JPH05191097A - Pressure control device of component mounting device - Google Patents

Pressure control device of component mounting device

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JPH05191097A
JPH05191097A JP4201154A JP20115492A JPH05191097A JP H05191097 A JPH05191097 A JP H05191097A JP 4201154 A JP4201154 A JP 4201154A JP 20115492 A JP20115492 A JP 20115492A JP H05191097 A JPH05191097 A JP H05191097A
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electronic component
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suction head
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仁夫 富樫
Masahiko Hashimoto
昌彦 橋本
Akira Sakaguchi
明 阪口
Michio Kunimitsu
道生 国光
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Abstract

PURPOSE:To provide a component mounting device of simple structure which is able to accurately control pressure applied onto a component. CONSTITUTION:In a component mounting device which mounts an electronic component on the surface of a printed board with a suction head mechanism 4 linked to a head lift mechanism, a pressure sensor 6 is provided to measure pressure which acts on the electronic component attendant on a mounting operation, a microcomputer 1 forms control signals corresponding to the difference between a target value and a measured value of pressure applied onto the electronic component, and a head lift motor 51 is controlled in rotary speed basing on the control signal concerned.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体チップ等
の電子部品や脆性材料からなる微小チップ部品等、加圧
力に対して脆弱な各種部品を、プリント基板等の装着面
上の所定位置に装着するための部品装着装置に関し、特
に、部品装着時の加圧力を制御する装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides various kinds of parts, such as electronic parts such as semiconductor chips and minute chip parts made of brittle material, which are vulnerable to pressure, at predetermined positions on a mounting surface such as a printed circuit board. The present invention relates to a component mounting device for mounting, and particularly to a device for controlling a pressing force when mounting a component.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プリント基板上の所定位置に電子
部品を自動的に表面実装する装置においては、電子部品
を真空吸着するための吸着ノズルを具えた吸着ヘッド機
構が装備され、該吸着ヘッド機構は、X軸、Y軸及びZ
軸方向の移動制御が可能な往復装置に取り付けられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for automatically surface-mounting an electronic component at a predetermined position on a printed circuit board is equipped with a suction head mechanism having a suction nozzle for vacuum-sucking the electronic component. The mechanism is X-axis, Y-axis and Z
It is attached to a reciprocating device capable of axial movement control.

【0003】上記表面実装装置を用いた表面実装におい
ては、先ず吸着ヘッド機構を電子部品供給装置の部品供
給部へ移動させて、吸着ノズルによって電子部品を真空
吸着し、その後、該電子部品をプリント基板の上方位置
まで移動させ、更に、該吸着ヘッド機構を降下せしめ
て、電子部品をプリント基板表面の所定位置に設置す
る。
In surface mounting using the above-mentioned surface mounting apparatus, first, the suction head mechanism is moved to the component supply section of the electronic component supply device, the electronic component is vacuum-sucked by the suction nozzle, and then the electronic component is printed. The electronic head is moved to a position above the board, the suction head mechanism is lowered, and the electronic component is set at a predetermined position on the surface of the printed board.

【0004】そして、電子部品がプリント基板に接触し
た時点で、更に吸着ヘッド機構を下方へ駆動して、電子
部品を基板表面の接着層或いは半田ペースト層へ押し付
け、該電子部品をプリント基板に固定或いは仮固定す
る。
When the electronic component comes into contact with the printed circuit board, the suction head mechanism is further driven downward to press the electronic component against the adhesive layer or the solder paste layer on the surface of the substrate to fix the electronic component to the printed circuit board. Or temporarily fix it.

【0005】その後、吸着ヘッド機構を部品供給装置上
へ復帰せしめて、次の電子部品の表面実装動作に移行す
るのである。
After that, the suction head mechanism is returned to the component supply device, and the operation for surface mounting the next electronic component is started.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の表面
実装装置においては、吸着ヘッド機構の昇降動作は、カ
ム機構の駆動によって行なわれている。ここで、カム機
構は、部品供給装置上の電子部品に吸着ノズルを押し当
てる際、及び、吸着した電子部品をプリント基板に押し
付ける際、電子部品に過度の衝撃力や加圧力が作用しな
い様、カム曲線が設計されている。
By the way, in the conventional surface mounting apparatus, the lifting / lowering operation of the suction head mechanism is performed by driving the cam mechanism. Here, the cam mechanism, when the suction nozzle is pressed against the electronic component on the component supply device, and when the sucked electronic component is pressed against the printed circuit board, so that excessive impact force or pressure does not act on the electronic component, The cam curve is designed.

【0007】しかしながら、近年の電子部品の種類の多
様化に伴って、電子部品の形状、寸法(厚さ)、及び材質
は多岐に亘っている。例えばIC(LSI)ベアチップの
如き繊細な電子部品も出現しており、表面実装装置によ
って表面実装すべき電子部品の機械的性質は、電子部品
の種類によって大きく異なる。
However, with the recent diversification of types of electronic parts, the shapes, dimensions (thicknesses) and materials of electronic parts are diverse. For example, delicate electronic parts such as IC (LSI) bare chips have appeared, and the mechanical properties of electronic parts to be surface-mounted by a surface-mounting device greatly differ depending on the type of electronic parts.

