JPH1051198A - 電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装方法

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JPH1051198A
JPH1051198A JP9098547A JP9854797A JPH1051198A JP H1051198 A JPH1051198 A JP H1051198A JP 9098547 A JP9098547 A JP 9098547A JP 9854797 A JP9854797 A JP 9854797A JP H1051198 A JPH1051198 A JP H1051198A
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coordinates
printed circuit
circuit board
electronic component
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Genichi Tagata
源一 田形
Tomohide Uchida
友秀 内田
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TENRYU TECHNIC KK
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    • H05K13/0413Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws with orientation of the component while holding it; Drive mechanisms for gripping tools, e.g. lifting, lowering or turning of gripping tools
    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】不均一なプリント基板の変形に対して、各部位
の搭載精度を向上させることができると共に、その補正
作業を簡略化することができる電子部品実装方法を提供
する。 【解決手段】実装部mに載置されるプリント基板cを所
定の複数領域c1…に分割して、複数領域ごとに電子部
品搭載のための基準原点a1…を定め、該座標をあらか
じめ制御手段1へ設定し、実装前に、複数各領域ごとの
基準原点を検出手段3により計測して、この計測に基づ
いて前記制御手段1による各領域ごとの補正原点を演算
設定し、各領域内ごとの前記補正原点を基準にして、各
領域内ごと個別に装着ヘッド2を制御させて、所定の電
子部品bの搭載を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の組立や装着
する業界等において用いる電子部品実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板へ、チップ部品やIC部品
等の電子部品を装着する業界等において、このプリント
基板は熱伝導の良い材料の使用が一般化されてきている
こともあって、電子部品をプリント基板へ搭載する過程
あるいはその前において、外熱作用等によりその縦横方
向に対して伸縮することが多い。
【0003】また、プリント基板への電子部品の搭載位
置は、あらかじめ制御機器にプログラムされていて、そ
の数値にしたがって順次処理される。
【0004】そのため、このプログラムにより電子部品
の搭載を行なうと、伸縮変化量だけ載置位置がずれて不
正確となり不良品の発生となる。
【0005】したがって、その搭載前には、前記したプ
ログラムのデータをプリント基板の伸縮率に合わせて補
正する必要があるもので、例えば、特公平7−3851
9号公報所載の方法が知られている。
【0006】このものは、図9に示すように、プリント
基板50上に付された認識マークaとbおよびbとcと
の間の長さL1およびL2が、熱等によりX軸およびY
軸方向へ変化を生じたときは、すなわち、認識マーク
a’とb’およびb’とc’との間の長さL1’および
L2’と変化を起こしたときは、X軸,Y軸のそれぞれ
の変化を、X軸=L1’/L1,Y軸=L2’/L2に
よる収縮率により算出させて、この数値に基づいてプリ
