JP4635852B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を移載ヘッドによって基板に移送搭載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。

電子部品を基板に実装する実装装置には、電子部品を収納するテープフィーダなどのパーツフィーダが多数並設された部品供給部が設けられており、これらのパーツフィーダから移載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板上に移載する実装動作が繰り返し行われる。この実装動作の効率向上を図るため、移載ヘッドに電子部品保持用の吸着ノズルを備えた単位移載ヘッドを複数本配列した多連型の移載ヘッドが用いられる場合が多い（例えば特許文献１参照）。

この特許文献例においては、各単位移載ヘッドの配列ピッチをできるだけ小さくして移載ヘッドのコンパクト化を図るとともに、これらの単位移載ヘッドによって同時に保持する電子部品の種類の組み合わせを適切に設定することにより、極力多種類の電子部品を実装対象とすることができるようにしている。
特開２００３−２５８４９４号公報

ところで基板の種類によっては、限定された種類の電子部品が特定方向に多数実装される場合がある。例えばパソコン用のメモリ基板では、多数の細長形状のメモリチップが横方向、縦方向に密集して並列に実装される。このような形態の基板を対象とした実装作業において良好な作業効率を実現するには、移載ヘッドによってできるだけ多数の電子部品を同時に保持して、実装動作効率を向上させることが望まれる。しかしながら上述の特許文献例を含め従来の電子部品実装方法では、このように実装対象の形態が限定された場合において実装動作効率を向上させる方策は示されていなかった。

そこで本発明は、実装対象の形態が限定された場合において実装動作効率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。

本発明の電子部品実装装置は、略矩形の電子部品を基板の第１方向またはこの第１方向と直交する第２方向のいずれかの方向にこの電子部品の長手方向を合わせて実装する電子部品実装装置であって、前記基板を位置決めする基板位置決め部と、複数の前記電子部品を前記長手方向を第１方向に合わせた姿勢で供給する部品供給部と、昇降および軸廻りのΘ回転が可能な吸着ノズルを備えた単位移載ヘッドを前記第１方向に所定の配列ピッチで複数配列した多連型の移載ヘッドと、前記移載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間の移送経路に沿って移動させるヘッド移動機構と、前記移送経路に設けられ前記移載ヘッドに保持された電子部品を下方から撮像して認識する部品認識手段と、前記吸着ノズルの昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、前記移載ヘッドにおける配列順序において１つ飛びに位置する複数の吸着ノズルを括ることによって定義された第１ノズル群および第２ノズル群のそれぞれについて、予め設定された動作パターンに基づいて実行させる部品実装動作制御手段と、前記動作パターンを記憶する記憶手段とを備えた。

本発明の電子部品実装方法は、基板を位置決めする基板位置決め部と、複数の電子部品
をこの電子部品の長手方向を第１方向に合わせた姿勢で供給する部品供給部と、昇降および軸廻りのΘ回転が可能な吸着ノズルを備えた単位移載ヘッドを前記第１方向に所定の配列ピッチで複数配列した多連型の移載ヘッドと、前記移載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間の移送経路に沿って移動させるヘッド移動機構と、前記移送経路に設けられ前記移載ヘッドに保持された電子部品を下方から撮像して認識する部品認識手段とを備えた電子部品実装装置によって、略矩形の電子部品を基板の第１方向またはこの第１方向と直交する第２方向のいずれかの方向に前記長手方向を合わせて実装する電子部品実装方法であって、前記複数の単位移載ヘッドの吸着ノズルによってそれぞれ電子部品を吸着保持する部品ピックアップ工程と、各単位移載ヘッドに電子部品を保持した移載ヘッドを前記基板へ移動させるヘッド移動工程と、前記部品認識手段によって前記電子部品を認識する部品認識工程と、部品認識工程後の電子部品を基板に搭載する部品搭載工程と、前記ピックアップ工程およびまたは部品搭載工程において前記吸着ノズルを軸廻りにΘ回転させることにより各吸着ノズルに吸着保持された電子部品のΘ方向の回転位置を規定位置に合わせるノズルΘ回転工程とを含み、前記部品ピックアップ工程から部品搭載工程に至る過程における前記吸着ノズルの昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、前記移載ヘッドにおける配列順序において１つ飛びに位置する複数の吸着ノズルを括ることによって定義された第１ノズル群および第２ノズル群のそれぞれについて、予め設定された動作パターンに基づいて実行させる。

本発明によれば、部品ピックアップ工程から部品搭載工程に至る過程における吸着ノズルの昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、移載ヘッドにおける配列順序においてそれぞれ１つ飛びに位置する複数の吸着ノズルを括った第１ノズル群および第２ノズルのそれぞれについて予め設定された動作パターンに基づいて実行させることにより、隣接する吸着ノズル相互間の部品干渉を排除して多数の電子部品を同時に保持することが可能となり、実装対象の形態が矩形部品を特定方向に実装する形態に限定された場合において、実装動作効率を向上させることができる。

