WO2004017704A1 - 部品実装方法、及び部品実装装置 - Google Patents

Abstract

　部品取り出し時のノズルによる部品未吸着、部品実装時のノズルによる部品の持ち帰りを確実に検出可能とする部品実装方法及び部品実装装置を提供する。　部品取り出し時にはノズル２５の部品吸着後における真空到達圧を一旦ゼロにリセットし、ノズル２５の圧力低下量をリセット後のゼロを基準に検出する。検出した低下量が所定の閾値を超えたときに部品未吸着のノズルが存在すると判断する。この部品未吸着のノズル２５は部品認識部３７により特定する。部品実装時にはノズル２５を流れる吐出空気流量を実装動作直後に測定し、この測定流量が所定の閾値より小さい場合に当該ノズル２５は部品３０を持ち帰っていると判断する。閾値を２つ設け、測定流量がいずれの閾値よりも大きい場合には正常実装、両閾値の間にある場合にはフィルタ２２の詰まり、いずれの閾値よりも小さい場合にノズル２５による部品の持ち帰りとそれぞれ判断することもできる。

Description

明 細 書 部品実装方法、 及び部品実装装置 技術分野

本発明は、 電子部品等の部品を部品供給部から取り出して回路基板の実装位置 へ実装する部品実装方法、 及び部品実装装置に関する。 より具体的 は、 部品取 り出し時に部品吸着用ノズルによる部品の未吸着がないかを判断す ¾ /未吸着検出 手順、 及び Ζ又は部品実装時にノズルによる部品の持ち帰り力 iないかを判断する 欠品検出手順を含む部品実装方法、 及び部品実装装置に関する。 背景技術

真空圧による吸引力を利用して部品を吸着し実装する形式の部品実装装置は一 般に、 部品実装装匱へ連続して部品を供給する部品供給部と、 部品供給部から部 品を吸着して取り出したのち実装するノズノレを備えた実装ヘッド部と、 実装へッ ド部を実装位置まで搬送する搬送部と、 ノズノレによる部品の吸着姿勢を認識 ·計 測する部品認識部と、 そして回路基板等の回路形成体を搬入して位置決め保持す る基板保持部とにより構成されている。

以上のように構成された部品実装装置の動作時、 まず実装へッド部に装填され た複数のノズルが、 部品供給部に供給された異形部品を順次吸着する。 次に、 実 装へッド部が搬送部の搬送動作によつて部品認識部上を通過し、 この通過の際に 部品認識部の認識力メラにより前記ノズルに吸着された部品の吸着姿勢が認識 - 計測される。 その後、 実装ヘッド部は基板保持部に位置決め保持された回路基板 上まで更に搬送され、 所定の実装位置に対向して停止した後、 ノズルが前記回路 基板に向けて下降することにより部品の実装を行う。 部品実装装置における以上 の全ての動作は、 実装装置内に備えられた制御部により制御される。

ここで、 複数のノズルによる部品取り出し時の部品の吸着と、 部品実装時にお けるノズルからの部品の切り離しとは、 各ノズルに対応して実装へッド部に設け られた電磁バルブなどの切替え手段が真空圧供給源及び圧縮圧供給源とノズルと の接続を適宜切り替えることにより行なわれている。 すなわち、 部品吸着時には 切替え手段の制御により真空圧供給源とノズルとが導通し、 真空圧を利用してノ ズルが部品の吸着を行う。 また、 部品実装時には切替え手段が切り替えられ、 圧 縮圧供給源とノズノレとが同通してノズルからの空気の吐出により部品をノズルか ら切り離して実装を行なう。 ところで、 近年、 電子部品の多品種化が進み、 それに対応して多機能型の部品 実装装置の需要が高まっている。 このような多機能型の部品実装装置では高速で フレキシブルな実装ができることに加えて、 欠品基板、 すなわち必要な部品が実 装されることなく欠落したままで完成される回路基板の発生を防ぎ、 いかに実装 品質を高めるかが重要な課題となっている。

部品実装装置におい T欠品基板の発生を防止するには、 ノズルが部品供給部か ら部品を確実に吸着し、 そして吸着した部品を確実に回路基板の指定された実装 位置に実装しなければならない。 そのため、 まず部品供給部の部品不足や吸着の 失敗等、 何らかの原因によつて部品未吸着となったノズルを前記部品認識部を用 いて検出する。 そして部品未吸着となったノズノレが検出された場合、 当該ノズノレ に対する部品実装動作をスキップし、 再び部品の吸着から実装動作までを行わせ ることによって部品の欠落した欠品基板の発生を防いでいる。

また、 実装動作を完了した後のノズルを前記部品認識部もしくは他のセンサ類 を使用してチェックし、 吸着された部品が何らかの理由によりノズルから切り離 されることなく未実装のままでノズノレに付着して持ち帰られていないかを検出す る。 ノズルによる部品の持ち帰りが検出された場合、 部品の欠落を補うよう当該 ノズルもしくは他のノズルによつて再度同一部品の実装を緣-り返すことにより欠 品基板の発生を防いでいる。

回路基板に実装される部品の小型化と回路基板に実装される部品点数の増加が 近年特に進んで!/、ることから、 ノズル自身もこの部品の小型化と隣接部品との干 渉回避のために相応して小型化される傾向にある。 これに伴って空気の吸引 -吐 出を行うノズル開口部面積も減少してノズルを通過する吸引 Z吐出空気が絞られ るため、 部品の吸着■切り離しが確実に行われないという現象の発生頻度が増加 している。 この観点からも、 上述したようにノズルによる部品の未吸着、 部品の 持ち帰りを確実に検出し、 欠品基板の発生を防ぐことは極めて重要である。 発明の開示

(発明が解決しようとする技術的課題）

部品認識部によつて部品未吸着のノズノレを検出する際、 無事に部品が吸着して いることが確認されたとしても、 部品認識部を通過した後に当該部品がノズルか ら脱落することもあり得る。 この場合、 前記部品認識部を通過した以降には未吸 着を検出する手段がないことから、 ノズルは部品未吸着のままで空装着を行い、 このために欠品基板が発生することとなる。 また、 実装動作を完了した後のノズ ルによる部品持ち帰りをチェックする際にも、 実装動作時には部品がノズルから 切り離されず、 実装動作後でノズルが前記部品認識部を通過する前に部品が脱落 することがあり得、 この場合にも部品の欠落は検知されないために欠品基板が発 生することとなる。 このような事象に対応し、 従来技術では実装位置と検出位置 との間の移動距離 ·時間を極力小さくし、 実装動作の直前、 直後に検出を行なう 幾つかの対策が実施されている。 以下本明細書において、 部品取り出し時におけ る部品未吸着の検出を 「未吸着検出」 、 実装動作後のノズルによる部品持ち帰り の検出を 「欠品検出」 と称し、 両者を区別するものとする。 まず、 未吸着検出に関しては、 ノズルの真空圧を真空圧センサで監視し、 ある 閾値以下まで真空圧が下がつた場合に部品脱落が発生したと判断して部品認識部 通過後の部品の脱落を検出する方法が知られている。 図 1 8にその原理を示す。 図において、 縦軸は真空度 （上に行くほど真空度が高い） 、 横軸は時間の経過を 示している。 通常、 ノズルが部品を吸着している時点 Aでは、 ノズル開口部を部 品が塞いでいるために高い真空圧 P 1が保たれる。 しかし部品が脱落するとノス、 ルの開口部が開放され、 空気の流入によって真空圧が低下する。 図の時点 Bで部 品が脱落したとすると、 真空圧は予め定められた閾値 P 0を越えて更に低下する ため、 この閾値 P 0を越えた時点で部品が脱落したと判断することができる。 な お、 P 2は脱落後の静圧を示している。 しかしながらこの方法では、 1つの真空圧発生源に 1つのノズルを接続するシ ステムの場合には有効であるものの、 1つの真空圧発生源を利用して複数のノズ ルの吸引動作を行うシステムの場合には、 吸着完了時の真空到達圧が各種条件に より大きくばらつき、 正確な脱落判断ができないという問題があった。 このよう なばらつき現象は、 ノズルによる部品未吸着が起きた場合にその箇所でエアリー クが発生し、 他のノズルの吸着力を下げてしまうことに起因して起こる。 例えば、 部品が脱落したノズルの開口形状が大き 、場合、 あるいは多数のノズルによる部 品未吸着が同時に起きた場合、 それだけエアリーク量が大きくなるため、 たとえ 十分な圧力で吸引していた場合であっても吸着力の著しい低下をきたす。 このよ うなエアリークの影響による真空到達圧のばらつきがある場合、 単に閾値 P O以 下まで真空圧が下がったことを検出したとしても、 それだけで部品が脱落したと 判断できないことがあり得た。

このため従来技術では、 他のノズルの吸着状態からの影響を受けないようにす るよう、 真空圧供給源をノズル毎にそれぞれ分けて設置する方法が採られてきた。 しかしながらそうした場合、 吸着圧力の低下及び真空立ち上がりの応答性の悪さ に加え、 実装へッド部の重量が増加することによって高速高精度実装が困難にな るという別の問題が生じた。 また、 複数の真空圧供給源を備えることによって、 コストも必然的に高くなるという問題もあった。 一方、 実装動作後の欠品検出に関しては、 図 1 9に示すような流量計を用いる 検出方法が従来から知られている。 図において、 実装ヘッド部 （図示の例ではィ ンデックス） 2 3は複数のノズル 2 5を円周状に配置し、 間欠回転運動を行う。 この実装へッド部 2 3の間欠回転運動の間に、 ノズル 2 5は図の Y方向背後にあ る部品取り出しステーションで部品供給部 3 1から部品 3 0を吸着して取り出し、 Y方向手前側の部品実装ステーション Mで当該部品 3 0を回路基板 5に実装する。 回路基板 5は、 基板保持部 1 5によって規制保持されている。

この対応策においては、 部品実装ステーション M以降のいずれかの位置に流量 検出ステーション Nが設けられており、 ここで流量計 2 6を使用してノズル 2 5 の空気吐出流量が検出される。 この流量検出ステーション Nに到達したノズル 2 5は、 周囲をリング状のシールで囲われた円筒状容器に向けて下降し、 シールさ れた状態で空気を吐出する。 このノズル 2 5から吐出される空気の流量は、 前記 円筒状容器と連通した流量計 2 6で検出される。 ノズル 2 5が部品 3 0を実装せ ずに持ち帰つている場合、 この付着した部品 3 0が吐出される空気の障害となつ て流量が減少する。 これを利用して制御部 4 1はノズル 2 5カゝらの空気吐出流量 と予め入力された闘値とを比較し、 部品 3 0がノズル 2 5に付着したままである 力否かを検出していた。 検出結果は表示部 2 8に表示される。

し力 しながら、 以上のような検出方法によれば、 部品実装の直後で部品の持ち 帰りを検出することから一応の成果は得られるものの、 未だ問題が残る。 すなわ ち、 部品実装の直後とはいえ、 実装動作を終えたノズル^{2 5}が流量計 2 6の設置 された流量検出ステーション Nまで移動するための距離と時間が必要となり、 こ の間で部品 3 0が脱落する危険性が残っている。 これを防ぐために実装動作直後 に同じ部品実装ステーション Mでノズル 2 5の吐出流量を測定しようとしても、 流量計 2 6を設置するスペースが確保できなかった。 なお、 この従来の技術では この流量計による空気吐出量の測定結果は、 欠品検出目的にしか利用されていな かった。 以上より、 本 明は、 一連の部品実装動作においてノズルが実装すべき部品を 吸着できなかった場合、 または一旦吸着した部品が実装前に兑落したような場合、 あるいはノズルが部品実装時に部品を切り離すことができず当該部品を持ち帰つ た場合、 これらの事象を実装動作前もしくは直後に確実に検出可能とし、 力つ上 述した諸課題を同時に解決することによって欠品基板の発生を防止し、 部品実装 品質を高めることができる部品実装方法、 並びに部品実装装置を提供することを 目的としている。

