JP7326277B2

JP7326277B2 - 測定装置

Info

Publication number: JP7326277B2
Application number: JP2020530837A
Authority: JP
Inventors: 俊彦佐々木; 利幸澤田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2038-07-20
Also published as: WO2020017019A1; US20210278449A1; CN112424621B; CN112424621A; US11454660B2; JPWO2020017019A1

Description

本開示は、回路基板に装着される部品の電気的特性の測定を行う測定装置に関するものである。

特許文献１には、部品供給装置によって供給された部品を回路基板に装着する装着機に搭載され、部品の電気的特性を測定する測定装置であって、ベース部に保持された本体と、部品が載置させられる載置台と、互いに接近・離間可能に設けられた固定子および可動子と、載置台を移動させる載置台移動装置とを含む測定装置が記載されている。特許文献１に記載の測定装置において、載置台移動装置は、エアシリンダと、可動子を保持する可動子保持体と載置台との間に設けられた一対のガイドロッドとを含む。載置台は、一対のガイドロッドに移動可能に保持され、エアシリンダの作動により、ガイドロッドに沿って移動させられる。

特開２０１７－２６３２５号公報

概要

課題

本開示の課題は、測定装置の改良であり、例えば、部品の電気的特性を安定的に測定可能とすることである。

課題を解決するための手段、作用および効果

本開示に係る測定装置は、本体と、部品が搭載させられる載置台と、互いに接近・離間可能に設けられた一対の測定子と、載置台を移動させる載置台移動装置とを含み、かつ、載置台移動装置が、本体に設けられたガイドレールを含み、載置台がガイドレールに移動可能に保持される。そのため、載置台に保持された部品が有する電荷、載置台が有する電荷は、ガイドレール、本体を介して良好に除去することができる。その結果、部品の電気的特性を安定的に測定することが可能となる。

本開示の一実施形態である測定装置を含む装着機の斜視図である。上記測定装置の要部の斜視図である。上記測定装置の要部の側面図である。上記測定装置の要部の別の側面図である。上記測定装置の要部の断面図である。上記測定装置の要部の別の断面図である。上記測定装置に含まれるエア回路図である。上記測定装置の制御装置の周辺を概念的に表すブロック図である。上記制御装置の記憶部に記憶された電気的特性測定プログラムを表すフローチャートである。上記測定装置において部品の電気的特性が取得される場合の作動図である。(図10A)初期状態を示す図である。（図10B）クランプ状態を示す図である。（図10C）測定状態を示す図である。(図10D)廃棄状態を示す図である。

実施形態

以下、本開示の一実施形態である測定装置を含む装着機について図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す装着機は、部品を回路基板に装着するものであり、本体２，回路基板搬送保持装置４，部品供給装置６，ヘッド移動装置８等を含む。
回路基板搬送保持装置４は、回路基板Ｐ（以下、基板Ｐと略称する）を水平な姿勢で搬送して保持するものであり、図１において、基板Ｐの搬送方向をｘ方向、基板Ｐの幅方向をｙ方向、基板Ｐの厚み方向をｚ方向とする。ｙ方向、ｚ方向は、それぞれ、装着機の前後方向、上下方向である。これら、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交する。部品供給装置６は、基板Ｐに装着される電子部品（以下、部品と略称する）ｓを供給するものであり、複数のテープフィーダ１４等を含む。ヘッド移動装置８は、装着ヘッド１６を保持してｘ、ｙ、ｚ方向へ移動させるものであり、装着ヘッド１６は、部品ｓを吸着して保持する吸着ノズル１８を有する。

符号２０はカメラを示す。カメラ２０は、吸着ノズル１８によって保持された部品ｓを撮像するものであり、カメラ２０によって撮像された画像に基づいて、部品ｓが回路基板Ｐに装着される予定のものであるか否かが判定される。符号２２は測定装置を示す。測定装置２２は、部品ｓの電気的特性を測定するものである。部品ｓの電気的特性としては、Ｌ（インダクタンス）、Ｃ（キャパシタンス）、Ｒ（レジスタンス）、Ｚ′（インピーダンス）等が該当し、測定装置２２によってこれらのうちの１つ以上が測定される。

