(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド部に備えられた複数本のノズルが互いに独立した別個のバルブ及びチューブでこれらのノズルに共通の真空タンクに接続され、かつこの真空タンクを介して共通の真空ポンプで真空吸引されるようにした電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、電子部品供給部のパーツフィーダに備えられた電子部品をヘッドの複数本のノズルの下端部に真空吸着してピックアップする工程と、ヘッド部を認識部の上方へ移動させて各ノズルの下端部に真空吸着された電子部品を認識する工程と、この認識の結果何れかのノズルにチップ無しやチップ立ちのためにリークを生じているときには、このノズルを真空吸引する真空吸引路のバルブを閉じてこのノズルのリークが他の正常なノズルの真空吸引状態に影響を与えないようにしたうえで、ヘッド部を再度前記認識部の上方へ移動させて正常なノズルの下端部に真空吸着された電子部品の認識を再度やり直す工程と、ヘッド部を基板の上方へ移動させて各ノズルの下端部に真空吸着された電子部品を基板に搭載する工程と、を含むことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本のノズルを備えたヘッド部により電子部品を基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、テープフィーダ、バルクフィーダ、トレイフィーダなどのパーツフィーダに備えられた電子部品をヘッド部のノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、基板の所定の座標位置に移送搭載するものである。またヘッド部として、複数本のノズルを備えたマルチノズル式のヘッド部が多用されている。このヘッド部によれば、複数本のノズルでパーツフィーダの電子部品をピックアップして基板に移送搭載できるので、実装能率が各段に向上する利点がある。
【０００３】
図５は、従来の電子部品実装装置のマルチノズル式のヘッド部の構成図である。ヘッド部３１には複数本のノズル３２が備えられており、各ノズル３２の下端部に電子部品Ｐを真空吸着する。各々のノズル３２はそれぞれ互いに独立した真空ポンプ３４やバルブ３５にチューブ３６を介して接続されており、バルブ３５を開閉することにより真空吸引と真空吸引解除を切り替えるようになっている。バルブ３５としては、高速度での開閉が可能な電磁バルブが多用されている。
【０００４】
図５に示すように、各々のノズル３２が互いに独立した真空吸引系（真空ポンプ３４、バルブ３５、チューブ３６）を有するのは次の理由による。すなわち、各ノズル３２はパーツフィーダの電子部品を正常に真空吸着してピックアップするとは限らず、チップ（電子部品）無し、チップ立ちなどのピックアップミスを生じることがある。図５において、右端のノズル３２はチップ無し、右端から２番目のノズル３２はチップ立ちのピックアップミスをしたものを示している。
【０００５】
このように何れかのノズルがピックアップミスをした場合、このノズルはリーク（真空漏れ）を生じる。図５において、破線矢印はリークによりノズルが外部の空気を吸引していることを示している。このように何れかのノズルにリークが生じた場合、このリークが他の正常なノズルに影響を与えてこれらのノズルの真空圧が低下すると、これらのノズルは正常にピックアップした電子部品を落下させたり、あるいは真空吸着力の低下のためにノズル下端部に真空吸着された電子部品が微妙に位置ずれし、その結果、電子部品を基板に実装したときの実装位置精度が低下してしまうこととなる。そこで従来は、図５に示すように各ノズル３２にそれぞれ互いに独立して真空吸引系を設け、何れかのノズル３２にリークが生じても、このリークが他のノズルの真空吸引状態に悪影響を与えないようにしていたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のヘッド部は、各ノズルにそれぞれ専用の真空ポンプを設けねばならないため、コストアップとなり、またチューブなどの配管系も面倒になるという問題点があった。
【０００７】
したがって本発明は、何れかのノズルにリークが発生した場合にも、正常な他のノズルに真空吸着された電子部品を基板に正しく移送搭載できる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヘッド部に備えられた複数本のノズルが互いに独立した別個のバルブ及びチューブでこれらのノズルに共通の真空タンクに接続され、かつこの真空タンクを介して共通の真空ポンプで真空吸引されるようにした電子部品実装装置による電子部品実装方法であって、電子部品供給部のパーツフィーダに備えられた電子部品をヘッドの複数本のノズルの下端部に真空吸着してピックアップする工程と、ヘッド部を認識部の上方へ移動させて各ノズルの下端部に真空吸着された電子部品を認識する工程と、この認識の結果何れかのノズルにチップ無しやチップ立ちのためにリークを生じているときには、このノズルを真空吸引する真空吸引路のバルブを閉じてこのノズルのリークが他の正常なノズルの真空吸引状態に影響を与えないようにしたうえで、ヘッド部を再度前記認識部の上方へ移動させて正常なノズルの下端部に真空吸着された電子部品の認識を再度やり直す工程と、ヘッド部を基板の上方へ移動させて各ノズルの下端部に真空吸着された電子部品を基板に搭載する工程と、を含むことを特徴とする電子部品実装方法である。