JPH07136868A - Pressing force controller in part mounting device - Google Patents

Pressing force controller in part mounting device

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JPH07136868A
JPH07136868A JP5282216A JP28221693A JPH07136868A JP H07136868 A JPH07136868 A JP H07136868A JP 5282216 A JP5282216 A JP 5282216A JP 28221693 A JP28221693 A JP 28221693A JP H07136868 A JPH07136868 A JP H07136868A
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pressing force
component
electronic component
mounting
circuit board
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Kimihiko Furukawa
公彦 古川
Kazufumi Ushijima
和文 牛嶋
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Abstract

PURPOSE:To provide a pressing force controller, which determined by itself a proper pressing force value to be applied to individual part to be mounted and mounts the part with the pressing force of this value, in a part mounting device. CONSTITUTION:A part mounting device, in which an electronic part on a printed circuit board is pressed onto the printed circuit board side so as to be press- fitted onto a mounting face by means of a pressing mechanism (pulse motor 104 and the like), is provided with a pressing force detector 208 measuring pressing force working on the electronic part in the actual mounting action. The device is provided with a control means consisting of a microcomputer 51, which determines an inflection point for this measured pressing force and controls driving of the pulse motor 104 so that the pressing force proper for the installation of the part is applied to the electronic part on the basis of the determined inflection point.

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、電子部品、特に多数の
リード端子を有するQFP(Quad Flat Pa
ckage)等をプリント基板へ装着する部品装着装置
における加圧力制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic component, particularly a QFP (Quad Flat Pa) having a large number of lead terminals.
(cage) and the like on a pressurizing force control device in a component mounting device for mounting a printed circuit board and the like on a printed board.

【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備えた吸着ヘッド機
構が装備され、この吸着ヘッド機構は、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
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 attached to a reciprocating device capable of movement control in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions.

【0003】上記表面実装装置を用いた表面実装におい
ては、ま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、この電子部品をプリント基板の上方位
置まで移動させ、更に、この吸着ヘッド機構を降下させ
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 the surface mounting using the surface mounting apparatus, first, the suction head mechanism is moved to the component supply section of the electronic component supply apparatus, the suction nozzle suctions the electronic component by vacuum, and then the electronic component is printed. The electronic head is moved to a position above the board, and then the suction head mechanism is lowered to set the electronic component 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つ
け、電子部品をプリント基板に固定或いは仮固定する。
或いは、電子部品をプリント基板に接触させたまま保持
し、レーザー光などの高エネルギー光や熱風等を照射又
は付与して半田を溶融させ、電子部品の半田付けを行
う。
Then, 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 substrate surface to fix the electronic component to the printed circuit board or Temporarily fix.
Alternatively, the electronic component is held in contact with the printed circuit board, and high-energy light such as laser light or hot air is applied or applied to melt the solder, thereby soldering the electronic component.

【0005】その後、吸着ヘッド機構を部品供給装置上
へ復帰させて、次の電子部品の実装動作に移行する。
After that, the suction head mechanism is returned to above the component supply device, and the operation of mounting the next electronic component is started.

【0006】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、および吸着
した電子部品をプリント基板に押しつける際において電
子部品に過度の衝撃力や加圧力が作用しないようにカム
曲線が設計されている。
By the way, in the conventional surface mounting apparatus, the raising / lowering operation of the suction head mechanism is performed by driving the cam mechanism. Here, the cam mechanism is a cam mechanism that prevents excessive impact force or pressure from acting on the electronic components when the suction nozzle is pressed against the electronic components on the component supply device and when the suctioned electronic components are pressed against the printed circuit board. The curve is designed.

【0007】しかしながら、近年の電子部品の小型化お
よび多様化に伴って、電子部品の形状、寸法(厚さ)、
及び材料は多岐にわたり、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ってい
る。また、前述のように、電子部品の装着後に吸着ヘッ
ドを直ちに上昇させずに電子部品を保持したまま半田付
けを行う場合には、電子部品のリード端子を適当な状態
で、且つ全リード端子がプリント基板に接触するように
しなければならない。
However, with the recent miniaturization and diversification of electronic parts, the shape, size (thickness), and
In addition, there are a wide variety of materials, and the mechanical properties of electronic components to be surface-mounted greatly differ depending on the type of electronic component. Further, as described above, when soldering is performed while holding the electronic component without immediately raising the suction head after mounting the electronic component, the lead terminals of the electronic component should be in an appropriate state and all lead terminals should be It must be in contact with the printed circuit board.

【0008】従って、電子部品の種類に対応して表面実
装を自動的に行うためには、電子部品の種類毎に吸着保
持の際の加圧力および表面実装時に作用させる加圧力を
適当な値に制御する必要がある。
Therefore, in order to automatically carry out surface mounting corresponding to the type of electronic component, the pressing force at the time of adsorption and holding and the pressing force applied at the time of surface mounting are set to appropriate values for each type of electronic component. Need to control.

