JPH08222894A

JPH08222894A - 電子部品実装方法及び装置

Info

Publication number: JPH08222894A
Application number: JP7029528A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Mimura; 好裕味村; Noriaki Yoshida; 典晃吉田; Takeshi Takeda; 健武田; Kanji Hata; 寛二秦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】電子部品実装速度が変化しても安定した吸着
動作、装着動作を実現する。【構成】電子部品１１を吸着して基板２１上に装着す
る吸着ノズル５と、電子部品１１の吸着及び装着のため
に吸着ノズル５を上下動させる手段と、電子部品１１の
吸着及び装着位置で吸着ノズル５に対する空気圧を切り
換えるメカニカルバルブ８と、電子部品１１の吸着及び
装着時にそれぞれメカニカルバルブ８の切換制御を独立
して行なう切換制御手段１２とを備え、電子部品１１の
吸着時及び装着時の吸着ノズル５に対する空気圧の切り
換えタイミングを、切換制御手段１２にて実装速度に応
じてそれぞれ独立して切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を回路基板等
の基板に自動的に実装する電子部品実装方法及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品実装装置の一般的な構成
を、図６を参照して説明する。３１は回転体で、駆動手
段３２からの動力が減速機３３を介してインデックス装
置３４に伝達されることで間欠回転駆動される。回転体
３１の下端部の周囲には、間欠回転ピッチで等間隔置き
に複数の吸着ノズル３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、・
・・）がそれぞれの軸芯回りに回転及び昇降可能に配設
されている。各吸着ノズル３５は、インデックス装置３
４の軸芯部から上方に突出するパイプ３６を介して吸引
装置（図示せず）に連通されている。又、各吸着ノズル
３５には吸着力の切り換えを行なうメカニカルバルブ３
７が装着され、吸着時と、装着時及び排出（部品不良時
の吸着解放動作）時に、電子部品に対する吸着ノズル３
５の吸引力の切り換えを行うように構成されている。

【０００３】また、インデックス装置３４に対する入力
軸３８の回転がタイミングベルト３９を介してカム軸４
０に伝動され、カム４１の回転に伴ってそのカム４１の
形状にしたがってロッド４２が上下動するように構成さ
れている。このロッド４２の上下動によりメカニカルバ
ルブ３７の吸着スイッチ４３をオンすることで吸着ノズ
ル３５の吸引力が上がって電子部品が吸着される。

【０００４】また、装着、排出に関してもそれぞれ同様
のカム機構が設けられており、メカニカルバルブ３７の
解放スイッチ４４をオンすることで電子部品に対する吸
引力が下がって吸着が解放される。

【０００５】４５は部品供給部であり、可動テーブル４
６上に複数の部品供給器４７が並列して搭載され、モー
タ等から成る駆動手段４８にて可動テーブル４６をＸ方
向に移動可能に構成されている。各部品供給器４７に装
填されているリール４７ａには多数の電子部品を一列に
収納したテープが巻装され、収納された電子部品を部品
供給位置５０に順次引き出すように構成されている。そ
して、任意の部品供給器４７の部品供給位置５０が吸着
ノズル３５の真下に位置決めされると、吸着ノズル３５
が下降して電子部品５１が吸着されて取り出される。

【０００６】電子部品５１を吸着した吸着ノズル３５は
上昇し、吸着している電子部品５１が回転体３１の回転
によって図の手前に搬送される。この搬送過程で電子部
品５１に対する角度補正が行なわれる。その角度補正
は、回路基板５２に対する電子部品５１の装着角度を調
整するためのものである。

【０００７】電子部品５１の装着を受ける回路基板５２
は、基板支持台５３上に水平に支持されている。基板支
持台５３には、Ｘ軸駆動機構５４及びＹ軸駆動機構５５
が結合されているので、回路基板５２を水平面内の任意
の位置に移動させて位置決めすることができる。

【０００８】電子部品５１を回路基板５２に装着すると
き、回路基板５２の電子部品実装位置が吸着ノズル３５
の真下に位置決めされる。そして、下降した吸着ノズル
３５は電子部品５１の吸着を解放し、電子部品５１を回
路基板５２に装着する。その後、吸着ノズル３５は上昇
して復帰する。