【0008】従って、表面実装装置を用いた表面実装に
おいては、電子部品の種類毎に、吸着保持の際、及び表
面実装時に作用する加圧力を適切な値に制限する必要が
ある。
Therefore, in the surface mounting using the surface mounting apparatus, it is necessary to limit the pressure applied to each of the electronic components at the time of suction holding and at the time of surface mounting to an appropriate value.

【0009】そこで、表面実装装置として、吸着ヘッド
機構をリニアモータで駆動するもの(特開昭60-66500、
特開昭63-232496)、圧縮ばねを駆動源として用いるもの
(特開昭63-22292)、電空レギュレータを利用するもの
(特開平1-246899)等が提案されている。
Therefore, as the surface mounting device, a device in which the suction head mechanism is driven by a linear motor (Japanese Patent Laid-Open No. 60-66500,
JP 63-232496), using a compression spring as a drive source
(JP-A-63-22292), which uses an electropneumatic regulator
(Japanese Patent Laid-Open No. 1-246899) and the like have been proposed.

【0010】ところが、リニアモータによる駆動方式を
採用した装置においては、装置が複雑で、大重量となる
問題がある。又、圧縮ばねを用いた装置や、電空レギュ
レータを利用した装置では、実際に電子部品に作用する
加圧力を正確に制御することが困難である。
However, the apparatus employing the linear motor drive system has a problem that the apparatus is complicated and heavy. In addition, it is difficult to accurately control the pressing force actually applied to the electronic component in the device using the compression spring and the device using the electropneumatic regulator.

【0011】本発明の目的は、部品に作用する加圧力を
正確に制御することが出来る簡易な構成の部品装着装置
を提供することである。
An object of the present invention is to provide a component mounting apparatus having a simple structure capable of accurately controlling the pressure applied to the component.

【0012】[0012]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る部品装着装置
における加圧力制御装置は、部品に作用させるべき加圧
力の目標値を設定する目標値設定手段と、実際の装着動
作によって部品に作用する加圧力を測定する測定手段
と、前記加圧力の目標値に対する測定値の偏差に応じて
加圧機構を駆動する駆動制御手段とを具えている。
A pressing force control device in a component mounting apparatus according to the present invention applies a target value setting means for setting a target value of a pressing force to be applied to a component and an actual mounting operation to the component. And a drive control means for driving the pressurizing mechanism according to the deviation of the measured value from the target value of the pressing force.

【0013】又、電子部品の表面実装を行なう部品装着
装置においては、電子部品を吸着保持すべき吸着ヘッド
機構と、該吸着ヘッド機構をプリント基板に向けて往復
移動させる往復装置とを具え、該往復装置によって前記
加圧機構が構成される。
A component mounting apparatus for surface mounting electronic components includes a suction head mechanism for sucking and holding electronic components, and a reciprocating device for reciprocating the suction head mechanism toward a printed circuit board. The reciprocating device constitutes the pressing mechanism.

【0014】前記目標値設定手段には、ステップ状の波
形、又は、加圧力の立上りが最終目標値に向かって漸増
するランプ状若しくは或いは一次遅れ状の波形が、加圧
力の目標値として設定されている。
In the target value setting means, a step-like waveform or a ramp-like or first-order lag-like waveform in which the rising of the pressing force gradually increases toward the final target value is set as the target value of the pressing force. ing.

【0015】尚、本発明に係る部品装着装置における加
圧力制御装置は、例えば加圧力の検出値に基づいて加圧
機構を目標値に制御するフィードバック制御系によって
実現される。
The pressing force control device in the component mounting apparatus according to the present invention is realized by, for example, a feedback control system that controls the pressurizing mechanism to a target value based on the detected value of the pressing force.

【0016】[0016]

【作用】上記部品装着装置によって、装着面上の部品を
装着面側へ加圧して、該部品を装着面に圧着せしめる
際、該部品に作用する加圧力は、例えばステップ状の波
形を有する目標値の入力に応じて増大し、目標値に達す
るまでの加圧力の変化が検知される。そして、検知され
た加圧力と目標値との偏差が算出され、該偏差に応じた
制御信号がリアルタイムに加圧機構へフィードバックさ
れて、加圧力の調整が行なわれるのである。
When the component mounting apparatus presses the component on the mounting surface toward the mounting surface and presses the component onto the mounting surface, the pressing force acting on the component is, for example, a stepped waveform target. The value increases according to the input of the value, and the change in the pressing force until the target value is reached is detected. Then, a deviation between the detected pressing force and the target value is calculated, and a control signal corresponding to the deviation is fed back to the pressurizing mechanism in real time to adjust the pressing force.

【0017】この結果、加圧力は、目標値に対して可及
的に追随した値に制御され、過度な加圧力の作用による
部品の損傷が防止される。
As a result, the pressing force is controlled to a value that follows the target value as much as possible, and damage to parts due to the action of excessive pressing force is prevented.

