JPWO2018066091A1

JPWO2018066091A1 - 部品実装機

Info

Publication number: JPWO2018066091A1
Application number: JP2018543530A
Authority: JP
Inventors: 龍平神尾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2036-10-05
Also published as: EP3525564B1; US11317551B2; US20190246530A1; JP6796363B2; CN109792859B; EP3525564A1; WO2018066091A1; CN109792859A; EP3525564A4

Abstract

部品実装機１０は、ヘッド３０と、ヘッド３０を移動させる装置（Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４）と、転写ユニット５０と、実装コントローラとを備えている。丸皿５１は、ペーストを入れる容器の一例である。実装コントローラは、第１動作モードでは、転写前に複数のノズル３５に保持された部品をパーツカメラ３８に撮像させ、各部品の画像に基づいて各部品の位置及び／又は姿勢を認識する。そして、予め各部品の保持ずれによるマージンを見込まずに設定された各部品の転写エリア（丸皿５１に形成された塗膜５５に設定される）で各部品の接続端子に塗膜が転写されるよう、各部品の位置及び／又は姿勢に基づいてヘッド及びヘッド移動装置を制御する。

Description

本発明は、部品実装機に関する。

従来より、ＸＹロボットによってＸＹ平面を移動可能なヘッドに複数のノズルを取り付け、部品供給装置から供給される部品を複数のノズルに順次吸着し、吸着した後、ヘッドを基板の上方へ運んで各部品を基板に実装する部品実装機が知られている。その場合、基板の部品実装位置に予めはんだペーストを印刷しておくことがある。近年、部品サイズの極小化に伴い基板に印刷されるペーストも少量になってきたため、設計通りにペーストを印刷することが難しくなっている。こうしたことから、基板の部品実装位置にペーストを印刷する代わりに、部品の下面に設けられた接続端子（ＢＧＡなど）にペーストの塗膜を転写させる部品実装機が開発されている（例えば特許文献１参照）。その場合、塗膜には部品ごとの転写エリアを互いに干渉しないように設定する。

特開２０１０−１８２９８３号公報

ところで、ノズルに吸着される部品は毎回同じ位置、同じ姿勢で吸着されるわけではなく、部品の中心がノズルの中心から外れてしまったり部品が回転した状態で吸着されたりする。そのような位置や姿勢のずれを考慮すると、転写エリアはなるべく大きなマージンをとって設定する必要がある。そうすると、転写エリア同士の距離が長くなるため、ある転写エリアで部品に塗膜を転写してからその隣りの転写エリアで次の部品に塗膜を転写するまでのヘッドの移動距離が長くなり、ひいてはヘッドの移動時間が長くなって単位時間当たりに処理できる基板の数量（スループット）が低下することがあった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、部品に塗膜を転写するタイプの部品実装機において部品ごとの転写エリアを適切に設定できるようにすることを主目的とする。

本発明の部品実装機は、
複数の部品保持部を備えたヘッドと、
前記ヘッドを移動可能なヘッド移動装置と、
下面に接続端子を備えた部品を前記部品保持部に供給する部品供給装置と、
前記部品保持部が保持した前記部品を撮像可能な撮像装置と、
前記部品の接続端子に転写させるペーストの塗膜を提供する転写装置と、
第１動作モードに基づいて前記ヘッド、前記ヘッド移動装置、前記部品供給装置、前記撮像装置及び前記転写装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１動作モードでは、前記部品供給装置から供給される前記部品を前記ヘッドの複数の前記部品保持部に順次保持させた後、前記複数の部品保持部に保持された部品を前記撮像装置に撮像させ、各部品の画像に基づいて各部品の位置及び／又は姿勢を認識し、予め各部品の保持ずれによるマージンを見込まずに設定された各部品の転写エリアで各部品の前記接続端子に前記塗膜が転写されるよう、各部品の位置及び／又は姿勢に基づいて前記ヘッド及び前記ヘッド移動装置を制御し、その後各部品を基板に実装する、
ものである。

この部品実装機は、第１動作モードでは、転写前に複数の部品保持部に保持された部品を撮像装置に撮像させ、各部品の画像に基づいて各部品の位置及び／又は姿勢を認識する。そして、予め各部品の保持ずれによるマージンを見込まずに設定された各部品の転写エリアで各部品の接続端子に塗膜が転写されるよう、各部品の位置及び／又は姿勢に基づいてヘッド及びヘッド移動装置を制御する。このように第１動作モードでは、各部品の位置及び／又は姿勢に基づいて各部品の転写エリアで各部品の接続端子に塗膜が転写されるよう制御するため、各部品の転写エリアが各部品の保持ずれによるマージンを見込まずにできるだけ小さく設定されていても、その転写エリア内で確実に塗膜を転写させることができる。したがって、転写エリア間のヘッドの移動距離をできるだけ短くすることができる。

本発明の部品実装機において、
前記制御装置は、前記第１動作モードにおいて、設定された各部品の転写エリアで各部品の前記接続端子に前記塗膜を転写した後、各部品を前記基板に実装する前に、前記複数の部品保持部に保持された部品を前記撮像装置に撮像させ、各部品の画像に基づいて各部品の前記接続端子に塗膜が良好に転写されたか否かを判定してもよい。こうすれば、塗膜が良好に転写されたか否かを判定した上で各部品を基板に実装することになる。そのため、例えば塗膜が良好に転写されていない部品については基板への実装を取りやめることができる。

