(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の供給部から移載ヘッドのノズルによって電子部品をピックアップして保持し基板に実装する電子部品の実装装置であって、ピックアップ動作時に許容されるピッチ差の値が異なる複数の電子部品を並置状態で前記移載ヘッドのピックアップ位置に供給する供給部と、電子部品を保持するノズルを複数備え前記供給部から複数の電子部品を同時にピックアップして保持する移載ヘッドと、前記ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチのデータと前記ノズルの配列ピッチのデータを示すピッチデータを記憶するピッチ記憶部と、前記ノズルによるピックアップ動作におけるノズルと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータを各電子部品ごとに記憶するオフセットデータ記憶部と、前記ピッチ記憶部に記憶されたピッチデータと前記オフセットデータ記憶部に記憶された許容オフセットデータに基づいてノズルの配列ピッチＰｎとピックアップ位置における電子部品の配列ピッチＰｐの差によって発生する位置ずれであるピッチ差ΔＰ（｜Ｐｐ−Ｐｎ｜）を各電子部品に振り分けるための位置合わせ補正量を補正量算出部によって算出するとともに、前記位置合わせ補正量に基づいて電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を制御する制御手段とを備え、前記ピッチ差ΔＰを振り分ける際は、電子部品の許容位置ずれ量を示す許容オフセット値に基づいて重み付け係数を求め、この重み付け係数を用いて位置ずれが許容される程度が大きい種類の電子部品にはその分だけ多くピッチ差を振り分けることを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品の実装装置による電子部品の実装方法であって、前記供給部において複数の電子部品を並置状態で前記移載ヘッドのピックアップ位置に供給する工程と、前記移載ヘッドのノズルによって前記供給部のピックアップ位置から複数の電子部品を同時にピックアップして保持する工程と、移載ヘッドを移動させて複数の電子部品を基板に移載する工程とを含み、前記ノズルによる電子部品のピックアップ動作において、前記ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチＰｐおよび移載ヘッドのノズルの配列ピッチＰｎのデータと、ノズルと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータとに基づいて、前記配列ピッチＰｐと前記配列ピッチＰｎの位置ずれであるピッチ差ΔＰ（｜Ｐｐ−Ｐｎ｜）を各電子部品に振り分けるように電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を前記制御手段により制御するものであり、前記ピッチ差ΔＰを振り分ける際は、電子部品の許容位置ずれ量を示す許容オフセット値に基づいて重み付け係数を求め、この重み付け係数を用いて位置ずれが許容される程度が大きい種類の電子部品にはその分だけ多くピッチ差を振り分けることを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置および実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の実装装置においては、電子部品をテーピング状態で収納するテープフィーダや電子部品を平面上に多数格納したトレイなどが配列された電子部品の供給部から移載ヘッドによって電子部品をピックアップし、基板へ移送搭載する。近年実装効率の向上の要請から、移載ヘッドに吸着ノズルなどの部品保持部を複数備え、移載ヘッドが供給部と基板との間を１往復する１実装ターン動作において複数の電子部品を同時に移送する方法が用いられるようになっている。この方法においては、供給部における電子部品の配列ピッチ（以下、「部品ピッチ」と略称）と移載ヘッドのノズルなどの部品保持部の配列ピッチ（以下、「ノズルピッチ」と略称）が一致している必要がある。
【０００３】
しかしながら多種類の電子部品を実装対象とする汎用型の実装装置では、必ずしもこれらの部品ピッチとノズルピッチは完全には一致しない場合が多いため、ピックアップ動作に支障を来さない程度の多少のピッチの相違は許容範囲とみなし、ノズルと電子部品とを完全に位置あわせしない状態でピックアップする場合がある。そしてこの場合には、従来はピッチ差を無視して１つの電子部品を基準にして移載ヘッドを位置あわせしたり、ピッチ差を各電子部品に等分に振り分けて位置を補正した上で移載ヘッドによるピックアップを行うなどの方法が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の方法では、以下に説明するような不都合が発生していた。すなわち同時移送される電子部品は必ずしも同一種類であるとは限らず、異なる種類の電子部品を並列状態でピックアップする場合がある。そして電子部品の種類が異なる場合には、ピックアップ動作時に許容されるピッチ差の値も異なる。このため、前述のように一方の電子部品を基準として位置あわせした場合には、他方の電子部品に全てピッチ差が振り分けられる結果、許容値以上のピッチ差となってピックアップが不安定となり、またピッチ差を等分に振り分けた場合には、許容値が厳しい方の電子部品のピックアップが不安定となっていた。このように従来は、ピッチ差に起因して複数部品同時移送を断念せざるを得ない場合が多く、適用範囲が限定されていた。