【0018】尚、加圧力の目標値としてランプ状或いは
一次遅れ状の波形を設定すれば、例えば部品或いは部品
装着面が極めて高い硬度を有する資材から構成されてい
る場合でも、部品が受ける加圧力の立上りは緩やかとな
り、過大なオーバシュートの発生が防止される。
If a ramp-shaped or first-order lag waveform is set as the target value of the pressing force, even if the parts or the parts mounting surface is made of a material having extremely high hardness, the parts receive the pressing force. Rises slowly, and excessive overshoot is prevented from occurring.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明に係る部品装着装置における加圧
力制御装置によれば、単に加圧力測定手段を含むフィー
ドバック制御系を形成しただけの簡易な構成によって、
部品に作用する加圧力を正確に制限することが出来る。
According to the pressing force control device in the component mounting apparatus of the present invention, the feedback control system including the pressing force measuring means is simply formed to realize a simple structure.
It is possible to accurately limit the pressure applied to the parts.

【0020】[0020]

【実施例】図4乃至図8は、本発明を実施すべき電子部
品表面実装装置の具体的な構成を示しており、先ず該装
置のメカニズムについて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 4 to FIG. 8 show a specific structure of an electronic component surface mounting apparatus for carrying out the present invention. First, the mechanism of the apparatus will be described.

【0021】図4に示す如く表面実装装置(2)は、機台
上に、プリント基板(31)を搬送するための一対のコンベ
ヤ(32)(33)を具えると共に、電子部品を載置するための
部品トレイ(30)を具え、更にコンベヤ(32)(33)を挟んで
両側には、テープ(38)に収容された電子部品を1ピッチ
ずつ送るテープフィーダユニット(37)と、電子部品を縦
積みした状態で収納する部品マガジン(39)を配置してい
る。
As shown in FIG. 4, the surface mounting apparatus (2) is provided with a pair of conveyors (32) (33) for transporting the printed circuit board (31) on the machine base and mounting electronic parts. And a tape feeder unit (37) for feeding the electronic parts housed in the tape (38) one pitch at a time on both sides of the conveyor (32) (33) with a parts tray (30) for There is a parts magazine (39) that stores the parts vertically stacked.

【0022】電子部品を吸着保持するための吸着ヘッド
機構(4)をX軸方向及びY軸方向へ移動させるX−Yテ
ーブルは、機台上にY軸方向へ架設された一対のY軸方
向ガイド体(35)(36)と、該ガイド体に摺動可能に係合し
Y軸方向に駆動されるX軸方向ガイド体(34)とを具え、
吸着ヘッド機構(4)は、X軸方向ガイド体(34)上にX軸
方向へ往復駆動可能に取り付けられている。
The XY table for moving the suction head mechanism (4) for sucking and holding electronic parts in the X-axis direction and the Y-axis direction is a pair of Y-axis directions which are erected on the machine base in the Y-axis direction. A guide body (35) (36) and an X-axis direction guide body (34) slidably engaged with the guide body and driven in the Y-axis direction,
The suction head mechanism (4) is mounted on the X-axis direction guide body (34) so as to be capable of reciprocating in the X-axis direction.

【0023】吸着ヘッド機構(4)は、図5に示す如くX
軸方向ガイド体(34)上にヘッド昇降機構(5)を介して保
持されている。ヘッド昇降機構(5)は、X軸方向ガイド
体(34)に対して摺動可能に係合したZ軸方向ガイド体(5
3)を具え、該Z軸方向ガイド体(53)には、一対の軸受(5
5)(56)によって垂直に支持されたボールねじ(52)が配置
されている。該ボールねじ(52)には、Z軸方向ガイド体
(53)に摺動可能に係合して上下動を案内された昇降ブロ
ック(54)が螺合している。
As shown in FIG. 5, the suction head mechanism (4) is X-shaped.
It is held on the axial guide body (34) via a head lifting mechanism (5). The head lifting mechanism (5) includes a Z-axis direction guide body (5) slidably engaged with the X-axis direction guide body (34).
3), and a pair of bearings (5
5) A ball screw (52) is arranged vertically supported by (56). The ball screw (52) has a Z-axis direction guide body.
An elevating block (54) slidably engaged with (53) and guided for vertical movement is screwed.

【0024】ボールねじ(52)の上端部には、Z軸方向ガ
イド体(53)上に設置されたモータ(51)が連結されてい
る。又、昇降ブロック(54)には、吸着ヘッド機構(4)に
突設した支持アーム(40)が固定されている。
A motor (51) installed on the Z-axis direction guide body (53) is connected to the upper end of the ball screw (52). A support arm (40) protruding from the suction head mechanism (4) is fixed to the lifting block (54).

【0025】従って、モータ(51)の駆動によってボール
ねじ(52)が回転すると、ねじ推力によって昇降ブロック
(54)が昇降駆動され、これに伴って吸着ヘッド機構(4)
が昇降することになる。
Therefore, when the ball screw (52) is rotated by the drive of the motor (51), the lifting block is lifted by the screw thrust.
The (54) is driven up and down, and along with this, the suction head mechanism (4)
Will move up and down.

【0026】吸着ヘッド機構(4)は、図6に示す如く支
持アーム(40)に軸受(401)(402)を介して垂直に支持され
た外筒(44)を具え、該外筒(44)の内部に内筒(45)が配置
され、外筒(44)に対して軸方向の移動が可能で且つ相対
回転不能に係合している。
As shown in FIG. 6, the suction head mechanism (4) comprises an outer cylinder (44) vertically supported by a support arm (40) via bearings (401) (402). ), The inner cylinder (45) is arranged inside, and is engaged with the outer cylinder (44) so as to be axially movable and non-rotatable.

