(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、
吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
前記ラベルと前記実装部品の吸着状態を側面方向からカメラにより撮像し、吸着状態が正常であるか否かを判定する工程と、
回路基板上に移動して、前記吸着状態が正常な前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
を含むラベル付き部品の基板実装方法。
【請求項２】
裏面に粘着層が形成されたラベルの表面に印刷されたＩＤコードをカメラにより読み取り、生産計画に合致した前記ラベルであるか否かを確認する工程と、
前記確認により生産計画に合致した前記ラベルを装着ノズルが吸着する工程と、
吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
回路基板上に移動して、前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
を含むラベル付き部品の基板実装方法。
【請求項３】
前記圧着が、装着ノズルを部品上面に押し当てながら平面方向に移動させる動作を含むことを特徴とする請求項１または２記載のラベル付き部品の基板実装方法。
【請求項４】
装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、
吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
回路基板上に移動して、前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
を含み、
前記圧着が、前記装着ノズルによる前記ラベルの吸引を停止し、装着ノズルをラベル上面の同一個所を複数回に分けて加圧する動作を含むものである、ラベル付き部品の基板実装方法。
【請求項５】
装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、
吸着した前記ラベルを部品供給装置にある実装部品の上面に圧着する工程と、
前記圧着により一体化された前記ラベルと前記実装部品を吸着する工程と、
回路基板上に移動して、前記ラベルと前記実装部品を基板上に装着する工程と、
を含み、
前記圧着が、前記装着ノズルによる前記ラベルの吸引を停止し、装着ノズルをラベル上面の異なる複数個所を加圧する動作を含むものである、ラベル付き部品の基板実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラベル付き部品の基板実装方法に関し、部品供給装置からラベルと部品を効率よく取り出し基板に実装することで、サイクルタイムの短縮を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板に部品実装を行う工程で、装着対象物に関する管理情報として製品コード、生産ロットなどを記録したラベルを部品や基板に貼付することがある。そのようなラベルとしては、裏面に粘着剤が塗布されたラベルがテープの表面に貼り付けられて成るラベル保持テープが一般的であり、そのためのラベルフィーダや部品実装機を用いたラベル貼付方法が知られている（引用文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１４４６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、そのような装置や手法を用いても、基板に実装しようとする電子部品の上面にラベルを実装しようとする場合には種々の問題があった。例えば、部品を基板にリフロー実装した後に、作業者がラベル保持テープからラベルを剥がし部品上面に貼付することは可能であるが、人手を要するとともに相当の工数がかかる。また、平板状の部品トレイから供給する部品にラベル貼付機であらかじめラベルを貼り付けておき、部品実装機で部品を基板に実装する工程でそのラベル付き部品を実装する方法もあるが、フィーダで供給したい部品には対応できない。さらに、部品実装機で部品を基板に装着した後、リフロー半田付け前に、ラベルをその部品上面に装着する方法も考えられるが、部品が印刷後の半田上にあって不安定な状態なため、そこにラベルを貼付しようとすると部品の位置が変動してしまい、結果的に部品の装着不良を生ずるおそれがある。【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、電子部品の上面にラベルを貼付した状態で部品を基板に実装する方法に関し、部品供給装置から供給されるラベルと電子部品を用いて効率よく基板に実装することで、部品実装のサイクルタイム短縮を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、装着ノズルが裏面に粘着層が形成されたラベルを吸着する工程と、吸着した前記ラベルを部品供給装置にある電子部品の上面に圧着する工程と、前記圧着により一体化された前記ラベルと前記電子部品を吸着する工程と、回路基板上に移動して、前記ラベルと前記電子部品を基板上に装着する工程、を含むラベル付き部品の基板実装方法である。【０００７】
これにより、人手を要することなく、また電子部品をトレイ供給することもなく、フィーダからラベルと電子部品を供給して効率よく基板に実装することができる。また、基板に塗布された半田の上に電子部品とラベルを二度に分けて搭載する必要もないので、装着時に電子部品の位置ずれが生ずるおそれもない。そして、電子部品の吸着から基板への装着の往復による二度手間も省け時間のロスが少ないため、ラベル付き電子部品を含む基板実装工程では、この動作を繰り返すことにより部品実装のサイクルタイムを短縮することができる。【０００８】