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による部品実装形態の説明図、図３（ａ）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正面図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の単位移載ヘッドの正面図、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移載ヘッドの動作説明図、図５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６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装対象となる電子部品の形状・サイズの説明図、図７，図８，図９、図１０は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における動作パターンの説明図、図１１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品実装動作処理のフロー図である。

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（基板搬送方向）に搬送路２が配設されている。搬送路２は上流側から供給された基板３を搬送し、搬送路２の中央位置に設定された実装ステージに、基板３の１辺をＸ方向に合わせた姿勢で位置決めする（図２参照）。したがって、搬送路２は基板３を位置決めする基板位置決め部となっている。搬送路２の両側方には、部品供給部４Ａ，４Ｂが配置されており、部品供給部４Ａ，４Ｂ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。

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６
Ａ、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１１が装着されている。

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３参照）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。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は、移載ヘッド８を部品供給部４Ａ，４Ｂと基板位置決め部との間の移送経路に沿って移動させるヘッド移動機構となっている。

基板３上に移動したカメラ１１は、基板３を撮像する。この撮像結果を認識処理部２３（図５参照）によって認識処理することにより、基板３の位置が検出される。また部品供給部４から搬送路２に至る移送経路には、ラインカメラ１２が配設されている。ラインカメラ１２は、それぞれの移載ヘッド８に保持された電子部品を下方から撮像する。この撮像結果を認識処理部２３によって認識処理することにより、移載ヘッド８に保持された電子部品Ｐの位置や形状を認識することができる。すなわち、ラインカメラ１２および認識処理部２３は、移載ヘッド８の移送経路に設けられ移載ヘッド８に保持された電子部品Ｐを下方から撮像して認識する部品認識手段となっている。

次に図２を参照して、この電子部品実装装置の実装対象となる基板および電子部品の実装形態について説明する。図２に示す基板３はパソコンに用いられるメモリ基板であり、基板３には部品供給部４Ａまたは部品供給部４Ｂのテープフィーダ５から取り出した略矩形状の電子部品（半導体メモリ）Ｐが複数実装される。電子部品Ｐの基板３における実装方向は、基板３の第１方向（Ｘ方向）またはこの第１方向と直交する第２方向（Ｙ方向）に限定されており、部品実装動作においては、電子部品Ｐの長手方向をこれらの２つの方向のいずれかに合わせて実装する。

ここでテープフィーダ５における部品姿勢は常に同一姿勢となっており、電子部品Ｐは、テープ送り方向（Ｙ方向）と直交する方向に電子部品Ｐの長手方向を合わせた姿勢で供給される。すなわち部品供給部４Ａ、４Ｂは、電子部品Ｐを長手方向をＸ方向に合わせた姿勢で、以下に説明する移載ヘッド８によるピックアップ位置に供給する。したがって移載ヘッド８によって電子部品Ｐを取り出して基板３に移送搭載する部品実装動作における電子部品ＰのΘ方向の回転位置合わせは、取り出した姿勢そのまま、１８０°、±９０°のいずれかのみを行えば良く、必要とされる動作形態がシンプルな動作パターンに集約されている。

次に図３を参照して移載ヘッド８について説明する。図３（ａ）に示すように、移載ヘッドはマルチタイプであり、電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０を備えた単位移載ヘッド９を、所定の配列ピッチｎｐ（以下、「ノズルピッチｎｐ」と略称する。）でＸ方向（第１方向）に複数本（ここでは８本）直列に配置した構成となっている。

図３（ｂ）に示すように、単位移載ヘッド９の下端部に設けられたノズル装着部９ａには、電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０が着脱自在に装着される。吸着ノズル１０は、下端部に電子部品を吸着する吸着孔が設けられた軸部１０ａと、軸部１０ａの上部に設けられた鍔状の反射板１０ｂを備えている。反射板１０ｂは、ラインカメラ１２によって吸着ノズル１０に保持された電子部品を撮像する際に下方から照射された照明光を反射し、ラインカメラ１２に入射させる。

これらの単位移載ヘッド９は個別に制御可能なノズル昇降機構（図示省略）およびノズルΘ回転機構（図示省略）を備えており、単位移載ヘッド９を個別に駆動することにより、吸着ノズル１０を個別に軸廻りにΘ回転させ、また昇降させることができるようになっている。すなわち移載ヘッド８は、昇降および軸廻りのΘ回転が可能な吸着ノズル１０を備えた単位移載ヘッド９を、第１方向に所定の配列ピッチ（ノズルピッチｎｐ）で複数配列した多連型の移載ヘッドである。

