JPH0645790A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップのピックアップミス検出部を小型化す
ることにより、ロータリーヘッドの小型軽量化を可能に
して電子部品を基板に高速度で実装できる電子部品実装
装置を提供する。 【構成】 ピックアップミス検出部１５を、光源１６、
ミラー１７、カメラ１９から構成し、設置スペースの小
さい光源１６、ミラー１７はロータリーヘッド１の下方
に配置し、設置スペースの大きいカメラ１９はスペース
余裕の大きいロータリーヘッド１の側部に配置した。そ
して光源１６とミラー１７の間にハーフミラー１８を配
置して、その反射光をカメラ１９に入射させて、ノズル
３やチップＰを観察するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品実装装置に係
り、詳しくは、ロータリーヘッドを小型化して電子部品
を基板に高速搭載できる電子部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品（以下、チップという）を基板
に高速度で自動搭載する電子部品実装装置としてロータ
リーヘッド式の電子部品実装装置が知られている。この
装置は複数個の移載ヘッドをロータリーヘッドの円周方
向に回転させながら、ピックアップ位置でパーツフィー
ダのチップを移載ヘッドのノズルに真空吸着してピック
アップし、搭載位置でＸＹ方向テーブルに位置決めされ
た基板にこのチップを搭載するようになっている。

【０００３】図６は従来手段に係る電子部品実装装置の
平面図である。ロータリーヘッド１００にはその円周方
向に回転する複数個の移載ヘッド１０１が配設されてい
る。各々の移載ヘッド１０１には４本のノズル１０２が
装着されている。ロータリーヘッド１００の背後には、
電子部品供給部１０３が設けられている。この電子部品
供給部１０３は、Ｘ方向に長尺の移動台１０４上に、移
動テーブル１０５が摺動自在に載置され、移動テーブル
１０５上に多数個のパーツフィーダ１０６が並設されて
いる。また移動テーブル１０５の下面には、ボールねじ
１０８に螺合されたナット１０７が設けられており、モ
ータ１０９を駆動してボールねじ１０８を回転させると
ボールねじ１０８に沿って移動テーブル１０５が移動
し、これに伴ってパーツフィーダ１０６はＸ方向に移動
し、所望のチップＰを有するパーツフィーダ１０６をピ
ックアップ位置ａで停止させる。

【０００４】ロータリーヘッド１００の前側にはＸＹテ
ーブル１１０が設けられている。このＸＹテーブル１１
０上に配設された位置決め部１１１に基板Ｓがクランプ
されて位置決めされている。移載ヘッド１０１の移動路
の下方にはチップＰのピックアップミスの有無を検出す
るピックアップミス検出部１１２と、チップＰの位置ず
れや形状などを内蔵されたカメラで観察する観察部１１
３が順に設けられている。

【０００５】前記ピックアップミス検出部１１２はレー
ザ装置から成り、図７に示すように、レーザスリット光
１１５を発光する発光部１１６と、このスリット光１１
５を受光する受光部１１７とを備えている。発光部１１
６と受光部１１７は移載ヘッド１０１の移動路を挟んで
設けられており、発光部１１６からスリット光１１５を
ノズル１０２に向かって照射する。

【０００６】次に、このように構成された従来装置の動
作を説明する。各移載ヘッド１０１は矢印Ｎ方向にイン
デックス回転しながら、ピックアップ位置ａで所望のパ
ーツフィーダ１０６のチップＰをノズル１０２に真空吸
着してピックアップし、次いでピックアップミス検出部
１１２において発光部１１６から発光されたスリット光
１１５を受光部１１７が受光してチップＰのピックアッ
プミスの有無を検出し、次に観察部１１３によりチップ
Ｐの位置ずれや形状を観察する。そして更に基板Ｓへ向
かって移動する途中において、ノズル１０２を回転させ
てチップＰのθ方向の位置ずれを補正したり、ＸＹテー
ブル１１０を駆動して基板ＳをＸＹ方向へ移動させるこ
とによりチップＰのＸＹ方向の位置ずれを補正したうえ
で、搭載位置ｂで基板ＳにチップＰを搭載するようにな
っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、チップＰの
基板Ｓへの搭載速度を高速化するためには、ロータリー
ヘッド１００の回転速度を上げねばならない。しかしな
がらロータリーヘッド１００の回転速度を上げると、そ
の回転慣性のために、回転速度の減速時及び加速時の振
動が著しくなる。このような問題点を解消するために
は、ロータリーヘッド１００の直径Ｄを小さくしてこれ
を極力小型軽量化し、その回転慣性を小さくしなければ
ならない。しかしながらロータリーヘッド１００を小型
化すると、必然的にピックアップミス検出部１１２、観
察部１１３などの設置スペースは狭くなるので、このロ
ータリーヘッド１００の小型化に伴ってこれらも小型化
しなければならない。

