JPH0722233B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子部品の実装方法に係り、詳しくは、ノズル
による電子部品のピックアップミスの有無を判定したう
えで、電子部品を基板に搭載するようにした電子部品の
実装方法に関する。

（従来の技術） チップタイプの電子部品を基板に自動実装する電子部品
実装装置は、移載ヘッドを電子部品供給部の上方へ移動
させ、そこでノズルを昇降させて供給部に備えられた電
子部品を真空吸着してピックアップした後、この移載ヘ
ッドを基板の上方へ移動させ、そこで再度ノズルを昇降
させ、且つ真空吸着状態を解除することにより、電子部
品を基板の所定の座標位置に搭載するようになってい
る。

（発明が解決しようとする課題） 近年、電子部品実装装置は、益々高速度で電子部品を基
板に搭載することが要請されており、このためには、ノ
ズルは高速度で昇降して電子部品供給部の電子部品をピ
ックアップしなければならない。しかしながらピックア
ップ速度が高速化するのにともない、ピックアップミス
も益々多発するようになってきている。

ピックアップミスとしては、（イ）チップ無し（ノズル
にチップが真空吸着されない場合）、（ロ）チップ立ち
（ノズルがチップの上面を吸着せずに、側面や角部を吸
着し、その結果、チップが起立姿勢や傾斜姿勢でノズル
に吸着される場合）、（ハ）誤チップ（供給部における
パーツフィーダの配置ミスのため、部品種の電子部品を
ノズルがピックアップする場合）等がある。

したがってこの種電子部品実装装置においては、電子部
品（チップ）のピックアップミスの有無を迅速に検出
し、ピックアップミスが検出された場合には、この電子
部品の基板への搭載を中止する必要があり、しかもこの
ような検出動作や中止動作は、一連の実装動作の中で遅
滞なく迅速に行わねばならない。

そこで本発明は、上記課題を解決できる電子部品の実装
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために本発明は、移載ヘッドのノズルを昇降させて
電子部品を真空吸着してピックアップする際に、この移
載ヘッドと一体的に設けられた検出器により、ノズルの
下端部の高さと、電子部品の下面の高さを計測して、こ
れらの高さの差から電子部品の厚さを求め、この厚さを
制御装置に登録された厚さと比較することにより、ピッ
クアップミスの有無を判定し、ピックアップミス無しと
判定された電子部品は、ノズルをモータによりその軸心
を中心に回転させて回転速度の設定を行ったうえで基板
に搭載し、またピックアップミス有りと判定された電子
部品は、この移載ヘッドの移動路に設けられた回収部上
で真空吸着状態を解除することにより、この回収部に投
棄するようにしている。

（作用） 上記構成によれば、移載ヘッドのノズルを昇降させて電
子部品供給部の電子部品をピックアップする昇降動作中
にピックアップミスの有無を検出し、その検出結果によ
り、電子部品を基板に搭載し、あるいは搭載を中止して
電子部品を回収部に投棄するので、電子部品のピックア
ップから基板への搭載までの一連の動作を、遅滞なく迅
速に行うことができる。殊に本手段は、ノズルのピック
アップ動作中にピックアップミスの有無を検出するの
で、この検出のために格別に時間を浪費するものではな
く、しかも計測された電子部品の厚さを制御装置に登録
された厚さと比較することにより、ピックアップミスの
有無を判定するようにしているので、チップ無し、チッ
プ立ち、誤チップなどの様々なカテゴリーのピックアッ
プミスを確実迅速に判定できる。

（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。

第１図において、１および２は移載ヘッドであり、移載
装置55に設けられ、それぞれ位置検出器（エンコーダ）
３を備えている。この移載ヘッド1,2の下方にはプリン
ト基板59を搬送する搬送コンベア54が設けられ、その側
方に電子部品９を供給する複数の電子部品供給部10が設
けられている。搬送コンベア54と供給部10の間の移載ヘ
ッド１、２の移動路には箱体から成る回収部11が配置さ
れている。移載装置55は、移載ヘッド１及び移載ヘッド
２を矢印Ａ方向（XY方向）に移動させる。移載装置55の
中央には両移載ヘッド1,2の角度設定を行うモータ13が
設けられ、タイミングベルト14を介しプーリ16を回転さ
せ、両タイミングベルト６により各々の移載ヘッド１及
び移載ヘッド２を水平回転させる。

次にまず移載ヘッド１の構造について説明する。第２図
において移載装置55の本体ブロック26にベアリング38及
び39を介し移載ヘッド１のヘッドブロック37が回転自在
に設けられ、このヘッドブロック37の下部にチャック爪
42が設けられている。シリンダー23を駆動してアーム24
をピン49を支点として揺動させることにより、リング43
を上下動させる。このリング43の上下動により、押さえ
リング44内の加圧用バネ45を介してリング46は上下動
し、チャック爪42はピン50を支点として回転して開閉す
る。

