JPH02275700A

JPH02275700A - 電子部品実装方法

Info

Publication number: JPH02275700A
Application number: JP1097120A
Authority: JP
Inventors: Kanzou Kamikakoi; 上栫　管三; Hiroyuki Sakaguchi; 博幸坂口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-04-17
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1990-11-09
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2832992B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は電子部品の実装装置及び実装方法に関し、殊に
ステージ上の電子部品をテイクア・７プする移載ヘッド
のノズルの位置ずれを検出し、かつ検出された位置ずれ
を補正したうえで、電子部品を基板に移送搭載するため
の手段に関する。

（従来の技術）第４図は従来の電子部品実装装置により電子部品を基板
に実装している状態の平面図を示すものである。１０１
，１０２はＸＹ方向移動装置、１０３はＹ方向移動装置
１０２に設けられた移載ヘッド、１０４はそのノズル、
ＯＡはノズル１０４の移動原点、ＯＢはノズル１０４の
センター　１０５は電子部品Ｐの位置ずれを観察する観
察装置、１０６．’　１０７はそのステージ及びカメラ
、ＯＣはカメラ１０７の光軸、ＯＤはステージ１０６に
載置された電子部品Ｐのセンター　１０８は基板である
。

次にその動作を説明する。まず図示しない手段により、
トレイなどに備えられた電子部品Ｐをステージ１０６上
に移載し、カメラ１０７により、上記光軸ＯＣ１すなわ
ち電子部品Ｐの位置ずれの基準点となるカメラ１０７例
の座標原点からのセンター〇Ｄの位置ずれ△Ｘ、△ｙを
検出する（部分拡大図参照）。次にＸＹ方向移動装置１
０１，１０２を駆動して、ノズル１０４のセンターＯＢ
を電子部品Ｐのセンター〇Ｄに一致させて、このノズル
ＩＱ４の下端部を電子部品Ｐの上面に着地させ、この電
子部品Ｐをティクアップして基板１０８の所定位置に移
送搭載する。

この場合、移動原点ＯＡに対する光軸ＯＣの座標位置ｘ
ｃ、ｙｃは予め既知である。したがって上記位置ずれ△
Ｘ、△ｙを加えた指令値（ＸＣ±△ｘ、ＹＣ±△ｙ）に
よりノズル１０４をＸＹ力方向移動させることにより、
ノズル１０４のセンターＯＢを電子部品Ｐのセンター〇
Ｄに一致させてこれをティクアップするようになってい
る。

ところが環境温度の変化による機械の膨張収縮、ノズル
１０４の撓み、或いは長時間の運転にともなう組み付け
のがた等により、ノズル１０４のセンターＯＢに位置ず
れを生じる。このため上記指令値（ＸＣ±△ｘ）、（Ｙ
Ｃ±△ｙ）を発してＸＹ方向移動装置１０１，１０２を
駆動しても、ノズル１０４のセンターＯＢは電子部品Ｐ
のセンター〇Ｄに正しく一致せず、センター〇Ｄからず
れた位置に着地してティクアップし、そのまま基板１０
Ｂに移送搭載するため、実装位置にＸＹ力方向誤差を生
じ、実装精度が低下することとなる。

従来、かかるノズル１０４の位置ずれを自動的に検出し
、かつ補正する装置はなかったため、以下のような作業
が行われていた。すなわち、電子部品Ｐが実装された基
板１０８を時々抽出し、これを作業者が顕微鏡などによ
り観察する。

そこで多数の電子部品に同一傾向の位置ずれ・（定誤差
）が観察された場合には、この位置ずれはノズル１０４
の位置ずれに基づく機械的誤差と判断し、この位置ずれ
が解消されるように、装置全体を調整し直していた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記従来手段は、きわめて多大な手間と時
間を要するものであった。

したがって本発明は、ノズルの位置ずれを自動的に検出
し、かつ補正して、電子部品を精度よく基板に実装でき
る手段を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）このために本発明は、電子部品の供給部と、基板の位置
決め部と、この供給部と位置決め部の間にあって、ステ
ージに載置された電子部品のセンターをカメラにより検
出する観察装置と、ＸＹ方向移動装置に駆動されて上記
供給部の電子部品をこのステージに移送搭載するサブ移
載ヘッドと、ＸＹ方向移動装置に駆動されて上記ステー
ジに載置された電子部品の上方に移動し、ノズルのセン
ターを上記電子部品のセンターに一致させてこの電子部
品をティクアップし、上記位置決め部に位置決めされた
基板に移送搭載する移載ヘッドとを設け、かつ上記観察
装置又はその近傍に、ノズルのＸＹ力方向位置ずれの基
準となる基準ポイント部を設けるとともに、上記移載ヘ
ッドと一体的に、この基準ポイント部を観察するカメラ
を設けたものである。

