JPH0494600A - 電子部品装着方法及び装置 - Google Patents

電子部品装着方法及び装置

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JPH0494600A
JPH0494600A JP2212945A JP21294590A JPH0494600A JP H0494600 A JPH0494600 A JP H0494600A JP 2212945 A JP2212945 A JP 2212945A JP 21294590 A JP21294590 A JP 21294590A JP H0494600 A JPH0494600 A JP H0494600A
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electronic component
suction nozzle
mounting
imaging means
printed circuit
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Kotaro Karigane
針金　宏太郎
Kenichi Takahashi
賢一 高橋
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    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
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    • H05K13/0815—Controlling of component placement on the substrate during or after manufacturing

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１種々のチ・ノブ部品や面装着用ＩＣ等の電子
部品を高精度てプリント基板に装着することのできる電
子部品装着方法及び装置に関する。
（発明の概要） 本発明は、種々のチップ部品や面装着用ＩＣ等の電子部
品を高精度でプリント基板に装着することのできる電子
部品装着方法及び装置において、撮像手段を具備する画
像処理装置による電子部品の位置及び姿勢の認識後にお
ける吸着ノズルの動きを必要最小限とし、吸着状態の電
子部品の吸着ノズルに対するずれを無くし、高精度の装
着動作を実現したものである。
（従来の技術） 従来、本出願人提案の特開昭６２−２１４６９２号には
、吸着ノズルで吸着された電子部品のリードを撮像手段
を具備する画像処理装置で認識し、電子部品リートの位
置及び姿勢（回転）を補正して吸着ノズルによる電子部
品のプリント基板への装着を実行する電子部品装着装置
が開示されて与る。
（発明が解決しようとする課題） ところで、特開昭６２−２１４６９２号等の従来の電子
部品装着装置は、撮像手段の配置か任意的であり、すな
わち、吸着ノズルが電子部品を装着するために最終的に
移動すべきＸ−Ｙ平面内の装着座標位置とは全く無関係
な位置に撮像手段か配置されていた。このため、撮像手
段による電子部品の位置及び姿勢の認識後に、吸着ノズ
ルは位置決め停止中のプリント基板上に移動し、昇降し
て電子部品を装着する動作が必要てあった。
しかし、撮像手段を具備する画像処理装置による認識動
作後に、吸着ノズルで電子部品を吸着した状態でＸ−Ｙ
方向の移動を実行すると、大型の面装着用ＩＣでは吸着
ノズルに対するずれが生じ吸着位置及び姿勢がさらにず
れる恐れがあり、とくにＱＦＰ等のリード間隔が狭い電
子部品の場合には僅かなリードの位置及び姿勢のずれが
装着不良を引き起こす問題がある。
本発明は、上記の点に鑑み、電子部品の位置及び姿勢の
撮像手段を具備する画像処理装置による認識後における
吸着ノズルの動作を必要最小限に留めて装着精度の向上
を図った電子部品装着方法及び装置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） 上記目的を達成するために、本発明の電子部品装着方法
は、電子部品供給部で供給された電子部品を吸着ノズル
で吸着保持してＸ−Ｙテーブルにて支持されたプリント
