(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、前記エアブロー手段から吸着ノズルまでのエアブロー回路に介設されエアブロー回路を通過する空気の流量を計測する流量センサと、この流量センサによって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいて前記吸着ノズルから正圧空気を吐出するエアブロー系の異常の有無を判定する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】
部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置において、前記吸着ノズルに正圧空気を供給するエアブロー手段から前記吸着ノズルに至るエアブロー回路の異常を検出するエアブロー回路の異常検出方法であって、エアブロー手段を駆動して正圧空気を吐出しながら前記エアブロー系のエアブロー回路に介設された流量センサによってエアブロー回路を通過する空気の流量を計測する工程と、流量計測によって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいて、前記エアブロー回路の異常の有無を判定する工程とを含むことを特徴とする電子部品実装装置におけるエアブロー回路の異常検出方法。
【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実装装置および電子部品実装装置において電子部品を吸着保持する吸着ノズルから正圧空気を吐出するエアブロー回路の異常の有無を検出する電子部品実装装置におけるエアブロー回路の異常検出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る。この吸着ノズルに保持された電子部品を基板に搭載する際には、真空吸引を解除することにより電子部品を吸着ノズルから離脱させる。このとき、電子部品の離脱を迅速・確実に行うため、吸着ノズル内に正圧空気を付与して吸引回路内の真空を破壊するとともに、吸着ノズルからわずかに空気を吹き出させて電子部品を離脱させるエアブローが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このエアブロー系は、正圧付与のためのエア供給源やエアブローのオンオフを行うブローバルブなど、エアブロー系を構成する各部の動作不具合によって吐出状態が変化しやすく、確実な電子部品の離脱が保証されないという欠点がある。このため、エアブロー系を備えた電子部品実装装置では、エアブロー系が正常に機能しているか否かをチェックする必要がある。
【０００４】
しかしながら上記エアブロー系の機能検査に際しては、移載ヘッドからブローバルブなどの機能部品を取り外して個別の部品ごとに異常の有無を検査する必要があることから、検査作業に多大の手間と時間を要し、作業の簡略化が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、吸着ノズルから正圧空気を吐出するエアブロー回路の異常の有無を簡便な方法で検出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装置におけるエアブロー回路の異常検出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記載の電子部品実装装置は、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルから真空吸引する真空吸引手段と、前記吸着ノズルから正圧空気を吐出させるエアブロー手段と、前記真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズルに接続させる切り換え手段と、前記エアブロー手段から吸着ノズルまでのエアブロー回路に介設されエアブロー回路を通過する空気の流量を計測する流量センサと、この流量センサによって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいて前記吸着ノズルから正圧空気を吐出するエアブロー系の異常の有無を判定する判定手段とを備えた。
【０００７】
請求項２記載の電子部品実装装置におけるエアブロー系の異常検出方法は、部品供給部から移載ヘッドの吸着ノズルによって電子部品を真空吸着によりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置において、前記吸着ノズルに正圧空気を供給するエアブロー手段から前記吸着ノズルに至るエアブロー回路の異常を検出するエアブロー回路の異常検出方法であって、エアブロー手段を駆動して正圧空気を吐出しながら前記エアブロー系のエアブロー回路に介設された流量センサによってエアブロー回路を通過する空気の流量を計測する工程と、流量計測によって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいて、前記エアブロー回路の異常の有無を判定する工程とを含む。
【０００８】
本発明によれば、エアブロー手段を駆動して正圧空気を供給しながらエアブロー系のエアブロー回路に介設された流量センサによってエアブロー回路を通過する空気の流量を計測する工程と、流量計測によって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいて、前記エアブロー回路の異常の有無を判定することにより、簡便な方法でエアブロー回路の異常の有無を検出することができる。