（作用）上記構成において、移載ヘッドにより、ステージ上の電
子部品を基板に繰り返し移送搭載する工程中に、移載ヘ
ッドと一体的に設けられたカメラにより、基準ポイント
部を観察する工程を適宜介入することにより、ノズルの
位置ずれの有無をチエツクする。そして位置ずれが検出
された場合には、以後は、この位置ずれを補正すべく、
ＸＹ方向移動装置による移載ヘッドのＸＹ方向ストロー
クを加減することにより、ノズルのセンターを電子部品
のセンターに一致させて電子部品をティクアップし、基
板に移送搭載する。

（実施例）次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明を行う。

第１図は電子部品の実装装置を示すものであって′、１
はテーブルであり、その上部両側部には、マガジン２か
ら成る第１の電子部品Ｐの供給部３と、テープユニット
４から成る第２の電子部品の供給部５が配設されており
、再供給部３．５の間に、クランプ手段から成る基板６
の位置決め部７が設けられている。８は基板６を位置決
め部７に搬入し、またこれから搬出するコンベヤ、９は
マガジン２に装備された電子部品Ｐの収納用トレイであ
る。

１２はテーブル１の側部に立設された駆動ボックスであ
って、その上部にＸＹ方向移動装置１３．１４が配設さ
れている。１５．４６はその駆動用モータである。１７
はＸ方向移動装置１３の下面に装着された装着部、１８
．１９はこの装着部１７に一体的に組み付けられたカメ
ラと移載ヘッド、２０はそのノズル、２１は装着部１７
の前部に取り付けられたＬＥＤ面発光体から成る光源で
ある。

２２はモータ２２ａ、ベルト２２ｂから成るθ方向駆動
装置であって、ノズル２０を軸心を中心に回転させるこ
とにより、ノズル２０の下端部に吸着された電子部品の
θ方向の位置ずれの補正を行う。３０は供給部３と位置
決め部７の間に設けられた電子部品Ｐの観察装置、２６
はトレイ９の電子部品Ｐをこの観察装置３０に移送する
サブ移載ヘッドである。２７．２８はサブ移載ヘッド２
６をＸＹ力方向移動させるための駆動用モータとけん引
用ワイヤであり、サブ移載ヘッド２６のＸＹ方向移動装
置を構成している。

第２図は観察装置３０の詳細を示すものであって、この
観察装置３０は、電子部品Ｐが載置されるステージ３０
ａと、ステージ３０ａ上の電子部品Ｐの位置ずれを観察
するカメラ３０ｂを備えている。ステージ３０ａには、
電子部品Ｐが載置されるガラス板のような透光性のステ
ージ板３１の下方に反射板３２が斜設されており、その
側方にカメラ３０ｂが配設されている。

３４はステージ板３１の直下に配設された透光板であっ
て、画板３１．３４の間には空間部３５が確保されてい
る。またステージ板３１の中央部には吸気孔３６が形成
されており、吸引孔３７から図示しないポンプなどによ
り空間部３５の空気を吸入することにより、負圧によっ
て着座３８上の電子部品Ｐをステージ仮３１上に固定し
、その状態で上記光源２１がステージ３０ａの上方に移
動して下方に光を照射することにより、電子部品Ｐをシ
ルエットとしてカメラ３０ｂで観察し、電子部品ＰのＸ
Ｙθ方向の位置ずれを検出する。

４０はステージ３０ａの側部にこれと一体的に設けられ
た基準ポイント部であって、ケース４１と、このケース
４１内に設けられたＬＥＤ面発光体のような光源４２か
ら成り、ケース４１の上板には、基準ポイントとしての
小孔４３が穿孔されている。この基準ポイント部４０は
、後に詳述するように、環境温度の変化にともなう部材
の膨脹収縮、ノズル２０の撓み、組み付けのがたなどに
よるノズル２０の位置ずれを検出するための基準となる
ものであり、光源４２を点灯すると、上方から点光源と
して明る゛く観察される。

本装置は上記のような構成より成り、次に実装作業の説
明を行う。

まずＸＹ方向移動装置１３．１４を駆動して、カメラ１
８を基板６の上方に移送し、このカメラ１８により基板
６に印刷された印刷パターンを観察して、そのＸＹθ方
向の位置ずれを検出する。またサブ移載ヘッド２６は、
トレイ９の電子部品Ｐを観察装置３０のステージ３０ａ
に移送し、カメラ３０ｂによりこの電子部品ＰのＸＹθ
方向の位置ずれを認識してお（。

