JP4569419B2

JP4569419B2 - 電子部品実装装置、電子部品実装方法およびノズル高さ検出方法

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Publication number: JP4569419B2
Application number: JP2005245643A
Authority: JP
Inventors: 正宜日吉; 秀浩佐保; 登山崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP2007059776A

Description

本発明は、ノズルにより電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装装置、電子部品実装方法およびノズル高さ検出方法に関するものである。

ノズルにより電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品の実装分野においては、電子部品を正確に基板等の実装対象に実装するため、ノズルによりピックアップされた電子部品の高さを測定している。測定された電子部品の高さは、実装の際のノズルの高さ位置決め制御にフィードバックされる他、電子部品の寸法データと照合されて電子部品の吸着姿勢が判断され、異常吸着（電子部品が装着面を下方に向けた姿勢で吸着される以外の姿勢で吸着されること）等が検出される。これにより、電子部品が不安定な状態で基板等に実装される実装不良を未然に防いでいる。

電子部品の高さを測定する手段としては、光センサを用いたものが知られている（例えば特許文献１参照）。これは、離間して配置された投光器と受光器の間にノズルを下降させ、投光器から受光器に投光される光が、ノズル本体及びノズルにピックアップされた電子部品により遮光された時点のノズル高さを検出し、それぞれのノズル高さの差から電子部品の高さを算出するものである。
特開平１１−２９８１９６号公報

特許文献１記載の手段によるノズル高さの検出は、ノズルの昇降を駆動する駆動部のエンコーダ値を検出して行われる。エンコーダ値は、受光器の受光量がある閾値に達したときに発せられる電気信号を受けて検出されるため、ノズルの昇降速度を速くすると応答遅れが顕著に生じて、受光器の受光量がある閾値に達した時点の真のエンコーダ値から応答遅れ分だけずれたエンコーダ値が検出される。

このような応答遅れによるエンコーダ値のずれは、予め設定した補正値を適用することによりある程度修正することができるが、ノズルの下降速度やピックアップされた電子部品の高さ等の条件よってエンコーダ値のずれの量が異なるため、各条件に対応した補正値を正確に設定することは困難である。また、条件を外れた電子部品については、予め設定した補正地では対応することができない。一方、近年の更なる生産性の向上及び部品の微小化に伴い、高速かつ高精度なノズル高さの検出が要請されてきている。

そこで本発明は、センサにおける応答遅れの影響を排して電子部品の高さを精確に測定することができる電子部品実装装置、電子部品実装方法およびノズル高さ検出方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、ノズルの下端部に吸着されてピックアップされた電子部品の高さを測定して基板に実装する電子部品実装装置であって、投光器から投光される光を受光する受光器と、前記ノズルを前記投光器と前記受光器の間で投受光される光に対して昇降させるノズル駆動手段と、前記ノズルの昇降により前記ノズルの下端部が前記光と交差して前記受光器の受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズルの第１の高さとして前記ノズルの上昇時及び下降時における前記ノズルの第１の高さをそれぞれ検出するとともに、前記ノズルの昇降により前記ノズルの下端部に吸着された電子部
品が前記光と交差して前記受光器の受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズルの第２の高さとして前記ノズルの上昇時及び下降時における前記ノズルの第２の高さをそれぞれ検出する検出手段と、前記ノズルの上昇時及び下降時における前記ノズルの第１の高さから平均値を算出するとともに、上昇時と下降時における前記ノズルの第２の高さから平均値を算出する第１の演算手段と、前記ノズルの第１の高さの平均値と前記ノズルの第２の高さの平均値から前記ノズルの下端部に吸着された電子部品の高さを算出する第２の演算手段とを備えた。