本発明の部品実装機において、前記制御装置は、前記第１動作モードのほかに第２動作モードに基づいて前記ヘッド、前記ヘッド移動装置、前記部品供給装置、前記撮像装置及び前記転写装置を制御可能であり、前記第２動作モードでは、前記部品供給装置から供給される前記部品を前記ヘッドの複数の前記部品保持部に順次保持させた後、予め各部品の保持ずれによるマージンを見込んで設定された各部品の転写エリアで各部品の前記接続端子に前記塗膜を転写し、その後各部品を前記基板に実装してもよい。つまり、転写前に各部品の位置や姿勢を認識する第１動作モードでは、その認識に時間を要するものの、各部品の転写エリアをできるだけ小さく設定できるため転写エリア間のヘッドの移動時間を比較的短くすることができる。一方、転写前に各部品の位置や姿勢を認識しない第２動作モードでは、各部品の転写エリアは余裕をもって設定されているため転写エリア間のヘッドの移動時間は比較的長くなるものの、各部品の位置や姿勢を認識する時間は不要になる。

このように第１動作モードに基づく制御と第２動作モードに基づく制御が可能な本発明の部品実装機において、前記制御装置は、前記第１動作モードに基づいて制御したときの部品実装時間と前記第２動作モードに基づいて制御したときの部品実装時間とを比較し、いずれか短い方の動作モードを選択して制御を実行してもよい。こうすれば、スループットが良好な動作モードが自動的に選択されて制御が実行される。あるいは、前記制御装置は、オペレータが入力した動作モードに基づいて制御を実行してもよい。こうすれば、オペレータが希望する動作モードに基づいて制御が実行される。

本発明の部品実装機において、前記部品保持部は、前記部品を吸着して保持するノズルであることが好ましい。部品保持部は部品をロボットハンドなどで把持して保持するタイプ等であってもよいが、部品を吸着して保持するノズルの場合には吸着ずれが発生しやすいため本発明を適用する意義が高い。

部品実装機１０の斜視図。部品実装機１０の電気的接続を示す説明図。部品実装処理ルーチンのフローチャート。各ノズル３５に吸着された部品Ｐの説明図。第２動作モード処理ルーチンのフローチャート。第２動作モードの転写エリア５８の説明図。転写エリア５８が設定された塗膜５５の説明図。部品Ｐを転写エリア５８にディップさせる様子を表す説明図。第１動作モード処理ルーチンのフローチャート。第１動作モードの転写エリア５６の説明図。転写エリア５６が設定された塗膜５５の説明図。部品Ｐを転写エリア５６にディップさせる様子を表す説明図。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品実装機１０の斜視図、図２は部品実装機１０の電気的接続を示す説明図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

部品実装機１０は、図１に示すように、基板搬送装置１２と、ヘッド３０と、ノズル３５と、パーツカメラ３８と、テープフィーダ４０と、転写ユニット５０と、各種制御を実行する実装コントローラ６０（図２参照）とを備えている。

基板搬送装置１２は、左右一対のコンベアレール１４，１４にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト１６，１６（図１では片方のみ図示）により基板Ｓを左から右へと搬送する。また、基板搬送装置１２は、基板Ｓの下方に配置された支持ピン１７により基板Ｓを下から持ち上げてコンベアレール１４，１４のガイド部に押し当てることで基板Ｓを固定し、支持ピン１７を下降させることで基板Ｓの固定を解除する。

ヘッド３０は、Ｘ軸スライダ２０の前面に着脱可能に取り付けられている。Ｘ軸スライダ２０は、Ｙ軸スライダ２４の前面に設けられた左右方向に延びる上下一対のガイドレール２２，２２にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸スライダ２４は、Ｙ軸ボールネジ２５に螺合されたナット２３と一体化され、前後方向に延びる左右一対のガイドレール２６，２６にスライド可能に取り付けられている。Ｙ軸ボールネジ２５は一端がＹ軸モータ２４ａに取り付けられ、他端が自由端となっている。Ｙ軸スライダ２４は、こうしたボールネジ機構によってガイドレール２６，２６に沿ってスライドする。すなわち、Ｙ軸モータ２４ａが回転すると、Ｙ軸ボールネジ２５が回転し、それに伴ってナット２３がＹ軸スライダ２４と共にガイドレール２６，２６に沿ってスライドする。Ｘ軸スライダ２０は、図示しないが、Ｙ軸スライダ２４と同様、Ｘ軸モータ２０ａ（図２参照）を備えたボールネジ機構によってガイドレール２２，２２に沿ってスライドする。ヘッド３０は、Ｘ軸スライダ２０が左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ２４が前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。

