(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を回路基板上の所定位置に装着するための電子部品装着装置において、
複数の電子部品を供給するための電子部品供給手段と、
前記電子部品供給手段が備える電子部品を真空吸着し、該電子部品を前記回路基板上の所定位置に装着するヘッド部と、
前記ヘッド部を前記回路基板上の所定位置に移動させるための駆動手段と、
前記ヘッド部による電子部品上の吸着位置を測定する吸着位置測定手段と、
前記ヘッド部及び前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備え、
水平面上で前記ヘッド部の移動方向に直交する方向の長さに正比例するように設定される許容値であって、電子部品を回路基板に装着する際に発生するエアブローの影響を装着位置周囲に存する他の電子部品が受けないと想定される電子部品上の範囲を、吸着範囲（Ｋ２）とし、
前記ヘッド部が真空吸着している前記ヘッド部の移動方向に直交する方向の中心位置から前記吸着位置までの距離を、吸着位置ずれ量（ｙ１）とし、
電子部品の構造上、前記中心位置より離れた位置を吸着する方が好ましい場合に設定される前記中心位置からの距離を、吸着ずらし量（ｙ２）とし、
前記制御手段は、Ｋ２≧|ｙ１−ｙ２|の関係が成立する時は、その時点における電子部品の吸着を維持して前記回路基板上の所定の位置まで移動させて電子部品装着させることを特徴とする電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着ノズルによる電子部品の吸着位置のずれに基づいて該電子部品を回路基板に装着するか否かを判断し、電子部品を回路基板へ装着する際に発生するエアブローによる周辺の電子部品の位置ずれを防ぐことが可能な電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品が普及するにつれて、その形状、重量及び大きさも多種多様になっている。これらの電子部品を複合して電子回路を構成するために、電子部品を回路基板に装着する電子部品装着装置がある。
図６に示すように、例えば、電子部品装着装置１００は、電子部品１０１などを備える電子部品供給手段１０２、電子部品１０１を真空吸着して回路基板１０３上の所定位置に装着する吸着ノズル１０４、回路基板１０３を搬送するための基板搬送装置１０５、基板搬送装置１０５に対して直角に、かつ、基板搬送装置１０５を跨ぐようにして設けられる二本の支持梁１０６、Ｙ方向へ移動自在となるように二本の支持梁１０６間に架け渡されるビーム１０７、該ビーム１０７の長さ方向に移動自在に取り付けられ、前記吸着ノズル１０４を支持すると共に、該吸着ノズル１０４を上下動及び回動させるヘッド部１０８等を備える。また、前記ビーム１０７のＹ方向への移動や、ヘッド部１０８のＸ方向への移動のために駆動手段（図示せず。）を備えている。そして、吸着ノズル１０４、ヘッド部１０８、駆動手段等の制御は、制御手段（図示せず）により行なわれる。
【０００３】
そして、前記制御手段が駆動手段の駆動を制御することで、ヘッド部１０８を電子部品供給手段１０８上の所定位置まで移動させ、吸着ノズル１０４に電子部品１０１を真空吸着させる。そして、ヘッド部１０８を回路基板１０３上の所定位置に移動させ、回路基板１０３上の所定位置において、吸着ノズル１０４の真空吸着状態を解除して、電子部品１０１を回路基板１０３に装着する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記電子部品供給手段として、例えば、テープフィーダを用いる場合は、電子部品はリール状に巻かれたテープの表面に張り付けられており、前記吸着ノズルによる電子部品の吸着に伴い、テープを順次送り出していくことで電子部品が供給されることになる。