ント基板50における搭載位置全体の座標を修正してい
た。
【0007】しかしながら、このプリント基板の伸縮変
化は、その全体に対して均一に変化しているものではな
く、むしろ各部位において不均一であることが多いもの
で、搭載位置全体の座標に対して、前記した比例的な収
縮率の乗除計算補正では、十分な搭載位置精度が得られ
ないと共に、座標数値が大きくなる程、前記収縮率の乗
除計算補正は誤差が比例的に大きくなるので、一層の搭
載座標の低下が来される。等の様々な問題点を有するも
のであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決するためになされたもので、実装部に載置され
るプリント基板を所定の複数領域に分割して、複数領域
ごとに電子部品搭載のための基準原点を定め、該座標を
あらかじめ制御手段へ設定し、実装前に、複数各領域ご
との基準原点を検出手段により計測して、この計測に基
づいて前記制御手段による各領域ごとの補正原点を演算
設定し、各領域内ごとの前記補正原点を基準にして、各
領域内ごと個別に装着ヘッドを制御させて、所定の電子
部品の搭載を行なうことにより、不均一なプリント基板
の伸縮変形に対して、各部位の搭載精度を向上させるこ
とができると共に、その補正作業を簡略化することがで
きる電子部品実装方法を提供することを目的としてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、制御手段へ入力したあらかじめ
定められたプログラムにしたがって、XY方向へ任意に
移動する装着ヘッドにより、供給部から電子部品を受け
取って実装部へ該電子部品を順次装着する電子部品実装
方法にあって、実装部に載置されるプリント基板を所定
の複数領域に分割して、それぞれの領域ごとに電子部品
搭載のための基準原点を定め、この座標をあらかじめ制
御手段へ設定する工程と、電子部品のプリント基板への
実装前に、これら各領域ごとの基準原点を検出手段によ
り計測する工程と、この計測に基づいて前記制御手段に
よる各領域ごとの補正原点を演算設定する工程と、各領
域内ごとの前記補正原点を基準にして、各領域内ごと個
別に装着ヘッドを制御させて、所定の電子部品の搭載を
行なう工程と、を備えさせた電子部品実装方法にある。
【0010】また、補正原点を演算設定する工程におけ
る補正原点の演算は、検出手段の検出値と、あらかじめ
設定してある基準原点値との加減演算により行なう。
【0011】そして、入力したプログラムによりXY方
向へ任意に移動する装着ヘッドにより、供給部から電子
部品を受け取って実装部に載置されたプリント基板上へ
該電子部品を順次装着する電子部品実装方法において、
前記プリント基板は複数の領域に分割され、分割された
それぞれの領域ごとに前記プリント基板上の基準原点が
定められ、前記プリント基板上の基準原点に基づく前記
電子部品の搭載位置のXY方向の座標を前記プログラム
にあらかじめ入力し、前記プリント基板に変形が無いと
した場合、前記プリント基板上の分割されたそれぞれの
領域ごとの基準原点の座標と該座標に対応する前記実装
部上の基準原点による座標とが一致するように、あらか
じめ定められた前記実装部上の所定位置に載置された前
記プリント基板に対して、前記分割されたそれぞれの領
域ごとに、前記プリント基板上の基準原点の一を検出手
段により検出し、検出して得られた前記実装部上の基準
原点による座標と前記プリント基板上の基準原点の一の
座標に対応する前記実装部上の基準原点による座標とを
比較し、座標の値が異なる場合、異なりに応じて、前記
プログラム中の前記プリント基板上の基準原点が属する
領域の前記プリント基板上の基準原点に基づく前記電子
部品の搭載位置のXY方向の座標を補正し、この補正に
基づき前記装着ヘッドを制御して前記電子部品を前記実
装部に載置する電子部品実装方法にある。
【0012】また、検出して得られた実装部上の基準原
点による座標(X’,Y’)と、プリント基板上の基準
原点の一の座標に対応する前記実装部上の基準原点によ
る座標(X,Y)とを比較し、座標の値(X’>X,
Y’>Y)が異なる場合、異なりに応じてとは、プログ
ラム中の前記プリント基板上の基準原点が属する領域の
前記プリント基板上の基準原点に基づく前記電子部品の
搭載位置のXY方向の座標(X’−X,Y’−Y)を加
算して補正する電子部品実装方法にある。更にまた、検