【0027】内筒(45)の中央孔(46)は図示省略する真空
ポンプに連繋している。又、内筒(45)の下端部には、吸
着ノズル(41)を挟圧保持する一対の挟圧アーム(42)(42)
が取り付けられている。
The central hole (46) of the inner cylinder (45) is connected to a vacuum pump (not shown). Further, a pair of pinching arms (42) (42) for pinching and holding the suction nozzle (41) is provided at the lower end of the inner cylinder (45).
Is attached.

【0028】外筒(44)の下端部に一体に設けたドラム部
材(49)の開口端面には、図7に示す如き円板状のバネ板
部材(61)が外周部にてねじ止め固定され、該バネ板部材
(61)の内周部は、内筒(45)にねじ止め固定されている。
又、バネ板部材(61)の表面にストレインゲージ(62)(62)
が貼着され、後述の如く電子部品に対する衝撃力或いは
加圧力を測定するための圧力センサー(6)を構成してい
る。
A disk-shaped spring plate member (61) as shown in FIG. 7 is screwed and fixed at the outer peripheral portion to the opening end surface of the drum member (49) integrally provided at the lower end portion of the outer cylinder (44). The spring plate member
The inner peripheral portion of the (61) is screwed and fixed to the inner cylinder (45).
In addition, the strain gauges (62) (62) are attached to the surface of the spring plate member (61).
Is adhered to form a pressure sensor (6) for measuring the impact force or the applied pressure to the electronic component as described later.

【0029】前記一対の挟圧アーム(42)(42)は、図8の
如く内筒(45)の下端部に枢支連結され、両アーム間にス
プリング(43)が張設されている。これによって、吸着ノ
ズル(41)は、両挟圧アーム(42)(42)によって着脱可能に
挟圧保持され、保持された状態で、ノズル孔は内筒(45)
の中央孔(46)と連通することになる。
The pair of pinching arms (42, 42) are pivotally connected to the lower end of the inner cylinder (45) as shown in FIG. 8, and a spring (43) is stretched between both arms. As a result, the suction nozzle (41) is removably clamped and held by both clamping arms (42) and (42), and in the state where it is retained, the nozzle hole has the inner cylinder (45).
It will communicate with the central hole (46) of the.

【0030】尚、図6の如く、外筒(44)にはタイミング
ベルト(48)によって駆動されるプーリ(47)が取り付けら
れており、図示省略する駆動機構によって外筒(44)を所
定角度だけ回転させて、吸着ノズル(41)に保持した電子
部品(3)の向きを任意に変えることが可能となってい
る。
As shown in FIG. 6, a pulley (47) driven by a timing belt (48) is attached to the outer cylinder (44), and the outer cylinder (44) is rotated at a predetermined angle by a drive mechanism (not shown). The direction of the electronic component (3) held by the suction nozzle (41) can be arbitrarily changed by rotating the electronic component (3) by only rotating it.

【0031】上記表面実装装置(2)は、図1に示すマイ
クロコンピュータ(1)によって動作が制御されている。
即ち、表面実装装置(2)の昇降駆動用モータ(51)の制御
においては、圧力センサー(6)の出力信号がA/D変換
器(13)を介してマイクロコンピュータ(1)へ供給され、
これに応じてマイクロコンピュータ(1)がモータ制御信
号を作成し、該信号はD/A変換器(11)を介してモータ
ドライバー(12)へ送られ、これによってモータ(51)の回
転が制御されることになる。
The operation of the surface mount device (2) is controlled by the microcomputer (1) shown in FIG.
That is, in the control of the elevation drive motor (51) of the surface mount device (2), the output signal of the pressure sensor (6) is supplied to the microcomputer (1) via the A / D converter (13),
In response to this, the microcomputer (1) creates a motor control signal, and this signal is sent to the motor driver (12) via the D / A converter (11), which controls the rotation of the motor (51). Will be done.

【0032】以下、圧力センサー(6)の検出信号に基づ
くモータ(51)の制御について説明する。尚、モータ(51)
の制御は、電子部品(3)がプリント基板(31)の表面に衝
突して衝撃力が発生する時点の前後で、前半の速度制御
と後半の圧力制御の2つから構成される。
The control of the motor (51) based on the detection signal of the pressure sensor (6) will be described below. The motor (51)
The control of (1) is made up of two speed control in the first half and pressure control in the second half before and after the time when the electronic component (3) collides with the surface of the printed circuit board (31) and an impact force is generated.

【0033】速度制御 本実施例の速度制御においては、前記吸着ヘッド機構
(4)によって保持した電子部品(3)をプリント基板(31)
上へ降下させるときの速度は、少なくともプリント基板
(31)に接近した後は一定値に制御する。図3は、その速
度制御の手続きを表わしている。
Speed Control In the speed control of this embodiment, the suction head mechanism is used.
Electronic component (3) held by (4) printed circuit board (31)
The speed of lowering is at least the printed circuit board.
After approaching (31), control to a constant value. FIG. 3 shows the speed control procedure.

