(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープに保持された電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルによってピックアップし基板に実装する電子部品実装方法であって、前記テープを移載ヘッドによるピックアップ位置に供給するテープフィーダが装着されるフィーダベース上に前記テープフィーダのダミー治具を装着する工程と、このダミー治具に前記テープフィーダの電子部品ピックアップ位置に対応して設定された高さ検出点の高さ位置を検出する高さ位置検出手段を電子部品実装装置の固定部位に装着する工程と、前記高さ位置検出手段によって前記高さ検出点の高さ位置を検出する工程と、この高さ位置検出結果を電子部品実装装置の記憶部に記憶させる工程と、記憶された高さ位置検出結果に基づいて前記電子部品の部品高さ位置を求める工程と、この部品高さ位置のデータに基いて前記移載ヘッドの下降ストロークを制御して前記テープに保持された電子部品を前記吸着ノズルで真空吸着してピックアップし位置決め部に位置決めされた基板に搭載する工程とを含むことを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に移送搭載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】
電子部品実装装置は、移載ヘッドを電子部品の供給部の上方へ移動させ、そこで移載ヘッドに備えられたノズルに下降・上昇動作を行わせて、ノズルの下端部に電子部品を真空吸着してピックアップし、次に移載ヘッドを基板の上方へ移動させ、そこで再度ノズルに下降・上昇動作を行わせて、電子部品を基板の所定の座標位置に搭載するようになっている。
【０００３】
上述のように、ノズルに下降・上昇動作を行わせて電子部品をピックアップする場合、下降ストロークが大きすぎるとノズルの下端部は電子部品の上面を強く押圧して電子部品を破壊する。また下降ストロークが小さすぎると、ノズルは電子部品の上面に着地できず、電子部品を正しく吸着できずにピックアップミスが生じる。したがってノズルの下降ストロークは最適に制御しなければならない。
【０００４】
近年電子部品の小型化が進み、ノズルの下降ストローク制御に求められる精度は高度化し、例えば微小チップ部品を対象とする場合には、０．０５ｍｍ程度のきわめて狭い誤差範囲で下降ストロークを制御することが求められる。このようなチップ部品は一般にテーピング状態で供給され、電子部品の供給部に多数配列されたテープフィーダによって電子部品を保持したテープが、移載ヘッドによるピックアップ位置にピッチ送りされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらテープフィーダにおける電子部品のピックアップ位置は構造上テープフィーダが載置されるベース部からオーバハングした位置にあるため、高さ位置がばらつきやすく、しかも多数のテープフィーダについて高さ位置を上述のような許容誤差範囲内に装着することはきわめて困難である。このため従来の電子部品実装方法においては、微小部品を対象とした場合にピックアップ時に吸着ミスや、電子部品のダメージなどの不具合を生じやすいという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、ピックアップミスや電子部品のダメージを防止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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装方法は、テープに保持された電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルによってピックアップし基板に実装する電子部品実装方法であって、前記テープを移載ヘッドによるピックアップ位置に供給するテープフィーダが装着されるフィーダベース上に前記テープフィーダのダミー治具を装着する工程と、このダミー治具に前記テープフィーダの電子部品ピックアップ位置に対応して設定された高さ検出点の高さ位置を検出する高さ位置検出手段を電子部品実装装置の固定部位に装着する工程と、前記高さ位置検出手段によって前記高さ検出点の高さ位置を検出する工程と、この高さ位置検出結果を電子部品実装装置の記憶部に記憶させる工程と、記憶された高さ位置検出結果に基づいて前記電子部品の部品高さ位置を求める工程と、この部品高さ位置のデータに基いて前記移載ヘッドの下降ストロークを制御して前記テープに保持された電子部品を前記吸着ノズルで真空吸着してピックアップし位置決め部に位置決めされた基板に搭載する工程とを含む。
【０００８】
本発明によれば、フィーダベース上に装着されたテープフィーダのダミー治具にテープフィーダの電子部品ピックアップ位置に対応して設定された高さ検出点の高さ位置を高さ位置検出手段によって検出し、この高さ位置検出結果に基づいて電子部品の部品高さ位置を求めることにより、電子部品ピックアップ時の移載ヘッドの下降ストロークを適切に制御して、ピックアップミスや電子部品のダメージなどの不具合を防止することができる。