測定装置２２は、ごみ箱２６を介して回路基板搬送保持装置４の本体に設けられる。ごみ箱２６と測定装置２２との間に廃棄通路２８が設けられ、電気的特性が測定された部品ｓが、廃棄通路２８を経てごみ箱２６に収容される。測定装置２２は、ごみ箱２６に高さ調整可能に設けられる。

測定装置２２は、図２～６に示すように、(i)本体３０、(ii)部品ｓが載せられる載置台３２、(iii)固定子３４および可動子３６から成る一対の測定子３７、(iv)載置台３２を移動させる載置台移動装置４０、(v)可動子３６を固定子３４に対して接近・離間させる可動子移動装置４１、(vi)電気的特性取得部としての電気的特性測定部４２(図８参照)等を含む。本実施例において、部品ｓは、両端部に電極を有し、一対の測定子３７によって把持可能なものであり、例えば、角チップとすることができる。

測定装置２２は、例えば、可動子３６の固定子３４に対する接近・離間方向がｙ方向、接近・離間方向に直交する方向がｘ方向となるように、回路基板搬送保持装置４の本体に取り付けることができる。
なお、ｙ方向において、可動子３６が固定子３４に接近する方向の動きを前進と称し、可動子３６が固定子３４から離間する方向の動きを後退と称する。載置台３２の動きについても同様とする。

本体３０は、ごみ箱２６に昇降可能に取り付けられた昇降部３０ａ、上述の載置台３２、一対の測定子３７等を保持する保持部３０ｂ、アース線３０ｃが接続されたベース部３０ｄ等を含む。これら昇降部３０ａ、保持部３０ｂ、ベース部３０ｄは、互いに面接触した状態でボルト等の締結部材によって取り付けられる。また、昇降部３０ａ、保持部３０ｂ、ベース部３０ｄ、締結部材は、いずれも、金属材料で製造されたものであり、互いに通電可能な状態で設けられる。金属材料とは、体積抵抗率(Ω・ｍ)が、ａ×１０^－６以下（１０＞ａ≧１）の材料をいい、例えば、鉄、ステンレス、ニッケル、銅、アルミニウム等が該当する。以下、金属材料について、本実施例において同様とする。
なお、保持部３０ｂには、廃棄通路２８と連通可能な貫通穴３１(図５参照)が設けられる。

載置台３２は、部品載置部４４と、部品載置部４４を保持する載置部保持体４６とを含む。部品載置部４４にはＶ溝４４ｃが形成され、部品ｓが載せられる。部品載置部４４は載置部保持体４６に当接し、かつ、締結部４７によって固定される。

固定子３４、可動子３６は、図３に示すように、それぞれ、互いに対向する対向面３４ｆ、３６ｆを有し、これら一対の対向面３４ｆ、３６ｆによって部品ｓが把持される。固定子３４は固定子保持体５５に保持され、固定子保持体５５が本体３０（保持部３０ｂ）に固定される。可動子３６は可動子保持体５６に一体的に移動可能に保持され、可動子保持体５６が本体３０に対してｙ方向に移動可能に設けられる。それにより、可動子３６が固定子３４に対して接近・離間可能とされる。固定子３４と可動子３６とは銅線を介してそれぞれ電気的特性測定部４２（図８参照）に接続される。

載置台移動装置４０、可動子移動装置４１は、それぞれ、図７に示すように、駆動源としてのエアシリンダ６０，６２、図３，４等に示すように、保持部３０ｂに設けられた一対のガイドレール６４，６６、ガイドレール６４，６６に移動可能に係合させられた一対の載置台スライダ６８、６９および可動子スライダ７０，７１、電磁弁装置７４，７６等を含む。

一対のガイドレール６４，６６は、ｙ方向（固定子３４と可動子３６との接近・離間方向）に伸びた姿勢で、ｘ方向に隔てて、保持部３０ｂに面接触した状態で、ボルト６４ｂ(図２参照)等により固定される。図６に示すように、一対の載置台スライダ６８，６９には載置部保持体４６がそれぞれ面接触した状態でボルト６８ｂ、６９ｂ(ボルト６８ｂのみを記載)によって固定され、一対の可動子スライダ７０，７１には可動子保持体５６がそれぞれ面接触した状態でボルト７０ｂ、７１ｂ(ボルト７０ｂのみを記載)によって固定される。また、載置部保持体４６には、エアシリンダ６０のピストンロッド６０ｒが取り付けられ、可動子保持体５６には、エアシリンダ６２のピストンロッド６２ｒが取り付けられる。エアシリンダ６０，６２は、ピストンロッド６０ｒ、６２ｒがｙ方向に伸びた姿勢で設けられる。