ここで、前記テープフィーダの送り出し不良や、送り出し位置の設定不良などがあった場合は、電子部品がテープフィーダの所定位置に配置されず、予め各電子部品毎に設定されている該電子部品上の所定の吸着位置からずれた位置（主にＹ方向へずれる。）を吸着ノズルが吸着してしまう場合がある。
このような吸着ノズルによる吸着位置のずれに対応すべく、通常、ヘッド部には吸着ノズルが電子部品上のどの位置を吸着しているかを測定するための、例えばレーザー等を用いた吸着位置測定手段が取り付けられている。そして、該吸着位置測定手段が測定した位置ずれ量は制御手段に送信され、制御手段は受信した位置ずれ量から、電子部品を回路基板上の所定位置に装着するための補正量を算出し、該補正量に基づいてヘッド部の移動量を修正する作業が行なわれている。
しかし、例えば吸着ノズルが電子部品の端部近傍を吸着している場合は、吸着ノズルが、吸着している電子部品を回路基板に装着するために真空吸着状態を解除する際に発生する風圧（エアブロー）の影響を受けて、該電子部品の周囲に存する他の電子部品が回路基板上において位置ずれを引き起こす場合があった。
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題を考慮し、吸着ノズルによる電子部品の吸着位置のずれに基づいて該電子部品を回路基板に装着するか否かを判断し、電子部品を回路基板へ装着する際に発生するエアブローによる周辺の電子部品の位置ずれを防ぐことが可能な電子部品装着装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１記載の電子部品装着装置（１）は、電子部品（Ｃ）を回路基板上の所定位置に装着するための電子部品装着装置において、複数の電子部品を供給するための電子部品供給手段（１０）と、前記電子部品供給手段が備える電子部品を真空吸着し、該電子部品を前記回路基板上の所定位置に装着するヘッド部（２０）と、前記ヘッド部を前記回路基板上の所定位置に移動させるための駆動手段（６０）と、前記ヘッド部による電子部品上の吸着位置を測定する吸着位置測定手段（２２）と、前記ヘッド部及び前記駆動手段の駆動を制御する制御手段（８０）とを備え、
水平面上で前記ヘッド部の移動方向に直交する方向の長さに正比例するように設定される許容値であって、電子部品を回路基板に装着する際に発生するエアブローの影響を装着位置周囲に存する他の電子部品が受けないと想定される電子部品上の範囲を、吸着範囲（Ｋ２）とし、前記ヘッド部が真空吸着している前記ヘッド部の移動方向に直交する方向の中心位置から前記吸着位置までの距離を、吸着位置ずれ量（ｙ１）とし、電子部品の構造上、前記中心位置より離れた位置を吸着する方が好ましい場合に設定される前記中心位置からの距離を、吸着ずらし量（ｙ２）とし、前記制御手段は、Ｋ２≧|ｙ１−ｙ２|の関係が成立する時は、その時点における電子部品の吸着を維持して前記回路基板上の所定の位置まで移動させて電子部品装着させることを特徴とする
【０００７】
請求項１記載の電子部品装着装置によれば、前記吸着範囲を、電子部品を回路基板に装着する際に発生するエアブローの影響を、装着位置周囲に存する他の電子部品が受けないと想定される電子部品上の範囲として設定するものとし、前記吸着位置が該吸着範囲内に存在しない場合に、前記制御手段が電子部品を回路基板に装着しないと判断するよう設定しておくものとすれば、エアブローによる周辺の電子部品の位置ずれを防止することができる。
【０００９】
また、吸着範囲を電子部品の前後方向の長さに正比例するように設定される許容値とすることで、該吸着範囲の設定が容易となり電子部品装着作業の効率化を図ることができる。
【００１１】
また、電子部品に吸着ずらし量が設定されている場合には、ヘッド部が前記中心線から離れた部分を吸着した場合でも、該吸着ずらし量を考慮した上で、電子部品を装着するか否かを判断するので、電子部品装着作業の効率が向上するとともに、電子部品を廃棄するケースが少なくなり、電子部品装着作業にかかるコストを抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる電子部品装着装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定するものではない。