(その解決方法）

本発明は、 部品実装動作前の未吸着検出においては部品吸着完了時における真 空到達圧を一旦ゼロにリセットし、 当該リセット後のゼロからの真空圧低下量を 検出してこれと閾値とを比較することにより、 また、 部品実装動作後の欠品検出 においてはノズルから部品を切り離すための吐出空気の流量もしくは圧力をノズ ルの実装動作完了直後に測定してこれらと閾値とを比較することにより、 それぞ れ部品の脱落もしくは部品の持ち帰りを実装動作前又は直後に確実に検出できる ようにして前記課題を解消するもので、 具体的には以下の内容を含む。 すなわち、 本発明にかかる 1つの態様は、 単一の真空圧発生源に接続された複 数のノズルによりそれぞれ部品を吸着保持し、 該吸着した部品を基板上の所定位 置へ実装する部品実装方法であって、 前記ノズルの部品吸着完了時における真空 到達圧を一旦ゼ口にリセットし、 前記ノズルの圧力低下量を前記リセット後のゼ 口からの低下量として検出し、 該検出した低下量が予め定められた第 1の閾値を 超えたときに未吸着部品が存在するとして、 この未吸着部品に対応するノズルに 対しては部品実装動作を行わない欠品基板発生防止手順を含むことを特徴とする 部品実装方法に関する。

この方法によれば、 部品吸着完了時における真空到達圧を検出してこれを基準 値 （ゼロ） とするため、 一旦部品の吸着を完了したものの、 その後で部品の脱落 が発生した場合を、 吸着完了時の真空到達圧のばらつきに左右されることなく確 実に検出することができる。 特に吸着完了時の真空到達圧を一旦ゼロにリセット し、 圧力変化量 （真空圧低下量） を常にゼロからの変化量として取り扱うので、 閾値をただ 1つ設定するだけで、 真空到達圧のばらつきに影響されることなく、 部品の脱落を確実に検出することができるようになる。

また、 圧力変化により未吸着部品が存在することを検出した場合、 この未吸着 部品に対応するノズルに対しては部品実装動作を行わないことにするので欠品基 板の発生を未然に防止することができる。 そして、 吸着部品の脱落を検知した場 合、 再度の認識動作にて脱落の生じたノズルを特定した後にそれ以外のノズルで は通常通りの実装を行うことができるため、 部品脱落を起こしていないノズノレの 部品を無駄に廃棄することなく実装に供することができる。 本発明にかかる他の態様は、 前記真空到達圧のリセット前に、 前記ノズルの部 品吸着完了時における真空到達圧を絶対値として検出し、 該検出した真空到達圧 が予め設定した所定の第 2の閾値以下であるときに、 この未吸着部品に対応する ノズルの吸引空気流路を閉塞することを特徴とする部品実装方法に関する。

この態様によれば、 吸着完了時の真空到達圧を絶対値として検出し、 該検出し た真空到達圧が予め設定した所定の第 2の閾値以下であるときに、 どこかの吸着 ノズルが部品未吸着であり、 そこからエアリークが発生しているとみなす。 そし て、 未吸着部品に対応するノズノレを特定した後にそのノズルの吸引空気流路を閉 塞する。 従って、 エアリークの発生するノズノレが閉塞することで真空圧回路内の 真空圧が回復し、 他のノズルに対し安定した吸着条件を作り出すことができる。 また、 最初に検出した真空到達圧が第 2の閾値以下であると判断した段階で、 そ のままでは吸着圧力が低いために部品脱落を生じる可能性がある旨の警報信号を 発することもできる。

' 前記未吸着部品に対応する吸着ノズルは、 認識カメラにより各ノズルを撮像し た画像から特定することができる。 これによれば、 吸着完了時の真空到達圧が第 2の閾値以下である時、 部品未吸着によりエアリークを起こしているノズルを認 識カメラで各ノズルを撮像した画像から特定するので、 認識力メラを備えた簡単 な構成で部品未吸着箇所を容易に探し出して特定することができ、 その特定した ノズルからのエアリークを止めることができる。

また、 前記未吸着部品に対応する吸着ノズルを認識カメラによる撮像画像から 特定し、 該特定されたノズルの吸引空気流路を閉塞した後に、 再度認識カメラに よりノズノレを撮像して未吸着部品の有無を検出することができる。 これによれば、 未吸着部品に対応するノズルの吸引空気流路を閉塞した後、 再度認識力メラによ りノズルを撮像して未吸着部品の有無を検出するので、 部品未吸着のノズルを正 確に判断することができる。

以上にかかる未吸着部品に対応するノズルまたは閉弁したノズルを除く他のノ · ズルに対しては部品実装動作を行うことができる。 これによれば、 部品未吸着の ノズルを除く他のノズルに対しては通常通りの部品実装動作を行わせるので、 他 のノズルの部品を無駄に廃棄することなく、 効率的な実装を行うことが可能にな る。 2003/009970

8

本発明にかかる他の態様は、 真空圧発 原と、 該真空圧発生源に接続されてそ れぞれ吸引空気流路を開閉する制御弁を有する複数のノズルと、 前記複数のノズ ルが搭載され移動自在に支持された実装へッド部と、 前記実装へッド部に対峙し て固設され前記ノズルに吸着保持された部品を認識する部品認識部とを備えた部 品実装装置において、 上述した欠品基板発生防止手順を含むいずれかの部品実装 方法に基づいて部品実装動作を制御する制御部を備えたことを特徴とす；る部品実 装装置に関する。 ：： これによれば、 制御弁を制御することにより、 ノズルを開放あるいは閉塞する ことができ、 ノズルを開放状態にすることにより部品を吸着保持することができ る。 また、 吸着動作後に実装ヘッド部を部品認、識部に通過させることにより、 部 品を吸着しているノズノレと部品を未吸着のノズノレとを検出することができる。 そ して制御部は、 上述したいずれかの部品実装方法に基づいて部品実装動作を制御 することにより、 部品の吸着完了時の真空到達圧のばらつきに影響されることな く部品の脱落を確実に検出することができ、 部品脱落による欠品基板の発生を防 止することができる。 本発明にかかる更に他の態様は、 ノズノレの空気吸引動作により部品を吸着して 取り出し、 ノズルの空気吐出動作により前記部品をノズルから切り離して回路基 板の予め定められた実装位置に実装する部品実装方法であって、 前記実装動作直 後における前記ノズルからの吐出空気流量を、 当該吐出空気を前記ノズノレに供給 する経路内で測定し、 この測定結果が予め定められた閾値より小さい場合に前記 部品は前記回路基板に実装されていないと判断する欠品基板発生防止手順を含む ことを特徴とする部品実装方法に関する。

前記閾値を 2つの閾値とし、 前記測定結果が前記いずれの閾値よりも小さい場 合に前記部品は正常実装されていないと判断し、 前記測定結果が前記 2つの閾値 の間にある場合には部品実装はされたが前記ノズルにつながる通気経路に配置さ れたフィルタに詰まりがあると判断することもできる。 この場合、 前記吐出空気 流量の測定を前記実装動作の直後に 2回行い、 最初の測定結果に基いて前記部品 が正常実装された力否かの判断を行い、 ²回目の測定結果に基いて部品実装はさ 9

れたが前記フィルタに詰まりがあるか、 あるいは前記部品が実装されていないか のいずれかの判断を行うことができる。 本発明にかかる他の態様は、 前記実装動作直後における前 f己ノズルからの吐出 空気流量の変化量を、 当該吐出空気を前記ノズルに供給する経路内で測定し、 前 記測定結果による流量減少勾配が予め定められた閾値より大きい場合に前記部品 は前記回路基板に実装されていないと判断する欠品検出手順を含むことを特徴と する部品実装方法に閲する。

この態様においても前記閾値を 2つとし、 部品実装がされたか否かの判断の他 に、 前記ノズノレにつながる通気経路に配置されたフィルタに詰まりがあるか否か の判断をすることができる。 この際、 前記測定を前記実装動作の直後に 2回行い、 両測定結果を前記判断に用いることができる。 本発明にかかる更に他の態様は、 前記実装動作直後における前記ノズルからの 吐出空気の圧力を、 当該吐出空気を前記ノズルに供給する経路内で測定し、 この 測定結果が予め定められた閾値より大きい場合に前記部品は前記回路基板に実装 されていないと判断する欠品検出手順を含むことを特徴とする部品実装方法に関 する。 この態様においても、 前記閾値を 2つにしてフィルタの詰まりを含めて判 断することができ、 また 2回行った測定結果を前記判断に利用することができる。 本発明にかかる更に他の態様は、 前記実装動作直後における前記ノズルからの 吐出空気の圧力の変化量を、 当該吐出空気を前記ノズノレに供給する経路内で測定 し、 前記測定結果による圧力減少勾配が予め定められた閾値より小さい場合に前 記部品は前記回路基板に実装されていないと判断する欠品検出手順を含むことを 特徴とする部品実装方法に関する。 この態様においても、 前記閾値を 2つにして フィルタの詰まりを含めて判断することができ、 また²回行った測定結果を前記 判断に利用することができる。 本発明にかかる更に他の態様は、 前記実装動作直後における前記ノズルからの 吐出空気流量、 前記吐出空気の流量減少勾配、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空 気の圧力減少勾配のいずれか 1つを、 当該吐出空気を前記ノズルに供給する経路 内で測定し、 前記測定結果と、 前記いずれか 1つに対応する予め定められた閾値 とを比較し、 前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前 記対応する予め定められた閾値より大きい場合、 もしくは前記吐出空気の流量減 少勾配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた閾値よりも小さい 場合には、 前記ノズルからの部品の切り離し、 回路基板への部品の実装が正常に 行われたものと判断して次部品の吸着を行い、 前記測定された吐出空気流量又は 前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する予め定められた閾値より小さい場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予 め定められた閾値よりも大きい場合には、 前記ノズルからの部品の切り離しがさ れておらず、 従って回路基板は欠品になっていると判断し、 マシン停止をし、 作 業者による当該ノズノレの点検と、 付着部品除去を含む必要な回復対応を行い、 マ シンを再スタートさせて次部品の吸着を行うこと、 の各ステップを含むことを特 徴とする部品実装方法に関する。

この態様においても、 前記閾値を 2つとし、 部品実装がされた力否かの判断の 他に、 部品実装はされたが前記ノズルにつながる通気経路に配置されたフィルタ に詰まりがある力否かの判断をすることができる。 この際には、 前記測定を前記 実装動作の直後に 2回行い、 両測定結果を前記判断に用いることができる。 本発明にかかる更に他の態様は、 連続的に部品を供給する部品供給部と、 前記 部品供給部から空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 空気吐出動作によ り前記部品を切り離して回路基板の予め定められた実装位置に実装するノズルを 備えた実装へッド部と、 前記回路基板を搬入して位匱決め保持する基板保持部と、 前記ノズルの空気吸引動作と空気吐出動作を行う前記ノズルにつながる空気吸引 /吐出機構と、 全体の動作を制御する制御装置とから構成される部品実装装置で あって、 前記空気吸引 Z吐出機構がさらに、 吐出空気の供給経路内に配置されて 前記空気吐出動作直後の吐出空気流量又は前記吐出空気流量の変化量を測定可能 な流量計、 もしくは前記吐出空気の圧力又は前記吐出空気の圧力の変化量を測定 T/JP2003/009970