第３図はその様子を示すものであって、ＯＡはノズル２
０の移動原点、Ｐはステージ３０ａ上に置かれた電子部
品、ＯＣはカメラ３０ｂの光軸、ＯＤは電子部品Ｐのセ
ンター、ｘｃ、ｙＣは移動原点ＯＡの座標系における光
軸ＯＣの座標位置であり、図示するように、電子部品Ｐ
はＸＹθ方向に、△Ｘ、△ｙ、△θの位置ずれを生じて
いる。この電子部品Ｐは４方向にリードＬを有するＱＦ
Ｐであり、高い実装精度が要求される。

次に上記位置ずれ△Ｘ、△ｙを加えた指令値（ＸＣ±△
ｘ）、（ＹＣ±△ｙ）により、ＸＹ方向移動装置１３．
１４を駆動して、ノズル２０のセンターＯＢを位置ずれ
した電子部品ＰのセンターＯＤに着地させてティクアッ
プすることにより、電子部品Ｐの位置ずれ△Ｘ、△ｙを
補正する。以上のような△Ｘ、△ｙの補正手段は、第４
図を参照しながら説明した従来手段と同じである。

次にノズル２０によりステージ３０ａ上の電子部品Ｐを
ティクアップして基板６に移送する途中において、モー
タ２２ａを駆動してノズル２０を軸心線を中心に回転さ
せることにより、上記電子部品Ｐ及び基板６の印刷パタ
ーンのθ方向の位置ずれの補正を行い、更に上記のよう
にして検出された基板６の印刷パターンのＸＹ力方向位
置ずれを補正すべくＸＹ方向移動装置１−３．１４を駆
動μて、電子部品Ｐを基板６に実装する。なお各モータ
１５，１６．２２ａ等の制御は、図示しないコンピュー
タのような制御装置により行われる。またテープユニッ
ト４の電子部品Ｐは、上記手段と別の手段で基板６に実
装されるが、その説明は省略する。

ところで、上述のように上記手段は、まずカメラ３０ｂ
によりステージ３０ａ上の電子部品ＰのＸＹθ方向の位
置ずれを観察し、次いで電子部品Ｐのセンター〇Ｄにノ
ズル２０のセンターＯＢを一致させてノズル２０により
電子部品Ｐをティクアップすることにより、電子部品Ｐ
のＸＹ力方向位置ずれを補正するものである。

したがってこの手段には、ＸＹ方向移動装置１３．１４
によるノズル２０の移動原点ＯＡを原点とする第１の座
標系と、カメラ３０ｂの光軸ＯＣを原点とする第２の座
標系が存在している。

そして原点ＯＡに対する光軸ＯＣの座標値ＸＣ。

ＹＣｌすなわち第１の座標系と第２の座標系の位置関係
は既知であり、したがって上述のように、この座標値Ｘ
Ｃ，ＶＣに上記位置ずれ△Ｘ。

△ｙを加、えた指令値（ＸＣ±八Ｘへ、（ＹＣ±△ｙ）
によりＸＹ方向移動装置１３．１４を駆動すれば、ノズ
ル２０のセンターＯＢを電子部品Ｐのセンター〇Ｄに一
致させることができる。

ところが、環境温度の変化による部材の膨脹収縮、ノズ
ル２０の撓み、長時間の運転にともなう装置の組み付け
のがた等の原因により、ノズル２０に位置ずれを生じや
すい。かくなると、上記指令値によりノズル２０をＸＹ
力方向移動させても、そのセンターＯＢは電子部品Ｐの
センター〇Ｄに一致しないようになる。

そこで本手段においては、上述のようにステ−ジ３０ａ
上の電子部品Ｐを基板６に繰り返し移送搭載する工程が
操り返される途中に、以下に述べるような、ノズル２０
に位置ずれを生じていないかどうかをチエツクする工程
を適宜介入する。すなわち、電子部品Ｐの基板６への移
送搭載作業を中断し、移載ヘッド１９と一体的に設けら
れたカメラ１８を、基準ポイント部４０の小孔４３上に
移動させて、この小孔４３を観察し、この小孔４３にＸ
Ｙ方向の位置ずれがないかどうかをチエツクする。そし
て位置ずれが検出されたならば、以後は、この位置ずれ
が補正されるように、ＸＹ方向移動装置１３．１４のス
トロークを加減すれば、ノズル２０のセンターＯＢを電
子部品Ｐのセンター〇Ｄに正しく一致させてこれをティ
クアンプすることができる。

