JP6479015B2 - ラベル付き部品の基板実装方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ラベル付き部品の基板実装方法に関し、部品供給装置からラベルと部品を効率よく取り出し基板に実装することで、サイクルタイムの短縮を図るものである。
従来から、基板に部品実装を行う工程で、装着対象物に関する管理情報として製品コード、生産ロットなどを記録したラベルを部品や基板に貼付することがある。そのようなラベルとしては、裏面に粘着剤が塗布されたラベルがテープの表面に貼り付けられて成るラベル保持テープが一般的であり、そのためのラベルフィーダや部品実装機を用いたラベル貼付方法が知られている(引用文献1)。
特開平11−11446号公報
しかし、そのような装置や手法を用いても、基板に実装しようとする電子部品の上面にラベルを実装しようとする場合には種々の問題があった。例えば、部品を基板にリフロー実装した後に、作業者がラベル保持テープからラベルを剥がし部品上面に貼付することは可能であるが、人手を要するとともに相当の工数がかかる。また、平板状の部品トレイから供給する部品にラベル貼付機であらかじめラベルを貼り付けておき、部品実装機で部品を基板に実装する工程でそのラベル付き部品を実装する方法もあるが、フィーダで供給したい部品には対応できない。さらに、部品実装機で部品を基板に装着した後、リフロー半田付け前に、ラベルをその部品上面に装着する方法も考えられるが、部品が印刷後の半田上にあって不安定な状態なため、そこにラベルを貼付しようとすると部品の位置が変動してしまい、結果的に部品の装着不良を生ずるおそれがある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、電子部品の上面にラベルを貼付した状態で部品を基板に実装する方法に関し、部品供給装置から供給されるラベルと電子部品を用いて効率よく基板に実装することで、部品実装のサイクルタイム短縮を図ることである。
本発明は、装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、吸着した前記ラベルを部品供給装置にある電子部品の上面に圧着する工程と、前記圧着により一体化された前記ラベルと前記電子部品を吸着する工程と、回路基板上に移動して、前記ラベルと前記電子部品を基板上に装着する工程、を含むラベル付き部品の基板実装方法である。
これにより、人手を要することなく、また電子部品をトレイ供給することもなく、フィーダからラベルと電子部品を供給して効率よく基板に実装することができる。また、基板に塗布された半田の上に電子部品とラベルを二度に分けて搭載する必要もないので、装着時に電子部品の位置ずれが生ずるおそれもない。そして、電子部品の吸着から基板への装着の往復による二度手間も省け時間のロスが少ないため、ラベル付き電子部品を含む基板実装工程では、この動作を繰り返すことにより部品実装のサイクルタイムを短縮することができる。
前記圧着は、装着ノズルをラベル上面の同一個所に対して複数回に分けて加圧するものであってもよい。吸着ノズルの先端部でラベル上面を複数回加圧することにより、ラベルの電子部品への密着性を高めることができる。
前記圧着は、装着ノズルを一旦実装部品から浮かせて実装部品上面の異なる複数個所を加圧したうえで再度吸着するのもよい。一般に装着ノズルの吸着面はラベルの表面より小さいので、装着ノズルを平面方向に移動させてできるだけラベル全面にわたり加圧することにより、ラベルの電子部品への密着性を高めることができる。
前記圧着は、装着ノズルを部品上面に軽く押し当てながら平面方向に動かす動作を含むものであってもよい。ラベルと電子部品の間にある粘着剤をなじませることで、相互の密着性を高めることができる。
本発明の制御体系を示すブロック図である。 ラベルフィーダで供給されるラベル保持テープを示す平面図である。 部品フィーダで供給される部品保持テープを、カバーフィルムを剥がして示す平面図である。 本発明の主要動作を示すフローチャートである。 (A)〜(F)は、ラベルを部品に貼付して基板に実装するまでの工程を時系列的に示す説明図である。
以下、本発明の実施形態について、ラベルフィーダが供給するラベルを部品フィーダが供給する電子部品(SMT型ICなど)に貼付し、回路基板に実装する例について添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中の各部の寸法や比率等は必ずしも実際のものと一致するように図示されていない場合がある。
図1は、本発明を実施するうえでの部品実装機の主要構成要素を示すブロック図である。部品実装機は、制御装置10、装着ノズルを保持する装着ヘッド12、装着ヘッド12を駆動するヘッド駆動部11、装着ノズルで吸着した部品を撮像するIPSカメラ13およびパーツカメラ14、基板の基準位置マークを撮像するマークカメラ15、ラベルを供給するラベルフィーダ16、ラベルが貼付される部品を供給する部品フィーダ17、を備える。また、生産プログラムや画像処理用のデータなどを格納する記憶装置18、液晶ディスプレイ等の表示装置19、キーボードやマウスなどの入力装置20等を備える。
図2は、ラベルフィーダ16で供給されるラベル保持テープ21の形態を示したものである。ラベル保持テープ21には、裏面に粘着剤が塗布されたラベル23が等間隔に貼り付けられている。ラベル保持テープ21の長手方向に平行な両側部の一方には、ラベル保持テープ21を貫通する送り穴24が長手方向に一列に等ピッチで形成されている。ラベル保持テープ21はラベルフィーダ16に引き出し可能な状態で収容されており、その引き出し端がテープ送り装置(図示せず)によりラベルの吸着位置まで送られる。