【００１３】
電子部品装着装置とは、コンベヤ等の基板搬送手段により電子部品装着装置内部の所定位置まで搬送された回路基板に対して、ヘッド部が備える吸着ノズルが電子部品供給手段に格納されている電子部品を真空吸着し、回路基板まで移動し、該回路基板上の所定位置に電子部品を装着する装置である。
【００１４】
本実施の形態にかかる電子部品装着装置１は、図１に示すように、周知の電子部品装着装置とほぼ同様に、電子部品供給手段１０、ヘッド部２０（吸着ノズル２１、吸着位置測定手段２２）、基板搬送手段３０、二本の支持梁４０、ビーム５０等を備える。また、前記ビーム５０のＹ方向への移動や、ヘッド部２０のＸ方向への移動のための駆動手段６０（タイミングベルト６１，６２及び回転型モータ６３，６４等）、ヘッド部２０の位置（ＸＹ座標）を検出する位置検出手段７０（図２を参照。）等を備えている。そして、電子部品装着装置１を構成するこれら装置の駆動制御は、制御手段８０（図２を参照。）により行なわれる。
なお、ヘッド部２０や該ヘッド部２０が備える吸着ノズル２１の所定位置への移動及び吸着ノズル２１による電子部品の真空吸着及び回路基板への装着等は、制御手段８０が備えるＣＰＵ８１が、ＲＯＭ８３に格納されているプログラムに基づいて行なわれるが、これらは周知の技術であるため詳しい説明は省略する。
【００１５】
電子部品供給手段１０は、電子部品装着装置１に電子部品を供給するために設けられる。本実施の形態においては、電子部品供給手段１０は設置部１１に取り付けられる複数のテープフィーダ１２（図１には１つのテープフィーダのみを図示。）を備えており、各テープフィーダ１２は、表面に複数個の電子部品が貼り付けられると共にリール状に巻かれたテープを格納している。そして、テープフィーダ１２の前方側上面には、吸着ノズル２１が電子部品を取り出すための開口部１２ａが設けられている。
【００１６】
吸着位置測定手段２２は、後述する吸着位置ずれ量ｙ１（図３を参照。）を測定するために設けられる。吸着位置ずれ量ｙ１の測定は、電子部品が吸着ノズル２１により吸着された状態において、該電子部品を水平面内で回転させる。そして、回動状態にある電子部品の上方側からレーザーを照射し、反射したレーザーを読取り、波形データとして処理、解析することで行なわれる。なお、このようなレーザによる吸着位置ずれ量ｙ１の測定方法以外であっても、例えば、吸着ノズル２１により吸着されている状態の電子部品をその上方側から撮影し、得られた画像データに基づいて吸着位置ずれ量ｙ１を測定する方法等、周知の方法を用いてもよい。
【００１７】
制御手段８０は、吸着ノズル２１が吸着した電子部品を回路基板に装着するか否かを判断すると共に、電子部品装着装置１を構成する複数の装置の駆動を制御するために設けられる。
制御手段８０は、図２に示すように、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、ＲＯＭ８３、入力インターフェース８４、出力インターフェース８５からなる主制御部８６を備える。そして、この主制御部８６には、例えばキーボード等からなる入力部８７及びＣＲＴ等からなる表示部８８が接続されている。なお、制御手段８０の入力インターフェース８４には、位置検出手段７０、吸着位置測定手段２２等が接続され、出力インターフェース８５には、ヘッド部２０、基板搬送手段３０、駆動手段６０等が接続されている。
【００１８】
次に、制御手段８０が、吸着した電子部品を回路基板へ装着するか否かを判断する際に用いられる二つの判定式について説明する。