【0009】このため、例えば、吸着ヘッドに加圧力を
検出するための加圧力検出器を備え、電子部品をプリン
ト基板に装着するときの当該電子部品に作用させる加圧
力を制御することが考えられる。具体的には、電子部品
の種類毎に最適な加圧値を予め目標値として設定すると
ともに、前記検出器で加圧値を検出して上記目標値との
差(偏差)を検出し、この偏差が0となるように吸着ヘ
ッドの降下速度と降下距離を制御することが考えられ
る。
Therefore, for example, it is considered that the suction head is provided with a pressing force detector for detecting the pressing force to control the pressing force applied to the electronic component when mounting the electronic component on the printed circuit board. . Specifically, the optimum pressure value is set as a target value in advance for each type of electronic component, and the pressure value is detected by the detector to detect the difference (deviation) from the target value. It is possible to control the descending speed and the descending distance of the suction head so that the deviation becomes zero.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ィードバック制御による加圧力制御装置では、多種類の
電子部品についての表面実装が可能になるものの、同種
の電子部品間でのばらつきには十分に対処することがで
きない。例えば、多数のリード端子を持つ電子部品にお
いては、図9に示すように、リード端子500の先端部
の平坦度にばらつき(図中のgで示される端子先端部の
浮き上がり等)が発生しているが、このような電子部品
501については一部のリード端子が他の端子に先駆け
てプリント基板に接触して変形するために、同種の電子
部品について一律に設定された目標加圧値に基づきフィ
ードバック制御を行ったのでは、他の端子がプリント基
板に接触する前に加圧値が目標加圧値に達したと判断さ
れてそれ以上の降下がなされず、全てのリード端子がプ
リント基板に接触していないのに半田付けが行われてし
まうおそれがある。
However, although the above-described pressure control device by feedback control enables surface mounting of many kinds of electronic parts, it sufficiently copes with variations among the same kind of electronic parts. I can't. For example, in an electronic component having a large number of lead terminals, as shown in FIG. 9, variations in the flatness of the tip portions of the lead terminals 500 (such as lifting of the terminal tip portions indicated by g in the figure) occur. However, in such an electronic component 501, some lead terminals come into contact with the printed circuit board prior to the other terminals to be deformed. Therefore, based on the target pressure value set uniformly for the same type of electronic component, If feedback control is performed, it is judged that the pressure value has reached the target pressure value before other terminals come into contact with the printed circuit board, and no further drop is made. There is a possibility that soldering may be performed even though they are not in contact with each other.

【0011】また、吸着ノズルが降下しすぎることによ
ってリード端子が反り返ってしまうのを防止するため
に、図10に示すように、ノズル502の先端部にスト
ッパー部材503を取り付けた加圧力制御装置が提案さ
れている。
Further, in order to prevent the lead terminal from being bent back due to the suction nozzle descending too much, as shown in FIG. 10, a pressing force control device having a stopper member 503 attached to the tip end portion of the nozzle 502 is provided. Proposed.

【0012】しかし、上記のごとくストッパー部材50
3を設けると、吸着治具が大きくなるとともに、ストッ
パー部材503の当接スペースをプリント基板上に設け
る必要が生ずるためにプリント基板設計に制約を受ける
という弊害が生じる。また、電子部品の装着には、電子
部品の吸着状態をビデオカメラにより撮影し、位置補正
を行うのが一般的であるが、このストッパー部材503
が吸着状態を認識するのに障害になるという欠点もあ
る。更に、リード端子の平坦度のばらつきが大きく、特
にリード形状が大きく上方にずれているような電子部品
においては、ストッパー部材503によって押し込み量
が不足してプリント基板に接触しないリード端子が生じ
る可能性がある。
However, as described above, the stopper member 50
When 3 is provided, the suction jig becomes large, and the contact space of the stopper member 503 needs to be provided on the printed circuit board, so that the printed circuit board design is restricted. In addition, when mounting the electronic component, it is general that the suction state of the electronic component is photographed by a video camera and the position is corrected, but this stopper member 503 is used.
However, there is also a drawback that it becomes an obstacle in recognizing the adsorption state. Further, in an electronic component in which the flatness of the lead terminals varies greatly, and particularly the lead shape is largely displaced upward, there is a possibility that the stopper member 503 may cause a lead terminal that does not contact the printed circuit board due to insufficient pushing amount. There is.

【0013】本発明は、上記の事情に鑑み、装着される
個々の部品についてこれに付与すべき適当な加圧力値を
自ら判断してその値の加圧力で当該部品を装着すること
ができる部品装着装置における加圧力制御装置を提供す
ることを目的とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention is a component that can judge the appropriate pressure value to be applied to each component to be mounted by itself and mount the component with the pressure of that value. An object is to provide a pressing force control device in a mounting device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の部品装着装置に
おける加圧力制御装置は、上記の課題を解決するため
に、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、実際の装着動作に際して部品に作用する加圧力を
測定する手段と、この測定された加圧力の変曲点を判定
する手段と、この判定された変曲点に基づいて部品装着
に適当とされる加圧力が当該部品に付与されるように制
御する制御手段とを備えたことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a pressing force control device in a component mounting apparatus of the present invention applies a component on a mounting surface to a mounting surface side by a pressure mechanism, In a component mounting apparatus for crimping a component onto a mounting surface, a means for measuring a pressing force applied to the component during an actual mounting operation, a means for determining an inflection point of the measured pressing force, and It is characterized by further comprising: control means for controlling so that a pressing force suitable for mounting the component is applied to the component based on the bending point.

