(57)【要約】【課題】電子部品の実装工程を軽減し、電子部品の基板への実装の品質を高めること。【解決手段】電子部品の実装方法は、部品搬送手段により、電子部品を把持して基板上の実装位置に搬送するステップ（Ｓ１）と、部品搬送手段により、電子部品のリード端子を基板の実装位置に挿入するステップ（Ｓ２）と、電子部品を把持する部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、基板の下方からリード端子を基板にはんだ付けするステップ（Ｓ５）と、を有する。【選択図】図４
2015119114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品搬送手段により、電子部品を把持して基板上の実装位置に搬送するステップと、
前記部品搬送手段により、前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入するステップと、
前記電子部品を把持する前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記基板の下方から前記リード端子を前記基板にはんだ付けするステップと、
を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
撮像手段により、基板上における電子部品を実装する位置を検出するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
第２の撮像手段により、前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出するステップを有することを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装方法。
【請求項４】
電子部品を把持し、前記電子部品を基板上の実装位置に搬送する部品搬送手段と、
前記基板の下方から前記電子部品のリード端子を前記基板にはんだ付けするはんだ付け手段と、
前記部品搬送手段を駆動させて前記実装位置に搬送した前記電子部品のリード端子を前記基板に挿入し、前記電子部品を把持したまま前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記はんだ付け手段を駆動させて前記リード端子を前記基板にはんだ付けする制御手段と、
を備えることを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項５】
前記基板上における電子部品を実装する位置を検出する撮像手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の電子部品の実装装置。
【請求項６】
前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出する第２の撮像手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の電子部品の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に電子部品を実装する方法及び装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。基板に実装される電子部品の中には、いわゆる異形部品と呼ばれる手差しで基板に挿入される部品が存在する。これは、その部品の特殊な形状や部品の強度の制約上の観点から、ロボットによる把持が好ましくないことによるものである。
このような異形部品を基板に実装する手順を図５、図６に示す。図５は異形部品の実装方法を説明する図であり、図６は異形部品の実装方法を説明するフローチャートである。
図５、図６に示すように、異形部品を基板に実装する際には、最初に、異形部品２００を手で把持し、予め決められた基板２０１の実装位置に異形部品２００のリード端子２０２を挿入する（ステップＳ１１）。次に、異形部品２００を手で把持したまま、基板２０１の下方から突出するリード端子２０２を折り曲げる（ステップＳ１２）。この工程は、一般にクリンチ工程と呼ばれ、はんだ付けに先立って異形部品２００を基板２０１に仮止めするためのものである。次に、基板２０１をはんだ付け装置２０３の上方に搬送し（ステップＳ１３）、クリンチ工程によって折り曲げられたリード端子２０２を基板２０１にはんだ付けする（ステップＳ１４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１４４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような異形部品と呼ばれる電子部品を手作業で基板に挿入することは非常に手間がかかるため、自動化したいという要望がある。また、手で電子部品を基板に挿入するため、リード端子の基板への挿入量を均一にすることは困難である。また、リード端子のクリンチは、基板への完全な固定ではないため、はんだ付けの際にはんだに押されて電子部品が基板から浮いたり、傾いたり、部品の高さを自由に設定できない事もある。また、フォーミング、クリンチ工程により、リード端子が損傷してしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電子部品の実装工程を軽減し、電子部品の基板への実装の品質を高めることができる電子部品の実装方法及び電子部品の実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は電子部品の実装方法であって、部品搬送手段により、電子部品を把持して基板上の実装位置に搬送するステップと、前記部品搬送手段により、前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入するステップと、前記電子部品を把持する前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記基板の下方から前記リード端子を前記基板にはんだ付けするステップと、を有することを特徴としている。
【０００７】
この発明の一態様として、撮像手段により、基板上における電子部品を実装する位置を検出するステップを有することが好ましい。
【０００８】