【０００９】このような一連の動作によって、１個の電
子部品の実装動作が完了する。複数の電子部品を実装す
る場合には、予め指定しておいた電子部品実装位置情報
の実装順序に従って上述の実装動作がそれぞれの電子部
品に対して繰り返して行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電
子部品実装装置の構成では、メカニカルバルブ３７の切
り換えを、電子部品実装装置の周期的動作に連動させた
カム４１による制御で行なっており、メカニカルバルブ
３７の切り換えが同一タイミングであるため、実装動作
の速度の変化によって次に示すような問題が発生する。

【００１１】電子部品実装装置の動作は、入力軸４０が
１回転（０〜３６０度）することで完結する。吸着時に
おける入力軸４０の角度変化に対するメカニカルバルブ
３７の切り換えによる空気圧（真空圧）の変化を図７
（ａ）に示す。曲線ｘが空気圧変化曲線であり、曲線ｙ
はノズル高さ変化曲線である。この図から、電子部品を
吸着するために必要な空気圧に達するためには、メカニ
カルバルブ３７の切り換えから一定時間を要するという
ことが明らかである。

【００１２】吸着ノズル３５によって電子部品５１を安
定して吸着するためには、図７（ａ）の曲線ｘが吸着可
能下限空気圧Ｐ_Sに達する際の入力軸４０の角度θ
_Pと、曲線ｙにおいてノズル高さが０である間の入力軸
の下限角度θ_Lと、上限角度θ_Ｕとの間に（１）式の関
係が満たされていなければならない。なお、Ｔは本説明
での基準の運転速度において入力軸４０が１回転するた
めに必要な時間である。

【００１３】 θ_Ｌ＜θ_P＜θ_U ・・・・（１）しかし、電子部品実装機の運転速度を上げていくと、図
７（ｂ）に示すように、吸着ノズル３５の吸引力が吸着
可能な下限空気圧Ｐ_Sに達する前に、吸着ノズル３５が
上方復帰を開始し、（２）式のような関係となり、
（１）式の関係が満足されず、電子部品５１を吸着でき
なくなってしまう。

【００１４】θ_L＜θ_U＜θ_P ・・・・（２）また、逆に電子部品実装機の運転速度を下げていくと、
図７（ｃ）に示すように、吸着ノズル３５が吸着位置に
到達する前に、吸着ノズル３５の吸引力が吸着可能下限
空気圧Ｐ_Sに達してしまい、（３）式のような関係とな
り、（１）式の関係が満足されず、立ち吸着などの吸着
ミスが起こり易くなってしまう。

【００１５】θ_P＜θ_L＜θ_U ・・・・（３）このように、メカニカルバルブ３７の切り換えが同一タ
イミングであると、運転速度の幅が制限され、高速域、
低速域での吸着安定性が低下してしまう。なお、ここで
は吸着時の場合を例示しているが、装着時の場合も同様
であり、高速域、低速域における吸着解放タイミングが
不安定となるために、装着精度が保証できなくなり、実
装不良が発生し易くなってしまう。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電子
部品実装速度を変化させても、安定した吸着動作、装着
動作を行なえる電子部品実装方法及び装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明の電子部
品実装方法は、電子部品を吸着ノズルで吸着して基板上
に装着する電子部品実装方法において、電子部品の吸着
時及び装着時の吸着ノズルに対する空気圧の切り換えタ
イミングを、実装速度に応じてそれぞれ独立して切り換
えることを特徴とする。

【００１８】また、本願の第２発明の電子部品実装装置
は、電子部品を吸着して基板上に装着する吸着ノズル
と、電子部品の吸着及び装着のために吸着ノズルを上下
動させる手段と、電子部品の吸着及び装着位置で吸着ノ
ズルに対する空気圧を切り換える空気圧切換手段と、電
子部品の吸着及び装着時にそれぞれ空気圧切換手段の切
換制御を独立して行なう切換制御手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１９】好適には、切換制御手段は、実装速度に応
じて段階的に空気圧切換手段の切換タイミングを切り換
えるように構成される。

【００２０】

【作用】本発明によれば、吸着ノズルに対する空気圧の
適正な切り換えタイミングを電子部品実装装置の運転速
度と空気圧変化特性から求めておき、それに基づいて電
子部品実装装置の運転速度に応じて吸着ノズルに対する
空気圧を切り換えることにより、電子部品実装速度が変
化しても安定した吸着動作、装着動作を行なうことがで
きる。

【００２１】また、実装速度に応じて段階的に空気圧の
切換タイミングを変えるようにすると、簡単な構成にて
容易に安定した吸着動作、装着動作を実現できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例の電子部品実装装置
について、図１〜図３を参照して説明する。