図3は、部品フィーダ17で供給される部品保持テープ31の形態を示したものである。部品保持テープ31は、等間隔で形成された収容凹部33に1個ずつの電子部品32が収容され、カバーフィルム(図示せず)で覆われている。部品保持テープ31の長手方向に平行な両側の被支持部の一方には、部品保持テープ31を貫通する送り穴34が一列に等ピッチで形成されている。部品保持テープ31は部品フィーダ17に引き出し可能な状態で収容されており、その引き出し端がテープ送り装置(図示せず)により部品の吸着位置まで送られる。
図4と図5を用いて本発明の実装方法を説明する。まず、制御装置10は、ヘッド駆動部11により、装着ヘッド12をラベルフィーダ16のラベル吸着部64の上方へ移動させる(S401)。そして、装着ヘッド12が保持する装着ノズル51の先端部が剥離対象ラベルに接触するまで下降させる。ラベルフィーダ16は、吸着部でラベル保持テープ21を下方に湾曲させることで、剥離対象となるラベル52とテープ台紙54の間に隙間ができ、ラベルを剥離し易くなる構造になっている。制御装置10は、ラベル52に接触した装着ノズル51に対し吸引を開始し(S402)、ラベル52を吸着し上昇させる(図5(A))。この結果、装着ノズル51の先端部に、粘着部63を下向きにしたラベル52が保持された状態となる。Xaはラベル保持テープ21の送り方向を示し、ラベル吸着を終えたテープ台紙54はテープ回収孔53を通じてラベルフィーダ16の下部に送られる。
次に、制御装置10は、装着ヘッド12を部品フィーダ17の部品吸着部上方へ移動させる(S403)。そして、装着ノズル51が吸着するラベル52を電子部品57に接触するまで下降させ(図5(B))、装着ノズル51の先端部にあるラベル52を電子部品57の上面に圧着させる(S404)(図5(C))。図5(B)、(C)はラベル52を保持した装着ノズル51を部品吸着部61にある電子部品57の上面に圧着させる様子を示す正面図(断面)である。この際、ラベル52と電子部品57の間の粘着剤による接着力を高めるために、圧着状態を適当な時間保持するのが望ましい。この適当な時間は実験的に有効とされる値を用いるのがよい。なお、Xbは部品保持テープ31の送り方向を示し、電子部品57の吸着を終えると部品保持テープ31は次の電子部品57が部品吸着部61に来るように送られる。
前記圧着動作は、装着ノズル51をラベル52の上面の同一個所に複数回に分けて加圧するものであってもよい。すなわち装着ノズル51の先端部でラベル上面に対し加圧、減圧、加圧を繰り返すことにより、ラベルの電子部品への密着性を高めることができる。かかる減圧は、瞬間的に装着ノズル51の加圧力を弱めるだけであってもよいし、あるいはラベル52の吸引を一時的に止めて装着ノズル51の先端部をラベル上面から離間させるものであってもよい。
また、前記圧着動作は、一旦装着ノズル51によるラベル52の吸引を停止し、装着ノズル51をラベル52から少し離間させ、平面方向に移動して再度ラベル52上面を加圧する動作を少なくとも1回以上行うのも有効な手段となる。一般に装着ノズル51の吸着面はラベル52の上面より小さいので、ラベル上面の異なる複数個所を加圧して接着面積を増やすことで、ラベル52と電子部品57の間の接着力を増すためである。これにより、ラベル52と電子部品57を一体化して吸着することが可能となる。
さらに、前記圧着は、装着ノズル51をラベル52の上面に軽く押し当てながら平面方向に移動させる動作を含むものであってもよい。この動作でラベルと電子部品の間にある粘着剤をなじませることで、相互の密着性を高めることができる。このときの装着ノズル51の押圧力や平面方向の移動距離、速度など諸条件は実験的に求めるのが望ましい。また、前記複数回に分けて加圧する動作を組合わせることで、さらにラベル52の全面にわたりラベル52と電子部品57の間の密着性を高めることができる。
その後、制御装置10は、装着ノズル51が吸引を停止していた場合は吸引を再開し、ラベル52と電子部品57を同時に吸着する。即ち、ラベル52と電子部品57は粘着剤の効果で一体化されているので、前記圧着作業が完了した後、装着ノズル51でラベル52と電子部品57を吸着して装着ノズル51を上昇させる(S405)(図5(D))。
そして、制御装置10は、IPSカメラ13でラベル52と電子部品57の吸着状態を側面方向から撮像し(S406)、吸着状態が正常であるか否かを判定する(S407)。前記圧着作業が不良であった場合には、ラベル52と電子部品57の一体化が十分でなく吸着立ちを起こしていたり、またはラベル52のみしか吸着できていなかったり、あるいはまったく何も吸着されない場合も起こりうるからである。
吸着状態に異常がなければ、制御装置10は装着ヘッド12を基板の装着位置に移動させ(S408)、装着ノズル51を下降し、電子部品57を実装基板59に接触させ、実装基板59上にラベル52と電子部品57を装着する(S409)(図5(E))。そして、吸引を停止し、装着ノズル51は上昇する(図5(F))。Yは基板搬送コンベア60による回路基板の搬送方向を示す。
もし、側面方向からの撮像で異常を検出した場合は、作業者にその旨通知し対応を促す(S410)。具体的にはアラーム音を鳴らせ表示装置19に異常状態を表示したり、モバイル装置に通知表示をしたりする。作業者は現物確認のうえ、不良状態により再実装か部品廃棄かを判断し対処する(S411)。