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、複数本のノズルが真空ポンプを共用できるので、構造が簡単化し、コストダウンを図れる。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、バルブをノズルの至近距離に組み付けているので、ノズルの真空吸引・真空吸引解除の応答性を向上させることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、何れかのノズルにリークが発生し、このリークが正常な他のノズルに悪影響を及ぼした場合でも、正常な他のノズルに真空吸着された電子部品を基板に正しく移送搭載できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図２は同ヘッド部の側断面図、図３は同ヘッド部の平断面図である。
【００１５】
図１において、１は可動テーブルであり、互いに直交するＸテーブル２とＹテーブル３から成っている。Ｙテーブル３にはヘッド部１０が装着されている。４は基板５の搬送路であり、その側方には電子部品供給部６、認識部８、回収部９が設けられている。電子部品供給部６にはパーツフィーダ７が多数個備えられている。
【００１６】
可動テーブル１が駆動することによりヘッド部１０はＸ方向やＹ方向に水平移動し、パーツフィーダ７に備えられた電子部品Ｐをノズル１１の下端部に真空吸着してピックアップする。次いでヘッド部１０は認識部８の上方へ移動し、ノズル１１の下端部に真空吸着された電子部品Ｐを認識した後、電子部品Ｐを基板５の所定の座標位置に搭載する。また認識結果が不良の電子部品Ｐは、回収部９に投棄して回収する。なお電子部品実装装置には様々な型式のものがあり、後述する本発明のノズルの配管系は、他の型式の電子部品実装装置にも適用できる。
【００１７】
次に図２および図３を参照して、ヘッド部と真空吸引系について説明する。１２は中心シャフトであり、その周囲に複数本（本例では６本）のノズルシャフト１３がサークル状に配設されており、ノズルシャフト１３の下端部にノズル１１が装着されている。各ノズルシャフト１３の上方には上下動手段としてのシリンダ１４が設けられている。シリンダ１４が作動すると、ノズルシャフト１３は上下動する。パーツフィーダ７の電子部品Ｐをピックアップするときや、電子部品Ｐを基板５に搭載するときは、所定のノズルシャフト１３のみが下降し、その下部のノズル１１は下方へ突出する。図２では、左側のノズル１１が下方へ突出して電子部品Ｐを真空吸着している。
【００１８】
中心シャフト１２の上部にはプーリ１６が装着されている。１７は本体フレームであり、モータ１８が組み付けられている。モータ１８の回転軸とプーリ１６にはベルト１９が調帯されている。モータ１８が駆動すると、中心シャフト１２は回転し、これによりノズルシャフト１３やノズル１１は中心シャフト１２を中心に回転する。この回転により、ノズル１１の選択やノズル１１の下端部に真空吸着された電子部品Ｐのθ補正が行われる。
【００１９】
ヘッド部１０には、ノズル１１の下端部に電子部品Ｐを真空吸着するための真空吸引系が設けられている。次に図２および図３を参照して真空吸引系について説明する。各ノズルシャフト１３の外側にはそれぞれバルブ２１が装着されている。バルブ２１は電磁バルブである。各バルブ２１はノズルシャフト１３およびノズル１１に連通しており、またチューブ２２を介して真空タンク２３に接続されている。真空タンク２３には真空ポンプ２４が接続されている。２５は真空ポンプ２４の駆動部、２６は駆動部２５を制御する制御部である。この制御部２６は、装置全体の制御や必要な演算なども行う。
【００２０】
したがって６本のノズル１１は互いに独立した別個のチューブ２２を介して各ノズル１１に共通の真空タンク２３に接続され、またこの真空タンク２３を介して共通の真空ポンプ２４に接続されており、バルブ２１が開閉することにより真空吸引し、また真空吸引が解除される。また６本のノズル１１は、それぞれ互いに独立したバルブ２１とチューブ２２を介して真空タンク２３に接続されているので、互いに無関係に真空吸引・真空吸引解除を行うことができる。また各ノズル１１と真空ポンプ２４の間に容量の大きい真空タンク２３を介在させ、この真空タンク２３を真空ポンプ２４により真空状態にしておくことにより、各ノズル１１に安定した真空圧を付与することができる。
【００２１】
次に動作を説明する。図１において、ヘッド部１０はパーツフィーダ７の上方へ移動し、各ノズル１１で電子部品Ｐをピックアップするこの場合、電子部品Ｐをピックアップするノズル１１のみを下方へ突出させて上下動作を行わせることにより、ノズル１１の下端部に電子部品Ｐを真空吸着してピックアップする。またこの場合、図２および図３において電子部品Ｐをピックアップするノズル１１のバルブ２１のみを開にし、電子部品Ｐをピックアップしないノズル１１のバルブ２１は閉にし、これにより真空タンク２３のリークを防止し、十分な真空圧を確保する。なお電子部品Ｐをピックアップしたり、あるいは電子部品Ｐを基板５に搭載するときにはノズル１１に上下動作を行わせるが、この上下動手段については説明を省略する。
【００２２】