まず、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電子部品Ｃの前後方向（Ｙ方向）長さをＬ、電子部品ＣのＹ方向についての中心線Ｎから吸着ノズル２１の吸着位置Ａの中心点Ａｏまでの距離を吸着位置ずれ量ｙ１（前記中心線Ｎから前方側（Ｙ軸の正方向）を正とする。）とし、前記電子部品ＣのＹ方向長さＬを二等分した値Ｌ／２に設定値Ｓ１をかけた値（Ｌ／２）×Ｓ１を許容値Ｋ１（吸着範囲）とし、
Ｋ１≧|ｙ１|・・・（判定式１）
で表される式を判定式１とする。そして、Ｋ１,ｙ１について前記判定式１で表される関係が成立する時は、制御手段８０が、電子部品Ｃを回路基板に装着しても装着位置周辺の他の電子部品はエアブローの影響を受けないと判断する。従って、吸着ノズル２１はこの時点での吸着状態を維持して回路基板上の所定位置まで移動し、電子部品Ｃを装着する。
【００１９】
ここで、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、装着される電子部品の種類や回路基板上における装着位置等を考慮して、電子部品によっては吸着ずらし量ｙ２が設定されている場合がある。
吸着ずらし量ｙ２は、例えば、電子部品ＣのＹ方向の重心位置が、該電子部品ＣのＹ方向の中心線Ｎから離れた位置に存在するため、この重心位置近傍を吸着した方が電子部品Ｃを所定位置まで安定した状態で移動させることができる場合や、電子部品Ｃの構造上、前記中心線Ｎより離れた位置を吸着する方が好ましい場合等に設定される吸着ノズル２１が吸着すべき前記中心線Ｎからの距離をいう。
【００２０】
そして、吸着した電子部品Ｃについて吸着ずらし量ｙ２（前記中心線Ｎから前方側（Ｙ軸の正方向）を正とする。）が設定されている場合には、前記電子部品ＣのＹ方向長さＬを二等分した値Ｌ／２に設定値Ｓ２をかけた値（Ｌ／２）×Ｓ２を許容値Ｋ２（吸着範囲）とし、
Ｋ２≧|ｙ１−ｙ２|・・・（判定式２）
で表される式を判定式２とする。そして、Ｋ２,ｙ１,ｙ２について前記判定式２で表される関係が成立する時は、その時点における電子部品Ｃの吸着状態を維持して回路基板に電子部品Ｃを装着しても、周辺の電子部品はエアブローの影響を受けないと判断される。従って、吸着ノズル２１はこの吸着状態を維持して回路基板上の所定位置まで移動し、電子部品Ｃを装着する。
【００２１】
なお、前記設定値Ｓ１,Ｓ２を、予め各電子部品毎に試験等を行なうことにより求めておき、電子部品装着作業の際に入力するものとする。なお、前記設定値Ｓ１,Ｓ２を同じ値としてもよい。
【００２２】
次に、本実施の形態にかかる電子部品装着装置１による電子部品Ｃの装着作業について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
まず、制御手段８０の制御により、吸着ノズル２１はテープフィーダ１２が備える前記開口部１２ａまで移動し、所定の電子部品Ｃを真空吸着する。なお、この真空吸着は、図示しない吸着用ポンプを駆動させることにより行なわれる。そして、ヘッド部２０に設けられる前記吸着位置測定手段２２によりレーザセンタリング（レーザを用いた吸着位置ずれ量ｙ１の測定）が行なわれる（ステップＳ１０）。なお、このような吸着位置ずれ量ｙ１の測定作業は、通常の電子部品装着装置においても行なわれているものである。即ち、電子部品装着装置が備える制御手段が、吸着ノズルの吸着位置ずれに対応すべく、上述のように、測定した吸着位置ずれ量から電子部品を回路基板上の所定位置に適切に装着するための補正量を算出し、該補正量に基づいてヘッド部（吸着ノズル）の移動量の修正を行なっている。なお、この場合のヘッド部の移動量の修正は、通常Ｙ方向だけでなくＸ方向についても行なわれる。
【００２４】
次に、前記吸着位置ずれ量ｙ１の測定結果に基づいた装着判定作業（以下、「装着判定作業」という。）を行なうように設定されているかどうかの確認が行なわれる（ステップＳ２０）。