11

可能な圧力計の少なくともいずれか 1つからなる測定装置と、 前記測定装置によ る測定結果と前記いずれか 1つに対応する予め入力された閾値とを比較し、 前記 部品が正常に実装されたか否かを判断する制御部と、 を備えていることを特徴と する部品実装装置に関する。

前記制御部に予め入力される閾値を 2つの閾値とし、 前記制御部が、 第 1の閾 値と前記測定結果との比較により前記部品が正常実装されたか否かを判断し、 第 2の閾値と前記測定結果との比較により部品実装はされたが前記ノズルにつなが る通気経路に設けられたフィルタに詰まりがある力 \ あるいは前記部品が前記回 路基板に実装されていないかのいずれであるかを判断することができる。

前記測定装置は、 前記空気吐出動作直後の吐出空気流量、 前記吐出空気流量の 変化量、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空気の圧力の変化量のいずれか 1つの測 定を 2回行い、 前記制御部は、 最初の測定結果と前記第 1の閾値との比較により 部品が正常に実装されたか否かを判断し、 2回目の測定結果と前記第 2の閾値と の比較により部品実装はされたが前記ノズルへの通気経路に設けられたフィルタ に詰まりがある力 \ あるいは前記部品が実装されていないかのいずれかを判断す るようにすることができる。 以上のように、 本発明の部品未吸着のノズノレを検出する未吸着検出手順によれ ば、 1つの真空圧発生源で複数のノズル吸引動作を行う部品実装装置において、 吸着状態による真空到達圧のばらつきに影響されることなく、 部品認識部通過後 の部品脱落による欠品基板の発生を防止することができる。 また、 本発明は、 真 空圧発生源が 1つであるからコスト削減が図れる上、 大きな真空圧を発生するこ とができ、 それにより大型の部品に対しても高い吸着力を発揮することができ、 真空の立ち上がり （応答性） もよく、 流量確保も容易になる等の利点が得られる。 また、 本発明にかかるノズルによる部品の持ち帰りを検出する欠品検出手順に よれば、 ノズルからの空気吐出動作による部品実装直後に部品持ち帰りの有無を 検出することができ、 測定タイミングの遅れによる部品脱落に起因した欠品基板 の発生を防止することができる。 さらに、 部品付着による欠品の検出のほか、 フ ィルタの詰まりを検出することができる。 したがって本発明にかかる部品実装方 法、 部品実装装置によれば、 部品持ち帰り有無の判断ミスが回避される結果、 欠 品基板の発生を未然に防止することができるほか、 ノズルへの部品付着による次 部品吸着時の吸着障害を回避して製品歩留まりを向上させることができる。 また、 フィルタの詰まりによる障害を事前に検出でき、 部品吸着ミスを未然に回避して 部品実装品質を高めることができる。 図面の簡単な説明

図 1 本発明の実施の形態の部品実装装置の構成を示す斜視図である。

図 2 図 1に示す部品実装装置の制御系の構成を示すプロック図である。

図 3 実装ヘッド部に搭載されているノズルに対する空圧システムの回路図で ある。

図 4 ノズルとバキュームラインとの接続関係を示す構成図である。

図 5 本発明の実施の形態にかかる部品未吸着検出手順で、 制御部により実施 される処理の内容を示すフローチヤ一トである。

図 6 実装ヘッド部の動作を示す説明図である。

図 7 真空到達圧をゼロにリセットすることによる効果を示す説明図である。 図 8 真空到達圧の絶対値から未吸着のノズルの有無を判断することを示す説 明図である。

図 9 本発明にかかる他の実施の形態の部品実装装置で用いられる空気吸引 Z 吐出機構の構成を示すブロック図である。

図 1 0 図 9に示す空気吸引 Z吐出機構を利用する欠品検出手順の概要を示す 説明図である。

図 1 1 図 1 0に示す欠品検出手順の他の態様を示す説明図である。

図 1 2 図 1 1に示す欠品検出手順で、 制御部により実施される処理の内容を 示すフローチャートである。

図 1 3 図 1 2に示す欠品検出手順の代替の手順の処理内容を示すフ口一チヤ 一トである。

図 1 4 図 1 1に示す欠品検出手順の他の代替の態様を示す説明図である。 図 1 5 図 1 1に示す欠品検出手順の更に他の代替の態様を示す説明図である。 図 1 6 図 1 5に示す欠品検出手順で、 制御部により実施される処理の内容を 示すフローチヤ一トである。

図 1 7 図 1 1に示す欠品検出手順の更に他の代替の態様において、 制御部に より実施される処理の内容を示すフローチヤ一トである。

図 1 8 従来の部品未吸着検出の方法を示す説明図である。

図 1 9 従来の部品持ち帰りによる欠品検出の方法を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明にかかる部品実装方法、 及び部品実装装置の好適な実施形態につ いて図面を参照して説明する。 本発明にかかる第 1の実施の形態は、 ノズルによ る部品の未吸着を実装動作前に検出する手順 ·手段を備える部品実装方法、 及び 部品実装装置に関する。 図 1は、 本実施形態にかかる部品実装装置の概略全体像 を示している。 図において、 部品実装装置 1 0 0の基台 3の中央部 X方向右側に は回路基板 5を部品実装装置 1 0 0に搬入するローダ部 7が設けられ、 ローダ部 7とは反対側の中央部左側には回路基板 5を搬出するァン口ーダ部 9が設けられ ている。 ローダ部 7とアンローダ部 9は、 各々一対の基板搬送用ガイドレール 1 1、 1 3を有している。

口ーダ部 7に対応する基台 3の上面には、 ローダ部 7から搬入される回路基板 5を搬送保持するためのサポートレール部を備える第 1の基板保持部 1 5 aが設 けられ、 また、 アンローダ部 9に対応する基台 3の上面には、 回路基板 5を搬送 保持するためのサポートレール部を備えた第 2の基板保持部 1 5 bが設けられて いる。 この部品実装装置 1 0 0は、 2つの実装ステージが直列に接続された構成 となっており、 同時に 2枚の回路基板 5に対して部品実装を行うことができる。 基台 3上面の X方向両端には、 Y軸ロボット 1 7、 1 7が各々 Y方向に沿って 設けられ、 Y軸ロボット 1 7、 1 7に跨る第 1の X軸ロボット 1 9 a及び第 2の X軸ロボット 1 9 b力 それぞれ Y方向へ水平移動自在に懸架されている。 各 X 軸ロボット 1 9 a、 1 9 bには、 実装へッド部 2 3がそれぞれに設けられており、 実装へッド部 2 3が実装作業領域内において X— Y方向へ移動して位置決めされ る。 これらの X軸ロボット 1 9 a、 1 9 b、 Y軸口ポット 1 7、 1 7は、 例えば 03 009970

14

ボールネジとナットとの組み合せや駆動ベルト等の駆動機構により、 X方向、 Y 方向へ移動する部品移載手段としての X Yロボット 2 0を構成している。

各実装へッド部 2 3には、 部品を吸着保持する吸着手段としてのノズノレ 2 5が 複数本、 交換可能に設けられている。 基台 3上面における Y方向両端部には、 回 路基板 5に実装する部品を所定の部品供給位置に供給するための部品供給装置 2 9である部品供給カセットを着脱可能に装着する部品供給部 3 1が設けられてい る。 また、 部品供給部 3 1の近辺には、 主に大きめな部品 （例えば、 B G A : Ball Grid Allayや Q F P ： Quad Flat Package等の I Cやコネクタ等) をトレイ 状に供給するためのパーツトレイ 3 3も設けられている。 さらに、 部品実装作業 領域における部品供給部 3 1の近傍には、 必要に応じて交換可能な複数種の吸着 ノス "ノレ 2 5を収納したノス レステーション 3 5が設けられている。

また、 部品供給部 3 1の近傍には、 実装へッド部 2 3のノズル 2 5が吸着した 部品を撮像して吸着姿勢等を認識する部品認識部の認識カメラ 3 7が設けられて いる。 また、 部品実装装置 1 0 0の内部には、 各部品供給カセット 2 9を識另Iし て制御する制御部が設けられており、 液晶パネルや C R Tのようなモニタや警告 ランプ等の表示手段及びタツチパネルやキーボードのような入力手段が部品実装 装置 1 0 0の前面に設けられている。 図 2は、 図 1に示す部品実装装置 1 0 0の主要部間における電気制御系のプロ ック構成図を示している。 図 2において、 制御部 4 1は、 ローダ部 7、 基板保持 部 1 5 (第 1、 第 2の基板搬送レール 1 5 a 、 1 5 b ) 、 アンローダ部 9、 X軸 ロボット 1 7及び Y軸ロボット 1 9 a、 1 9 bからなる X Yロボット 2 0、 部品 供給部 3 1、 部品認識部 （認識カメラ） 3 7と電気的に接続されると共に、 デー タベース部 4 3、 実装へッド部 2 3の駆動系、 ノズル 2 5の電磁弁、 圧力センサ 5 0、 圧力調整弁 5 2、 真空圧供給源 6 0等と接続されている。 なお、 データべ ース部 4 3には、 部品ライブラリ 4 3 a、 N Cプログラム 4 3 b、 基板データ 4 3 c、 ノズルデ一タ 4 3 d等のデータが格納されている。 図 3は図 1に示す実装へッド部 2 3に搭載されたノズル 2 5に対する空圧シス テムの構成を示す回路図である。 実装ヘッド部 2 3には、 各ノズル 2 5毎に、 吸 弓 I系 T 1の第 1電磁バルブ 7 1と、 吐出系 T 2の第 2電磁バルブ 7 2とが備わつ ており、 各ノズノレ 2 ⁵は、 第 1電磁バルブ 7 1を介してバキュームライン^{7 5}に 接続されると共に、 第 2電磁バルブ 7 2を介してブローライン 7 6に接続されて いる。 吸引系 T 1はノズ 5により部品を吸着して取り出すため、 吐出系 Τ 2 は吸着した部品を回路基板に実装する際にノズル 2 5から部品を切り離すために 設けられる。

バキュームライン 7 5の負圧 （真空圧） とブローライン 7 6の正圧は、 共に 1 個の空気圧調整ュニット 7 8を備えた空気圧源、 （送風機） 7 9により作り出され る。 即ち、 ブローライン 7 6の基端部は、 レギユレータ 7 4を介して直接、 空気 圧調整ュニット 7 8の出力部に接続されており、 空気圧調整ュニット 7 8力 ら出 力される空気圧が直接ブローライン 7 6に供給される。 また、 バキュームライン 7 5の基端部は、 ェジェクタ 7 7及びレギュレータ 7 3を介して空気圧調整ュニ ット 7 8の出力部に接続されており、 ェジヱクタ 7 7に高圧空気流を流すことで 発生する吸引圧がバキュームライン 7 5に供給される。 すなわち、 空気圧調整ュ ニット 7 8と空気圧源 7 9とを共通にして真空圧供給源と圧縮圧供給源とが構成 されている。 バキュームライン 7 5には、 真空圧を検出するための圧力センサ 8 0が接続さ れている。 図 4に例示するように、 各ノズノレ 2 5の吸引空気流路 8 4は、 マニホ 一ルド 8 2を介してバキュームライン 7 5に繋がっており、 マ二ホールド 8 2と ノズノレ 2 5との間を連絡する吸引空気流路 8 4に、 該吸引空気流路 8 4を開閉す る前述した吸着制御用の第 1電磁バルブ 7 1が介在している。 なお、 ノズノレ 2 5 は、 マ二ホーノレド 8 2に対して一列に接続されており、 圧力センサ 8 0は、 ノス'、 ル 2 5の配列方向の中央付近の位置でマ-ホールド 8 2に接続されている。 この ように配置することで、 いずれか 1つのノズル ² 5が部品未吸着であっても、 そ の局所的な影響が圧力センサ 8 0に及ばないようにしている。 次に、 コントローラの制御部 4 1 (図 2参照） によって実施される部品未吸着 検出手順を含む部品実装方法について説明する。 この部品実装装置 1 0 0では、 1つの真空圧発生源に共通のバキュームライン 7 5を介して接続された複数のノ ズル 2 5により、 それぞれ部品を吸着保持し、 該吸着した部品を基板上の所定位 置へ実装している。 その一連の動作を、 図 5のフローチャートに基づいて順次説 明する。