移載ヘッド８による部品実装動作においては、これらの８本の吸着ノズル１０によって複数の電子部品Ｐを移送搭載するが、本実施の形態では、吸着ノズル１０を２つのノズル群にグループ分けして、各ノズル群に属する複数の吸着ノズル１０に同一パターンの部品実装動作を行わせるようにしている。図３（ａ）に示すように、これらの吸着ノズル１０には、移載ヘッド８における単位移載ヘッド９の配列に応じて、左端側から番号Ｎ１〜Ｎ８が付与されている。

奇数番号Ｎ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７の４つの吸着ノズル１０は、第１ノズル群［１］と定義されており、偶数番号Ｎ２，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ８の４つの吸着ノズル１０は、第２ノズル群［２］と定義されている。すなわち、移載ヘッド８においてこれらの複数の吸着ノズル１０は、移載ヘッド８における配列順序において、奇数番目、偶数番目の１つ飛びに位置する複数の吸着ノズル１０を括ることによって定義された第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］にグループ分けされている。

このようにグループ分けされた吸着ノズル１０は、部品実装動作において図４に示すようなノズル群毎の動作を行う。すなわち、図４（ａ）に示すように、吸着ノズル１０の高さ位置をノズル群毎に制御することにより、第１ノズル群［１］に属する吸着ノズル１０と、第２ノズル群［２］に属する吸着ノズル１０の高さを異ならせることができる。

そしてこれらの吸着ノズル１０の高さ位置の差Δｈを電子部品Ｐの厚みよりも大きく設定することにより、図４（ｂ）に示すように、ノズルピッチｎｐに対して部品サイズが大きい電子部品Ｐを隣接した２つの吸着ノズル１０に保持させ、且つこれらの電子部品Ｐを相互に干渉することなく軸部１０ａの軸廻りにΘ回転させることが可能となっている。これにより、部品供給部４Ａ、４Ｂから電子部品Ｐを取り出して基板３に移送搭載する部品搭載動作において、必要に応じて電子部品ＰのΘ方向の回転位置を変更できるようになっている。

次に図５を参照して、電子部品実装装置の制御系の構成を説明する。図５において、ＣＰＵ２０は演算装置であり、プログラム記憶部２１に記憶された各種プログラムを実行することにより、以下の各部を制御して実装動作などの動作制御や演算処理を実行する。このプログラムの実行においては、データ記憶部２２に記憶された各種データが参照される。プログラム記憶部２１には、実装動作のシーケンスプログラムのほか、動作パターン選択プログラム２１ａが記憶されている。動作パターン選択プログラム２１ａは、実装対象となる電子部品Ｐの部品サイズに応じて第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０に実行させる動作パターンを選択するためのプログラムである。

データ記憶部２２には、実装シーケンスデータのほか、部品データ２２ａ、動作パターンデータ２２ｂが記憶されている。部品データ２２ａは、実装対象となる電子部品Ｐのサイズに関するデータを部品種類毎に記憶する。動作パターンデータ２２ｂは、第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０によって実行すべき部品搭載動作のパターンを示すデータである。したがってデータ記憶部２２は、上述の動作パターンを記憶する記憶手段となっている。

部品実装動作においては、ＣＰＵ２０が動作パターン選択プログラム２１ａを実行することにより、実装対象の電子部品に応じた動作パターンがデータ記憶部２２から読み出され、さらにＣＰＵ２０が読み出された動作パターンに基づいて機構駆動部２４を制御することにより、吸着ノズル１０の昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作が実行される。したがって、ＣＰＵ２０、動作パターン選択プログラム２１ａは、吸着ノズル１０の昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、前述のように定義された第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］のそれぞれについて、予め設定された動作パターンに基づいて実行させる部品実装動作制御手段となっている。

認識処理部２３は、カメラ１１の撮像結果を認識処理することにより基板３の位置を認識し、またラインカメラ１２の撮像結果を認識処理することにより、移載ヘッド８に保持された電子部品を認識する。機構駆動部２４は、Ｘ軸テーブル６Ａ、６Ｂ、Ｙ軸テーブル７Ａ、７Ｂ，移載ヘッド８などの機構部を駆動する。操作入力部２５はキーボードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンド入力や、部品データ２２ａなど各種データの入力を行う。表示部２６はディスプレイ装置であり、操作入力時の案内画面などの表示を行う。

次に図６〜図１０を参照して、本実施の形態に示す部品実装動作において実装対象とすることができる電子部品の種類（形状・寸法）（図６）および実装動作の動作パターン（図７〜図１０）について説明する。ここでは、複数の単位移載ヘッド９を備えた移載ヘッド８が、部品供給部４Ａ，４Ｂから矩形状の電子部品Ｐを取り出して基板３に移送搭載する１実装ターンにおいて、同時に保持可能な電子部品Ｐのサイズと、移載ヘッド８によってこれらの電子部品を同時に移送する際の保持姿勢との組み合わせを、３つのパターンに分類して示している。そしてこれらの組み合わせのパターンに応じて、前述の動作パターンが設定されている。