ここで、ＮＯ、即ち、装着判定作業を行なわないように設定されている場合は、電子部品Ｃの回路基板への搭載を実行する（ステップＳ６０）。なお、ステップＳ６０においては、前記補正量に基づいた吸着ノズル２１の移動量修正作業を行なった上で、電子部品Ｃの搭載が行なわれるものとする。
【００２５】
また、ステップＳ２０においてＹＥＳ、即ち装着判定作業を行なうように設定されている場合は、各電子部品毎に設定されている吸着ずらし量ｙ２を考慮して電子部品Ｃを回路基板に装着するか否かの判定作業（以下、「吸着ずらし量を考慮した装着判定作業」という。）を行なうように設定されているかどうかの確認が行なわれる（ステップＳ３０）。
【００２６】
ここで、ＮＯ、即ち部品毎の吸着ずらし量を考慮した装着判定作業を行なわないように設定されている場合は電子部品Ｃの回路基板への搭載を実行する（ステップＳ６０）。また、ＹＥＳ、即ち部品毎の吸着ずらし量を考慮した装着判定作業を行なうように設定されている場合は前記判定式１に基づいて、吸着位置ずれ量ｙ１が許容値Ｋ１以下であるか否かが判定される（ステップＳ４０）。そして、ステップＳ４０においてＹＥＳ、即ち吸着位置ずれ量ｙ１（|ｙ１|）が許容値Ｋ１以下であると判定された場合にはステップＳ６０に移り、電子部品Ｃの搭載が実行される。
【００２７】
そして、ＮＯ、即ち、吸着位置ずれ量ｙ１が許容値Ｋ１よりも大きいと判定された場合には前記判定式２に基づいて、吸着位置ずれ量ｙ１から吸着ずらし量ｙ２を引いた値（|ｙ１−ｙ２|）が許容値Ｋ２以下であるか否かが判定される（ステップＳ５０）。そして、ＹＥＳと判定された場合にはステップＳ６０に移り、電子部品Ｃの搭載が実行される。そして、ＮＯと判定された場合にはステップＳ７０において電子部品Ｃが廃棄される。
この作業を繰り返すことで回路基板上への複数の電子部品Ｃの装着が完了する。
【００２８】
本実施の形態で示した電子部品装着装置１によれば、吸着ノズル２１が、電子部品Ｃの前後方向の中心線Ｎから一定量以上離れた部分を吸着していると判断した場合に、該電子部品Ｃの回路基板への装着を中止するので、吸着ノズル２１が電子部品Ｃを回路基板に装着する際に発生するエアブローによる周辺の電子部品Ｃの位置ずれを防止することができる。
【００２９】
また、電子部品Ｃに吸着ずらし量ｙ２が設定されている場合には、吸着ノズル２１が前記中心線Ｎから離れた部分を吸着した場合でも、該吸着ずらし量ｙ２を考慮した上で、電子部品Ｃを装着するか否かを判断するので、電子部品装着作業の効率が向上するとともに、電子部品Ｃを廃棄するケースが少なくなり、電子部品装着作業にかかるコストを抑えることができる。
また、前記許容値Ｋ１,Ｋ２を電子部品の前後方向の長さに正比例するように設定するので、該許容値の設定が容易となり電子部品装着作業の効率化を図ることができる。
また、装着判定作業及び吸着ずらし量を考慮した装着判定作業を行なうか否かを任意に選択可能であるので、電子部品装着作業の効率が向上する。
【００３０】
なお、ステップＳ１０において電子部品の吸着位置ずれ量ｙ１の測定が行なわれた後、該電子部品が、例えばテープフィーダ方式やバルクフィーダ方式等の所定の電子部品供給方式により供給された電子部品であるか否かの判断や、該電子部品が、レーザや画像認識等、所定の方法による吸着位置ずれ量ｙ１の測定が可能な電子部品であるか否かの判断を行い、判断結果に応じて、該電子部品を別工程により処理するものとしても良い。
【００３１】
また、前記ステップＳ７０において電子部品を廃棄せず回路基板に装着するものとしてもよい。この場合は、前記制御手段８０の制御により、吸着ノズル２１が電子部品を回路基板の所定位置に当接させた状態において、前記吸着ノズル２１の真空吸着を解除するために必要となる待機時間を通常の待機時間よりも長くすることで、真空吸着状態を解除する際に発生する風圧を軽減させ、風圧（エアブロー）の影響による周囲の電子部品の位置ずれ等を防ぐものとする。
【００３２】