【０００８】ところが、ピックアップミス検出部１１２
の受光部１１７はレーザスリット光１１５を受光して電
気信号に変換するための複雑な構成部品を必要とするた
め、設計上この受光部１１７の小型化には限界があっ
た。

【０００９】そこで本発明は、ロータリーヘッドの小型
化に対応してピックアップミス検出部を小型化でき、ひ
いては電子部品を基板に高速実装できる電子部品実装装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品実装装
置は、ピックアップミス検出部として、移載ヘッドの移
動路を挟むように互いに対向して設けられた光源および
ミラーと、この光源とこのミラーの間に配置されて、こ
の光源から照射された光を上記ミラーへ向かって透過さ
せ、このミラーからの反射光を上方に反射させるハーフ
ミラーと、このハーフミラーの上方に配置されたカメラ
とを構成した。

【００１１】

【作用】上記構成において、移載ヘッドをロータリーヘ
ッドの円周方向に回転させて、移載ヘッドのノズルをハ
ーフミラーとミラーとの間に位置せしめる。この状態で
光源から光を照射すると、この光はハーフミラーを透過
して移載ヘッドのノズルに照射され、それからミラーに
より光源方向に反射される。この反射光はハーフミラー
により上方に反射されてカメラに入射し、このカメラに
よりノズルやノズルの下端部に真空吸着されたチップが
観察される。

【００１２】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図２は電子部品実装装置の平面図であり、ロ
ータリーヘッド１にはその円周方向に回転する複数個の
移載ヘッド２が配設されている。このロータリーヘッド
１の直径ｄは、前述した従来のロータリーヘッド１００
の直径Ｄよりもかなり小さく、このロータリーヘッド１
は小型軽量化されている。各々の移載ヘッド２には４本
のノズル３が装着されている。ロータリーヘッド１の背
後には、電子部品供給部４が設けられている。この電子
部品供給部４は、Ｘ方向に長尺の移動台５上に、移動テ
ーブル６が摺動自在に載置され、移動テーブル６上に多
数個のパーツフィーダ７が並設されている。また移動テ
ーブル６の下面には、ボールねじ９に螺合されたナット
８が設けられており、モータ１０を駆動してボールねじ
９を回転させるとボールねじ９に沿って移動テーブル６
が移動し、これに伴ってパーツフィーダ７はＸ方向に移
動し、所望のチップＰを有するパーツフィーダ７をピッ
クアップ位置ａで停止させる。

【００１３】ロータリーヘッド１の前側にはＸＹテーブ
ル１１が設けられている。このＸＹテーブル１１上に配
設された位置決め部１２に基板Ｓがクランプされて位置
決めされている。移載ヘッド２の移動路の下方にはチッ
プＰのピックアップミスの有無を検出するピックアップ
ミス検出部１５と、チップＰの位置ずれや形状などを内
蔵されたカメラで観察する観察部１３が設けられてい
る。次に、このピックアップミス検出部１５の構成を図
１を参照しながら説明する。