以上で1件のラベル付き電子部品の基板実装を終了する。複数の作業が必要な場合は上記工程を繰り返すことになる。なお、本実施例では電子部品の場合を例に挙げたが、コネクタや端子など表面実装型の機構部品であってもよい。
本発明により、人手を要することなく、また電子部品をトレイ供給することもなく、フィーダからラベルと電子部品を供給して効率よく基板に実装することができる。また、基板に塗布された半田の上に電子部品とラベルを二度に分けて搭載する必要もないので、装着時に電子部品の位置ずれが生ずるおそれもない。そして、電子部品の吸着から基板への装着の往復による二度手間も省け時間のロスが少ないため、ラベル付き電子部品を含む基板実装工程では、この動作を繰り返すことにより部品実装のサイクルタイムを短縮することができる。
ところで、ステップS402で、制御装置10はラベル52を正規のものとして吸着したが、事前にラベル52に表示された情報から生産計画に合致した正規のラベルであるか否かを確認してから進めることも可能である。即ち、ラベル52表面には生産に必要な管理情報が印刷されているので、あらかじめマークカメラ15でラベル52に印刷されたIDコードを読み取り、部品実装機とオンライン接続された情報システムに生産計画どおりのラベル52に相違ないか確認をとったうえでラベルの吸着に進むこともできる。もし仮に何らかの事情で生産計画どおりのラベルと異なっていた場合には、誤ってラベルを電子部品に貼付するのを回避することができる。特に数量が限定される電子部品のような場合は1個たりとも無駄にできないので、そのような事前確認を行うのが安全である。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変形、変更が可能である。
21 ラベル保持テープ
22、54 テープ台紙
23、52 ラベル
24、34 送り穴
31、58 部品保持テープ
32、57 電子部品
33、62 収容凹部
35 テープ
51 装着ノズル
53 テープ回収孔
56 テープガイド
59 実装基板
60 基板搬送コンベア
61 部品吸着部
63 粘着部(ラベル裏面)
64 ラベル吸着部
Xa、Xb テープ送り方向
Y 基板搬送方向

Claims (5)

  1. 装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、
    吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
    前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
    前記ラベルと前記実装部品の吸着状態を側面方向からカメラにより撮像し、吸着状態が正常であるか否かを判定する工程と、
    回路基板上に移動して、前記吸着状態が正常な前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
    を含むラベル付き部品の基板実装方法。
  2. 裏面に粘着層が形成されたラベルの表面に印刷されたIDコードをカメラにより読み取り、生産計画に合致した前記ラベルであるか否かを確認する工程と、
    前記確認により生産計画に合致した前記ラベルを装着ノズルが吸着する工程と、
    吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
    前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
    回路基板上に移動して、前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
    を含むラベル付き部品の基板実装方法。
  3. 前記圧着が、装着ノズルを部品上面に押し当てながら平面方向に移動させる動作を含むことを特徴とする請求項1または2記載のラベル付き部品の基板実装方法。
  4. 装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、
    吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
    前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
    回路基板上に移動して、前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
    を含み、
    前記圧着が、前記装着ノズルによる前記ラベルの吸引を停止し、装着ノズルをラベル上面の同一個所を複数回に分けて加圧する動作を含むものである、ラベル付き部品の基板実装方法。
  5. 装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、
    吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
    前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
    回路基板上に移動して、前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
    を含み、
    前記圧着が、前記装着ノズルによる前記ラベルの吸引を停止し、装着ノズルをラベル上面の異なる複数個所を加圧する動作を含むものである、ラベル付き部品の基板実装方法。
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