ヘッド３０は、ノズル３５が装着されたノズルホルダ３６を円周方向に等間隔に複数本（ここでは１２本）搭載したオートツール３４を備えている。オートツール３４は、ヘッド３０の図示しない保持部に対して着脱可能に取り付けられている。ヘッド３０は、Ｒ軸モータ３１と、θ軸モータ３２と、Ｚ軸モータ３３とを備えている。Ｒ軸モータ３１は、オートツール３４をその軸心線（Ｒ軸）周りで回転させることで各ノズルホルダ３６に装着されたノズル３５をオートツール３４の円周方向に旋回させる。θ軸モータ３２は、オートツール３４に装着された各ノズルホルダ３６をその軸心線（θ軸）周りで回転（自転）させる。Ｚ軸モータ３３は、ノズル３５の旋回軌道上の所定の昇降可能位置ＵＤ（図１参照）でノズルホルダ３６を下降させる。ヘッド３０は、図示しないが、オートツール３４を保持する保持部を昇降させる別のＺ軸モータも備えている。

ノズル３５は、その先端が電磁弁を介して真空ポンプとエア配管とに選択的に連通されるように構成されている。このノズル３５は、先端に負圧を作用させて部品を吸着（保持）したり、先端に正圧を作用させて部品の吸着を解除（保持を解除）したりすることができる。

パーツカメラ３８は、デバイスパレット４２と基板搬送装置１２との間であって左右方向の長さの略中央にて、撮像方向が上向きとなるように設置されている。このパーツカメラ３８は、その上方を通過するノズル３５に吸着された部品を撮像する。

テープフィーダ４０は、部品供給装置の一種であり、部品実装機１０の前方のデバイスパレット４２に取り付けられている。デバイスパレット４２は、上面に多数のスロット（図示せず）を有しており、テープフィーダ４０は、そのスロットに差し込まれている。テープフィーダ４０は、テープが巻回されたリール４８を回転可能に保持している。テープには、図示しない複数の凹部がテープの長手方向に沿って並ぶように形成されている。各凹部には、部品が収容されている。これらの部品は、テープの表面を覆う図示しないフィルムによって保護されている。テープフィーダ４０には、部品吸着位置が定められている。部品吸着位置は、ノズル３５が部品を吸着する設計上定められた位置である。テープがテープフィーダ４０によって所定量後方へ送られるごとに、テープに収容された部品が順次、部品吸着位置へ配置されるようになっている。部品吸着位置に至った部品は、フィルムが剥がされた状態になっており、ノズル３５によって吸着される。

転写ユニット５０は、デバイスパレット４２のうちテープフィーダ４０によって占有されていない複数のスロットに着脱自在に差し込まれている。転写ユニット５０は、丸皿５１とスキージ５２とを備えている。丸皿５１は、ブロック状のベース５３に設けられた回転テーブル（図示せず）の上面に回転テーブルと一体となって軸回転するよう固定されている。丸皿５１は、円形の底面とその底面を囲う側壁とを備えている。スキージ５２は、図示しないペースト供給ラインから丸皿５１内に供給されたはんだペーストをならして所定の厚みの塗膜５５を形成するものである。スキージ５２は、丸皿５１の半径方向に延び出した状態でベース５３に固定されている。そのため、丸皿５１が回転すると、その丸皿５１内のはんだペーストがスキージ５２によってならされて所定の厚みの塗膜５５が形成される。

実装コントローラ６０は、図２に示すように、ＣＰＵ６０ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ６０ｂ、各種データを記憶するＨＤＤ６０ｃ、作業領域として用いられるＲＡＭ６０ｄなどを備えている。また、実装コントローラ６０には、マウスやキーボードなどの入力装置６０ｅ、液晶ディスプレイなどの表示装置６０ｆが接続されている。この実装コントローラ６０は、テープフィーダ４０に内蔵されたフィーダコントローラ４７、転写ユニット５０に内蔵された転写コントローラ５７及び管理コンピュータ９０と、双方向通信可能なように接続されている。また、実装コントローラ６０は、基板搬送装置１２、ヘッド３０、Ｘ軸モータ２０ａ、Ｙ軸モータ２４ａ及びパーツカメラ３８へ制御信号を出力可能なように接続されている。また、実装コントローラ６０は、パーツカメラ３８から画像信号を受信可能に接続されている。

管理コンピュータ９０は、図２に示すように、パソコン本体９２と入力デバイス９４とディスプレイ９６とを備えており、オペレータによって操作される入力デバイス９４からの信号を入力可能であり、ディスプレイ９６に種々の画像を出力可能である。パソコン本体９２のメモリには、生産ジョブデータが記憶されている。生産ジョブデータには、部品実装機１０においてどの部品をどういう順番で基板Ｓへ実装するか、また、そのように実装した基板Ｓを何枚作製するかなどが定められている。

次に、部品実装機１０の実装コントローラ６０のＣＰＵ６０ａが、管理コンピュータ９０から受信した生産ジョブに基づいて基板Ｓへ部品を実装する動作について説明する。図３は、部品実装処理ルーチンのフローチャートである。