【0034】先ず、マイクロコンピュータは、予め登録
されている情報から、吸着ヘッド機構が保持した電子部
品の種類を認識し(S1)、その種類に応じて、衝撃力に
よる損傷の虞れのない標準的な降下速度を設定する(S
2)。
First, the microcomputer recognizes the type of the electronic component held by the suction head mechanism from the information registered in advance (S1), and according to the type, the standard without the risk of damage due to impact force. A typical descent speed (S
2).

【0035】次に、前記標準降下速度によって、実際に
電子部品をプリント基板上に装着する動作を行なって
(S3)、そのときの衝撃力のピーク値を前記圧力センサ
ーからの検出信号によってサンプリングする(S4)。
Next, the electronic component is actually mounted on the printed circuit board at the standard lowering speed.
(S3), the peak value of the impact force at that time is sampled by the detection signal from the pressure sensor (S4).

【0036】図11は、複数回のサンプリング結果をプ
ロットしたグラフであって、衝撃力のピーク値と衝突速
度の間には線形関係が成立していることが判る。従っ
て、前記装着動作の試行(S3)によって得られたサンプ
リングデータから図11の直線の傾き、即ち衝撃力のピ
ーク値/降下速度の係数が判明することになる。
FIG. 11 is a graph plotting a plurality of sampling results, and it can be seen that there is a linear relationship between the peak value of the impact force and the collision speed. Therefore, the slope of the straight line in FIG. 11, that is, the peak value of the impact force / the coefficient of the descent rate is found from the sampling data obtained by the trial of the mounting operation (S3).

【0037】そこで、図3に示す如く、前記衝撃力ピー
ク値/降下速度の係数に基づいて(S5)、装着すべき電子
部品が受ける衝撃力の許容限度よりも僅かに低い最適衝
突速度を設定し(S6)、該衝突速度に応じたモータ回転
速度を実現するための制御信号を作成して、前記D/A
変換器へ送出する。この結果、吸着ヘッド機構が降下し
て、電子部品はプリント基板に衝突する。
Therefore, as shown in FIG. 3, based on the coefficient of the impact force peak value / falling speed (S5), an optimum collision velocity slightly lower than the allowable limit of the impact force received by the electronic component to be mounted is set. (S6), a control signal for realizing the motor rotation speed corresponding to the collision speed is generated, and the D / A
Send to converter. As a result, the suction head mechanism descends and the electronic component collides with the printed circuit board.

【0038】衝突時の衝撃力の立上り過程の値が所定値
を越えたかどうかを判断し(S8)、所定値を越えた時点
で後述の圧力制御に切り換える(S9)。
It is judged whether or not the value of the rising process of the impact force at the time of collision exceeds a predetermined value (S8), and when it exceeds the predetermined value, the pressure control described later is switched to (S9).

【0039】圧力制御 圧力制御は、前記速度制御によってプリント基板(31)の
表面に設置された電子部品(3)を更にプリント基板(31)
側へ押圧し、電子部品装着を完了する過程で行なわれる
制御であって、マイクロコンピュータ(1)内に予め設定
した加圧力の立上り波形を目標値として、モータ(51)を
フィードバック制御し、電子部品に加わる圧力を規定値
以下に抑制するものである。
Pressure control In the pressure control, the electronic component (3) installed on the surface of the printed board (31) by the speed control is further added to the printed board (31).
It is a control that is performed in the process of pressing to the side and completing the mounting of electronic parts, and the motor (51) is feedback-controlled with the rising waveform of the pressing force preset in the microcomputer (1) as the target value, It suppresses the pressure applied to parts to below the specified value.

【0040】図2は圧力制御のためのフィードバック制
御系を示している。マイクロコンピュータ(1)内には、
所定の目標値までステップ状に立ち上がる加圧力の変化
が予め設定されており、これを目標値として、圧力セン
サー(6)によって検出した加圧力との偏差を、前記モー
タ(51)を含む駆動系(21)へ入力する。又、電子部品及び
プリント基板を含む制御対象(22)から得られる加圧力は
圧力センサー(6)によって検出され、マイクロコンピュ
ータ(1)へフィードバックされる。
FIG. 2 shows a feedback control system for pressure control. In the microcomputer (1),
A change in the pressing force that rises stepwise to a predetermined target value is set in advance, and a deviation from the pressing force detected by the pressure sensor (6) is set as a target value, and a drive system including the motor (51) is set. Enter in (21). Further, the pressing force obtained from the controlled object (22) including the electronic parts and the printed circuit board is detected by the pressure sensor (6) and fed back to the microcomputer (1).

【0041】図12は、上述の圧力制御におけるステッ
プ入力応答を示している。圧力センサー出力は、吸着ノ
ズルに保持された電子部品がプリント基板に接触した時
点から立上り、その後、目標値に向かって増大し、ピー
クを発生する。この際、圧力センサー出力の立上り開始
時点Aからピーク発生時点Bまでの期間t0中、十分に
短いサンプリング周期で圧力センサ出力が前記マイクロ
コンピュータ内に採り込まれ、出力センサー出力値と目
標値との偏差に応じた制御信号がリアルタイムに作成さ
れて、ヘッド昇降機構へ供給される。
FIG. 12 shows a step input response in the above pressure control. The output of the pressure sensor rises from the time when the electronic component held by the suction nozzle comes into contact with the printed circuit board, then increases toward the target value, and a peak is generated. At this time, during the period t0 from the starting point A of the pressure sensor output to the peak point B, the pressure sensor output is taken into the microcomputer at a sufficiently short sampling cycle to obtain the output sensor output value and the target value. A control signal corresponding to the deviation is generated in real time and supplied to the head lifting mechanism.