【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真空吸引・エアブロー系および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装置におけるエアブロー系の異常検出用流量パターンの説明図である。
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。基板３上に移動したカメラ９は、基板３を撮像して認識する。また基板３上部品供給部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。
【００１３】
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８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。
【００１４】
ここで図３を参照して、吸着ノズル１０から真空吸引し、また吸着ノズル１０から正圧空気を吐出する真空吸引・エアブロー系および真空吸引・エアブロー系を制御する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３方弁である切換バルブ１１が接続されている。切換バルブ１１の一方側のポートには真空吸引手段である真空ポンプ１３に接続されており、他方側のポートには流量センサ１２を介してオンオフ弁であるマウントブローバルブ２０が接続されている。切換バルブ１１は、後述する真空吸引手段とエアブロー手段とを選択的に吸着ノズル１０に接続させる切り換え手段となっている。
【００１５】
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、切換バルブ１１を真空ポンプ１３側に切り換えることにより、吸着ノズル１０は真空ポンプ１３と接続され、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。吸着ノズル１０から真空ポンプ１３に至る回路は、真空吸引時に空気が通過する真空吸引回路となっている。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。
【００１６】
マウントブローバルブ２０はエア供給源２１に接続されており、切換バルブ１１をマウントブローバルブ２０側に切り換えることにより、吸着ノズル１０はマウントブローバブル２０を介してエア供給源２１と接続される。この状態でマウントブローバルブ２０を開状態にすることにより、エア供給源２１から供給された正圧空気が吸着ノズル１０から吐出される。このエアブロー動作は、吸着ノズル１０によって吸着保持された電子部品を基板３の実装点に着地させた後、電子部品を吸着ノズル１０から離脱させるために行われるものである。エア供給源２１は、吸着ノズル１０から正圧空気を吐出させるエアブロー手段となっており、吸着ノズル１０からエア供給源２１に至る回路は、エアブロー時に正圧空気が通過するエアブロー回路となっている。
【００１７】
このエアブロー動作において、マウントブローバルブ２０と切換バルブ１１との間のエアブロー回路に介設された流量センサ１２は、内部を流れる流体の温度差を検出することにより、エアブローによって単位時間当たりにエアブロー回路内を流れる空気の量を、流量の経時的な変化を示す流量パターン（図４参照）として計測する。流量センサ１２の計測結果は、判定部１４に送られる。
【００１８】
判定部１４は、流量センサ１２の流量計測結果を記憶部１６に記憶されている基準の流量パターンや流量パターンから抽出される判定用のパラメータと比較することにより、エアブロー系の異常の有無を判定する。判定部１４は、流量センサ１２によって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいてエアブロー系の異常の有無を判定する判定手段となっている。判定結果は制御部１５に送られ、制御部１５は判定結果に基づいて報知部１７を制御することにより、エアブロー系を構成するマウントブローバルブ２０などの機能部品の交換・清掃を指示する報知を行う。
【００１９】
次に吸着ノズル１０からエア供給源２１から供給される正圧空気を吐出することによりエアブローを行うエアブロー系の異常検出について説明する。ここでエアブロー系の異常とは、吸着ノズル１０からエア供給源２１に至るエアブロー回路の構成要素に主に経時劣化によって発生する不良状態を意味している。ここでは、エアブロー回路を断接するマウントブローバルブ２０の異常を例にとって説明する。
【００２０】
一般にマウントブローバルブには、開状態において許容される空気の流量で示されるバルブ容量が適正に確保されていることと、閉状態において確実に空気の流れを遮断するシール性に加えて、制御手段からの信号に応じて所定時間内に確実に動作する応答性とが求められる。このようなバルブ動作状態は、目視などの簡単な検査によって確認することは困難であることから、従来は保守点検時に真空バルブを移載ヘッドから取り外し、専用の試験装置によって性能検査を行った上で、動作状態の合否を判定する必要があった。
【００２１】
これに対し本実施の形態では、マウントブローバルブ２０の動作状態を示す特性を以下に説明する流量パターンによって表すことにより、検査対象のマウントブローバルブ２０が実機に装着されたままで、動作状態の合否判定が行えるようにしている。すなわちマウントブローバルブ２０に開閉動作を行わせてエアブローを行ったときの流量パターンを求め、この流量パターンを予め記憶された基準の流量パターンと比較することにより、当該時点におけるバルブ動作状態の合否判定を行うようにしている。
【００２２】
