(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求される実装位置精度が高い電子部品であるＱＦＰを備えたトレイフィーダから成る第１のパーツフィーダと、要求される実装位置精度が前記電子部品よりも低い電子部品である抵抗チップやチップコンデンサを備えたテープフィーダやバルクフィーダから成る第２のパーツフィーダとがあり、これらのパーツフィーダの電子部品をＸテーブルとＹテーブルに駆動されて水平方向に移動する移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックアップし、移載ヘッドをラインセンサの上方をラインセンサの長手方向に直交する方向に移動させて電子部品の位置を認識した後、基板に移送して搭載するようにした電子部品実装方法であって、要求される実装位置精度の高い電子部品を備えた前記第１のパーツフィーダをラインセンサの長手方向に対する片側に配置することにより、前記第１のパーツフィーダでピックアップされた電子部品をラインセンサの上方を同一方向に移動させてその位置を認識する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】
電子部品の実装に先立って行われるノズルのキャリブレーションを、前記方向と同一方向に行うようにしたことを特徴とする請求項１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、要求される実装精度が異る多品種の電子部品を基板に実装する電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置として、テープフィーダ、チューブフィーダ、バルクフィーダ、トレイフィーダなどのパーツフィーダに備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックアップし、移載ヘッドをＸテーブルとＹテーブルにより水平移動させて、電子部品を基板に実装するようにしたものが広く実施されている。
【０００３】
ノズルでピックアップされた電子部品は位置ずれを有しており、したがって基板に実装するのに先立って、電子部品の位置を認識装置で認識することが行われる。認識装置としては、エリア型のＣＣＤカメラ、ラインセンサを備えたＣＣＤカメラなどの平面情報を入手するための光学装置、およびレーザユニットなどの高さ情報を入手するための光学装置などが用いられている。
【０００４】
図６は、認識装置としてラインセンサを用いた従来の電子部品実装装置の移載ヘッドの移動軌跡を示す平面図である。図中、１は基板であり、ガイドレール２上に位置決めされている。基板１の一方の側部にはトレイ３ａを２個備えたトレイフィーダ３が設けられており、他方の側部にはテープフィーダ４やバルクフィーダ５が多数個並設されている。また基板１とトレイフィーダ３の間には、認識装置６が設けられている。この認識装置はラインセンサを備えている。
【０００５】
移載ヘッド（図示せず）は、トレイフィーダ３、テープフィーダ４、バルクフィーダ５の電子部品をノズルに真空吸着してピックアップし、認識装置６の上方を移動してノズルの下端部に真空吸着された電子部品の位置認識をした後、電子部品を基板１に移送して搭載する。
【０００６】
図中、矢印Ａは移載ヘッドがトレイフィーダ３の左側のトレイ３ａの電子部品を基板１に実装する移動軌跡である。また矢印Ｂ，Ｃ，Ｄは同様に、トレイフィーダ３の右側のトレイ３ａやテープフィーダ４、バルクフィーダ５の電子部品を基板１に実装する移動軌跡である。電子部品を認識するときは、移載ヘッドはラインセンサの上方をその長手方向に直交する方向（図６ではＸ方向）に移動し、これにより電子部品をスキャンニングしてその平面情報を入手する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６において、左側のトレイ３ａの電子部品をピックアップした移載ヘッドは、矢印Ａで示すように右方（Ｘ１方向）へ移動しながら電子部品の認識を行う。また右側のトレイ３ａの電子部品をピックアップした移載ヘッドは、矢印Ｂで示すように左方（Ｘ２方向）へ移動しながら、電子部品の認識を行う。
【０００８】
ところが、ラインセンサの場合、スキャンニングの方向（Ｘ１方向かＸ２方向か）によって、入手される電子部品の位置データに一画素以上の狂い（位置ずれ）が生じる。この位置ずれは、ラインセンサから出力される画像信号の流れの速度に、スキャンニングの方向によって差異があることに起因すると考えられる。このようにスキャンニングの方向により電子部品の位置データに狂いが生じると、電子部品を基板１に実装する位置精度にも狂いを生じ、実装位置精度があがらないこととなる。