【００１４】図１はピックアップミス検出部１５の斜視
図である。１６はロータリーヘッド１の側部下方に配設
されたＬＥＤ光源である。１７はこの光源１６に所定間
隔をおいてこれに対応して配置され、光源１６から照射
された光を光源１６方向に反射させるミラーであり、ロ
ータリーヘッド１の下方に配設されている。１８はこの
光源１６とミラー１７の間に配置されて、この光源１６
より照射された光をミラー１７へ向かって透過させ、ま
たミラー１７からの反射光は上方に反射させるプリズム
型のハーフミラーである。１９はハーフミラー１８の上
方に配置されて、ノズル３やチップＰを観察するカメラ
であり、２０は鏡筒である。ハーフミラー１８の上面１
８ａは、フッ化マグネシウムやアルミなどの蒸着物質が
薄くコーティングされてハーフミラー面となっている。
すなわちこのものは、小形であって大きな設置スペース
を要しない光源１６、ミラー１７、ハーフミラー１８は
ロータリーヘッド１の下方に配置し、また大形で大きな
設置スペースを要するカメラ１９はスペース的に余裕の
あるロータリーヘッド１の側部上方に配置することによ
り、スペース上の問題を解消している。本装置は上記の
ような構成より成り、次に動作を説明する。

【００１５】基板ＳにチップＰを実装するのに先立っ
て、ノズル３の下端部の高さを以下のようにしてティー
チングする。図１及び図２において、各移載ヘッド２を
ロータリーヘッド１の円周方向に回転させて、移載ヘッ
ド２をハーフミラー１８とミラー１７との間に位置せし
め、光源１６から光を照射する。この光はハーフミラー
１８を透過して移載ヘッド２のノズル３に照射され、且
つミラー１７により全反射される。反射光はハーフミラ
ー１８により上方に反射されて鏡筒２０からカメラ１９
に入射し、このカメラ１９によりノズル３が観察され
る。図３はこのときの２値化処理されたカメラ画像を示
している。図３において、Ｌ０はノズル３の下端部のレ
ベルである。このような操作を各移載ヘッド２のノズル
３ごとに行って、すべてのノズル３の下端部の高さをコ
ンピュータのメモリ（図外）に登録する。このようにし
てノズル３の高さのティーチングが終了したならば、次
に以下のようにして基板ＳにチップＰを実装する。

【００１６】図２において、各移載ヘッド２を矢印Ｎ方
向にインデックス回転させ、ピックアップ位置ａで所望
のパーツフィーダ７のチップＰをピックアップし、ピッ
クアップミス検出部１５によりチップＰのピックアップ
ミスを検出した後、観察部１３において下方からカメラ
によりチップＰの位置ずれを観察し、次いで移載ヘッド
２の移動途中でノズル３を回転させてチップＰのθ方向
の位置ずれを補正したり、ＸＹテーブル１１を駆動して
基板ＳをＸＹ方向に移動させることにより、チップＰの
ＸＹ方向の位置ずれを補正したうえで、チップＰを搭載
位置ｂで基板Ｓに搭載する。次に、このピックアップミ
ス検出部１５におけるチップＰのピックアップミスの検
査方法を説明する。

【００１７】図１に示すように、移載ヘッド２をハーフ
ミラー１８とミラー１７との間に位置せしめて光源１６
から光を照射すると、この光はハーフミラー１８を透過
して移載ヘッド２のノズル３およびチップＰに照射さ
れ、それからミラー１７により全反射され、ハーフミラ
ー１８により上方に反射されてカメラ１９に入射し、こ
のカメラ１９によりノズル３およびチップＰが観察さ
れ、この観察結果に基づいてチップＰのピックアップミ
スの有無が判定される。次に、このカメラ１９によるピ
ックアップミスの判定方法を図４および図５を参照しな
がら説明する。

【００１８】図４および図５はカメラ１９に取り込まれ
た２値化画像である。図４の（ａ）は正しくチップＰが
ピックアップされたものを示し、（ｂ）はチップ無のピ
ックアップミスを示し、図５の（ａ）はチップ立ちのピ
ックアップミスを示し、図５の（ｂ）は別チップのピッ
クアップミスを示す。

【００１９】図４の（ａ）において、Ｌ０はノズル３の
下端部のレベルであり、Ｌ１は正しくピックアップされ
たチップＰの下面のレベルである。このレベルＬ０は上
述したティーチングで検出されているので既知であり、
またレベルＬ１もコンピュータのメモリに登録されたチ
ップＰの厚さのデータ（チップデータ）から既知であ
る。このものは、レベルＬ０にノズル３の下端部が合致
し、且つレベルＬ１にチップＰの下面が合致しているの
で、正しくピックアップされたと判定される。ちなみ
に、レベルＬ０とレベルＬ１の差がチップＰの厚さとな
る。