これら一対のガイドレール６４，６６、ボルト６４ｂ等、一対の載置台スライダ６８，６９、可動子スライダ７０，７１、ボルト６８ｂ，６９ｂ、７０ｂ，７１ｂは、それぞれ、金属材料で製造されたものである。さらに、部品載置部４４、載置部保持体４６、可動子３６、可動子保持体５６等も金属材料によって製造されたものである。部品載置部４４、可動子３６と保持部３０ｂとは、それぞれ、金属材料によって製造された部材同士の接触により連結されている。そのため、部品載置部４４、可動子３６と保持部３０ｂとは、載置台３２、可動子保持体５６が停止状態にあっても移動状態にあっても、良好な通電可能な状態にある。

一方、部品ｓは、部品ｓとテープとの接触や、部品ｓと吸着ノズル１８との接触等に起因して接触帯電させられる場合がある。また、載置台３２や可動子保持体５６は、ガイドレール６４，６６との間の摩擦等に起因して、摩擦帯電させられる場合がある。このように、部品ｓ、載置台３２、可動子保持体５６が帯電させられ、余分な電荷を有する場合には、それに起因して、部品の電気的特性を安定して測定することが困難となる。
それに対して、本測定装置においては、載置台３２、可動子保持体５６（可動子３６）と、保持部３０ｂとが、停止状態にあっても移動状態にあっても、通電状態にあるため、部品ｓが有する余分な電荷、載置台３２、可動子３６、可動子保持体５６等が有する電荷は、載置台スライダ６８，６９、可動子スライダ７０，７１、ガイドレール６４，６６、保持部３０ｂ、昇降部３０ａ、ベース部３０ｄを介して常に除去することができる。例えば、載置台３２、可動子保持体５６の移動時には、ガイドレール６４，６６との摩擦に起因して生じた静電気が生じるが、静電気により生じた電荷を直ちに除去することができるのである。

一方、図５に示すように、固定子側の部材｛例えば、固定子３４の上部、固定子保持体５５、保持部３０ｂのうちの１つ以上｝には、エア通路８０が形成され、エアシリンダ６０，６２に接続される。エア通路８０の開口８０ａは可動子３６の対向面３６ｆに対向して形成される。また、エア通路８０にはイオナイザ８６(図７参照)が接続される。イオナイザ８６は、コロナ放電を生起させてエアをイオン化するものである。

図７に示すように、エアシリンダ６０の２つのエア室６０ａ，６０ｂ、エア源９０、エア通路８０、フィルタ（大気）の間に電磁弁装置７４が設けられる。電磁弁装置７４の制御により載置部保持体４６（載置台３２）の移動等が制御される。

エアシリンダ６２のエア室６２ａ，６２ｂには、電磁弁装置７６を介して、エア源９０、エア通路８０、フィルタ（大気）が接続される。電磁弁装置７６の制御により、可動子保持体５６（可動子３６）の移動等が制御される。また、載置台３２の前進時、可動子３６の後退時には、エアシリンダ６０，６２からエア通路８０にエアが供給され、可動子３６の対向面３６ｆに供給される。

また、載置台３２には、図２に示すように、カバー部１００が取り付けられる。カバー部１００は、エアの拡散を防止するとともに、エアの噴出によって落下させられた部品ｓの飛散を防止する機能を果たす。なお、図２において、カバー部１００を透明な部材として記載したが、カバー部１００は、透明な部材であるとは限らない。

また、図３に示すように、載置台３２の可動子保持体５６側の部分にはストッパ１０２が設けられる。ストッパ１０２により、可動子保持体５６と載置台３２との接近限度が規定される。固定子保持体５５にはストッパ１０４が設けられる。ストッパ１０４により、固定子３４と載置台３２との接近限度が規定される。