【０００５】
そこで本発明は、複数部品同時移送の適用範囲を拡大し実装効率を向上させることができる電子部品の実装装置および実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品の実装装置は、電子部品の供給部から移載ヘッドのノズルによって電子部品をピックアップして保持し基板に実装する電子部品の実装装置であって、ピックアップ動作時に許容されるピッチ差の値が異なる複数の電子部品を並置状態で前記移載ヘッドのピックアップ位置に供給する供給部と、電子部品を保持するノズルを複数備え前記供給部から複数の電子部品を同時にピックアップして保持する移載ヘッドと、前記ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチのデータと前記ノズルの配列ピッチのデータを示すピッチデータを記憶するピッチ記憶部と、前記ノズルによるピックアップ動作におけるノズルと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータを各電子部品ごとに記憶するオフセットデータ記憶部と、前記ピッチ記憶部に記憶されたピッチデータと前記オフセットデータ記憶部に記憶された許容オフセットデータに基づいてノズルの配列ピッチＰｎとピックアップ位置における電子部品の配列ピッチＰｐの差によって発生する位置ずれであるピッチ差ΔＰ（｜Ｐｐ−Ｐｎ｜）を各電子部品に振り分けるための位置合わせ補正量を補正量算出部によって算出するとともに、前記位置合わせ補正量に基づいて電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を制御する制御手段とを備え、前記ピッチ差ΔＰを振り分ける際は、電子部品の許容位置ずれ量を示す許容オフセット値に基づいて重み付け係数を求め、この重み付け係数を用いて位置ずれが許容される程度が大きい種類の電子部品にはその分だけ多くピッチ差を振り分けた。
【０００７】
請求項２記載の電子部品の実装方法は、請求項１記載の電子部品の実装装置による電子部品の実装方法であって、前記供給部において複数の電子部品を並置状態で前記移載ヘッドのピックアップ位置に供給する工程と、前記移載ヘッドのノズルによって前記供給部のピックアップ位置から複数の電子部品を同時にピックアップして保持する工程と、移載ヘッドを移動させて複数の電子部品を基板に移載する工程とを含み、前記ノズルによる電子部品のピックアップ動作において、前記ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチＰｐおよび移載ヘッドのノズルの配列ピッチＰｎのデータと、ノズルと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータとに基づいて、前記配列ピッチＰｐと前記配列ピッチＰｎの位置ずれであるピッチ差ΔＰ（｜Ｐｐ−Ｐｎ｜）を各電子部品に振り分けるように電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を前記制御手段により制御するものであり、前記ピッチ差ΔＰを振り分ける際は、電子部品の許容位置ずれ量を示す許容オフセット値に基づいて重み付け係数を求め、この重み付け係数を用いて位置ずれが許容される程度が大きい種類の電子部品にはその分だけ多くピッチ差を振り分けるようにした。
【０００８】
本発明によれば、ノズルによる電子部品のピックアップ動作において、ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチおよび移載ヘッドにおけるノズルの配列ピッチのデータと、ノズルと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータとに基づいてノズルの配列ピッチとピックアップ位置における電子部品の配列ピッチの差によって発生する位置ずれであるピッチ差を各電子部品に振り分けるための位置合わせ補正量を補正量算出部によって算出するとともに、前記位置合わせ補正量に基づいて電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を制御することにより、ピッチ差を各電子部品の許容オフセット値に基づいて合理的に配分することができ、複数部品同時移送の適用範囲を拡大することができる。
【０００９】
【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の実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品の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のピックアップ動作の説明図である。