【0015】[0015]

【作用】個々の部品の装着動作に際して測定される加圧
力値において変曲点が生じる時点は、その部品における
リード端子の全てが装着面に当接した時点に対応する。
従って、上記の変曲点が生じた時点が部品装着に適当と
される加圧力が当該部品に付与されている時点であり、
この変曲点と判定された時点での加圧力を保持すること
により、或いは種々の条件によってはこの加圧力よりも
僅かに高い又は低い加圧力を付与することにより、個々
の部品についてそれに適当とされる加圧力で当該部品の
装着が行えることになる。
The time when the inflection point occurs in the pressing force value measured during the mounting operation of each component corresponds to the time when all the lead terminals of the component come into contact with the mounting surface.
Therefore, the time when the above-mentioned inflection point occurs is the time when the pressing force suitable for mounting the component is applied to the component,
By maintaining the pressing force at the time when it is determined as this inflection point, or by applying a pressing force slightly higher or lower than this pressing force depending on various conditions, it is suitable for each individual component. The component can be mounted with the applied pressure.

【0016】従って、個々の部品におけるリード端子の
平坦度のばつきには十分に対応できない従来のフィード
バック制御の欠点を解消することができるとともに、ス
トッパー部材も不要となることから、かかるストッパー
部材を用いることにより生じる不具合も解消されること
になる。
Therefore, the drawbacks of the conventional feedback control, which cannot sufficiently deal with the unevenness of the flatness of the lead terminals of the individual parts, can be solved, and the stopper member is not necessary. Problems caused by using it will be eliminated.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing its embodiments.

【0018】図1は、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301を示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a component mounting apparatus 301 for pressing a component on the mounting surface toward the mounting surface by a pressure mechanism to press the component on the mounting surface.

【0019】部品装着装置301には、プリント基板3
02を搬送するための一対のコンベヤ303,304、
電子部品を載置するための部品トレイ305、テープ状
に収納された電子部品を供給するテープフィーダユニッ
ト306、縦積みされた電子部品を供給する部品マガジ
ン307、これら電子部品をプリント基板302へ搭載
する吸着ヘッド機構308、吸着ヘッド機構308をX
軸方向へ往復駆動する駆動装置309、Y軸方向へ往復
駆動する駆動装置310が設けられている。
The component mounting device 301 includes a printed circuit board 3
A pair of conveyors 303, 304 for transporting 02,
A component tray 305 for mounting electronic components, a tape feeder unit 306 for supplying electronic components stored in a tape form, a component magazine 307 for supplying vertically stacked electronic components, and mounting these electronic components on a printed circuit board 302. X suction head mechanism 308
A drive device 309 that reciprocates in the axial direction and a drive device 310 that reciprocates in the Y-axis direction are provided.

【0020】図2は、吸着ヘッド機構308およびその
周辺機器を拡大して示す斜視図である。吸着ヘッド機構
308の吸着ヘッド本体101は、支持体102によっ
てボールねじ103に連結され、モーター104の駆動
によりZ軸方向に往復移動可能となっている。また、こ
れらを支える支持体105は連結部材106によって駆
動装置309に連結されており、X軸方向へ往復移動が
可能となっている。
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the suction head mechanism 308 and its peripheral equipment. The suction head body 101 of the suction head mechanism 308 is connected to the ball screw 103 by the support body 102, and can be reciprocated in the Z-axis direction by driving the motor 104. Further, the support 105 that supports them is connected to the drive device 309 by the connecting member 106, and is capable of reciprocating in the X-axis direction.

【0021】図3は、上記吸着ヘッド本体101の内部
構造を示す縦断側面図である。このヘッド本体101
は、外筒201と中筒202と内筒205を備える。
FIG. 3 is a vertical sectional side view showing the internal structure of the suction head body 101. This head body 101
Includes an outer cylinder 201, a middle cylinder 202, and an inner cylinder 205.

【0022】外筒201は、支持体102によってボー
ルねじ103に連結されており、パルスモーター104
の回転によってZ軸方向へ往復移動するようになってい
る。外筒201の上部には電子部品回転用のモーター2
04が配置されている。モーター204の回転軸は外筒
201内に配置された中筒202の上部中央に連結され
ている。
The outer cylinder 201 is connected to the ball screw 103 by the support 102, and the pulse motor 104
Is rotated to reciprocate in the Z-axis direction. A motor 2 for rotating electronic parts is provided on the upper portion of the outer cylinder 201.
04 are arranged. The rotation shaft of the motor 204 is connected to the center of the upper portion of the middle cylinder 202 arranged inside the outer cylinder 201.

【0023】中筒202は外筒201内に設けた軸受2
03によってZ軸回りに回転可能に支持されるが、Z軸
方向には移動できないようになっている。また、中筒2
02内には内筒205の後部側が挿入されており、当該
内筒205はZ軸方向には摺動可能とされるがZ軸回り
には回転できないように中筒202により支持されてい
る。中筒202内の上部空間内には押圧治具210がZ
軸方向に摺動可能に設けられている。押圧治具210と
中筒202における上部内壁との間にはコイルばね20
9が縮装されており、このコイルばね209により内筒
205が下方に付勢されるようになっている。
The middle cylinder 202 is a bearing 2 provided in the outer cylinder 201.
Although it is rotatably supported around the Z axis by 03, it cannot move in the Z axis direction. Also, the middle cylinder 2
A rear portion side of the inner cylinder 205 is inserted into the inner cylinder 02, and the inner cylinder 205 is supported by the middle cylinder 202 so as to be slidable in the Z-axis direction but not rotatable around the Z-axis. In the upper space of the middle cylinder 202, the pressing jig 210
It is slidable in the axial direction. The coil spring 20 is provided between the pressing jig 210 and the upper inner wall of the middle cylinder 202.
9, the inner cylinder 205 is biased downward by the coil spring 209.

