(57)【要約】【課題】既存の吸着ノズルを用いて回路基板に電子部品を高密度に装着しながらも、ノズルと電子部品の干渉による回路基板の装着精度や品質の低下を防止することのできる、電子部品の実装方法および実装装置を提供する。【解決手段】電子部品１ｃの隣接する方向への電子部品１ｃからのノズル３のはみ出し量が所定の値より小さくなるように電子部品の中心からずれた位置にノズルの位置決めを行ったのち、吸着を行うことで、ノズルが隣り合う装着済みの電子部品１ｂに接触することがなく、装着精度を向上させ良品を生産することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを部品供給部上方に位置決めする部品供給部位置決め工程と、
上記位置決めされたノズルにより上記部品供給部から装着予定の電子部品を吸着する吸着工程と、
上記装着予定の電子部品を装着する基板の装着領域に対して上記電子部品を吸着した上記ノズルを位置決めする装着位置決め工程と、
上記ノズルを上記基板に向けて移動させて、吸着している上記電子部品を上記基板に装着する装着工程を有する電子部品実装方法において、
上記部品供給部位置決め工程では、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう接近方向への上記装着予定の電子部品からの上記ノズルのはみ出し量が、ノズル干渉距離より小さくなるように上記部品供給部上方にて上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行うようにしたことを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
上記部品供給部位置決め工程において、上記接近方向とは、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう最短距離に沿った方向であり、上記ノズル干渉距離とは、上記隣接して既に装着された電子部品と上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との隙間の寸法であり、上記隣接して既に装着された電子部品のある方向への、上記装着予定の電子部品からのノズルのはみ出し量が、上記ノズル干渉距離であって、上記隣接して既に装着された電子部品と、上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との上記隙間より小さくなるように、上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行うようにした請求項１に記載の電子部品実装方法。
【請求項３】
装着予定の電子部品を供給する部品供給部と、上記部品供給部から上記装着予定の電子部品を吸着保持するノズルと、上記装着予定の電子部品を装着する装着領域を有する基板を保持する基板保持部と、上記ノズルを上記部品供給部や上記基板保持部の上方に位置決めを行う位置決め部を備える電子部品実装装置において、
上記部品供給部位置決め工程では、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう接近方向への上記装着予定の電子部品からの上記ノズルのはみ出し量が、ノズル干渉距離より小さくなるように上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行い、続いて吸着を行う様に動作制御する制御部をさらに備えるようにしたことを特徴とした電子部品実装装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記接近方向とは、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう最短距離に沿った方向であり、上記ノズル干渉距離とは、上記隣接して既に装着された電子部品と、上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との隙間の寸法であり、上記隣接して既に装着された電子部品のある方向への、上記装着予定の電子部品からの上記ノズルのはみ出し量が、上記ノズル干渉距離であって、上記隣接して既に装着された電子部品と、上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との上記隙間より小さくなるように、上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行うように動作制御するようにした請求項３に記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの各種部品を吸着ノズルにより吸着保持し、プリント基板などの各種装着対象物である基板の所定位置に、上記吸着保持された部品を自動的に装着する電子部品実装方法及び実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子部品装着装置においては、図４に示すように電子部品１を供給する部品供給部２と、部品供給部２より電子部品１を吸着するノズル３と、ノズル３を位置決めする位置決め部であるＸＹロボット４と、ノズル３の吸着している電子部品１のノズル３に対する位置を計測する計測部であるカメラ５と、基板６を保持する基板保持部７から成る。ノズル３はＸＹロボット４で部品供給部２上方に位置決めされた後、ノズル３が電子部品１を吸着保持する。次に、ノズル３の吸着保持する電子部品１をカメラ５で計測し、計測結果を基に基板保持部７上方の装着を行う位置を補正してＸＹロボット４でノズル３を位置決めし、基板６に対して部品の装着を行う。