【００１０】
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において基台１の中央には、搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し、電子部品実装位置にて基板３を位置決めする。搬送路２の両側には、電子部品の供給部４が設けられている。供給部４にはテープフィーダ５が多数台並設されている。テープフィーダ５は電子部品をピックアップ位置５ａまで供給する。すなわち、供給部４においては、複数の電子部品が並置状態で移載ヘッドのピックアップ位置に供給される。
【００１１】
基台１の上面の両側端には、Ｙ軸テーブル８Ａ、８Ｂが並列に配設されており、Ｙ軸テーブル８Ａ、８Ｂには、Ｘ軸テーブル７が架設されている。Ｘ軸テーブル７には移載ヘッド６が装着されており、Ｘ軸テーブル７およびＹ軸テーブル８Ａ，８Ｂを駆動することにより移載ヘッド６は水平移動し、テープフィーダ５のピックアップ位置５ａからチップをピックアップし、基板３上に実装する。このピックアップから実装までの動作途中において、移載ヘッド６のノズルに保持されたチップは、カメラ９によって下方から撮像され、移載ヘッド６のノズルに対する位置ずれ量が検出される。
【００１２】
図２に示すように、移載ヘッド６は複数（本実施の形態では２個）の単位移載ヘッド６ａを備えたマルチタイプの移載ヘッドである。各単位移載ヘッド６ａのノズル６ｂは、電子部品を吸着して保持する。したがって、単位移載ヘッド６ａのノズル６ｂは部品保持部となっており、移載ヘッド６は供給部４から複数の電子部品を同時にピックアップして保持する。
【００１３】
ここで単位移載ヘッド６ａのノズル６ｂの配列ピッチＰｎは、テープフィーダ５の配列ピッチＰｐとは一致しておらず、移載ヘッド６によって複数の電子部品をピックアップする場合には、移載ヘッド６のノズル６ｂと電子部品との間には位置ずれが生じる。
【００１４】
次に図３を参照して制御系について説明する。図３において、ＣＰＵ１０は全体制御部であり、プログラム記憶部１１に記憶された各種のプログラムに従って以下に説明する各部の動作制御や演算を行う。プログラム記憶部１１は各種動作や処理に必要なプログラムを記憶する。データ記憶部１２は、実装対象の基板３上に実装されるチップの種類や実装座標データなどの実装データを記憶するほか、ピッチ記憶部１２ａとオフセットデータ記憶部１２ｂとを備えている。ピッチ記憶部１２ａは、ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチのデータと移載ヘッド６における各単位移載ヘッド６ａのノズル６ｂの配列ピッチのデータを示すピッチデータを記憶する。オフセットデータ記憶部１２ｂは、単位移載ヘッド６ａのノズル６ｂによるピックアップ動作におけるノズル６ｂと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータを各電子部品ごとに記憶する。
【００１５】
モータ駆動部１３は、Ｘ軸テーブル７、Ｙ軸テーブル８Ａおよび移載ヘッド６の上下動テーブル（図示せず）に備えられたＸ軸モータ１６、Ｙ軸モータ１７およびＺ軸モータ１８を駆動する。画像認識部１４はカメラ９によって撮像された画像データを画像処理することにより、移載ヘッド６のノズル６ｂに保持された状態の電子部品の位置を検出し、ノズル６ｂに対する電子部品の相対的な位置ずれ量を求める。
【００１６】
補正量算出部１５は、ピッチ記憶部１２ａとオフセットデータ記憶部１２ｂに記憶されたピッチデータ、オフセットデータに基づいて、ノズル６ｂの配列ピッチＰｎとピックアップ位置における電子部品の配列ピッチＰｐとの差によって発生する位置ずれを、各電子部品に適正に振り分けるための位置合わせ補正量を算出する。電子部品のピックアップ時においては、ＣＰＵ１０はこの位置合わせ補正量に基づいて移載ヘッドの位置合わせを行う。すなわち補正量算出部１５およびＣＰＵ１０は、ピッチデータと許容オフセットデータに基づいて電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を制御する制御手段となっている。
【００１７】
この電子部品の実装装置は上記の様に構成されており、以下動作について各図を参照して説明する。図１において、供給部４には異なる２種類の電子部品Ｐ１，Ｐ２を供給するテープフィーダ５が隣接して配置されており、電子部品Ｐ１，Ｐ２はピックアップ位置５ａに並置状態で供給されている（図４参照）。この後、実装動作シーケンスに従って実装動作が開始される。実装動作開始後には、これらの電子部品Ｐ１，Ｐ２は移載ヘッド６の２つのノズル６ｂによって同時にピックアップされ、基板３へ移送される。
【００１８】
このピックアップ動作に先立って、補正量算出部１５によって位置合わせ補正量が算出される。すなわち、ピッチ記憶部１２ａおよびオフセットデータ記憶部１２ｂからピッチデータおよびオフセットデータを読み込み、以下に示す方法で位置合わせ補正量を算出した上で、ピックアップ動作が行われる。
【００１９】