【０００９】
トレイフィーダには一般に要求される実装位置精度の高いＱＦＰなどの電子部品が備えられており、このような電子部品の場合、上記した一画素以上の位置ずれは無視できないものである。これに対し、テープフィーダやバルクフィーダなどに備えられた電子部品に要求される実装位置精度はそれ程高いものではなく、したがって上記狂いは一般的にはほとんど無視できる。
【００１０】
したがって本発明は、要求される実装位置精度が異る多品種の電子部品を基板に実装するにあたり、要求される実装位置精度の高い電子部品について、ラインセンサにおけるスキャンニング方向の方向による位置認識の狂いを解消し、電子部品を高い実装位置精度で基板に実装することができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、要求される実装位置精度が高い電子部品であるＱＦＰを備えたトレイフィーダから成る第１のパーツフィーダと、要求される実装位置精度が前記電子部品よりも低い電子部品である抵抗チップやチップコンデンサを備えたテープフィーダやバルクフィーダから成る第２のパーツフィーダとがあり、これらのパーツフィーダの電子部品をＸテーブルとＹテーブルに駆動されて水平方向に移動する移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックアップし、移載ヘッドをラインセンサの上方をラインセンサの長手方向に直交する方向に移動させて電子部品の位置を認識した後、基板に移送して搭載するようにした電子部品実装方法であって、要求される実装位置精度の高い電子部品を備えた前記第１のパーツフィーダをラインセンサの長手方向に対する片側に配置することにより、前記第１のパーツフィーダでピックアップされた電子部品をラインセンサの上方を同一方向に移動させてそ
の位置を認識するようにしたものである。
【００１２】
また好ましくは、電子部品の実装に先立って行われるノズルのキャリブレーションを、この方向と同一方向に行うようにしたものである。
【００１３】
上記構成において、要求される実装位置精度の高い電子部品については、同一方向にラインセンサの上方を移動させて画像データを入手する。また好ましくは、電子部品の実装に先立って行われるノズルのキャリブレーションを、この方向と同一方向に行う。したがってスキャンニングの方向による電子部品の位置データの狂いは解消され、電子部品の位置を正確に求めて基板に位置精度よく実装することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一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斜視図、図２は同平面図、図３は同移載ヘッドと認識装置の斜視図、図４は同移載ヘッドの移動軌跡を示す平面図である。
【００１５】
まず図１〜図３を参照して、電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１および図２において、基台１０の上面中央には基板１のガイドレール１１が設けられている。基台１０の上面両側部には、Ｙテーブルを構成するＹ方向の送りねじ１２、リニヤガイド１３、送りねじ１２を回転させるモータ１４が設けられている。これらは門型フレーム１５の内部に設けられている。左右の門型フレーム１５上には水平フレーム１６が架設されている。水平フレーム１６の内部には、Ｘテーブルを構成するＸ方向の送りねじ１７、送りねじ１７を回転させるモータ１８が設けられている。
【００１６】
水平フレーム１６の下面にはヘッド部３０が装着されている。モータ１４が駆動すると水平フレーム１６は送りねじ１２やリニヤガイド１３に沿ってＹ方向へ水平移動する。またモータ１８が駆動すると、ヘッド部３０は送りねじ１７に沿ってＸ方向へ水平移動する。したがってモータ１４とモータ１８が駆動すると、ヘッド部３０はＸ方向やＹ方向へ移動する。またガイドレール１１に位置決めされた基板１の側部には認識装置４０が設けられている。
【００１７】
図２において、ガイドレール１１の両側部には第２のパーツフィーダとしてのテープフィーダ２１が多数個並設されている。テープフィーダ２１には、例えば抵抗チップやチップコンデンサなどの要求される実装位置精度が低い電子部品が備えられている。このような要求される実装位置精度が低い電子部品を備える第２のパーツフィーダとしては、バルクフィーダも多用されている。
【００１８】