出して得られた実装部上の基準原点による座標
(X’’,Y’’)と、プリント基板上の基準原点の一
の座標に対応する前記実装部上の基準原点による座標
(X,Y)とを比較し、座標の値(X>X’’,Y>
Y’’)が異なる場合、異なりに応じてとは、プログラ
ム中の前記プリント基板上の基準原点が属する領域の前
記プリント基板上の基準原点に基づく前記電子部品の搭
載位置のXY方向の座標(X−X’’,Y−Y’’)を
減算して補正する電子部品実装方法にある。
【0013】
【作用】前記のように構成される本発明は以下に述べる
作用を奏する。
【0014】実装部に載置されたプリント基板を制御手
段上において複数の領域に区画分割し、これら各領域に
あらかじめ基準原点を定めて制御手段へ入力する。
【0015】電子部品のプリント基板への実装にあっ
て、このプリント基板に設けられた各基準原点を検出手
段により計測して設定原点値と実測原点値とを比較し
て、これら設定置と実測値とに異差を生ずる場合は、そ
の両者の加減計算により搭載原点座標を補正して制御手
段へ入力する。
【0016】供給部から受け取った電子部品は、各領域
ごとの補正原点に基づいて各領域ごとの搭載が行なわれ
る。
【0017】
【実施例】次に、本発明に関する電子部品実装方法の実
施の一例を図面に基づいて説明する。
【0018】本発明の実施例は、図1に示すように、チ
ップ部品やIC部品等の電子部品bを、その供給部nよ
り受け取って実装部mへ移送し、プリント基板c上の所
定の個数を適所へ装着するもので、その搭載位置は、慣
用のコンピュータ等による制御手段1へ入力したあらか
じめ定められたプログラムにしたがって、X軸(縦)お
よびY軸(横)方向へ任意に移動する装着ヘッド2を備
えた実装機Wにより行なわれる。
【0019】また、プリント基板cへの電子部品bの搭
載にあっては、CCDカメラ等による視覚センサの検出
手段3により、その搭載位置が検出されてその信号が制
御手段1に送られ、あらかじめ設定されたプログラムの
数値と比較演算し、両者に異差を生ずる場合はその異差
に基づいて補正する。
【0020】そして、本発明実施例は、以下の工程にし
たがって電子部品bの実装が行なわれるもので、まず、
実装部mに載置されるプリント基板cを、制御手段1上
において仮に、図2(a),(b)に示すように、例え
ば、所定の複数領域c1,c2,c3,c4,c5,c
6のように分割して、それぞれの領域c1,c2,c
3,c4,c5,c6ごとに電子部品bの搭載のための
基準原点a1,a2,a3,a4,a5,a6を定め、
この座標の値をあらかじめ制御手段1へ設定する工程を
得る。
【0021】なお、実際に用いるプリント基板cにおい
ては、パターン図を避ける必要があるため、図2(b)
に示すような変形型は実用的である。
【0022】この領域c1,c2…は、プリント基板c
の大きさや伸縮度合いあるいは電子部品bの搭載条件に
応じてその区画数が任意に設定されるもので、更に細分
化されることもある。
【0023】次に、電子部品bのプリント基板cへの実
装前に、装着ヘッド2をプリント基板c上へ移動して、
これら各領域c1,c2,c3,c4,c5,c6ごと
の基準原点a1,a2,a3,a4,a5,a6を検出
手段3により計測する工程を得る。
【0024】この基準原点a1,a2…は、●,▲,
■,+等のCCDカメラにより認識し得る任意の形状が
選定できて、プリント基板cへ直接印刷等により付す
か、図3(a)に示すように、プリント基板cに施され
た回路の鋭利な角や、同図(b)に示すようなLSIの
リードパッドの角等のプリント基板c上のものも利用で
きる。
【0025】そして、この計測により得られた基準原点
a1’,a2’,a3’,a4’,a5’,a6’に基
づいて、制御手段1による各領域c1,c2,c3,c
4,c5,c6ごとの補正原点を演算設定する工程を得
る。
【0026】なお、プリント基板cの変形とは、熱など
の内外因による材質変化であり、熱変形以外にも、プリ
ント基板cそのものの変形も生ずる場合があり、これら
の変形は、プリント基板c全面にわたってその各箇所で
必ずしも均一でないものである。
【0027】前記した補正原点を演算設定する工程は、
すなわち、図6に示すように、プリント基板cに変形が
無いとした場合、プリント基板c上の分割されたそれぞ
れの領域ごとの基準原点の座標と、該座標に対応する前