この発明の一態様として、第２の撮像手段により、前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出するステップを有することが好ましい。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明は電子部品の実装装置であって、電子部品を把持し、前記電子部品を基板上の実装位置に搬送する部品搬送手段と、前記基板の下方から前記電子部品のリード端子を前記基板にはんだ付けするはんだ付け手段と、前記部品搬送手段を駆動させて前記実装位置に搬送した前記電子部品のリード端子を前記基板に挿入し、前記電子部品を把持したまま前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記はんだ付け手段を駆動させて前記リード端子を前記基板にはんだ付けする制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
この発明の一態様として、前記基板上における電子部品を実装する位置を検出する撮像手段を備えることが好ましい。
【００１１】
この発明の一態様として、前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出する第２の撮像手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子部品の実装工程を軽減し、電子部品の基板への実装の品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における電子部品の実装装置の概略図である。
【図２】実施形態における電子部品の実装装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態における電子部品の実装方法を説明する図である。
【図４】実施形態における電子部品の実装方法を説明するフローチャートである。
【図５】従来技術における電子部品の実装方法を説明する図である。
【図６】従来技術における電子部品の実装方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の実施形態をとり得る。
【００１５】
＜電子部品の実装装置＞
図１は電子部品６０の実装装置１００の概略図であり、図２は電子部品６０の実装装置１００の構成を示すブロック図である。
図１、図２に示すように、実装装置１００は、部品搬送手段としての部品搬送装置１と、はんだ付け手段としてのはんだ付け装置２と、撮像手段としての基板認識カメラ３と、第２の撮像手段としての部品認識カメラ４と、制御手段としての制御装置５とを備えている。
【００１６】
（部品搬送装置）
部品搬送装置１は、電子部品６０を把持し、把持した電子部品６０を基板７０上の実装位置に搬送するものである。ここで、部品搬送装置１により搬送される電子部品６０は、主に、従来から手作業によって基板７０に実装されてきた、いわゆる異形部品と呼ばれる電子部品である。
部品搬送装置１は、実装装置１００の骨組みをなす架台１０の上方に設けられている。
部品搬送装置１は、駆動部１１と、ロボット１２と、入力部１３と、表示部１４とを備えている。
駆動部１１は、部品搬送装置１の駆動源であり、例えば、複数のモータを備えて構成されている。
ロボット１２は、基端部がリンク機構を介して駆動部１１に連結されたアーム部１２１と、アーム部１２１の先端部に接続され、電子部品６０を把持する把持部１２２とを備えている。ロボット１２は、例えば、アーム部１２１を６本有しており、各アーム部１２１にはそれぞれ個別に駆動部１１が接続されている。すなわち、各アーム部１２１は、独立して駆動できるようになっている。
把持部１２２は、全てのアーム部１２１の先端部に回動自在に連結されている。
このような構成とすることで、駆動部１１の駆動により、リンク機構を介してアーム部１２１が駆動し、その端部に設けられている把持部１２２も駆動することができる。その結果、ロボット１２は、把持部１２２を電子部品６０の載置場所へ移動させて、把持部１２２により電子部品６０を把持することができ、把持した電子部品６０を基板７０の実装位置へ搬送することができる。
入力部１３は、ロボット１２を動作させるための指令を入力するものであり、表示部１４は、各情報をユーザに通知するものである。入力部１３及び表示部１４は、共に一体となったタッチパネルから構成されている。
【００１７】
（はんだ付け装置）
はんだ付け装置２は、基板７０の下方から電子部品６０のリード端子６２を基板７０にはんだ付けするものである。
はんだ付け装置２は、例えば、基板７０の下方から、基板７０から突き出た電子部品６０のリード端子６２に向けて、はんだの噴流を吹き付けるような装置が用いられる。
なお、はんだ付け装置２は、このようなはんだの噴流を吹き付けるものに限られることはなく、リード端子６２にはんだを供給して基板７０と電気的な接続ができるようなものであればどのような装置を用いてもよい。
【００１８】
（基板認識カメラ）
基板認識カメラ３は、基板７０の搬送経路よりも上方の架台１０に設けられている。基板認識カメラ３は、基板７０の上方から基板７０上の電子部品６０の実装位置を検出する。基板認識カメラ３により撮像した映像又は画像は、制御装置５に送信され、制御装置５にて解析される。
【００１９】
（部品認識カメラ）
部品認識カメラ４は、基板７０の搬送経路よりも下方の架台１０に設けられている。部品認識カメラ４は、基板７０にリード端子６２が挿入された電子部品６０の姿勢を検出すると共に、電子部品６０のリード端子６２のはんだ付けを行う位置を検出する。部品認識カメラ４により撮像した映像又は画像は、制御装置５に送信され、制御装置５にて解析される。
【００２０】
（制御装置）
制御装置５は、部品搬送装置１の駆動制御、はんだ付け装置２の駆動制御、両カメラ３，４にて撮像された映像又は画像の解析を行う。
具体的に、制御装置５は、入力部１３を介して入力されたロボット１２の動作に関する指令情報に基づいて、駆動部１１を制御する。これにより、ロボット１２は、電子部品６０を把持したり、把持した電子部品６０を基板７０上の実装位置まで搬送することができる。制御装置５は、ロボット１２の駆動制御において、部品搬送装置１を駆動させて実装位置に搬送した電子部品６０のリード端子６２を基板７０に挿入させる。また、制御装置５は、電子部品６０のリード端子６２を基板７０に挿入させた後、電子部品６０を把持したまま姿勢を維持（動きを停止）させた状態で、はんだ付け装置２を駆動させてリード端子６２を基板７０にはんだ付けさせる。