移載ヘッド１の上部には上記ベルト６が調帯されたタイ
ミングプーリー40が設けられ、ヘッドブロック37の中央
にはノズルシャフト41が上下動するように垂直に設けら
れている。ノズルシャフト41の先端には電子部品９を真
空吸着するノズル51が固定されている。上述のように、
モータ13が駆動してベルト６が回動すると、ノズルシャ
フト41及びノズル51はその軸心を中心に回転し、ノズル
51に真空吸着された電子部品の回転角度の設定を行う。

前記ノズルシャフト41の上部にはガイドリング52が固定
され、ガイドリング52の溝内にはアーム22の先端に取り
付けられたローラ31が嵌合している。シリンダー５によ
りシリンダーロッド28がＢ方向に摺動すると、ジョイン
ト29を介しシャフト27を支点としてアーム22が揺動す
る。このアーム22の揺動によりローラ31を介してノズル
51は昇降する。

タイミングベルト17はプーリ33とプーリ34に掛けられ、
このタイミングベルト17とアーム22は固定治具32により
固着され、Ｅ方向に上下動する。プーリ33がＦ方向へ回
転すると、位置検出器３により位置の信号が出力され
る。移載ヘッド１の下部、すなわち、本体ブロック26の
下部には保持具25により発光部と受光部から成る検出器
4a、4bが移載ヘッド１に一体的に取り付けられており、
その出力はアンプ47にて増幅される。前記位置検出器３
とアンプ47の出力はコンピュータから成る制御装置48に
入力される。

次に動作を説明する。第１図において、移載ヘッド１は
電子部品供給部10の上方へ移動する。そこで第２図にお
いてシリンダー23が作動するとアーム24はピン49を支点
に揺動し、リング43を上方向に移動させ、リング44及び
加圧用バネ45を介し、リング46が上昇することにより、
チャック爪42がピン50を支点として外方へ開く。次にシ
リンダー５を作動させると、ロッド28がＢ方向に引き込
み、アーム22はピン27を支点として下方へ揺動し、先端
のローラ31によりガイド52を下方（Ｃ方向）に押し下
げ、ノズルシャフト41と共にノズル51はＤ方向に下降す
る。

第３図は、電子部品９のピックアップ中におけるノズル
51と検出器4a及び4bの関係を示すものであって、（イ）
においてノズル51がD1方向に下降する際、検出器4a,4b
間の光線61は遮光されていない。次の（ロ）に示すよう
にノズル51が更に下降すると検出器4aから出た光線61
は、ノズル51に遮光される。ノズル51が更に下降する
と、ノズル51の下端部は電子部品９の上面に着地し（同
図（ハ）参照）、ノズル51内及びノズルシャフト41内を
矢印Ｇに示す方向に真空引きすることにより、ノズル51
に電子部品９を真空吸着する。次に、シリンダー５のロ
ッド28が突出すると、アーム22は上方へ揺動し、ローラ
31,ガイドリング52を介しノズルシャフト41及びノズル5
1は電子部品９と共に矢印D2方向に上昇する。その間、
検出器4aの光線61は遮光されている。更にノズル51は上
昇するが、ノズル51が（ロ）にて遮光された位置よりも
電子部品９の厚さ60の分だけ上昇するまで遮光状態は持
続し、（ニ）に示すようにさらにノズル51が上昇する
と、検出器4aからの光線61は遮光されず、検出器4bに受
光される。

前記位置検出器３のタイミングベルト17に固定された固
定治具32はアーム22にも固定されているため、アーム22
が揺動することによりタイミングプーリ33を介し位置検
出器３が回転し位置を出力する。前記（ロ）に示す状態
で計測されたノズル51の下端部の高さを制御装置48に記
憶し、また前記（ニ）に示す状態で計測された電子部品
９の下面の高さを同様に制御装置48に入力し、両高さの
差を演算することにより、電子部品９の厚さ60が求めら
れる。

ところで、電子部品は予め設定されたプログラムに従っ
て順に基板59に搭載されるものであり、また電子部品の
厚さも既知であり、実装データとして予め制御装置48に
登録されている。そこで求められた電子部品９の厚さ60
を制御装置48に予め登録された電子部品９の厚さと比較
し、両者が一致すればピックアップミスは無いものと判
定され、そこでシリンダー23が作動することによりチャ
ック爪42が閉じ、電子部品９を前後左右からチャックし
て、電子部品９の位置決めを行う。更に第１図に示すモ
ータ13によりタイミングベルト６を介しプーリ40を回転
させることによりノズルシャフト41は回転し、電子部品
９の回転方向における角度設定がなされ、さらに移載装
置55はXY方向に移動し、プリント基板59の所定の座標位
置に電子部品９を搭載する。

次に、ノズル51に吸着された電子部品９の吸着状態が悪
い場合、すなわち制御装置48に登録された電子部品９の
厚さと、求められた電子部品９の厚さ60が一致しない場
合は、ピックアップミスと判断され第１図に示す回収部
11上で真空吸着状態を解除することにより電子部品９を
投棄する。