まず、ＣＰＵ６０ａは、基板搬送装置１２を制御して基板Ｓを部品実装機１０内の所定の保持位置（図１の基板Ｓの位置）まで搬入して位置決めする（ステップＳ１００）。続いて、ＣＰＵ６０ａは、動作モードが第１及び第２動作モードのいずれに設定されているかを認識する（ステップＳ２００）。ここでは、予めオペレータが入力装置６０ｅを介して第１及び第２動作モードのいずれかに設定しているものとする。設定された動作モードはＲＡＭ６０ｄに記憶されているものとする。動作モードが第１動作モードに設定されていたならば、ＣＰＵ６０ａは第１動作モードに基づく制御を実行し（ステップＳ３００）、その後基板搬送装置１２を制御して基板Ｓを部品実装機１０内から外部へ搬出し（ステップＳ５００）、本ルーチンを終了する。一方、動作モードが第２動作モードに設定されていたならば、ＣＰＵ６０ａは第２動作モードに基づく制御を実行し（ステップＳ４００）、その後ステップＳ５００を実行し、本ルーチンを終了する。

次に、ステップＳ３００の第１動作モードに基づく制御とステップＳ４００の第２動作モードに基づく制御について説明する。ここでは、説明の便宜上、先に第２動作モードに基づく制御について説明し、その後第１動作モードに基づく制御について説明する。なお、図４に示すように、各ノズル３５に吸着されている部品Ｐは、すべて同じであり、直方体形状の本体の下面に複数のバンプＢを備えているものとして説明する。