部品実装の処理をスタートすると、 まずステップ # 1で、 実装ヘッド部 2 3が 部品供給部 3 1に移動してノズル 2 5により部品を吸着する。 部品吸着時、 ノズ ノレ 2 5毎に設けられている第 1電磁バルブ 7 1の作動によってバキュームライン 7 5から真空圧を導入する。 部品の吸着によりノズル 2 5につながるバキューム ライン 7 5の真空圧が安定するのを待ち、 安定した段階で圧力センサ 8 0の検出 値を読み取る。 次にステップ # 2において、 この時点の検出値である真空到達圧

(絶対値） 1 所定の閾値 （第 2の閾値： ここでは一例として 3 0 k P aとす る） 以上であるかどうかをチェックする。

真空到達圧が 3 0 k P aより小さい場合、 いずれかのノズル 2 5が部品未吸着 であり、 そのノズルからエアリ一クが発生してレ、るとみなすことができるので、 その場合はステップ # 3で部品認識スキャンを実施する。 具体的には、 認識力メ ラ 3 7に対向する位置に実装へッド部 2 3を通過させることにより各ノズル 2 5 を撮像し、 その撮像データから部品未吸着のノズル 2 5がどのノズルであるかを 認識する。 そして、 部品未吸着のノズノレ 2 5を特定したら、 ステップ # 4でその ノズル 2 5に対応する第 1電磁バルブ 7 1を閉鎖し、 エアリークの発生を阻止す る。 これによりバキュームライン 7 5の真空圧が回復するので、 他のノズル 2 5 に対して安定した吸着条件を作り出すことができる。

このようにステップ # 3、 ステップ # 4を経ることにより、 吸着初期段階にお ける部品未吸着の事態に対応する。 また、 ステップ # 2で部品吸着完了時点の真 空到達圧が 3 0 k P a以上である場合、 あるいは、 部品吸着完了時点の真空到達 圧が 3 0 k P a以下であってもステップ # 4の処理を終えた場合は、 ステップ # 5に進んで再度部品認識スキャンを実施する。 即ち、 認識カメラ 3 7の上に実装 へッド部 2 3を通過させ、 各ノズル 2 5を撮像し、 その撮像データから各ノズル 2 5の状態を再確認する。 これにより、 実装へッド部 2 3の動作によつて一旦ノ ズルに吸着保持された部品が脱落することを検知することができる。 その後、 ステップ # 6で真空到達圧を一旦ゼ口にリセットし、 ステップ # 7で 部品の装着を実行する位置に実装ヘッド部 2 3を移動する。 そして、 ステップ # 8で部品未吸着のノズノレ 2 5の画像認、識を行った後に発生する可能性のある部品 の脱落をチェックし、 ステップ # 9で部品の脱落の有無を判断する。

部品の脱落があつたか否かの判断は次のように行う。 即ち、 ノズノレ 2 5の圧力 低下量を、 リセット後のゼロからの低下量 （相対ィ直） として検出し、 検出した低 下量が所定の第 1の閾値を超えたときに、 部品未吸着 （この場合には部品の脱 落） が存在すると判断する。 そして、 少なくともこの部品未吸着のノズル 2 5に 対しては部品実装動作を行わないようにする。 例えば、 部品実装装置を停止する (ステップ # 1 1 ) 。 一方、 ゼロ ■ リセット後の真空圧の低下量が小さい場合は、 部品の脱落がなかったものとして通常通りの部品実装を行う （ステップ # 1 0 ) 。 図 6は実装ヘッド部 2 3の動きと認、識カメラ 3 7の状態とを示している。 図に おいて、 部品の吸着が完了すると、 図 6 ( a ) 、 ( b ) に示すように実装ヘッド 部 2 3は認識力メラ 3 7の上を通過し、 このとき撮像した画像により各ノズル 2 5の状態が認識される。 部品吸着完了時の真空到達圧が 3 0 k P a以下の場合は、 この認識カメラ 3 7を通過した段階で、 部品未吸着のノズル 2 5が特定され、 そ の吸着ノズル 2 5が閉鎖されることでバキュームライン 7 5の真空圧が回復する。 次に、 図 6 ( c ) に示すように実装ヘッド部 2 3が基準位置に上昇し、 通常時 はそのまま基板への実装に移行する。 ところがこの実装へッド部 2 3の移動の際 の衝擊等により、 途中で部品がノズル 2 5から脱落する場合がある。 脱落した場 合、 前述したように部品吸着完了時にリセットした真空到達圧 （基準二ゼロ） か ら真空圧が低下するので、 その真空圧の低下を検出することにより部品脱落の有 無を判断する。 なお、 部品脱落があった場合、 前記フローチャートのようにマシ ンを停止してもよいが、 図 6 ( d ) に示すように、 再度、 実装ヘッド部 2 3を認 識カメラ 3 7の上に移動させて、 部品未吸着のノズル 2 5を特定することもでき る。 これにより特定された脱落による部品未吸着のノズル 2 5だけ実装を行わな 0

18

いように設定することで、 他のノス'ノレ 25による実装を引き続き行わせることも できる。 前述したように、 制御部 41は、 真空圧の検出値に基づいて 2つの判断を行う。 即ち、 一つは、 真空到達圧の検出値を絶対値として取り扱い、 その値が予め定め られた第 2の閾値 （30 k P a) 以上力否かで部品吸着時の初期段階での未吸着 を判断する。 他の一つは、 部品吸着完了時の真空到達圧を基準としてリセットし、 その基準からの真空圧の相対的な低下量が予め定められた第 1の閾値を超える場 合に、 途中で部品の脱落があったことにより未吸着のノズルが生じたと判断する。 そこで、 制御部 41に送られるアナ口グ出力は、 制御部 41に存在する 2つのチ ヤンネル CH1、 CH 2にそれぞれ入力され、 CH1、 CH 2で異なる処理が行 われるよう構成されている。

CH1の処理では、 まず、 吸着完了時の真空到達圧が安定した段階で、 真空到 達圧を一旦ゼロにリセットする。 この作業により、 吸着完了時の真空到達圧のば らつきに左右されることなく、 あらゆる吸着状態において吸着完了時の圧力がゼ 口になる。 次にこの状態で、 部品脱落によりエアリークが生じ、 予め設定してお いた第 1の閾値 （例えば l OkP a) 以上の圧力変動 （真空圧の低下） が生じた 場合には、 部品脱落が発生したとして、 それを通知する信号を発生する。 つまり、 CH1の処理では、 吸着完了した状態以降の部品吸着状態の変化を監視する。 途 中での部品脱落を検出した後は、 部品実装装置を停止してもよいし、 該当するノ ズ だけを除いて部品の実装を行ってもよいのは上述した通りである。

一方、 CH2の処理では、 吸着完了時の圧力にリセットをかけずに、 そのまま の値 （絶対値） で監視する。 そして、 吸着完了時の真空到達圧が予め設定した第 2の閾値 （例えば 30 kP a) 以下の場合には、 予めマシン側に吸着力の低下を 知らせる信号を送る。 つまり、 CH 2の処理では、 吸着完了時の圧力状態を監視 している。 上述の作用を図 7及び図 8を用いて更に詳細に説明する。 例えば、 図 7に示す ように、 部品吸着を行った場合の真空圧の変化のパターンは、 部品形状等により 各種のものがあり、 パターン 1〜 3で例示するように真空到達圧にはばらつきが ある。 し力、し、 たとえ真空到達圧がばらついても、 真空到達圧を一旦ゼロにリセ ットし、 図の下方に示すように圧力変化量 （真空圧低下量） を常にこのゼロから の変化量として取り扱うので、 閾値 P 1をただ 1つ設定するだけで、 真空到達圧 のばらつきに影響されることなく部品の脱落を確実に検出することができる。 また、 そのように真空圧の変化量により部品未吸着が存在することを検出した 場合、 この部品未吸着のノズル 2 5に対して、 部品実装動作を行わな!/、ようにす ることで欠品基板の発生を未然に防ぐことができる。 また、 吸着部品の脱落を検 知した場合、 再度の認識動作にて脱落の生じた吸着ノズル 2 5を特定し、 それ以 外のノズノレ 2 5にて通常通りの実装を行うようにすることで、 部品脱落を起こし ていないノズル 2 5の部品を無駄に廃棄することなく、 実装に供することができ る。

また、 図 8に示す C H 2の処理において、 部品吸着完了時の真空到達圧を絶対 値として検出し、 その検出した真空到達圧が、 予め設定した第 2の閾値 P 2 (例 えば、 3 0 k P a ) 以下である力否かを判断することにより、 「吸着良好 （O K) 」 力 「吸着不良 （N G) 」 かを判断するので、 次の対策にすぐ移行できる。 即ち、 部品未吸着によりエアリークを起こしているノズノレ 2 5を認識カメラ 3 7 の画像で特定し、 特定したノズノレ 2 5の吸引空気流路 8 4を閉じることで全体の 真空圧を回復させることができる。

なお、 C H 1、 C H 2で用いた第 1の閾値 = 1 0 k P a、 第 2の閾値 = 3 O k

P aの値は、 真空圧供給源の圧力や配管等を考慮して任意に設定することができ る。 ただし、 後者の第 2の閾値については、 図 8に示すような真空到達圧と未吸 着数との関係から定めたものであり、 この値より低レ、値を設定すると未吸着数の 変化に対する圧力変動量が小さくなって、 未吸着数の判別が難しくなることから、 ほぼこの 3 0 k P a近辺の値に設定するのがよい。

また、 未吸着のノズル ² 5よりのエアリーク防止のために、 吸引空気流路 8 4 にオリフィスを設けることもできる。 その場合には、 流路面積の絞りにより急減 な圧力低下を防ぐことができる。 次に、 実装動作を終えたノズルの部品持ち帰りを検出する欠品基板検出手順 · 手段を備えた本発明にかかる第 2の実施の形態の部品実装方法、 及び部品実装装 置について図面を参照して説明する。 なお、 以下に示す本実施の形態の各態様に おいて、 先の第 1の実施の形態で説明したものと同一の構成要素に対しては同一 の符号を付するものとする。 また、 部品実装装置の概要は、 第 1の実施の形態に おいて図 1から図 3を参照して説明したものと基本的に同様である。 以下、 従来 の技術、 及び第 1の実施の形態との相違点を中心に説明する。 図 9は、 ノズル 2 5に部品吸引用の真空圧、 部品切り離し用の圧縮圧を供給す る本実施の形態にかかる空気吸引/吐出機構 1 0の概要構成を示している。 空気 吸引 Z吐出機構 1 0は、 実装へッド部 2 3に装着されたノズル 2 5に空気の吸引 /吐出作用を提供するもので、 連結チューブ 1 8を介して実装へッド部 2 3のノ ズノレ 2 5と結ばれている。 図 9において、 空気吸引/吐出機構 1 0は、 部品吸着 時にノズル 2 5の開口部に真空圧を供給するバキュームライン 7 5につながるレ ギユレータ 7 3 (図 3に示すェジェクタ 7 7含む） と、 部品実装時にノズル 2 5 の開口部に圧縮圧を提供するブローライン 7 6につながるレギユレータ 7 4と、 ノズル 2 5につながる経路をバキュームライン 7 5とブローライン 7 6との間で 切り替える電磁バルブなどの切替え手段 7 0と、 部品実装動作と同期して切替え 手段 7 0に切替え動作を指令する制御部 4 1とから構成されている。 この制御部 4 1は部品実装装置本体側の制御部と同一であっても、 あるいはこれと同期した 制御ができる別の制御部であってもよい。 また、 レギユレータ 7 3、 7 4は、 図 3に示したようにいずれも空気圧縮調整ュニット 7 8を介して空気圧源 7 9につ ながっている。

