断する（Ｓ２４）。
【００４２】
このように、本発明の部品実装方法及び部品実装装置１００によれば、部品供給部５９に、極性を有するパッケージ部品７５をその極性方向を意識することなくランダムに並べても、回路基板４１上への実装時には、パッケージ部品７５の極性方向を規定の方向に一致させるように補正するので、各パッケージ部品７５をパーツトレイ１０１上に載置するときに、人為的に各パッケージ部品７５の極性方向を一定方向に揃える必要がなくなる。
【００４３】
従って、各パッケージ部品７５をパーツトレイ１０１に一定方向で並べる準備工数や、後工程において実装済み回路基板４１の極性方向検査工数等が不必要となり、生産性の向上を図ることができる。さらに、極性方向の間違いによる誤装着がなくなるので、後工程の基板検査装置等で極性方向のミスが初めて分かるということがなく、この修正に多くの時間を要するといったロス時間の発生がなくなる。このように、ＣＳＰやＢＧＡ等のパッケージ部品７５に対する実装工程に対して、その生産性を向上できると共に、生産する回路基板４１の品質を向上することができる。
【００４４】
また、パッケージ部品７５の角部のうち、いずれか１つの角部の撮像画像から半田ボール７７ａの存在が確認できたとき、他の角部に対しては撮像及び検出処理を省略するので、１つのパッケージ部品７５に対する半田ボール７７ａの検出処理に要する時間を最短にすることができる。
【００４５】
そして、部品実装装置１００の部品認識装置５７は、移載ヘッド４７の下方に設けられ、移載ヘッド４７に保持されたパッケージ部品７５を下面側から撮像するので、吸着位置ずれを測定する部品認識時と略同時に行うことができ、移載ヘッド４７を大きく移動させることなく、極性方向判断ができ、極性方向判断処理の制御が容易になる。
さらに、吸着されたパッケージ部品７５を補正する補正手段としてのモータ６３が、移載ヘッド４７に設けられパッケージ部品７５を吸着保持する吸着ノズル５２を回転駆動するようになっているので、パッケージ部品７５を吸着したままで、吸着位置ずれの測定から極性方向の補正までを一貫して行うことができ、これによりパッケージ部品７５の実装時間を短縮できる。
【００４６】
次に、パッケージ部品７５として、部品表面に極性方向を表すマークが設けられたＱＦＰやＳＯＰ等の部品に対して極性方向を合わせて実装する部品実装方法を説明する。
図１４（ａ）に示すように、ＱＦＰ等の正面略四角形のパッケージ部品１３０の所定の一角に極性表示部としての切り欠き１３１を設けたり、図１４（ｂ）に示すように、ＳＯＰ等の正面略四角形のパッケージ部品１３２の所定の側面側に極性表示部としての切り欠き１３３を設けた部品に対しても、これら切欠き１３１，１３３を認識することによって、パッケージ部品の極性方向を確認することができる。なお、切り欠きは、上記以外にも印刷や表面性状を光沢面とした点を設けることで極性表示部を形成する場合もあるが、切り欠きの場合と略同様に認識することができる。
【００４７】
図１４（ａ）の切欠き１３１は、図１５に示すように、略４５°の面取り状とし、その面取りされた一辺の長さｔが０．５ｍｍ程度のものであっても充分認識できるように、撮像系の光学倍率やカメラの受光素子の有効画素数が設定されている。
【００４８】
このように、切欠き１３１，１３３がパッケージ部品７５の上面側から認識できる極性表示部がある場合には、パッケージ部品１３０，１３２をパーツトレイ１０１から取り出す前に、パーツトレイ１０１に載せたままで移載ヘッド４７の基板認識装置５３を用いて極性方向確認処理を行う。
【００４９】
ここで、パッケージ部品１３０に対する部品実装の手順を図１６に示した。まず、基板認識装置５３によってパーツトレイ１０１内のパッケージ部品１３０の有無を確認する（Ｓ２１）。次に、パーツトレイ１０１内にパッケージ部品１３０の存在が確認されると（Ｓ２２）、図１７に示すように、このパッケージ部品１３０に対する極性方向確認処理を行う（Ｓ２３）。極性方向確認処理は、前述の部品裏面側から撮像して行う方法と同様に、ここでは部品表面側から移載ヘッド４７に搭載された基板認識装置５３によって撮像する。その具体的な極性方向確認処理については、極性表示部が切り欠き１３１となり、この切り欠き１３１を検出すること以外は同様であるため、説明は省略する。極性方向を確認すると、その極性方向の情報を記憶部７２に記録する。
