JPH0281500A

JPH0281500A - 多ピン部品の挿入方法および装置

Info

Publication number: JPH0281500A
Application number: JP63232449A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Miyoshi; 薫三好; Eri Hosono; 細野　絵里; Masaichi Baba; 馬場　政一; Yoichi Fukuoka; 洋一福岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-03-22
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JP2510695B2

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、多数の接続端子を有するピングリッドアレイ
型の電子部品をプリント基板に挿入する方法および装置
に関する。

（従来の技術）電子部品の実装の分野では、高密度化を画る上で有利な
ため、部品の基板接続用端子の数が増大する傾向がある
。特にビングリッドアレイ型と言われる電子部品は第３
６図に示すように、裏面に数百本から数千本の端子ピン
２を有し、これら端子ピンを基板に設けたスルーホール
に一括して挿入、はんだ付けする構造となっている。端
子ピン２は一定のピッチで規則的に設けられて格子状の
配置となり、挿入される基板側のスルーホールもピンに
対応して同様の配置となっている。

従来、電子部品をプリント基板に挿入する装置としては
ＤＩＰ形のＩＣ部品を対象としたものが多く開発され、
一般に用いられている。その−例として特開昭５７−１
８３９０号公報が掲げられる・この特徴を以下に列挙す
る。

ｆｉ＋　　プリント基板に電子部品を挿入する以前にピ
ンの矯正とカットを行い挿入成功率を向上させる。

（２）実際に挿入されるプリント基板のスルーホール位
置を検出する手段を使って、挿入位置の入力方法を簡便
にすると共に、挿入時にも基板のずれに対応して位置出
しを高精度で行うことにより挿入成功率を向上させる。

（３）　　プリント基板をテーブルの正確な位置に確実
に保持し、挿入中のずれをなくす。

（４）電子部品を供給するカセットを多数セットするこ
とが出来、カセット交換の頻度を減らすと共に全体を小
形にして操作し易くする。

本従来例は複数の種類の電子部品を供給してその中から
挿入すべき電子部品を選択し、基板の適正な位置に高速
で挿入していくために適したものである。すなわちその
目的は多種類の部品を大量に供給する時の操作性と、一
定の時間に多数の電子部品を挿入する高速性を満足しな
がら高い成功率で挿入を行うことである。

（発明が解決しようとする課＠）本発明が適用対象とする端子ピンの数が非常に多いＰＧ
Ａ部品（以下多ピン部品と称す）は従来形のＤＩＰ部品
と比較して、ピン数が多いだけでなくその挿入工程上の
性格も大きく異るのであり、その相違点をまとめると以
下のようになる。

＋＋１　　端子ピンと穴の数が多いため全てのピンと穴
の組が挿入可能となる条件が厳しく高精度な位置合わせ
が必要である。

（２）部品挿入の高速性はさほど求められないかわり、
−個一個の部品が非常に高額であるため挿入失敗による
端子ピンの破損等の発生は許されない。

（３）端子ピン等接続構造が微細でしかも平面上に高密
度に配されているため、端子ピンに対して矯正や位置測
定などの操作を行うには繊細な技術が必要である。

このように多ピン部品の挿入は、ビン数の多さのために
困難であるにも拘らず挿入の確実さを強く求められる。

そこで高い成功率でこれら多ピン部品の挿入を行うため
に、本発明は次の利点を有する挿入方法および装置を提
供するものである。

■　電子部品の端子ピン先端位置を高精度に矯正する。

従来のＤＩＰ形Ｉ形部Ｃ部品子ピンが二列であるのに対
し、多ビン部品の場合端子ピンの列が連続して多数ある
ためＤＩＰ形ＩＣの端子瑞正方法は空間的に制約が生じ
適用できない。

また矯正後のピン先端位置も更に高い精度が求められ、
高精度に矯正する方法が必要である。

２　全端子ピンの位置測定を行い、後に行う位置合わせ
に際し全てのビンと穴に最適な位置算出のだめのピン位
置情報とすると共に、矯正結果の確認として端子ビンの
中に許容範囲以上の曲がりが残っているかどうかを検出
する。もしも許容範囲以上の曲がりがある端子ピンが存
在する時は、上記１の矯正を再び行う。従来のＤＩＰ形
ＩＣ部品に対しては端子ピンの位置測定は全く行わずに
チャックした部品外形に対し所定の位置に挿入中心があ
るとして挿入を行う方法や代表ビンに対して測定を行う
方法等があった。

しかし多ピン部品の場合は高い位置合わせ精度が必要な
ため端子ピンの位置測定は不可欠であり、また測定を行
う場合でも従来方法では多くの場合空間的な制約から平
面的に連続して設けられた多ビン部品の端子ピンを測定
することはできない。

３、穴位置の測定を行い、全ての端子ピンと穴に最適な
位置合わせ補正量を算出し、これに基づいて位置合わせ
を行う。電子部品の外形や代表ピンをもとに挿入中心を
割り出す一般的な方法では個々のビンと穴の微妙な位置
関係を考慮できず、特に回転方向のずれに影響され易い
。また基板の穴位置も製作時の誤差等によって必らずし
も設計時の位置にあるとは限らない。そこでピンと穴両
方の位置測定を行い、かつ全てのピンと穴に最適な位置
合わせ補正を行う。

４　位置合わせを終了し電子部品を基板に挿入する際に
、尚挿入不可能な端子ピンが残っている場合そのまま挿
入を行えばそのビンは破損し大きな損害が生じる。そこ
で挿入過程においてオンラインで挿入異常の検出を行い
、異常が検出された時は挿入を中止し再び上記１の矯正
からの動作をやり直せば、ピンの破損を防ぐことができ
る。この目的のために挿入不可能なビンが基板に接した
時に生じる挿入方向の反力を検出する方法が知られてい
る。しかし多ピン部品では端子ピンの数が多いため、大
多数の挿入可能なピンが基板の穴壁面と接触することに
よる摩擦の合計された力が大きくなる。従って１本の挿
入不可能な端子ピンが基板から受ける反力と判別するこ
とができない。

５　挿入完了した後でも何らかの原因で基板の大向に端
子ピンが入っていない場合、そのまま製作を進めても製
品が機能しないばかりかその復元に多大な労力を要する
ことＫなる。そこで部品挿入後に基板裏面から全スルー
ホール内に端子ピンが挿入されていることを確認する必
要がある。この挿入後検査を従来形電子部品に対して行
う手法は多種提供されている。しかしやはりＤＩＰ形電
子部品を検査対象としたものがほとんどであり、端子ピ
ンが高密度に多数配された多ピン部品に適用するのは困
難である。

（課題を解決するだめの手段）段を用いる。

帯状の薄い板を電子部品の端子ピンと等しい間隔で多列
平行に植えつけた矯正ツールを用いてこの薄い板を端子
ピンの各列に押しあてて列と直角な方向罠変形を与え、
しかる後に矯正部全体を９０’回転して前と直角な方向
に変形を与える矯正方法において、まず端子の各列を精
度良く矯正するために最小限必要な一定の矯正量Ｔだけ
中心を境にして一方向に変形させ、次に反対方向にＴだ
け変形させ、最後に各端子のスプリングバック量を見越
した量Ｓだけ変形させて端子を所定の位置に揃える三段
階の矯正動作を行う。

また電子部品の端子の列方向と平行にレーザスポット光
を照射し、更に端子の列と直角方向にレーザスポット光
を走査することで各端子列によって断続されだレーザ光
を集光してセンサで検出し重なり合う端子の像の幅とそ
れらの間隔を測定し、一方向で全列の測定が完了した後
電子部品を９０゜回転して前と直角な方向で同様て測定
することで全端子ピン列の位置と幅を測定する。