以下、流量パターンについて図４を参照して説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、図３に示す単位移載ヘッド８ａの装着部８ｂに計測用の基準吸着ノズルを装着した状態において、エア供給源２１を駆動して真空吸引を行いながら、マウントブローバルブ２０に開閉動作を行わせたときのエアブロー回路内の流量を流量センサ１２によって連続的に計測し、流量の経時的変化を流量パターンとしてグラフで表したものである。
【００２３】
図４（ａ）は基準の流量パターンであり、動作特性が保証された正常なマウントブローバルブ２０を装備した状態でエアブローを行い、このマウントブローバルブ２０に開閉動作を行わせたときの流量パターンを示している。ここで、流量ｆ１、ｆ２はマウントブローバルブ２０のバルブ容量が正常であるか否かを判定するためのしきい値範囲としての下限流量、上限流量を示しており、到達流量ｆが所定のマウントブロー時間ＴＢ以内に所定到達流量ｆ１を上回り、かつ上限流量ｆ２を下回ることがマウントブローバルブ２０が正常であると判定されるための条件となっている。
【００２４】
図４（ａ）に示す流量パターンａでは、マウントブローバルブ２０が開となるタイミングｔ１から流量が増加し、マウントブロー時間ＴＢが経過したタイミングｔ２においては実到達流量ｆａはしきい値範囲内にあり、この場合には、マウントブローバルブ２０が正常であると判定されるための条件を満たしている。これに対し、図４（ｂ）はバルブ動作異常の例を示している。実線で示す流量パターンｂでは、マウントブロー時間ＴＢが経過したタイミングｔ２において実到達流量ｆｂが下限流量ｆ１に満たず、内部に異物付着など流路を塞ぐような異常が生じていることを示している。
【００２５】
次に、真空吸引系の異常検出処理について説明する。この異常検出処理は、電子部品実装装置を継続的に稼働させる際に、所定累積稼動時間ごとに定期的に、またはエアブロー系に起因すると認められる何らかの不具合が発生したときには随時に、実行される処理である。
【００２６】
まず、対象となる移載ヘッド８の単位移載ヘッド８ａに計測用の基準吸着ノズルを装着して、エアブロー系の状態を計測用の条件に設定する。次いでエア供給源２１が駆動し、さらの切換バルブ１１がエアブロー側に切り換えられた状態で、マウントブローバルブ２０を開にする。これにより、吸着ノズル１０から正圧空気が吐出される。
【００２７】
このとき、流量センサ１２は常にエアブロー回路内を流れる流量を連続的に計測しており、この流量計測データは逐次判定部１４によって取り込まれる。そして所定のバルブ開放時間が経過したならば、マウントブローバルブ２０を閉にし、その後も流量計測データの取り込みを行う。そして流量計測によって求められた流量パターンに基づいて、エアブロー系のマウントブローバルブ２０の異常の有無を判定部１４によって判定する。
【００２８】
すなわち求められた流量パターンから、図４に示すように、マウントブローバルブ２０を開にした後の実到達流量ｆを求める。そして、求められた値を、記憶部１６に記憶されたしきい値範囲と比較することにより、マウントブローバルブ２０の異常の有無を判定する。この判定結果は制御部１５に伝達され、判定結果によって雨ントブローバルブ２０の清掃や交換を必要とする場合には、報知部１７によってその旨報知される。
【００２９】
上記説明したように、流量計測によって求められた流量パターンに基づいて真空吸引系の異常の有無を判断することにより、移載ヘッドから機能部品を取り外すことなく、簡便な方法で真空吸引系の異常の有無を検出することができ、エアブロー系の異常に起因する動作不具合の発生を減少させることができる。
【００３０】
なお上記実施の形態では、エアブロー系のマウントブローバルブの異常について説明したが、エアブロー系を構成する他の機能部品、例えばフィルタや配管継ぎ手など経時劣化や装着異常などによって流量に変化を生じる特性を有するものであれば、本発明の対象とすることが可能である。
【００３１】
また上記実施の形態では、到達流量を正否判定のパラメータとして用いる例を示しているが、流量の経時的変化を示す流量パターンからどのようなパラメータを抽出するかは任意であり、流量の変化率や流量積分値など、対象に応じて各種のパラメータを定義して判定に用いることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、エアブロー手段を駆動して正圧空気を供給しながらエアブロー系のエアブロー回路に介設された流量センサによってエアブロー回路を通過する空気の流量を計測する工程と、流量計測によって求められた流量の経時的変化を示す流量パターンに基づいて、エアブロー回路の異常の有無を判定するようにしたので、簡便な方法でエアブロー回路の異常の有無を検出することができる。
【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真空吸引・エアブロー系および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装置におけるエアブロー系の異常検出用流量パターンの説明図
【符号の説明】
１  基台
３  基板
４  部品供給部
８  移載ヘッド
１０  吸着ノズル
１１  切換バルブ
１２  流量センサ
１３  真空ポンプ
１４  判定部
１５  制御部
１６  記憶部
２０  マウントブローバルブ
２１  エア供給源
【図１】
0003846320.tif 000002
【図２】
0003846320.tif 000003
【図３】
0003846320.tif 000004
【図４】
0003846320.tif 000005