まず図６（ａ）は、小型の電子部品Ｐ１を対象とする組み合わせのパターン、すなわち全ての吸着ノズル１０に電子部品Ｐ１の長手方向を第１方向に合わせて保持させても、電子部品相互の干渉が生じないような長辺寸法Ｌ１を有するものを対象とした第１組合わせパターンである。ここで隣接した２部品が干渉を生じない条件とは、吸着ノズル１０に保持された状態において、隣接する２部品間の隙間Ｓが予め干渉が生じる可能性がない余裕隙間として設定された最小隙間Ｓｍよりも大きいことである。

換言すれば、ノズルピッチｎｐから上述の最小隙間Ｓｍを差し引いた寸法によって定義されるしきい値（Ｄ（ＴＨ）＝ｎｐ−Ｓｍ）よりも小さい長辺寸法Ｌ１を有する電子部品Ｐ１が、第１組合わせパターンの対象となる。そして本実施の形態において述べる組合わせパターンにおいては、ノズルピッチｎｐに基づいて設定されるしきい値Ｄ（ＴＨ）を基準として、各パターンの対象となる電子部品Ｐを分類する。

そしてこのような第１組合わせパターン部品を対象とした部品実装動作においては、図７に示すような動作パターン（第１動作パターン）が実行される。まず、図７（ａ）に示すように、第１ノズル群［１］に属するＮ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７の吸着ノズル１０によって、テープフィーダ５によって第１方向に長手方向を合わせた姿勢で供給された状態の電子部品Ｐ１（１）を吸着保持する。ここで、電子部品Ｐ１（１）は、第１ノズル群［１］に属する吸着ノズル１０によるピックアップの対象となる第１群の電子部品Ｐ１である。

このとき、部品供給部４Ａ、４Ｂにおけるテープフィーダ５の配列が、複数の吸着ノズル１０による電子部品Ｐ１の同時吸着を可能にするような配列であれば、複数の吸着ノズル１０を同時に昇降させて各吸着ノズル１０に電子部品Ｐ１を同時に保持する同時吸着を
実行し、このような条件が満たされない場合には、各吸着ノズル１０毎に個別に部品吸着を行う。

次いで、図７（ｂ）に示すように、第２ノズル群［２］に属するＮ２，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ８の吸着ノズル１０によって、テープフィーダ５によって第１方向に長手方向を合わせた姿勢で供給された状態の電子部品Ｐ１（２）を吸着保持する。ここで、電子部品Ｐ１（２）は、第２ノズル群［２］に属する吸着ノズル１０によるピックアップの対象となる第２群の電子部品Ｐ１である。この場合においても、可能であれば複数の吸着ノズル１０による同時吸着を行う。

これにより、図７（ｃ）に示すように、移載ヘッド８は全ての単位移載ヘッド９の吸着ノズル１０によって電子部品Ｐ１を第１方向に長手方向を合わせた姿勢で保持し、この状態でラインカメラ１２の上方に移動する。そして移載ヘッド８がＸ方向に移動して保持した電子部品Ｐ１をラインカメラ１２の上方で移動させるスキャン動作を行う。これにより電子部品Ｐ１が撮像され、部品認識が行われる。この後、移載ヘッド８は基板３へ移動してそれぞれの吸着ノズル１０に保持された電子部品Ｐ１を各実装点に実装する。このとき電子部品Ｐ１相互の干渉は生じないため、各単位移載ヘッド９においてはそれぞれの実装方向に応じて、必要なΘ回転を任意に行うことができる。

すなわち、第１の動作パターンにおいては、長辺寸法がノズルピッチｎｐ（所定配列ピッチ）に基づいて設定されるしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さい電子部品Ｐ１を対象とする場合に、第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０によって、それぞれのノズル群によるピックアップの対象となる第１群の電子部品および第２群の電子部品を部品供給部４Ａ、４Ｂから取り出した後に、これらの電子部品Ｐ１を部品認識手段であるラインカメラ１２へ移動させるようにしている。

次に、図６（ｂ）は、中型の電子部品Ｐ２を対象とする組み合わせのパターン、すなわち全ての吸着ノズル１０に電子部品Ｐ２の長手方向を第１方向に合わせて保持させると、電子部品相互の干渉が生じるが、隣接する２つの吸着ノズル１０において、１つの吸着ノズル１０に電子部品Ｐ２を９０°回転させた状態で保持させると相互の干渉を回避できるような形状・寸法を有するものを対象とした第２組合わせパターンである。この場合において隣接した２部品が干渉を生じない条件とは、電子部品Ｐ２の長辺寸法Ｌ２と短辺寸法Ｂ２の和の１／２がしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さいことであり、このような条件を満たす長辺寸法Ｌ２，短辺寸法Ｂ２を有する電子部品Ｐ２が、第２組合わせパターンの対象となる。