請求項２記載の発明は、電子部品実装装置に昇降自在に設けられたノズルの高さを投受光型の光電センサにより検出し、このノズルの下端部に吸着されてピックアップされた電子部品の高さを測定して基板に実装する電子部品実装方法であって、前記ノズルを前記光電センサに対して下降させる第１の下降工程と、前記ノズルの下端部が前記光電センサにおいて投受光される光と交差して前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズル下降時の第１の高さとして検出する第１の検出工程と、前記下降させたノズルを上昇させる第１の上昇工程と、この第１の上昇工程において前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に再度達した時点の前記ノズルの高さをノズル上昇時の第１の高さとして検出する第２の検出工程と、前記ノズル下降時の第１の高さと前記ノズル上昇時の第１の高さからノズルの第１の高さの平均値を算出する第１の演算工程と、下端部に電子部品を吸着した前記ノズルを前記光電センサに対して下降させる第２の下降工程と、前記ノズルの下端部に吸着された電子部品が前記光電センサにおいて投受光される光と交差して前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズル下降時の第２の高さとして検出する第３の検出工程と、前記下降させたノズルを上昇させる第２の上昇工程と、この第２の上昇工程において前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に再度達した時点の前記ノズルの高さをノズル上昇時の第２の高さとして検出する第４の検出工程と、前記ノズル下降時の第２の高さと前記ノズル上昇時の第２の高さからノズルの第２の高さの平均値を算出する第２の演算工程と、前記ノズルの第１の高さの平均値と前記ノズルの第２の高さの平均値から前記ノズルの下端部に吸着された電子部品の高さを算出する第３の演算工程とを含む。

請求項３記載の発明は、電子部品実装装置に昇降自在に設けられたノズルの高さを投受光型の光電センサにより検出するノズル高さ検出方法であって、前記ノズルを前記光電センサに対して下降させる下降工程と、前記ノズルの下端部が前記光電センサにおいて投受光される光と交差して前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さを検出する第１の検出工程と、前記下降させたノズルを上昇させる上昇工程と、前記上昇工程において前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に再度達した時点の前記ノズルの高さを検出する第２の検出工程と、前記第１の検出工程と第２の検出工程により検出された前記ノズルの高さの平均値を算出する工程とを含む。

本発明によれば、ノズルの下降時及び上昇時において検出されるそれぞれのノズル高さの平均値をとることにより、センサの応答遅れによるノズル高さ検出誤差を排するようにしているので、電子部品の高さを精確に測定することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図２（ａ）は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの平面図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの正面図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態におけるセンサユニットの構成図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態における電子部品の高さ測定
方法の説明図、図４は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図、図５（ａ）は本発明の一実施の形態におけるノズルの昇降によるＺ軸変位を示すグラフ、図５（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるノズルの昇降速度を示すグラフ、図５（ｃ）は本発明の一実施の形態におけるセンサ制御部からＺ軸エンコーダに発せられる信号の状態を示す説明図、図６は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作を示すフローチャートである。

まず、電子部品実装装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１において、基台１上の略中央には搬送ガイド２が配設されている。搬送ガイド２は、実装対象としての基板３を搬送して所定位置に位置決めする基板位置決め部となっている。なお、本発明においては、基板３の搬送方向をＸ方向とし、これに水平面内で直交する方向をＹ方向とする。搬送ガイド２のＹ方向における両側方には電子部品供給部４が配設されており、複数個のパーツフィーダ５が並設されている。

基台１のＸ方向における両端部には一対のＹテーブル６が配設されている。Ｙテーブル６上にはＸテーブル７が架設されており、Ｙテーブル６の駆動によりＹ方向に移動できるようになっている。Ｘテーブル７の側部には移載ヘッド８が装着されており、Ｘテーブル７の駆動によりＸ方向に移動できるようになっている。すなわち、Ｙテーブル６及びＸテーブル７は、移載ヘッド８を基台１上でＸ方向及びＹ方向に水平移動させる水平移動手段となっている。

図２（ａ）において、移載ヘッド８には複数のノズルユニット１０が並設されている（本実施の形態では、４個のノズルユニットをＸ方向に配列したノズルユニット列をＹ方向に２列配列している）。各ノズルユニット１０の下端部には電子部品Ｐを吸着するノズル１１が装着されており、各ノズル１１は、Ｚ方向に昇降及びＸＹ平面内で回転できるようになっている。