【００５０】
続いて、部品装着ヘッド５１による部品吸着（Ｓ２４）、部品認識装置５７による部品認識（Ｓ２５）、パッケージ部品１３０の吸着位置の回転・ずれ量補正（Ｓ２６）を行う。この補正処理時に、記憶部７２に記録した極性方向の情報を参照して、基板上に実装する際に部品が正規の極性方向の向きになるようにモータＭ（図２参照）を駆動して補正する。そして、極性方向を合わせた状態で部品実装（Ｓ２７）を行う。
【００５１】
本実施形態の部品実装方法によれば、パーツトレイ１０１上に載置されたパッケージ部品１３０を載置されたままの状態で極性方向を認識するので、機器の制御が簡単になる。また、撮像手段として用いる基板認識装置５３が移載ヘッド４７と一体に設けられているので、パッケージ部品１３０の極性方向確認と、吸着ノズル５２への部品吸着との処理を移載ヘッド４７の移動距離を短くでき、これにより、実装時間を短縮できる。
【００５２】
上記説明した各実施形態においては、パッケージ部品を一個ずつその極性方向を確認して実装したが、図１８（ａ）に示すように、パーツトレイ１０１上の代表点１０１ａを定め、この代表点１０１ａに配置されたパッケージ部品１３０のみ、基板認識装置５３により極性方向確認処理を行うようにもできる。この方法は、各パーツトレイ１０１上に載置されているパッケージ部品１３０は全て正しい向きになっているが、パーツトレイ１０１自体の向きが誤って供給されるおそれがある場合に適用できる。
【００５３】
また、図１８（ｂ）に示すように、部品実装前に、予め基板認識装置５３をパーツトレイ１０１上の各パッケージ部品１３０の位置に移動させ、全てのパッケージ部品１３０の極性方向確認処理を一括して行うこともできる。この場合には、実際の部品実装動作時には極性方向確認処理を行う必要がなくなり、部品を実装するための所要時間を短縮できる。
【００５４】
さらに、図１８（ｃ）に示すように、広角レンズに切り替え、或いはズームレンズにより撮像範囲を変更できるようにした基板認識装置５３によって、パーツトレイ１０１上にある全てのパッケージ部品１３０を一度に撮像して、その撮像画像に含まれる各パッケージ部品１３０の極性方向を画像処理等により確認することもできる。
この場合、確認された各パッケージ部品の極性方向の情報を記憶部７２に一旦記録し、部品実装のときに再度この極性方向の情報を読み出して補正する。なお、レンズの焦点を変更せずに、広角用の広角用の撮像カメラを追加して設けた構成としてもよい。この方法によれば、極性方向の確認作業が簡単化され、一層の高速処理化が図られる。
【００５５】
上述の各実施形態では、パッケージ部品１３０を回路基板４１に装着する前に、その極性方向確認処理を行ってから回路基板４１に実装したが、図１９に示すように、パッケージ部品１３０を基板４１に実装した後、その極性方向確認処理を行うこともできる。この場合、実装完了後に基板認識装置５３を実装済みの各パッケージ部品に向けて撮像する。極性方向が正規の方向でなく実装された部品が存在する回路基板４１に対しては、ＮＧ品であることをデータに記録したり、アンローダ部３７でこの回路基板４１を排除する。この方法では、部品実装中に極性方向の確認を行わないため、部品実装に対する所要時間を短縮することができる。
【００５６】
なお、以上説明した部品実装方法では、主にパーツトレイ１０１からパッケージ部品を取り出す場合を示しているが、パーツフィーダ５０から取り出す場合でも同様な制御を行うことにより、極性方向を規定の方向に合わせることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る部品実装方法及び部品実装装置よれば、部品供給部に極性を有する部品をその極性を意識することなくランダムに並べても、基板上への実装時には部品の極性が所定の位置に合わせられた状態に設定されるので、生産性の向上を図ることができると共に、極性の間違いによる誤装着を防止して品質の高い回路基板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品実装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】部品装着ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】移載ヘッドの動作説明図である。