【0024】内筒205の後端部には加圧力検出器(荷
重変換器)208が取り付けられており、内筒205に
加わるZ軸方向の圧力は、加圧力検出器208と前記押
圧治具210との間で生じる圧力となって当該加圧力検
出器208で検出されるようになっている。また、内筒
205の後端側の側面からは排気パイプ206が突出し
て設けられており、この排気パイプ206は前記の外筒
201および中筒202の側部に各々形成された開口部
207から筒外に出されている。排気パイプ206は図
示しない排気装置に接続されており、この排気装置によ
り内筒205内の空気を排気して減圧することにより、
内筒205の先端部において電子部品212を吸引保持
できるようになっている。
A pressing force detector (load converter) 208 is attached to the rear end of the inner cylinder 205, and the pressure applied to the inner cylinder 205 in the Z-axis direction is determined by the pressing force detector 208 and the pressing jig. The pressure generated between the pressure sensor 210 and the pressure sensor 210 is detected by the applied pressure detector 208. Further, an exhaust pipe 206 is provided so as to project from the side surface of the inner cylinder 205 on the rear end side, and the exhaust pipe 206 is provided from openings 207 formed on the side portions of the outer cylinder 201 and the middle cylinder 202, respectively. It is put out of the cylinder. The exhaust pipe 206 is connected to an exhaust device (not shown), and the exhaust device exhausts the air in the inner cylinder 205 to reduce the pressure.
The electronic component 212 can be suction-held at the tip of the inner cylinder 205.

【0025】内筒205の先端部には吸着治具211が
着脱可能に取り付けられている。吸着治具211は、電
子部品212の形状に合わせて最適な吸引作用が発揮で
きるものとして予め用意されたもののなかから、装着す
る電子部品212に応じて選択されて内筒205に取り
付けられる。また、内筒205に電子部品212が吸着
された状態で前記モーター204を駆動することによ
り、電子部品212を所定の角度に回転させることがで
きる。
A suction jig 211 is detachably attached to the tip of the inner cylinder 205. The suction jig 211 is selected according to the electronic component 212 to be mounted from among those prepared in advance as a device capable of exhibiting an optimum suction action according to the shape of the electronic component 212, and is attached to the inner cylinder 205. Further, the electronic component 212 can be rotated at a predetermined angle by driving the motor 204 while the electronic component 212 is adsorbed to the inner cylinder 205.

【0026】次に、上記のごとく構成された部品装着装
置における一連の部品実装動作を説明する。
Next, a series of component mounting operations in the component mounting apparatus configured as described above will be described.

【0027】まず、駆動装置309,310によって部
品トレイ305の上方へ吸着ヘッド機構308が移動
し、そのヘッド本体101がモーター104の回転によ
り下降して電子部品212の上部へ吸着治具211を押
し当て、排気装置により内筒205の内部を減圧し電子
部品212を吸着保持する。その後、吸着ヘッド本体1
01は電子部品212を吸着保持したまま上昇し、駆動
装置309,310によってプリント基板302の実装
位置の上方まで移動する。そして、モーター104の回
転によって吸着ヘッド本体101が下降し、電子部品2
12がプリント基板へ押し当てられる。
First, the suction head mechanism 308 is moved above the component tray 305 by the driving devices 309 and 310, and the head main body 101 is lowered by the rotation of the motor 104 to push the suction jig 211 to the upper part of the electronic component 212. Then, the inside of the inner cylinder 205 is decompressed by the exhaust device to suck and hold the electronic component 212. After that, the suction head body 1
01 moves up while holding the electronic component 212 by suction, and moves to a position above the mounting position of the printed circuit board 302 by the driving devices 309 and 310. Then, the suction head main body 101 is lowered by the rotation of the motor 104, and the electronic component 2
12 is pressed against the printed circuit board.

【0028】このとき、内筒205は電子部品212が
受ける加圧力に応じて上下微動するので、加圧力検出器
208はそれにより歪みを生じ、電子部品212に作用
する加圧力を電気信号に変換して出力する。そして、加
圧力検出器208にて検出した加圧力に基づき後述する
マイクロコンピュータ(加圧力制御装置)によって変曲
点を算出し、この変曲点に基づき適切な加圧力で吸着ヘ
ッド本体101の下降動作が停止するように制御する。
このようにして、電子部品212をプリント基板へ押し
当てが終了した後、内筒205の内部の気圧を操作して
電子部品212の吸着保持を解除し、吸着ヘッド本体1
01を上昇させることにより一連の装着動作が終了す
る。
At this time, the inner cylinder 205 slightly moves up and down according to the pressure applied to the electronic component 212, so that the pressure detector 208 is distorted by the pressure, and the pressure applied to the electronic component 212 is converted into an electric signal. And output. Then, based on the pressing force detected by the pressing force detector 208, an inflection point is calculated by a microcomputer (pressing force control device) described later, and based on this inflection point, the suction head main body 101 descends at an appropriate pressing force. Control to stop the operation.
After the electronic component 212 is pressed against the printed board in this way, the suction pressure of the electronic component 212 is released by manipulating the atmospheric pressure inside the inner cylinder 205.
By raising 01, a series of mounting operations is completed.