図２において、基板１よりも下流側には、ガイドレール１１と直交する方向に長尺の第１のパーツフィーダとしてのトレイフィーダ２２が設けられている。トレイフィーダ２２にはトレイ２３が載置されている。トレイフィーダ２２には、トレイ２３は合計８個備えられているが、このうち図４に示す中央の４個のトレイ２３はヘッド部３０に対する電子部品の供給位置にあり、また両側方に２個づつ配設されたトレイ２３は待機位置にある。供給位置のトレイ２３の電子部品が品切れになると、待機位置のトレイ２３と交換される。トレイ２３にはＱＦＰなどの要求される実装位置精度の高い電子部品が備えられている。
【００１９】
次に、図３を参照してヘッド部３０と認識装置４０について説明する。ヘッド部３０は複数個（本例では３個）の移載ヘッド３１を横並びに連結した多連式ヘッド部である。３個の移載ヘッド３１は同一構造であって、ノズル３２、ノズル３２に上下動作を行わせるためのモータ３３、垂直な送りねじ３４、ナット３５、ノズル３２にθ回転を行わせるためのモータ３６、ベルト３７、および照明光を散乱させるためのバックプレート３８などから成っている。Ｐはノズル３２の下端部に真空吸着された電子部品である。この電子部品ＰはＱＦＰであってリードＬを有している。リードＬは狭ピッチで多数本備えられており、基板１の電極上に正確に位置合わせして実装せねばならないので、この電子部品Ｐは高い実装位置精度が要求される。
【００２０】
認識装置４０は、本体ケース４１の下方に、ハーフミラー４２、ラインセンサ４３、エリア型のＣＣＤカメラ４４を配設して構成されている。本体ケース４１の上面には、光を入射させるためのスリット４５が開口されており、これから入射した光はハーフミラー４２に反射されてＣＣＤカメラ４４に入射し、またハーフミラー４２を透過してラインセンサ４３に入射する。スリット４５はＹ方向に横長となっている。本体ケース４１の両側部には、電子部品Ｐに向って光を照射する光源ユニット４６が設けられている。
【００２１】
この電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に動作の説明を行う。基板１に対する電子部品の実装を行うのに先立って、ノズル３２のキャリブレーション（移載ヘッド３１のノズル３２の回転中心の認識）を行う。このキャリブレーションは、図３において、ヘッド部３０を認識装置４０の上方をＸ１方向に移動させ（図２も参照）、ノズル３２をラインセンサ４３で認識することにより行う。このＸ１方向はラインセンサ４３の長手方向に直交する方向であって、図２ではヘッド部３０は右側から左側へ移動する。なおキャリブレーションの方法は周知であり、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
キャリブレーションが終了したならば、基板１に対する電子部品の実装を開始する。この実装は次のようにして行われる。まず、移載ヘッド３１をテープフィーダ２１やトレイフィーダ２２のトレイ２３の上方へ移動させ、そこでノズル３２に上下動作を行わせて電子部品をピックアップする。次に移載ヘッド３１を認識装置４０の上方へ移動させ、そのままＸ１方向へ移動させながら電子部品の位置認識を行う。この位置認識は、ラインセンサ４３やＣＣＤカメラ４４により行われる。そして認識結果により電子部品の位置ずれを制御部（図示せず）により求め、求められた位置ずれを補正したうえで、電子部品を基板１に実装する。求められた位置ずれのうち、Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれはＸテーブルとＹテーブルの駆動による移載ヘッド３１のＸ方向とＹ方向の移動ストロークを調整することにより補正し、またθ方向（水平回転方向）の位置ずれは、モータ３６（図３）を駆動してノズル３２を垂直軸を中心にθ回転させることにより補正する。
【００２３】
図４は、上記のようにして行われる電子部品実装時の移載ヘッド３１の移動軌跡を示している。図中、実線矢印ａ，ｂはトレイフィーダ２２のトレイ２３に備えられた電子部品を実装するための移動軌跡、破線矢印ｃ，ｄはテープフィーダ２１に備えられた電子部品を実装するための移動軌跡である。図示するように、中央の供給位置にある４個のトレイ２３は、すべてラインセンサ４３の長手方向に対する片側（図４では右側）に集中配置されている。したがってこれらのトレイ２３に備えられた電子部品をピックアップした移載ヘッド３１は、実線矢印ａ，ｂで示すようにすべて同一方向（Ｘ１方向）に移動しながらスキャンニングし、ラインセンサ４３により電子部品の認識を行うこととなる。
