(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の搬送路の側方に配置された電子部品の供給部から複数の電子部品移載手段によって電子部品をピックアップし前記基板上に移送搭載する電子部品の実装装置であって、前記電子部品移載手段は、前記基板の搬送方向に配設された第１直動軸と、この第１直動軸に直交して設けられ第１直動軸によって基板搬送方向に移動する複数の第２直動軸と、この第２直動軸に装着され第２直動軸によって基板搬送方向と直交する方向に移動する移載ヘッドとを備えたことを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
前記供給部に、電子部品を平面状態で格子状に収納するトレイを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装装置。
【請求項３】
基板の搬送路の側方に配設された電子部品の供給部から複数の電子部品移載手段によって電子部品をピックアップし前記基板上に移送搭載する電子部品の実装方法であって、前記電子部品移載手段は、前記基板の搬送方向に配設された第１直動軸と、この第１直動軸に直交して設けられ第１直動軸によって基板搬送方向に移動する複数の第２直動軸と、この第２直動軸に装着され第２直動軸によって基板搬送方向と直交する方向に移動する移載ヘッドとを備え、前記供給部から複数の前記移載ヘッドによって複数の電子部品を同時にピックアップして基板上に移送搭載することを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項４】
前記複数の電子部品をピックアップする際に、前記供給部に備えられ電子部品を平面状態で格子状に収納するトレイから電子部品をピックアップすることを特徴とする請求項３記載の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】
電子部品の実装工程においては、電子部品を収納した供給部から電子部品をピックアップし、基板上に移送搭載することが行われる。電子部品の実装効率を向上させるため、複数の移載ヘッドによって同時に複数の電子部品をピックアップし基板上へ移送搭載する方式が採用されるようになっている。この方式では、従来より同一のヘッド駆動機構に複数の単位移載ヘッドを備えたマルチ型の移載ヘッドを用いるか、もしくはそれぞれ個別に移動機構を備えた複数の移載ヘッドによる方法などが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マルチ型の移載ヘッドを用いる場合では、複数の移載ヘッド間の配列ピッチは一般に固定となっているため、供給部において複数の電子部品をピックアップする場合には、移載ヘッドの配列ピッチとパーツフィーダの配列ピッチとが一致している場合に限って複数電子部品を同時ピックアップすることができるのみで、一般には１個づつ順次ピックアップする必要があった。電子部品を基板に搭載する場合においても、移載ヘッドの配列ピッチと実装点の配列ピッチとは一致しない場合がほとんどであるため、複数の電子部品を同時に移送した場合でも、保持した複数の電子部品を１個づつ順次搭載する必要があった。
【０００４】
また移載機構を複数設ける方法においても、同一基板上へのアクセス動作において各移載機構相互の位置的な干渉を避ける必要があることから、複数部品の同時搭載を常に効率的に行えるとは限らず、実装シーケンスの作成上大きな制約があった。このように、従来の電子部品実装装置においては、複数部品の同時搭載を実現する上で大きな制約があり、実装効率を大幅に向上させることが困難であるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、電子部品の実装効率を大幅に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、基板の搬送路の側方に配置された電子部品の供給部から複数の電子部品移載手段によって電子部品をピックアップし前記基板上に移送搭載する電子部品の実装装置であって、前記電子部品移載手段は、前記基板の搬送方向に配設された第１直動軸と、この第１直動軸に直交して設けられ第１直動軸によって基板搬送方向に移動する複数の第２直動軸と、この第２直動軸に装着され第２直動軸によって基板搬送方向と直交する方向に移動する移載ヘッドとを備えた。
【０００７】