【0042】この結果、圧力センサ出力には大きなピー
クは発生せず、電子部品に作用する最大加圧力は許容値
以下に抑えられることになる。そして、その後は、目標
値に一致する適正な加圧力の作用によって、電子部品は
損傷を受けることなく、プリント基板上の半田ペースト
層に押し付けられ、表面実装されるのである。
As a result, a large peak does not occur in the output of the pressure sensor, and the maximum pressure applied to the electronic component can be suppressed below the allowable value. Then, after that, the electronic component is pressed against the solder paste layer on the printed circuit board and surface-mounted without being damaged by the action of the appropriate pressing force that matches the target value.

【0043】上記圧力制御の終了時点は、例えば、マイ
クロコンピュータが出力すべき目標値としての加圧力パ
ターンを図12の如く適当な位置で零に立ち下げること
によって、或いは、圧力センサー出力の立上り開始時点
A或いはピーク時点Bからのの経過時間を計測し、一定
時間が経過したときに昇降用モータ(51)を逆転させる等
の方法により、適切な時点に設定することが可能であ
る。
At the end of the pressure control, for example, the pressing force pattern as the target value to be output by the microcomputer is lowered to zero at an appropriate position as shown in FIG. 12, or the rise of the pressure sensor output is started. It is possible to set an appropriate time point by a method of measuring an elapsed time from the time point A or the peak time point B, and reversing the lifting motor (51) when a certain time has elapsed.

【0044】尚、上記圧力制御は、吸着ヘッド機構(4)
による部品吸着動作においても実行され、吸着ノズルの
加圧による電子部品の損傷が防止される。
The pressure control is performed by the suction head mechanism (4).
The electronic component suction operation is also executed, and damage to the electronic component due to pressurization of the suction nozzle is prevented.

【0045】そして、電子部品の装着が完了すると、次
の電子部品の装着動作へ移行し、同様の処理を繰り返す
のである。
When the mounting of the electronic component is completed, the process proceeds to the mounting operation of the next electronic component, and the same processing is repeated.

【0046】図9は吸着ヘッド機構(4)の他の構成例を
示している。ここでは、外筒(44)の上端部にドラム部材
(404)が取り付けられており、該ドラム部材(404)の下方
開口端面に、円板状のバネ板部材(63)が固定され、該バ
ネ板部材(63)の表面にストレインゲージ(64)が貼着され
ている。又、外筒(44)内には、コイルバネ(405)及び押
圧部材(406)が設置され、内筒(45)の上端部を前記バネ
板部材(63)の裏面へ向けてバネ付勢している。
FIG. 9 shows another example of the structure of the suction head mechanism (4). Here, the drum member is attached to the upper end of the outer cylinder (44).
(404) is attached, the disk-shaped spring plate member (63) is fixed to the lower opening end surface of the drum member (404), and the strain gauge (64) is provided on the surface of the spring plate member (63). Is attached. In addition, a coil spring (405) and a pressing member (406) are installed in the outer cylinder (44) to urge the upper end of the inner cylinder (45) toward the back surface of the spring plate member (63). ing.

【0047】上記吸着ヘッド機構においては、ストレイ
ンゲージ(64)が、コイルバネ(405)の付勢力に相当する
荷重を予圧として受けることになる。従って、電子部品
が受ける加圧力は、ストレインゲージによって検出され
た押圧力からコイルバネ(405)の付勢力を差し引いて算
出し、或いは、コイルバネ(405)の付勢力を基準点(零
点)として、電子部品に対する加圧力を計測する必要が
ある。
In the suction head mechanism, the strain gauge (64) receives a load corresponding to the biasing force of the coil spring (405) as a preload. Therefore, the pressing force received by the electronic component is calculated by subtracting the biasing force of the coil spring (405) from the pressing force detected by the strain gauge, or the biasing force of the coil spring (405) is used as a reference point (zero point) to determine the electronic force. It is necessary to measure the pressure applied to the parts.

【0048】ストレインゲージ(62)(64)としては、一般
的な金属抵抗線からなるものに限らず、半導体ストレイ
ンゲージを採用することも可能である。
The strain gauges (62) and (64) are not limited to those made of a general metal resistance wire, but semiconductor strain gauges can be adopted.

【0049】図10は吸着ヘッド機構(4)の更に他の構
成例を示しており、ここでは圧力センサーとして、図9
のストレインゲージの替りに、圧電素子(65)を外筒(44)
と内筒(45)の間に介装している。圧電素子(65)は、水
晶、チタン酸ジルコン酸鉛などの圧電材料によって構成
され、作用する外力に応じた電位を発生するものであ
る。従って、該電位を測定することによって、電子部品
に作用する加圧力を検知することが出来る。
FIG. 10 shows still another example of the structure of the suction head mechanism (4). Here, as a pressure sensor, FIG.
Instead of the strain gauge of, the piezoelectric element (65) is attached to the outer cylinder (44).
And the inner cylinder (45). The piezoelectric element (65) is made of a piezoelectric material such as quartz or lead zirconate titanate, and generates an electric potential according to an external force acting. Therefore, the pressure applied to the electronic component can be detected by measuring the potential.