【００２４】
また多数個のテープフィーダ２１はすべてラインセンサ４３の長手方向に対する片側（図４では左側）に集中配置されている。したがってこれらのテープフィーダ２１に備えられた電子部品をピックアップした移載ヘッド３１は、破線矢印ｃ，ｄで示すようにすべて同一方向（Ｘ２方向）に移動しながらスキャンニングし、ラインセンサ４３により電子部品の認識を行うことになる。
【００２５】
上述したように、ラインセンサ４３から出力される信号の流れの速度には、スキャンニングの方向により差異があり、これが認識精度の低下をもたらす原因となっていたものである。そこで本形態では、要求される実装位置精度の高いＱＦＰなどの電子部品が収納されたトレイ２３を上記のようにラインセンサ４３の片側に配置しておくことにより、トレイ２３の電子部品の位置認識は、常にキャリブレーションの場合と同一方向（Ｘ１方向）にスキャンニングして行うこととなり、これにより上記原因による位置検出精度の低下を解消し、すべてのトレイ２３に備えられた電子部品を高い位置精度で基板１に実装するものである。
【００２６】
これに対し、テープフィーダ２１に備えられた抵抗チップやコンデンサなどの要求される実装位置精度の低い電子部品は、破線矢印ｃ，ｄで示すようにキャリブレーションの方向（Ｘ１方向）と逆方向（Ｘ２方向）にスキャンニングして位置認識を行い、基板１に実装する。この場合、スキャンニングの方向が逆なので位置検出精度は低くなるが、要求される実装位置精度は満足することができる。勿論、テープフィーダ２１の電子部品も、図４において移載ヘッド３１を鎖線矢印ｅで示すように認識装置４０の右側まで迂回させることにより、Ｘ１方向にスキャンニングして位置認識を行ってもよいが、このようにすると移載ヘッド３１の移動ストロークが長くなり、実装能率が低下することとなる。
【００２７】
図５は、本発明の他の実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの移動軌跡を示す平面図である。この形態では、認識装置４０は多数個並設されたテープフィーダ２１の列の中央部に設けられており、トレイフィーダ２２のトレイ２３は認識装置４０の右側に集中配置されている。したがってトレイ２３の電子部品は、実線矢印ａ，ｂで示すようにすべてＸ１方向にスキャンニングされる。これに対しテープフィーダ２１の電子部品は、破線矢印ｃに示すようにＸ２方向へスキャンニングされるものと、破線矢印ｄに示すようにＸ１方向にスキャンニングされるものが混在する。したがってトレイ２３に備えられた電子部品はすべて高い位置精度で基板１に実装されるが、テープフィーダ２１に備えられた電子部品は、スキャンニングの方向によって位置検出精度がかなりばらつくことになる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、要求される実装位置精度の高い電子部品については、同一方向にラインセンサの上方を移動させて画像データを入手するようにしており、また好ましくは電子部品の実装に先立って行われるノズルのキャリブレーションを、この方向と同一方向に行うようにしているので、スキャンニングの方向による電子部品の位置データの狂いは解消され、電子部品の位置を正確に求めて基板に位置精度よく実装することができる。
【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実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図３】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と認識装置の斜視図
【図４】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移動軌跡を示す平面図
【図５】本発明の他の実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドの移動軌跡を示す平面図
【図６】従来の電子部品実装装置の移載ヘッドの移動軌跡を示す平面図
【符号の説明】
１  基板
１１  ガイドレール
１２，１７  送りねじ
１４，１８  モータ
２１  テープフィーダ
２２  トレイフィーダ
２３  トレイ
３１  移載ヘッド
３２  ノズル
４０  認識装置
４３  ラインセンサ
【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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