ＣＰＵ６０ａは、第２動作モードに基づく制御を、図５のフローチャートにしたがって実行する。図５は第２動作モード処理ルーチンのフローチャートである。

まず、ＣＰＵ６０ａは、転写ユニット５０の丸皿５１に形成されたはんだペーストの塗膜５５に、各ノズル３５に吸着された部品Ｐの転写エリア５８（図６及び図７参照）を、吸着ずれによるマージン、具体的には位置ずれ及び回転ずれを考慮したマージンを見込んで設定する（ステップＳ４１０）。ノズル３５に吸着された部品Ｐは、部品Ｐの中心位置がノズル３５の中心位置３５ｃ（図６参照）と一致し、且つ、所定の姿勢（ここでは部品Ｐの長辺がＸ軸と平行で短辺がＹ軸と平行）となっていることが理想的である。しかし、実際には、部品Ｐの中心位置がノズル３５の中心位置３５ｃからずれたり、部品Ｐの姿勢が所定の姿勢から回転したりしていることが多い。このようなずれは小さい場合もあれば大きい場合もある。第２動作モードの転写エリア５８は、図６に示すように、部品Ｐの中心位置のずれや姿勢のずれが最大になった場合を考慮して設定されている。ずれの最大値は、例えば部品Ｐをノズル３５に繰り返し吸着させたあと統計的に定めることができる。図６には、ノズル３５に理想的な状態で吸着された部品Ｐを実線の長方形で示し、その理想的な状態から回転した部品Ｐを１点鎖線で示す。ノズル３５に理想的な状態で吸着された部品Ｐの長方形状の各辺から長方形状の転写エリア５８の対応する各辺までの距離を、後側マージンＭ１、前側マージンＭ２、左側マージンＭ３、右側マージンＭ４と称する。このように転写エリア５８は吸着ずれによるマージンを見込んで設定されている。また、転写エリア間距離ｄは、転写エリア５８に部品Ｐをディップしたときに生じる塗膜５５の凹みがその隣の転写エリア５８に影響しない最小限距離だけ離れるように設定されている。具体的には、転写エリア間距離ｄは、部品Ｐの外形のばらつきや、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の各方向に関するノズル３５の位置決めのばらつき等、吸着ずれ以外の要因によるばらつきを考慮して設定されている。第２動作モードの転写エリア５８は、図７に示すように、丸皿５１に形成された塗膜５５に縦３個、横４個の合計１２個設定されている。１２個の転写エリア５８には、便宜上、序数を付して説明する。序数は、左後側の転写エリア５８を１番目（＃１）とし、そこから端を発して右に進み、右端に達したあと一つ前に移動し、そこから左に進み、左端に達したあと一つ前に移動し、そこから右に進んで右端に達するように番号を付す。また、オートツール３４が有する１２本のノズル３５も、１番目〜１２番目の転写エリア５８のそれぞれに対応して序数（１番目〜１２番目）を付して説明する。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、ヘッド３０に保持されたオートツール３４の全ノズル３５に部品Ｐを吸着させる（ステップＳ４２０）。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０のＸ軸モータ２０ａ及びＹ軸スライダ２４のＹ軸モータ２４ａを制御して、１番目のノズル３５を、所望の部品Ｐを供給するテープフィーダ４０の部品吸着位置の真上に移動させる。このとき、１番目のノズル３５を保持するノズルホルダ３６は所定の昇降可能位置ＵＤに位置決めされている。続いて、ＣＰＵ６０ａは、そのノズルホルダ３６をＺ軸モータ３３によって下降させ、１番目のノズル３５の先端に負圧を付与して部品Ｐを吸着させる。その後、部品Ｐを吸着した１番目のノズル３５のノズルホルダ３６を元の高さまで上昇させる。それと共に、ＣＰＵ６０ａは、２番目のノズル３５が旋回軌道上の昇降可能位置ＵＤに配置されるようにＲ軸モータ３１によりオートツール３４をその軸心線（Ｒ軸）周りで回転させる。また、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０のＸ軸モータ２０ａ及びＹ軸スライダ２４のＹ軸モータ２４ａを制御して、２番目のノズル３５を所望の部品Ｐを供給するテープフィーダ４０の部品吸着位置の真上に移動させる。その後、２番目のノズル３５の先端に部品Ｐを吸着させる。こうした操作を繰り返すことにより、ＣＰＵ６０ａは、１番目から１２番目までのノズル３５に部品Ｐを吸着させる。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、各ノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢに塗膜５５を転写させる（ステップＳ４３０）。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して１番目のノズル３５の中心位置３５ｃを１番目の転写エリア５８の中心位置に一致させる。このとき、１番目のノズル３５を保持するノズルホルダ３６は所定の昇降可能位置ＵＤに位置決めされている。ＣＰＵ６０ａは、Ｚ軸モータ３３を制御して、そのノズルホルダ３６を下降させて１番目のノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢを１番目の転写エリア５８にディップさせる。図８はそのときの様子を示す概略説明図である。図８にはディップ前の部品Ｐを実線で示し、ディップ中の部品Ｐを１点鎖線で示した。また、スキージ５２の図示は省略した。転写エリア５８の中心位置に部品Ｐを吸着したノズル３５の中心位置３５ｃを一致させた状態で部品Ｐを塗膜５５にディップすれば、必ず部品Ｐは転写エリア５８内に収まる状態でディップされる。転写エリア５８は、部品Ｐの中心位置のずれや姿勢のずれが最大になった場合を考慮して設定されているからである。その後、ＣＰＵ６０ａは、１番目のノズル３５のノズルホルダ３６を元の高さまで上昇させる。それと共に、ＣＰＵ６０ａは、２番目のノズル３５が旋回軌道上の昇降可能位置ＵＤに配置されるようにＲ軸モータ３１によりオートツール３４をその軸心線（Ｒ軸）周りで回転させる。また、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して、その２番目のノズル３５の中心位置３５ｃを２番目の転写エリア５８の中心位置に一致させる。その後、ＣＰＵ６０ａは、Ｚ軸モータ３３を制御して、そのノズルホルダ３６を下降させて２番目のノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢを２番目の転写エリア５８にディップさせる。こうした操作を繰り返すことにより、ＣＰＵ６０ａは、１番目から１２番目までのノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢに塗膜５５を転写させる。なお、ＣＰＵ６０ａは、ステップＳ４３０の終了後、次回の転写に備えて転写ユニット５０の丸皿５１を回転させてスキージ５２により塗膜５５を再生させる。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、部品Ｐの撮像及び検査を行う（ステップＳ４４０）。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して、オートツール３４をパーツカメラ３８の上方に移動させ、各ノズル３５の先端に吸着された部品Ｐの画像をパーツカメラ３８に撮影させる。ＣＰＵ６０ａは、オートツール５４を回転させないで１２個の部品Ｐを一括でパーツカメラ３８の視野に収めて撮影させる。続いて、ＣＰＵ６０ａは、パーツカメラ３８に撮影された画像に基づいて各ノズル３５に吸着された部品Ｐの検査を実施する。ＣＰＵ６０ａは、各ノズル３５に部品Ｐが吸着されているか否かを検査したり、部品ＰのバンプＢに塗膜５５が転写されているか否かを検査したり、部品Ｐの中心位置や姿勢のずれを認識したりする。なお、ＣＰＵ６０ａは、検査結果に異常が見つかったノズル３５については、その後の部品実装でそのノズル３５の処理をスキップする。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、各ノズル３５に吸着された部品Ｐを基板Ｓに実装する（ステップＳ４５０）。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して、１番目のノズル３５に吸着された部品Ｐを基板Ｓの１番目の目標位置の上方に運ぶ。このとき、ＣＰＵ６０ａは、部品Ｐの中心位置や姿勢のずれを考慮して、部品Ｐをその目標位置の上方に配置する。なお、１番目のノズル３５を保持するノズルホルダ３６は所定の昇降可能位置ＵＤに位置決めされている。ＣＰＵ６０ａは、Ｚ軸モータ３３を制御して、そのノズルホルダ３６を下降させて１番目のノズル３５に吸着された部品Ｐをその目標位置に接近させ、そのノズル３５の先端に正圧を付与する。これにより部品Ｐは基板Ｓの１番目の目標位置に実装される。その後、ＣＰＵ６０ａは、１番目のノズル３５のノズルホルダ３６を元の高さまで上昇させる。それと共に、ＣＰＵ６０ａは、２番目のノズル３５が旋回軌道上の昇降可能位置ＵＤに配置されるようにＲ軸モータ３１によりオートツール３４をその軸心線（Ｒ軸）周りで回転させる。また、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して、その２番目のノズル３５に吸着された部品Ｐを基板Ｓの２番目の目標位置の上方に運ぶ。その後、ＣＰＵ６０ａは、Ｚ軸モータ３３を制御して、そのノズルホルダ３６を下降させて２番目のノズル３５に吸着された部品Ｐをその目標位置に接近させ、そのノズル３５に正圧を付与する。これにより部品Ｐは基板Ｓの２番目の目標位置に実装される。こうした操作を繰り返すことにより、ＣＰＵ６０ａは、１番目から１２番目までのノズル３５に吸着された部品Ｐを基板Ｓに実装する。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、基板Ｓに実装すべき部品をすべて実装したか否かを判定し（ステップＳ４６０）、基板Ｓに実装すべき部品Ｐが残っていたならばステップＳ４２０に戻り、基板Ｓに実装すべき部品をすべて実装したならばこのルーチンを終了する。

