(57)【要約】【課題】部品供給に要する時間を短縮して生産効率を向上させるとともに、多品種共用化を促進して設備費用を低減することができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】部品供給部に配設されたテープフィーダから電子部品を移載ヘッドによってピックアップし、基板に実装する電子部品実装装置において、キャリアテープ１７を１ピッチ送るテープ送り動作によって２個の電子部品Ｐ２を移載ヘッドによるピックアップ可能範囲Ａに位置させ、ピックアップ可能範囲Ａ内における電子部品Ｐ２の位置を示す部品吸着位置データに基づいて、２個の電子部品Ｐ２に対して移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせしてピックアップする。これにより、部品供給時間を短縮して生産性を向上させるとともに、送りピッチを標準化してテープフィーダの共用化を促進することができる。【選択図】　図５
2004056030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部に配設されたテープフィーダから電子部品を移載ヘッドによってピックアップし、基板に実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を保持したキャリアテープを１ピッチもしくは複数ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を前記移載ヘッドによるピックアップ可能範囲に位置させるテープフィーダと、前記ピックアップ可能範囲内における電子部品の位置を示す部品吸着位置データを記憶する吸着位置データ記憶手段と、この吸着位置データに基づいて前記ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品に対して前記移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせするノズル位置合わせ手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
部品供給部に配設されたテープフィーダから電子部品を移載ヘッドによってピックアップし、基板に実装する電子部品実装方法であって、前記電子部品を保持したキャリアテープを１ピッチもしくは複数ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を前記移載ヘッドによるピックアップ可能範囲に位置させるテープ送り工程と、前記ピックアップ可能範囲内における電子部品の位置を示す部品吸着位置データに基づいて、前記ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品に対して前記移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせしてピックアップするピックアップ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、電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置においては、部品供給部に配設されたパーツフィーダから、移載ヘッドによって電子部品がピックアップされる。パーツフィーダとして、電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより電子部品を移載ヘッドによるピックアップ位置に供給するテープフィーダが多用される。テープフィーダに用いられるキャリアテープは、テープ幅や送り穴ピッチが標準化されたものが用いられ、多品種を対象として同一規格のテープフィーダに使用できるようになっている。
【０００３】
すなわち、キャリアテープの保持対象となる電子部品をサイズによって区分し、この区分に従って送り穴ピッチと部品配列間隔との関係が決定される。例えば、標準サイズのものはキャリアテープの送り穴ピッチの１ピッチ毎に電子部品が１個保持されており、大型部品の場合には、そのサイズに応じて複数ピッチ毎に電子部品が１個保持される。そして逆に部品サイズが小さい微小部品の場合には、キャリアテープの１ピッチ内に複数の電子部品が保持される。例えば、ハーフピッチサイズと呼ばれる電子部品では、１ピッチ当たり２個の電子部品が、またさらに小型のクォーターピッチサイズの電子部品では、１ピッチ当たり４個の電子部品が保持される。
【０００４】