また測定される各列の端子幅を挿入不可能な曲がり端子
が含まれる場合の列幅と比較することで各端子列に挿入
不可能な曲がり端子が存在するか否かを検出し、存在す
る場合は再び矯正を行う。

まだ複数の端子先端と穴中心の位置測定データを用いて
各端子と穴の中心間距離の二乗和が最小となるよう電子
部品およびプリント基板の基準位置からの補正量を算出
し、これに基づいて位置合わせを行う。

またプリント基板に挿入される電子部品に振動を加えな
がら挿入を行い、この振動状態を加速度検出器で検出で
きる構成とし、挿入不可能な端子が存在する場合に生じ
る検出波形の振幅の変化または検出波形に含まれる高次
振動成分の増加のいずれか一方の現象が現われた時に挿
入異常として挿入を中止し、再び矯正からの動作をやり
直す。

また電子部品の挿入位置直下のプリント基板裏側にあっ
て、端子ピンと同数で同じ配列を持つプローブピンと、
このプローブピンがスルーホール内に挿入された端子ピ
ン先端に接した時にその圧力を検知する手段を有した検
査ヘッドを備え、このプローブピンをプリント基板の検
査対象スルーホールに位置合わせをして、基板裏側から
挿入して端子ピンの有無の検査を行う。

本発明による自動挿入装置は以上述べてきた手段を全て
備えて、挿入対象部品に連続して端子ピン矯正、ピン位
置の測定、振動によるオンライン挿入異常の検出を行い
ながらの挿入、基板裏側からの挿入後検査を行う構成で
ある。

（作　用）端子ピンに矯正を与えた時の変形特性として、ある一定
値以上の変形量を与えないと安定したスプリングバック
量が得られないという特性がある。

薄板を多列設けた矯正ツールを端子ビンに押しあてて往
復移動を行う際、この一定置上の変形量が必らずピンに
与えられるように予め求めた一定の移動量に従って矯正
ツールを移動し、最後に各端子のスプリングバック量を
見越した量だけ変形させて端子を所定の位置に揃える三
段階の矯正動作を行うので、矯正後の高いピン位置精度
が得られる。

またレーザーを使った列−括の端子測定方式としたこと
により、密集して配された端子ピンの位置を一列ずつ全
列測定することが可能になると共に各列の端子の測定幅
を正常な場合と比較して挿入不可能な曲がり端子のない
ことを検出することによシ挿入の安全性を更に高めるこ
とができる。

また挿入される電子部品に振動を加えながら挿入を行う
場合、その部品の振動特性として挿入不可能なピンが少
数の場合は検出波形の振幅が正常な時に比べて半分以下
に減少し、挿入不可能なピンの数が１０本以上と多い場
合は検出波形に含まれる高次成分が急激に増加する特性
がある。この振動波形の振幅減少または高次振動成分の
増加のいずれか一方の現象が現われた時に挿入を中止す
ることにより、既にスルーホール内に挿入され壁面と摩
擦状態にあるピンに影響されないで、挿入不可能なピン
の数の大小に拘らず確実に検出し挿入を中止することが
できる。従って端子ピンの破損を未然に防止し挿入の安
全性を高めることができる。

またスルーホール内に挿入された端子ビンと一対一に対
応するグローブピンを一括して基板裏側から挿入し、ス
ルーホール内で各端子ピンの先端にこれを接触されその
圧力をプローブピンを通して圧力検知手段に伝えること
によシ、密集して配された端子ビンに対しても簡潔な構
成で端子ビンの有無を一括検出できる。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明する。

まず本発明が適用される装置の全体構成とその動作につ
いて第１図によシ説明する。

挿入される電子部品１はチャック２００に把持され、チ
ャック２００は挿入ヘッド２０に取付けられている。挿
入ヘッド２０は昇降機構２１により上下に運動して電子
部品１をプリント基板３に挿入可能となっている。更に
昇降機構２１はレール２５上を横方向に移動しかつ位置
決め停止可能な移動台２４に取付けられ、移動機構２６
とそれを駆動するモータ２７により駆動される。

第１図に示した部品挿入位置における挿入ヘッド２０の
直下には、プリント基板３を搭載して直角二方向に移動
する基板ステージ３０があり、フリント基板の所定の挿
入穴に全ての電子部品が挿入できるように移動して、位
置決め停止する。

３１はプリント基板３に設けられたスルーボール４を捉
えるテレビカメラで、その映像はモニタテレビ３２上に
拡大表示される。また２０４．２０５はレーザ光を用い
た端子ピンの測定装置の投光部および受光部で、部品挿
入位置直上で挿入へノド２０のチャック２００に把持さ
れた電子部品１の端子ピン２に横方向からレーザスキャ
ン光を照射できる位置にある。テレビカメラ３１とレー
ザ測定機の投受光部２０４，２０５は図示されない架台
構造により固定されている。

基板ステージ３０に隣接して矯正部３５が配置され、矯
正部３５で矯正終了した電子部品１はレール２５上を移
動する挿入ヘッド２０により基板ステージ３０上の部品
挿入位置に運ばれる。レール２５、基板ステージ３０お
よび矯正部３５は、同一の台板３６上に固定される。

基板ステージ３０の下方で部品挿入位置の直下には挿入
後検査部３７が設けられ、図示されない方法で支持、固
定されている。３８は操作パネル、３９は制御部国体で
ある。

第２図は本発明装置による電子部品の挿入工程フローを
示し、以下この図と第１図によって挿入方法を説明する
。プリント基板は既に基板ステージ３０にセットしであ
るものとして、１個の電子部品の挿入工程はまず、人手
により電子部品１を矯正部３５に供給して、全端子ピン
を一括して矯正する（１００２．１００４）。次に矯正
終了した電子部品１を挿入へノド２０により部品挿入位
置へ運搬して所定の高さまで降下し、レーザ測定機２０
４．２０５により端子ピン位置の測定を行う（１００６
）。この結果、列幅測定値が許容範囲を越えて曲がりピ
ンが検出されれば、再び矯正を繰シ返して行う（１００
８）。次にテレビカメラ３１によりモニタテレビ３２上
に写し出された映像を用いてプリント基板３の穴位置測
定を行い、これとピン位置の測定結果をもとに位置補正
量を算出、位置合わせを行う（１０１０，１０１２）。

そして振動による挿入異常の検出を行いながら電子部品
ｌをプリント基板３に挿入し、最後に挿入後検査を行っ
て終了する（１０１４，１０１６，１０１８）。挿入時
の振動による挿入異常の検出と工程最後の挿入後検査に
よって異常が検出された場合は、異常終了となったこと
を表示によって作業者に知らせ、再び最初からやり直す
などの適切な処置を宣う（１０２０）。

第３図は本実施例の制御部構成を示す図である。

パーソナルコンピュータ（以下パソコント称ス）５０は
、レーザ測定機コントロール部６５と挿入後検査回路５
１に直結され、それぞれ端子ピンの位置測定に関するデ
ータ取り込み制御、挿入後検査の判定処理を行う。また
パソコン５０はシーケンサ５２を介して各モータに移動
指令を与えて各機構に所定の動作を行わせる。５３．５
５は基板ステージ３０のモータ用ドライバ　５４．５６
は基板ステージＸ、Ｙ各軸のモータを示し、基板ステー
ジの各方向の停止位置はカウンタ５７，５８によって計
測されパソコン５０にフィードバックされる。５９．６
０は本装置に備えられたその他のモータおよびドライバ
を示し、いずれもパソコン５０の指令に基づいてシーケ
ンサ５２の動作制御を介して駆動される。カメラ３１が
捉えたプリント基板上スルーホールの画像はモニタテレ
ビ３２に写し出される。点線で囲まれた部分６１は作業
者を表わし、作業者６１はモニタテレビ３２に写し出さ
れたスルーホール像が画面の中央に位置するまでジョイ
スティック６２を使用して基板ステージ上のプリント基
板の位置を調節する。そしてスルーホール像が画面の中
央に一致した時に穴データ取り込み用のボタン６４を押
してその時点の移動ステージ位置をパソコン５０に取り
込ませる。