当該装着機は制御装置２００を含む。制御装置２００は、図８に示すように、コンピュータを主体とするコントローラ２０２と、複数の駆動回路２０４とを含む。コントローラ２０２は、実行部２１０、記憶部２１２、入出力部２１４等を含み、入出力部２１４には、回路基板搬送保持装置４、部品供給装置６、ヘッド移動装置８が、それぞれ、駆動回路２０４を介して接続されるとともに、載置台移動装置４０、可動子移動装置４１の電磁弁装置７４，７６等が接続される。また、カメラ２０、電気的特性測定部４２、ディスプレイ２１６、載置台位置センサ２１８、可動子位置センサ２２０等が接続される。

部品ｓの電気的特性は、図９のフローチャートで表される電気的特性測定プログラムの実行により測定される。電磁弁装置７４，７６は、載置台位置センサ２１８、可動子位置センサ２２０の出力信号等に基づいて制御される。また、電気的特性の測定結果は、ディスプレイ２１６に表示されるようにすることができる。測定装置２２は、常には、図１０Ａに示す初期状態にある。可動子３６は後退端位置にあり、載置台３２は前進端位置、すなわち、ストッパ１０４に当接した位置にある。

ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、部品ｓの電気的特性の測定指令が出されたか否かが判定される。例えば、段取り替えが行われる場合等、部品ｓの電気的特性の測定指令が出された場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ２において、装着ヘッド１６が移動させられる。吸着ノズル１８によって部品ｓが保持され、移動させられ、Ｖ溝４４ｃに載置させられる。

Ｓ３において、電磁弁装置７６の制御により可動子３６が前進させられ、図１０Ｂに示すように、可動子３６と固定子３４とにより部品ｓがクランプされる。この測定装置２２の状態をクランプ状態と称する。Ｓ４において、図１０Ｃに示すように、電磁弁装置７４の制御により載置台３２がストッパ１０２に当接するまで後退させられる。載置台３２は、部品ｓおよび一対の測定子３７から離間した位置に達する。この測定装置２２の状態を測定状態と称する。

Ｓ５において、部品ｓがＶ溝４４ｃに載せられた時から、設定時間である除電時間が経過するのが待たれる。除電時間は、部品ｓに帯電していた静電気が除去される時間であり、予め決められている。経過時間が除電時間に達すると、Ｓ５の判定がＹＥＳとなり、Ｓ６において部品ｓの電気的特性が測定される。そして、部品ｓの電気的特性の測定が終了した後に、Ｓ７において、可動子３６が後退させられ、可動子３６と固定子３４との間に把持されていた部品ｓが開放される。また、可動子３６の後退に伴って、エアが開口８０ａから可動子３６の対向面３６ｆに斜め上方から供給される。それにより、対向面３６ｆから部品ｓを、良好に落下させることができる。

Ｓ８において、図１０Ｄが示すように、載置台３２が後退させられる。可動子３６と固定子３４との間の空間は、廃棄通路２８に連通させられるため、部品ｓをごみ箱２６へ廃棄することができる。この測定装置２２の状態を廃棄状態と称する。そして、載置台３２がストッパ１０２に当接するまで後退させられた後、Ｓ９において、載置台３２が前進させられ、一対の対向面３４ｆ、３６ｆの間に位置する。Ｖ溝４４ｃの上方が空間とされ、部品ｓが載置可能とされ、測定装置２２が図１０Ａに示す初期状態に戻される。また、載置台３２の前進に伴って、イオンを含むエアが可動子３６の対向面３６ｆに供給されるため、対向面３６ｆの除電を図ることもできる。

以上のように、本実施例においては、部品ｓの除電、載置台３２、可動子３６等の除電が良好に行われる。特に、載置台３２、可動子３６の除電を、これら載置台３２、可動子３６(可動子保持体５６)が停止状態にあっても移動状態にあっても行うことが可能となる。そのため、部品ｓの電気的特性を安定的に測定することができる。インピーダンスが小さい部品ｓであっても、その部品ｓのインピーダンスを精度よく測定することができるのである。
また、保持部３０ｂと昇降部３０ａやベース部３０ｄとを接続するアース線等が不可欠ではなくなるため、測定装置２２の部品点数を減らすことが可能となる。