また、本実施の形態においては、ステップＳ２０及びステップＳ３０において、装着判定作業及び吸着ずらし量を考慮した装着判定作業を行なうか否かについては、電子部品の装着作業開始前に予め設定しておくものとしたが、これに限らず、例えば各電子部品について、これら作業を行なう必要があるか否かを部品データとして前記ＲＯＭ８３が記憶しているものとし、吸着された電子部品に対して装着判定作業及び吸着ずらし量を考慮した装着判定作業を行なうか否かが自動的に判断されるものとしても良い。
また、本実施の形態においては、電子部品の前後方向（Ｙ方向）の吸着位置ずれ量ｙ１のみを検出するものとしたが、これに限らず、電子部品の左右方向（Ｘ方向）の吸着位置ずれ量も同時に検出し、電子部品の前後左右方向の吸着位置ずれ量に基づいて、電子部品を回路基板に装着するか否かを判断するものとしても良い。
【００３３】
なお、通常、電子部品の吸着作業の前工程において、電子部品装着装置に取り付けられた電子部品供給手段に生じる位置ずれを解消するための作業、いわゆるティーチングが行なわれる。
ティーチングは、例えば本実施の形態で示したテープフィーダ方式を採用する電子部品供給手段１０においては、位置ずれ検出用のセンサ（図示せず。）を用いて、前記設置部１１に設置された状態での各テープフィーダ１２毎の位置ずれ量を検出し、該位置ずれ量を制御手段８０に記憶させることで行なわれる。そして、吸着ノズル２１がテープフィーダ１２に格納されている電子部品を吸着する際には、各テープフィーダ１２毎の位置ずれを考慮し、該位置ずれを解消すべく吸着ノズル２１の移動量の修正が行なわれる。
従って、本実施の形態で示す電子部品の装着作業は、前記ティーチングが行なわれ、移動量が修正された吸着ノズル２１による電子部品の吸着位置ずれに対して行なわれるものとする。
【００３４】
また、本実施の形態では、ヘッド部自体がＸ方向に移動すると共に該ヘッド部を支持しているビームがＹ方向に移動する、いわゆるＸ−Ｙ一体型電子部品装着装置について説明したが、他にも、例えばヘッド部がＸ軸方向に移動し、基板搬送手段により回路基板をＹ軸方向に移動させることで回路基板上の任意の位置にヘッド部を移動可能とした、いわゆるＸ−Ｙ分離型の電子部品装着装置を用いても良い。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の電子部品装着装置によれば、エアブローによる周辺の電子部品の位置ずれを防止することができる。
【００３６】
また、吸着範囲の設定が容易となり電子部品装着作業の効率化を図ることができる。
【００３７】
また、電子部品装着作業の効率が向上するとともに、電子部品を廃棄するケースが少なくなり、電子部品装着作業にかかるコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる電子部品装着装置を示す要部斜視図である。
【図２】電子部品装着装置の構造を示すブロック図である。
【図３】電子部品上における吸着位置ずれ量を示す平面図である。
【図４】電子部品上における吸着ずらし量を示す平面図である。
【図５】本実施の形態にかかる電子部品装着装置による電子部品装着の判断方法を示すフローチャートである。
【図６】従来の電子部品装着装置を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
Ｃ      電子部品
Ｋ１    許容値
Ｋ２    許容値
ｙ１    吸着位置ずれ量
ｙ２    吸着ずらし量
１      電子部品装着装置
１０    電子部品供給手段
２０    ヘッド部
２２    吸着位置測定手段
６０    駆動手段
８０    制御手段
【図１】
0004633912.tif 000002
【図２】
0004633912.tif 000003
【図３】
0004633912.tif 000004
【図４】
0004633912.tif 000005
【図５】
0004633912.tif 000006
【図６】
0004633912.tif 000007