【図４】図１に示した部品実装装置の制御系を表すブロック図である。
【図５】パッケージ部品の部品裏面を示す図である。
【図６】パッケージ部品の実装手順を示すフローチャートである。
【図７】パッケージ部品を撮像して部品有無を確認する様子を示す説明図である。
【図８】パッケージ部品を吸着する様子を示す説明図である。
【図９】パッケージ部品を裏面を撮像する様子を示す説明図である。
【図１０】パッケージ部品を基板上に実装する様子を示す説明図である。
【図１１】パッケージ部品の各撮像域を示す図である。
【図１２】半田ボールの存在による極性方向確認処理を説明する説明図である。
【図１３】極性確認処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】他のパッケージ部品の例を示す図である。
【図１５】図１４（ａ）の切り欠きを示す拡大図である。
【図１６】第２実施形態における極性方向確認処理を示すフローチャートである。
【図１７】第２実施形態における極性方向を確認する様子を示す説明図である。
【図１８】極性方向確認処理の例を示す説明図であり、（ａ）は代表点のみを撮像する場合、（ｂ）は全ての部品を順次撮像する場合、（ｃ）は全ての部品を一度に撮像する場合を示す図である。
【図１９】実装後の回路基板上の部品に対して極性方向確認処理を行う場合を示す説明図である。
【図２０】従来のパーツトレイにパッケージ部品を並べた状態を示す図である。
【符号の説明】
４１回路基板
４７移載ヘッド（部品移載手段）
５１部品装着ヘッド
５２吸着ノズル
５３基板認識装置（撮像手段）
５７部品認識装置（撮像手段）
５９部品供給部
６３モータ（補正手段）
７２記憶部
７５，１３０，１３２パッケージ部品
７７半田ボール
７７ａ半田ボール（極性表示部）
１００部品実装装置

Claims

部品を保持して移送する部品移載手段により、予めパーツトレイである部品供給部に配置された前記部品の上面側から認識できる極性表示部を有する部品を取り出し、この取り出した部品を前記基板上の所定位置に実装する部品実装方法であって、
前記基板上に部品を実装する前に、前記部品供給部に配置された全ての部品の極性を一括して認識処理した後、前記部品移載手段により、部品を取り出し、該認識された部品の極性方向と、該部品の実装先となる基板上での極性方向とが一致するように、前記保持された部品の向きを変更して実装することを特徴とする部品実装方法。
前記部品を認識する認識装置は、撮像範囲を変更可能で、前記部品供給部に配置された全ての部品を一度に撮像し、前記部品の極性方向を画像処理により認識処理した後、前記部品移載手段により取り出した部品を、基板上に実装することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
前記部品供給部は、前記部品が全て正しい向きに搭載されたパーツトレイであって、前記部品供給部に配置された全ての部品の内の１つの部品のみ部品の極性方向を確認処理することにより、前記部品移載手段により取り出した部品を、基板上に実装することを特徴とする請求項１に記載の部品実装方法。
部品を保持して移送する部品移載手段により、予めパーツトレイである部品供給部に配置された前記部品の上面側から認識できる極性表示部を有する部品を取り出し、この取り出した部品を前記基板上の所定位置に実装する部品実装装置であって、
基板上の位置合わせ用の基板マークを認識する基板認識手段と、
前記基板認識手段によって部品実装前に前記パーツトレイに載置された全ての部品の極性方向を表す前記極性表示部を一括して検出することで、該部品の極性方向を認識する極性認識手段と、前記極性認識手段により認識された極性方向と、前記部品の実装先となる基板上での極性方向とが一致するように、前記部品移載手段に保持された部品の向きを変更する補正手段とを備えたことを特徴とする部品実装装置。