【００２３】１は回転体で、駆動手段２からの動力が減
速機３を介してインデックス装置４に伝達されることで
間欠回転駆動される。回転体１の下端部の周囲には、間
欠回転ピッチで等間隔置きに複数の吸着ノズル５（５
ａ、５ｂ、５ｃ、・・・）がそれぞれの軸芯回りに回転
及び昇降可能に配設されている。各吸着ノズル５は、イ
ンデックス装置４の軸芯部から上方に突出するパイプ６
を介して吸引装置（図示せず）に連通されている。

【００２４】インデックス装置４の上部には回転体１と
一体的に回転する回転盤７が配設され、その上に各吸着
ノズル５に対応させて吸着ノズル５の吸着力の切り換え
を行なうメカニカルバルブ８が配設され、電子部品１１
の吸着時と、装着時及び排出（部品不良時の吸着解放動
作）時における吸着ノズル５の吸引力の切り換えを行う
ように構成されている。９はメカニカルバルブ８の吸着
スイッチ、１０は同解放スイッチである。

【００２５】また、インデックス装置４上面の回転盤７
の外側部分には、吸着ノズル５による電子部品１１の吸
着位置と、装着位置と、排出位置に対応してそれぞれメ
カニカルバルブ８を切換操作する切換制御手段１２（１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ）が配設されている。この切換制
御手段１２によりメカニカルバルブ８の吸着スイッチ９
をオンすると、吸着ノズル５による吸引力が上がって電
子部品１１が吸着され、また解放スイッチ１０をオンす
ると、吸着ノズル５による電子部品１１に対する吸引力
が下がって吸着を解放し、電子部品１１が装着、排出さ
れる。そのため、吸着動作、装着動作及び排出動作の各
々の目的毎に各切換制御手段１２ａ、１２ｂ、１２ｃの
動作タイミングが独立して設定されている。

【００２６】切換制御手段１２は、図２に示すように、
モータ１３と、そのモータ軸１３ａに固定されて往復揺
動される揺動レバー１４と、揺動レバー１４先端の吸着
スイッチ９及び解放スイッチ１０に作用する作用片１５
にて構成されている。

【００２７】１６は部品供給部であり、可動テーブル１
７上に複数の部品供給器１８が並列して搭載され、モー
タ等から成る駆動モータ１９にて可動テーブル１７をＸ
方向に移動可能に構成されている。各部品供給器１８に
装填されているリール１８ａには多数の電子部品を一列
に収納したテープが巻装され、収納された電子部品を部
品供給位置２０に順次引き出せるように構成されてい
る。各テープに収納されている電子部品は、テープ毎に
同一品種のものである。

【００２８】この部品供給部１６で、任意の部品供給器
１８の部品供給位置２０が吸着ノズル５の真下に位置決
めされると、吸着ノズル５が下降して電子部品１１が吸
着されて取り出される。

【００２９】吸着ノズル５は電子部品１１を吸着して上
昇し、吸着している電子部品１１を回転体１の回転によ
って図の手前に搬送する。この搬送過程で電子部品１１
に対する角度補正が行なわれる。この角度補正は、回路
基板２１に対する電子部品１１の装着角度を調整するた
めのものである。

【００３０】電子部品１１の装着を受ける回路基板２１
は、基板支持台２２上に水平に支持されている。基板支
持台２２には、Ｘ軸駆動機構２３及びＹ軸駆動機構２４
が結合されているので、回路基板２１を水平面内の任意
の位置に移動させて位置決めすることができる。

【００３１】電子部品１１を回路基板２１に装着すると
き、回路基板２１の電子部品実装位置が吸着ノズル５の
真下に位置決めされる。そして、下降した吸着ノズル５
は電子部品１１の吸着を解放し、電子部品１１を回路基
板２１に装着する。その後、吸着ノズル５は上昇して復
帰する。

【００３２】このような一連の動作によって、１個の電
子部品１１の実装動作が完了し、複数の電子部品１１を
実装する場合は、予め指定しておいた電子部品実装位置
情報の実装順序に従って上述の実装動作がそれぞれの電
子部品１１に対して繰り返して行なわれる。