そしてこれらの電子部品を電子部品実装装置の移載ヘッドに供給する際には、送りピッチが対象となる部品の保持ピッチに合致したテープフィーダを用い、常に電子部品を同一のピックアップ位置にピッチ送りするようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年電子部品の微小化に伴い、上述のハーフピッチサイズさらにはクォーターピッチサイズの部品が高頻度で使用されるようになってきている。このため、従来の電子部品実装装置にこのような１ピッチ当たり複数の電子部品が保持されたキャリアテープを用いると、標準送りピッチの１／２または１／４の小ピッチでキャリアテープをピッチ送りする必要があり、同一テープ長当たりのピッチ送り回数が著しく増大する。
【０００６】
このためテープ送り機構は高頻度で発停を繰り返すことになり、結果として部品供給に要する時間を増大させて作業効率を低下させる。またこれらの微小部品に対応するためには、ハーフピッチ、クォーターピッチに対応したピッチ送りが可能なテープフィーダをそれぞれ準備する必要があり、テープフィーダの必要ストック数が増加して、設備共用化、設備費用低減の要請に反する結果となる。
【０００７】
そこで本発明は、部品供給に要する時間を短縮して生産効率を向上させるとともに、多品種共用化を促進して設備費用を低減することができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置は、部品供給部に配設されたテープフィーダから電子部品を移載ヘッドによってピックアップし、基板に実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を保持したキャリアテープを１ピッチもしくは複数ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を前記移載ヘッドによるピックアップ可能範囲に位置させるテープフィーダと、前記ピックアップ可能範囲内における電子部品の位置を示す部品吸着位置データを記憶する吸着位置データ記憶手段と、この吸着位置データに基づいて前記ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品に対して前記移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせするノズル位置合わせ手段とを備えた。
【０００９】
請求項２記載の電子部品実装方法は、部品供給部に配設されたテープフィーダから電子部品を移載ヘッドによってピックアップし、基板に実装する電子部品実装方法であって、前記電子部品を保持したキャリアテープを１ピッチもしくは複数ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を前記移載ヘッドによるピックアップ可能範囲に位置させるテープ送り工程と、前記ピックアップ可能範囲内における電子部品の位置を示す部品吸着位置データに基づいて、前記ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品に対して前記移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせしてピックアップするピックアップ工程とを含む。
【００１０】
本発明によれば、キャリアテープを１ピッチもしくは複数ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を前記移載ヘッドによるピックアップ可能範囲に位置させるテープフィーダと、ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品に対して移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせするノズル位置合わせ手段とを備えることにより、ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品を順次連続してピックアップすることができ、部品供給時間を短縮して生産性を向上させるとともに、送りピッチを標準化してテープフィーダの共用化を促進することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に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テープフィーダが配置される電子部品実装装置の断面図、図２は本発明の一実施の形態のテープフィーダの側面図、図３は本発明の一実施の形態のテープフィーダのピックアップ位置の側面図、図４（ａ）、図５，図７は本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分平面図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分側面図、図６は本発明の一実施の形態のテープフィーダによるテープ送り動作の説明図である。
