(57)【要約】【課題】実装ミスの判定を正確に行い、製品歩留まりを向上させ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】部品供給部から電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装において、搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを真空度計測結果に基づいて検出したならば、当該部品の実装位置座標のデータを実装ミスデータとして記憶し、実装ミスと判定された電子部品の実装位置に基板認識用のカメラを移動させて当該部品の有無を確認する。ここで部品無しであれば実装ミス検出が正しく行われたと判定し、部品有りの場合には実装ミス語圏出と判定して、補充実装完了のフラグを立てて補充実装対象から除外する。これにより正しい実装ミスの判定に従って補充実装を適切に行い、製品歩留まりを向上させることができる。【選択図】　図４
2004103894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を吸着ノズルにより保持して基板に移送搭載する移載ヘッドと、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させて電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段と、実装ミス検出手段による検出結果を実装ミスデータとして記憶する記憶手段と、実装ミスと判定された電子部品について、前記基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定する検出結果判定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】
前記実装ミスデータおよび検出結果判定に基づいて実装ミスの電子部品を基板に補充実装する補充実装手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装方法であって、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させて電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出工程と、実装ミス検出結果を実装ミスデータとして記憶する実装ミスデータ記憶工程と、実装ミスと判定された電子部品について、前記基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定する検出結果判定工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記実装ミスデータおよび検出結果判定に基づいて正しく判定された実装ミスの電子部品を基板に補充実装する補充実装工程とを含むことを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給部から電子部品を取り出して基板に実装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】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置において電子部品を保持する方法として、真空吸着による方法が用いられる。この方法は、下端部に吸着孔が設けられた吸着ノズルを電子部品の上面に当接させた状態で吸着孔から真空吸引することにより発生する負圧を利用して電子部品を保持するものであり、真空吸引をオンオフすることのみによって保持状態を制御できるという利点がある反面、真空吸引状態は種々の要因によって変化することから保持状態は必ずしも安定せず、確実な電子部品の保持・保持解除が保証されないという欠点がある。
【０００３】
このため、吸着ノズルを用いた電子部品実装装置では、実装動作の所定のタイミング、例えば電子部品を保持した吸着ノズルを基板に対して上下動させる搭載動作後に、電子部品が確実に基板に搭載されたか否かを検出する実装ミスの検出が行われる。この実装ミス検出においては、真空吸引回路の真空度を検出する方法などによって吸着ノズルの下端部に電子部品が存在するか否かが検出される。そして電子部品の存在が検出された場合には、搭載動作において電子部品が正しく実装されない実装ミスが生じたと判断する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１３５６９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記方法による実装ミス検出には、次のような難点がある。まず、吸着ノズル内の真空度によって電子部品の有無を検出する方法では、微小部品を対象とする場合には吸着孔径が小さい細径ノズルを用いることに起因して、正しい検出結果を安定して得ることが困難になっている。このため、吸着ノズルに電子部品が保持されていないにもかかわらず電子部品ありを示す検出信号が出力され、この結果基板に電子部品が正しく実装されているにもかかわらず、当該電子部品について実装ミスの誤判定がなされる。そして実装ミスが発生した基板は不良基板として廃棄処理される結果、製品歩留まりを低下させるという不都合が生じる。このように、従来の電子部品実装装置においては、実装ミス検出精度に起因して、不良基板と誤判定される基板が発生し、製品歩留まりを低下させるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、実装ミスの判定を正確に行い、製品歩留まりを向上させ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。
【０００７】
【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、部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置であって、前記電子部品を吸着ノズルにより保持して基板に移送搭載する移載ヘッドと、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させて電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出手段と、実装ミス検出手段による検出結果を実装ミスデータとして記憶する記憶手段と、実装ミスと判定された電子部品について、前記基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定する検出結果判定手段とを備えた。
【０００８】
