JPH0697646A

JPH0697646A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JPH0697646A
Application number: JP24096592A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hori; 裕幸堀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】電子部品の種類に応じて分解能と装着速度とを
変更できるとともに、装着の信頼性の高い電子部品装着
装置を提供することにある。【構成】端子５０、５４を有する電子部品４９、５２に
応じて異なった分解能を有する駆動源によって個別に駆
動され、電子部品４９、５２を保持してプリント基板３
８に装着する複数の装着ヘッド２９、３０と、プリント
基板３８に装着された電子部品４９、５２を仮はんだ付
けする仮はんだ付けヘッド３０と、電子部品４９、５０
の仮はんだ付けに先立って電子部品５０の端子５４を測
定用レ−ザ光を用いて計測する端子計測部３９と、変形
した端子５４に整形用レ−ザ光を照射して端子５４を整
形する端子整形部４０、４０とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ＱＦＰ(Quad
Flat Package) 等の電子部品を基板に装着する電子部品
装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子部品を基板に装着する電子
部品装着装置（以下、装着装置と称する）が知られてお
り、この種の装着装置には、例えば図１０（ａ）及び
（ｂ）に示すようなＸ−Ｙロボット１が備えられてい
る。このＸ−Ｙロボット１には装着ヘッド２が設けられ
ており、装着ヘッド２には吸着ノズル３が下向に突設さ
れている。さらに、吸着ノズル３は自在に回動変位す
る。そして、装着ヘッド２は直交する二方向に移動し、
吸着ノズル３が任意の位置に位置決めされる。

【０００３】多くの場合、一台の装着装置には一台のＸ
−Ｙロボット１が備えられており、例えば小型な電子部
品からＩＣ等の大型な電子部品までが、一つの吸着ノズ
ル３によって吸着される。

【０００４】また、図１１に示すように、電子部品４の
位置決めは認識カメラ５を用いて行われ、認識カメラ５
は電子部品４の全体或いは一部の画像を取込む。そし
て、認識カメラ５の出力を基にして画像処理が行われ、
電子部品４が位置出しされる。この後、電子部品４は、
クリ−ムはんだが印刷されたプリント基板（図示しな
い）の所定位置に、所定の姿勢で装着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の装着装置には以下のような不具合があった。

【０００６】すなわち、従来の装着装置においては、Ｘ
−Ｙロボットと装着ヘッドとがそれぞれ一台ずつ備えら
れており、一台の装着装置においては、取扱われる電子
部品の種類に関係なく、分解能と装着速度とが一定だっ
た。そして、分解能の向上と装着の高速化とは相反して
おり、分解能を高めれば装着速度が低下し、装着速度を
高めれば分解能が低下していた。したがって、分解能の
向上と装着の高速化とを両立することが困難だった。

【０００７】また、電子部品はクリ−ムはんだを介して
プリント基板上に装着されるため、基板の搬送時の振動
により、電子部品が位置ずれすることがあった。そし
て、この位置ずれを原因として、回路不良が生じること
があった。

【０００８】さらに、一般に電子部品の端子は、はんだ
めっきされるが、はんだめっき処理時に端子の隅部等に
はんだが過度に付着しやすい。このため、電子部品のは
んだ付け時に、はんだ付け不良が生じることがあった。

【０００９】本発明の目的とするところは、電子部品の
種類に応じて分解能と装着速度とを変更できるととも
に、装着の信頼性の高い電子部品装着装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、端子を有する電子部品に応じて
異なった分解能を有する駆動源によって個別に駆動さ
れ、電子部品を保持して基板に装着する複数の装着ヘッ
ドと、基板に装着された電子部品を仮はんだ付けする仮
はんだ付けヘッドと、電子部品の仮はんだ付けに先立っ
て電子部品の端子を第１のレ−ザ光を用いて計測する端
子計測部と、変形した端子に第２のレ−ザ光を照射して
端子を整形する端子整形部とを具備したことにある。こ
うすることによって本発明は、電子部品の種類に応じて
分解能と装着速度とを変更できるとともに、装着の信頼
性を向上できるようにしたことにある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例の要部を図１〜図９
に基づいて説明する。

【００１２】図１〜図９は本発明の一実施例の要部を示
すもので、図１及び図２中の符号１１は位置決めステ−
ジ、図３中の符号１２は計測整形部である。これらのう
ち、図１及び図２中の位置決めステ−ジ１１は、本体１
３上に第１〜第３の三つのＸ−Ｙステ−ジ（以下では、
それぞれを第１ステ−ジ、第２ステ−ジ、及び、第３ス
テ−ジと称する。）１４、１５、１６を備えている。