実装へッド部 2 3側には、 連結チューブ 1 8とノズル 2 5の間を結ぶ通気経路 2 1が設けられ、 その通気経路 2 1の途中には粉塵等の混入を防ぐフィルタ 2 2 が設けられている。 部品 3 0はバキュームライン 7 5を介した空気吸引作用によ る負圧によってノズル 2 5に吸着され、 実装の際には切替え手段 7 0の切替えに よりブローライン 7 6からの空気吐出作用で生ずる正圧によってノズル 2 5から 切り離さ る。 本実施の形態にかかる空気吸引 Z吐出機構 1 0には、 レギュレータ 7 4から切 替え手段 7 0につながる吐出空気用の経路となるブローライン 7 6に、 このプロ 一ライン 7 6を通過してノズノレ 2 5から吐出される吐出空気の流量を測定する測 定装置 6 1が設けられている。 また、 制御部 4 1は、 切替え手段 7 0による経路 の切替え指令に加え、 適切なタイミングで測定装置 6 1が吐出空気の流量を測定 するよう指令を発する。 さらに、 測定装置 6 1による測定データが制御部 4 1に 入力され、 制御部 4 1ではこの測定結果と予め入力されている閾値とを比較して 必要な判断を行う。

なお、 図 9に示す例では 1つのノズル 2 5のみを描いているが、 真空圧供給源 と圧縮圧供給源とは 1つの実装へッド部に装着された複数のノズルに対して共通 に適用することが可能である。 但し切替え手段 7 0と測定装置 6 1とはそれぞれ 1つのノスレ 2 5に対応して設けられる。 また、 図 9では実装へッド部 2 3と空 気吸引/吐出機構 1 0とを切り離して示しているが、 図 3に示すものと同様、 こ れらを実装ヘッド部 2 3内にまとめて設けるものとしてもよい。 さらに、 図 9で は真空圧と圧縮圧との間の経路の切替えを、 1つの切替え手段 （電磁バルブ） Ί 0で行うものとしているが、 図 3と同様にそれそれの系列を個別の第 1及び第 2 の電磁バルブ 7 1、 7 2によって制御するものとしてもよい。 以上のように構成された空気吸引 Z吐出機構 1 0を備える本実施の形態にかか る欠品 （部品持ち帰り） 検出方法について、 図 1 0 ( a ) 〜 （c ) を参照して説 明する。 図 1 0 ) は、 横軸に示す時間変化に対応したノズル 2 5の動作を示 している。 ここでノズル 2 5は、 吸着した部品 3 0を実装へッド部 2 3の移動に より搬送し、 位置決め保持された回路基板 5に対向する位置で停止した後、 下降 する。 ノズル 2 5は中央に示す実装タイミング Tで下死点に達して部品 3 0を回 路基板 5に実装し、 その後、 ノズル 2 5は上昇して復路につく。

図 1 0 ( b ) は、 図 1 0 ( a ) に示すノズル 2 5の動作の間におけるノズル 2 5を通過する （従って図 9に示す測定装置 6 1を通過する） 空気流量 （縦軸） を、 ノズル 2 5の動作 （横軸） に対応して示している。 空気吸引 Z吐出機構 1 0の切 替え手段 7 0による切替えで、 バキュームライン 7 5の空気吸引作用により部品 3 0を吸着していたノズル 2 5は、 切替え手段 7 0による次のブローライン 7 6 への切替え動作により、 空気を吐出させてこの部品 3 0をノズル 2 5から切り離 し、 回路基板 5に実装する。 この空気吐出動作のため、 空気流量は中央の実装タ イミング Tでピークに達し、 その後、 漸次減少するカーブを描く。 空気吸引/吐 出機構 1 0に設けられた測定装置 6 1では、 図の測定タイミング Sで示された位 置で吐出空気の流量を測定し、 測定結果を制御部 4 1に出力する。

なお実際には、 下降するノズノレ 2 5が回路基板 5に当接した後、 空気の吐出に より部品 3 0をノズル 2 5から切り離し、 実装を完了した後にノズル 2 5が上昇 し始めるまでの間に若干の時間差 （例えば 2 O m s ) がある。 一方、 吸引時に負 圧状態にあるノズル 2 5内を、 切替え手段 7 0で吐出のための正圧状態に切替え るには、 まず空気を満すことにより真空状態を破壊し、 更に正圧とするに至るま で若干の時間差 （例えば 2 0 m s ) がある。 図 1 0 ( b ) に示すように、 実装タ イミング Tの前に空気流量が上昇するのはこの理由による。 したがって、 実際に は部品実装はこの時間差の間に行われるものとなる力 本実施の形態においては この時間差のある部品実装動作の中で吐出空気の流量がピークとなる時点をもつ て実装タイミング Tと呼ぶものとする。

また、 部品実装がされた後に吐出空気の流量はピーク値から一旦減少し、 その 後は図 1 0 ( b ) に示すように一定ィ直に落ち着く。 これは、 一般に部品実装を終 えた実装へッド部 2 3が次の部品吸着に向けて移動を開始するまでの間 （例えば 2 O m sの間） 、 ノズル 2 5からは一定量の空気が吐出されたままの状態で維持 されることによる。 吐出空気流量の測定タイミング Sは、 この流量が一定値に落 ち着いた時点、 もしくはその近傍に設定されている。 図 1 0 ( c ) は、 測定装置 6 1による吐出空気の測定結果と、 予め設定されて いる閾値とを対比して示している。 部品 3 0が正常に実装されてノズル 2 5から 切り離されていれば、 ノズル 2 5の開口部が開放されるため図の 「正常実装」 で 示すようにこの一定の空気流量がノズル 2 5を通して外部に流出する。 これに対 し、 何らかの要因で部品 3 0が切り離されずノズル 2 5に付着したままとなった 場合、 ノズル 2 5の開口部が付着した部品 3 0によって塞がれた状態となるため、 ノズル 2 5を通過する空気の流量は、 図の 「欠品」 で示されるように 「正常実 装」 に対して大幅に減少する。 この流量の差を統計的データを基にした閾値を基 準に判別することにより、 ノズル 2 5による部品 3 0持ち帰りの有無を判断する ことができる。

この空気の流量を測定する測定タイミング Sは、 図示のように空気吐出動作に よる実装タイミング Tの直後 （例えば 1 0 m s以内） とすることができる。 この ように本実施の形態によれば、 測定装置 6 1を空気吸引/吐出機構 1 0内の吐出 空気経路であるブローライン 7 6内に配置し、 任意のタイミングで空気流量の測 定を可能としたことから、 従来技術にあるような外部に設けられる検出装置や流 量計の位置までノズル 2 5を移動させる必要がない。 したがって、 従来技術に比 較して実装タイミング Tに極めて接近した時間帯に測定タイミング Sを設定する ことができる。 しかも測定装置 6 1を従来のようにノズル 2 5の外部に設けるこ となく、 空気吸引 Z吐出機構 1 0内に設けるものとしているため、 測定のための スペース上の問題が生ずることはない。

なお、 図 9に示す測定装置 6 1は、 ブローライン 7 6内以外にも、 連結チュー プ 1 8内、 通気経路 2 1内など、 ノズル 2 5に至るまでの他のいずれかの吐出空 気の経路内に設けることができる。

上述した部品 3 0がノズル 2 5力 ら分離しない何らかの理由としては、 例えば、 回路基板 5に塗布された余剰なクリーム半田のノズル 2 5と部品 3 0との境界面 への浸入、 ノズル 2 5先端への粘着物の付着、 部品 3 0の表面への水分の凝結、 その他が考えられる。 図 1 1は、 本実施の形態にかかる欠品検出方法の他の態様を示している。 図 1 1は、 図 1 0 ( c ) に対応した状態を示しているが、 ここでは 2つの閾ィ直 1、 2 を用いることによって、 「正常実装」 と 「欠品」 との判別のほか、 ノズル 2 5に つながる通気経路 2 1内に設けられたフィルタ 2 2 (図 9参照） の 「詰まり」 を も判別できるものとしている。

通気経路 2 1に設けられたフィルタ 2 2に粉塵等が付着した場合、 これらが空 気の流れに対して障害となるためにブローライン 7 6を通過する空気の流量を減 少させる。 しかしながら、 ； ^塵等は μ πιオーダのものも含めてチップ部品よりも 更に微細なものがほとんどであることから、 これらの空気流れに対する障害は、 一般に部品 3 0が付着した場合ほど極端なものとはならない。 したがって、 フィ ルタ 2 2への粉塵等の詰まりによる空気流量への影響度と、 部品 3 0付着による 空気流量への影響度とは、 統計データによって差異を見出すことができる。 これ らの統計データを基にそれぞれの閾値 1、 2を予め定め、 これら閾値 1、 2と流 量測定 との比較によって 「正常実装」 、 「欠品」 、 「詰まり」 の 3者の判別を 行うものとしている。

すなわち、 2つの閾値 1、 2を予め過去のデータを基に設定しておき、 部品実 装動作直後の吐出空気流量の測定結果とこれら閾値 1、 2との比較を行うことで、 図 1 1に示すように測定結果がいずれの閾値 1、 2よりも大きいときには 「正常 実装」 と判断され、 いずれの閾値 1、 2よりも小さいときには 「欠品」 と判断さ れ、 破線に示す両閾値 1、 2の中間にあるときにはフィルタ 2 2の 「詰まり」 と 判断され得る。 ここで、 本明細書でいう 「正常実装」 とは、 フィルタ 2 2に詰ま りが無く、 ノズル 2 5からの空気の吐出に何らの障害もない状況下で行われた実 装をいい、 また 「詰まり」 とは、 部品の実装はされたもののフィルタ 2 2に詰ま りが生じている状態をいう。 但し、 ここでは 「フィルタの詰まり」 としているが、 フィルタ 2 2以外のブローライン 7 6や連結チューブ 1 8内、 あるいはノズノレ 2 5内部への粉塵の詰まりであっても検出可能であることは明らかであり、 したが つてこれらの場合をも含めて 「フィルタの詰まり」 と表現している。

ノズル 2 5による部品 3 0の持ち帰りが検出された場合、 ノズノレ 2 5の先端に 部品 3 0が付着したままの状態となっており、 この同じノス 'ノレ 2 5が次の部品 3 0の吸着動作を行うと付着した部品 3 0が障害となって吸着ミスを発生させる要 因となり得る。 また、 回路基板 5では部品 3 0が欠品状態となっているため、 こ のまま回路基板 5を完成させるとその製品は不良となる。 したがってこれらへの 対応をも考慮した手順を設定しておくことが望ましい。 図 1 2に示すフローチャートは、 以上述べた本実施の形態にかかる欠品検出手 順を含む部品実装動作と、 上述した吸着ミス防止の対応、 及び欠品基板の発生防 止のための部品リカバリ対応とを含めた手順を示している。 以下、 図 1 2を参照 して本実施の形態にかかる部品実装方法の手順を詳述する。