パソコン１８は、レーザ測定機１９による端子ピンの測
定データおよびＸ、Ｙ２方向のカウンタ５７．５８によ
る穴位置の測定結果をもとに電子部品１とプリント基板
３の位置合わせのための補正量算出を行う。

また先に記した挿入工程フローに従った一連の動作指令
もパソコン５０によって行われるが、必要に応じて作業
者はスイッチボックス６３を操作し動作の中断や変更な
どの指令を行うことができる。

次に端子矯正部の機構について第４図により説明する。

矯正ツール１５０の上面には、端子ピンのピッチと同じ
間隔でその数は端子列数より１枚多い枚数の帯状の薄い
板１５１（以下ブレードと称す）が平行に設けられてい
る。矯正ツール１５０はモータ１５２で駆動される移動
機構１５３によりブレードと直角方向に、全端子ビンを
変形させ得る駆動力をもって並進動作し１．駆動機構全
体は回転チーフル１５４により正確に９０°回転可能と
なっている。

矯正ツール１５０を覆うように配されたプレート１５５
の中央には電子部品をセットする開口部１５６があり、
電子部品の底面に接してこれを支持する板１５７が開口
部下方四隅に設けられ、電子部品は矯正を行う時、この
板１５６および図に示さない機構によって開閉動作する
２つの固定爪１５８．１５９によって堅固に保持される
。プレート１５５は１対のガイド機構１６０，１６１で
上下に摺動可能に保持されると共に、シリンダ１６２で
駆動される上下機構１６３で上下２段の高さをとること
ができる。

端子矯正の手順は、プレー１−１５５の上段位置におい
て電子部品を開口部１５６に人手でセットし固定爪１５
８，１５９を動作させて固定する。次にグレート１５５
を下段位置に降下させて端子ピン先端を各ブレード間の
ほぼ中央に入れ、モータ１５２を駆動して各端子に変形
動作を与える。次にプレート１５５を上段位置に戻して
矯正ツールを９０°回転させ、前と直角な方向に変形動
作を与えて矯正を終了する。

ブレード１５１の移動と端子ビンの変形を示すのが第５
図で、端子ピンの列と平行な方向から見た図である。（
ａ）　　は端子ピンをブレードのほぼ中央に入れた状態
を示す。ここから矯正ツール１５０を左方に移動して端
子ピンを左方に変形させたのが同図（ｂ）である。端子
ピン１６４にはブレード１６６が接触する。端子ピンを
右方に変形させる時は矯正ツール１５０を右方に移動し
て、ビン１６４に左隣りのブレード１６７を接触させ変
形を与える。

一方向へ矯正を加える時に端子ピンに与える変形動作を
示したのが第６図で、始め端子ピンに左方へＴの変形を
与え（動作■）、次に始めの位置から右方にＴの変形を
与え（動作■）、最後に左方ＫＳの変形を与える。変形
量Ｔ、　　Ｓは次に述べる端子ピンの変形特性から決め
られる固定量である。

第７図は１本の端子ピンの変形特性を示した図で、横軸
は端子ピンに与えた事大変形量、縦軸は除荷、復元後に
残った永久変形量である。理論的には実線で示すように
、与える変形量がＡに達するまでは永久変形は生じない
。しかし実際の端子ピンは点で示すように変形量がＡに
達する前に既に永久変形を生じ、変形量Ｂで理論直線に
一致している。この理論直線からはずれている領域にお
いては端子ピンの変形挙動は不安定であるだめ、一定の
永久変形量を得るためにはＢ以上の変形を与える必要が
ある。この変形特性を第６図の矯正動作に適用した時の
状況を示したのが第８図である。まずビンを中央に揃え
るための変形量Ｓは第７図のＡに等しい。最も端子ピン
に与える変形量の大きい２回目の動作では、この時のビ
ン先端移動量が第７図のＢ以上でなければ安定な変形領
域に入らないため動作終了時に各端子ピンの位置は揃わ
ない。動作■の開始時には端子ビン先端はスプリングバ
ックのため図の点線の位置にあることを考慮して変形量
Ｔは次の式で求められる。

２Ｔ＝Ａ　十Ｂ　　　　　・・・・・・・・・・・・（
１１従って第８図に示される、端子ピンに３段階の変形
を与える矯正動作において、両側への振り量Ｔを（２）
式で求められる量とすれば、全ての端子ピンは安定な戻
シ量で変形するので最終的に高い位置精度で矯正するこ
とが可能である。

次にレーザ光を利用した端子ピンの測定について説明す
る。第９図はその基本構成を示している。

電子部品１はチャック２００に杷持され、チャック２０
０は挿入ヘッド（図示せず）に取付けられ、やはり図示
しない駆動モータとガイド機構に平面内で回転しかつ任
意の方向で停止でき、同時に上下の挿入動作が可能で任
意の高さに停止できるようになっている。

電子部品１がプリント基板２０１上の挿入場所の真上に
位置した時、レーザを用いた測定機の投光部２０４と受
光部２０５はその端子ビンの先端にレーザ光２１２が照
射されるよう高さ調整してあり、後で詳述する列状に並
んだ端子ピン２の重なりあう像の幅と中心位置の測定を
可能にしている。レーザ受光部２０５の前方にはフレー
ム２０６が固定されていて、フレーム２０６の内部には
端子ピン２よりも大きなビン幅を持つダミービン２０７
をのせたスライドボックス２０８がステッピングモータ
２１０の駆動によりスライドガイド２０９上をＸ方向に
移動する。またこのスライドボックス２０８にはシャッ
ター２１１が付いておりレーザ投光機２０４から照射さ
れたレーザ光の一部をこのシャッター２１１で完全にさ
えぎることで受光機２０５へのレーザ光２１２の測定範
囲を調整できる。

次にこの測定方法の測定原理について第１０図を用いて
説明する。前記のレーザ投光機２０４と受光機２０５は
次のような構造になっている。レーザ発振器２１３から
発振されたレーザ２１２が一定速度で回転するモータ２
１５についているポリゴンミラー２１４に入射され、さ
らにポリゴンミラー２１４に焦点があうように位置決め
された凸レンズ２１６に向かって反射する。この凸レン
ズ２１６はレーザ光２１２を平行光線にする働きを持ち
、その後平行光線ハ集光レンズ２１７によって受光素子
２１８にて再び一点に集光しアンプ２１９を介して出力
電圧としての強度を検出する。この時仮に凸レンズ２１
６と集光レンズ２１７０間にレーザ光を遮ぎるような物
体２２０が存在し影が生じれば出力電圧は降下する。

そこでこの電圧降下している時間を測定すればポリゴン
ミラー２１４の回転速度からレーザ光を遮ぎった物体の
寸法がわかる。従って列状に並んだ端子ピン２をその先
端部がレーザ走査光にかかるように置くと、レーザ光２
１２はビンに遮ぎられて明、或いは暗の部分が断続する
ので、この明、或いは暗の持続する時間を測定すること
により第１１図に示す寸法ａ、ｂ、ｅの測定が可能にな
る。第１２図は電子部品ｌ上の端子ピン２に図中上方向
からレーザ光を照射したときの模式図である。レーザ測
定機２０４，２０５は第１２図に示す影の部分の寸法Ｓ
ｌ　”””　Ｓ５　、および明の部分となる寸法ｌ、〜
１６を測定する。影の寸法８１〜Ｓ、はビンの列の幅で
あり、ビンの列の中心位置は列の幅の中央にあるとすれ
ばビン列間隔の寸法ｌ、〜１６と組み合せて求めること
ができろ。レーザ走査光に対し端子ピン列の並びが平行
でない場合、挿入ヘッドの回転機構を用いて電子部品１
を微小量回転することにより端子ピン列の幅の値が増減
する。このことを利用して各端子ピン列の幅が最小とな
る部品の向きを求めること′により、端子ビン先端の形
づくる仮想格子なレーザ光の方向と平行にすることがで
きる。後に説明する基板との位置合わせの際、電子部品
をこの状態にすれば端子ピンが原因となる回転補正を省
略することができる。上記の方法によって一方向におけ
るビン全列の測定が完了後、電子部品１を９０°回転さ
せ先＃１どと直角な方向について同様の測定を行えば、
電子部品１の全端子ビン列の位置と幅を測定することが
できる。