図１において、搬送ガイド２と電子部品供給部４の間には、ラインカメラ１４等からなる電子部品認識部が配設されており、ノズル１１に吸着されてピックアップされた電子部品Ｐを下方から認識する。ラインカメラ１４の側方には、センサユニット２０が配設されており、ノズル１１に吸着されてピックアップされた電子部品Ｐの高さを測定する。

次に、センサユニット２０について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）において、センサユニット２０は、離間して対向配置された投光器２１及び受光器２２と、投光器２１及び受光器２２と電気的に接続された増幅装置２６とセンサ制御部２７から構成される。投光器２１と受光器２２の対向する面には、それぞれ投光スポットとなる投光側オリフィス２１ａと受光スポットとなる受光側オリフィス２２ａが設けられており、投光側オリフィス２１ａを介して投光器２１から水平に投光されるレーザ光２５が受光側オリフィス２２ａを介して受光器２２により受光される。

投光器２１と受光器２２には、それぞれ投光器駆動部２３と受光器駆動部２４が備えられている。これらの投光器駆動部２３と受光器駆動部２４の駆動により、投光器２１と受光器２２をそれぞれ上下方向及び水平方向に移動及び回転させて、投光器２１と受光器２２の光軸調整を行うようになっている。

受光器２２に受光されるレーザ光２５は光電素子により電圧に変換され、増幅装置２６で増幅されてセンサ制御部２７に出力される。従って、レーザ光２５が遮光されて受光量に変化がある場合、この変化量が僅かであっても、センサ制御部２７において、増幅された電圧の変化量として明確に検出することができる。

なお、投光側オリフィス２１ａと受光側オリフィス２２ａは、投光器２１と受光器２２の対向する面に設けられているが、図３においては説明の便宜上、投光側オリフィス２１ａと受光側オリフィス２２ａが設けられた面を前面に振った状態を図示している。

図３（ａ）、（ｂ）において、センサ制御部２７はＺ軸エンコーダ１２と電気的に接続されている。Ｚ軸エンコーダ１２はＺ軸駆動部１３と直結しており、Ｚ軸駆動部１３の駆動によって昇降するノズル１１のＺ軸変位量をパルスによるエンコーダ値として検出する。

Ｚ軸駆動部１３の駆動により、投光器２１と受光器２２の間でノズル１１を昇降させると、ノズル１１の下端部及びノズル１１の下端部に吸着された電子部品Ｐがレーザ光２５に交差することにより、レーザ光２５が遮光されて受光器２２の受光量が変化する。この受光量がある閾値に達すると、センサ制御部２７からＺ軸エンコーダ１２にｏｎ／ｏｆｆ信号が発せられ、その時点のエンコーダ値を取得してデータ処理部４０に送信するようになっている。

図３（ｂ）において、左側に示すノズル１１は第１の高さに位置しており、電子部品Ｐを吸着していない状態のノズル１１の下端部がレーザ光２５と交差して受光器の受光量が予め定められた閾値に達した時点を示している。また、右側に示すノズル１１は第２の高さに位置しており、ノズル１１の下端部に吸着された電子部品Ｐがレーザ光２５と交差して受光器の受光量が予め定められた閾値に達した時点を示している。このノズル１１の第１の高さと第２の高さをＺ軸エンコーダ１２によりエンコーダ値として検出し、この両エンコーダ値の差から電子部品Ｐの高さｈに相当するノズル１１のＺ軸変位量ｗを算出することにより電子部品Ｐの高さｈを測定することができる。

すなわち、Ｚ軸エンコーダ１２は、ノズル１１の上昇及び下降によりノズル１１の下端部がレーザ光２５と交差して受光器２２の受光量が予め定められた閾値に達した時点のノズル１１の第１の高さを検出するとともに、ノズル１１の上昇及び下降によりノズル１１の下端部に吸着された電子部品Ｐがレーザ光２５と交差して受光器２２の受光量が予め定められた閾値に達した時点のノズル１１の第２の高さを検出する検出手段となっている。また、Ｚ軸駆動部１３は、ノズル１１を投光器２１と受光器２２の間で昇降させるノズル駆動手段となっている。