【００１３】第１〜第３ステ−ジ１４〜１６は本体１３
に搭載されている。さらに、各ステ−ジ１４〜１６に
は、それぞれ駆動源としてのＸ軸モ−タ１７〜１９と同
じく駆動源としてのＹ軸モ−タ２０〜２２が備えられて
おり、各モ−タ１７〜２２は出力軸２３〜２８をそれぞ
れ独立に回転させる。そして、第３ステ−ジ１６の各モ
−タ１９、２２の分解能は、第１ステ−ジ１４の各モ−
タ１７、２０の分解能よりも高く設定されている。

【００１４】また、第１ステ−ジ１４には小型電子部品
対応の装着ヘッド（以下、小型部品用ヘッドと称する）
２９が備えられており、第２ステ−ジ１５には仮はんだ
付ヘッド３０が備えられている。さらに、第３ステ−ジ
１６には大型電子部品対応の装着ノズル（以下、大型部
品用ヘッドと称する）３１が備えられている。

【００１５】小型部品用ヘッド２９は駆動源としてのθ
軸モ−タ３２と吸着ノズル３３とを有しており、吸着ノ
ズル３３を下向きに突出させている。吸着ノズル３３は
負圧源に接続されている。また、吸着ノズル３３は、第
１ステ−ジ１４の駆動に伴ってＸ軸方向及びＹ軸方向に
移動し、任意の位置に位置決めされる。さらに、吸着ノ
ズル３３は、θ軸モ−タ３２の駆動力を伝達されて回動
変位する。

【００１６】仮はんだ付ヘッド３０は下向きにレ−ザ光
を照射する。さらに、仮はんだ付ヘッド３０は、第２ス
テ−ジ１５の駆動に伴ってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動
し、任意の位置に位置決めされる。

【００１７】大型部品用ヘッド２９は、小型部品用ヘッ
ド２９と同様にθ軸モ−タ３４と吸着ノズル３５とを有
しており、吸着ノズル３５を下向きに突出させている。
吸着ノズル３５は負圧源に接続されている。また、吸着
ノズル３５は、第３ステ−ジ１６の駆動に伴ってＸ軸方
向及びＹ軸方向に移動し、任意の位置に位置決めされ
る。さらに、吸着ノズル３５は、θ軸モ−タ３４の駆動
力を伝達されて回動変位する。そして、大型部品用ヘッ
ド２９の吸着ノズル３５は小型部品用ヘッド２９の吸着
ノズル３３よりも太く設定されている。

【００１８】また、位置決めステ−ジ１１は図２に示す
ように基板搬送コンベア３６及び電子部品供給部３７と
組合わされており、基板搬送コンベア３６及び電子部品
供給部３７は位置決めステ−ジ１１の下方に配置されて
いる。基板搬送コンベア３６は位置決めステ−ジ１１の
Ｘ軸方向に沿って配設されており、基板としてのプリン
ト基板３８をＸ軸方向に沿って搬送する。また、基板電
子部品供給部３７は基板搬送コンベア３６の一端部に配
置されている。

【００１９】前記測定整形部１２には、端子測定部とし
てのリ−ド測定部３９と、端子整形部としての二つのリ
−ド整形部４０、４０が備えられており、リ−ド測定部
３９はリ−ド測定部３９の間に配置されている。さら
に、これらリ−ド測定部３９、及び、リ−ド整形部４
０、４０はスライダ４１の上に搭載されており、図中に
矢印Ａで示すようにスライダ４１と一体に且つ一方向に
スライドする。

【００２０】リ−ド測定部３９には二組のリ−ド測定器
４２、４２が備えられている。リ−ド測定器４２は、図
４中に示すように第１のレ−ザ光としての測定用レ−ザ
光４３を上向きに出力する測定用レ−ザ発振器４４と、
測定用レ−ザ光４３を受けるレ−ザ受光器４５とからな
る。

【００２１】一方、リ−ド整形部４０、４０には整形用
レ−ザ発振器４６、４６がそれぞれ備えられており、こ
のレ−ザ発振器４６、４６は第２のレ−ザ光としての整
形用レ−ザ光を上向きに出力する。ここで、整形用レ−
ザ光の図示は省略する。

【００２２】また、測定整形部１２にはガラスステ−ジ
４７受光板４８とが備えられている。ガラスステ−ジ４
７は例えば透明な材質からなり、受光板４８は例えば不
透明な材質からなる。ガラスステ−ジ４７はリ−ド測定
部３９、及び、リ−ド整形部４０、４０の上方に位置し
ており、上記測定部３９、及び、上記整形部４０、４０
のスライド方向に対して水平に向けられている。さら
に、受光板４８はガラスステ−ジ４７よりも上方に位置
しており、ガラスステ−ジ４７に対して略平行に向けら
れている。つぎに、上述の位置決めステ−ジ１１と計測
整形部１２とを備えた部品装着装置の作用を説明する。