請求項２記載の電子部品の実装装置は、請求項１記載の電子部品の実装装置であって、前記供給部に、電子部品を平面状態で格子状に収納するトレイを備えた。
【０００８】
請求項３記載の電子部品の実装方法は、基板の搬送路の側方に配設された電子部品の供給部から複数の電子部品移載手段によって電子部品をピックアップし前記基板上に移送搭載する電子部品の実装方法であって、前記電子部品移載手段は、前記基板の搬送方向に配設された第１直動軸と、この第１直動軸に直交して設けられ第１直動軸によって基板搬送方向に移動する複数の第２直動軸と、この第２直動軸に装着され第２直動軸によって基板搬送方向と直交する方向に移動する移載ヘッドとを備え、前記供給部から複数の前記移載ヘッドによって複数の電子部品を同時にピックアップして基板上に移送搭載するようにした。
【０００９】
請求項４記載の電子部品の実装方法は、請求項３記載の電子部品の実装方法であって、前記複数の電子部品をピックアップする際に、前記供給部に備えられ電子部品を平面状態で格子状に収納するトレイから電子部品をピックアップするようにした。
【００１０】
本発明によれば、基板搬送経路の側方に配設された供給部から、基板の搬送方向に配設された第１直動軸に架設された第２直動軸に装着され、第２直動軸によって基板搬送方向と直交する方向に移動する複数の移載ヘッドによって複数の電子部品を同時にピックアップして基板上に移送搭載することにより、実装シーケンスにおける複数移載ヘッド相互の干渉発生の確率を減少させて、実装効率を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の電子部品の実装装置の平面図、図２、図３、図４は本発明の実施の形態１の電子部品の実装装置の動作説明図である。
【００１２】
まず図１を参照して電子部品の実装装置について説明する。図１において、基台１の中央部にはＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し位置決めする。搬送路２の両側方には電子部品の供給部４が配置されており、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電子部品移載手段によるピックアップ位置５ａに供給する。
【００１３】
次に電子部品移載手段について説明する。搬送路２の両側にはＸ軸テーブル７が配設されている。Ｘ軸テーブル７は、基板３の搬送方向に配設された第１直動軸である。Ｘ軸テーブル７には、複数（本実施の形態１では２基）のＹ軸テーブル８Ａ，８Ｂが架設されている。Ｘ軸テーブル７は個別の駆動源を備えており、これらの駆動源を駆動することにより、Ｙ軸テーブル８Ａ，８Ｂはそれぞれ個別にＸ方向へ移動する。Ｙ軸テーブル８Ａ，８Ｂは、第１直動軸に直交して設けられ第１直動軸によって基板搬送方向に移動する第２直動軸となっている。
【００１４】
Ｙ軸テーブル８Ａ，８Ｂには、それぞれ移載ヘッド９Ａ，９Ｂが装着されている。したがって、Ｘ軸テーブル７、Ｙ軸テーブル８Ａ，８Ｂを駆動することにより、移載ヘッド９Ａ，９Ｂは水平面内で個別に移動し、供給部４から電子部品をピックアップして搬送路２に位置決めされた基板３上に電子部品を搭載することができる。
【００１５】
搬送路２と供給部４の間には、ラインカメラ１０Ａ，１０Ｂが配設されている。電子部品をピックアップした移載ヘッド９Ａ，９Ｂがラインカメラ１０Ａ，１０Ｂ上を通過する際に、移載ヘッド９Ａ，９Ｂに保持された状態の電子部品はラインカメラ１０Ａ，１０Ｂによって撮像される。これにより、電子部品が認識され、電子部品の識別や位置の検出が行われる。
【００１６】
この電子部品実装装置は上記の様に構成されており、以下、実装動作について図２、図３を参照して説明する。まず図２（ａ）に示すように、移載ヘッド９Ａ，９Ｂを供給部４の２つのテープフィーダ５のピックアップ位置５ａ上に移動させ、それぞれ電子部品を同時にピックアップする。その後、移載ヘッド９Ａ，９ＢはそれぞれＸ軸テーブル７、Ｙ軸テーブル８Ａ，８Ｂによって個別に移動し、ラインカメラ１０Ａ，１０Ｂ上を通過して、図２（ｂ）に示すように基板３上へ移動し、保持した電子部品を基板３へ搭載する。この移動経路において、移載ヘッド９Ａ，９Ｂにそれぞれ保持された電子部品の撮像が行われる。
【００１７】