各方向での測定では全列に関するデータを得ることが望
ましいが、場合によっては列を割合して測定することも
可能である。これらの測定値の収集並びに測定結果の計
算処理、挿入ヘッドの回転動作等はパソコンにより自動
で行われる。

本実施例で行った電子部品１のように端子ピン２の数が
非常に多数であると、第１２図のようにレーザ光による
端子ピン列の明、或いは暗の部分も多数になる。一方、
レーザ測定機２０４，２０５の測定限界から断続した明
、或いは暗の部分を例えば２〜３個先の分しか受容でき
ない。そこで端子ピン２を上記方法で測定するとき、測
定の終了した端子列のレーザ光２１２に対しては、ンヤ
ノタ２１１がスライドガイド２０９上を動きレーザ光２
１２を遮ぎり測定機受光部２０５へ集光させないように
する。従ってこのシャッター２１１の移動により常に測
定の対象となる端子列をシャッター２１１の隣接部分に
限定できる。このようにして次々と測定終了の端子列に
対応してシャッター２１１を動かしていけば本実施例の
中で用いている様な非常に数の多い端子ピンを持つ電子
部品でもその端子ピンの幅と中心位置の測定が可能であ
る。

前記した原理によるレーザ光を用いた端子ビ／の測定方
法においては、測定可能な最小の端子ピン径には限界が
ある。この対策法について次に説明する。第１３図に示
すようにレーザ光２１２が端子ビン２を連続的に走査し
たとき、時間とレーザ光量（強度）の関係において、標
準電圧値Ｅ。を基に設定したスレッショルドレベルの電
圧値をＥｈとするとこれより小さなレーザ光量のときの
時間幅ΔＬが測定されるので、ポリゴンミラー２１４の
回転速度の関係から端子ビン２０幅を計測することが可
能となる。しかしながら本実施例対象部品の端子ピン２
０幅がレーザビーム径より小さい場合（は、第１４図に
示すようにレーザ光２１２が端子ピン２を走査してもレ
ーザ光量値がＥｈ以下となる時間幅を検出することがで
きない。従ってこのときの端子ピン２０幅を認識するこ
とは不可能となる。

そこで次罠スライドボックス２０８に固定された端子ビ
ン２よシも大きなピン幅をもつダミービン２０７を使っ
て、このようなレーザビーム径よりもピン幅の小さい端
子ビンを測定する方法を以下詳しく説明する。

レーザ測定機２０４，２０５により端子ピン列を測定ス
る時、まずステッピングモータ２１０の駆動力によって
スライドボックス２０８上のダミービン２０７の位置を
移動させ、第１５図に示すような端子ビン２とダミービ
ン２０７がレーザ投射方向に対して一部分重なるような
位置関係にさせる。この状態でレーザ光を測定機投光部
２０４から照射させ、この一部が重なる端子ピン２とダ
ミービン２０７の合わせだ幅Ａを求め記憶しておく。こ
こでは端子ピン２の幅をｄ１ダミーピン２０７の幅をＤ
としておく。次に再びステッピングモータ２１０を動作
させて第１６図に示すようにレーザ光２１２に垂直なＸ
方向にダミービン２０７をちょうどダミー１７２０７幅
りだけ平行移動させて、再び端子ピン２とダミービン２
０７がレーザ光投射方向に対して一部が重なるようにす
る。そして先程と同様に端子ビン２とダミービン２０７
０２つを合わせた幅Ｂを求め、記憶させる。

このレーザ投射方向に対し一部が重なり合う端子ピ／２
とダミービン２０７を合わせた幅Ａ、Ｂは各々、Ａ＝Ｄ＋　ｆ、Ｂ＝Ｄ＋ｇであるからＡ十Ｂ＝２Ｄ＋（ｒ＋ｇ）である。

従って、ｆ　＋ｇ＝Ａ＋Ｂ−２Ｄが成り立ち、方で端子
ビン２の幅ｄは、ｄ　＝　ｆ　＋　ｇがいえることから
、端子ピン２の幅ｄはｄ＝Ａ＋Ｂ−２Ｄとなる。つまり
、端子ピンの幅はレーザ投射方向に対して一部が重なる
端子ビン２とダミービン２０７０合わせた２つの幅と、
あらかじめ既知のダミービン２０７の幅をもとに簡単な
計算から算出することが可能である。

またこのレーザ測定機の測定原理から明らかなように、
測定対象の端子ピン列の中に基板のスルーホールに挿入
不可能な程の曲がりを生じた端子ビンが１本でも含まれ
ていた場合、その列の測定結果は大きな値を示す。挿入
可能な端子ピンしか含まない列の測定値の上限をＳａ、
各端子ピンに最大許される基準位置からのずれ量をｄａ
とすると、第１７図に示すように挿入不可能な端子ビ／
〈なろ。従ってこの挿入不可能な曲がり端子が含捷れる
場合の列幅を考慮した判定値Ｓｈを予め決めておき各列
の幅測定結果をこれと比較することで、挿入不可能な端
子ビンの有無を事前に検出することが可能である。

第１８図はこのようにして得た端子ビンの測定結果から
ビンの形造な仮想格子の基準位置からのずれを求める方
法を示す。前述した方法で求めた各列の中心が本来ある
べき位置から離れている量をｄ１〜ｄ、とすると、求め
る仮想格子のずれ量はこれを平均してｄｘと算出する。

Ｘ方向に関しても同様にずれ量ｄｙを算出する。

次に第１９図よりカメラ測定時の穴位置と電子部品の位
置関係を説明する。Ｈ１〜Ｆ■４は代表穴とした四隅穴
を示しその座標はカメラによる測定によって得られる。

Ｃ，、Ｃ２はカメラと挿入へ７ドの回転中心間の距離を
示し、これは装置調整段階で一度測定を行う必要がある
。−度測定すればその後は定数としてそのまま使用でき
る。ｄｘ、ｄｙは前述した端子ピンの測定結果である、
ピンが形成する格子の基準位置からのずれ量である、Ｓ
は四隅ピンの設計位置の寸法で、これは次に記す最小二
乗による補正量算出において基板穴Ｈ１〜Ｈ４を近付け
る目標の仮想的な四隅ピンＰ１〜Ｐ４の座標を生成する
だめの寸法である。このＳにより、Ｐ１〜Ｐ、は次のよ
うに算出する。