【００２０】図４の（ｂ）では、ノズル３の下端部がレ
ベルＬ０に合致しているだけでレベルＬ１上にはチップ
Ｐの下面が存在しないので、ピックアップミスと判定さ
れる。図５の（ａ）（ｂ）においては、チップＰの下面
はレベルＬ１と合致せず、このためピックアップミスと
判定される。ちなみにこの方法では、チップＰが正しく
ピックアップされたか否かだけの検査しかできず、例え
ばチップ無、チップ立ち、別チップなどのピックアップ
ミスの内容は判別できないが、このピックアップミス検
出部１５はチップＰのピックアップミスの有無さえ判別
できれば所期の目的を達成するものである。なおピック
アップミスのチップＰは、移載ヘッド２の移動路の途中
で投棄される。

【００２１】このように本装置では、ロータリーヘッド
１の下方に設置スペースの小さい光源１６，ミラー１
７，ハーフミラー１８を配置し、大きな設置スペースを
要するカメラ１９はロータリーヘッド１の側部上方に配
置しているので、ロータリーヘッド１を小型軽量化する
ことが可能となる。上述したように、ロータリーヘッド
１を小型軽量化すれば、その回転慣性も小さくなり、回
転速度の減速や加速にともなうロータリーヘッド１の振
動も小さくなるので、ロータリーヘッド１の回転速度を
上げてチップＰの基板Ｓへの実装速度を高速化すること
ができる。ピックアップミスの判定方法は本実施例に限
定されるものではないが、本実施例では、検出されたノ
ズル３の下端部がティーチィングで登録されたレベルＬ
０に合致し、且つチップＰの下面がチップデータから求
められるレベルＬ１に合致する場合にのみ正しくピック
アップされたと判定されるため、レーザ装置を用いた従
来手段の場合のように、受光部に配列された多数個の受
光素子により検出された多量のデータを必要とせず、レ
ベルＬ０とレベルＬ１という簡単な２個のデータからチ
ップＰのピックアップミスの判定が簡単にできる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、設置スペ
ースの小さい光源やミラーはロータリーヘッドの下方に
配置し、設置スペースの大きいカメラはロータリーヘッ
ドの側部に配置してピックアップミス検出部を構成して
いるので、ロータリーヘッドを小型化することが可能と
なり、ひいてはロータリーヘッドの回転速度を上げて、
チップを基板に高速度で搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置のピ
ックアップミス検出部の斜視図

【図２】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の平
面図

【図３】本発明の一実施例に係るノズル下端部を検査中
のカメラ画像図

【図４】本発明の一実施例に係るピックアップミスの検
査中のカメラ画像図

【図５】本発明の一実施例に係るピックアップミスの検
査中のカメラ画像図

【図６】従来手段に係る電子部品実装装置の平面図

【図７】従来手段に係る電子部品実装装置の要部拡大平
面図

【符号の説明】

１ ロータリーヘッド ２ 移載ヘッド ３ ノズル ４ 電子部品供給部 １１ ＸＹテーブル １２ 位置決め部 １５ ピックアップミス検出部 １６ 光源 １７ ミラー １８ ハーフミラー １９ カメラ Ｐ 電子部品 Ｓ 基板 ａ ピックアップ位置 ｂ 搭載位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の移載ヘッドがロータリーヘッドの
   円周方向に回転しながら、ピックアップ位置で移載ヘッ
   ドのノズルにより電子部品供給部の電子部品を真空吸着
   してピックアップし、この移載ヘッドの移動路の途中で
   電子部品のピックアップミスの有無をピックアップミス
   検出部により検出したのち、搭載位置でＸＹテーブルの
   位置決め部に位置決めされた基板に電子部品を搭載する
   ようにした電子部品実装装置において、 上記ピックアップミス検出部が、上記ロータリーヘッド
   の下方にあって上記移載ヘッドの移動路を挟むように互
   いに対向して設けられた光源およびミラーと、この光源
   とこのミラーの間に配置されて、この光源から照射され
   た光を上記ミラーへ向かって透過させ、このミラーから
   の反射光を上方に反射させるハーフミラーと、上記ロー
   タリーヘッドの側部にあって、このハーフミラーに反射
   された光を受光するカメラとを有することを特徴とする
   電子部品実装装置。