【００２３】まず、図８中に示すように、チップ部品４
９等の小型部品がプリント基板３８に装着される場合に
は、第１ステ−ジ１４が駆動される。小型部品用装着ヘ
ッド２９が所定の位置に移動し、吸着ノズル３３がチッ
プ部品４９を先端に吸着する。小型部品用装着ヘッド２
９はチップ部品４９を、基板搬送コンベア３６に載せら
れたプリント基板３８の上に移動させる。チップ部品４
９は、第１ステ−ジ１４によってＸＹθ軸方向に位置決
めされ、プリント基板３８の所定位置に載置される。プ
リント基板３８にはクリ−ムはんだが予め供給されてお
り、チップ部品４９はクリ−ムはんだを介してプリント
基板３８に載せられる。

【００２４】第１ステ−ジ１４が駆動される一方で、第
２ステ−ジ１５も駆動される。第２ステ−ジ１５は、基
板搬送コンベア３６上に載せられたプリント基板３８の
上に、仮はんだ付ヘッド３０を移動させる。仮はんだ付
けヘッド３０は、チップ部品４９の端子５０、５０に対
して位置合せされ、仮はんだ付けヘッド３０からチップ
部品４９の端子５０、５０にレ−ザ光が照射される。そ
して、クリ−ムはんだが加熱されて溶融し、チップ部品
４９が基板３８に接合される。ここで、図８中の符号５
１ははんだ付け部を示している。

【００２５】また、例えば図８中のＱＦＰ(Quad Flat P
ackage) ５２のような大型電子部品が装着される場合に
は、第３ステ−ジ１６が駆動される。そして、大型部品
用装着ヘッド３１が所定の位置に移動し、吸着ノズル３
５がＱＦＰ５２を先端に吸着する。大型部品用装着ヘッ
ド２１はＱＦＰ５２を、プリント基板３８の上に移動さ
せる。

【００２６】ＱＦＰ５２は、第３ステ−ジ１６によって
ＸＹθ軸方向に位置決めされる。ＱＦＰ５２の位置決め
は、チップ部品４９の場合に比べて、高分解能で行われ
る。そして、ＱＦＰ５２は、プリント基板３８の所定位
置にクリ−ムはんだを介して載置される。

【００２７】ＱＦＰ５２のはんだ付けは、チップ部品４
９の場合と同様に第２ステ−ジ１５の仮はんだ付けヘッ
ド３０によって行われる。ここで、図８中の符号５３は
はんだ付け部を示している。つぎに、計測整形部１２に
ついて、大型電子部品（ＱＦＰ５２）を用いて説明す
る。

【００２８】図３〜図５中に示すように、計測整形部１
２においては、ＱＦＰ５２がガラスステ−ジ４７上に載
せられる。リ−ド測定部３９及びリ−ド整形部４０、４
０がスライダ４１に沿って一体に移動し、リ−ド測定部
３９がＱＦＰ５２の下方に位置決めされる。リ−ド測定
器４２が駆動され、図５中に示すように測定用レ−ザ発
振器４４からＱＦＰ５２のリ−ド５４に向けて測定用レ
−ザ光４３が出力される。

【００２９】リ−ド５４の下面で反射した測定用レ−ザ
光４３は、レ−ザ受光器４５に入射する。そして、レ−
ザ受光器４５に入射した測定用レ−ザ光４３を基にし
て、リ−ド５４の高さが測定される。

【００３０】レ−ザ受光器４５は測定用レ−ザ光４３を
光電変換する。そして、レ−ザ受光器４５から出力され
る信号の波形は方形であり、この信号の電圧は図６に示
すようにリ−ド５４の高さに応じて変化する。

【００３１】つまり、レ−ザ受光器４５の出力電圧は、
リ−ド５４…の状態に応じて異なる。リ−ド５４…が正
常に成形されている場合の信号の電圧、幅、及び、周期
をそれぞれＨ、Ｌ、Ｐとすると、リ−ド浮きが生じてい
る場合には、電圧ＨがＨ₁（＜Ｈ）に変化する。また、
リ−ド曲りが生じている場合には、周期ＰがＰ₁（≠
Ｐ）に変化し、リ−ド５４…がねじれている場合には、
波形が変形し、パルスの両端の値がＨ₂、Ｈ₃（Ｈ₂≠
Ｈ₃）になる。さらに、リ−ド５４…の幅が異常な場合
には、パルス幅ＬがＬ₁に変化する。

【００３２】また、リ−ド５４…に当らなかった測定用
レ−ザ光４３は、受光板４８に達する。受光板４８に
は、図７に示すようにＱＦＰ５２の影が映し出され、Ｑ
ＦＰ５２の形状が表れる。そして、受光板４８に映し出
された像を基にして、リ−ド５４…の形状が計測され
る。