次に、電子部品実装装置の制御系について、図４を参照して説明する。制御部３０は、搬送ガイド２、パーツフィーダ５、Ｙテーブル６、Ｘテーブル７、ノズルユニット１０、ラインカメラ１４、センサユニット２０とバス３１により接続されており、ＮＣプログラム３４に基づいてこれらの駆動を制御する。ＮＣプログラム３４はデータベース部３２に予め記憶されており、このデータベース部３２には、他に部品ライブラリ３３、基板データ３５、ノズルデータ３６、受光量閾値データ３７が記憶されている。この受光量閾値データ３７には、予め定められた閾値が記憶されている。

また、制御部３０はデータ処理部４０と接続されており、データ処理部４０は、センサユニット２０において取得されたエンコーダ値から電子部品の高さを算出するとともに、部品ライブラリ３３に記憶された各種電子部品の寸法データと比較し、品種の照合や電子部品の吸着姿勢等の確認を行う。

操作・入力部４１は、キーボードやデータドライブ等の入力手段からなり、電子部品実装装置の動作を手動にて制御し、データベース部３２に予めデータを入力する。表示部４２は、液晶パネルやＣＲＴ等の表示手段からなり、実装装置の動作等に関する各種の情報等を可視的に表示する。

次に、センサユニット２０によるノズルの高さ検出について、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ノズル１１の１サイクルの昇降動作におけるノズル１１のＺ軸変位とＺ軸速度の関係を示している。ノズル１１は、上死点Ｐ１から加速度ａで下降し、昇降工程の略中間の変極点Ｐ２に達すると加速度ａで減速しながら下死点Ｐ３まで下降する。下死点Ｐ３に達すると加速度ａで上昇し、変極点Ｐ２に達すると加速度ａで減速しながら上死点Ｐ１まで上昇する。

図５（ａ）、（ｃ）において、ノズル１１がセンサ切替位置ｓ１、ｓ３に位置したときに受光量が閾値に達し、センサ制御部２７からＺ軸エンコーダ１２にｏｎ／ｏｆｆ信号が発せられる。このｏｎ／ｏｆｆ信号がＺ軸エンコーダ１２に到達すると、その時点のエンコーダ値が取得される。しかし、センサ制御部２７からｏｎ／ｏｆｆ信号が送出されてからＺ軸エンコーダ１２においてエンコーダ値が取得されるまでの間には、僅かではあるが応答時間Δｔだけ応答遅れが生じる。図５（ｃ）において、時間ｔ１の時点でセンサ制御部２７からＺ軸エンコーダ１２へｏｆｆ信号が送信されるが、応答遅れにより時間ｔ２の時点のエンコーダ値が取得される。また、時間ｔ３の時点でセンサ制御部２７からＺ軸エンコーダ１２へｏｎ信号が送信されるが、応答遅れにより時間ｔ４の時点のエンコーダ値が取得される。

この応答遅れにより、実際に取得されるエンコーダ値は、図５（ａ）に示すように、ノズル１１の下降時においては、ノズル１１がｓ１に位置した時点のものではなく、応答時間Δｔが経過して更に下降したｓ２に位置した時点のエンコーダ値となり、ノズル１１の上昇時においては、ノズル１１がｓ３に位置した時点のものではなく、応答時間Δｔが経過して更に上昇したｓ４に位置した時点のエンコーダ値となる。従って、ノズル１１の下降時若しくは上昇時において取得されたエンコーダ値をそのまま用いて電子部品Ｐの高さを測定すると応答遅れに起因する誤差を含むことになるので、下降時及び上昇時において取得された両エンコーダ値の平均をとって近似的なエンコーダ修正値Ｓｃを算出して誤差を相殺する方法をとっている。

次に、エンコーダ修正値Ｓｃについて、計算値を用いて説明する。以下の計算においては、各エンコーダ値を下死点Ｐ３からの距離として表している。図５（ａ）、（ｂ）において、上記ｓ１〜ｓ４はノズル１１の下死点Ｐ３からの距離を示しており、ｖ１〜ｖ４は、ノズル１１が上記ｓ１〜ｓ４を通過する時点のノズル１１の速度を示している。また、ｓ１及びｓ３は下死点Ｐ３から等距離にあり、この距離をＳとする。