記実装部上の基準原点による座標とが全て一致するよう
に、例えば、プリント基板c上の基準原点の座標a1
(a,b)と該座標a1(a,b)に対応する実装部m
上の基準原点による座標(X,Y)とが一致するよう
に、あらかじめ定められた実装部m上の所定位置に載置
されたプリント基板cに対して、前記分割されたそれぞ
れの領域ごとに、プリント基板c上の基準原点の一を検
出手段3により検出し、検出して得られた実装部m上の
基準原点による座標とプリント基板c上の基準原点の一
の座標a1(a,b)に対応する実装部m上の基準原点
による座標(X,Y)とを比較する。
【0028】そして、座標の値が異なる場合、異なりに
応じて、前記プログラム中のプリント基板c上の基準原
点が属する領域のプリント基板c上の基準原点に基づく
電子部品bの搭載位置のXY方向の座標を補正する。
【0029】この補正に基づき装着ヘッド2を制御し
て、電子部品bを実装部mに載置するものである。
【0030】すなわち、プリント基板c上の領域c1に
おいて、図7(a)に示すように、検出して得られた実
装部m上の基準原点a1’による座標(X’,Y’)
と、プリント基板c上の基準原点の座標a1に対応する
実装部m上の基準原点による座標(X,Y)とを比較す
る。
【0031】そして、座標の値(X’>X,Y’>Y)
が異なる場合は、プログラム中のプリント基板c上の基
準原点が属する領域c1のプリント基板c上の基準原点
に基づく電子部品bの搭載位置のXY方向の座標(X’
−X,Y’−Y)を加算して補正する(座標の値が一致
する場合とは、X’=X,Y’=Y)。
【0032】また、同一の領域c1において、図7
(b)に示すように、検出して得られた実装部m上の基
準原点a1’’による座標(X’’,Y’’)と、プリ
ント基板c上の基準原点の一の座標a1に対応する実装
部m上の基準原点による座標a1(X,Y)とを比較す
る。
【0033】そして、座標の値(X>X’’,Y>
Y’’)が異なる場合、プログラム中のプリント基板c
上の基準原点が属する領域c1のプリント基板c上の基
準原点に基づく電子部品bの搭載位置のXY方向の座標
(X−X’’,Y−Y’’)を減算して補正するもので
ある(座標の値が一致する場合とは、X’’=X,
Y’’=Y)。
【0034】次に、この補正が終了すれば、同様に、プ
リント基板c上の他の領域c4において、上述と同様に
行なわれるもので、図8(a)に示すように、検出して
得られた実装部m上の基準原点a4’’’による座標
(X’’’,Y’’’)と、プリント基板c上の基準原
点の一の座標a4に対応する実装部m上の基準原点によ
る座標(X4,Y4)とを比較し、座標の値(X’’’
>X4,Y’’’>Y4)が異なる場合は、プログラム
中のプリント基板c上の基準原点が属する領域c4のプ
リント基板c上の基準原点に基づく電子部品bの搭載位
置のXY方向の座標(X’’’−X4,Y’’’−Y
4)を加算して補正する。
【0035】また、同一の領域c4において、図8
(b)に示すように、検出して得られた実装部m上の基
準原点a4’’’’による座標(X’’’’,
Y’’’’)と、プリント基板c上の基準原点の一の座
標a4に対応する実装部m上の基準原点a4による座標
(X4,Y4)とを比較し、座標の値(X4>
X’’’’,Y4>Y’’’’)が異なる場合、プログ
ラム中のプリント基板c上の基準原点が属する領域のプ
リント基板c上の基準原点に基づく電子部品bの搭載位
置のXY方向の座標(X4−X’’’’,Y4−
Y’’’’)を減算して補正するものである。
【0036】この原点の補正は、例えば、図2(a)に
示されるプリント基板cにおいて、その一つの領域であ
る領域c1に付いて、図4を参照して座標数値を付して
詳述すると、pはプリント基板cにおける電子部品bの
搭載点で、領域c1内においては変形量が一定であると
仮定し、あらかじめ設定した搭載点pも全く同じ量だけ
同じ方向へ移動するものと仮定したとき、実装部m上の
基準原点による座標(40,30)、言い換えれば、機
械原点(=実装部m上の基準原点G)からのオフセット
量を(40,30)とする。
【0037】そして、領域c1におけるプリント基板c
の角から(a,b)の位置のa1(0,0)をプリント
基板c上の基準原点とし、プリント基板cに変形がない
とした場合、プリント基板c上の分割された領域c1の
基準原点の座標a1(0,0)と、該座標a1(0,