Ｐ　１　＝（Ｃ１＋　Ｃ２）　”　（ｄｘ、　ｄｙ　）
　＋（Ｓｒ　５）Ｐ２　＝（Ｃ＋　ｒ　Ｃ２）　＋（ｄ
ｘ、　ｄｙ）＋　（Ｓｒ　　５）Ｐｓ＝（Ｃ＋、Ｃ２）
＋（ｄｘ、ｄｙ）＋（Ｓ、　　５）Ｐ４＝（Ｃ＋＊Ｃｚ
）＋（ｄｘ、　ｄｙ）＋　（Ｓ、Ｓ）第２０図は最小二
乗による補正移動量算出法の概念を示す図で、ｎ本のビ
ンのうちｉ番目のピンをＰｉ、それに対応するｉ番目の
穴をＨｉ　とし、それぞれのＸｙ座標をＰｉ、　、　Ｐ
ｉ２＋　ｈｉ、　、　ｈｉ２とする。これら対応するビ
ンと穴どうしの距離の全ての組み合わせについての二乗
和が最小となるように、基板をΔＸ、ΔＹ１部品をΔθ
だけ補正移動を行う。この移動量ΔＸ、ΔＹ、Δθはピ
ンと穴の位置座標を与えるだけで算出できるので、その
計算式を下記する。

ΔＸ＝Ｔ−Δθ卸ｉ、−８−〇卸１２−Σｈｉ、　）　
　・・・・・・・・・（３）ΔＹ＝−（地Δθ卸ｉ１−
一θｉ：Ｐｉ　２−Σｈｉ２　）・・・・・・・・・（
４）＋３＋、　＋４１式におけるΔθは（５）式の結果
を代入して計算する。この最小二乗法による位置合わせ
補正を行うことによシ計算対象としたすべてのビンと穴
に最適な位置を求めることができる。本実施例において
は全列測定結果に基づく端子ビン配列の位置情報と四隅
大測定による四穴の座標に本計算を適用して部品と基板
の位置合わせを行う。

第２１図は挿入過程においてオンラインで挿入異常の検
出を行うための構成を示す。電子部品１はチャック２０
０で把持され、このチャック２００と水平面内で回転可
能かつ任意の方向で位置決め停止可能な回転機構４０１
および後述する振動検出のための機構等により挿入ヘッ
ド２０が構成される。

回転機構４０１は更に上部に２枚の板ばね４０２゜４０
３、その中央を連結する棒４０４によって構成される平
行板ばね機構に結合されており、電子部分を含むこれら
の部分は支持枠４０５をベースとして上下に振動可能な
振動部を構成する。振動部の最上端には加振装置４０６
が取シ付けられ、発振器４０７およびパワーアンプ４０
８によって調節された振幅、周波数で振動部に振動を与
えることができる。振動部には更に加速度検出器４０９
が取り付けられて振動を電気信号に変換し、この出力は
アンプ４１０を過て信号分析器４１１に送り込まれる。

信号分析器４１１は後に説明する振動状態による挿入異
常発生の有無を検出して、もし異常があった場合は全体
制御系へ異常信号を出力する。

電子部品の挿入手順は、部品の位置決めが終了した時点
でヘッド２０を端子ピンｌが基板３の直前に達する高さ
まで降下する。そして加振装置４０６および信号分析器
４１１を動作させて、挿入異常発生の有無を確認しなか
らヘッド２０の微量降下を繰り返して挿入を行う。もし
この時挿入異常が検出されればヘッド２０の降下を止め
て作業者に知らせ必要な処置を行う。加振装置の振幅お
よび周波数は後述する原理に従って異常挿入検出の特徴
が最も良く現われる状態に予め調節を行っておく。端子
ピン２が完全にプリント基板３の中に入る所定の高さま
でヘッドが降下した時に挿入を終了して、電子部品を解
放し次の動作に移行する。

次にこの振動による挿入異常の検出原理について説明す
る。第２２図は振動部の断面を示した図で、挿入部品１
を含めた振動部の重量をｍ、板ばね４０２，４０３によ
る振動部の縦方向の弾性（ばね定数）をｋとすると、振
動部の固有振動数ｆ。はと求められる。周波数を変えな
がら、加振した時の振動部の振幅は、周波数ｆ。で加振
した時が極大となり、その前後の周波数では急激に減少
する。

その状態を示すのが第２３図で、実際の挿入部品による
実測データを示し横軸は加振周波数、縦軸は加速度の振
幅を表わす。挿入可の場合とは振動部下端に取り付けら
れた電子部品１の端子ビンの中にプリント基板３に接触
して大きな反力を生じるようなものがない場合であり、
その時の極大となる周波数は（６）式のｆ。に一致する
。しかし１本以上の挿入不可能な端子ビンが存在すると
そのビン自体の弾性をもって振動部に接触するため、振
動部の固有振動数は増加し、従って挿入不可能な端子ビ
ンが接触する前の固有振動数で加振されている振動部の
振幅は減少する。この挿入前の固有振動数ｆ。で加振し
た場合の挿入不可能な端子ビンが基板に接触した時の振
幅減少を検出することにより、電子部品の挿入異常を検
出することができる。

更に第２４図は挿入可能な場合とそうでない場合の振動
波形を周波数分析した図で、横軸は周波数、縦軸は振動
波形に含まれる各周波数成分の強度を表わしている。挿
入可能な（ａ）の場合は加振周波数ｆ。に近いごく限ら
れた範囲にしかピークが現われないのに対し、挿入不可
能な（ｂ）の場合は高い周波数領域まで高範囲にピーク
が現われている。この傾向に挿入不可能な端子ビンの数
が１０本以上と多くなると特に顕著に現われる。

そこで挿入異常時の高次振動成分の増加と前に述べた振
幅減少の検出を同時に行ってそのいずれか方の現象が現
われた時に挿入異常と検出することにすれば、よシ大き
な確度で検出を行うことができる。

第２５図は信号分析器４１１の構成および動作原理を示
す図で、端子４１４に入力されるのは加速度検出器のア
ンブト自の出力信号で、同図ａに示す波形である。入力
された信号は４１５で初段増幅され（波形ｂ）、高調波
検出部と振幅減少検出部に分岐する。高調波検出部では
まずバイパスフィルタ４１６によシ検出対象でない５０
０　Ｈ２以下の周波数成分をカットし、ローパスフィル
タ４１７で波形を整える。以上の処理を行った後の波形
がＣであり、高次成分のみを含む信号である。これを４
１８で増幅整流して、入力信号に含まれる高次成分の大
小を直流電圧値の大小に変換する。判定器４１９はｄの
点線に示す判定域値より検出電圧が大きい場合に異常信
号を論理加算器４２３に出力する。振幅減少検出部では
信号すをローパスフィルタ４２０にかけて不要な高次成
分をカットし、増幅器４２１を過た後の信号ｅと点線で
示した判定閾値との大小を判定器４２２を用いて比較す
る。これは信号波形の山まだは谷の部分が少しでも判定
閾値を越えれば一定時間の異常信号を加算器４２３に出
力する方式で行っている。加算器４２３は高調波増加ま
たは振幅減少のいずれか一方の異常信号を受けた時に、
全体制御部に信号を出力する。このようなアナログ回路
で信号分析器を構成することにより挿入異常時の振幅減
少および高調波の増加の両方を少い遅れ時間で検出する
ことが可能である。

次に第２６図によって挿入後検査部の構成を説明する。

プローブビン５０１は検査ヘッド５００の上面に電子部
品の端子ビンと同数で同じ配置をもって配せられ、検査
ヘッド５００の内部には図示しないがプローブピン５０
１がプリント基板３内に挿入された端子ビンに接触する
圧力を検知してこれを電気的導通に変換する手段を有し
ている。検査ヘッドの直下にはこの電気的導通を検出す
る回路基板５０２が置かれ、後に説明する方法で検査ヘ
ッド感圧部と接続されている。検査ヘッド全体はガイド
機構５０３およびシリンダ５０４によって昇降運動し、
上昇した位置ではプローブピン５０１が基板３内の端子
ビン先端に接触する高さに調節されている。更にガイド
５０３およびシリンダ５０４は三個のモータ５０５，５
０６，５０７によって駆動され、４組のすべり架台５７
０によって前後、左右に摺動可能に支持された微動プレ
ート５０８に固定されている。