【０００３】
近年の携帯電話に代表される電子機器の小型軽量化に伴い、電子回路基板においても、電子部品の小型化や、隣接する電子部品同士の間隔が小さくなってきている。電子部品としては１ｍｍ×０．５ｍｍや０．６ｍｍ×０．３ｍｍの大きさのものが主流であり、隣接する電子部品同士も０．２ｍｍや０．１ｍｍという極めて小さい間隔になってきている。
【０００４】
従来の電子部品実装装置においては、この様な微小の電子部品をノズルで吸着保持し、装着を行うわけであるが、電子部品の大きさに対し、吸着するノズルの大きさは、同等か少し大きくなっている。これは、電子部品より小さくしてしまうと、吸着口の大きさが小さくなり吸着力の低下を招くため吸着ミスにつながり廃棄する電子部品の数が多くなってしまう為である。また、ノズルの大きさを小さくすることにより、ノズル先端の強度が低下しノズルのかけなどが発生する恐れもある為である。この様なノズルの大きさのため、図５に示すように吸着している電子部品１からノズル３がはみ出ている部分９が、図６に示すように、装着する際に隣接する装着済みの電子部品１ｂに接触してしまい、装着精度を悪化させ不良品となる恐れがあった。
【０００５】
この課題に対して、特開２０００−２８６６００号公報（特願平１１−０８８５００号）の様に、計測部において吸着した電子部品を計測し、ノズルと装着済み電子部品の干渉が無いかを判定した後に装着するなどの方法がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２８６６００号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ノズルが電子部品より大きいか同等である以上、かなり多くの場合においてノズルが電子部品よりはみ出ることは避けられない。このため、電子部品を廃棄する量が多くなってしまうといった問題がある。また、判定後に１８０゜反転して再判定を行う方法も、極性のある電子部品には適用できないといった問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、既存の吸着ノズルを用いて回路基板に電子部品を高密度に装着しながらも、ノズルと電子部品の干渉による回路基板の装着精度や品質の低下を防止することのできる、電子部品の実装方法および実装装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１０】
本発明の第１態様によれば、ノズルを部品供給部上方に位置決めする部品供給部位置決め工程と、
上記位置決めされたノズルにより上記部品供給部から装着予定の電子部品を吸着する吸着工程と、
上記装着予定の電子部品を装着する基板の装着領域に対して上記電子部品を吸着した上記ノズルを位置決めする装着位置決め工程と、
上記ノズルを上記基板に向けて移動させて、吸着している上記電子部品を上記基板に装着する装着工程を有する電子部品実装方法において、
上記部品供給部位置決め工程では、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう接近方向への上記装着予定の電子部品からの上記ノズルのはみ出し量が、ノズル干渉距離より小さくなるように上記部品供給部上方にて上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行うようにしたことを特徴とする電子部品実装方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２態様によれば、上記部品供給部位置決め工程において、上記接近方向とは、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう最短距離に沿った方向であり、上記ノズル干渉距離とは、上記隣接して既に装着された電子部品と上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との隙間の寸法であり、上記隣接して既に装着された電子部品のある方向への、上記装着予定の電子部品からのノズルのはみ出し量が、上記ノズル干渉距離であって、上記隣接して既に装着された電子部品と、上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との上記隙間より小さくなるように、上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行うようにした第１の態様に記載の電子部品実装方法を提供する。
【００１２】