さらに、可動子保持体５６と載置部保持体４６とが同じガイドレール６４，６６に保持されるため、その分、部品点数を減らし、コストアップを抑制することができる。なお、本発明は、可動子保持体５６、載置部保持体４６の各々に専用のガイドレールを設けることを排除するものではない。

さらに、上記実施例においては、測定装置２２の作動が装着機に設けられた制御装置２００によって制御されるようにされていたが、測定装置２２に専用の制御装置を設け、専用の制御装置により、載置台３２、可動子３６の移動が制御されるようにすることができる。いずれの場合であっても、図９のフローチャートのＳ４，８，９を記憶する部分、実行する部分等により、載置台移動制御部が構成され、Ｓ３，７を記憶する部分、実行する部分等による可動子移動制御部が構成される。

以上、実施形態に記載の態様の他、本開示は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。

２２：測定装置３０：本体３０ｂ：保持部３２：載置台３４：固定子３６：可動子４０：載置台移動装置４１：可動子移動装置４２：電気的特性測定部４４：部品載置部６０，６２：エアシリンダ６４，６６：ガイドレール６８，６９:載置台スライダ７０，７１：可動子スライダ６４ｂ，６８ｂ，６９ｂ，７０ｂ，７１ｂ：ボルト

Claims

部品供給装置によって供給された部品を回路基板に装着する装着機に搭載され、部品の電気的特性を測定する測定装置であって、
アース線が接続された本体と、部品が載置させられる載置台と、互いに接近・離間可能に設けられた一対の測定子と、前記載置台を移動させる載置台移動装置とを含み、
前記載置台移動装置が、前記本体に設けられたガイドレールを含み、
前記載置台が、前記ガイドレールに移動可能に保持され、
前記載置台移動装置は、前記載置台を、前記部品の測定位置から離れた位置へ、前記ガイドレールに沿って移動させ、電気的特性が測定された前記部品を廃棄可能な廃棄状態とし、
前記載置台は、前記載置台が前記一対の測定子の間に位置する初期状態における位置と、前記廃棄状態における前記載置台が前記部品の測定位置から離れた位置との間を移動範囲とし、前記移動範囲全体において、前記ガイドレールを介して前記本体と通電可能な状態にあり、前記アース線を介して接地される測定装置。
前記ガイドレールが、金属材料で製造されたものである請求項１に記載の測定装置。
前記載置台移動装置が、前記ガイドレールに移動可能に係合させられたスライダと、前記載置台を前記スライダに固定する１つ以上の締結部材とを含み、前記スライダと前記１つ以上の締結部材とが、それぞれ、金属材料で製造されたものである請求項１または２に記載の測定装置。
前記一対の測定子が、固定子と可動子とを含み、
当該測定装置が、前記可動子を保持する可動子保持体を移動させる可動子移動装置を含み、
前記可動子移動装置が、前記ガイドレールを含み、
前記可動子保持体が、前記ガイドレールに移動可能に保持された請求項１ないし３のいずれか１つに記載の測定装置。
当該測定装置が、前記載置台に載置させられた前記部品が前記一対の測定子によって把持され、かつ、前記載置台移動装置によって前記載置台が前記部品および前記一対の測定子から離間させられた状態で、前記部品の電気的特性を測定する電気的特性測定部を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載の測定装置。
部品供給装置によって供給された部品を回路基板に装着する装着機に搭載され、部品の電気的特性を測定する測定装置であって、
アース線が接続された本体と、部品が載置させられる載置台と、固定子および可動子を備えた一対の測定子と、前記載置台を移動させる載置台移動装置と、前記可動子を前記可動子が前記固定子と前記載置台に載置させられた前記部品を把持する位置と、前記可動子が前記固定子との間に把持されていた前記部品を開放するために後退する位置との間の移動範囲にわたって移動させる可動子移動装置と
を含み、
前記可動子移動装置が、前記本体に設けられたガイドレールを含み、
前記可動子を保持する可動子保持体が、前記ガイドレールに移動可能に保持され、
前記可動子保持体は、前記可動子保持体の前記移動範囲全体において前記ガイドレールを介して前記本体と通電可能な状態にあり、前記アース線を介して接地される測定装置。