【0029】次に、加圧力制御装置について説明する。Next, the pressure control device will be described.

【0030】加圧力制御装置は、電子部品212に加わ
る加圧力を加圧力検出器208にて検出し、この検出値
に基づいて前記吸着ヘッド機構308における吸着ヘッ
ド本体101のZ軸方向の移動、即ち、パルスモーター
104の回転を制御するものである。
The pressing force control device detects the pressing force applied to the electronic component 212 by the pressing force detector 208, and based on this detection value, the movement of the suction head main body 101 in the Z-axis direction in the suction head mechanism 308, That is, the rotation of the pulse motor 104 is controlled.

【0031】図4に加圧力制御装置のブロック図を示
す。そして、この加圧力制御装置における動作を図5の
フローチャートに示す。
FIG. 4 shows a block diagram of the pressure control device. The operation of this pressure control device is shown in the flowchart of FIG.

【0032】マイクロコンピュータ51は、加圧力制御
のためのプログラムを格納するROM、変曲点判定に必
要な加圧力検出値や差分演算値等を保持するRAM、前
記プログラムに従って前記RAMから読み出した各種デ
ータに基づき加圧力制御の実行に必要な指令を出すCP
U等(いずれも図示せず)を備えている。
The microcomputer 51 has a ROM for storing a program for controlling the pressing force, a RAM for holding a pressing force detection value and a difference calculation value necessary for inflection point determination, and various kinds of data read from the RAM according to the program. CP that issues the command necessary to execute the pressure control based on the data
U (not shown) and the like.

【0033】まず、マイクロコンピュータ51は、吸着
ヘッド本体101にて吸着保持した電子部品212の種
類に応じた所定の降下速度を設定し、この速度指令信号
をパルス発生器52に送る。そして、パルス発生器52
は、上記速度指令に応じたパルス波を発生し、これをド
ライバ53に出力する。ドライバ53は、パルス波に応
じてパルスモーター54を駆動し、これにより吸着ヘッ
ド本体101の降下が開始される(ステップ1)。
First, the microcomputer 51 sets a predetermined lowering speed according to the type of the electronic component 212 sucked and held by the suction head body 101, and sends this speed command signal to the pulse generator 52. Then, the pulse generator 52
Generates a pulse wave according to the speed command and outputs it to the driver 53. The driver 53 drives the pulse motor 54 according to the pulse wave, and the descent of the suction head body 101 is thereby started (step 1).

【0034】加圧力検出器208は、電子部品212に
加わる加圧力を検出して電気信号に変換する。順次出力
されてくる加圧力検出信号はA/D変換器56によって
サンプリングされてディジタル信号に変換され、マイク
ロコンピュータ51に入力される(ステップ2)。マイ
クロコンピュータ51は前記RAMに加圧力検出値を記
憶させ、この記憶保持している加圧力検出値と新たに入
力されてくる加圧力検出値との差分演算を行って加圧力
値の変化量を求める(ステップ3)。そして、この変化
量からノイズ成分を除去するとともにこの変化量をRA
Mに記憶し(ステップ4)、既に記憶されているそれ以
前の変化量との比較によって定常状態(変化量が一定に
なったか)か否かを判断する(ステップ5)。なお、変
化量が一定になる時点が加圧力の変曲点である。
The pressing force detector 208 detects the pressing force applied to the electronic component 212 and converts it into an electric signal. The pressing force detection signals that are sequentially output are sampled by the A / D converter 56, converted into digital signals, and input to the microcomputer 51 (step 2). The microcomputer 51 stores the pressing force detection value in the RAM and calculates the difference between the stored pressing force detection value and the newly input pressing force detection value to obtain the change amount of the pressing force value. Ask (step 3). Then, the noise component is removed from the change amount, and the change amount is RA.
It is stored in M (step 4), and it is determined whether or not it is in a steady state (whether the amount of change is constant) by comparison with the previously stored amount of change (step 5). The point at which the amount of change becomes constant is the inflection point of the pressing force.

【0035】ステップ5において定常状態でないと判断
されれば上記のステップ2〜ステップ5を繰り返す。一
方、定常状態と判断されたなら、吸着ヘッド本体101
の下降を停止させ(ステップ6)、加圧力制御を終了す
る。その後は、前述したように、内筒205の内部の気
圧を操作して電子部品212の吸着保持を解除し、吸着
ヘッド本体101を上昇させることになる。なお、ステ
ップ3の差分演算とステップ4のノイズ除去処理はその
順序を逆にしても構わないものである。
If it is determined in step 5 that the steady state is not reached, the above steps 2 to 5 are repeated. On the other hand, if the steady state is determined, the suction head body 101
Is stopped (step 6), and the pressure control is terminated. After that, as described above, the pressure inside the inner cylinder 205 is operated to release the suction holding of the electronic component 212, and the suction head main body 101 is raised. The difference calculation in step 3 and the noise removal processing in step 4 may be performed in reverse order.

【0036】本実施例では、上述のごとく加圧力値の変
曲点をサンプリング値の差分演算により求めているが、
以下、これについて具体的に説明する。
In this embodiment, the inflection point of the pressing force value is obtained by the difference calculation of the sampling values as described above.
Hereinafter, this will be specifically described.