本発明の第３態様によれば、装着予定の電子部品を供給する部品供給部と、上記部品供給部から上記装着予定の電子部品を吸着保持するノズルと、上記装着予定の電子部品を装着する装着領域を有する基板を保持する基板保持部と、上記ノズルを上記部品供給部や上記基板保持部の上方に位置決めを行う位置決め部を備える電子部品実装装置において、
上記部品供給部位置決め工程では、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう接近方向への上記装着予定の電子部品からの上記ノズルのはみ出し量が、ノズル干渉距離より小さくなるように上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行い、続いて吸着を行う様に動作制御する制御部をさらに備えるようにしたことを特徴とした電子部品実装装置を提供する。
【００１３】
本発明の第４態様によれば、上記制御部は、上記接近方向とは、上記基板上の上記装着領域からその装着領域に隣接して既に装着された電子部品に向かう最短距離に沿った方向であり、上記ノズル干渉距離とは、上記隣接して既に装着された電子部品と、上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との隙間の寸法であり、上記隣接して既に装着された電子部品のある方向への、上記装着予定の電子部品からの上記ノズルのはみ出し量が、上記ノズル干渉距離であって、上記隣接して既に装着された電子部品と、上記装着予定の電子部品を上記装着領域に装着したときの上記装着予定の電子部品との上記隙間より小さくなるように、上記装着予定の電子部品の中心からずれた位置に上記ノズルの位置決めを行うように動作制御するようにした第３の態様に記載の電子部品実装装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態電子部品の実装方法を具現化するための電子部品実装装置の構成を示した概略構成図である。この電子部品実装装置は、電子部品１を供給する部品供給部の一例である複数のパーツカセット２ａと、複数の電子部品１を吸着保持可能とする複数のノズル３と、吸着している電子部品１のノズル３に対する位置を計測する計測部であるカメラ５と、基板６を保持する基板保持部７と、ノズル３を位置決めする位置決め部であるＸＹロボット４と、パーツカセット２ａの部品供給動作とノズル３の昇降及び吸着及び吸着解除動作とカメラ５の認識動作とＸＹロボット４の駆動などの各種の動作を制御する制御部８（図７参照）で構成される。
【００１７】
制御部８には、あらかじめ、装着する電子部品１ｃの装着領域１ａと隣接する電子部品１ｂとの隙間の距離Ｌを考慮した吸着ずらし量を後述するように入力して記憶させておく。制御部８は、ＸＹロボット４を制御し、ノズル３を、パーツカセット２ａ上方でかつ上記の吸着ずらし量だけ電子部品１の中心からずらした位置に位置決めする。そして、ノズル３を下降させたのち、電子部品１をノズル３に吸着保持させ、ノズル３を上昇させる。その後、制御部８は、ＸＹロボット４を制御して、ノズル３をカメラ５上方にて停止させて、吸着している電子部品１のノズル３に対する位置の計測をカメラ５により行わせる。制御部８は、カメラ５による上記計測結果を元にノズル３の基板保持部７上方での位置決め先を補正し、ＸＹロボット４を制御してノズル３を位置決めし、吸着している電子部品１の基板６、すなわち、吸着している電子部品１を装着する装着領域１ａに対する装着を行う。上記補正は、制御部８によりなされるものであって、吸着している電子部品１ｃのノズル３に対する位置が上記所定の吸着ずれ量以上にずれていたりしたとき、カメラ５で計測されたずれ量分だけ、ノズル３（言い換えれば、吸着している電子部品１ｃ）の基板６の装着領域１ａに対する位置決め時に補正を行うことにより、吸着している電子部品１ｃが上記所定の吸着ずれ量でもって装着領域１ａに装着されているようにしている。
【００１８】
図２は、ノズル３の大きさと電子部品１の大きさから吸着ずらし量を決める方法の一例を示すフローチャートである。図３は、ノズル３の大きさ（幅）と電子部品１の大きさ（幅）と隣接する装着済みの電子部品１ｂと装着領域１ａとの隙間を示す説明図である。
【００１９】
上記制御部８は、図７に示すように、制御部８での動作制御に必要な各種情報を記憶する記憶部８Ａと、記憶部８Ａに記憶された情報を元に演算する演算部８Ｂと、演算部８Ｂでの演算結果に基づき比較判定を行う比較判定部８Ｃとが接続されて、夫々，制御部８により動作制御される。
【００２０】
上記記憶部８Ａには、基板６上での各電子部品１ｂ，１ｃの装着領域の位置や大きさなどの情報が記憶されている他、基板６上において隣接する装着済みの電子部品１ｂと、これから装着する電子部品１ｃの装着領域１ａとの隙間をＬ、上記装着領域１ａに装着する電子部品１ｃの大きさ（幅）をＷ、各ノズル３の大きさ（幅）をＮとして、それぞれの値が記憶されている。また、後述する吸着ずらし量なども記憶部８Ａに記憶されている。上記演算部８Ｂは、上記差｛（Ｎ−Ｗ）／２｝や上記吸着ずらし量などを演算する。上記比較判定部８Ｃは、演算部８Ｂにより演算した結果と記憶部８Ａにより記憶されているデータとを比較判定する。
【００２１】