【0050】更に、前記圧電素子(65)の替りに、感圧導
電ゴムを配置することも可能である。感圧導電ゴムは、
受けた荷重によって抵抗値が変化する性質を有してお
り、この抵抗値の変化を測定することによって、部品部
品が受ける加圧力を検知することが出来る。
Further, instead of the piezoelectric element (65), a pressure-sensitive conductive rubber can be arranged. Pressure-sensitive conductive rubber is
It has a property that the resistance value changes depending on the load received. By measuring the change in the resistance value, it is possible to detect the pressing force applied to the parts.

【0051】加圧力の目標値としては、ステップ状に立
ち上がる波形を有するものに限らず、図13の如きラン
プ状の波形A、或いは図14の如き一次遅れ状の波形A
を設定することが出来る。これらの波形は、例えば電子
部品及びプリント基板の材質がセラミック等の硬度の高
い資材から構成され、ステップ状の波形では大きなオー
バシュートが発生する虞れのある場合に特に有効であ
る。
The target value of the pressing force is not limited to the one having a waveform which rises stepwise, and the ramp-shaped waveform A as shown in FIG. 13 or the first-order lag-shaped waveform A as shown in FIG.
Can be set. These waveforms are particularly effective when the material of the electronic component and the printed circuit board is made of a material having high hardness such as ceramics, and a stepped waveform may cause a large overshoot.

【0052】図13の波形Bは、ランプ状の目標値波形
Aに対する加圧力の応答を示している。又、図14の波
形Bは、図13の目標値波形を一次遅れフィルターで処
理した目標値波形Aに対する加圧力の応答を示してい
る。
The waveform B in FIG. 13 shows the response of the pressing force to the ramp-shaped target value waveform A. The waveform B in FIG. 14 shows the response of the pressing force to the target value waveform A obtained by processing the target value waveform in FIG. 13 with a first-order lag filter.

【0053】図13の応答波形Bでは、立上り時のオー
バシュートが低く抑えられ、然もその後の変動幅も著し
く減少している。更に図14の応答波形Bでは、立上り
時のオーバシュートは完全に消滅している。
In the response waveform B of FIG. 13, the overshoot at the time of rising is suppressed to a low level, and the fluctuation range after that is significantly reduced. Furthermore, in the response waveform B of FIG. 14, the overshoot at the time of rising has completely disappeared.

【0054】上記表面実装装置によれば、適切な加圧力
を電子部品に作用せしめることによって、電子部品に損
傷を与えることなく、確実且つ迅速な表面実装動作が実
現されることになる。
According to the surface mounting apparatus described above, by applying an appropriate pressing force to the electronic component, reliable and quick surface mounting operation can be realized without damaging the electronic component.

【0055】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
The above description of the embodiments is for explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope. Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

【0056】例えば本発明は、表面実装装置以外の種々
の部品装着装置、例えばロボットを用いた自動組立て装
置等にも実施出来るのは勿論である。
For example, the present invention can of course be implemented in various component mounting apparatuses other than the surface mounting apparatus, such as an automatic assembly apparatus using a robot.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を実施すべき表面実装装置のモータ駆動
系を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a motor drive system of a surface mounting device to which the present invention is applied.

【図2】圧力制御系を示す制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram showing a pressure control system.

【図3】速度制御の手続きを示すフローチャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing a speed control procedure.

【図4】表面実装装置の外観を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of a surface mount device.

【図5】ヘッド昇降機構に取り付けられた吸着ヘッド機
構の外観を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of a suction head mechanism attached to a head lifting mechanism.

【図6】吸着ヘッド機構の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a suction head mechanism.

【図7】圧力センサーの構成を示す一部破断斜視図であ
る。
FIG. 7 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of a pressure sensor.

【図8】吸着ヘッド機構のノズル部の拡大断面図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a nozzle portion of the suction head mechanism.

【図9】吸着ヘッド機構の他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another configuration of the suction head mechanism.

【図10】吸着ヘッド機構の更に他の構成を示す断面図
である。
FIG. 10 is a sectional view showing still another configuration of the suction head mechanism.

【図11】衝突速度と衝撃力のピーク値の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a collision speed and a peak value of impact force.

【図12】圧力制御による圧力センサ出力の波形図であ
る。
FIG. 12 is a waveform diagram of a pressure sensor output by pressure control.

【図13】圧力制御におけるランプ状の目標値波形に対
する加圧力の応答を示す波形図である。
FIG. 13 is a waveform diagram showing a response of a pressing force to a ramp-shaped target value waveform in pressure control.