次に移載ヘッド２について説明する。移載ヘッド２は位
置検出器３の作動構成がタイミングベルトからワイヤー
式になっている点において、前記移載ヘッド１と異なっ
ている。すなわち、前記アーム22にワイヤー19の一端が
固定され、位置検出器３のシャフトに取り付けられたロ
ーラ21に前記ワイヤー19が巻き付けられ、ワイヤー19は
ローラ21の位置53で部分的に固定され、さらにワイヤー
19の他端は、上部のロッド20に取り付けられたスプリン
グ18に連結され、スプリング18により上方へ付勢されて
いる。前記アーム22が揺動することによりワイヤーはＥ
方向に上下動しローラ21をＦ方向に回転させることによ
り位置を検出することができる。この移載ヘッド２の動
作は、上記移載ヘッド２と同じであり、その説明は省略
する。

次に、移載ヘッド１又は２がプリント基板59上に電子部
品９を搭載する際の動作について第５図を参照しながら
説明する。

第５図は、搭載中におけるノズル51と検出器4a及び4bと
電子部品９の関係を示すものであり、（イ）に示すよう
に電子部品９を吸着したノズル51が矢印D1方向に下降す
る際、先ず検出器4a,4bが電子部品９の下面を検出し、
位置検出器３を介して制御装置48にその高さが記憶され
る。その後ノズル51は更に下降して（ロ）に示した状態
で真空吸着状態を解除し、プリント基板59上に電子部品
９を搭載する。その後、矢印D2方向にノズル51は上昇
し、（ハ）に示した状態にて検出器4a,4bによりノズル5
1の下端部の高さが検出され、位置検出器３を介して制
御装置48にその高さが入力される。（イ）の状態におけ
る位置検出装置３からの出力と（ハ）の状態のおける出
力とにより制御装置48が高さの差を演算する。

この演算により求められた差が登録された電子部品９の
厚さと一致すれば、制御装置48は電子部品９が確かにプ
リント基板59上に搭載されたものと判断する。また、真
空吸着状態の解除ミスなどの何らかの原因で基板59に電
子部品９が搭載されずノズル51に吸着されたままである
場合には、（イ）及び（ハ）の状態において位置検出器
３より制御装置48に入力された高さ情報に基づく高さの
差は、登録されている電子部品の厚さとは異なるため、
制御装置48は電子部品９がプリント基板59に搭載されな
かったと判断し、ノズル51に吸着されたままとなってい
る電子部品９を回収部11上で投棄する様に制御する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、移載ヘッドのノズ
ルが昇降して電子部品をピックアップする動作中に、ノ
ズルの下端部と電子部品の下面の高さを検出して電子部
品のピックアップミスの有無を検出するようにしている
ので、この検出のために格別に時間を浪費するものでは
なく、またその検出結果により、電子部品を基板に搭載
し、あるいは搭載を中止して電子部品を回収部に投棄す
るので、電子部品のピックアップから基板への搭載まで
の一連の実装動作を遅滞なく迅速に行うことができる。
しかも本発明は、計測された電子部品の厚さを制御装置
に登録された厚さと比較することにより、ピックアップ
ミスの有無を判定するようにしているので、チップ無
し、チップ立ち、誤チップなどの様々なカテゴリーのピ
ックアップミスを確実迅速に判定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電子部品実装装置の全
体斜視図、第２図は同装置の要部の断面図、第３図はピ
ックアップ動作中の側面図、第４図は同装置の他の要部
の断面図、第５図は電子部品の搭載中の側面図である。 １……移載ヘッド ２……移載ヘッド 4a,4b……検出器 ９……電子部品 10……電子部品供給部 11……回収部 13……モータ 48……制御装置 51……ノズル 59……基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品供給部に備えられた電子部品を真
   空吸着してピックアップするべく移載ヘッドのノズルが
   下降する際に、この移載ヘッドと一体的に設けられた検
   出器によりノズルの下端部の高さを計測するプロセス
   と、 ノズルがその下端部に電子部品を真空吸着して上昇する
   際に、前記検出器によりこの電子部品の下面の高さを計
   測し、前記のプロセスで計測されたノズルの下端部の高
   さとこの電子部品の下面の高さの差からこの電子部品の
   厚さを求めるプロセスと、 １つ前のプロセスにおいて求められた電子品の厚さを制
   御装置に登録された厚さと比較することにより、ピック
   アップミスの有無を判定するプロセスと、 １つ前のプロセスでピックアップミス無しと判定された
   電子部品は前記ノズルをモータによりその軸心を中心に
   回転させて回転角度の設定を行ったうえで基板に搭載
   し、また１つ前のプロセスでピックアップミス有りと判
   定された電子部品はこの移載ヘッドの移動路に設けられ
   た回収部上で真空吸着状態を解除することによりこの回
   収部に投棄するプロセスと、 から成ることを特徴とする電子部品の実装方法。