次に、第１動作モードに基づく制御について説明する。ＣＰＵ６０ａは、第１動作モードに基づく制御を、図９のフローチャートにしたがって実行する。図９は第１動作モード処理ルーチンのフローチャートである。

まず、ＣＰＵ６０ａは、転写ユニット５０の丸皿５１に形成されたはんだペーストの塗膜５５に、各ノズル３５に吸着された部品Ｐの転写エリア５６を上述した吸着ずれによるマージンを見込まずに設定する（ステップＳ３１０）。第１動作モードの転写エリア５６は、図１０に示すように、部品Ｐの外形と同じ大きさに設定されており、吸着ずれによるマージンを見込んで設定された転写エリア５８と比べると前後左右のマージンＭ１〜Ｍ４の分だけ小さい。転写エリア間距離ｄは、第２動作モードの場合と同様に設定される。第１動作モードの転写エリア５６は、図１１に示すように、塗膜５５内に縦３個、横４個の合計１２個設定される。これらの転写エリア５６も、便宜上、第２動作モードの場合と同様、序数を付して説明する。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、ヘッド３０に保持されたオートツール３４の全ノズル３５に部品Ｐを吸着させる（ステップＳ３２０）。この処理は、上述したステップＳ４２０と同じであるため説明を省略する。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、部品Ｐの撮像及び認識を行う（ステップＳ３２５）。部品Ｐの撮像については、上述したステップＳ４４０の前段の処理と同じであるため説明を省略する。撮像後、ＣＰＵ６０ａは、パーツカメラ３８に撮影された画像に基づいて各ノズル３５に吸着された部品Ｐの中心座標の位置及び姿勢を認識する。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、部品Ｐの中心座標がノズル３５の中心座標からＸＹ方向にどれだけずれているかを認識すると共に、部品Ｐの姿勢が理想的な姿勢（ここでは部品Ｐの長辺がＸ軸に平行で短辺がＹ軸に平行となる姿勢）からどれだけ回転しているかを認識する。なお、ＣＰＵ６０ａは、部品Ｐを吸着していないノズル３５が見つかった場合、その後のステップでそのノズル３５の処理をスキップする。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、各ノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢに塗膜５５を転写させる（ステップＳ３３０）。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して１番目のノズル３５に吸着された部品Ｐの中心位置を１番目の転写エリア５８の中心位置に一致させる。また、ＣＰＵ６０ａは、θ軸モータ３２を制御して１番目のノズル３５に吸着された部品Ｐの姿勢が理想的な姿勢になるようにノズルホルダ３６を軸回転させる。このとき、１番目のノズル３５を保持するノズルホルダ３６は所定の昇降可能位置ＵＤに位置決めされている。続いて、ＣＰＵ６０ａは、Ｚ軸モータ３３を制御して、そのノズルホルダ３６を下降させて１番目のノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢを１番目の転写エリア５６にディップさせる（図１２参照）。部品Ｐの中心位置は転写エリア５６の中心位置と一致しており部品Ｐの姿勢は理想的な姿勢になっているため、部品Ｐの外形と同じ大きさに設定されている転写エリア５６に部品Ｐは精度よく収まってディップされる。その後、ＣＰＵ６０ａは、１番目のノズル３５のノズルホルダ３６を元の高さまで上昇させる。それと共に、ＣＰＵ６０ａは、２番目のノズル３５が旋回軌道上の昇降可能位置ＵＤに配置されるようにＲ軸モータ３１によりオートツール３４をその軸心線（Ｒ軸）周りで回転させる。また、ＣＰＵ６０ａは、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して、その２番目のノズル３５に吸着された部品Ｐの中心位置を２番目の転写エリア５８の中心位置に一致させる。また、ＣＰＵ６０ａは、θ軸モータ３２を制御して２番目のノズル３５に吸着された部品Ｐの姿勢が理想的な姿勢になるようにノズルホルダ３６を軸回転させる。その後、ＣＰＵ６０ａは、Ｚ軸モータ３３を制御して、そのノズルホルダ３６を下降させて２番目のノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢを２番目の転写エリア５６にディップさせる。こうした操作を繰り返すことにより、ＣＰＵ６０ａは、１番目から１２番目までのノズル３５に吸着された部品ＰのバンプＢに塗膜５５を転写させる。なお、ＣＰＵ６０ａは、ステップＳ３３０の終了後、次回の転写に備えて転写ユニット５０の丸皿５１を回転させてスキージ５２により塗膜５５を再生させる。