そしてこのような第２組合わせパターン部品を対象とした部品実装動作においては、図８に示すような動作パターン（第２動作パターン）が実行される。まず、図８（ａ）に示すように、第１ノズル群［１］に属するＮ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７の吸着ノズル１０によって、テープフィーダ５によって第１方向に長手方向を合わせた姿勢で供給された状態の電子部品Ｐ２（１）を吸着保持する。電子部品Ｐ２（１）は、第１ノズル群［１］に属する吸着ノズル１０によって吸着保持される第１群の電子部品Ｐ２である。この場合においても、可能であれば複数の吸着ノズル１０による同時吸着を行う。

次いで、図８（ｂ）に示すように、Ｎ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７の吸着ノズル１０を９０°回転させ、それぞれの吸着ノズル１０に保持された電子部品Ｐ２（１）の長辺方向を第２方向に合わせる。そして、図８（ｃ）に示すように、第２ノズル群［２］に属するＮ２，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ８の吸着ノズル１０によって、テープフィーダ５によって第１方向に長手方向を合わせた姿勢で供給された状態の電子部品Ｐ２（２）を吸着保持する。電子部品Ｐ２（２）は、第２ノズル群［２］に属する吸着ノズル１０によって吸着保持される第２群
の電子部品Ｐ２である。

これにより、図８（ｄ）に示すように、移載ヘッド８は第１ノズル群［１］に属する吸着ノズル１０によって第１群の電子部品Ｐ２（１）を第２方向に長手方向を合わせた姿勢で保持し、第２ノズル群［２］に属する吸着ノズル１０によって第２群の電子部品Ｐ２（２）を第１方向に長手方向を合わせた姿勢で保持する。そしてこの状態で移載ヘッド８がラインカメラ１２の上方に移動することにより、部品認識が行われる。この後、移載ヘッド８は基板３へ移動してそれぞれの吸着ノズル１０に保持された電子部品Ｐ２を各実装点に実装する。このとき個々の電子部品Ｐ２の実装方向によって搭載時のΘ回転が必要とされる場合には、図４に示すように、第１ノズル群［１］の吸着ノズル１０と第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０の高さ位置を異ならせて、電子部品Ｐ２相互の干渉を防止する。

すなわち第２動作パターンにおいては、長辺寸法と短辺寸法の和の１／２がしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さい電子部品を対象とする場合に、第１のノズル群［１］によって第１群の電子部品Ｐ２（１）を部品供給部４Ａ、４Ｂから取り出した後に第１群の電子部品の長手方向を第２方向に回転させ、次いで第２のノズル群［２］によって第２群の電子部品Ｐ２（２）を部品供給部４Ａ，４Ｂから取り出した後に、第１群および第２群の電子部品Ｐ２を部品認識手段であるラインカメラ１２へ移動させるようにしている。

また図６（ｃ）は、大型の電子部品Ｐ３を対象とする組み合わせのパターン、すなわち第２組合わせパターンを適用しても電子部品相互の干渉が生じるような形状・サイズであって、隣接する２つの吸着ノズル１０に電子部品Ｐ３をいずれも９０°回転させた状態で保持させると相互の干渉を回避できるような形状・寸法を有するものを対象とした第３組合わせパターンである。この場合において隣接した２部品が干渉を生じない条件とは、短辺寸法Ｂ３が前述のしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さいことであり、このような条件を満たす電子部品Ｐ３が第３組合わせパターンの対象となる。

そしてこのような第３組合わせパターン部品を対象とした部品実装動作においては、図９に示すような動作パターンが実行される。まず、図９（ａ）に示すように、第１ノズル群［１］に属するＮ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７の吸着ノズル１０によって、テープフィーダ５によって第１方向に長手方向を合わせた姿勢で供給された状態の電子部品Ｐ３を吸着保持する。電子部品Ｐ３（１）は、第１ノズル群［１］に属する吸着ノズル１０によって吸着保持される第１群の電子部品Ｐ３である。この場合においても、可能であれば複数の吸着ノズル１０による同時吸着を行う。