0)に対応する実装部m上の基準原点による座標(4
0,30)とが一致するように、つまり、プリント基板
cのコーナ部が実装部m上の基準原点による座標(X−
a,Y−b)となるように、あらかじめ定められた実装
部m上の所定位置にプリント基板cが載置される。
【0038】このa1を機械座標、つまり、実装部m上
の基準原点による座標で表わすと、a1(0+40,0
+30)すなわちa1(40,30)となる。
【0039】搭載点pの座標値、つまり、プリント基板
c上の基準原点に基づく座標では、p(20,60)と
なり、pの機械座標で表わすと、p(20+40,60
+30)でp(60,90)となる。
【0040】今、a1がプリント基板cのコーナ部を実
装部m上の基準原点による座標(X−a,Y−b)に載
置したのにもかかわらず、プリント基板cの変形によ
り、a1’へ移動し、その量が(5,10)であったと
したとき、オフセット量は、(40+5,30+10)
で(45,40)となる。
【0041】そこで、a1とa1’とを機械座標で表す
と、a(40,30)は、a1’(45,40)とな
る。
【0042】pと実搭載点p’を機械座標で表わすと、
p(20+40,60+30)で、p’(20+45,
60+40)=p’(65,100)となり、この値が
補正量として制御手段1へ設定されるもので、これを機
械原点を無視した単純化させれば、つまり、プリント基
板c上の座標で言えば、p’(25,70)となる。す
なわち、プリント基板cの変形に対して、実測した計測
値の加減計算によるオフセット量(a1’の量)のみを
補正することでなされるもので、領域c2…も同様の操
作により補正される。
【0043】そして、各領域c1,c2,c3,c4,
c5,c6内ごとの前記補正原点を基準にして、各領域
c1,c2,c3,c4,c5,c6内ごと個別に装着
ヘッド2を制御させて、所定の電子部品bの搭載を行な
う工程を得る。
【0044】また、図5に示すように、各プリント基板
cの,,が同一のものであって、プリント基板
を基準に、プリント基板は右回りに90度回転し、プ
リント基板はプリント基板を基準に左回りに90度
回転させて、一枚のプリント基板cを構成している場
合、各,,のプリント基板をそれぞれ所定に分割
させた領域c1,c2,c3とすることで、それぞれの
基準原点a1,a2,a3を検出手段3により計測して
得た補正原点をオフセット値として制御手段1へ与え、
しかも、各プリント基板の配列を入力することで、該プ
リント基板cの変形に対処することができる。
【0045】この場合、それぞれの,,のプリン
ト基板はそれぞれに異なる材質のものであっても同様に
行なわれる。
【0046】
【発明の効果】前述したように本発明の電子部品実装装
置およびその方法は、同一プリント基板面上において複
数の領域に分割し、その領域ごとに設けた基準原点に対
して実測を行ない、そのデータに基づいて実際の搭載原
点を求めるため、プリント基板の不均一なXY軸方向へ
の変形に対して高い精度の数値補正を行なうことができ
て、電子部品の搭載を高精度に行なうことができる。
【0047】また、その補正は、計測された座標の原点
と基準原点との演算にあって、加減計算によるため、そ
の計算誤差を可及的に最小限に抑えることができて、単
にオフセット補正を行なうだけの簡単な操作によりなさ
れる。等の格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する電子部品実装方法を採用した電
子部品実装機の一実施例の概略を示す斜視図である。
【図2】図1における実装方法において分割されたプリ
ント基板の各例を示す説明図である。
【図3】図1における基準原点の他の例を示す説明図で
ある。
【図4】図1における実装方法の具体例を示す説明図で
ある。
【図5】図1における方法に採用される他の基板配列を
示す説明図である。
【図6】図1における実装方法において機械原点と基準
原点との関係を示す説明図である。
【図7】図1における実装方法においてある領域の基準
原点が異なる例をそれぞれ示す説明図である。
【図8】図1における実装方法において更に他の領域の
基準原点が異なる例をそれぞれ示す説明図である。
【図9】従来の電子部品の実装方法を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
