JP7227595B2

JP7227595B2 - 電子部品用トレーの検査装置

Info

Publication number: JP7227595B2
Application number: JP2018210717A
Authority: JP
Inventors: 一明杉木
Original assignee: 株式会社エフエー
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2023-02-22
Anticipated expiration: 2038-11-08
Also published as: JP2020076659A

Description

本発明は、電子部品の保護、保管、搬送などに使用される電子部品用トレーから電子部品の取り出し忘れを検査するための検査装置に関する。

コンデンサ、ダイオード、トランジスタなど小型の電子部品は、製造、検査工程を経て専用のトレーに収納される。トレーは樹脂製からなり電子部品を安全に保護、保管、搬送する目的で使用され、特に極小サイズの電子部品は紛失しないように収容凹部に嵌め込んで保管している。

図５にトレーの例を示す。図５に示すトレー１０は、同図（Ａ）に示すように、電子部品を整列状態に収納する凹部１１がマトリクス状に設けられ、同図（Ｂ）に示すように、数十個～数百個の電子部品１を一枚のトレー１０に収納することができる。電子部品１が収納されたトレー１０は、複数枚積み上げられた状態で出荷され、出荷先の工場で電子部品を取り出して使用した後、同図（Ａ）に示す空の状態で回収されるようになっている。

上記目的のトレーに関しては、従来より種々の提案がなされている（特許文献１～３）。

特開２００３－２２６３９５号公報特開２０１２－８００２８号公報特開２０１７－５０４５４号公報

ところが、使用後のトレーに、図６に示すように、取り出し忘れの電子部品が残る場合がある。電子部品が残ったまま回収されると、次のトレー使用に支障が生じるため、使用後のトレーに取り出し忘れの電子部品が残っていないか回収前あるいは回収後に検査する必要がある。

従来は目視か画像検査を行っているが、目視による検査は検査員の負担が非常に大きく（一日数万枚の検査を行う）、微小な電子部品はトレーに嵌め込まれたまま目視で見逃すおそれがある。画像検査は画像処理に時間がかかり、検査に時間がかかるという課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、使用後のトレーに電子部品が残っているかどうかを検査するにあたり、検査精度の向上と負担の軽減、検査時間の短縮を図ることが可能な電子部品用トレーの検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電子部品用トレーの検査装置は、
非金属材料からなるとともに電子部品を収納する多数の凹部がマトリクス状に設けられた電子部品用トレーであって、使用後の電子部品用トレーを検査するための検査装置であって、
前記使用後のトレーの凹部に残る電子部品を、磁界を利用して検出する検出部と、当該検出部に向けてトレーを搬送させる搬送部と、検出結果を表示する表示部と、装置全体を制御する制御部を備え、
前記検出部が、搬送部の上下の一方に配置される発信コイル部と、搬送部の上下の他方に配置される検出コイル部を備え、
前記搬送部が、使用後のトレーを複数枚積み上げた状態で搬送可能とされ、前記検出部が、複数枚積み上げられたトレーのいずれかの凹部に残る電子部品を検出可能であり、
前記制御部が、検出部の発信コイル部に電流を流して検出コイル部との間に磁界を発生させるとともに、搬送部を作動させて使用後の複数枚積み上げられたトレーを前記磁界に通過させ、当該磁界の変化によりトレーの凹部に残る電子部品を検出し、検出結果を表示部に表示させ、
前記表示部が、トレーの凹部に残る電子部品が検出されたときは検出結果として標準波形に比べ磁界の変化により乱れた波形とともにＮＧの判定表示をし、電子部品が検出されないときは検出結果として磁界に変化のない標準波形とともにＯＫの判定表示をし、
前記制御部が、表示部からの入力操作により各種設定を行う条件設定部を備えるとともに、前記表示部が、電子部品に使用される金属として強磁性体のみ含む場合と非磁性体のみ含む場合のいずれかを設定する電子部品設定部と、位相を９０°異ならせて電子部品に含まれる強磁性体の金属または非磁性体の金属のいずれかを検知できる位相に調整する位相調整設定部を備え、
さらに、前記搬送部の下流に、前記表示部によりＮＧの判定表示がなされた複数枚積み上げられたトレーについて、最上段のトレーから最下段のトレーまで前記搬送部に一枚ずつ搬送して再検査し、再検査によりＯＫの判定表示がなされたトレーのみを選別する選別機が設けられていることを主要な特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る電子部品用トレーの検査装置によると、トレーの凹部に残る電子部品を確実に効率よく検出することができ、使用後のトレーを電子部品が残ったまま再使用したり、出荷したりするなどの不具合を防止することができる。