【図14】圧力制御における一次遅れ状の目標値波形に
対する加圧力の応答を示す波形図である。
FIG. 14 is a waveform diagram showing a response of a pressing force to a first-order delay target value waveform in pressure control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) マイクロコンピュータ (2) 表面実装装置 (3) 電子部品 (4) 吸着ヘッド機構 (41) 吸着ノズル (5) ヘッド昇降機構 (51) モータ (6) 圧力センサー (1) Microcomputer (2) Surface mount device (3) Electronic component (4) Suction head mechanism (41) Suction nozzle (5) Head lifting mechanism (51) Motor (6) Pressure sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国光 道生 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Michio Kunimitsu 2-18-18 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加圧機構によって装着面上の部品を装着
面側へ加圧して、該部品を装着面に圧着せしめる部品装
着装置において、部品に作用させるべき加圧力の目標値
を設定する目標値設定手段と、実際の装着動作によって
部品に作用する加圧力を測定する測定手段と、前記加圧
力の目標値に対する測定値の偏差に応じて加圧機構を駆
動する駆動制御手段とを具えていることを特徴とする部
品装着装置における加圧力制御装置。
1. A target for setting a target value of a pressing force to be applied to a component in a component mounting apparatus that presses a component on the mounting surface toward the mounting surface by a pressure mechanism to crimp the component to the mounting surface. A value setting means, a measuring means for measuring a pressing force applied to a component by an actual mounting operation, and a drive control means for driving a pressurizing mechanism according to a deviation of the measured value from a target value of the pressing force. A pressure control device for a component mounting device, which is characterized in that
【請求項2】 部品装着装置は、電子部品を吸着保持す
べき吸着ヘッド機構と、該吸着ヘッド機構をプリント基
板に向けて往復移動させる往復装置とを具え、該往復装
置によって前記加圧機構が構成されている請求項1に記
載の加圧力制御装置。
2. A component mounting device includes a suction head mechanism for suction-holding an electronic component, and a reciprocating device that reciprocates the suction head mechanism toward a printed circuit board. The pressing force control device according to claim 1, which is configured.
【請求項3】 前記目標値設定手段には、加圧力の立上
りが最終目標値に向かって漸増するランプ状或いは一次
遅れ状の波形が、加圧力の目標値として設定されている
請求項1に記載の加圧力制御装置。
3. The ramp-shaped or first-order lag waveform in which the rise of the pressing force gradually increases toward the final target value is set in the target value setting means as the target value of the pressing force. The pressure control device described.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0838884A1 (en) * 1996-10-23 1998-04-29 Framatome Connectors International Method for inserting an electric contact pin with an compliant attachment zone into a hole in a printed circuit board
CN104302163A (en) * 2013-07-19 2015-01-21 泰科电子(上海)有限公司 Automatic assembling system and method
JP2017077051A (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Thk株式会社 Linear motor device and control method
WO2018163394A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 株式会社Fuji Component mounting machine
WO2019131700A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 ミネベアミツミ株式会社 Load sensor and multi-axis actuator integrated with load sensor
CN112351669A (en) * 2020-10-28 2021-02-09 然约(温州)商贸有限公司 Chip intelligence processing is with automatic subsides dress equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61216388A (en) * 1984-10-09 1986-09-26 ユニバ−サル インストルメンツ コ−ポレ−シヨン Knob array method and apparatus for handing electric part
JPS6255947A (en) * 1985-09-05 1987-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Equipment for transferring and mounting chip

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61216388A (en) * 1984-10-09 1986-09-26 ユニバ−サル インストルメンツ コ−ポレ−シヨン Knob array method and apparatus for handing electric part
JPS6255947A (en) * 1985-09-05 1987-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Equipment for transferring and mounting chip

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0838884A1 (en) * 1996-10-23 1998-04-29 Framatome Connectors International Method for inserting an electric contact pin with an compliant attachment zone into a hole in a printed circuit board
BE1010707A3 (en) * 1996-10-23 1998-12-01 Framatome Connectors Belgium METHOD FOR PRESSING an electrical contact with an elastic CONFIRMATION ZONE IN A HOLE OF A PRINTED WIRING PLATE.
US5940967A (en) * 1996-10-23 1999-08-24 Framatome Connectors International Method for inserting an electrical contact pin with a compliant attachment zone into a hole in printed circuit board with controlled insertion length after a significant rise in insertion force is detected
US6098275A (en) * 1996-10-23 2000-08-08 Framatome Connectors International Method for inserting an electrical contact pin with an compliant attachment zone into a hole in a printed circuit board
CN104302163A (en) * 2013-07-19 2015-01-21 泰科电子(上海)有限公司 Automatic assembling system and method
JP2017077051A (en) * 2015-10-13 2017-04-20 Thk株式会社 Linear motor device and control method
WO2018163394A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 株式会社Fuji Component mounting machine
JPWO2018163394A1 (en) * 2017-03-10 2019-11-21 株式会社Fuji Component mounter
WO2019131700A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 ミネベアミツミ株式会社 Load sensor and multi-axis actuator integrated with load sensor
JP2019117067A (en) * 2017-12-26 2019-07-18 ミネベアミツミ株式会社 Load sensor and multiaxial actuator integral with load sensor
US11060928B2 (en) 2017-12-26 2021-07-13 Minebea Mitsumi Inc. Load sensor and load sensor integrated type multiaxial actuator
CN112351669A (en) * 2020-10-28 2021-02-09 然约(温州)商贸有限公司 Chip intelligence processing is with automatic subsides dress equipment
CN112351669B (en) * 2020-10-28 2021-09-21 昆山得士成自动化设备有限公司 Chip intelligence processing is with automatic subsides dress equipment

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