次いで、図９（ｂ）に示すように、Ｎ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７の吸着ノズル１０を９０°回転させ、それぞれの吸着ノズル１０に保持された電子部品Ｐ３の長辺方向を第２方向に合わせる。そして、図１０（ｃ）に示すように、第２ノズル群［２］に属するＮ２，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ８の吸着ノズル１０によって、テープフィーダ５によって第１方向に長手方向を合わせた姿勢で供給された状態の電子部品Ｐ３（２）を吸着保持する。電子部品Ｐ３（２）は、第２ノズル群［２］に属する吸着ノズル１０によって吸着保持される第２群の電子部品Ｐ３である。次いで、図９（ｄ）に示すように、Ｎ２，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ８の吸着ノズル１０を９０°回転させ、吸着ノズル１０に保持された電子部品Ｐ３の長辺方向を第２方向に合わせる。

これにより、図９（ｅ）に示すように、移載ヘッド８は全ての単位移載ヘッド９の吸着ノズル１０によって電子部品Ｐ３を第２方向に長手方向を合わせた姿勢で保持する。そしてこの状態で移載ヘッド８がラインカメラ１２の上方に移動することにより、部品認識が行われる。この後、移載ヘッド８は基板３へ移動してそれぞれの吸着ノズル１０に保持された電子部品Ｐ３を各実装点に実装する。このとき電子部品Ｐ３の実装方向によって搭載
時のΘ回転が必要とされる場合には、図４に示すように、第１ノズル群［１］の吸着ノズル１０と第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０の高さ位置を異ならせて、電子部品Ｐ３相互の干渉を防止する。

すなわち第３の動作パターンにおいては、短辺寸法がしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さい電子部品を対象とする場合に、第１のノズル群［１］によって第１群の電子部品を部品供給部４Ａ、４Ｂから取り出した後に、第１群の電子部品Ｐ３（１）の長手方向を第２方向に合わせ、次いで第２のノズル群［２］によって第２群の電子部品Ｐ３（２）を部品供給部４Ａ、４Ｂから取り出した後に、第２群の電子部品Ｐ３（２）の長手方向を第２方向に合わせ、その後第１群および第２群の電子部品を部品認識手段であるラインカメラ１２へ移動させるようにしている。

このように、吸着ノズル１０の昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を規定する動作パターンは、上述の第１動作パターン、第２動作パターンおよび第３動作パターンとを含む形態となっている。なお、本実施の形態に示す電子部品実装装置のように、基板位置決め部としての搬送路２を挟んで対称配置された２つの部品供給部４Ａ、４Ｂを備えている場合には、前述の第２動作パターンにおいて、第１ノズル群［１］の吸着ノズル１０によって最初に第１群の電子部品Ｐ２（１）が取り出された後に取り出される第２群の電子部品Ｐ２（２）を、基板３における実装方向が第１方向もしくは第１方向と１８０度異なる反対方向である電子部品のみで構成すると、より効率的な部品実装動作が実現できる。

すなわち、図１０に示すように、基板３に実装される電子部品Ｐ２のうち、０°方向または１８０°方向に長手方向を向けて実装される電子部品Ｐ２を第２群の電子部品Ｐ２（２）とし、これらを第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０によって取り出すようにする。このとき、０°方向に実装される電子部品Ｐ２は、テープフィーダ５における部品姿勢がこの方向と合致した部品供給部から、図１０に示す例では、部品供給部４Ａから取り出すようにする。また１８０°方向に実装される電子部品Ｐ２は、テープフィーダ５における部品姿勢がこの方向と合致した部品供給部４Ｂから取り出す。

そして移載ヘッド８を基板３へ移動させてこれらの電子部品Ｐ２を実装する際には、第２群の電子部品Ｐ２（２）から先に実装する。このとき、これらの電子部品Ｐ２（２）のΘ方向の回転位置は基板３における実装方向と一致していることから、第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０についてはΘ回転動作を行う必要がない。そして第２ノズル群［２］の吸着ノズル１０による部品搭載動作が終了した後には、第１ノズル群［１］の吸着ノズル１０は隣接部品との干渉を生じることなく、任意にΘ回転動作を必要に応じて行うことが許容される。すなわち、このような動作パターンでは、部品ピックアップ工程において、第２群の電子部品Ｐ２（２）が取り出されるべき部品供給部を、当該第２群の各電子部品の基板３における実装方向に応じて、部品供給部４Ａ、４Ｂから選択するようにしている。

この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次にこの電子部品実装装置によって実行される電子部品実装方法について図１１のフローに沿って説明する。この電子部品実装方法は、ＳＯＰタイプの半導体メモリ部品など略矩形の電子部品を、基板３の第１方向またはこの第１方向と直交する第２方向のいずれかの方向に長手方向を合わせて実装する形態に対して、限定して適用されるものである。

図１１において、部品実装動作の開始に先立って動作パターンデータ２２ｂをデータ記憶部２２から読み出す（ＳＴ１）。そして部品実装動作が開始されると、次の実装ターンによって実装対象となる電子部品の部品データ２２ａをデータ記憶部２２から読み出す（
ＳＴ２）。これによりこの電子部品の部品サイズが識別され（ＳＴ３）、識別された部品サイズに基づいて次に示す処理が実行される。