基板上の指定位置に装着する場合において、Ｘ−Ｙ平面
内の装着作業位置上に移動後の前記吸着ノズルで保持さ
れた電子部品の位置及び姿勢を撮像手段を具備する画像
処理装置で認識し、この認識結果に基づいて前記Ｘ−Ｙ
テーブルを移動させて電子部品の前記指定位置への装着
を行っている。
また、本発明の電子部品装着装置は、電子部品を供給す
る電子部品供給部と、プリント基板を支持するＸ−Ｙテ
ーブルと、前記電子部品供給部で供給された電子部品を
吸着保持して前記プリント基板上の指定位置に装着する
吸着ノズルとを備えた構成において、 撮像手段か、Ｘ−Ｙ平面内における固定の装着作業位置
上に到着した前記吸着ノズルによって吸着されている電
子部品の位置及び姿勢を撮像可能な箇所に配設され、 前記Ｘ−Ｙテーブルは、前記プリント基板を前記撮像手
段の撮像動作を妨げないように退避させる動作と前記指
定位置の前記Ｘ−Ｙ平面内の座標を前記装着作業位置に
一致させる動作とを可能にする移動範囲を持つことを特
徴としている。
（作用） 本発明においては、Ｘ−Ｙ平面内の装着座標位置に到着
した吸着ノズルによって吸着されている電子部品の位置
及び姿勢を撮像手段を具備する画像処理装置で認識でき
、この認識後において吸着ノズルはＸ−Ｙ平面での位置
の移動は実行しない。
逆にプリント基板の方がＸ−Ｙテーブルの動作により移
動して来る。このため、電子部品を吸着している吸着ノ
ズル側の位置移動に伴う電子部品の（ｉ置ずれ、姿勢の
ずれ（回転方向のずれ）を無くし、高精度の電子部品装
着ができる。
（実施例） 以下、本発明に係る電子部品装着方法及び装置の実施例
を図面に従って説明する。
第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示す。
これらの図において、基台１上には種々のチップ部品（
リード無し又は面装着用のリードがあっても本数が少な
いもの）を供給するための電子部品供給部２Ａ及びＱＦ
Ｐ等の面装着用ＩＣを供給するための電子部品供給部２
Ｂが固定的に配置されている。電子部品供給部２Ａは、
テープフィーダ、スティックフィーダ等のチップ部品供
給用の供給ユニット３を多数並列配置したものであり、
各供給ユニット３は第１図−点鎖線Ｐで示す各ピックア
ップ位置にチップ部品を１個毎供給する機能を持つ。ま
た、電子部品供給部２Ｂは、ＱＦＰ等の面装着用ＩＣを
複数個トレイ上に配列しておき、トレイ上より１個毎取
り出して供給するトレイシーゲンサ４を具備し、やはり
第１図−点鎖線Ｐて示すビッツフップ位置に面装着用Ｉ
Ｃを１個毎供給する機能を持つ。
また、基台１上にはＸ　−’ｌ’チーフル５か固定され
ている。すなわち、Ｘ方向レール６上をＸ方向スライド
チーフル７か移動し、該Ｘ方向スライドテーブル７上に
固定のＹ方向レールＳ上を）・°方向スライドテーブル
９が移動するようになっている。
このＸ−Ｙテーブル５上、すなわちＹ方向スライドテー
ブル９上には、第２図及び第３図の如くプリント基板１
０を摺動自在に支える基板支持レール１１が固定されて
いる。図示は省略したか、基板支持レール１１に沿って
プリント基板１０を当該レールに対して位置決め固定す
る手段が設けられている。なお、第１図の仮想線の枠Ｑ
でプリント基板１０の最大移動範囲を示す。
一方、第２図及び第３図に示すように、基台１よりも高
い位置にＸ方向レール１６が支持され、該Ｘ方向レール
１６で摺動自在に支持されたＸ方向スライダ１６ＡにＹ
方向レール１５が固定されている。そして、Ｙ方向レー
ル１５により摺動自在に支持されたＹ方向スライダ１５
ＡにＸ−Ｙ装着ヘッド１７が固定支持されている。この
Ｘ　−’１’装着へｌド１７は電子部品を真空吸着する
ための吸着ノズル２０を具備している。
前記基台上の電子部品供給部２ＡとＸ−Ｙテーブル５と
の間には、吸着ノズル２０に真空吸着されたチップ部品
を撮像してその吸着位置及び姿勢を画像処理装置で認識
するための第１の撮像手段（例えばＣＣＤカメラ）１２
及びノズルチェンジステーション１３が配設されている
。ノズルチェンジ・ステーション１３はＸ−Ｙ装着ヘッ
ド１７が持つ吸着ノズル２０を着は替えるためのもので
、対象とする電子部品に応じて最適な径の吸着ノズル２
０を装着ヘッド１７が持つようにする。