前記圧着は、装着ノズルをラベル上面の同一個所に対して複数回に分けて加圧するものであってもよい。吸着ノズルの先端部でラベル上面を複数回加圧することにより、ラベルの電子部品への密着性を高めることができる。
【０００９】
前記圧着は、装着ノズルを一旦実装部品から浮かせて実装部品上面の異なる複数個所を加圧したうえで再度吸着するのもよい。一般に装着ノズルの吸着面はラベルの表面より小さいので、装着ノズルを平面方向に移動させてできるだけラベル全面にわたり加圧することにより、ラベルの電子部品への密着性を高めることができる。
【００１０】
前記圧着は、装着ノズルを部品上面に軽く押し当てながら平面方向に動かす動作を含むものであってもよい。ラベルと電子部品の間にある粘着剤をなじませることで、相互の密着性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の制御体系を示すブロック図である。
【図２】ラベルフィーダで供給されるラベル保持テープを示す平面図である。
【図３】部品フィーダで供給される部品保持テープを、カバーフィルムを剥がして示す平面図である。
【図４】本発明の主要動作を示すフローチャートである。
【図５】（A）〜（F）は、ラベルを部品に貼付して基板に実装するまでの工程を時系列的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、ラベルフィーダが供給するラベルを部品フィーダが供給する電子部品（SMT型ICなど）に貼付し、回路基板に実装する例について添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中の各部の寸法や比率等は必ずしも実際のものと一致するように図示されていない場合がある。
【００１３】
図１は、本発明を実施するうえでの部品実装機の主要構成要素を示すブロック図である。部品実装機は、制御装置１０、装着ノズルを保持する装着ヘッド１２、装着ヘッド１２を駆動するヘッド駆動部１１、装着ノズルで吸着した部品を撮像するＩＰＳカメラ１３およびパーツカメラ１４、基板の基準位置マークを撮像するマークカメラ１５、ラベルを供給するラベルフィーダ１６、ラベルが貼付される部品を供給する部品フィーダ１７、を備える。また、生産プログラムや画像処理用のデータなどを格納する記憶装置１８、液晶ディスプレイ等の表示装置１９、キーボードやマウスなどの入力装置２０等を備える。
【００１４】
図２は、ラベルフィーダ１６で供給されるラベル保持テープ２１の形態を示したものである。ラベル保持テープ２１には、裏面に粘着剤が塗布されたラベル２３が等間隔に貼り付けられている。ラベル保持テープ２１の長手方向に平行な両側部の一方には、ラベル保持テープ２１を貫通する送り穴２４が長手方向に一列に等ピッチで形成されている。ラベル保持テープ２１はラベルフィーダ１６に引き出し可能な状態で収容されており、その引き出し端がテープ送り装置（図示せず）によりラベルの吸着位置まで送られる。
【００１５】
図３は、部品フィーダ１７で供給される部品保持テープ３１の形態を示したものである。部品保持テープ３１は、等間隔で形成された収容凹部３３に１個ずつの電子部品３２が収容され、カバーフィルム（図示せず）で覆われている。部品保持テープ３１の長手方向に平行な両側の被支持部の一方には、部品保持テープ３１を貫通する送り穴３４が一列に等ピッチで形成されている。部品保持テープ３１は部品フィーダ１７に引き出し可能な状態で収容されており、その引き出し端がテープ送り装置（図示せず）により部品の吸着位置まで送られる。
【００１６】
図４と図５を用いて本発明の実装方法を説明する。まず、制御装置１０は、ヘッド駆動部１１により、装着ヘッド１２をラベルフィーダ１６のラベル吸着部６４の上方へ移動させる（S４０１）。そして、装着ヘッド１２が保持する装着ノズル５１の先端部が剥離対象ラベルに接触するまで下降させる。ラベルフィーダ１６は、吸着部でラベル保持テープ２１を下方に湾曲させることで、剥離対象となるラベル５２とテープ台紙５４の間に隙間ができ、ラベルを剥離し易くなる構造になっている。制御装置１０は、ラベル５２に接触した装着ノズル５１に対し吸引を開始し（S４０２）、ラベル５２を吸着し上昇させる（図５（A））。この結果、装着ノズル５１の先端部に、粘着部６３を下向きにしたラベル５２が保持された状態となる。Xaはラベル保持テープ２１の送り方向を示し、ラベル吸着を終えたテープ台紙５４はテープ回収孔５３を通じてラベルフィーダ１６の下部に送られる。
【００１７】
次に、制御装置１０は、装着ヘッド１２を部品フィーダ１７の部品吸着部上方へ移動させる（S４０３）。そして、装着ノズル５１が吸着するラベル５２を電子部品５７に接触するまで下降させ（図５（B））、装着ノズル５１の先端部にあるラベル５２を電子部品５７の上面に圧着させる（S４０４）（図５（C））。図５（B）、（C）はラベル５２を保持した装着ノズル５１を部品吸着部６１にある電子部品５７の上面に圧着させる様子を示す正面図（断面）である。この際、ラベル５２と電子部品５７の間の粘着剤による接着力を高めるために、圧着状態を適当な時間保持するのが望ましい。この適当な時間は実験的に有効とされる値を用いるのがよい。なお、Xbは部品保持テープ３１の送り方向を示し、電子部品５７の吸着を終えると部品保持テープ３１は次の電子部品５７が部品吸着部６１に来るように送られる。