まず当該電子部品の長辺寸法が図６に示すしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さいか否か、すなわち図６（ａ）に示す第１組合わせパターン部品に該当するか否かを判断する（ＳＴ４）。そしてここでＹＥＳならば、第１動作パターンを選択する（ＳＴ８）。また、ＮＯであれば、長辺寸法と短辺寸法の和の１／２がしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さいか否か、すなわち図６（ｂ）に示す第２組合わせパターン部品に該当するか否かを判断する（ＳＴ５）。そしてここでＹＥＳならば、第２動作パターンを選択する（ＳＴ９）。また、ＮＯであれば、短辺寸法がしきい値Ｄ（ＴＨ）よりも小さいか否か、すなわち図６（ｃ）に示す第３組合わせパターン部品に該当するか否かを判断する（ＳＴ６）。

そしてここでＹＥＳならば、第３動作パターンを選択する（ＳＴ１０）。また、ＮＯであれば、予め設定された動作パターンの適用対象外の電子部品であるとして、エラー報知する（ＳＴ７）。そしてこのようにして選択された動作パターンに従って、部品ピックアップ工程から部品搭載工程までの工程を含む部品実装動作が実行される（ＳＴ１１）。この部品実装動作は、前述のように吸着ノズル１０の昇降動作およびΘ回転動作を含んだ形態で行われ、移載ヘッドにおける配列順序において１つ飛びに位置する複数の吸着ノズル１０を括ることによって定義された第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］のそれぞれについて、予め設定された動作パターンに基づいて実行される。

この後、当該電子部品は基板３に実装されるべき最終部品であるか否かを確認し、最終部品に該当せず他に実装すべき電子部品が存在する場合には、（ＳＴ２）に戻り、当該他の電子部品を対象として同様の処理ステップが反復実行される。そして（ＳＴ１２）にて、最終部品について実装動作が完了したことを確認することにより、部品実装動作処理を終了する。

この部品実装動作においては、まず実装対象となる移載ヘッド８を部品供給部４Ａ，４Ｂの上方に移動させ、複数の単位移載ヘッド９の吸着ノズル１０によってそれぞれ電子部品を吸着保持する（ピックアップ工程）。次いで各単位移載ヘッド９に電子部品を保持した移載ヘッド８を基板３へ移動させる（ヘッド移動工程）。このヘッド移動工程において、移載ヘッド８をラインカメラ１２の上方へ移動させて、吸着ノズル１０に保持された電子部品を撮像することにより電子部品を認識する（部品認識工程）。

この後、部品認識工程後の電子部品を、部品認識結果に基づいて位置補正しながら基板３に搭載する（部品搭載工程）。そして前述のピックアップ工程およびまたは部品搭載工程においては、吸着ノズル１０を軸廻りにΘ回転させることにより各吸着ノズル１０に吸着保持された電子部品のΘ方向の回転位置を、個々の動作状態に応じて予め定められた規定位置に合わせるノズルΘ回転工程が実行される。

上記説明したように、本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、部品ピックアップ工程から部品搭載工程に至る過程における吸着ノズル１０の昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、移載ヘッド８における配列順序においてそれぞれ１つ飛びに位置する複数の吸着ノズル１０を括った第１ノズル群［１］および第２ノズル群［２］のそれぞれについて予め設定された動作パターンに基づいて実行させるようにしたものである。

これにより、隣接する吸着ノズル相互間の部品干渉を排除して多数の電子部品を同時に保持することが可能となり、半導体メモリなどの多数の矩形部品を限定された特定方向に実装する場合など、実装対象の形態が限定された場合において実装動作効率を向上させる
ことができる。

本発明の電子部品実装装置および電子部品実装方法は、隣接する吸着ノズル相互間の部品干渉を排除して多数の電子部品を同時に保持することが可能となり、実装対象の形態が矩形部品を特定方向に実装する形態に限定された場合において、実装動作効率を向上させることができるという効果を有し、複数の半導体メモリなどの略矩形の電子部品を基板の実装する用途において有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品実装形態の説明図 （ａ）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正面図（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の単位移載ヘッドの正面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における移載ヘッドの動作説明図 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 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装対象となる電子部品の形状・サイズの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品実装動作の動作パターンの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品実装動作の動作パターンの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品実装動作の動作パターンの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における部品実装動作の動作パターンの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品実装動作処理のフロー図

符号の説明

２ 搬送路
３ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給部
８ 移載ヘッド
９ 単位移載ヘッド
１０ 吸着ノズル
［１］ 第１ノズル群
［２］ 第２ノズル群
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 電子部品

Claims (4)