制御装置５は、基板認識カメラ３の撮像タイミング等の撮像制御を行うと共に、基板認識カメラ３から送られてくる映像又は画像を解析し、把持した電子部品６０の実装位置を決定する。
制御装置５は、部品認識カメラ４の撮像タイミング等の撮像制御を行うと共に、部品認識カメラ４から送られてくる映像又は画像を解析し、はんだ付け装置２によってはんだ付けすべき位置を決定する。
【００２１】
＜電子部品の実装方法＞
次に、上記の電子部品６０の実装装置１００を用いて基板７０に電子部品６０を実装する方法について説明する。図３は電子部品６０の実装方法を説明する図であり、図４は電子部品６０の実装方法を説明するフローチャートである。
【００２２】
図３、図４に示すように、実装装置１００に向けて搬送されてきた基板７０に対して、基板認識カメラ３は、基板７０の上方から基板７０の上面の画像を撮像する。撮像された画像データは制御装置５に送られる。画像データを受け取った制御装置５は、予め設定されたプログラムに基づいて、電子部品６０の実装位置を検出（算出）し、決定する（ステップＳ１）。
【００２３】
次いで、制御装置５は、駆動部１１を駆動させ、ロボット１２を動作させて把持部１２２により、部品ストッカーにストックされている電子部品６０の本体部６１を把持する。把持部１２２によって電子部品６０を把持した後、制御装置５は、駆動部１１を駆動させ、ロボット１２を動作させてステップＳ１において決定された実装位置まで電子部品６０を搬送する（ステップＳ２）。
【００２４】
次いで、制御装置５は、駆動部１１を駆動させ、ロボット１２を動作させて把持部１２２を降下させ、電子部品６０のリード端子６２を基板７０の上方から挿入する。基板７０には、実装位置に予めリード端子６２を挿入するための孔が形成されており、この孔にリード端子６２が挿入される。ここで、制御装置５によるリード端子６２の挿入量は、予め設定されている。制御装置５は、設定された挿入量だけリード端子６２を基板７０に挿入させた後、駆動部１１の駆動を停止させ、把持部１２２をその位置で停止させる（ステップＳ３）。
【００２５】
次いで、部品認識カメラ４は、基板７０の下方から基板７０の下面の画像を撮像する。撮像された画像データは制御装置５に送られる。画像データを受け取った制御装置５は、予め設定されたプログラムに基づいて、電子部品６０の姿勢、はんだ付けの位置を検出（算出）し、決定する（ステップＳ４）。
【００２６】
次いで、制御装置５は、はんだ付け装置２を駆動させ、はんだ付け装置２からはんだを噴流させて、基板７０の下方からリード端子６２を基板７０にはんだ付けする（ステップＳ５）。
【００２７】
次いで、制御装置５は、駆動部１１を駆動させ、ロボット１２の把持部１２２による電子部品６０の本体部６１の把持を解除し、ロボット１２を初期位置まで退避させる（ステップＳ６）。また、制御装置５は、はんだ付け装置２についても初期位置まで退避させる（ステップＳ６）。
上記の処理によって、電子部品６０を基板７０にはんだ付けすることができる。
【００２８】
＜実施形態の効果＞
上記の実装装置１００及び実装方法によれば、部品搬送装置１とはんだ付け装置２の双方を備え、これらの装置が協働して電子部品６０の基板７０への挿入とはんだ付けを同じ工程で行うので、従来の実装装置のように、はんだ付け工程に基板を搬送する前にリード端子をクリンチする必要がない。これにより、リード端子６２のクリンチ工程を省くことができ、生産効率が向上する。また、リード端子６２をクリンチする必要がないので、リード端子６２が損傷することもない。
また、はんだ付けの際に、電子部品６０はロボット１２の把持部１２２によって把持されているので、基板７０に対する電子部品６０の高さ（言い換えると、リード端子６２の基板７０への挿入量）が一定に維持され、手作業で電子部品を保持していた従来の方法と比べて高さ調節を制御装置５によって容易に行うことができ、電子部品６０の基板７０への実装品質が向上する。
また、はんだ付けの際に、電子部品６０はロボット１２の把持部１２２によって把持されているので、はんだがリード端子６２に付着する勢いで電子部品６０が動いてしまうこともなく、電子部品６０の基板７０への実装品質が向上する。
また、電子部品６０が異形部品の場合に避けられなかった手作業による実装工程を全てロボット１２によって行うことができるので、電子部品６０の実装工程を自動化できる。
【００２９】
＜その他＞
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、本発明の範囲を超えない範囲で適宜変更が可能である。ロボットはリンク機構付きのロボットに限定するものではなく、電子部品を把持して基板上に搬送できるものであれば、詳細な構造の相違は問わない。
例えば、ロボットは、直交ロボット、水平多関節、垂直多関節等を用いてもよい。
また、はんだ付け装置は、糸はんだ付け、はんだ噴流（ディップ工法）、クリームはんだ塗布および印刷工法等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  部品搬送装置
２  はんだ付け装置
３  基板認識カメラ
４  部品認識カメラ
５  制御部
１１  駆動部
１２  ロボット
１３  入力部
１４  表示部
６０  電子部品
６１  本体部
６２  リード端子
７０  基板
１００  電子部品の実装装置
１２１  アーム部
１２２  把持部
【図１】
2015119114.tif 000003
【図２】
2015119114.tif 000004
【図３】
2015119114.tif 000005
【図４】
2015119114.tif 000006
【図５】
2015119114.tif 000007
【図６】
2015119114.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月25日(2014.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品搬送手段により、電子部品を把持して基板上の実装位置に搬送するステップと、
前記部品搬送手段により、前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入するステップと、