【００１８】
前記圧着動作は、装着ノズル５１をラベル５２の上面の同一個所に複数回に分けて加圧するものであってもよい。すなわち装着ノズル５１の先端部でラベル上面に対し加圧、減圧、加圧を繰り返すことにより、ラベルの電子部品への密着性を高めることができる。かかる減圧は、瞬間的に装着ノズル５１の加圧力を弱めるだけであってもよいし、あるいはラベル５２の吸引を一時的に止めて装着ノズル５１の先端部をラベル上面から離間させるものであってもよい。
【００１９】
また、前記圧着動作は、一旦装着ノズル５１によるラベル５２の吸引を停止し、装着ノズル５１をラベル５２から少し離間させ、平面方向に移動して再度ラベル５２上面を加圧する動作を少なくとも１回以上行うのも有効な手段となる。一般に装着ノズル５１の吸着面はラベル５２の上面より小さいので、ラベル上面の異なる複数個所を加圧して接着面積を増やすことで、ラベル５２と電子部品５７の間の接着力を増すためである。これにより、ラベル５２と電子部品５７を一体化して吸着することが可能となる。
【００２０】
さらに、前記圧着は、装着ノズル５１をラベル５２の上面に軽く押し当てながら平面方向に移動させる動作を含むものであってもよい。この動作でラベルと電子部品の間にある粘着剤をなじませることで、相互の密着性を高めることができる。このときの装着ノズル５１の押圧力や平面方向の移動距離、速度など諸条件は実験的に求めるのが望ましい。また、前記複数回に分けて加圧する動作を組合わせることで、さらにラベル５２の全面にわたりラベル５２と電子部品５７の間の密着性を高めることができる。
【００２１】
その後、制御装置１０は、装着ノズル５１が吸引を停止していた場合は吸引を再開し、ラベル５２と電子部品５７を同時に吸着する。即ち、ラベル５２と電子部品５７は粘着剤の効果で一体化されているので、前記圧着作業が完了した後、装着ノズル５１でラベル５２と電子部品５７を吸着して装着ノズル５１を上昇させる（S４０５）（図５（D））。
【００２２】
そして、制御装置１０は、IPSカメラ１３でラベル５２と電子部品５７の吸着状態を側面方向から撮像し（S４０６）、吸着状態が正常であるか否かを判定する（S４０７）。前記圧着作業が不良であった場合には、ラベル５２と電子部品５７の一体化が十分でなく吸着立ちを起こしていたり、またはラベル５２のみしか吸着できていなかったり、あるいはまったく何も吸着されない場合も起こりうるからである。
【００２３】
吸着状態に異常がなければ、制御装置１０は装着ヘッド１２を基板の装着位置に移動させ（S４０８）、装着ノズル５１を下降し、電子部品５７を実装基板５９に接触させ、実装基板５９上にラベル５２と電子部品５７を装着する（S４０９）（図５（E））。そして、吸引を停止し、装着ノズル５１は上昇する（図５（F））。Yは基板搬送コンベア６０による回路基板の搬送方向を示す。
【００２４】
もし、側面方向からの撮像で異常を検出した場合は、作業者にその旨通知し対応を促す（S４１０）。具体的にはアラーム音を鳴らせ表示装置１９に異常状態を表示したり、モバイル装置に通知表示をしたりする。作業者は現物確認のうえ、不良状態により再実装か部品廃棄かを判断し対処する（S４１１）。
【００２５】
以上で1件のラベル付き電子部品の基板実装を終了する。複数の作業が必要な場合は上記工程を繰り返すことになる。なお、本実施例では電子部品の場合を例に挙げたが、コネクタや端子など表面実装型の機構部品であってもよい。
【００２６】
本発明により、人手を要することなく、また電子部品をトレイ供給することもなく、フィーダからラベルと電子部品を供給して効率よく基板に実装することができる。また、基板に塗布された半田の上に電子部品とラベルを二度に分けて搭載する必要もないので、装着時に電子部品の位置ずれが生ずるおそれもない。そして、電子部品の吸着から基板への装着の往復による二度手間も省け時間のロスが少ないため、ラベル付き電子部品を含む基板実装工程では、この動作を繰り返すことにより部品実装のサイクルタイムを短縮することができる。
【００２７】
ところで、ステップS４０２で、制御装置１０はラベル５２を正規のものとして吸着したが、事前にラベル５２に表示された情報から生産計画に合致した正規のラベルであるか否かを確認してから進めることも可能である。即ち、ラベル５２表面には生産に必要な管理情報が印刷されているので、あらかじめマークカメラ１５でラベル５２に印刷されたIDコードを読み取り、部品実装機とオンライン接続された情報システムに生産計画どおりのラベル５２に相違ないか確認をとったうえでラベルの吸着に進むこともできる。もし仮に何らかの事情で生産計画どおりのラベルと異なっていた場合には、誤ってラベルを電子部品に貼付するのを回避することができる。特に数量が限定される電子部品のような場合は1個たりとも無駄にできないので、そのような事前確認を行うのが安全である。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２１  ラベル保持テープ
２２、５４  テープ台紙
２３、５２  ラベル
２４、３４  送り穴
３１、５８  部品保持テープ
３２、５７  電子部品
３３、６２  収容凹部
３５  テープ
５１  装着ノズル
５３  テープ回収孔
５６  テープガイド
５９  実装基板
６０  基板搬送コンベア
６１  部品吸着部
６３  粘着部（ラベル裏面）
６４  ラベル吸着部
Xa、Xb  テープ送り方向
Y    基板搬送方向
【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】
0006479015.tif 000006