さてパーツフィーダ７の上方でヘッド部１０に上記動作を行わせることにより、６本のノズル１１で電子部品Ｐをピックアップしたならば、ヘッド部１０は認識部８の上方へ移動し、各ノズル１１の下端部に真空吸着された電子部品Ｐの認識を行う。この認識により、電子部品Ｐの姿勢などを認識する。次いでヘッド部１０は基板５の上方へ移動し、６本のノズル１１に順に上下動作を行わせて電子部品Ｐを次々に基板５の所定の座標位置に搭載していく。
【００２３】
ところで、図５を参照して説明したように、すべてのノズル１１は電子部品Ｐを正しく真空吸着するとは限らず、チップ立ちやチップ無しなどの吸着状態の不良を生じる。このような不良を生じると、そのノズルはリークを生じる。しかしながら図２および図３に示すように各ノズル１１は容量の大きい真空タンク２３に接続されているので、何れかのノズル１１にリークが生じても他の正常なノズル１１にリークの悪影響を及ぼすことは実質的になく、したがって他の正常なノズル１１は電子部品Ｐをしっかり真空吸着した状態を保持することができる。
【００２４】
なお認識部８の認識結果が不良の場合には、ヘッド部１０は回収部９の上方へ移動し、そこで該当するノズル１１のバルブ２１を閉じて電子部品Ｐの真空吸着を解除することにより、この不良の電子部品Ｐを回収部９に投棄して回収する。回収が終了すれば、このノズル１１のバルブ２１を閉じ、真空タンク２３のリークを停止させる。なお各ノズル１１に圧力センサを設けてその真空圧を測定することも可能である。
【００２５】
上述のように本装置によれば、複数本のノズル１１の中の何れかのノズル１１にリークが生じても、各ノズル１１を互いに独立したチューブ２２を介して容量の大きい真空タンク２３に接続したことにより、このリークが他の正常なノズルに悪影響を及ぼすことを防止できるものである。ところが例えば複数本のノズルに同時にリークが生じたような場合、リークが他の正常なノズルに悪影響を及ぼし、その結果、他の正常なノズルの真空吸着力が低下し、その下端部に真空吸着された電子部品Ｐが微妙な位置ずれを生じることが有り得る。そこで次に、このような万一のトラブルによる電子部品の実装位置精度の低下を回避するための電子部品の実装方法を図４を参照して説明する。
【００２６】
図４は、本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の電子部品の実装方法の説明図であって、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は動作順に示している。図４（ａ）において、ヘッド部１０はパーツフィーダ７の上方へ移動し、各ノズル１１に上下動作を行わせて電子部品Ｐをピックアップする。
【００２７】
次に図４（ｂ）に示すようにヘッド部１０は認識部８の上方を移動し（矢印Ａ）、電子部品Ｐの認識を行う。ここで、黒く塗り潰しているノズル１１とバルブ２１が、チップ無しやチップ立ちのためにリークを生じているものである。そこでチップ立ちの電子部品Ｐを真空吸着したノズル１１を回収部９の上方へ移動させ、そこでバルブ２１を閉じて真空吸引状態を解除することにより、この電子部品Ｐを回収部９に投棄して回収する。
【００２８】
上記ノズル１１がリークしたことにより、他の正常なノズル１１はこのリークの悪影響により真空吸着力が不足して電子部品Ｐが微妙に位置ずれした可能性がある。そこで図４（ｃ）に矢印Ｂで示すようにヘッド部１０を再度認識部９の上方を移動させて電子部品Ｐの認識をやり直す。そしてこのやり直しで得られたデータを正しい電子部品Ｐの位置データとし、図４（ｄ）に示すようにヘッド部１０を基板５の上方へ移動させ（矢印Ｃ）、電子部品Ｐを基板５に搭載する。図４に示す動作は必ずしも必要なものではなく、何れかのノズル１１のリークが他の正常なノズル１１に悪影響を及ぼした可能性があるときのみ行うことが望ましい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数本のノズルは真空ポンプを共用できるので、構造が簡単化し、コストダウンを図れる。また各ノズルと真空ポンプの間に容量の大きい真空タンクを介在させ、各ノズルを互いに独立した別個のチューブでそれぞれ真空タンクに接続することにより、何れかのノズルが電子部品のピックアップミスなどによりリークを生じても、このリークが他の正常なノズルに悪影響を及ぼすのを解消できる。またバルブをノズルの至近距離に組み付けることにより、ノズルの真空吸引・真空吸引解除の応答性を向上させることができる。また何れかのノズルにリークが発生し、このリークが正常な他のノズルに悪影響を及ぼした場合でも、正常な他のノズルに真空吸着された電子部品を基板に正しく移送搭載できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のヘッド部の側断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のヘッド部の平断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の電子部品の実装方法の説明図
【図５】従来の電子部品実装装置のマルチノズル式のヘッド部の構成図
【符号の説明】
５  基板
６  電子部品供給部
７  パーツフィーダ
８  認識部
９  回収部
１０  ヘッド部
１１  ノズル
２１  バルブ
２２  チューブ
２３  真空タンク
２４  真空ポンプ
Ｐ  電子部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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