請求項２記載の電子部品実装装置は、請求項１記載の電子部品実装装置であって、前記実装ミスデータおよび検出結果判定に基づいて実装ミスの電子部品を基板に補充実装する補充実装手段とを備えた。
【０００９】
請求項３記載の電子部品実装方法は、部品供給部に配列されたパーツフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装方法であって、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させて電子部品を基板に搭載する搭載動作後になお電子部品が吸着ノズルに保持された状態で存在する実装ミスを検出する実装ミス検出工程と、実装ミス検出結果を実装ミスデータとして記憶する実装ミスデータ記憶工程と、実装ミスと判定された電子部品について、前記基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定する検出結果判定工程とを含む。
【００１０】
請求項４記載の電子部品実装方法は、請求項３記載の電子部品実装方法であって、前記実装ミスデータおよび検出結果判定に基づいて正しく判定された実装ミスの電子部品を基板に補充実装する補充実装工程とを含む。
【００１１】
本発明によれば、実装ミスと判定された電子部品について、基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定することにより、実装ミスの判定を正確に行い、製品歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
【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電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの構成を示す図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理のフロー図、図５、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理の動作説明図である。
【００１３】
まず図１を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において基台１の中央にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し電子部品の実装位置に位置決めする。搬送路２の両側方には、部品供給部４が配置されており、それぞれの部品供給部４には多数のテープフィーダ５が並設されている。テープフィーダ５はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【００１４】
基台１上面の両端部上にはＹ軸テーブル６Ａ，６Ｂが配設されており、Ｙ軸テーブル６Ａ、６Ｂ上には２台のＸ軸テーブル７Ａ，７Ｂが架設されている。Ｙ軸テーブル６Ａを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＡがＹ方向に水平移動し、Ｙ軸テーブル６Ｂを駆動することにより、Ｘ軸テーブル７ＢがＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル７Ａ，７Ｂには、それぞれ移載ヘッド８および移載ヘッド８と一体的に移動するカメラ９が装着されている。
【００１５】
後述する制御部１５によってＹ軸テーブル６Ａ，Ｘ軸テーブル７Ａ，Ｙ軸テーブル６Ｂ，Ｘ軸テーブル７Ｂをそれぞれ組み合わせて駆動することにより、移載ヘッド８は水平移動し、それぞれの部品供給部４から電子部品を吸着ノズル１０（図２参照）によってピックアップし、搬送路２に位置決めされた基板３上に実装する。部品供給部４から搬送路２に至る経路には、ラインカメラ１９が配設されている。ラインカメラ１９は、それぞれの移載ヘッド８に保持された状態の電子部品を下方から撮像する。
【００１６】
次に図２を参照して移載ヘッド８について説明する。図２に示すように、移載ヘッドはマルチタイプであり、部品保持手段としての単位移載ヘッド８ａを８個備えた構成となっている。これらの単位移載ヘッド８ａはそれぞれ下端部に電子部品を吸着して保持する吸着ノズル１０を備え、個別に昇降動作が可能となっている。ここで吸着ノズル１０は単位移載ヘッド８ａの下部に設けられた装着部８ｂ（図３参照）に着脱自在に装着され、電子部品の種類に応じて交換されるようになっている。
【００１７】
カメラ９は、移載ヘッド８と一体的に移動することにより、基板３上に移動して基板３を撮像する。カメラ９は画像認識部１９に接続されており、カメラ９による基板３の撮像結果を画像認識部１９によって認識処理することにより、基板３の位置を認識する。またカメラ９は、後述するように実装動作において発生する実装ミス、すなわち吸着ノズル１０が搭載動作を行った後において電子部品が吸着ノズル１０に保持されたままとなっている状態が検出された後に行われる実装ミス検出結果の正否確認用の撮像を行う。
【００１８】
そしてこの撮像結果を画像認識部１９によって認識処理することにより、当該電子部品の実装位置において電子部品の有無が確認される。この確認結果は制御部１５に送られ、これにより、当該実装ミス検出結果の正否が判定される。従って、カメラ９，画像認識部１９および制御部１５は、実装ミスと判定された電子部品について、基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定する検出結果判定手段となっている。
【００１９】
ここで図３を参照して、吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引・制御系の構成について説明する。図３に示すように、単位移載ヘッド８ａにおいて吸着ノズル１０が装着される装着部８ｂには真空バルブ１１が接続されており、真空バルブ１１は真空吸引源である真空ポンプ１３に接続されている。装着部８ｂに吸着ノズル１０が装着された状態で真空ポンプ１３を駆動し、真空バルブ１１を開状態にすることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａより真空吸引する。装着部８ｂには、フィルタ１８が内蔵されており、吸着ノズル１０から吸引された空気がフィルタ１８を通過することにより、真空吸引時に空気とともに吸引された異物がフィルタ１８によって捕集される。
【００２０】
真空バルブ１１と真空ポンプ１３の間の真空吸引回路には、真空センサ１２が配設されている。真空センサ１２は、真空吸引回路内の真空度、すなわち真空吸引回路内の絶対圧力と大気圧との差を示す圧力差を真空度として計測する。ここでは真空度が高いほど、絶対圧が低いことを示している。真空センサ１２の計測結果は、判定部１４に送られる。