【００３３】リ−ド整形部４０、４０の両方、或いはい
ずれか一方は、ＱＦＰ５２の下に案内され、整形用レ−
ザ光をＱＦＰ５２のリ−ド５４に向けて照射する。そし
て、リ−ド５４のめっきのはみ出た部分が、整形用レ−
ザ光によって整形される。リ−ド５４…の整形は、前述
のリ−ド５４…の計測が行われている一方で行われる。
つまり、ガラスステ−ジ４７上の複数のＱＦＰ５２、５
２のリ−ド５４…に対して計測、或いは整形が行われ
る。こののち、ＱＦＰ５２は、前述のように、プリント
基板３８に装着される。

【００３４】すなわち、上述のような位置決めステ−ジ
１１と計測整形部１２とを有する電子部品装着装置にお
いては、位置決めステ−ジ１１に複数のヘッド２９、３
０が備えられ、各ヘッド２９、３０が電子部品４９、５
２の大きさに応じて異なった分解能を有している。さら
に、両ヘッド２９、３０は、第１ステ−ジ及び第３ステ
−ジによって個別に駆動される。したがって、電子部品
４９、５２の種類に応じて分解能と装着速度とを変更す
ることができる。そして、従来の装着装置と比較して分
解能と装着速度とを共に高めることができ、分解能の向
上と装着の高速化とを両立することが可能になる。

【００３５】また、位置決めステ−ジ１１に仮はんだ付
けヘッド３０が設けられており、この仮はんだ付けヘッ
ド３０が、電子部品４９、５２を装着の直後に仮はんだ
付けするので、プリント基板３８の搬送中において、電
子部品４９、５２が従来よりも強固に固定されている。
したがって、プリント基板３８の搬送中に、電子部品４
９、５２が位置ずれしにくい。そして、位置ずれを原因
とした回路不良の発生を防止することができる。

【００３６】さらに、計測整形部１２にはリ−ド測定部
３９とリ−ド整形部４０、４０とが備えられており、装
着に先立ってリ−ド測定部３９により発見された不良の
リ−ド５４が、リ−ド整形部４０、４０によって整形さ
れる。したがって、電子部品４８、５２のはんだ付け時
に、はんだ付け不良が生じることを防止できる。そし
て、電子部品４９、５２の装着の信頼性を向上すること
ができる。なお、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で種
々に変形することが可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、端子を有
する電子部品に応じて異なった分解能を有する駆動源に
よって個別に駆動され、電子部品を保持して基板に装着
する複数の装着ヘッドと、基板に装着された電子部品を
仮はんだ付けする仮はんだ付けヘッドと、電子部品の仮
はんだ付けに先立って電子部品の端子を第１のレ−ザ光
を用いて計測する端子計測部と、変形した端子に第２の
レ−ザ光を照射して端子を整形する端子整形部とを具備
したものである。したがって本発明は、電子部品の種類
に応じて分解能と装着速度とを変更できるとともに、装
着の信頼性を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電子部品装着装置の位置決
めステ−ジを示す平面図。

【図２】本発明の一実施例の電子部品装着装置の位置決
めステ−ジを示す側面図。

【図３】本発明の一実施例の電子部品装着装置の計測整
形部１２を示す側面図。

【図４】計測整形部の作用を示す説明図。

【図５】計測整形部の作用を示す説明図。

【図６】リ−ド測定器の出力波形とリ−ドの形状との関
係を示すグラフ。

【図７】受光板に映し出されたＱＦＰの影を示す説明
図。

【図８】電子部品が装着されたプリント基板を示す斜視
図。

【図９】第１〜第３ステ−ジの各駆動信号を示すタイミ
ングチャ−ト。

【図１０】（ａ）は従来の位置決めステ−ジを示す平面
図、（ｂ）は同じく従来の位置決めステ−ジを示す側面
図。

【図１１】従来の電子部品認識方法を示す説明図。

【符号の説明】

２９…小型部品用ヘッド（装着ヘッド）、３０…仮はん
だ付けヘッド、３１…大型部品用ヘッド（装着ヘッ
ド）、３８…プリント基板（基板）、３９…リ−ド計測
部（端子計測部）、４０、４０…リ−ド整形部（端子整
形部）、４９、５２…電子部品、５０、５４…端子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端子を有する電子部品に応じて異なった
分解能を有する駆動源によって個別に駆動され、上記電
子部品を保持して基板に装着する複数の装着ヘッドと、
上記基板に装着された上記電子部品を仮はんだ付けする
仮はんだ付けヘッドと、上記電子部品の仮はんだ付けに
先立って上記電子部品の端子を第１のレ−ザ光を用いて
計測する端子計測部と、変形した上記端子に第２のレ−
ザ光を照射して上記端子を整形する端子整形部とを具備
した電子部品装着装置。