【００１２】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構造について説明する。図１において、電子部品実装装置１は電子部品を供給する部品供給部２を備えており、部品供給部２に設けられたフィーダベース３の上面には、テープフィーダ４が複数基装着されている。テープフィーダ４は、フィーダベース３の下方に位置した台車５にセットされた供給リール６から、電子部品を保持したキャリアテープ７を引き出し、保持された電子部品を移載ヘッド８によるピックアップ位置まで供給する。
【００１３】
移載ヘッド８は複数の吸着ノズルを備えたマルチノズルタイプであり、制御部１４によって制御されるヘッド駆動部１１によって駆動され、テープフィーダ４からピックアップした電子部品を搬送路９上に位置決めされた基板１０に実装する。この実装動作では、１回の実装ターンにおいて複数の吸着ノズルによってそれぞれ電子部品を順次ピックアップし、基板に移送搭載することができるようになっている。
【００１４】
テープフィーダ４のピックアップ位置の上方には、カメラ１２が配設されている。カメラ１２はピックアップ位置を撮像し、この撮像データを認識部１３によって認識処理することにより、キャリアテープ７に保持された電子部品やキャリアテープ７の送り孔の位置を認識する。制御部１４には記憶部１５が接続されており、記憶部１５は実装動作のために必要な実装シーケンスプログラムや、実装作業の対象となる基板や電子部品に関する実装データを記憶するほか、移載ヘッド８が電子部品をピックアップする際の吸着位置を示す部品吸着位置データや、テープフィーダ４によるテープ送りパターンに関するデータを記憶する。記憶部１５は、吸着位置データ記憶手段となっている。
【００１５】
次に図２、図３、図４を参照して、テープフィーダ４について説明する。図２において、テープフィーダ４は細長形状のフレーム部材である本体部４ａの下面をフィーダベース３の上面に沿わせて装着され、本体部４ａの下面に設けられた係止部４ｂをフィーダベース３の端部に係止させることにより位置が固定される。そしてこの状態で、本体部４ａに内蔵されたフィーダ制御部２４が、係止部４ｂに設けられたコネクタ２８を介して、電子部品実装装置１の制御部１４（図１）と接続されるようになっている。
【００１６】
テープフィーダ４の前端部（図２において右側）には、スプロケット２１が配設されている。図３に示すようにスプロケット２１の外周には、キャリアテープ７に所定ピッチで設けられたテープ送り用の送り孔７ｂに噛み合うピン２１ａが等ピッチで設けられており、またスプロケット２１の側面には、モータ２２の出力軸に結合されたベベルギアと噛み合う歯面が設けられている。モータ２２を回転駆動することによりスプロケット２１は回転し、これによりキャリアテープ７がテープ送りされる。モータ２２およびスプロケット２１は、キャリアテープ７を所定ピッチでピッチ送りするテープ送り機構となっている。
【００１７】
このテープ送りにより、供給リール６からキャリアテープ７が引き出される。引き出されたキャリアテープ７は、後端部からテープフィーダ４の内部に導かれ、テープ送り経路に沿って前方へ送られて本体部４ａの上面を前端部に向かって走行する。送られてきたキャリアテープ７は上面に設けられたカバー部材２３によって上方を覆われた状態でピッチ送りされ、テープフィーダ４の前端部に設定された電子部品のピックアップ可能範囲Ａに到達する。ピックアップ可能範囲Ａは、移載ヘッド８の吸着ノズル８ａが電子部品ピックアップのための昇降動作を支障なく行える範囲として設定される。
【００１８】
カバー部材２３には、ピックアップ可能範囲Ａ内の所定位置に切り欠き部２３ａが設けられており、キャリアテープ７のピッチ送りの途中で凹部７ａ内に保持された電子部品Ｐ１は切り欠き部２３ａを介して吸着ノズル８ａによって吸着されピックアップされる。切り欠き部２３ａは、移載ヘッド８によって電子部品Ｐ１を取り出すための部品取り出し用開口部となっている。図４（ｂ）に示すように、電子部品Ｐのピックアップに先だって、キャリアテープ７の上面からトップテープ７ｃが切り欠き部２３ａ内に設けられた剥離爪部２３ｅによって剥離され、後方へ折り返されて本体部４ａに内蔵されたテープ収納容器内に収納される。切り欠き部２３ａの前方側のスプロケット２１に相当する位置には、ピン２１ａの逃がし用の溝部２３ｂが設けられており、キャリアテープ７の送り穴７ｂから上面側に突出したピン２１ａがカバー部材２３と干渉しないようになっている。
【００１９】