また、従来の検査方法に比べると、検査負担の軽減と検査時間の大幅短縮を図ることができるという優れた効果を奏する。

電子部品用トレーの検査装置の全体構成、（Ａ）は搬送部と検出部を示す斜視図、（Ｂ）はその正面図、（Ａ）は表示部の検出例を示す画面、（Ｂ）は設定例を示す画面、制御部の構成例を示す図、（Ａ）は電子部品用トレーの平面図、（Ｂ）は電子部品が各凹部に収納されたトレーの平面図、使用後に電子部品が残ったままのトレーを示す平面図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１において、符号１０は電子部品用トレー、符号１００は電子部品用トレーの検査装置を示している。

検査装置１００は、使用後の電子部品用トレー１０（以下、トレー１０と略する）に、図６に示すように電子部品１が残っているかどうかを検査する装置であり、図１に示すように、架台１１０と、検出部１２０と、ベルト搬送部１３０と、表示部１４０と、制御部１５０を備えている。

検出部１２０は、図６に示すようにトレー１０の凹部１１に残る電子部品１を検出するもので、トレー１０が通過する開口部１２２を備え、上方の発信コイル部１２４と下方の検出コイル部１２６を備えている。

発信コイル部１２４は、制御部１５０からの指令により発信コイル部１２４に電流が流されると、検出コイル部１２６に向けて、図２（Ｂ）に示すように磁界（磁力線Ｇ）を発生させる。検出コイル部１２６は、２つの受信コイルからなり、それぞれの受信コイルは発信コイル部１２４から磁界を受けるが、トレー１０とともに凹部１１の電子部品１が磁界を通過すると、２つの受信コイルに磁界の差が生じて（磁界の変化）、当該差の検出により、トレー１０上の電子部品１を検出する。

電子部品１は、チップ型の電子部品、例えば積層型セラミックコンデンサが該当する。積層型セラミックコンデンサは、セラミックシート（グリーンシート）に内部電極パターン（Ｎｉなどの金属ペースト）を印刷して積層し、一体に圧着して、所定の大きさに切断してチップ化し、焼成してチップの両端面に外部電極（Ｃｕなどの金属ペースト）を塗布して焼き付け、その表面にめっき（ＮｉやＳｎなどの金属）加工を施して得る。電子部品１は、トレー１０の凹部１１に収容可能な他の部品、例えばダイオード、トランジスタ、半導体、センサー、サーミスタなども対象とする。

トレー１０は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルなどの樹脂製からなり、導電性材料（カーボンなど）を含む導電性トレーも含まれる。トレー１０には、図５に示すように、電子部品１を整列させて収納する多数の凹部１１がマトリクス状に設けられている。

検出部１２０は、トレー１０の凹部１１に残る電子部品１に含まれる金属（上記の積層セラミックコンデンサの場合、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎなどの金属）を検知することで電子部品１を検出する。

ベルト搬送部１３０は、ベルト１３２を備え、ベルト１３２上のトレー１０を検出部１２０の開口部１２２に順次案内し、通過させる。トレー１０は複数（例えば２枚～１０枚）積み上げた状態で検出部１２０に搬送可能である。

表示部１４０は、検出部１３０による検出結果を表示するもので、図３（Ａ）に表示画面１４１の例を示す。図３（Ａ）には、磁界の変化の有無を示す波形表示部１４２と、ＯＫ／ＮＧを示す判定表示部１４３が例示されている。検出部１３０を通過するトレー１０上に電子部品１がない場合は、波形表示部１４２に磁界に変化のない標準波形が、判定表示部１４３にＯＫ判定が表示される。検出部１３０を通過するトレー１０上に電子部品１が残る場合は、波形表示部１４２に磁界の変化により乱れた波形が、判定表示部１４３にＮＧ判定が表示される。

表示部１４０には、検査するトレー１０の種類および収納する電子部品１の種類に応じて検査条件を設定できる。図３（Ｂ）に設定入力画面１４４の例を示す。図３（Ｂ）の設定入力画面１４４には、トレーの規格と種類（ＪＥＤＥＣ規格、材質、導電性の有無など）の設定部１４５Ａ、トレーの枚数（一度に積み上げる枚数）の設定部１４５Ｂ、電子部品の種類（積層型セラミックコンデンサ、ダイオード、抵抗器など）と品番の設定部１４６、感度（小～大）の調整設定部１４７、位相の調整設定部１４８、搬送速度（小～大）の調整設定部１４９が設けられている。

電子部品の設定部１４６では、電子部品に使用される金属材料の単独または複数の組み合わせ（Ｎｉなどの強磁性体のみ含むか、Ｃｕなどの非磁性体のみ含むか、双方含むか）の追加設定が可能である。