図 1 2において、 ステップ # 1でノズル 2 5が部品 3 0を吸着し、 ステップ # 2でその部品 3 0を回路基板 5に実装する。 ステップ # 3で実装直後の吐出空気 流量が測定され、 ステップ # 4でその測定結果が閾値 1と比較される。 流量測定 値が閾値 1よりも大きいときはステップ # 6に示すように部品 3 0が正常実装さ れていることを意味し、 この場合にはステップ # 7に進んで次部品 3 0の吸着を 行い、 以下、 ステップ # 2に戻ってこれまでの手順を繰り返す。

ステップ # 4で測定結果が閾値 1よりも小さい場合、 ステップ # 8に進んで、 次に測定結果が閾値 2よりも大きいか否かが比較される。 これが大きい場合には、 ステップ # 9に示すようにノズルもしくはフィノレタの詰まりであると判断され、 この際にはステップ # 1 1で警告表示を行い、 作業者への注意喚起をした上でス テツプ # 7の次部品 3 0の吸着に向う。 この場合には部品 3 0の実装は行われて いるので次部品 3 0の吸着を行っても問題はないが、 作業者が必要と判断したと きには、 破線で示すようにステップ # 1 2に進んでマシン停止を行い、 ステップ # 1 3でノズノレ 2 5及び Z又はフィルタ 2 2の清掃、 取り替えなどの必要な回復 対応を行うことができる。 その後、 作業者がステップ 1 4でマシンを再スタート させ、 ステップ # 7の次部品吸着に進む。 ステップ # 8に戻って、 測定結果が閾値 2より小さいとき、 これはステップ #

1 5に示すように欠品 （ノズノレ 2 5による部品 3 0の持ち帰り） となっていると 判断される。 このときには、 ノズル 2 5に付着した部品 3 0による次部品吸着時 の障害を回避するため、 ステップ # 1 6で付着した部品の廃棄を行う。 具体的に は、 当該ノズル 2 5を部品廃棄位置に移動させた後、 ノズル 2 5から高圧エアを 噴出させる、 あるいは外部からブラシ状の道具でノズ^ / 2 5開口部を清掃するな どの対応を行う。 この際、 部品廃棄を再確認するため、 ステップ # 1 7で次の実 装サイクルでは部品吸着、 実装の動作を回避し、 ステップ # 1 8で再度吐出空気 の流量測定を行う。 ステップ # 1 9でその測定結果が閾値 1より大であれば部品 廃棄が確実に行われたことを意味し、 この際にはステップ # 2 1に進んで次部品 を吸着し、 先にステップ # 1 5で欠品となった位置に当該部品 3 0をリカバリ実 装する。 以下、 これまでの動作を繰り返す。

逆にステップ # 1 9で流量測定 が閾値 1より小さいときは、 ステップ # 1 6 における部品廃棄が完全に行われておらず、 未だ部品が付着しているものとステ ップ # 2 2で判断される。 この際にはステップ # 2 3でマシン停止をし、 ステツ プ# 2 4で作業者による点検と、 ノズノレ 2 5清掃などの必要な回復対応を行った 後、 ステップ # 2 5でマシンを再スタートさせて、 ステップ # 2 1で次部品の吸 着、 及びリカバリ実装を行う。

図 1 2に示すフローチャートでは、 部品廃棄の確認ステップを自動で行うこと ができる点で好ましいが、 ステップ # 1 5で欠品と判断されたときにマシンを停 止して作業者による確認、作業を行う手順とすることもできる。 図 1 3は、 そのよ うな代替の態様のフローチャートを示している。 図 1 3において、 ステップ # 1 からステップ 1 4までは図 1 2に示す手順と同様である。 ステップ # 1 5で欠品 と判断された場合、 ステップ # 3 1でマシンを停止する。 ステップ # 3 3で作業 者によりノズル 2 5の状態が点検され、 部品付着が見つかればこれを取り除くな どの必要な回復対応がとられ、 正常な状態となったことが確認される。 その後、 ステップ # 3 4でマシンが再スタートされ、 ステップ # 3 5で次部品 3 0が吸着 されて欠品となつていた実装位置に部品 3 0がリカバリ実装される。 なお、 図 1 2、 図 1 3のフローチャートでは、 図 1 1に示すような 2つの閾値

1、 2を使用して欠品とフィルタの詰まりとを共に判別する手順を示している。 図 1 0 ( c ) に示すような 1つの閾値を使用して欠品の有無を判別する手順の場 合には、 図 1 2、 図 1 3のステップ # 8以降ステップ # 1 4に至るまでの閾値 2 に関連した手 I噴は不要である。 又、 同じく図 1 2、 図 1 3のフローチャートでは、 部品 3 0を持ち帰つたノズル 2 5と同一のノズノレを使用して欠品となった部品 3 0のリカバリ実装を行うものとしているが (ステップ # 2 1又は # 3 5 ) 、 この リカバリ実装は他のノズノレ 2 5を用いて行わせるものとし、 このチェック後のノ ズル 2 5で別の部品を吸着して実装するものとしてもよい。

また、 図 1 2、 図 1 3のフローチャートには示していないが、 ステップ # 1 5 で欠品と判断されたときには、 認識手段により、 もしくは作業者の目視により、 回路基板 5で実際に部品が欠品になっているかを確認、するステップを加えるもの としても良い。 これで欠品が確認されれば、 ノズル 2 5が部品 3 0を持ち帰って レ、る可能性が高く、 また逆に回路基板 5に万一部品 3 0が実装されていれば先の 欠品の判断が誤っていたことになり、 流量計 3 1、 ノズル 2 5、 フィルタ 2 2に その他の何らかの異常が起きている可能性が発見され得る。 以上より本実施の形態によれば、 ノズル 2 5の空気吸引ノ吐出機構 1 0に流量 計 3 1を設けることにより、 部品実装を行つた直後のノズル 2 5の吐出空気流量 を測定することができる。 これにより、 流量計設置のスペースを考慮することな く、 また測定に至るまでの間の部品 3 0の脱落による誤判断を生ずることなく、 部品 3 0の持ち帰りを確実に検出することができる。 また、 複数の閾値を適切に 設定することによって、 部品 3 0の欠品による不良のほか、 フィルタ 2 2の詰ま りを検出することができ、 詰まりによる部品吸着ミス、 部品実装ミスを事前に回 避する対応をも図ることが可能となる。 ノズルによる部品持ち帰りを検出する欠品検出にかかる以上に説明した実施の 形態に関して、 各種代替の態様が考えられる。 図 1 4は、 本実施の形態にかかる 第 1の代替の態様を示したもので、 この代替の態様ではノズル 2 5からの吐出空 気の流量の測定を、 実装動作直後において相前後する 2回のタイミング S 1、 S 2に分けて測定装置 6 1で行うことにより、 検出の精度をより高めるものとして いる。

上述した通り、 近年の傾向である部品及びノズルの小型化が進み、 小さくなつ たノズノレ開口部での空気の絞り効果のため、 第 1の実施の形態で示すような実装 動作直後の測定タイミング S (図 1 0 a参照） における測定では、 判別のために 必要とされる十分な流量差が巴握できない可能性が生ずる。 このため、 特にフィ ルタ詰まりと欠品との間の判断が困難になることが考えられる。 逆に、 この測定 タイミング Sを遅らせて流量差が明らかとなるまで待ってから測定すると、 実装 タイミング Tと測定タイミング Sとの間が離れ、 待ち時間によるサイクノレ時間の 遅延のほか、 その間の部品の脱落によつて誤判断を起こす危険性が高まる。

本代替の態様にかかる欠品/詰まり検出方法は、 この問題に対処するもので、 図 1 4において、 部品 3 0を吸着したノズノレ 2 5が空気吐出動作により部品実装 を終えた直後の測定タイミング S 1で 1回目の流量測定を行う。 この測定タイミ ング S 1における吐出空気流量の測定結果と、 予め設定されている閾値 1との比 較により、 まず部品 3 0が回路基板 5に正常実装された力否かの判断が行われる。 図示のように、 「正常実装」 の場合はその他のケースの場合と比べて吐出空気流 量が比較的大きいため、 空気吐出動作直後のこの測定タイミング S 1であっても 「正常実装」 のみを判別することは比較的容易である。 また、 部品実装直後のタ イミングであることから、 部品 3 0の脱落による誤判断の危険性を回避できる可 能性が高まる。

しかる後、 部品実装を終えたノズル 2 5が上昇してノズル 2 5の先端が完全に 開放された状態になる第 2の測定タイミング S 2で再度ノズル 2 5を通過する吐 出空気の流量測定を行う。 この測定タイミング S 2においては吐出空気の流量が 安定しており、 判別すべき 3者間の流量差はより明確となっている。 このため、 測定結果と予め設定されている閾値 2とを比較することにより、 今度は 「正常実 装」 とされなかったものが、 部品実装がされていない 「欠品」 か、 あるいは部品 実装はされたがフィルタに 「詰まり」 があるかの判別を行うことが可能になる。 この第 2の測定タイミング S 2であっても、 従来技術による検出装置や流量計ま で移動する時間に比べれば、 実装タイミング Tにはるかに近い時間帯に測定タイ ミングをセットすることができ、 部品脱落による誤判断を回避することができる。 本実施の形態にかかる欠品検出手順は、 吐出空気の流量測定が 2回にわたって 行われる他は、 図 1 2、 図 1 3のフローチャートに示す手順と全く同様である。 実装直後における流量測定値の差異が現れ難い微小部品 （例えば一辺が約 1 . 0 mm以下のチップ部品など） や、 微小ノズルが使用される場合であっても、 流量 測定を 2回に分けて行う本実施の形態の検出方法を実施することにより、 「正常 実装」 、 「詰まり」 、 「欠品」 をより正確に判別することができ、 欠品基板の発 生を防ぎ、 部品実装品質を向上させることができる。 次に、 図 1 5は、 本実施の形態にかかる第 2の代替の態様を示しており、 ここ では、 先に説明した吐出空気流量の代わりに、 当該吐出空気流量の変化量を測定 するものとしている。 図 9に示す空気吸引/吐出機構 1 0の構成要素の内、 符号 6 1に示す測定装置には、 一定時間における流量を取り込んで処理することによ り特定のタイミングにおける流量変化量 （微分値） を計測可能な流量計が使用さ れる。 その他の構成はこれまでに説明した他の態様と同様である。

図 1 5に示すノズルを流れる吐出空気流量の変化を示すグラフそのものは図 1 1と同様である。 本代替の態様では、 図 9に示すブローライン 7 6に設けられる 測定装置 6 1が、 実装動作直後における測定タイミング Sにおいてノズノレ 2 5か ら吐出される空気の流量の変化量を求める。 実装動作後の流量は減少傾向にあり、 したがつてこのとき求められる流量の変化量 （微分値） は、 右下がりに傾斜する 減少勾配として表すことができる。 これを適切な測定タイミング Sで求めると、 図 1 5の 2点鎖線でそれぞれ示すように、 「正常実装」 の場合にはノズノレ 2 5か ら部品が切り離されて空気の導通が容易となるため流量は緩やかな減少勾配とな り、 ノズノレ 2 5に部品が付着したままで 「欠品」 となる状態では、 空気の導通が 困難であるため急激に流量が減少する急な減少勾配となる。 また、 部品実装はさ れたがフィルタ 2 2に 「詰まり」 がある状態では、 この両者の中間的な流量減少 勾酉己となる。