続いて、ＣＰＵ６０ａは、部品Ｐの撮像及び検査を行う（ステップＳ３４０）。部品Ｐの撮像については、上述したステップＳ４４０の前段の処理と同じであるため説明を省略する。部品Ｐの検査については、ＣＰＵ６０ａは、バンプＢに塗膜５５が良好に転写されているか否かを検査する。バンプＢに塗膜５５が形成されている部分と形成されていない部分とは、例えば画像の明度によって区別することができる。すなわち、バンプＢは金属のため塗膜５５に比べて明度が高い。そのため、明度のしきい値を定めることで塗膜５５が良好に転写されているか否かを判定することができる。なお、ＣＰＵ６０ａは、バンプＢへの塗膜５５の転写が良好でない部品Ｐが見つかった場合、その後のステップでそのノズル３５の処理をスキップする。続いて、ＣＰＵ６０ａは、各ノズル３５に吸着された部品Ｐを基板Ｓに実装する（ステップＳ３５０）。この処理は、上述したステップＳ４５０と同じであるため説明を省略する。続いて、ＣＰＵ６０ａは、基板Ｓに実装すべき部品をすべて実装したか否かを判定し（ステップＳ３６０）、基板Ｓに実装すべき部品Ｐが残っていたならばステップＳ３２０に戻り、基板Ｓに実装すべき部品をすべて実装したならばこのルーチンを終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係について説明する。本実施形態のＸ軸スライダ２０、Ｘ軸モータ２０ａ、Ｙ軸スライダ２４及びＹ軸モータ２４ａが本発明のヘッド移動装置に相当し、テープフィーダ４０が部品供給装置に相当し、パーツカメラ３８が撮像装置に相当し、転写ユニット５０が転写装置に相当し、実装コントローラ６０が制御装置に相当する。また、ノズル３５が部品保持部に相当する。

以上説明した部品実装機１０の第１動作モードでは、転写前に認識した各部品Ｐの中心位置及び姿勢に基づいて、各部品Ｐの転写エリア５６で各部品ＰのバンプＢに塗膜５５が転写されるよう制御する。そのため、各部品Ｐの転写エリア５６が各部品Ｐの吸着ずれによるマージンを見込まずに設定されていても、その転写エリア５６内で確実に塗膜５５を転写させることができる。したがって、転写エリア間のヘッド３０の移動距離をできるだけ短くすることができる。

また、第１動作モードにおいて、部品ＰのバンプＢに塗膜５５が良好に転写されたか否かを判定した上で各部品Ｐを基板Ｓに実装するため、例えば塗膜５５が良好に転写されていない部品Ｐについては基板Ｓへの実装を取りやめることができる。

更に、転写前に各部品Ｐの中心位置や姿勢を認識する第１動作モードでは、第２動作モードに比べて、ステップＳ３２５の処理に時間を要するものの、各部品Ｐの転写エリア５６をできるだけ小さく設定するため転写エリア間のヘッド３０の移動時間を比較的短くすることができる。一方、転写前に各部品Ｐの中心位置や姿勢を認識しない第２動作モードでは、第１動作モードに比べて、各部品Ｐの転写エリア５８は余裕をもって大きく設定されているため転写エリア間のヘッド３０の移動時間は比較的長くなるものの、ステップＳ３２５を実施しないためその処理時間は不要になる。

更にまた、動作モードはオペレータによって設定されるため、オペレータが希望する動作モードに基づいて制御が実行される。

そしてまた、ヘッド３０の部品保持部として部品Ｐを吸着して保持するノズル３５を採用したため、部品Ｐをロボットハンドなどで把持して保持するタイプに比べて吸着ずれが発生しやすいことから本発明を適用する意義が高い。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、動作モードはオペレータによって設定されたが、ＣＰＵ６０ａが動作モードを設定するようにしてもよい。具体的には、ＣＰＵ６０ａは、第１動作モードに基づいて制御したときの部品実装時間と第２動作モードに基づいて制御したときの部品実装時間とを比較し、いずれか短い方の動作モードを選択して制御を実行してもよい。こうすれば、スループットが良好な動作モードが自動的に選択されて制御が実行される。その場合、両方の動作モードの部品実装時間は、シミュレーションを行うことにより求めてもよいし、実際に処理を実行した結果から求めてもよい。部品実装時間は、同じ生産ジョブを処理するのに要した時間であってもよいし、基板１枚あたりの部品実装に要した時間としてもよい。

上述した実施形態では転写エリア５６，５８を設定するにあたり、転写エリア５６，５８の外形を設定したが、転写エリア５６，５８の中心座標を設定してもよい。第１動作モードの転写エリア５６の外形や第２動作モードの転写エリア５８の外形は部品Ｐの大きさ、位置のずれ量及び姿勢のずれ量等により予め決めておくことができる。そのため、その転写エリア５６，５８の中心座標を設定しておけば、実質的に転写エリア５６，５８を設定したときと同様に処理を実行することができる。

上述した実施形態では、転写前に部品Ｐの中心位置及び姿勢の両方を認識して転写エリア５６を設定したが、いずれか一方を認識して転写エリア５６を設定してもよい。例えば位置を認識した場合には、位置ずれのマージンを見込まずに転写エリア５６を設定すればよく、姿勢を認識した場合には姿勢ずれのマージンを見込まずに転写エリア５６を設定すればよい。

上述した実施形態では、オートツール３４の複数のノズル３５に吸着された部品Ｐはすべて同じ部品として説明したが、必ずしもすべて同じ部品である必要はなく、異なる部品が混ざっていてもよい。その場合、転写エリア５６，５８は各部品の大きさに応じて設定すればよい。