【0037】図6には、電子部品がプリント基板上に接
触し、更に押し下げられていく場合に受ける加圧力の測
定値(検出電圧)およびその変化量(電圧変化量ΔV)
を示している。図6中の横軸は押し下げ量を表し、0点
は複数のリード端子のうちの一つのリード端子先端がプ
リント基板に接触した点を示している。また、縦軸は荷
重変換器が検出した加圧力に相当する電圧値および電圧
変化量ΔVを示しており、1mV≒1gfとされる。こ
こに、グラフ(a)は押し下げ量に対する検出電圧値を
示し、グラフ(b)〜(e)は各々差分演算により求め
た電圧変化量ΔVであって、(b)は押し下げ量の差Δ
Zが10μm、(c)はΔZが20μm、(c)はΔZ
が30μm、(d)はΔZが40μm、(e)はΔZが
50μmの場合をそれぞれ示している。
FIG. 6 shows the measured value (detection voltage) of the pressing force received when the electronic component comes into contact with the printed circuit board and is further pushed down, and its change amount (voltage change amount ΔV).
Is shown. The horizontal axis in FIG. 6 represents the amount of depression, and the 0 point indicates the point where the tip of one of the lead terminals contacts the printed circuit board. The vertical axis represents the voltage value and the voltage change amount ΔV corresponding to the pressing force detected by the load converter, and is set to 1 mV≈1 gf. Here, the graph (a) shows the detected voltage value with respect to the depression amount, the graphs (b) to (e) show the voltage change amount ΔV obtained by the difference calculation, and (b) shows the difference Δ of the depression amount.
Z is 10 μm, (c) is ΔZ is 20 μm, (c) is ΔZ
Is 30 μm, (d) is ΔZ of 40 μm, and (e) is ΔZ of 50 μm.

【0038】上記の電圧変化量は、以下の数式1により
算出される。
The above voltage change amount is calculated by the following equation 1.

【0039】[0039]

【数1】ΔV(Z)=V(Z)−V(Z−ΔZ))[Formula 1] ΔV (Z) = V (Z) −V (Z−ΔZ))

【0040】なお、上記の加圧力測定には、厚さが35
μm、幅150μmの銅リードが図7に示すような形で
合計144本使用されている電子部品212を用いた。
そして、この電子部品のリード先端部から部品本体下面
までの距離は、実測すると、平均して約160μmであ
った。また、電子部212上に位置するものは吸着治具
211であり、従来のようなストッパー部材は設けられ
ていない。
For the above-mentioned pressure measurement, a thickness of 35
An electronic component 212 having a total of 144 copper leads each having a width of 150 μm and a width of 150 μm was used.
Then, the distance from the tip of the lead of this electronic component to the lower surface of the component main body was about 160 μm on average when actually measured. Further, what is located on the electronic part 212 is the suction jig 211, and a stopper member as in the prior art is not provided.

【0041】前記図6の電圧変化量のグラフは、押し下
げ量が0の点から電圧変化量が増加し続ける増加区間
(P点までの区間)と、変化量が一定となる定常区間
(P点からQ点に至区間)と、変化量が急激に増加する
急増区間(Q点以降の区間)とに分かれる。以下、これ
らの区間と電子部品におけるプリント基板上での状態と
の関係について説明する。
In the graph of the voltage change amount of FIG. 6, the voltage change amount continues to increase from the point where the push-down amount is 0 (up to point P) and the constant amount is constant (point P). From the point to the Q point) and a rapid increase section (a section after the Q point) where the amount of change sharply increases. Hereinafter, the relationship between these sections and the state of the electronic component on the printed circuit board will be described.

【0042】図8(a)はリード端子の先端がプリント
基板302に接触し始めた状態、同図(b)は全てのリ
ード端子がプリント基板に接触した状態、同図(c)は
更に降下したためにリード端子が反り返って部品本体の
下面がプリント基板302に接触した状態をそれぞれ示
している。
FIG. 8A shows a state in which the tips of the lead terminals have started to contact the printed circuit board 302, FIG. 8B shows a state in which all the lead terminals have contacted the printed circuit board, and FIG. As a result, the lead terminals warp and the lower surface of the component body contacts the printed circuit board 302.

【0043】前記の増加区間は、同図(a)の状態から
同図(b)の状態に移行するときに生ずる。これは、リ
ード端子に平坦度のばらつきがあるため、当該電子部品
を降下させるに伴ってプリント基板に接触するリード端
子の数が増加していくことに起因する。
The above-mentioned increase section occurs when the state shown in FIG. 9A shifts to the state shown in FIG. This is because the lead terminals have variations in flatness, and thus the number of lead terminals contacting the printed board increases as the electronic component is lowered.

【0044】前記の定常区間は、同図(b)の状態から
同図(c)の状態に移行するときに生ずる。これは、同
図(b)の状態で全てのリード端子がプリント基板に接
触しており、電子部品が押し下げられても各リード端子
の湾曲量に比例して圧力が増加するだけであり、押し下
げ量に比例して加圧力が増大するから、差分量の増大傾
向が見られなくなるのである。
The above-mentioned steady section occurs when the state shown in FIG. 9B shifts to the state shown in FIG. This is because all the lead terminals are in contact with the printed circuit board in the state of FIG. 7B, and even if the electronic component is pushed down, the pressure increases only in proportion to the bending amount of each lead terminal. Since the pressing force increases in proportion to the amount, the increasing tendency of the difference amount cannot be seen.