b 電子部品 c プリント基板 a1… 基準原点 c1… 領域 n 供給部 m 実装部 1 制御手段 2 装着ヘッド 3 検出手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御手段へ入力したあらかじめ定められ
    たプログラムにしたがって、XY方向へ任意に移動する
    装着ヘッドにより、供給部から電子部品を受け取って実
    装部へ該電子部品を順次装着する電子部品実装方法にあ
    って、実装部に載置されるプリント基板を所定の複数領
    域に分割して、それぞれの領域ごとに電子部品搭載のた
    めの基準原点を定め、この座標をあらかじめ制御手段へ
    設定する工程と、 電子部品のプリント基板への実装前に、これら各領域ご
    との基準原点を検出手段により計測する工程と、 この計測に基づいて前記制御手段による各領域ごとの補
    正原点を演算設定する工程と、 各領域内ごとの前記補正原点を基準にして、各領域内ご
    と個別に装着ヘッドを制御させて、所定の電子部品の搭
    載を行なう工程とを備えさせたことを特徴とする電子部
    品実装方法。
  2. 【請求項2】 補正原点を演算設定する工程における補
    正原点の演算は、検出手段の検出値と、あらかじめ設定
    してある基準原点値との加減演算により行なうことを特
    徴とする請求項1記載の電子部品実装方法。
  3. 【請求項3】 入力したプログラムによりXY方向へ任
    意に移動する装着ヘッドにより、供給部から電子部品を
    受け取って実装部に載置されたプリント基板上へ該電子
    部品を順次装着する電子部品実装方法において、 前記プリント基板は複数の領域に分割され、分割された
    それぞれの領域ごとに前記プリント基板上の基準原点が
    定められ、 前記プリント基板上の基準原点に基づく前記電子部品の
    搭載位置のXY方向の座標を前記プログラムにあらかじ
    め入力し、 前記プリント基板に変形が無いとした場合、 前記プリント基板上の分割されたそれぞれの領域ごとの
    基準原点の座標と該座標に対応する前記実装部上の基準
    原点による座標とが一致するように、 あらかじめ定められた前記実装部上の所定位置に載置さ
    れた前記プリント基板に対して、 前記分割されたそれぞれの領域ごとに、前記プリント基
    板上の基準原点の一を検出手段により検出し、検出して
    得られた前記実装部上の基準原点による座標と前記プリ
    ント基板上の基準原点の一の座標に対応する前記実装部
    上の基準原点による座標とを比較し、座標の値が異なる
    場合、異なりに応じて、前記プログラム中の前記プリン
    ト基板上の基準原点が属する領域の前記プリント基板上
    の基準原点に基づく前記電子部品の搭載位置のXY方向
    の座標を補正し、 この補正に基づき前記装着ヘッドを制御して前記電子部
    品を前記実装部に載置することを特徴とする電子部品実
    装方法。
  4. 【請求項4】 検出して得られた実装部上の基準原点に
    よる座標(X’,Y’)と、プリント基板上の基準原点
    の一の座標に対応する前記実装部上の基準原点による座
    標(X,Y)とを比較し、座標の値(X’>X,Y’>
    Y)が異なる場合、 異なりに応じてとは、プログラム中の前記プリント基板
    上の基準原点が属する領域の前記プリント基板上の基準
    原点に基づく前記電子部品の搭載位置のXY方向の座標
    (X’−X,Y’−Y)を加算して補正することを特徴
    とする請求項3記載の電子部品実装方法。
  5. 【請求項5】検出して得られた実装部上の基準原点によ
    る座標(X’’,Y’’)と、プリント基板上の基準原
    点の一の座標に対応する前記実装部上の基準原点による
    座標(X,Y)とを比較し、座標の値(X>X’’,Y
    >Y’’)が異なる場合、 異なりに応じてとは、プログラム中の前記プリント基板
    上の基準原点が属する領域の前記プリント基板上の基準
    原点に基づく前記電子部品の搭載位置のXY方向の座標
    (X−X’’,Y−Y’’)を減算して補正することを
    特徴とする請求項3記載の電子部品実装方法。
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