この微動機構により検査ヘッド５００のプローブピン５
０１を基板のスルーホールに裏側から挿入可能となるよ
うに位置決めを行う。

挿入後検査部の動作手順は、電子部品が基板に挿入完了
した時点から始まシ、まず電子部品と基板の間で位置合
わせを行った時の位置補正データをもとにして３個のモ
ータ５０５，５０６，５０７の移動量をパソコンで求め
、モータを回転、検査ヘッドの位置合わせを行う。次に
シリンダ５０４を上昇させてプローブピン５０１をスル
ーホールに挿入し、パソコンの指令に基づいて検出回路
５０２を動作させて検査を行う。検査終了後や他の作業
を行う時はシリンダ５０４を下げて基板ステージ３０と
の干渉を防止する。

第２６図の微動機構を更に詳しく説明すると、微動プレ
ート５０８の裏面には第２７図に示す正方形のブロック
５０９が取付けられ、この側面に接するように三個のロ
ーラ５１０，５１１，５１２が設けられている。各ロー
ラはねじ軸５１３に固定され、ねじ軸５１３はギア５１
４，５１５を介してモータ５０５で駆動される機構とな
っている。各軸の移動量をそれぞれＸ＋　　Ｖ＋　１３
’２とすると、微動機構を図のＸ方向に駆動する時はモ
ータ５０５のみを回転して−Ｘだけ移動させる。Ｙ方向
へ駆動する時はモタ５１１，５１２を同量回転して’ｌ
＋　”　３’２だけ移動させる。微動機構を回転させる
時はモータ５０５は停止したままモータ５１１と５１２
をそれぞれ逆方向に、駆動する。この時の移動量Ｖ＋　
ｓ　ｙ２は微動回転角を６、ローラ５１１，５１２間の
距離をｌとすると、と表わされ、この（７）式に従って移動を行えば精度的
に十分な回転微動が行える。本微動機構のＸ。

Ｙ１回転の各方向への動作範囲はあまり大きくする必要
はない。その理由は電子部品の基板への挿入およびそれ
に引き続き行われる挿入後検査は同じ位置で行われるた
め、予め挿入後検査部の位置を挿入位置に設定すれば微
動機構の動作範囲は電子部品や基板の寸法誤差に対応す
るだけで良いからである。

次に挿入後検査ヘッドの構成について述べろ。

第２８図は検出ヘッド部の構成を示す斜視断面図である
。電子部品１の端子ビン２とそれに対応するそれぞれの
位置にガイド５１６に支承されているプローブビン５０
１が形成され、プローブピン５０１の直下には押しブロ
ック５１７がある。またガイド５１６に密接して電極板
５１８，５１９および加圧導電シート５２０が配設され
ている。電極板５１８゜５１９としては端子ピンに対応
する位置に電極５２１゜５２２の形成されているフレキ
７プル基板を用℃・、さらに電極板５２１には後に述べ
る目的のために突起状のポスト５３５を設けている。

電子部品ｌの端子ピン２は基板３のスルーホルに挿入さ
れる。この時個々の端子ピンがスルホールに完全に入っ
ていれば、検査へノド部５００のプローブピン５０１を
押し、この力は押しプロ７り５１７な介して、電極板５
１８，５１９とこの両者にはさみこまれた加圧導電７−
ト５２０に伝えられる。

加圧導伝シート５２０は一定値以上の力が加えられると
、その部分の電気抵抗が急激に減少する特性を持ってい
るため、プローブピン５０１による加圧力が加えられる
と、対応する電極５２１，５２２が導通し電子部品１の
基板３への挿入が成功であることを検出することができ
る。

導通を利用した検出方法の一例として第２９図（ａ）に
示すように、基板の裏面に密接して配置される可撓性を
有する導電シート５２４と、電子部品５３１の端子ピン
５３２に対応した位置に開口部５２５を有する絶縁シー
ト５２６と、絶縁シート５２６の開口部５２５に対応し
た位置に個別に配置された電極５２９と、絶縁シート５
２３、絶縁板５２８、検出回路５３０から成り立ってお
り、電子部品５３１の端子ピン５３２をプリント基板５
３４の所定の挿入穴に挿入すると、第２９図（ｂ）に示
すように導電シート５２４が端子ピン５３２で圧下され
て下方に変形し、その変形部が絶縁シート５２６の開口
部５２５を介してその下の個別電極５２９に接触するこ
とにより回路の導通が完成し、端子ピン５３２が挿入穴
に所定位置まで挿入されたことが検出回路５３０で確認
されるというものがある。

この検出方法において、端子ピン５３２の先端が平担な
形状をした電子部品の場合は有効であるが、挿入率向上
を目的として端子ビン先端を鋭利な形状（例えばＶカッ
ト）にした電子部品を使用したものについては、絶縁シ
ートに損傷を与える恐れがちり、適用に制限がある。ま
た導電性シートが端子ピンによって撓まされ、狭い開口
部を介して電極と接触されるので導電性シートを電極と
接触させるだけの力が端子ピンに加わり、そのため端子
ピン径の細い本発明の対象部品等については端子ピンが
折れ曲ってしまう可能性がある。

本実施例では上記問題点にも対応でとる装置構成である
。

第３０図に示すプローブピン５０１は、電子部品ｌの端
子ピン２に接触してその押圧力を押しブロック５１７に
伝達させる。押しブロック５１７はさらにプローブピン
５０１による電極板５１８の損傷を防ぐと共に押圧力を
平均した力に分散させて加圧導電シート５２０に伝える
。

電極板５１８，５１９には各々第３２図（ａ）。

（ｂ）に示す電極パターンが加圧導電シート５２０側に
向いた面に形成されている。また電極板５１８について
は、プローブビン５０１の自重によって加圧導電シート
５２０に加圧されないよう、ポスト５３５を形成しこれ
を防止している。

従って第３１図（ａ）に示すように、端子ピン２が挿入
穴に円滑に挿入されると端子ピン２がプローブピン５０
１を下方に押しつけ、加圧導電シート５２０が加圧され
、加圧された付近が絶縁状態から導通状態に変わシ、電
極５２１，５２２間の導通が完成され電子部品１の挿入
が成功であることが検出できる。しかしながら、第３１
図（ｂ）に示すように、電子部品１の端子ピン２ａが挿
入穴に挿入されず折れ曲っているとグローブピン５０１
は下降せず加圧導電シート５２０は加圧されないので、
電極５２１，５２２間の導通は完成されず挿入不良と検
出される。

第３３図は全ての端子ピンが挿入された時に、加圧導電
ゴム５２０を介して形成される導通経路を示している。

上側の電極５１８を完線で、下側の電極５１９を破線で
示し、端子ピンからの圧力によυ加圧導電ゴムが短絡し
たことを示すために抵抗の記号を記入しである。上側お
よび下側の電極５１８゜５１９はそれぞれ互い違い２個
ずつバタン接続されているので、全ての端子ピンによる
加圧力が加えられた時は横一列の導通経路が構成され、
両端の電極５１９’、　５１９“に接続されている端子
Ｘ、、Ｙ間は導通となる。しかしこの横一列の経路の中
に１本でも挿入されていない端子があった場合、それに
対応した電極間が絶縁状態となるため端子Ｘｌ。