このときの移載ヘッドの移動経路について、図３を参照して説明する。図３（ａ）に示す様に、ラインカメラ１０Ａ，１０Ｂの撮像素子の配列は、搬送路２と平行な方向（Ｘ方向）となっており、テープフィーダ５のピックアップ位置５ａから電子部品をピックアップした移載ヘッド９Ａ，９Ｂが、ラインカメラ１０Ａ，１０Ｂ上をＹ方向へ所定のスキャン距離Ｌｓだけ移動することにより電子部品の撮像が行われる。ここで、ピックアップ位置５ａからスキャン開始位置に至るまでの移動距離Ｌ１及びスキャン終了後に基板３上の実装点まで至る移動距離Ｌ２は、各実装動作において異なっているが、上述のように撮像素子の配列が搬送路２と平行になるようにラインカメラ１０Ａ，１０Ｂを配置することにより、各実装動作における移動距離Ｌ１，Ｌ２を全体的に短くすることができ、実装動作に要する時間を短縮できる。
【００１８】
なお本実施の形態１では、ラインカメラ１０Ａ，１０Ｂは固定配置となっており、上記移載ヘッド９Ａ，９Ｂの移動においてラインカメラ１０Ａ，１０Ｂによる撮像位置に到達するためにはＸ方向の移動が伴うが、図３（ｂ）に示すように、ラインカメラ１０Ａ，１０Ｂを搬送路２と平行して配設されたレール１２上を移動するスライダ１１上に配置してＸ方向に移動可能にすれば、移載ヘッド９Ａ，９ＢのＸ方向の移動距離を最短にして、さらに移動時間を短縮することができる。
【００１９】
このように、供給部４から電子部品をピックアップして基板３へ移送搭載する電子部品移載手段を複数備える場合において、電子部品移載手段を構成する直動軸の組み合わせを上記のように構成することの意義を図４を参照して説明する。図４（ａ）は、供給部４の２つのテープフィーダ５から、２つの電子部品を２つの移載ヘッド９Ａ，９Ｂによって同時にピックアップして基板３へ移送し、２つの実装点Ａ，Ｂへ同時に搭載する同時移動経路を模式的に示すものである。
【００２０】
この移載動作における移載ヘッド９Ａ，９Ｂの移動距離のＸ，Ｙ方向の各成分を比較すると、Ｙ方向の移動成分Ｙａ，Ｙｂは各実装動作ごとに必ず供給部４から基板３までの所定距離を移動しなければならないのに対し、Ｘ方向の移動成分Ｘａ，Ｘｂは実装動作ごとに異なり、ばらついている。そして供給部４におけるテープフィーダ５の配置を決定する際には、実装移動距離が最小となるようにフィーダ配置が決定されることなどの理由から、１つの実装対象の基板についてみれば大部分の場合において、Ｘ方向の移動成分の総和はＹ方向の移動成分の総和よりも小さい。
【００２１】
すなわち、移載ヘッド９Ａ，９ＢがＹ方向の移動を行う確率は、Ｘ方向の移動を行う確率よりも高い。したがって、同一の基板３を対象として同時に移動する複数の移載ヘッド９Ａ，９Ｂが互いに位置的な干渉を生じることなく動作できるためには、Ｙ方向の移動を優先的に考慮しなければならないことが判る。
【００２２】
ここで、このような同時ピックアップ・同時搭載を実現するためのヘッド駆動用の直交駆動機構を２種類想定する。図４（ｂ）は、本実施の形態１に示す構成の直交駆動機構、すなわち、Ｘ方向（基板搬送方向）の直動軸上にＹ方向の複数の直動軸（Ｙ軸テーブル８Ａ，８Ｂ）を架設し、これらの直動軸にそれぞれ移載ヘッド９Ａ，９Ｂを装着する構成である。これに対し、図４（ｂ）に示す例では、Ｙ方向に配設された直動軸上にＸ方向の複数の直動軸（Ｘ軸テーブル７’Ａ，７’Ｂ）を架設し、これらの直動軸にそれぞれ移載ヘッド９’Ａ，９’Ｂを装着した構成となっている。
【００２３】
このような２種類の直交駆動機構によって、図４（ａ）に示す移載ヘッドの同時搭載動作を実現する際の制約条件の比較を行う。まず、図４（ｂ）に示す構成では、供給部４と基板３の間の移載ヘッド９Ａ，９Ｂの往復移動において、２つの移載ヘッド９Ａ，９Ｂはそれぞれ個別に供給部４と基板３との間を移動でき、位置的な干渉が発生する確率は低い。また、搬送路２の両側に配設されたいずれの供給部４からでも電子部品の同時搭載が可能となっている。
【００２４】
これに対し、図４（ｃ）に示す構成では、供給部４のピックアップ位置５ａ上に２つの移載ヘッド９’Ａ，９’Ｂを同時に位置させることができず、また、実装点Ａに対して一方の移載ヘッド９’Ａによって搭載を行っている際には、他方の移載ヘッド９’Ｂの他の実装点Ｂへのアクセスは制約を受ける確率が高い。すなわち、図４（ｃ）に示す構成では、同時搭載が可能な対象は、移載ヘッド９’Ａ，９’Ｂによって搬送路２を挟んだ両側の供給部４からそれぞれ電子部品を搭載する場合であって、しかも基板３上の実装点Ａ，Ｂへのアクセスが制約されないような場合に限定される。
【００２５】