さらに、基台１上には、ＱＦＰ等の面装着用ＩＣを撮像
して吸着位置及び姿勢を画像処理装置で認識するための
第２の撮像手段（例えばＣＣＤカメラ）２５が所定の位
置に固定的に配置されている。この第２の撮像手段２５
のＸ−Ｙ平面（水平面）内での所定の位置は、第１図に
示す如く、面装着用ＩＣを吸着保持した吸着ノズル２０
か＼Ｙ平面内の移動動作の結果到着する装着作業位置Ｒ
に一致するか、あるいは装着作業位置Ｒ上に到着した吸
着ノズル２０によって保持された面装着用ＩＣを画像と
して撮像手段が取り込み可能な位置である。装着作業位
置Ｒは、例えばＸ−’Ｙ−チーフル５の移動範囲の中心
とすることか、装着動作に際してのＸ−Ｙテーブル５の
移動景を少なくする上で望ましい。
なお、第２図及び第３図のように、基台１上の各機構部
分は装置の操作や作業に必要な開口部分を除いてカバー
２６で覆われ、Ｘ−Ｙテーブル５の基板支持レール１１
上には外部の基板搬入コンベア２７より基板搬入口２８
を介してプリント基板１０が供給され（但し、このとき
はＸ−Ｙテーブル５は第３図の左に寄った位置）、同様
に装着後のプリント基板１０は基板搬出口を介して外部
の基板搬出コンベアに排出されるようになっている。
以上の第１実施例の構成において、基板搬入コンベア２
７側より供給されたプリント基板１０はＸ−Ｙテーブル
５上の基板支持し−ル１１で支持され、該し−ル１１に
対し予め決められた位置に位置決めされる。そして、Ｘ
−Ｙテーブル５は第１図において第１の撮像手段１２に
最も近接した予め決められた定位置にて停止する。
このＸ＞Ｙテーブル５が停止した状態でまず電子部品供
給部２Ａから供給されるチップ部品の装着動作を吸着ノ
ズル２０のＸ−Ｙ平面内の移動を含む動きによって実行
する。すなわち、第４図（イ）のように吸着ノズル２０
は電子部品供給部２Ａのうちの指定された供給ユニット
３のピックアップ位置Ｐ上に移動し、その後チップ部品
３０を吸着保持して第４図（ロ）の如く第１の撮像手段
１２上に吸着ノズル２０は移動する。
第４図（ロ）の状態で第１の撮像手段１２はチップ部品
３０を撮像して当該チップ部品の吸着位置及び姿勢（回
転）を画像処理装置で認識する。すなわち、撮像手段１
２の画像信号を画像処理する二とにより第５図のように
吸着ノズル２０の中心点とチップ部品３０の中心点との
位置ずれ（Ｘ方向のずれ量ΔＸ、）′方向のずれ量ΔＹ
）及び姿勢のずれ（回転方向のずれ量Δθ）を算出する
。そして、第４図（ハ〉のように、予め決められた定位
置に停止するＸ−Ｙテーブル５上の基板支持トール１１
で定位置に支持されたプリント基板１０上の本来の装着
指定位置の座標から前記ずれ量ΔＸ、ΔＹを加えて補正
し、かつ回転方向の位置も前記ずれ量Δθを加えて補正
して当該プリント基板１０への装着動作を実行する。
このようなチップ部品３０の装着動作は従来の電子部品
装着方法と同様であって、吸着ノズル２０のＸ−Ｙ平面
内の移動の際にチップ部品３０が吸着ノズルに対してず
れる可能性があるが、チップ部品３０の電極の幅もしく
は電極の間隔は比較的大きく、吸着ノズル２０の移動の
際の位置ずれは無視しても装着ミスにはつながらない。
上述のチップ部品３０の装着後、ＱＦＰ等の面装着用Ｉ
Ｃのプリント基板１０への装着を実行する。すなわち、
第６図（イ）のように吸着ノズル２０は電子部品供給部
２ＢのビＩクア・・ノア位置Ｐ上に移動し、その後面装
着用ＩＣ４０を吸着保持して第６図（ロ）の如く第２の
撮像手段２５上の装着作業位置Ｒ上に吸着ノズル２０は
移動する。
またこの際、供給部から吸着された面装着用ＩＣ４０を
所定の装着姿勢の角度θに一致させる回転動作を行う。
以後、吸着ノズル２０はＸ−Ｙ方向の移動は行わない。
この際、Ｘ−Ｙテーブル５はプリント基板１０等が第２
の撮像手段２５による面装着用ＩＣ４０の画像取り込み
の妨げとならないように端の方に移動している。
そして、第６図（ロ）の状態で第２の撮像手段２５は面
装着用ＩＣ４０を撮像して当該面装着用ＩＣのリード４
１の部分をも考慮した吸着位置及び姿勢（回転）を画像
処理装置が認識する。すなわち、撮像手段２５の画像信
号を画像処理装置にて画像処理することにより第７図の
ように吸着ノズル２０の中心点と面装着用ＩＣ４０の中
心点との位置ずれ（Ｘ方向のずれ量ΔＸ、Ｙ方向のずれ