ｖ２＝ｖ１−ａ・Δｔ、ｖ４＝ｖ３＋ａ・Δｔであり、ｖ１＝ｖ３であるので、ｖ４＝ｖ１＋ａ・Δｔとなる。なお、ノズル１１の昇降方向における符号の識別は考慮しない。次に、ｓ２＝Ｓ−（ｖ１＋ｖ２）・Δｔ／２、ｓ４＝Ｓ＋（ｖ３＋ｖ４）・Δｔ／２である。エンコーダ修正値Ｓｃ＝（ｓ２＋ｓ４）／２であるので、上式を代入して計算すると、Ｓｃ＝Ｓ＋（ａ・Δｔ^２）／２となる。

ここで、本実施の形態においては、加速度ａ＝２Ｇ（＝１９．６ｍ／ｓ^２）、応答時間Δｔ＝３００μｓであるので、エンコーダ修正値Ｓｃ＝Ｓ＋８．８２×１０^−７ｍとなり、真のエンコーダ値Ｓとの誤差は約０．９μｍとなる。このように、近似的に算出したエンコーダ修正値Ｓｃは真のエンコーダ値Ｓと極めて近いものになっている。なお、同じ条件でｓ２を計算すると、ｓ２＝Ｓ−（ｖ１＋ｖ２）・Δｔ／２より、ｓ２＝Ｓ−４．１１×１０^−５ｍとなり、その誤差は４１．１μｍとなる。微小電子部品、例えば０６０３チップ部品の場合、縦寸法は０．６ｍｍ、横寸法は０．３ｍｍ、高さ寸法は０．３ｍｍであり、これらの寸法の１／１０程度の誤差があると電子部品の高さ測定における精度に与える影響が大きく、吸着姿勢等を誤認するおそれがある。

エンコーダ修正値Ｓｃは、電子部品Ｐを吸着していない状態のノズル１１と、電子部品Ｐを吸着した状態のノズル１１についてそれぞれ算出される。すなわち、電子部品Ｐを吸着していない状態のノズル１１の上昇時及び下降時において取得したノズル１１の第１の高さのエンコーダ値の平均値から第１のエンコーダ修正値Ｓｃ１を算出するとともに、電子部品Ｐを吸着した状態のノズル１１の上昇時及び下降時において取得した第２の高さのエンコーダ値の平均値から第２のエンコーダ修正値Ｓｃ２を算出する。このようにして算出された第１のエンコーダ修正値Ｓｃ１と第２のエンコーダ修正値Ｓｃ２から、電子部品Ｐの高さｈに相当するノズル１１のＺ軸変位量ｗを算出することにより電子部品Ｐの高さｈを測定する（図３（ｂ）参照）。

第１のエンコーダ修正値Ｓｃ１と第２のエンコーダ修正値Ｓｃ２の算出及び電子部品Ｐの高さｈの測定は、データ処理部４０（図４参照）において行われる。データ処理部４０は、電子部品Ｐを吸着していない状態のノズル１１の上昇時及び下降時におけるノズル１１の第１の高さの平均値を算出するとともに、電子部品Ｐを吸着した状態のノズル１１の上昇時及び下降時におけるノズル１１の第２の高さの平均値を算出する第１の演算手段となっており、また、ノズル１１の第１の高さの平均値とノズル１１の第２の高さの平均値からノズル１１の下端部に吸着された電子部品Ｐの高さを算出する第２の演算手段となっている。

このように、本実施の形態における電子部品実装装置のノズル高さ検出においては、ノズルの下降時と昇降時において取得したエンコーダ値を平均することにより算出した近似的なエンコーダ修正値を用いることにより、センサユニットの応答遅れに起因するエンコーダ値のずれを修正し、電子部品の高さを精度よく測定できるようにしている。また、エンコーダ修正値を用いることにより、エンコーダ値のずれを補正するためのノズルの下降速度や電子部品の高さ等の各条件に対応した補正値を設定する必要はなく、条件を外れた電子部品についても対応することができる。