この流量減少勾配の傾向を予め閾値 （図示せず） として制御部 4 1に入力して おき、 部品実装後の吐出空気流量の変化量を測定してこれを前記閾値と比較する ことにより、 これら 「正常実装」 、 「詰まり」 、 「欠品」 の判別を行うことがで きる。 なお、 図 1 5に示す例では、 2つの閾値を使用することで 「詰まり」 をも 検出するものとしているが、 1つの閾値を利用して部品 3 0が実装されたか否か の判断のみを行うものとしてもよい。 また、 測定タイミング Sを 1つのみ示して いるが、 図 1 4に示す態様と同様、 必要に応じて測定を 2回に分けて行い、 判断 の精度を高めるものとしてもよい。

図 1 5に示す破線 Aは、 先の図 1 1に示した態様における実流量を測定して欠 品を判別する場合の測定タイミングを示している。 このように、 実流量を判断基 準として用いる場合には、 流量がある程度安定するまで測定を待つ必要があった。 本実施の形態における流量変化量を用いる場合には、 図示のようにこれよりも実 装タイミング Tに近づいたさらに早い時点に測定タイミング Sを設定できること 力 ら、 部品 3 0の脱落による誤判断の回避がより確実になり、 さらには実装タク トの短縮化につなげることができる。 図 1 6のフローチャートは、 上述した本代替の態様にかかる作業手順を示して レ、る。 図 1 6に示す手順は、 基本的に図 1 2、 図 1 3に示す先の両実施の形態に 力かるフローチャートと同様である。 但し、 ステップ # 3では実流量の代わりに 流量変化量が求められる。 また、 ステップ # 4、 # 5では、 求められた流量変化 量 （流量減少勾配） が閾値 1、 2とそれぞれ比較され、 測定結果の方が各閾値 1、 2よりも小さいかどうかが判断の基準となる点でこれまでの他の態様とは相違す る。 その他の手順は全く同様である。

上述したように従来の部品実装装置においては一般に、 部品実装の後において も実装へッド部 2 3が移動するまではノス 'ノレ 2 5からの空気の吐出が継続されて いる。 これに対し、 電磁バルブを使用することによって早期にこの無駄な空気吐 出をカツトする形式の部品実装装匱も考えられている。 本代替の態様によれば、 空気流量が安定するまで測定を待つ必要がなく、 早期に欠品の有無を判断できる こと力ゝら、 このような早期に吐出空気をカツトする形式の部品実装装置に対して も十分に対応できる利点を有する。 次に、 ノズノレによる部品の持ち帰りを検出する本実施の形態にかかる第 3の代 替の態様について図面を参照して説明する。 本代替の態様では、 先の各態様で使 用した流量測定の代わりに、 吐出空気の圧力測定を行うものとしている。 このた め、 図 9に示す空気吸引 Z吐出機構 1 0の構成要素の内、 符号 6 1に示す測定装 置は、 流量計の代わりに吐出空気の圧力を測定可能な圧力計を設けるものとする。 その他の構成はこれまで述べた他の態様と同様である。

ノズル 2 5の先端開口部に部品 3 0が付着した場合、 あるいはフイノレタ 2 2に 粉塵が詰まった場合、 これらの介在物が吐出空気の流れに対する障害となって流 量が異なることは上述の通りである。 このように流量が異なると同時に、 ブロー ライン 7 6を通って吐出される空気が前記障害によって導通が絞られるため、 吐 出空気の供給経路内の圧力にも変化が生ずる。 このときの圧力の相違を検出すれ ば、 上述した本実施の形態にかかる他の態様と同様に 「正常実装」 、 「欠品」 、 「詰まり」 の判別をすることが可能となる。

部品を吸着して負圧状態にあるノズル 2 5は、 部品実装に際しての空気吐出の ために空気圧が高まり、 実装動作の後は部品 3 0の切り離しによりその圧力は漸 次減少する。 部品実装が正常に行われる 「正常実装」 の場合、 空気の吐出圧力に よってノズル 2 5から部品 3 0が切り離された後、 ノズル 2 5の開口部が開放さ れる結果、 圧力が急激に低下する。 これに対し、 「欠品 （持ち帰り） 」 の場合に は部品 3 0がノズル 2 5の開口部を塞いでおり、 吐出空気の流出を制限するため ブローライン 7 6内の圧力の低下は緩慢である。 フィルタの粉塵等の詰まりがあ る場合には、 これら両者の中間的な圧力変化を示す。 これらの圧力変化と、 統計 的データに基いて設定される閾値 1、 2とを比較することにより、 先の態様と全 く同様に、 「正常実装」 、 「詰まり」 、 「欠品」 の 3者を有効に判別することが できる。

これまでに述べた本実施の形態にかかる他の態様と同様、 本代替の態様におい てもノズル 2 5の吐出空気圧力を測定する測定タイミングを実装タイミングと極 めて近い時間帯に設定することができる。 このため、 測定タイミングの遅れに伴 う部品 3 0の脱落による誤判断を回避することができる。 また、 図 1 4に示すも のと同様に、 空気吐出動作による部品実装直後の相前後する 2回の測定タイミン グに分けて圧力を測定し、 この両測定結果を判断に利用することも可能である。 特に小さいノズノレ 2 5が使用される場合の判断の精度を高めるにはこのような 2 回の測定とすることが有利である。 図 1 7のフロ一チヤ一トは、 本代替の態様にかかる欠品検出の作業手順を示し ている。 図 1 7に示す手順は、 基本的に図 1 2、 図 1 3に示すこれまでの態様に 力かるフローチャートと同様である。 伹し、 ステップ # 3では流量の代わりに圧 力が測定される。 また、 ステップ # 4、 # 8では、 測定結果が閾値 1、 2とそれ ぞれ比較され、 測定結果の方が各閾値 1、 2よりも小さいかどう力が判断の基準 となる点でこれまでの態様とは相違する。 その他の手順は全く同様である。 なお、 以上の説明では、 これまでの他の態様で使用する流量計の代替としてこ れを圧力計に置き換えるものとしているが、 測定の精度を高めるため、 流量計と 圧力計とを併用し、 両者による測定結果を基に総合的に欠品の有無を判断するも のとすることができる。 また、 図 1 7のフローチャートでは、 図 1 3に示すフロ 一チャートに対応して欠品の場合にステップ # 3 1でマシン停止するものとして いるが、 図 1 2に示すフローチャートに対応した手順に順じ、 図 1 2に示すステ ップ # 1 6で部品廃棄動作を行い、 再度圧力測定を行った後、 閾値 1との比較で 部品廃棄を確認するようにしてもよい。

さらに、 以上の説明では、 圧力そのものを測定して欠品などの判断に利用する ものとしているが、 図 1 5に示す第 2の代替の態様におけると同様、 圧力の代わ りに圧力の変化量 （微分値） を求め、 求められた結果による減少傾向にある圧力 の変化量 （圧力減少勾配） を予め定められた閾値と比較することにより欠品ほか の判断を行うようにすることもできる。 この場合、 急な圧力減少勾配が 「正常実 装」 と、 緩やかな圧力減少勾配が 「欠品」 と、 そしてその中間が 「詰まり」 と判 断される。 また、 測定装置 6 1には、 一定時間の圧力を求めてこれを処理するこ とにより圧力変化量を算出可能な圧力計が使用される。 以上、 本発明にかかる各実施の形態のノズルによる部品の未吸着、 及び部品の 持ち帰りによる欠品を検出する手段並びに手順を含む部品実装方法、 部品実装装 置について説明してきたが、 本発明の適用はこれら各実施の形態に示した内容へ の適用に限定されるものではなレ、。 例えば、 部品実装装置として図 1には実装へ ッド部が X、 Y両方向へ移動する X Yロポット形式のものを例に示しているが、 Y方向のみに移動する Yロボット形式のものであっても、 あるいは間欠回転運動 を行なうインデックスを含むロータリ形式のものであっても適用が可能である。 また、 第 1の実施の形態に示すノズルによる部品の未吸着を検出する手段及び 手順と、 第 2の実施の形態に示す実装動作後のノズルによる部品の持ち帰りを検 出する欠品検出の手段及び手順とは、 これらを同時に実施することが欠品基板の 発生を確実に防ぐ観点から好ましいことではあるが、 各実施の形態を単独で実施 することも勿論可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 1つの真空圧発生源に接続された複数のノズルにより、 それぞれ部品を吸 着保持し、 該吸着した部品を回路基板上の実装位置へ実装する部品実装方法であ つて、

前記ノズルの部品吸着完了時における真空到達圧を一旦ゼロにリセットし、 前 記ノズノレの圧力低下量を前記リセッ ト後のゼロからの低下量として検出し、 該検 出した低下量が予め定められた第 1の閾値を超えたときに未吸着部品が存在する として、 この未吸着部品に対応するノズルに対しては部品実装動作を行わない欠 品基板発生防止手順を含むことを特徴とする部品実装方法。

2 . 前記真空到達圧のリセット前に、 前記ノズルの部品吸着完了時における真 空到達圧を絶対値として検出し、 該検出した真空到達圧が予め定められた第 2の 閾 以下であるときに、 この未吸着部品に対応するノズノレの吸引空気流路を閉塞 することを特徴とする請求項 1に記載の部品実装方法。

3 . 前記未吸着部品に対応するノズルを、 認識カメラにより各ノズノレを撮像し た画像から特定することを特徴とする請求項 2に記載の部品実装方法。

4 . 前記未吸着部品に対応するノズルを認識力メラによる撮像画像から特定し、 該特定されたノズルの吸引空気流路を閉塞した後に、 再度認識カメラによりノズ ルを撮像して未吸着部品の有無を検出することを特徴する請求項 3に記載の部品 実装方法。

5 . 前記未吸着部品に対応するノズノレまたは前記閉弁したノズルを除く他のノ ズルに対しては、 部品実装動作を行うことを特徴とする請求項 2に記載の部品実 装方法。

6 . 真空圧発生源と、

該真空圧発生源に接続されそれぞれ吸引空気流路を開閉する制御弁を有する複 数のノズルと、

前記複数のノズルが搭載され移動自在に支持された実装へッド部と、

前記実装へッド部に対峙して固設され前記ノズルに吸着保持された部品を認識 する部品認識部と、 請求項 1に記載の部品実装方法に基づいて部品実装動作を制御する制御部とを 備えたことを特徴とする部品実装装置。

7 . ノズルの空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 ノズルの空気吐出 動作により前記部品をノズルから切り離して回路基板の予め定められた実装位置 に実装する部品実装方法において、

前記実装動作直後における前記ノズルからの吐出空気流量を、 当該吐出空気を 前記ノズルに供給する経路内で測定し、 この測定結果が予め定められた閾値より 小さい場合に前記部品は前記回路基板に実装されていないと判断する欠品基板発 生防止手順を含むことを特徴とする部品実装方法。

8 . 前記閾値が 2つの閾値からなり、 前記測定結果が前記！/、ずれの閾値よりも 小さい場合に前己部品は実装されていないと判断し、 前記測定結果が前記 2つの 閾値の間にある場合には部品実装はされたが前記ノズノレにつながる通気経路に配 置されたフィルタに詰まりがあると判断することを特徴とする請求項 7に記載の 部品実装方法。

9 . 前記吐出空気流量の測定を前記実装動作の直後に 2回行い、 最初の測定結 果に基いて前記部品が正常実装されたか否かの判断を行 、、 2回目の測定結果に 基いて部品実装はされたが前記フィルタに詰まりがある力、 あるいは前記部品が 実装されていないかのいずれかの判断を行うことを特徴とする請求項 8に記載の 部品実装方法。

1 0 . ノズルの空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 ノズノレの空気吐 出動作により前記部品をノズルから切り離して回路基板の予め定められた実装位 置に実装する部品実装方法において、

前記実装動作直後における前記ノズルからの吐出空気流量の変化量を、 当該吐 出空気を前記ノズルに供給する経路内で測定し、 前記測定結果による流量減少勾 配が予め定められた閾値より大きい場合に前記部品は前記回路基板に実装されて いないと判断する欠品基板発生防止手順を含むことを特徴とする部品実装方法。