量Δ）′）及び姿勢のずれ（回転方向のずれ量Δθ）を
算出する。そして、面装着用ＩＣ４０のプリント基板１
０上の装着指定位置の座標から求められるＸ−Ｙテーブ
ル５の移動量から前記すれ量ΔＸ、ΔＹを加えて補正し
た量だけ前記Ｘ　−Ｙテーブル５を移動させ、第８図矢
印Ｓのように吸着ノズル２０を補正回転して現状の姿勢
から前記ずれ景Δθを加えて補正し、第８図の如くプリ
ント基板１０上の指定位置と面装着用ＩＣ４０の位置と
を正確に一致させてから吸着ノズル２０が矢印Ｔのよう
に下降する二とにより装着動作を実行する。装着後は吸
着ノズル２０は上昇位置に復帰して待機状態になり、所
要の電子部品を装着したプリント基板１０はＸ−Ｙテー
ブル５から基板搬出口を介して基板搬出コンベアに排出
される。
なお、プリント基板１０側の電子部品の装着指定位置に
は予めクリームはんだ、導電性接着剤又は仮止め用接着
剤が印刷塗布されている。
この第１実施例の場合、第２の撮像手段２５による面装
着用ＩＣ４０の認識後、吸着ノズル２０は微少角度の補
正旋回動（乍と昇降動作のみを行うだけて゛あり、前記
認識動作後の面装着用ＩＣ４０の位置すれを実質的に無
くすることができ、高精度で面装着用ＩＣ４０をプリン
ト基板１ｏの指定位置に装着する二とができる。
第９図は本発明の第２実施例を示す。この場合、ｘ　−
Ｙテーブル５Ａは、補正回転機能と昇降機能とを具備し
ている。すなわち、Ｘ方向スライドテーブル９上に回転
テーブル４１が搭載され、さらにその上に昇降テーブル
４２が取り付けられている。したがって、プリント基板
１０を支える基板支持レール１１及びプリント基板１０
を位置決め固定する手段は昇降テーブル４２上に取り付
けられることになる。
なお、その他の構成は前述の第１実施例と同様であるに の第２実施例において、装着作業位置Ｒに到着した吸着
ノズル２０が保持している面装着用■Ｃ４０を撮像した
撮像手段２５の画像信号を画像処理することにより第７
図のように吸着ノズル２０の中心点と面装着用ＩＣ４０
の中心点との位置ずれ（Ｘ方向のずれ量ΔＸ、Ｙ方向の
ずれ量ΔＹ）及び姿勢のすｉ″Ｌ（回転方向のずれ量Δ
θ）を算出−１固装着用Ｉ　ｃ　４０のプリント基板１
０上の装着指定位置の座標から求められるＸ　−’Ｉ’
テーブル５Ａの移動量から前記すれ量ΔＸ、ΔＹを加え
て補正した量だけ前記Ｘ　−ｙテーブル５Ａを移動させ
、さらに回転テーブル４１を補正回転して基板支持レー
ル１１がＸ方向に平行な現状の姿勢がら前記すれ量Δθ
を加えて補正し、プリント基板ｌＯ上の指定位置と面装
着用ＩＣ４０の位置とを正確に一致させてがら昇降テー
ブル４２が上昇することにより装着動作を実行する。装
着後、昇降チーフル４２は下降し、前記回転テーブル４
１は基板支持レール１１がＸ方向に平行となる如く戻る
。
この第２実施例の場合、Ｘ−Ｙ平面内の装着作業位置Ｒ
上に到着した後、吸着ノズル２ｏは動がずに面装着用Ｉ
Ｃ４０を吸着保持して待機していれば良く、第２の撮像
手段２５で認識後に面装着用ＩＣ４０の位置ずれが発生
することは皆無とななお、第２実施例に示したｘ　−Ｙ
テーブル５Ａから昇降テーブル４２を省略し、回転テー
ブル４１上に基板支持し−ル１１及び位置決め手段を設
けるようにし、第２の撮像手段２５による面装着用ＩＣ
４０の認識後に吸着ノズル２０側で昇降動作のみを実行
する構成としても良い。
上述の実施例では、第２の撮像手段２５の視野が充分広
く、基台１上に固定されている場合を例示したが、第２
の撮像手段２５の視野が狭いときにはこれを移動させる
必要性がある。第１０図に示す本発明の第３実施例は第
２の撮像手段２５の視野が狭い場合に適した構成を示す
。この場合、基台１上に所要の移動範囲を持つ小型のＸ
−Ｙテーブル４５の底部が固定され、該Ｘ−Ｙテーブル
４５上に第２の撮像手段２５が固定されている。
そして、第２の撮像手段２５が動くことにより面装着用
ＩＣ４０の必要部分を写し、やはり第７図のような吸着
ノズル２０の中心点と面装着用ＩＣ４０の中心点との位
置ずれ（Ｘ方向のずれ量ΔＸ、Ｘ方向のずれ量ΔＹ）及
び姿勢のすれ（回転方向力ずれ量Δθ）を求める。なお
、第２の撮像手段２５か動くこと以外の構成は前述の第
１実施例と同様で良い。
なお、第２の撮１象手段２５による面装着用ＩＣ４０の