次に、電子部品実装装置の実装動作について、ノズル高さ検出動作を中心に図６のフローチャートを参照して説明する。

実装動作を開始すると、ＳＴ１において、ノズル１１をセンサユニット２０のレーザ光２５に交差させて下降させ（第１の下降工程）、下降時エンコーダ値を取得する（第１の検出工程）。ＳＴ２において、ＳＴ１で下降したノズル１１をセンサユニット２０のレーザ光２５に交差させて上昇させ（第１の上昇工程）、上昇時エンコーダ値を取得する（第２の検出工程）。ＳＴ３において、ＳＴ２で取得された下降時エンコーダ値と上昇時エンコーダ値の平均値を算出して第１のエンコーダ修正値Ｓｃ１を算出する（第１の演算工程）。

ＳＴ４において、ノズル１１をパーツフィーダ５の上方に移動させて電子部品Ｐを吸着してピックアップする。ＳＴ５において、電子部品Ｐを下端部に吸着したノズル１１を、センサユニット２０のレーザ光２５に交差させて下降させ（第２の下降工程）、下降時エンコーダ値を取得する（第３の検出工程）。ＳＴ６において、ＳＴ５で下降したノズル１１を、センサユニット２０のレーザ光２５に交差させて上昇させ（第２の上昇工程）、上昇時エンコーダ値を取得する（第４の検出工程）。ＳＴ７において、ＳＴ６で取得された下降時エンコーダ値と上昇時エンコーダ値の平均値を算出して第２のエンコーダ修正値Ｓｃ２を算出する（第２の演算工程）。ＳＴ８において、ＳＴ３で算出された第１のエンコーダ修正値Ｓｃ１と、ＳＴ７で算出された第２のエンコーダ修正値Ｓｃ２との差を演算することにより電子部品Ｐの高さを算出する（第３の演算工程）。これによりノズル１１に吸着された電子部品Ｐの高さが測定される。

算出された電子部品Ｐの高さは、部品ライブラリ３３に記憶された電子部品の各品種の高さデータと照合され、所定の品種の電子部品が吸着されているかを判断したり、異常吸着が判断される。また、所定の品種であって正常吸着されている場合でも高さに差異がある場合があるので、このような電子部品を実装する際のノズルの高さ制御量に反映して適切な圧力で基板上に押圧して実装する（ＳＴ９）。その後、上記ＳＴ４〜ＳＴ９の動作を継続して行い、基板上の全ての実装箇所に電子部品の実装を終えると実装動作が終了する。

なお、上記ＳＴ１〜ＳＴ３による第１のエンコーダ修正値Ｓｃ１の算出は、一つのノズル１１につき一回行うと、その後はＳＴ７で算出される電子部品Ｐの品種毎の第２のエンコーダ修正値Ｓｃ２との差を演算することにより電子部品Ｐの高さを測定することができる。

また、上記説明においては、センサユニット２０を基台１上に配設し、ノズル１１をこのセンサユニット２０に移動させることによりノズル高さを検出するようにしているが、本発明においては、センサユニット２０とノズル１１は相対的に移動すればよい。例えば、センサユニット２０をノズル１１と共に移載ヘッド８に搭載し、センサユニット２０を各ノズル１１に順次移動させることでも同様の効果を得ることができる。このように構成すると、電子部品をピックアップして基板３に実装するために移載ヘッド８が電子部品供給部４の上方と搬送ガイド２に位置決めされた基板３の上方の間を移動する過程で、ノズル１１に吸着された電子部品Ｐの高さを測定することができるため、実装効率の向上を図ることができる。

本発明によれば、センサの応答遅れによるノズル高さ検出誤差を排するようにしているので、電子部品の高さを精確に測定することができるという利点を有し、ノズルにより電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品の実装分野において有用である。