次に、キャリアテープにおける送り穴ピッチと電子部品の配列間隔との関係について、図４（ａ），図５を参照して説明する。図４（ａ）に示すキャリアテープ７は、標準サイズの電子部品Ｐ１を保持しており、電子部品Ｐ１を保持する凹部７ａはピッチｐで設けられた送り孔７ｂの中間に１ピッチに１箇所づつ配列されている。従って、スプロケット２１が１ピッチ相当分だけ回転することにより、１個の電子部品Ｐ１がピックアップ可能範囲Ａ内の切り欠き部２３ａに位置する。Ｙ方向の座標ｙ（１１）は、ピッチ送りにおいて電子部品Ｐ１を保持した凹部７ａが停止する位置、すなわち吸着ノズル８ａによる部品吸着位置を示しており、記憶部１５に部品吸着位置データとして記憶されている。
【００２０】
図５に示すキャリアテープ１７は、ハーフピッチサイズの電子部品Ｐ２を保持しており、ここでは電子部品Ｐ２を保持する凹部１７ａは、キャリアテープ７と同一のピッチｐで設けられた送り穴１７ｂの各ピッチ毎に２箇所づつ配列されている。従って、この場合にはスプロケット２１が１ピッチ相当分だけ回転することにより、２個の電子部品Ｐ２がピックアップ可能範囲Ａ内の切り欠き部３３ａに位置する。Ｙ方向の座標ｙ（２１）、ｙ（２２）は、同様にピッチ送りにおいて電子部品Ｐ２を保持した凹部１７ａが停止し、吸着ノズル８ａによって電子部品Ｐ２が吸着される部品吸着位置を示しており、同様に記憶部１５に記憶されている。
【００２１】
すなわち、テープフィーダ４はキャリアテープ１７を１ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を移載ヘッド８によるピックアップ可能範囲内に位置させることが可能となっている。そして、吸着ノズル８ａが前述の部品吸着位置を示す座標ｙ（２１）、ｙ（２２）に順次位置するよう、制御部１４によってヘッド駆動部１１を制御することにより、これらの電子部品Ｐ２は吸着ノズル８ａによってピックアップされる。すなわち制御部１４およびヘッド駆動部１１は、吸着位置データに基づいて、ピックアップ可能範囲Ａ内に位置した複数の電子部品に対して、移載ヘッド８に装着された吸着ノズル８ａを順次位置合わせするノズル位置合わせ手段となっている。
【００２２】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に図６を参照して、電子部品実装方法について説明する。この電子部品実装方法は、部品供給部２に配設されたテープフィーダ４によってピッチ送りされるキャリアテープ１７に保持された電子部品を移載ヘッド８によってピックアップし、基板１０に実装するものであり、図６は、この電子部品実装方法におけるテープ送り動作を示している。
【００２３】
図６（ａ）は、キャリアテープ１７を１ピッチだけ送るテープ送り動作によって、２つの電子部品Ｐ２を移載ヘッド８によるピックアップ可能範囲Ａに位置させるテープ送り工程後の状態を示している。この状態では、ピックアップ可能範囲Ａ内の切り欠き部３３ａには、電子部品Ｐ２を保持した２つの凹部１７ａが位置している。
【００２４】
次いでピックアップ工程に移行する。ここでは、部品吸着位置データに基づいて移載ヘッド８を駆動し、ピックアップ可能範囲Ａ内に位置した２つの電子部品Ｐ２に対して複数の吸着ノズル８ａを順次位置合わせしてピックアップする。すなわち、図６（ｂ）に示すように、まず右側の凹部１７ａに保持されていた電子部品Ｐ２をピックアップし、次いで左側の凹部１７ａに保持されていた電子部品Ｐ２をピックアップする。
【００２５】
これにより図６（ｃ）に示すように、２つの凹部１７ａが空状態となる。そしてこの後、図６（ｄ）に示すように、再びテープ送り工程が実行され、キャリアテープ１７が再度１ピッチ送られることにより、２つの電子部品Ｐ２が切り欠き部３３ａ内に位置する。そしてこの後、電子部品Ｐ２は同様にピックアップされる。
【００２６】
なお上記テープ送り動作では、１回のテープ送りに１ピッチ分だけキャリアテープを送る例を示したが、テープ送り量は１ピッチには限定されず、２ピッチ以上の複数ピッチ送りを採用してもよい。記憶部１５には、キャリアテープに保持された電子部品の種類に応じて最適なテープ送り方式を選択できるよう、予めテープ送りパターンデータが記憶されており、テープフィーダ４にセットされるキャリアテープの種別が入力されることにより、１ピッチ送りであるか、または複数ピッチ送りであるかが、制御部１４からテープフィーダ４に指令されるようになっている。
【００２７】
図７は、１回のテープ送り動作において２ピッチ分だけテープ送りする２ピッチ送り方式を示している。まず図７（ａ）は、キャリアテープ７に対して２ピッチ送り方式を適用した例を示している。この場合には、カバー部材２３の替わりに、２ピッチ分に相当する開口幅の切り欠き部３４ａがピックアップ可能範囲Ａ内に設けられたカバー部材３４を用いる。そしてピッチ送り停止状態における切り欠き部３４ａ内の凹部７ａのＹ方向位置を示す座標ｙ（１１）、ｙ（１２）を、部品吸着位置データとして記憶部１５に予め記憶させる。