上述した実施形態では、転写ユニット５０ははんだペーストの塗膜５５を部品ＰのバンプＢに転写するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、例えばフラックスペーストの塗膜を部品ＰのバンプＢに転写するものとしてもよい。

上述した実施形態では、部品Ｐの下面に複数設けられたバンプＢに塗膜５５を転写する場合を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えばバンプＢの代わりにリード端子に塗膜５５を転写するようにしてもよい。

上述した実施形態では、部品供給装置としてテープフィーダ４０を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば部品供給装置として多数のトレイが上下方向に積層されたマガジンを備えたトレイユニットを用いてもよい。

上述した実施形態では、部品保持部として部品を吸着可能なノズル３５を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば部品を把持可能なハンドやアームを用いてもよい。また、ノズル３５の個数は１２個に限定されるものではなく、複数であればよい。

上述した実施形態では、転写ユニット５０の容器として丸皿５１を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、平面視が多角形状（例えば四角形状）の皿を採用してもよい。

上述した実施形態では、スキージ５２を固定して丸皿５１を回転させる構成としたが、丸皿５１を固定してスキージ５２を回転させる構成としてもよい。

本発明の部品実装機は、基板に電子部品を実装する際に利用可能である。

１０部品実装機、１２基板搬送装置、１４コンベアレール、１６コンベアベルト、１７支持ピン、２０Ｘ軸スライダ、２０ａＸ軸モータ、２２ガイドレール、２３ナット、２４Ｙ軸スライダ、２４ａＹ軸モータ、２５Ｙ軸ボールネジ、２６ガイドレール、３０ヘッド、３１Ｒ軸モータ、３２ θ軸モータ、３３Ｚ軸モータ、３４オートツール、３５ノズル、３５ｃ中心位置、３６ノズルホルダ、３８パーツカメラ、４０テープフィーダ、４２デバイスパレット、４７フィーダコントローラ、４８リール、５０転写ユニット、５１丸皿、５２スキージ、５３ベース、５４オートツール、５５塗膜、５６転写エリア、５７転写コントローラ、５８転写エリア、６０実装コントローラ、６０ａＣＰＵ、６０ｂＲＯＭ、６０ｃＨＤＤ、６０ｄＲＡＭ、６０ｅ入力装置、６０ｆ表示装置、９０管理コンピュータ、９２パソコン本体、９４入力デバイス、９６ディスプレイ、Ｂバンプ、Ｍ１後側マージン、Ｍ２前側マージン、Ｍ３左側マージン、Ｍ４右側マージン、Ｐ部品、Ｓ基板、ＵＤ昇降可能位置。

Claims

複数の部品保持部を備えたヘッドと、
前記ヘッドを移動可能なヘッド移動装置と、
下面に接続端子を備えた部品を前記部品保持部に供給する部品供給装置と、
前記部品保持部が保持した前記部品を撮像可能な撮像装置と、
前記部品の接続端子に転写させるペーストの塗膜を提供する転写装置と、
第１動作モードに基づいて前記ヘッド、前記ヘッド移動装置、前記部品供給装置、前記撮像装置及び前記転写装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記第１動作モードでは、前記部品供給装置から供給される前記部品を前記ヘッドの複数の前記部品保持部に順次保持させた後、前記複数の部品保持部に保持された部品を前記撮像装置に撮像させ、各部品の画像に基づいて各部品の位置及び／又は姿勢を認識し、予め各部品の保持ずれによるマージンを見込まずに設定された各部品の転写エリアで各部品の前記接続端子に前記塗膜が転写されるよう、各部品の位置及び／又は姿勢に基づいて前記ヘッド及び前記ヘッド移動装置を制御し、その後各部品を基板に実装する、
部品実装機。
前記制御装置は、前記第１動作モードにおいて、設定された各部品の転写エリアで各部品の前記接続端子に前記塗膜を転写した後、各部品を前記基板に実装する前に、前記複数の部品保持部に保持された部品を前記撮像装置に撮像させ、各部品の画像に基づいて各部品の前記接続端子に塗膜が良好に転写されたか否かを判定する、
請求項１に記載の部品実装機。
前記制御装置は、前記第１動作モードのほかに第２動作モードに基づいて前記ヘッド、前記ヘッド移動装置、前記部品供給装置、前記撮像装置及び前記転写装置を制御可能であり、前記第２動作モードでは、前記部品供給装置から供給される前記部品を前記ヘッドの複数の前記部品保持部に順次保持させた後、予め各部品の保持ずれによるマージンを見込んで設定された各部品の転写エリアで各部品の前記接続端子に前記塗膜を転写し、その後各部品を前記基板に実装する、
請求項１又は２に記載の部品実装機。
前記制御装置は、前記第１動作モードに基づいて制御したときの部品実装時間と前記第２動作モードに基づいて制御したときの部品実装時間とを比較し、いずれか短い方の動作モードを選択して制御を実行する、
請求項３に記載の部品実装機。
前記制御装置は、オペレータが入力した動作モードに基づいて制御を実行する、
請求項３に記載の部品実装機。
前記部品保持部は、前記部品を吸着して保持するノズルである、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装機。