1 1 . 前記閾値が 2つの閾値からなり、 前記測定結果による流量減少勾配が前 記いずれの閾値よりも大きい場合に前記部品は実装されていないと判断し、 前記 測定結果による流量減少勾配が前記 2つの閾値の間にある場合には部品実装はさ れたが前記ノズルにつながる通気経路に配置されたフィルタに詰まりがあると判 断することを特徴とする請求項 1 0に記載の部品実装方法。

1 2 . 前記吐出空気流量の変化量の測定を前記実装動作の直後に 2回行い、 最 初の測定結果に基いて前記部品が正常実装されたか否かの判断を行い、 2回目の 測定結果に基いて部品実装はされたが前記フィルタに詰まりがある力、 あるいは 前記部品が実装されていないかのいずれかの判断を行うことを特徴とする請求項 1 1に記載の部品実装方法。

1 3 . ノズルの空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 ノズルの空気吐 出動作により前記部品をノズルから切り離して回路基板の予め定められた実装位 置に実装する部品実装方法において、

前記実装動作直後における前記ノズルからの吐出空気の圧力を、 当該吐出空気 を前記ノズルに供給する経路内で測定し、 この測定結果が予め定められた閾値よ り大きい場合に前記部品は前記回路基板に実装されていないと判断する欠品基板 発生防止手順を含むことを特徴とする部品実装方法。

1 4 . 前記閾値が 2つの閾値からなり、 前記測定結果が前記いずれの閾値より も大き 、場合に前記部品は正常実装されていないと判断し、 前記測定結果が前記 2つの閾値の間にある場合には部品実装はされたが前記ノズルにつながる通気経 路に配置されたフィルタに詰まりがあると判断することを特徴とする請求項 1 3 に記載の部品実装方法。

1 5 . 前記吐出空気の圧力の測定を前記実装動作の直後に 2回行い、 最初の測 定結果に基いて前記部品が正常実装されたか否力の判断を行い、 2回目の測定結 果に基いて部品実装はされたが前記フィルタに詰まりがある力 \ あるいは前記部 品が実装されていないかのいずれかの判断を行うことを特徴とする請求項 1 4に 記載の部品実装方法。

1 6 . ノズルの空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 ノズルの空気吐 出動作により前記部品をノズルから切り離して回路基板の予め定められた実装位 匱に実装する部品実装方法において、

前記実装動作直後における前記ノズルからの吐出空気の圧力の変化量を、 当該 吐出空気を前記ノズルに供給する経路内で測定し、 前記測定結果による圧力減少 勾配が予め定められた閾ィ直より小さい場合に前記部品は前記回路基板に実装され ていないと判断する欠品基板究生防止手順を含むことを特徴とする部品実装方法。

1 7 . 前記閾値が 2つの閾値からなり、 前記測定結果による圧力減少勾配が前 記いずれの閾値よりも小さい場合に前記部品が実装されていないと判断し、 前記 測定結果による圧力減少勾配が前記 2つの閾 の間にある場合には部品実装はさ れたが前記ノズルにつながる通気経路に配置されたフィルタに詰まりがあると判 断することを特徴とする、 請求項 1 6に記載の部品実装方法。

1 8 . 前記吐出空気の圧力の変化量の測定を前記実装動作の直後に 2回行い、 最初の測定結果に基いて前記部品が正常実装されたか否かの判断を行い、 2回目 の測定結果に基いて部品実装はされたが前記フィルタに詰まりがあるか、 あるい は前記部品が実装されていないかのいずれかの判断を行うことを特徴とする請求 項 1 7に記載の部品実装方法。

1 9 . ノズルの空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 ノズルの空気吐 出動作により前記部品をノズルから切り離して回路基板の予め定められた実装位 置に実装する部品実装方法において、

前記実装動作直後における前記ノズルからの吐出空気流量、 前記吐出空気の流 量減少勾配、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空気の圧力減少勾配のいずれか 1つ を、 当該吐出空気を前記ノズルに供給する経路内で測定し、

前記測定結果と、 前記いずれか 1つに対応する予め定められた閾値とを比較し、 前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する 予め定められた閾値より大きい場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾配又は 前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた閾値よりも小さい場合には、 前記ノズルからの部品の切り離し、 回路基板への部品の実装が正常に行われたも のと判断して次部品の吸着を行い、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する 予め定められた閾値より小さレ、場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾配又は 前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた閾値よりも大きい場合には、 前記ノズノレからの部品の切り離しがされておらず、 従って回路基板は欠品になつ ていると判断し、 マシン停止をし、

作業者による当該ノズノレの点検と、 付着部品除去を含む必要な回復対-応を行い、 マシンを再スタートさせて次部品の吸着を行うこと、 の各ステップを含むこと を特徴とする部品実装方法。

2 0 . ノズノレの空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 ノズルの空気吐 出動作により前記部品をノズルから切り離して回路基板の予め定められた実装位 置に実装する部品実装方法において、

前記実装動作直後の前記ノズルからの吐出空気流量、 前記吐出空気の流量減少 勾配、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空気の圧力減少勾配のいずれか 1つを、 当 該吐出空気を前記ノズルに供給する経路内で測定し、

前記測定結果と、 前記いずれか 1つに対応する予め定められた第 1の閾値とを 比較し、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する 予め定められた第 1の閾値より大きい場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾 配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた第 1の閾値よりも小さ レ、場合には、 前記ノズルからの部品の切り離し、 回路基板への部品の実装が正常 に行われたものと判断して次部品の吸着を行い、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する 予め定められた第 1の閾値より小さレ、場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾 配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた第 1の閾値よりも大き い場合には、 前記測定結果と前記いずれか 1つに対応する予め定められた第 2の 閾値とを比較し、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する 予め定められた第 2の閾値より大きい場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾 配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた第 2の閾値よりも小さ い場合には、 部品実装はされたが前記ノズルにつながる通気経路のフィルタに詰 まりがあると判断してその旨の警告を発し、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力減少勾配が前記対応する 予め定められた第 2の閾値より小さい場合、 もしくは前記吐出空気の流量減少勾 配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた第 2の閾値よりも大き い場合には、 前記ノズルからの部品の切り離しがされておらず、 従って回路基板 は欠品になっていると判断し、

マシン停止をし、

作業者による前記ノズルの点検と、 付着物除去を含む必要な回復対応を行い、 マシンを再スタートさせて次部品の吸着を行うこと、 の各ステップを含むこと を特徴とする部品実装方法。

2 1 · 前記部品実装方法がさらに、 前記ノズルにつながる通気経路のフィルタ の詰まりがあると判断してその旨の警告を発する前記ステップの後に、

マシン停止をし、

作業者による前記ノズルもしくは前記フィルタの点検と、 清掃もしくは取り替 えを含む必要な回復対応を行い、

マシンを再スタートさせて次部品の吸着を行うこと、 の各ステップを含むこと を特徴とする請求項 2 0に記載の部品実装方法。

2 2 . 前記実装動作直後の前記ノズルからの吐出空気流量、 前記吐出空気の流 量減少勾配、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空気の圧力減少勾配のいずれか 1つ の測定を 2回行い、

最初の測定結果が前記第 1の閾値と比較され、

2回目の測定結果が前記第 2の閾値と比較されることを特徴とする請求項 2 0 に記載の部品実装方法。

2 3 . 前記部品実装方法がさらに、 回路基板が欠品になっていると判断する前 記ステップと、 マシン停止をする前記ステップとの間に、

前記ノズルによる部品廃棄動作を行レ、、

前記ノズルの次の実装サイクルにおける部品吸着、 部品実装の動作を回避し、 前記ノズルの次の空気吐出動作直後に再度吐出空気流量、 前記吐出空気の流量減 少勾配、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空気の圧力減少勾配のいずれか 1つの測 定を行い、

前記再度の測定結果と前記閾値又は第 1の閾値と比較し、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力の減少勾配が前記対応す る予め定められた閾値又は第 1の閾値より大きい場合、 もしくは前記吐出空気の 流量減少勾配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた閾値又は第 1の閾値よりも小さい場合には、 前記部品廃棄が正常に行われたものと判断して マシン停止をすることなく次部品の吸着に進み、

前記測定された吐出空気流量又は前記吐出空気の圧力の減少勾配が前記対応す る予め定められた閾値又は第 1の閾値より小さい場合、 もしくは前記吐出空気の 流量減少勾配又は前記吐出空気の圧力が前記対応する予め定められた閾値又は第 1の閾値よりも大きい場合には、 前記部品廃棄が行われていないと判断すること、 の各ステップを含むことを特徴とする請求項 1 9に記載の部品実装方法。

2 4 . 前記部品実装方法がさらに、 回路基板が欠品になっていると判断する前 記ステップの後に、 回路基板に実装すべき部品が欠品になっていることを当該回 路基板で確認するステップを含むことを特徴とする、 請求項 1 9に記載の部品実 装方法。

2 5 . 前記部品実装方法がさらに、 回路基板が欠品になっていると判断された 場合、 当該ノズルで次部品の吸着を行う際、 前記欠品となった部品を吸着し、 当 該回路基板に前記部品をリカバリ実装することを特徴とする請求項 1 9に記載の 部品実装方法。

2 6 . 連続的に部品を供給する部品供給部と、

前記部品供給部から空気吸引動作により部品を吸着して取り出し、 空気吐出動 作により前記部品を切り離して回路基板の予め定められた実装位置に実装するノ ズルを備えた実装へッド部と、

前記回路基板を搬入して位置決め保持する基板保持部と、

前記ノズルの空気吸引動作と空気吐出動作を行う、 前記ノズノレにつながる空気 吸引/吐出機構と、

全体の動作を制御する制御装置と、 力 構成される部品実装装置において、 前記空気吸引/吐出機構がさらに、 吐出空気の供給経路内に配置されて前記空 気吐出動作直後の吐出空気流量又は前記吐出空気流量の変化量を測定可能な流量 計、 もしくは前記吐出空気の圧力又は前記吐出空気の圧力の変化量を測定可能な 圧力計の少なくともいずれか 1つからなる測定装置と、 前記測定装置による測定結果と前記いずれか 1つに対応する予め入力された閾 値とを比較し、 前記部品が正常に実装された力否かを判断する制御部と、 を備え ていることを特徴とする部品実装装置。

2 7 . 前記制御部に予め入力される閾値が 2つの閾値からなり、 前記制御部は、 第 1の閾値と前記測定結果との比較により前記部品が正常に実装されたか否かを 判断し、 第 2の閾値と前記測定結果との比較により部品実装はされたが前記ノズ ルにつながる通気経路に設けられたフィルタに詰まりがある力 \ あるいは前記部 品が前記回路基板に実装されていないかのいずれであるかを判断することを特徴 とする請求項 2 6に記載の部品実装装置。

2 8 . 前記測定装置は、 前記空気吐出動作直後の吐出空気流量、 前記吐出空気 流量の変化量、 前記吐出空気の圧力、 前記吐出空気の圧力の変化量のいずれか 1 つの測定を 2回行 、、 前記制御部は、 最初の測定結果と前記第 1の閾値との比較 により部品が正常に実装された力否かを判断し、 2回目の測定結果と前記第 2の 閾値との比較により前記ノズルへの通気経路に設けられたフィルタに詰まりがあ る力、 前記部品が実装されていないかのいずれかを判断することを特徴とする請 求項 2 7に記載の部品実装装置。

2 9 . 前記ノズルが、 一辺が約 1 . 0 mm以下の長さの部品を吸着するよう構 成されたノズルであることを特徴とする請求項 2 6に記載の部品実装装置。