1. 略矩形の電子部品を基板の第１方向またはこの第１方向と直交する第２方向のいずれかの方向にこの電子部品の長手方向を合わせて実装する電子部品実装装置であって、
   前記基板を位置決めする基板位置決め部と、複数の前記電子部品を前記長手方向を第１方向に合わせた姿勢で供給する部品供給部と、
   昇降および軸廻りのΘ回転が可能な吸着ノズルを備えた単位移載ヘッドを前記第１方向に所定の配列ピッチで複数配列した多連型の移載ヘッドと、
   前記移載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間の移送経路に沿って移動させるヘッド移動機構と、
   前記移送経路に設けられ前記移載ヘッドに保持された電子部品を下方から撮像して認識する部品認識手段と、
   前記吸着ノズルの昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、前記移載ヘッドにおける配列順序において１つ飛びに位置する複数の吸着ノズルを括ることによって定義された第１ノズル群および第２ノズル群のそれぞれについて、予め設定された動作パターンに基づいて実行させる部品実装動作制御手段と、
   前記動作パターンを記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 基板を位置決めする基板位置決め部と、複数の電子部品をこの電子部品の長手方向を第１方向に合わせた姿勢で供給する部品供給部と、昇降および軸廻りのΘ回転が可能な吸着ノズルを備えた単位移載ヘッドを前記第１方向に所定の配列ピッチで複数配列した多連型の移載ヘッドと、前記移載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間の移送経路に沿って移動させるヘッド移動機構と、前記移送経路に設けられ前記移載ヘッドに保持された電子部品を下方から撮像して認識する部品認識手段とを備えた電子部品実装装置によって、略矩形の電子部品を基板の第１方向またはこの第１方向と直交する第２方向のいずれかの方向に前記長手方向を合わせて実装する電子部品実装方法であって、
   前記複数の単位移載ヘッドの吸着ノズルによってそれぞれ電子部品を吸着保持する部品ピックアップ工程と、各単位移載ヘッドに電子部品を保持した移載ヘッドを前記基板へ移動させるヘッド移動工程と、前記部品認識手段によって前記電子部品を認識する部品認識工程と、部品認識工程後の電子部品を基板に搭載する部品搭載工程と、前記ピックアップ工程およびまたは部品搭載工程において前記吸着ノズルを軸廻りにΘ回転させることにより各吸着ノズルに吸着保持された電子部品のΘ方向の回転位置を規定位置に合わせるノズルΘ回転工程とを含み、
   前記部品ピックアップ工程から部品搭載工程に至る過程における前記吸着ノズルの昇降動作およびΘ回転動作を含む部品実装動作を、前記移載ヘッドにおける配列順序において１つ飛びに位置する複数の吸着ノズルを括ることによって定義された第１ノズル群および第２ノズル群のそれぞれについて、予め設定された動作パターンに基づいて実行させることを特徴とする電子部品実装方法。
3. 前記動作パターンは、長辺寸法が前記所定の配列ピッチに基づいて設定されるしきい値よりも小さい電子部品を対象とする場合に、前記第１ノズル群および第２ノズル群の吸着ノズルによってそれぞれのノズル群によるピックアップの対象となる第１群の電子部品および第２群の電子部品を前記部品供給部から取り出した後にこれらの電子部品を前記部品認識手段へ移動させる第１動作パターンと、
   長辺寸法と短辺寸法の和の１／２が前記しきい値よりも小さい電子部品を対象とする場合に、前記第１のノズル群によって前記第１群の電子部品を前記部品供給部から取り出した後に前記第１群の電子部品の長手方向を前記第２方向に合わせ、次いで前記第２のノズル群によって前記第２群の電子部品を前記部品供給部から取り出した後に、前記第１群および第２群の電子部品を前記部品認識手段へ移動させる第２動作パターンと、
   短辺寸法が前記しきい値よりも小さい電子部品を対象とする場合に、前記第１のノズル
   群によって第１群の電子部品を前記部品供給部から取り出した後に前記第１群の電子部品の長手方向を前記第２方向に合わせ、次いで前記第２のノズル群によって第２群の電子部品を前記部品供給部から取り出した後に前記第２群の電子部品の長手方向を前記第２方向に合わせ、その後前記第１群および第２群の電子部品を前記部品認識手段へ移動させる第３動作パターンとを含むことを特徴とする請求項２記載の電子部品実装方法。
4. 前記電子部品実装装置は前記基板位置決め部を挟んで対称配置された複数の前記部品供給部を備え、
   前記第２動作パターンにおいて、前記基板における実装方向が前記第１方向もしくは第１方向と１８０度異なる反対方向である電子部品のみで前記第２群の電子部品を構成し、
   前記部品ピックアップ工程において、前記第２群の電子部品が取り出されるべき部品供給部を、当該第２群の各電子部品の基板における実装方向に応じて前記複数の部品供給部から選択する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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