Ｙ間は絶縁となる。従って電子部品を挿入して全プロー
ブピンな基板穴に入れた状態で端子Ｘ、。

Ｘ２．・・・間の導通状態を調べることによって、その
電子部品に挿入不良ピンが含まれるかどうかを検査する
ことができる。

次に挿入後検査装置における検出ヘッド部と検出回路部
の接続構造に関して説明する。

上記検出ヘッド部５００における電極間の導通判定は、
電極５２１，５２２と接続する信号ケーブルを介して検
出回路に導かれ行われる。その際、電子部品１の端子ピ
ン２の数が多いと信号ケーブルの数も非常に増えてしま
い、本発明の対象部品の場合数十本の信号ケーブルを必
要とする。このように信号ケーブル数が増えると、検出
ヘッド部５００からの配線取出し方法が問題となる。こ
の場合信号ケーブルは検出ヘッド５００の上下運動や基
板ステージ３０の運動に際して完全に保護されている必
要があり、またノイズ等に対する検出の安定性からも多
数本の信号ケーブルを長々と取り廻すことは好ましくな
い。

第３４図は本発明による検出ヘッド部と検出回路部が一
体となった装置の断面を示す。第３・１図において、ガ
イド５１６とプレート５３６との間に、加圧導電７−ト
５２０とこれをはさむ２枚のフレキシブル基板５１８．
５１９　（電極板）が収納され検出ヘッド部５００を構
成する。検出回路部５４０はこの検出ヘッド部５００の
直下に配設されている。フレキシブル基板５１８，５１
９には周辺部から配線パタンを有する配線取出部５３７
，５３８がケーブル状に延長して形成されており、それ
ぞれ下方に屈曲して、検出回路基板５４１．５４１’上
に設けた基板コネクタ５．１２．５．４２’に接続され
る。検出回路基板５３９，５４１，５４１’から外部へ
接続するケーフルは、検出ヘッド部５００と検出回路部
５４０を搭載したペース５４３の小穴５４４を通って下
方へ導かれる。検出ヘッド部５００と検出回路部５４０
は、ペース５４３の下方に配設されたガイド部５４５と
シリンダ５４６からなる昇降機構５４７により上下運動
を行う。フレキシブル基板５１８，５１９からの配線取
出部５３７，５３８はペース５４３の周囲に装着したカ
バー５４８により保護され、外部に露出することはない
。

第３５図は検出回路部５４００回路構成を示す図で、５
４９は加圧導電シート５２０とフレキシブル基板５１８
，５１９の電極５２１，５２２によって構成されるスイ
ッチ群を表わす。アナログマルチプレクサ５５０　（Ｍ
Ｘ−１〜ＭＸ−８）は、入力信号九Ｂ、Ｃの組み合わせ
によって、Ｘ端子へのアナログ入力信号（十Ｖ）をＸ、
〜Ｘ、のどれか一つの端子に伝達する。デジタルマルチ
プレクサ５５１（ＤＭＸ）は、複数個あるアナログマル
チプレクサ５５０のうち動作するものを一つだけ信号Ｉ
によって選択する。以上の切替部がフレキシブル基板５
１８．５１９の電極５２１，５２２と加圧導電シート５
４９によって構成される直列状の導通経路に対応してこ
れらの中から検査を行う導通経路を選択する。

アナログマルチプレクサ５５０により選択された導通経
路の導通状態は反転回路５５２とトランジスタ５５３に
よシ増幅され出力される。このような回路を用いると、
外部への信号ケーブルの本数は数本に減少する。

（発明の効果）以上詳細に説明してきたように本発明によれば、多ピン
部品の平面上に連続して配された端子ピンの全てを一括
して高精度に矯正することができ、また全端子ピンをレ
ーザにより列ごとに一括して測定できるので全端子ピン
の位置に基づいた位置合わせと許容範囲を越えた曲がシ
を生じた端子ピンの検出が行え、最小二乗法によって全
てのピンと基板の位置関係を考慮に入れた位置合わせ補
正量を算出するのでよυ高精度に位置合わせをすること
ができ、更に多ピン部品を基板に挿入する際オンライン
で挿入異常を検出するので挿入不可能な端子ピンの破損
を未然に防止でき、多ビン部品の挿入後に基板裏側から
スルーホール内に全ての端子ピンが挿入されていること
を確認するので挿入不良が生じたまま次の工程へ進行す
ることを防止できるので、この種非常に多数の端子ピン
を持った電子部品のプリント基板への挿入工程における
、その成功率増大による工程の効率向上、製品および部
品自体に対する安全性向上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は本発
明装置による電子部品挿入工程フロー図、第３図は本発
明の実施例における制御部構成を示す図、第４図は端子
矯正部の機構を表した斜視図、第５図（ａ）、（ｂ）は
ブレードの移動と端子ピンの変形を示す図、第６図は端
子ピンに与える変形動作を示した図、第７図は１本の端
子ピンの変形特性を示した図、第８図は第７図に示す変
形特性を第６図の矯正動作に適用した時を表わす図、第
９図はレーザ光を利用した端子ピン測定の基本構成を示
す斜視図、第１０図は端子ピン測定における測定原理を
表した概念図、第１１図はレーザ光で端子ピンを測定し
た時の斜視図、第１２図はレーザ光による端子ピンの測
定状態を示す上面図、第１３図（ａ）　、　（ｂ）、第
１４図（ａ）　、　（ｂ）はレーザ光で端子ピンを走査
した模式図およびその時のレーザ光量と時間の関係を表
わすグラフ、第１５図および第１６図は測定方法の説明
図、第１７図社挿入不可能な端子ピンを含む場合の端子
ピン列を示す図、第１８図は端子ピンの基準位置からの
ずれを求める方法を説明するための図、第１９図はカメ
ラ測定時の穴位置と電子部品の位置関係を示した図、第
２０図は最小二乗による補正移動量算出法の概念を示す
図、第２１図はオンライン挿入異常検出を行うだめの構
成を示した斜視図、第２２図は振動部の断面図、第２３
図は挿入可と挿入不可の場合での加振周波数とそのとき
のヘッドの加速度振幅を表わしたグラフ、第２４図（ａ
）、（ｂ）は挿入可と挿入不可の場合での振動波形の周
波数分析図、第２５図は信号分析器の構成および動作原
理を示す図、第２６図は挿入後検査部の構成を示す斜視
図、第２７図は微動機構を示した模式図、第２８図は検
出ヘッド部の一部断面斜視図、第２９図（ａＬ　　（ｂ
）は導通を利用した検査装置例の断面図、第３０図、第
３１図（ａ）、（ｂ）は本実施例による検査ヘッドの断
面図、第３２図（ａ）、（ｂ）はフレキシブル基板上の
電極パターン図、第３３図は全端子ピン検査時に構成さ
れる導通経路を示す斜視図、第３４図は本発明による検
査ヘッド部と検出回路を収納する部分の縦断面図、第３
５図は検出回路部の回路構成図、第３６図は本実施例で
用いた電子部品の下面および側面図である。ｌ・・・電子部品、２・・・端子ピン、３・・・基板、
２０・・・挿入ヘッド、２７・・・モータ、３０・・・
基板ステージ、３１・・・テレビカメラ、３２・・・モ
ニタテレビ、３５・・・矯正部、３７・・・挿入後検査
部、１５０・・・矯正ツール、１５１・・・ブレード、
２０４・・・レーｆ　１ｌｌｌ　定ｉ　ノ投光部、２０
５・・・レーザ測定機の受光部、２０７・・・ダミーピ
ン、２１１・・・シャッター　２１４・・・ポリゴンミ
ラー　４０１・・・回転機構、４０２，４０３・・・波
ばね、４０６・・・加振装置、４０７・・・発振器、４
０９・・・加速度検出器、４１１・・・信号分析器、４
１９・・・判定器、５００・・・検査ヘッド、５０１・
・・プローブピン、５０３・・・ガイド機構、５０５，
５０６，５０７・・・モータ、５１７・・・押しブロッ
ク、５１８，５１９・・・電極板（フレキシブル基板）
、５２０・・・加圧導電シート、５２１，５２２・・・
電極、５３５・・・ポスト、５４０・・・検出回路部、
５３７．５３８・・・配線取出部、５３９，５４１，５
４１’・・・検出回路基板、５４２，５４２’・・・基
板コネクタ、５４３・・・ベース、５４５・・・ガイド
部、５４６・・・シリンダ、５４７・・・昇降機構、５
４８・・・カバー　５５０・・・アナログマルチプレク
サ、５５１・・・デジタルマルチプレクサ、５５３・・
・トランジスタ。（−ｔ：ＩＩＡ　＊Ｊｌ　、Ｊ、Ｊｌｌ　Ｉｆ！　５、
丁）ｖｌＪ面の浄書（内容に変更なし）８１図萬２図３１、テレビカメラ纂図第図（ＯＬ）（ｂ）為・図纂牛図／６２纂図第図集第図纂図図第　１３　　図（α）野間集／４− 図（α）（ｂ）纂図纂図時間集図纂図呻」シー。第！ｑ図纂図纂図心ＪΦ 纂図集ｑ図（ｂ）稟図第図（α）纂図集３牛図纂図（α）（ｂ）第ｓ図 × 集図手続補正書（方式）％式％多ピン部品の挿入方法および装置補正をする者１噂と１係　特許出願人名称（５１０１株式会社日立製作所代理人捕正の対象図面の全図捕正の内容願書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり（内容に変更なし）。