【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側面図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品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装置のテープフィーダ高さ検出の説明図である。
【００１０】
まず図１、図２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、電子部品の供給部１には電子部品を供給するテープフィーダ２が多数個並設されている。テープフィーダ２はフィーダベース１ｂ（図２、図４参照）に装着され、送りねじ３を回転駆動することにより横方向へ移動する。
【００１１】
供給部１の手前側にはロータリヘッド４が配設されている。ロータリヘッド４は主軸Ｏの廻りでインデックス回転し、その円周上には複数基の移載ヘッド５が備えられている。図２に示すように移載ヘッド５は複数の吸着ノズル５ａを備えており、電子部品のピックアップ位置Ｐに位置している状態で移載ヘッド５が昇降動作を行うことにより、テープフィーダ２のピックアップ位置２ａから吸着ノズル５ａにより電子部品を吸着してピックアップする。
【００１２】
この電子部品のピックアップ動作においては、図示しないモータによって送りねじ３を回転駆動することにより所望の電子部品を収納したテープフィーダ２を横移動させてピックアップ位置Ｐに移動させるようになっている。移載ヘッド５は図示しない自転機構によりその軸心を中心として回転し、円周上に設けられた複数の吸着ノズル５ａの選択や、吸着ノズル５ａの下端部に真空吸着された電子部品の水平回転方向の角度設定などを行う。
【００１３】
また移載ヘッド５の昇降動作は、デジタル制御によって任意の高さ位置における停止が可能となっている。これにより、ピックアップ動作時には、各テープフィーダ２のピックアップ位置２ａに応じて個別にピックアップ高さを設定できるようになっている。
【００１４】
ピックアップ位置Ｐでピックアップされた電子部品は、ロータリーヘッド４のインデックス回転により図１に示す矢印ａ方向に移動し、認識ステーション７に到達する。認識ステーション７においては吸着ノズル５ａに保持された電子部品は下方からカメラにより撮像される。そして撮像により得られた画像データを画像処理することにより電子部品が認識され位置ずれが検出される。
【００１５】
ロータリーヘッド４の手前側は、基板９の位置決め部となっており、位置決め部には基板９を位置決めする可動テーブル１０が配設されている。認識ステーション７から移動した移載ヘッド５が基板９上の実装位置Ｍに到達し、そこで昇降動作を行うことにより、吸着ノズル５ａに保持された電子部品を基板９に搭載する。
【００１６】
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、制御部２０はＣＰＵであり、電子部品実装装置全体の動作や演算処理を制御する。プログラム記憶部２１は、電子部品実装動作や演算処理に必要な各種プログラムを記憶する。実装データ記憶部２２は、実装される電子部品の実装点の位置を示す実装座標データや、部品データなどの実装データを記憶する。
【００１７】
フィーダ高さ記憶部２３は、テープフィーダ２のピックアップ位置２ａの高さ位置を各テープフィーダ２ごとに記憶する。この高さ位置のデータは、後述するように取り外し自在の高さ検出ユニット２７（高さ位置検出手段）をテープフィーダ２が配列された供給部１の周囲の固定部位に装着して、フィーダベース１ｂに装着されたテープフィーダのダミー治具の所定部位を計測することにより取得される。機構駆動部２４は、ロータリヘッド４や可動テーブル１０などの機構部を駆動する。画像認識部２５は、認識ステーション７にて電子部品を撮像して得られた画像データを認識して、電子部品の識別や位置検出を行う。データ取り込み部２６は、高さ検出ユニット２７によって検出された高さ位置データを取り込み、フィーダ高さ記憶部２３に記憶させる。
【００１８】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、以下、この電子部品実装装置によるテープフィーダ高さ検出について図４を参照して説明する。電子部品実装作業で品種切り換えが行われる際には、供給部１においてフィーダベース１ｂ上で新たな基板に対応したテープフィーダ２に交換する配置換えが行われる。テープフィーダ２は、移載ヘッド５によるピックアップ位置２ａをフィーダベース１ｂからオーバハングさせた形態で装着されるため、装着状態におけるピックアップ位置２ａの高さ位置は、フィーダベース１ｂの平面精度のばらつきによって、必ずしも移載ヘッド５によるピックアップ動作に適合した高さ位置とはならない。