すなわち本手段は、（ｉ）観察側の原点であるカメラ３０ｂの光軸ＯＣと基
準ポイント部４３の位置関係の狂いと、カメラエ８とノ
ズル２０の位置関係の狂いは、電子部品の位置ずれ許容
誤差よりもはるかに小さく、十分に無視できるものであ
り、（ｉｉ）したがってカメラ１８により観察された基準ポ
イント４３の位置ずれは、ノズル２０の位置ずれと見な
しても差しつかえない、という、（ｉ）、　　（ｉｉ）
の観点に立って行われるものである。したがって基準ポ
イント部の設定位置は、上記実施例のようにステージ３
０ａの側部に限定されるものではなく、例えばステージ
３０ａ上ムこ設けてもよいものであり、要はカメラ３０
ｂの光軸ＯＣとの位置関係が安定した観察装置３０又は
その近傍に設ければよい。

なお、電子部品を吸着することなく移載ヘッド１９をス
テージ３０ａの直上に移動させ、カメラ３０ｂによりノ
ズル２０若しくは移載ヘッド１９の下面などに設けられ
た基準ポイント部を観察して、ノズルの位置ずれを検出
する手段が考えられる。しかしながらかかる手段では、
殊に照度の点から、これらを明瞭に観察することは困難
であり、したがって本発明のように、観察装置又はその
近傍に、明瞭に観察できる基準ポイント部を格別に設け
ることが望ましい。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、環境温度変化など
に基づくノズルのＸＹ方向位置ずれを適宜チエツクしな
がら、この位置ずれが検出されたときには、これを補正
して、電子部品を基板に精度よく移送搭載することがで
きる。殊に本手段は、基準ポイント部の他には、ノズル
の位置ずれを検出し、かつこれを補正するための格別の
装置を必要としないものであり、コンピュータのソフト
処理により対応できる長所を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであっ才、第１図は電子
部品実装装置の斜視図、第２図は観察装置の断面図、第
３図は観察中の平面図、第４図は従来手段の平面図であ
る。３・・・電子部品の供給部６　・　・　・　基十反・・位置決め部３．１４・・・移載ヘッドのＸＹ方向移動装置８・・・
カメラ９・・・移載ヘッド０・・・ノズル２・・・θ方向駆動装置７．２８・・・サブ移載ヘッドのＸＹ方向移動装置０・・・観察装置Ｏａ・・・ステージＯｂ・・・カメラ０・・・基準ポイント部・電子部品

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子部品の供給部と、基板の位置決め部と、この
供給部と位置決め部の間にあって、ステージに載置され
た電子部品のセンターをカメラにより検出する観察装置
と、ＸＹ方向移動装置に駆動されて上記供給部の電子部
品をこのステージに移送搭載するサブ移載ヘッドと、Ｘ
Ｙ方向移動装置に駆動されて上記ステージに載置された
電子部品の上方に移動し、ノズルのセンターを上記電子
部品のセンターに一致させてこの電子部品をテイクアッ
プし、上記位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載
する移載ヘッドとを備え、上記観察装置又はその近傍に
、ノズルのＸＹ方向の位置ずれの基準となる基準ポイン
ト部を設けるとともに、上記移載ヘッドと一体的に、こ
の基準ポイント部を観察するカメラを設けたことを特徴
とする電子部品の実装装置。
（２）電子部品の供給部に備えられた電子部品を、サブ
移載ヘッドにより観察装置のステージ上に移送して、こ
の観察装置に設けられたカメラによりこの電子部品のセ
ンターを検出し、次いで移載ヘッドをＸＹ方向移動装置
の駆動によりこの電子部品の上方へ移動させ、この移載
ヘッドのノズルのセンターを上記電子部品のセンターに
一致させてこの電子部品をテイクアップし、次いでこの
電子部品を位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載
するようにした電子部品の実装方法であって、上記のよ
うに移載ヘッドによりステージ上の電子部品を基板に繰
り返し移送搭載する工程中に、移載ヘッドと一体的に設
けられたカメラにより、上記観察装置又はその近傍に設
けられた基準ポイント部を観察することにより、ノズル
のＸＹ方向の位置ずれを検出する工程を介入し、位置ず
れが検出された場合には、以後は、検出された位置ずれ
を補正すべく、上記ＸＹ方向移動装置の駆動による移載
ヘッドのＸＹ方向ストロークを加減して、上記ステージ
上の電子部品をテイクアップし、上記基板に移送搭載す
るようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法。