上記の例で、電子部品１が積層型セラミックコンデンサである場合、金属としてＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎを含む。Ｎｉ（ニッケル）はＦｅ（鉄）と同様に強磁性体であるが、Ｃｕ（銅）、Ｓｎ（錫）はＡｌ（アルミニウム）と同様に非磁性体である。かかる場合、発信コイル１２４と検出コイル１２６との間に高周波の交流磁界を発生させるように設定し、また、強磁性体と非磁性体は電流の位相が９０°異なるため、各金属を検知して検出精度を上げようとすれば、各金属の位相を検知できる位相に調整する。

制御部１５０は、装置全体、すなわち検出部１２０、ベルト搬送部１３０、表示部１４０をそれぞれ制御するもので、図４に制御部１５０の構成を示す。同図に示すように、制御部１５０は、表示部１４０からの入力操作により各種設定を行う条件設定部１５２と、検出部１２０の実行および処理を行う検出処理部１５４と、検出結果に基づきＯＫ／ＮＧの判定処理を行う判定部１５６と、各種データを保存するデータ保存部１５８を備えている。

上記検出処理部１５４は、電子部品１を含まないトレー１０の波形を予め測定して基準波形とし、電子部品１を含むトレー１０の波形（磁界の変化による波形）と比較し、電子部品１を検出する。各波形は、データ保存部１５８に保存される。

上記制御部１５０は、作業者からの検査スタートボタンＳＴの操作により、検出部１２０に対しては、発信コイル部１２４に電流を流して検出コイル部１２６との間に磁界（交流磁界）を発生させ、ベルト搬送部１３０に対しては、ベルト１３２上のトレー１０を所定の速度で検出部１２０の開口部１２２に向けて搬送させる。また、検出部１２０の検出結果に基づき、表示部１４０に検出結果と判定結果を表示する。

次に、上記構成の検査装置１００の使用方法について、図面を参照しながら、以下に説明する。

図５（Ｂ）に示すような多数の電子部品１が整列されたトレー１０が電子機器（スマートフォンなど）の組立工程に搬送され、トレー１０から１個ずつ取り出され、組立用に使用される。

使用後のトレー１０は、回収されるが、回収前にあるいは回収後に、トレー１０に電子部品１が残っていないか（図５（Ａ））あるいは未使用の電子部品１が残っているか（図６）、検査装置１００により検査される。

まず、作業者が、検査装置１００の表示部１４０に表示される設定入力画面１４４上でトレー１０の規格と種類、積上げ枚数、トレー１０に収納される電子部品１の種類（例：積層セラミックコンデンサ）と品番、感度、位相、スピードについて各種設定を行う。

次に、表示部１４０に表示される設定入力画面１４４上でスタート釦ＳＴを押して、検出部１２０およびコンベア搬送部１３０を作動させる。次に、使用後のトレー１０を設定枚数（２枚～１０枚）積み重ねてコンベア１３２上に乗せ、図１および図２（Ａ）に示すように、検出部１２０の開口部１２２に向けて搬送させる。

設定枚数積み重ねられたトレー１０が、検出部１２０の開口部１２２を下流側に向かう間、図２（Ｂ）に示すように、発信コイル部１２４から検出コイル部１２６に向かう磁界（磁力線Ｇ）を通過する。このとき、積み重ねられたトレー１０に一枚も電子部品１が残っていない場合は、磁界を受けた検出コイル部１２６に変化がなく、表示部１４０の表示画面１４１には検出結果（標準波形）とともに、「ＯＫ」の判定表示がなされる。

積み重ねられたトレー１０のどれか一枚に電子部品１が残っている場合は、磁界を受けた検出コイル部１２６に変化が生じ、電子部品１を検出する。電子部品１に含まれるＮｉに対してはＮｉが磁力線を引き寄せ、左右の受信コイル部に磁束密度の差が変化として生じる。電子部品１に含まれるＣｕ、Ｓｎに対してはＣｎ、Ｓｎが渦電流を生じさせ、左右の受信コイル部に磁束密度の差が変化として生じる。

検出部１２０が電子部品１を検出したら、表示部１４０の表示画面１４１には検出結果（磁界の変化による波形）とともに「ＮＧ」の判定表示がなされる。作業者は、表示部１４０に表示された検出結果および「ＮＧ」の判定に従い、積み重ねられたトレー１０のうち最上段のトレー１０から順次再検査を行う。