よって、まず、部品実装を行うとき、図２のステップＳ１において、制御部８により記憶部８Ａから必要な情報を読み出して、基板６上において隣接する装着済みの電子部品１ｂと、次に装着予定の電子部品１ｃの装着領域１ａとの隙間をＬ、上記装着領域１ａに装着する電子部品１ｃの大きさ（幅）をＷ、各ノズル３の大きさ（幅）をＮとする。なお、ノズルが部品がはみ出るのは両側であると仮定する。
【００２２】
次いで、ステップＳ２において、演算部８Ｂにより、ノズル３の大きさ（幅）Ｎと装着する電子部品１ｃの大きさ（幅）Ｗとの差（Ｎ−Ｗ）の２分の１である｛（Ｎ−Ｗ）／２｝を求める。そして、演算部８Ｂで求められた差｛（Ｎ−Ｗ）／２｝と隙間Ｌとを比較判定部８Ｃで比較判定する。すなわち、差｛（Ｎ−Ｗ）／２｝が隙間Ｌより小さいときには、ステップＳ３において、比較判定部８Ｃで吸着ずらし量は０とする。すなわち、ノズル３の大きさＮと電子部品１ｃの大きさＷとの差（Ｎ−Ｗ）の２分の１の値である｛（Ｎ−Ｗ）／２｝が、上記隙間Ｌより小さいということは、隣接する装着済みの電子部品１ｂとの距離が十分大きい場合であり、ノズル３による隣接する装着済みの電子部品１ｂへの干渉の恐れがないため、吸着ずらし量は０とし、ノズル３の中心は電子部品１ｃの中心に対してずらせる必要はなく、電子部品１の中心を吸着すると判定して、制御部８により、ＸＹロボット４及びノズル３による位置決め及び吸着及び装着動作を制御する。
【００２３】
これに対して、上記差｛（Ｎ−Ｗ）／２｝が隙間Ｌ以上のときには、ステップＳ４において、比較判定部８Ｃにより、吸着ずらし量を｛（Ｎ−Ｗ−Ｌ）／２｝とする。すなわち、隣接する装着済みの電子部品１ｂとの距離が小さくて干渉（言い換えれば接触）する可能性が高い場合であり、ノズル３の中心は電子部品１ｃの中心に対して、吸着ずらし量｛（Ｎ−Ｗ−Ｌ）／２｝だけ、ずらせて吸着すると判定する。この判定に基づき、この吸着ずらし量｛（Ｎ−Ｗ−Ｌ）／２｝を記憶部８Ａに記憶させて、上記制御部８により、先に述べたように、ノズル３の中心の電子部品１ｃの中心に対する位置決め時にＸＹロボット４を制御し、ノズル３を、パーツカセット２ａ上方でかつ上記の吸着ずらし量だけ電子部品１の中心からずらした位置に位置決めするとともに、その後の吸着及び装着動作を行わせる。このように、ノズル３の中心の電子部品１ｃの中心に対する吸着ずらし量を｛（Ｎ−Ｗ−Ｌ）／２｝とすることで、ノズル３により電子部品１ｃを吸着するとき、電子部品１ｃの装着領域１ａと隣接する電子部品１ｂとは反対方向に向けて｛（Ｎ−Ｗ−Ｌ）／２｝の分だけ、ノズル３の中心を電子部品１ｃの中心からずらせるように制御する。この結果、ノズル３によりずらせて吸着された電子部品１ｃを装着領域１ａに装着するとき、ノズル３と、隣接する装着済みの電子部品１ｂとの距離が少なくともＬ／２以上となるため干渉が生じない。なお、ずらせる量を｛（Ｎ−Ｗ−Ｌ）／２｝としたのは、あまり大きくずらし過ぎると、部品を吸着できなくなる可能性が高くなるからである。
【００２４】
上記実施形態によれば、ノズル３を電子部品１の中心から吸着ずらし量分だけずらして吸着させるため、隣接する装着済みの電子部品１ｂとノズル３との距離が干渉しない値だけ保たれ、干渉が生じないため、装着精度を向上させ、良品を生産することができる。
【００２５】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装方法及び実装装置によれば、ノズル３を電子部品１の中心から吸着ずらし量分だけずらして吸着させるため、隣接する装着済みの電子部品とノズルとの距離が干渉しない値だけ保たれることになり、隣接する電子部品との間隔か極めて小さい電子部品を装着する際に、ノズルが隣り合う装着済みの電子部品に接触することがなく、装着精度を向上させ、良品を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電子部品実装装置を示す概略構成図である。
【図２】上記実施形態にかかる電子部品実装装置での吸着ずらし量を決定する方法を示すフローチャートである。
【図３】ノズル３の大きさと電子部品１の大きさと隣接する装着済みの電子部品１ｂと装着領域１ａとの隙間を示す説明図である。
【図４】従来の実装機を示す概略構成図である。
【図５】ノズルと装着済み部品が干渉する様子を示す概略図である。
【図６】ノズルと装着済み部品が干渉する様子を示す概略図である。
【図７】上記実施形態にかかる電子部品実装装置での制御部と他の装置及び部材との接続関係を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…電子部品、１ａ…装着領域、１ｂ…装着済みの電子部品、１ｃ…装着する電子部品、２…部品供給部、２ａ…パーツカセット、３…ノズル、４…ＸＹロボット、５…カメラ、６…基板、７…基板保持部、８…制御部。
【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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【図６】
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【図７】
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