【００２８】
実装作業時のテープ送り動作においては、スプロケット２１を２ピッチ分に相当する回転角度だけ回転させる。これにより、１回のテープ送り動作によって２個の電子部品Ｐ１が切り欠き部３４ａ内に送られ、移載ヘッド８は複数の吸着ノズル８ａをこれらの電子部品Ｐ１に順次位置合わせしてピックアップする。
【００２９】
図７（ｂ）は、キャリアテープ１７に対して２ピッチ送り方式を適用した例を示している。この場合も同様に２ピッチ分の開口幅の切り欠き部３４ａが設けられたカバー部材３４を用いる。そしてピッチ送り停止状態における切り欠き部３４ａ内の凹部１７ａのＹ方向位置を示す座標ｙ（２１）、ｙ（２２）、ｙ（２３）、ｙ（２４）を、部品吸着位置データとして記憶部１５に予め記憶させる。
【００３０】
実装作業時のテープ送り動作においては、スプロケット２１を２ピッチ分に相当する回転角度だけ回転させる。これにより、１回のテープ送り動作によって４個の電子部品Ｐ２が切り欠き部３４ａ内に送られ、移載ヘッド８は複数の吸着ノズル８ａをこれらの電子部品Ｐ２に順次位置合わせしてピックアップする。
【００３１】
なお上記説明では、標準サイズの電子部品Ｐ１を保持したキャリアテープ７と、ハーフピッチサイズの電子部品Ｐ２を保持したキャリアテープ１７についてのみ説明したが、さらに微小な電子部品、例えば１ピッチ内に４個が配列されるクォーターピッチサイズの電子部品についても、本発明を適用可能である。
【００３２】
このように、１回のテープ送り動作によって複数の電子部品を移載ヘッドのピックアップ可能範囲内に位置させることにより、同一テープ長当たりのピッチ送り回数を低減することができる。したがって、テープフィーダ４のテープ送り機構を高頻度で発停させる必要がなく、部品供給に要する全体時間を短縮して作業効率を向上させることができる。またハーフピッチ、クォーターピッチなどの微小部品に対応する場合においても、ハーフピッチ、クォーターピッチに対応したピッチ送りが可能な専用のテープフィーダを準備する必要がない。したがって、既存の標準ピッチのテープフィーダを流用することができ、多品種共用化を促進して設備費用を低減することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、キャリアテープを１ピッチもしくは複数ピッチ送るテープ送り動作によって複数の電子部品を前記移載ヘッドによるピックアップ可能範囲に位置させるテープフィーダと、ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品に対して移載ヘッドに装着された吸着ノズルを順次位置合わせするノズル位置合わせ手段とを備えたので、ピックアップ可能範囲内に位置した複数の電子部品を順次連続してピックアップすることができ、部品供給時間を短縮して生産性を向上させるとともに、送りピッチを標準化してテープフィーダの共用化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のテープフィーダが配置される電子部品実装装置の断面図
【図２】本発明の一実施の形態のテープフィーダの側面図
【図３】本発明の一実施の形態のテープフィーダのピックアップ位置の側面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分平面図
（ｂ）本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分側面図
【図５】本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分平面図
【図６】本発明の一実施の形態のテープフィーダによるテープ送り動作の説明図
【図７】本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分平面図
【符号の説明】
１　電子部品実装装置
２　部品供給部
４　テープフィーダ
７、１７　キャリアテープ
７ａ、１７ａ　凹部
７ｂ、１７ｂ　送り孔
８　移載ヘッド
８ａ　吸着ノズル
１０　基板
１１　ヘッド駆動部
１４　制御部
１５　記憶部
２３、３３　カバー部材
２３ａ、３３ａ　切り欠き部
【図１】
2004056030.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004056030.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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