認識時においてはＸ　−’ｒ’テーブル５は遊んでいる
ので、第２の撮像手段２５をＸ−Ｙテーブル５の周縁に
取り付けることも可能である。但し、Ｘ−Ｙテーブル５
の移動範囲３第１図の場合よりも大きくして第２の撮像
手段２５が吸着ノズル２０の装着作業位置Ｒの近傍に位
置できるようにする必要がある。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、Ｘ−Ｙ平面内の
装着作業位置上に到着した吸着ノズルによって吸着され
ている電子部品の位置及び姿勢を撮像手段を具備する画
像処理装置によって認識した後、吸着ノズルはＸ−Ｘ方
向の移動を行わないため、吸着ノズルに対する電子部品
の位置ずれ及び回転方向のずれを防止して高精度の装着
動作を実施できる。とくに、ＱＦＰ等のリート本数の多
い面装着用ＩＣの装着に適用した場合の効果は極めて大
きい。
【図面の簡単な説明】
第１Ｉ２Ｉは本発明に係る電子部品装着方法及び装置の
第１実施例を示す平面図、第２図は同正面図、第３図は
同側面図、第４図は第１実施例で千７７′部品を装着す
るときの動（を説明図、第５図はチップ部品の位置及び
姿勢補正量の１例を示す説明図、第６図は第１実施例に
おいて面装着用ＩＣを吸着ノズルでピックアップして面
装着用ＩＣの位置及び姿勢を撮像手段を具備する画像処
理装置で認識するときの動作説明図、第７図は面装着用
ＴＣの位置及び姿勢補正量の１例を示す説明図、第８図
は面装着用ＩＣをプリント基板に装着する際の動作説明
図、第９図は本発明の第２実施例を示す要部側面図、第
１０図は本発明の第３実施例を示す要部側面図である。 １・・・基台、２Ａ、２Ｂ・・電子部品供給部、５５Ａ
−、Ｘ−Ｙテーブル、１０　プリント基板、１１　基板
支持レール、１２．２５　・撮像手段、〕７　装着ハ、
・ド、２０　吸着ノズル、３０・千／フ部品、４０　面
装着用Ｔ　０１４１　回転チーフル、４２・昇降テーブ
ル、Ｒ装着作業位置。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）電子部品供給部で供給された電子部品を吸着ノズ
    ルで吸着保持してＸ−Ｙテーブルにて支持されたプリン
    ト基板上の指定位置に装着する電子部品装着方法におい
    て、Ｘ−Ｙ平面内の装着作業位置上に移動後の前記吸着
    ノズルで保持された電子部品の位置及び姿勢を撮像手段
    を具備する画像処理装置で認識し、この認識結果に基づ
    いて前記Ｘ−Ｙテーブルを移動させて電子部品の前記指
    定位置への装着を行う電子部品装着方法。
  2. （２）前記撮像手段を具備する画像処理装置による認識
    後、前記吸着ノズルは補正回転及び昇降動作のみを行う
    請求項１記載の電子部品装着方法。
  3. （３）前記Ｘ−Ｙテーブルは補正回転機能を持ち、前記
    撮像手段を具備する画像処理装置による認識後、前記吸
    着ノズルは昇降動作のみを行う請求項１記載の電子部品
    装着方法。
  4. （４）前記Ｘ−Ｙテーブルが昇降及び補正回転機能を持
    ち、前記撮像手段を具備する画像処理装置による認識後
    、前記吸着ノズルは移動の停止状態を継続する請求項１
    記載の電子部品装着方法。
  5. （５）電子部品を供給する電子部品供給部と、プリント
    基板を支持するＸ−Ｙテーブルと、前記電子部品供給部
    で供給された電子部品を吸着保持して前記プリント基板
    上の指定位置に装着する吸着ノズルとを備えた電子部品
    装着装置において、撮像手段が、Ｘ−Ｙ平面内における
    固定の装着作業位置上に到着した前記吸着ノズルによっ
    て吸着されている電子部品の位置及び姿勢を撮像可能な
    箇所に配設され、 前記Ｘ−Ｙテーブルは、前記プリント基板を前記撮像手
    段の撮像動作を妨げないように退避させる動作と前記指
    定位置の前記Ｘ−Ｙ平面内の座標を前記装着作業位置に
    一致させる動作とを可能にする移動範囲を持つことを特
    徴とする電子部品装着装置。
  6. （６）前記撮像手段が所要範囲で移動自在である請求項
    ５記載の電子部品装着装置。
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