【0045】前記の急増区間は、同図(c)の状態で更
に電子部品に押し下げ力が加わるときに生ずる。これ
は、電子部品212の本体部分は樹脂等の硬質材料で構
成されていおり、殆ど弾性を持たないためである。
The abrupt increase section occurs when the pushing-down force is further applied to the electronic component in the state of FIG. This is because the main body of the electronic component 212 is made of a hard material such as resin and has almost no elasticity.

【0046】なお、前述したように、電子部品本体の下
面からリード端子の先端までの距離は160μm前後で
あるが、図6のグラフでは、Q点は押し下げ量が200
μmのときに生じている。その差の40μmの値は、リ
ード端子の平坦度のばらつき及び測定装置の平行度の誤
差によるものである。
As described above, the distance from the lower surface of the electronic component body to the tip of the lead terminal is about 160 μm, but in the graph of FIG.
It occurs when μm. The value of 40 μm of the difference is due to the variation of the flatness of the lead terminals and the error of the parallelism of the measuring device.

【0047】ここで、電子部品の実装で最も適切な状態
と考えられるのは、前記図8(b)の状態である。即
ち、全てのリード端子がプリント基板に接触し、かつ押
し過ぎていない状態である。従って、かかる状態のと
き、即ち、前記図6のグラフにおいては定常区間に入っ
たとき、別言すればグラフのP点(変曲点)を検出した
ときにパルスモーター104の回転を停止して吸着ヘッ
ド本体101の降下を停止させればよいことになる。
Here, the state most suitable for mounting electronic components is the state shown in FIG. 8B. That is, all lead terminals are in contact with the printed circuit board and are not over-pressed. Therefore, in such a state, that is, when the steady section is entered in the graph of FIG. 6, in other words, when the point P (inflection point) of the graph is detected, the rotation of the pulse motor 104 is stopped. It is sufficient to stop the lowering of the suction head body 101.

【0048】グラフのP点(変曲点)を求めるには、数
学的には二次微分演算を行えばよいのであるが、検出電
圧のグラフ(a)はなめらかに立ち上がる曲線であり、
且つ立ち上がれば単調増加する直線となり、また測定に
はノイズが含まれることを考慮する必要があるため、二
次微分演算は最良とはいえない。このため、本実施例で
は、前記の数式1で示した差分演算によって定常区間に
入ったか否かを判断するようにしている。
In order to obtain the point P (inflection point) of the graph, mathematically, a second derivative operation may be performed, but the graph (a) of the detected voltage is a curve that rises smoothly,
Moreover, since it becomes a straight line that increases monotonically when it rises, and it is necessary to consider that noise is included in the measurement, the second derivative operation is not the best. For this reason, in the present embodiment, it is determined whether or not the vehicle enters the steady section by the difference calculation shown in the above-mentioned formula 1.

【0049】なお、差分値によって定常区間に入ったか
否かを判断するには、順次入力されてくる新たなサンプ
リング値とメモリに保持した旧値(例えばΔZ値を50
μmとすれば50μm前の位置におけるサンプリング
値)との比較で差分値を算出し、更に、この差分値と、
次の新たなサンプリング値で上記と同様に算出した新た
な差分値とで定常状態か増加状態かを判断する必要があ
るから、理想的な停止位置よりも少し降下した位置が変
曲点として判断される傾向がある。
In order to determine whether or not the steady section is entered based on the difference value, new sampling values that are sequentially input and old values stored in the memory (for example, ΔZ value is 50
.mu.m, a difference value is calculated by comparison with a sampling value at a position 50 .mu.m before), and further, this difference value and
Since it is necessary to judge whether it is the steady state or the increase state with the new difference value calculated in the same way as above with the next new sampling value, the position slightly lowered from the ideal stop position is judged as the inflection point Tend to be.

【0050】従って、取り扱う電子部品によっては、吸
着ヘッド本体101の降下停止動作が理想的な変曲点位
置よりも遅れてなされ、押し込み過ぎが予想される。か
かる場合は、停止動作の後にパルスモーター104を所
定量逆回転させて吸着ヘッド本体101を僅かに上昇さ
せればよい。なお、この上昇によってリード端子がプリ
ント基板から離間することのないように、上記上昇量は
リード端子がそのばね性により復元可能な量以下とす
る。
Therefore, depending on the electronic parts to be handled, the lowering operation of the suction head body 101 is delayed from the ideal inflection point position, and it is expected that the suction head body 101 is pushed too far. In such a case, after the stopping operation, the pulse motor 104 may be reversely rotated by a predetermined amount to slightly raise the suction head body 101. It should be noted that the above-mentioned amount of rise is not more than the amount by which the lead terminal can be restored due to its spring property so that the lead terminal is not separated from the printed board by this rise.