【００１９】
そこで、フィーダベース１ｂの平面精度のばらつきを予め求めておき、ピックアップ動作時にこのばらつき分だけ移載ヘッド５の吸着ノズル５ａによる吸着高さを補正する吸着高さ補正が行われる。以下この吸着高さ補正のための補正データの取得方法について説明する。まず、図４に示すようにフィーダベース１ｂ上にはダミー治具２’が装着される。ダミー治具２’は、テープフィーダ２に類似した形状となっており、テープフィーダ２のピックアップ位置２ａに対応した位置には、高さ検出点２’ａが設定されている。ダミー治具２’は、フィーダベース１ｂに装着された状態におけるピックアップ位置２ａの電子部品の高さ位置に、高さ検出点２’ａの高さ位置が正確に対応するよう形状精度が設定されている。
【００２０】
次いでテープフィーダ２が多数配列された供給部１の周辺の固定部に、ブラケット２８を介して変位センサ２７ａを装着する。このとき、変位センサ２７ａの検出対象点をダミー治具２’の高さ検出点２’ａに位置合わせする。変位センサ２７ａは検出部２７ｂと接続されており、変位センサ２７ａの検出信号に基づき、検出部２７ｂは高さ検出点２’ａの高さ位置データを求める。すなわち変位センサ２７ａの基準高さ位置からダミー治具２’の高さ検出点２’ａまでの距離が求められ、この距離を機械座標系上での高さ位置に変換した高さ位置データが求められる。変位センサ２７ａ及び検出部２７ｂは、高さ検出ユニット２７を構成する。
【００２１】
フィーダ高さ検出においては、検出部２７ｂは電子部品実装装置のデータ取り込み部２６（図３参照）に接続される。そして、フィーダベース１ｂに装着されたダミー治具２’を順次横移動させながら、各テープフィーダ２に対応した位置における高さ検出点２’ａの高さ位置を検出する。検出されたフィーダ高さデータ（高さ位置検出結果）は、データ取り込み部２６を介してフィーダ高さデータ記憶部２３に記憶される。
【００２２】
なお、このフィーダ高さ検出に際しては、フィーダベース１ｂ上の各テープフィーダに対応した位置にダミー治具２’を装着して、各テープフィーダについて高さ位置を求めるようにしてもよく、また高さ検出対象のテープフィーダを抜き取りで設定し、これらの高さ計測データから中間に位置する他のテープフィーダのフィーダ高さデータを補間法によって求めるようにしてもよい。
【００２３】
そしてこのようにして求められ記憶されたフィーダ高さデータは制御部２０によって読み出され、制御部２０はフィーダ高さデータに基づいて、各テープフィーダ２のピックアップ位置２ａにおける電子部品の高さ位置を演算する。そして実装動作時には、このようにして求められた電子部品の高さデータに基づいて移載ヘッド５の下降ストロークが制御される。これにより、電子部品を吸着ノズル５ａによってピックアップする際には、吸着ノズル５ａの下端部とピックアップ位置２ａに位置する電子部品の上面との隙間は常に適正な隙間に保たれる。
【００２４】
したがって、ピックアップ時に高度な吸着位置精度を求められる微小チップを対象とする場合にあっても、隙間が過大な状態で吸着ノズル５ａから吸引することによる吸着ミスや、吸着ノズル５ａを電子部品に押し付けることによる部品ダメージなどの不具合を発生させることなく、良好なピックアップ動作を確保することができる。
【００２５】
また上記実施の形態においては、高さ検出ユニット２７を着脱自在に構成していることから、必要時にのみ装着して用いることができ、余分な装置スペースを必要としない。また複数台の実装装置に共用することができるため、装置コストの低減が実現される。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、フィーダベース上に装着されたテープフィーダのダミー治具にテープフィーダの電子部品ピックアップ位置に対応して設定された高さ検出点の高さ位置を高さ位置検出手段によって検出し、この高さ位置検出結果に基づいて電子部品の部品高さ位置を求めるようにしたので、ピックアップ時の移載ヘッドの下降ストロークを適切に制御して、ピックアップミスや電子部品のダメージなどの不具合を防止することができる。
【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側面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品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装置のテープフィーダ高さ検出の説明図
【符号の説明】
１  供給部
２  テープフィーダ
２ａ  ピックアップ位置
２’  ダミー治具
２’ａ  高さ検出点
５  移載ヘッド
５ａ  吸着ノズル
９  基板
２３  フィーダ高さ記憶部
２７  高さ検出ユニット
【図１】
0003770072.tif 000002
【図２】
0003770072.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003770072.tif 000005