本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図（ａ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの平面図（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの正面図（ａ）本発明の一実施の形態におけるセンサユニットの構成図（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品の高さ測定方法の説明図本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図（ａ）本発明の一実施の形態におけるノズルの昇降によるＺ軸変位を示すグラフ（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノズルの昇降におけるＺ軸速度を示すグラフ（ｃ）本発明の一実施の形態におけるセンサ制御部からＺ軸エンコーダに発せられる信号の状態を示す説明図本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の動作を示すフローチャート

符号の説明

１１ノズル
２０センサユニット
２１投光器
２２受光器
２５レーザ光
４０データ処理部
Ｐ電子部品

Claims

ノズルの下端部に吸着されてピックアップされた電子部品の高さを測定して基板に実装する電子部品実装装置であって、
投光器から投光される光を受光する受光器と、前記ノズルを前記投光器と前記受光器の間で投受光される光に対して昇降させるノズル駆動手段と、前記ノズルの昇降により前記ノズルの下端部が前記光と交差して前記受光器の受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズルの第１の高さとして前記ノズルの上昇時及び下降時における前記ノズルの第１の高さをそれぞれ検出するとともに、前記ノズルの昇降により前記ノズルの下端部に吸着された電子部品が前記光と交差して前記受光器の受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズルの第２の高さとして前記ノズルの上昇時及び下降時における前記ノズルの第２の高さをそれぞれ検出する検出手段と、前記ノズルの上昇時及び下降時における前記ノズルの第１の高さから平均値を算出するとともに、上昇時と下降時における前記ノズルの第２の高さから平均値を算出する第１の演算手段と、前記ノズルの第１の高さの平均値と前記ノズルの第２の高さの平均値から前記ノズルの下端部に吸着された電子部品の高さを算出する第２の演算手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
電子部品実装装置に昇降自在に設けられたノズルの高さを投受光型の光電センサにより検出し、このノズルの下端部に吸着されてピックアップされた電子部品の高さを測定して基板に実装する電子部品実装方法であって、
前記ノズルを前記光電センサに対して下降させる第１の下降工程と、前記ノズルの下端部が前記光電センサにおいて投受光される光と交差して前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズル下降時の第１の高さとして検出する第１の検出工程と、前記下降させたノズルを上昇させる第１の上昇工程と、この第１の上昇工程において前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に再度達した時点の前記ノズルの高さをノズル上昇時の第１の高さとして検出する第２の検出工程と、前記ノズル下降時の第１の高さと前記ノズル上昇時の第１の高さからノズルの第１の高さの平均値を算出する第１の演算工程と、下端部に電子部品を吸着した前記ノズルを前記光電センサに対して下降させる第２の下降工程と、前記ノズルの下端部に吸着された電子部品が前記光電センサにおいて投受光される光と交差して前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さをノズル下降時の第２の高さとして検出する第３の検出工程と、前記下降させたノズルを上昇させる第２の上昇工程と、この第２の上昇工程において前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に再度達した時点の前記ノズルの高さをノズル上昇時の第２の高さとして検出する第４の検出工程と、前記ノズル下降時の第２の高さと前記ノズル上昇時の第２の高さからノズルの第２の高さの平均値を算出する第２の演算工程と、前記ノズルの第１の高さの平均値と前記ノズルの第２の高さの平均値から前記ノズルの下端部に吸着された電子部品の高さを算出する第３の演算工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
電子部品実装装置に昇降自在に設けられたノズルの高さを投受光型の光電センサにより検出するノズル高さ検出方法であって、
前記ノズルを前記光電センサに対して下降させる下降工程と、前記ノズルの下端部が前記光電センサにおいて投受光される光と交差して前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に達した時点の前記ノズルの高さを検出する第１の検出工程と、前記下降させたノズルを上昇させる上昇工程と、前記上昇工程において前記光電センサにおける受光量が予め定められた閾値に再度達した時点の前記ノズルの高さを検出する第２の検出工程と、前記第１の検出工程と第２の検出工程により検出された前記ノズルの高さの平均値を算出する工程とを含むことを特徴とするノズル高さ検出方法。