【００３３】さらに以上のような全体構成の電子部品実
装装置において、その運転速度を高速運転と中速運転と
低速運転の三段階に分け、各運転時毎に各切換制御手段
１２ａ、１２ｂ、１２ｃによるメカニカルバルブ８の切
換タイミングが設定されている。電子部品実装装置は、
電子部品実装位置情報、電子部品供給位置情報、電子部
品諸元情報などを含むデータに基づいて動作するように
構成されており、その情報を用いて切換タイミングが選
択・設定される。例えば、図３は電子部品諸元情報の抜
粋であり、その中のヘッド速度の項目は電子部品を実装
する際の電子部品実装装置の運転速度を表しており、こ
の情報を利用して上記三段階の運転速度が判定され、そ
の判定に基づいて各切換制御手段１２ａ、１２ｂ、１２
ｃの切換タイミングが設定される。なお、図３の部品形
状コードの項目は電子部品の種類を識別する指標、部品
寸法の項目は電子部品の上下左右のサイズ、部品厚の項
目は電子部品の厚さ、吸装着ノズルの項目はその電子部
品を実装する際に使用するノズルのサイズを示してい
る。

【００３４】こうして設定されたタイミングで、切換制
御手段１２ａ、１２ｂ、１２ｃにてメカニカルバルブ８
の吸着スイッチ９、解放スイッチ１０が操作されること
によって、任意の運転速度において安定した吸着動作お
よび装着動作が実現されている。

【００３５】なお、上記実施例における切換制御手段１
２は、図２に示すようにモータ１３により駆動するもの
を例示したが、図４に示すようにシリンダ２５にて駆動
するようにしても良く、また図５に示すようにモータ２
６にて駆動されるカム２７にてロッド２８を上下動させ
て吸着スイッチ９と解放スイッチ１０を操作するように
してもよい。

【００３６】さらに、運転速度に応じたメカニカルバル
ブ８の切り換えタイミングを、３段階で切り換える例を
示したが、用途に応じて何段階でも設定可能である。

【００３７】

【発明の効果】本願の第１発明の電子部品実装方法によ
れば、以上の説明から明らかなように、吸着ノズルに対
する空気圧の適正な切り換えタイミングを電子部品実装
装置の運転速度と空気圧変化特性から求めておき、それ
に基づいて電子部品実装装置の運転速度に応じて吸着ノ
ズルに対する空気圧を切り換えることにより、実装速度
が変化しても吸着ミスや装着不良を未然に防ぎ、安定し
た吸着動作、装着動作を行なうことができる。

【００３８】また、第２発明の電子部品実装装置によれ
ば、吸着ノズルに対する空気圧切換手段と、その切換制
御を電子部品の吸着及び装着時にそれぞれ独立して行な
う切換制御手段とを備えているので、上記方法を適切に
実施できる。

【００３９】また、実装速度に応じて段階的に空気圧の
切換タイミングを変えるようにすると、簡単な構成にて
容易に安定した吸着動作、装着動作を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電子部品実装装置の概略構
成を示す斜視図である。

【図２】同実施例におけるメカニカルバルブの切換制御
手段の詳細斜視図である。

【図３】同実施例における電子部品諸元情報の一部の説
明図である。

【図４】メカニカルバルブの切換制御手段の他の例の詳
細斜視図である。

【図５】メカニカルバルブの切換制御手段の更に別の例
の詳細斜視図である。

【図６】従来例の電子部品実装装置の概略構成を示す斜
視図である。

【図７】同従来例における各運転速度域における吸着ノ
ズルに対する空気圧の変化と吸着ノズルの高さ位置との
関係の説明図である。

【符号の説明】５吸着ノズル８メカニカルバルブ１１電子部品１２切換制御手段２１回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秦寛二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を吸着ノズルで吸着して基板上
に装着する電子部品実装方法において、電子部品の吸着
時及び装着時の吸着ノズルに対する空気圧の切り換えタ
イミングを、実装速度に応じてそれぞれ独立して切り換
えることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】電子部品を吸着して基板上に装着する吸
着ノズルと、電子部品の吸着及び装着のために吸着ノズ
ルを上下動させる手段と、電子部品の吸着及び装着位置
で吸着ノズルに対する空気圧を切り換える空気圧切換手
段と、電子部品の吸着及び装着時にそれぞれ空気圧切換
手段の切換制御を独立して行なう切換制御手段とを備え
たことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項３】切換制御手段は、実装速度に応じて段階
的に空気圧切換手段の切換タイミングを切り換えるよう
に構成したことを特徴とする請求項２記載の電子部品実
装装置。