【0051】また、上述した押し込み過ぎの傾向は、Δ
Z値を大きくするほど顕著になる。一方、ΔZ値を小さ
くすればする程、グラフ(c)〜(e)のごとく増加区
間と定常区間との識別が困難になってくる。従って、か
かる識別性と変曲点検出の遅延性とを比較考量し、取り
扱う電子部品によってΔZ値を定めることになる。な
お、リード端子が比較的抵抗力を有する場合は、ΔZ値
を大きくできる。リード端子に抵抗力が有る場合は、Δ
Z値を多少大きくしても、前記の増加区間が比較的顕著
に現れるためである。
Further, the above-mentioned tendency of excessive indentation is Δ
It becomes more remarkable as the Z value is increased. On the other hand, the smaller the ΔZ value, the more difficult it becomes to distinguish between the increasing section and the steady section as shown in graphs (c) to (e). Therefore, the ΔZ value is determined depending on the electronic parts to be handled by comparing and weighing the distinguishability and the delay characteristic of inflection point detection. If the lead terminal has a relatively high resistance, the ΔZ value can be increased. If the lead terminals have resistance, Δ
This is because, even if the Z value is increased to some extent, the above-mentioned increase section appears relatively conspicuously.

【0052】また、部品装着装置にセッティングされる
プリント基板のZ軸に対する傾き量によっては、リード
端子の全てがプリント基板に接触する時点で既に一部の
リード端子に反り返りが生ずることが考えられるので、
上記プリント基板のZ軸に対する傾きを出来るだけ小さ
くしておく必要がある。プリント基板302を搬送する
コンベア303,304においてその水平度を十分に確
保できないような場合は、例えば、プリント基板停止位
置の下方に、水平度を持った真空吸着装置を配置し、搬
送されてくるプリント基板を真空吸着で仮固定して電子
部品実装動作を行うようにすればよい。
Further, depending on the amount of inclination of the printed circuit board set in the component mounting apparatus with respect to the Z axis, it is conceivable that some of the lead terminals will already warp when all of the lead terminals come into contact with the printed circuit board. ,
It is necessary to make the inclination of the printed circuit board with respect to the Z axis as small as possible. When the levelness cannot be sufficiently ensured on the conveyors 303 and 304 which convey the printed circuit board 302, for example, a vacuum suction device having the levelness is arranged below the stop position of the printed circuit board and the printed circuit board is conveyed. The printed circuit board may be temporarily fixed by vacuum suction to perform the electronic component mounting operation.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、装着さ
れる個々の部品についてこれに付与すべき適当な加圧力
値を自ら判断してその値の加圧力で当該部品を装着する
ことができ、従来のフィードバック制御による欠点およ
びストッパー部材を用いることによる欠点を解消するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, an appropriate pressing force value to be applied to each component to be mounted is judged by itself, and the component is mounted with the pressing force of that value. Therefore, the drawbacks of the conventional feedback control and the drawbacks of using the stopper member can be eliminated.

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

【図1】部品装着装置の外観を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a component mounting apparatus.

【図2】吸着ヘッド機構の外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a suction head mechanism.

【図3】吸着ヘッド機構の縦断側面図である。FIG. 3 is a vertical sectional side view of a suction head mechanism.

【図4】本発明の加圧力制御装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a pressure control device of the present invention.

【図5】本発明の加圧力制御動作を示すフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart showing a pressing force control operation of the present invention.

【図6】電子部品がプリント基板上に接触し、更に押し
下げられた場合に受ける加圧力の測定値(検出電圧)お
よびその変化量(電圧変化量ΔV)を示したグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing a measured value (detection voltage) of a pressing force received when an electronic component comes into contact with a printed circuit board and is further depressed, and a change amount thereof (voltage change amount ΔV).

【図7】ストッパー部材を有しない吸着治具にて吸着さ
れた電子部品を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an electronic component sucked by a suction jig having no stopper member.

【図8】同図の(a)〜(c)は、それぞれ電子部品の
降下によるリード端子の状態を示す説明図である。
FIG. 8A to FIG. 8C are explanatory diagrams showing states of lead terminals due to a drop of an electronic component.

【図9】リード端子にばらつきがある電子部品を示す斜
視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an electronic component having different lead terminals.

【図10】ストッパー部材が備えられた吸着治具にて吸
着された電子部品を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an electronic component sucked by a suction jig provided with a stopper member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 マイクロコンピュータ 52 パルス発生器 53 ドライバ 56 A/D変換器 101 吸着ヘッド本体 104 パルスモーター 208 加圧力検出器 212 電子部品 302 プリント基板 51 Microcomputer 52 Pulse Generator 53 Driver 56 A / D Converter 101 Adsorption Head Main Body 104 Pulse Motor 208 Pressurization Pressure Detector 212 Electronic Component 302 Printed Circuit Board

Claims (1)

【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、実際の装着動作に際して部品に作用す
る加圧力を測定する手段と、前記加圧力の変曲点を判定
する手段と、前記変曲点に基づいて部品装着に適当とさ
れる加圧力が当該部品に付与されるように制御する制御
手段とを備えた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 component mounting apparatus that presses a component on a mounting surface to a mounting surface side by a pressure mechanism to crimp the component to the mounting surface, and measures a pressure applied to the component during an actual mounting operation. Means, a means for determining an inflection point of the pressing force, and a control means for controlling so that a pressing force appropriate for mounting the component is applied to the component based on the inflection point A pressure control device in a component mounting device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110280988A (en) * 2019-06-21 2019-09-27 武汉凯尔信汽车零部件有限公司 A kind of band dress metalwork automatic assembling apparatus

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