前記リード端子をはんだ付け手段によって前記基板にはんだ付けする位置を検出するステップと、
前記電子部品を把持する前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記はんだ付け手段を検出されたはんだ付けする位置まで動かし、前記基板の下方から前記リード端子を前記基板にはんだ付けするステップと、
を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
前記部品搬送手段により、予め設定された挿入量だけ前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入することを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
基板上における電子部品を実装する位置を検出するステップを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の実装方法。
【請求項４】
電子部品を把持し、前記電子部品を基板上の実装位置に搬送する部品搬送手段と、
前記基板の下方から前記電子部品のリード端子を前記基板にはんだ付けするはんだ付け手段と、
前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出すると共に、前記部品搬送手段を駆動させて前記実装位置に搬送した前記電子部品のリード端子を前記基板に挿入し、前記電子部品を把持したまま前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記はんだ付け手段を検出されたはんだ付けする位置まで動かして前記リード端子を前記基板にはんだ付けする制御手段と、
を備えることを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項５】
前記制御手段は、予め設定された挿入量だけ前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入するように前記部品搬送手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の電子部品の実装装置。
【請求項６】
前記基板の上方から前記基板の上面の画像を撮像する撮像手段を備え、
前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像データに基づいて、前記基板上における電子部品を実装する位置を検出することを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品の実装装置。
【請求項７】
前記基板の下方から前記基板の下面の画像を撮像する撮像手段を備え、
前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像データに基づいて、前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出することを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品の実装装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は電子部品の実装方法であって、部品搬送手段により、電子部品を把持して基板上の実装位置に搬送するステップと、前記部品搬送手段により、前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入するステップと、前記リード端子をはんだ付け手段によって前記基板にはんだ付けする位置を検出するステップと、前記電子部品を把持する前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記はんだ付け手段を検出されたはんだ付けする位置まで動かし、前記基板の下方から前記リード端子を前記基板にはんだ付けするステップと、を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の一態様として、前記部品搬送手段により、予め設定された挿入量だけ前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入することが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この発明の一態様として、基板上における電子部品を実装する位置を検出するステップを有することが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明は電子部品の実装装置であって、電子部品を把持し、前記電子部品を基板上の実装位置に搬送する部品搬送手段と、前記基板の下方から前記電子部品のリード端子を前記基板にはんだ付けするはんだ付け手段と、前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出すると共に、前記部品搬送手段を駆動させて前記実装位置に搬送した前記電子部品のリード端子を前記基板に挿入し、前記電子部品を把持したまま前記部品搬送手段の姿勢を維持した状態で、前記はんだ付け手段を検出されたはんだ付けする位置まで動かして前記リード端子を前記基板にはんだ付けする制御手段と、を備えることを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明の一態様として、前記制御手段は、予め設定された挿入量だけ前記電子部品のリード端子を前記基板の実装位置に挿入するように前記部品搬送手段を制御することが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明の一態様として、前記基板の上方から前記基板の上面の画像を撮像する撮像手段を備え、前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像データに基づいて、前記基板上における電子部品を実装する位置を検出することが好ましい。
この発明の一態様として、前記基板の下方から前記基板の下面の画像を撮像する撮像手段を備え、前記制御手段は、前記撮像手段によって撮像された画像データに基づいて、前記リード端子を前記基板にはんだ付けする位置を検出することが好ましい。