上記の違いを言い換えれば、図４（ｂ）に示す構成は、移載ヘッド９Ａ，９Ｂが装着される複数のＹ軸テーブル８Ａ，８ＢをＸ軸テーブル上に架設することにより、Ｙ方向の移動の自由度を優先的に確保できるような構成となっている。そして前述のように、供給部４から電子部品をピックアップした移載ヘッド９Ａ，９Ｂが基板３に至る移動経路上で、複数の移載ヘッド相互の干渉が生じる確率はＹ方向の移動で生じる確率がＸ方向の移動で生じる確率と比較して大きいことから、本実施の形態１に示すようにＹ方向の移動を優先させた直交駆動機構の構成を採用することにより、結果として複数ヘッド間の位置的な干渉の発生確率を小さくすることができる。
【００２６】
これにより、複数の移載ヘッドによって同時搭載動作が実行可能な対象範囲を大きく拡大することができ、図４（ｃ）の構成を採用した場合と比較して、また共通のヘッド駆動機構に複数の単位移載ヘッドを装着するマルチ型の移載ヘッドを用いる場合と比較して、実装効率を大幅に向上させることができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２の電子部品の実装装置の平面図、図６は本発明の実施の形態２の電子部品の実装装置の動作説明図である。
【００２８】
図５において、基台１の中央部には実施の形態１における電子部品実装装置と同様にＸ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２の両側方には電子部品の供給部４Ａ，４Ｂが配置されており、後方の供給部４Ｂには実施の形態１と同様に多数のテープフィーダ５が並設されている。手前側の供給部４Ａには、それぞれ異なる種類の電子部品を平面状態で格子状に収納する異なる配列ピッチの２種類のトレイ１２Ａ，１２Ｂが同一のパレット上に配列されている。
【００２９】
電子部品の実装装置は、実施の形態１と同様の複数の電子部品移載手段を備えており、同様にトレイ１２Ａ，１２Ｂ上の複数位置に配置された複数の電子部品を、同時にピックアップして基板３上に同時に搭載することができる。図６は、このトレイ１２Ａ，１２Ｂからの同時ピックアップ・同時搭載動作を示すものである。トレイからの電子部品のピックアップにおいては、テープフィーダ５の場合に供給部４におけるピックアップ位置５ａのＹ方向の座標は全て一定となるのと比較して、ピックアップ位置５ａはＸ方向、Ｙ方向とも異なり、２つのピックアップ位置５ａにはＸ方向及びＹ方向のピッチ差Ｄｘ，Ｄｙが存在する。
【００３０】
このようにＸ方向、Ｙ方向ともに異なる複数点から電子部品をピックアップする場合にあっても、複数の移載ヘッド９Ａ，９ＢのＹ方向の移動の自由度が優先される構成となっていることから、同時ピックアップが可能な確率が高い。そして、本実施の形態２に示すように配列ピッチが異なる２種類のトレイ１２Ａ，１２Ｂによって電子部品を供給する場合においても、同時ピックアップ・同時搭載を高い確率で行うことができる。すなわち、トレイのようなより不規則な配列状態で電子部品を供給する形態において、本発明に示す電子部品移載手段の構成の利点がより大きいといえる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、基板搬送路の側方に配設された供給部から、基板の搬送方向に配設された第１直動軸に架設された第２直動軸に装着され第２直動軸によって基板搬送方向と直交する方向に移動する複数の移載ヘッドによって複数の電子部品を同時にピックアップして基板上に移送搭載することにより、実装シーケンスにおける複数移載ヘッド相互の干渉発生の確率を減少させて、実装効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品の実装装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品の実装装置の動作説明図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品の実装装置の動作説明図
【図４】本発明の実施の形態１の電子部品の実装装置の動作説明図
【図５】本発明の実施の形態２の電子部品の実装装置の平面図
【図６】本発明の実施の形態２の電子部品の実装装置の動作説明図
【符号の説明】
３  基板
４  供給部
７  Ｘ軸テーブル
８Ａ，８Ｂ  Ｙ軸テーブル
９Ａ，９Ｂ  移載ヘッド
１０Ａ，１０Ｂ  ラインカメラ
【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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