この位置合わせ補正について、図４を参照して説明する。図４は、並置された相隣接する２つの異なる電子部品Ｐ１，Ｐ２を、２つの単位移載ヘッド６ａのノズル６ｂによって同時にピックアップする状態を示している。図４（ａ）は、１つのノズル６ｂを電子部品Ｐ１に位置合わせした状態を示しており、ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチＰｐとノズル６ｂの配列ピッチＰｎとの間には、位置ずれであるピッチ差ΔＰ（｜Ｐｐ−Ｐｎ｜）が存在している。
【００２０】
このようなピッチ差ΔＰが存在する場合における移載ヘッド６と各電子部品Ｐ１，Ｐ２との位置合わせについて説明する。図４（ｂ）は、ピッチ差ΔＰを２つの位置ずれ量ΔＰ１，ΔＰ２に振り分けた状態を示しており、ここでは振り分けの基準として許容位置ずれ量を示す許容オフセット値に基づいて重み付け係数を求め、ピッチ差にこの重み付け係数を乗じて振り分け量を求める。すなわち、ピッチ差｜Ｐｐ−Ｐｎ｜を分割して２つの電子部品に振り分ける際に、位置ずれが許容される程度が大きい種類の電子部品にはその分だけ多くピッチ差を振り分けるものである。
【００２１】
次にここで用いられる重み付け係数の計算例を示す。各電子部品Ｐ１，Ｐ２についての許容オフセット値をｄ１，ｄ２とすれば、電子部品Ｐ１，Ｐ２についての重み付け係数ｎ１，ｎ２は、それぞれｄ１／（ｄ１＋ｄ２）、ｄ２／（ｄ１＋ｄ２）で表される。そして、これらの重み付け係数をピッチ差に乗じた量が、それぞれの電子部品に振り分けられる位置ずれ量ΔＰ１，ΔＰ２に相当する。もちろん、このようにして求められた位置ずれ量ΔＰ１，ΔＰ２が、それぞれの許容オフセット値ｄ１，ｄ２よりも小さいことが、同時ピックアップが可能となる条件である。
【００２２】
そしてこれらの電子部品Ｐ１，Ｐ２をピックアップする際には、各ノズル６ｂと電子部品Ｐ１，Ｐ２との位置ずれが、求められた位置ずれ量ΔＰ１，ΔＰ２となるように、ＣＰＵ１０によってＸ軸テーブル７およびＹ軸テーブル８Ａ，８Ｂを制御する。
【００２３】
すなわち、上記方法によればノズル６ｂと電子部品のピッチ差が各電子部品の許容位置ずれ量を超えてピックアップ時の不具合が発生する確率を最小に抑えることができ、言い換えれば複数部品の同時移送適用範囲を拡大することができる。なお本実施の形態では、供給部４に並列に配置されたテープフィーダ５から並置状態の電子部品をピックアップする例を示しているが、供給部の形態はこれに限定されず、複数部品が並置状態で供給される形態であればよい。
【００２４】
また、上記実施の形態では部品ピッチＰｐを一定として扱っているが、現実には同一種類のテープフィーダを並列配置した場合にあっても、それぞれのテープフィーダの固有の器差によって図面上の配列ピッチと、実際のピックアップ位置との間には誤差が発生する。そしてこの誤差は同一のテープフィーダについては固有値として扱えることから、各テープフィーダごとにこの固有の位置ずれ量を記憶させておき、移載ヘッド６の位置合わせに際してこの位置ずれ量を加味した位置補正を行うようにすれば、さらに高精度の位置合わせが可能となりピックアップ時の不具合をさらに減少させることができる。
【００２５】
さらに、上記実施の形態では電子部品を保持する部品保持部として真空吸着により電子部品を吸着保持するノズル６ｂの例を示しているが、機械的なチャッキングによって部品を保持するものであってもよい。この場合にあっても、チャッキング時の位置ずれ量が許容範囲内に収められることにより、ピックアップミスの発生を減少させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズルによる電子部品のピックアップ動作において、ピックアップ位置における電子部品の配列ピッチおよび移載ヘッドにおけるノズルの配列ピッチのデータと、ノズルと電子部品との許容位置ずれ量を示す許容オフセットデータとに基づいてノズルの配列ピッチとピックアップ位置における電子部品の配列ピッチの差によって発生する位置ずれであるピッチ差を各電子部品に振り分けるための位置合わせ補正量を補正量算出部によって算出するとともに、前記位置合わせ補正量に基づいて電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの位置を制御するようにしたので、ピッチ差を各電子部品の許容オフセット値に基づいて合理的に配分することができ、複数部品同時移送の適用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品の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のピックアップ動作の説明図
【符号の説明】
３  基板
４  供給部
５  テープフィーダ
６  移載ヘッド
６ａ  単位移載ヘッド
６ｂ  ノズル
１０  ＣＰＵ
１２ａ  ピッチ記憶部
１２ｂ  オフセットデータ記憶部
１５  補正量算出部
【図１】
0003888042.tif 000002
【図２】
0003888042.tif 000003
【図３】
0003888042.tif 000004
【図４】
0003888042.tif 000005