【００２１】
判定部１４は、真空センサ１２の真空度計測結果を記憶部１６に記憶されている部品吸着状態における真空度データと比較することにより、吸着ノズル１０の下端部における電子部品の有無を判定する。従ってこの判定結果により、搭載動作後になお電子部品が吸着ノズル１０に保持された状態で存在する実装ミスを検出することができる。すなわち真空センサ１２および判定部１４は、上記実装ミスを検出する実装ミス検出手段となっている。
【００２２】
判定部１４による判定結果は制御部１５に送られる。制御部１５は判定結果に基づいて報知部１７に実装ミスの報知を行うとともに、当該電子部品の基板上における実装位置に関するデータを実装ミスデータとして記憶部１６に記憶させる。すなわち、記憶部１６は実装ミス検出手段による検出結果を実装ミスデータとして記憶する記憶手段となっている。前述のカメラ９による電子部品の撮像に際しては、この実装ミスデータに基づいて移載ヘッド８を移動させることによりカメラ９の位置合わせが行われる。
【００２３】
そして一連の電子部品実装動作が終了した後には、実装ミスデータが制御部１５によって読み出され、実装ミスが発生した電子部品を対象として、移載ヘッド８により補充実装が行われる。このとき、カメラ９によって実装位置を撮像した結果により、実装ミスが実際に発生した電子部品のみを対象として補充実装が実行される。すなわち、移載ヘッド８および制御部１５は、実装ミスデータおよび検出結果判定に基づいて正しく判定された実装ミスの電子部品を基板に補充実装する補充実装手段となっている。
【００２４】
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、部品供給部４に配列されたテープフィーダ５から電子部品Ｐを取り出して基板３に移送搭載する電子部品実装動作を反復する過程において、実装ミスが検出された場合に行われる処理について、図４、図５，図６を参照して説明する。
【００２５】
図５（ａ）は、テープフィーダ５から各単位移載ヘッド８ａの吸着ノズル１０によって電子部品Ｐを取り出した移載ヘッドが、基板３上に移動した状態を示している。この後１つの単位移載ヘッド８ａに保持した電子部品Ｐを実装位置に位置合わせした後、図５（ｂ）に示すように、電子部品Ｐを保持した吸着ノズル１０を基板３に対して上下動させて、電子部品Ｐを基板３に搭載する搭載動作を行う。
【００２６】
このとき、真空センサ１２で真空度を計測することにより、図５（ｃ）に示すように、搭載動作後になお電子部品Ｐが吸着ノズル１０に保持された状態で存在する実装ミスを検出する（ＳＴ１）（実装ミス検出工程）。実装ミスが検出されたならば、実装ミス検出結果より当該部品の実装位置を示すデータを実装ミスデータとして記憶部１６に記憶する（ＳＴ２）（実装ミスデータ記憶工程）。
【００２７】
次いで、実装ミス検出結果の正否確認が行われる。すなわち実装ミスデータに基づいて、当該部品の実装位置にカメラ９を移動させ、部品の有無確認のための撮像を行う（ＳＴ３）。そして撮像結果を画像認識部１９で認識処理することにより、当該部品の有無を判定する（ＳＴ４）。これにより、当該実装ミス検出結果の正否が判定される（検出結果判定工程）。
【００２８】
このとき、図５（ｄ）に示すように、電子部品Ｐが吸着ノズル１０に保持されたままであり、基板３の実装位置において電子部品Ｐの存在が確認されなかった場合には、実装ミスが正しく検出されたと判定し、この後電子部品実装装置の運転を再開する（ＳＴ５）。そして一連の電子部品実装動作が完了した後には、記憶された実装ミスデータに基づいて、補充実装が実行される（補充実装工程）。
【００２９】
図６は、実装ミス検出結果が正しくない場合の例を示している。すなわち、図５（ａ）、（ｂ）と同様に、電子部品Ｐを保持した吸着ノズル１０を基板３に対して上下動させた後に、図５（ｃ）に示すように電子部品Ｐが正しく基板３に搭載されているにもかかわらず、真空センサ１２による真空度計測結果によれば吸着ノズル１０に電子部品Ｐが保持された状態であるとの誤った実装ミス検出結果が出力される場合がある。
【００３０】
このような場合においても、図６（ｄ）に示すように、カメラ９を当該部品の実装位置に移動させて撮像することにより、電子部品Ｐの存在が確認され、この結果、実装ミス検出結果が誤りであることが正しく判定される。すなわち、図４の（ＳＴ４）において部品有りの判定がなされ、次いで制御データ上で補充実装完了のフラグを立てる処理が行われる（ＳＴ６）。これにより、後に行われる予定の補充実装においては、誤って実装ミスとされた電子部品については補充実装対象から除外される。
【００３１】
上記説明したように、本実施の形態に示す実装ミス検出においては、吸着ノズル内部の真空度に基づく電子部品の有無検出に加えて、実装位置をカメラによって撮像して部品有無を直接確認するようにしている。これにより、真空度に基づく部品有無判定が難しい微小部品を対象とする場合においても、実装ミスの判定を正確に行うことができる。このため、誤判定により不良基板として誤って廃棄処理される基板数を減少するとともに、正しく判定された実装ミス検出結果に従って電子部品の補充実装を適切に行うことができ、製品歩留まりを向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、実装ミスと判定された電子部品について、基板の当該電子部品の実装位置において電子部品の有無を確認することにより当該実装ミス検出結果の正否を判定するようにしたので、実装ミスの判定を正確に行うことができ、正しく判定された実装ミス検出結果に従って電子部品の補充実装を適切に行うことができ、製品歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの構成を示す図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理のフロー図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理の動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法における実装ミス検出時処理の動作説明図
【符号の説明】
３　基板
４　部品供給部
８　移載ヘッド
８ａ　単位移載ヘッド
１０　吸着ノズル
１２　真空センサ
１４　判定部
１５　制御部
１６　記憶部
Ｐ　電子部品
【図１】
2004103894.tif 000003
【図２】
2004103894.tif 000004
【図３】
2004103894.tif 000005
【図４】
2004103894.tif 000006
【図５】
2004103894.tif 000007
【図６】
2004103894.tif 000008