Claims

【特許請求の範囲】

１．ピングリッドアレイ状の端子を有する電子部品をプ
リント基板に設けられたスルーホールに挿入する方法に
おいて、電子部品の全ての端子先端位置をそのピッチが
等しくなるよう矯正し、次に矯正後の端子先端の位置を
測定し、端子先端位置が正しくないものがあれば上記矯
正を再び行い、そうでなければ更にプリント基板の挿入
されるスルーホール位置もその代表穴について測定し、
上記端子と穴の位置測定結果に基づいて電子部品と基板
を位置合わせし、しかる後に電子部品に振動を加えなが
らプリント基板に挿入して挿入可能な場合とそうでない
場合の電子部品の振動特性の違いにより挿入異常の検出
を行い、異常が検出されれば挿入を中止し、再び端子の
矯正からの動作をやり直すことを特徴とする電子部品の
挿入方法。
２．部品を把持したまま水平面内で回転可能かつ任意の
方向で位置決め停止可能なチャック機構と、部品を把持
した部分に任意の振幅、周波数で機械的に加振する機構
と、部品を含んだこれらの部分に上下に振動可能に支持
する機構と、電子部品と共に振動する部分の振動を検出
分析する手段を備えたヘッドを有し、ヘッドを上下に運
動して電子部品をプリント基板に挿入可能な昇降軸を有
し、更にヘッドを横方向に移動しかつ停止可能な位動機
構を有し、ヘッド挿入位置直下にはプリント基板を載せ
て直角二方向に移動し位置決め可能なステージ機構と、
ステージ上のプリント基板スルーホールをカメラでとら
えその位置を測定する手段と、同じくヘッド挿入位置に
て電子部品の一端子に横方向からレーザスキャン光を照
射してその位置を測定する手段を有し、上記ステージの
隣りにてかつヘッドが移動可能な位置に端子矯正装置を
設けたことを特徴とする電子部品の挿入装置。
３．請求項１記載の挿入方法において、挿入終了した電
子部品の端子がスルーホール内にあることを基板裏側か
ら検出することを特徴とする電子部品の挿入方法。
４．請求項２記載の挿入装置において、ヘッド挿入位置
直下にてプリント基板の裏側にあり、電子部品の端子ピ
ンと同数で同じ配置を持つプローブピンと、該プローブ
ピンにスルーホール内に挿入された端子ピン先端が接す
るとその圧力を検知する手段を有した検査ヘッドを有し
、該検査ヘッドのプローブピンをプリント基板の検査対
象スルーホールに位置合わせする微動機構および位置決
め終了後にプローブピンがスルーホール内の端子ピンに
接触するまで検査ヘッドを上昇する機構を備えたことを
特徴とする挿入装置。
５．帯状の薄い板を電子部品の端子と等しい間隔で多列
平行に植えつけた矯正ツールを電子部品の端子の各列に
押しあて、上記帯状板の植え付け方向と直角な方向に移
動して各端子に変形を与え、しかる後に矯正部全体を９
０゜回転して前と直角な方向に矯正を与える電子部品の
矯正方法において、まず端子の各列を精度良く矯正する
ために最小限必要な一定の矯正量Ｔだけ中心を境にして
一方向に変形させ、次に反対方向にＴだけ変形させ、再
後に各端子のスプリングバック量を見越した矯正量Ｓだ
け変形させて端子を所定の位置に揃える三段階の動作を
与えることを特徴とする端子矯正装置。
６．電子部品の端子の列方向と平行にレーザスポット光
を照射し、更に端子の列と直角方向にレーザスポット光
を走査することで各端子列によつて断続されたレーザ光
を集光してセンサで検出し、重なり合う端子の像の幅と
それらの間隔を測定し、一方向で全列の測定が完了した
後、電子部品を９０゜回転して前と直角な方向で同様に
測定することで全端子列の位置と幅を測定することを特
徴とする電子部品の端子測定方法。
７．請求項６記載の端子測定方法において、測定終了し
た端子列が隠れるようにレーザスキャン光を遮光するシ
ャッターを設けこれを移動することにより、測定を行う
端子列が常にレーザスキャン光の最外側になるようにし
たことを特徴とする電子部品の端子測定装置。
８．請求項６記載の端子測定方法において、測定する端
子列の付近にダミーピンを微動機構により接近させるこ
とで端子列とダミーピンの各走査像の一部を重ね合わせ
、その重なり合う走査像の寸法を測定し、次にダミーピ
ンをダミーピンの寸法だけレーザビームに垂直な方向に
平行移動させた後、再び上記二つの部品の走査像の寸法
を測定し、この二つの寸法とダミーピンの寸法を測定し
、この二つの寸法とダミーピンの寸法から部品の寸法を
計算することを特徴とする部品の寸法測定方法。
９．請求項６記載の端子測定方法において、測定される
各列の端子幅を挿入不可能な曲がり端子が含まれる場合
の列幅と比較することで各端子列に挿入不可能な曲がり
端子がないことを検出して端子破損を防ぐことを特徴と
する電子部品の挿入方法。
１０．請求項１記載の挿入方法において、複数の端子先
端と穴中心の位置測定データを用いて各端子と穴の中心
間距離の二乗和が最小となるよう電子部品およびプリン
ト基板の基準位置からの補正量を算出し、これに基づい
て位置合わせを行うことを特徴とする電子部品の挿入方
法。
１１．請求項１記載の挿入方法において、プリント基板
に挿入途中の電子部品に振動を加えこの振動状態を加速
度検出器で検出し、挿入不可能な端子が存在する場合に
生じる検出波形の振幅の変化または検出波形に含まれる
高次振動成分の増加のいずれか一方の現象が現われた時
に挿入異常として挿入を中止して端子破損を防ぐことを
特徴とする電子部品の挿入方法。
１２．請求項４記載の挿入装置において、検査ヘッドと
して端子ピンと一対一に対応したプローブピンと、プロ
ーブピンと同数の電極および、プローブピンの自重によ
る加圧防止用ポストを有する一対の可撓性プリント基板
と圧力の刺激に応じて抵抗変化を示す導電素子から成る
ことを特徴とする電子部品の端子挿入不良検査ヘッド。
１３．請求項１２記載の検査ヘッドにおいて、導電素子
の抵抗変化を検出する電気回路部を検査ヘッド部の直下
に配置し、前記可撓性プリント基の周辺部を延長して形
成した配線取出部を下方に屈曲して、検出回路基板上に
設けた基板コネクタに直接接続したことを特徴とする電
子部品の端子ピン挿入検出装置。