すなわち、最上段のトレー１０から最下段のトレー１０まで順次、コンベア搬送部１３０のコンベア１３２に一枚ずつ乗せて、一枚ずつ検出部１２０の開口部１２２に搬送し、電子部品１の有無を検出する。電子部品１が残ったままのトレー１０が通過すれば「ＮＧ」の判定表示がなされ、電子部品１のないトレー１０が通過すれば「ＯＫ」の判定表示がなされる。

このようにして、電子部品１が残ったままのトレー１０を検出した後は、トレー１０から電子部品１を除去して、電子部品１のない空のトレー１０と一緒に回収する。コンベア搬送部１３０の下流側にＯＫ／ＮＧの判定に基づき、ＯＫの判定表示がなされたトレー１０のみを選別する選別機を設けてよい。

本実施形態の検査装置１００を用いることにより、トレー１０に残る電子部品１を確実に検出して、使用後のトレー１０の検査もれを無くすと同時に、検査作業の効率化、検査時間の短縮化を図ることができる。

過去の経験から、検査するトレー１０は一日に数万枚に達するのに対して、電子部品１が残ったままのトレー１０の数は全体の数％以下と非常に少ないことから、トレー１０を複数枚積み重ねて一度に検査できる点は、「ＮＧ」の判定表示に基づき積み重ねた分のトレー１０を一枚づつ再検査する点を差し引いても、検査効率が非常によく、検査時間の大幅な短縮を図ることができる。

本実施形態における検査装置１００によると、トレー１０に残る電子部品１を確実にかつ効率よく検出することができ、また、従来のような人手による作業を無くして作業負担の大幅な軽減を図ることができる。

かくして、本発明によれば、検査精度の向上と負担の軽減、検査時間の短縮を図ることが可能な電子部品用トレーの検査装置を実現することができた。

本発明に係る電子部品用トレーの検査装置は、使用後のトレーに電子部品が残っているかを検査する装置として利用可能である。

１電子部品
１０電子部品用トレー
１１凹部
１００検査装置
１１０架台
１２０検出部
１２２開口部
１２４発信コイル部
１２６検出コイル部
１３０コンベア搬送部
１３２コンベア
１４０表示部
１４１表示画面
１４２波形表示部
１４３判定表示部
１４４設定入力画面
１４５Ａトレーの規格と種類の設定部
１４５Ｂトレーの枚数の設定部
１４６電子部品の種類と品番の設定部
１４７感度の調整設定部
１４８位相の調整設定部
１４９搬送速度の調整設定部
１５０制御部
１５２条件設定部
１５４検出処理部
１５６判定部
１５８データ保存部

Claims

非金属材料からなるとともに電子部品を収納する多数の凹部がマトリクス状に設けられた電子部品用トレーであって、使用後の電子部品用トレーを検査するための検査装置であって、
前記使用後のトレーの凹部に残る電子部品を、磁界を利用して検出する検出部と、当該検出部に向けてトレーを搬送させる搬送部と、検出結果を表示する表示部と、装置全体を制御する制御部を備え、
前記検出部が、搬送部の上下の一方に配置される発信コイル部と、搬送部の上下の他方に配置される検出コイル部を備え、
前記搬送部が、使用後のトレーを複数枚積み上げた状態で搬送可能とされ、前記検出部が、複数枚積み上げられたトレーのいずれかの凹部に残る電子部品を検出可能であり、
前記制御部が、検出部の発信コイル部に電流を流して検出コイル部との間に磁界を発生させるとともに、搬送部を作動させて使用後の複数枚積み上げられたトレーを前記磁界に通過させ、当該磁界の変化によりトレーの凹部に残る電子部品を検出し、検出結果を表示部に表示させ、
前記表示部が、トレーの凹部に残る電子部品が検出されたときは検出結果として標準波形に比べ磁界の変化により乱れた波形とともにＮＧの判定表示をし、電子部品が検出されないときは検出結果として磁界に変化のない標準波形とともにＯＫの判定表示をし、
前記制御部が、表示部からの入力操作により各種設定を行う条件設定部を備えるとともに、前記表示部が、電子部品に使用される金属として強磁性体のみ含む場合と非磁性体のみ含む場合のいずれかを設定する電子部品設定部と、位相を９０°異ならせて電子部品に含まれる強磁性体の金属または非磁性体の金属のいずれかを検知できる位相に調整する位相調整設定部を備え、
さらに、前記搬送部の下流に、前記表示部によりＮＧの判定表示がなされた複数枚積み上げられたトレーについて、最上段のトレーから最下段のトレーまで前記搬送部に一枚ずつ搬送して再検査し、再検査によりＯＫの判定表示がなされたトレーのみを選別する選別機が設けられていることを特徴とする電子部品用トレーの検査装置。