JP2002076693A - 電子部品実装装置及び方法 - Google Patents
電子部品実装装置及び方法Info
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Abstract
又、完成した回路基板の歩留りを従来に比べて向上可能
な電子部品実装装置及び方法を提供する。 【解決手段】 撮像装置106及び制御装置180を備
え、回路基板3上における第1電子部品111の実装予
定領域における上記第1電子部品に対する実装環境を撮
像装置106にて撮像し、この撮像情報に基いて上記実
装予定領域における上記第1電子部品に対する上記実装
環境が良好か否かを上記第1電子部品の実装前に制御装
置180にて判断するようにした。そして上記実装環境
が不良のときには上記第1電子部品の実装位置を修正し
て実装を行なうか、若しくは実装を行なわないかを決定
する。よって、微小電子部品を狭隙間で効率的に実装で
き、回路基板の歩留りを従来に比べて向上可能である。
Description
実装を高精度にて実行可能な電子部品実装装置、及び該
電子部品実装装置にて実行される電子部品実装方法に関
する。
略斜視図であり、図8は、その動作フローチャートであ
る。図7において、2は電子部品10を吸着保持するノ
ズル21を有し上下動可能なノズル部、3はプリント基
板、4は上記ノズル21をその軸周り方向へ回転させる
θ回転部、5はXYテーブル部、6はプリント基板3上
の基板マーク7A、7Bを認識する基板マーク認識部、
8は部品供給部、9は電子部品認識部である。
うに動作する。まず、搬送されてくるプリント基板3
を、当該電子部品実装装置1の所定位置に固定する。次
に、図8に示すステップ(図内では「S」にて示す)1
にて、XYテーブル部5をX及びY方向へ移動させて、
XYテーブル部5に設置された基板マーク認識部6によ
り、プリント基板3上の基板マーク7A,7Bを撮像す
る。撮像情報は画像認識処理され、プリント基板3の正
確な設置位置が計測される。次にステップ2では、例え
ばICチップのような電子部品10は、部品供給部8に
て供給され、次のステップ3では、XYテーブル部5を
X,Y方向へ移動させてノズル部2を部品供給部8へ配
置し、ノズル21にて電子部品10を吸着保持する。
しているノズル部2は、XYテーブル部5により電子部
品認識部9の上方に移動し、ノズル21に保持されてい
る電子部品10の位置計測を行う。該位置計測結果に基
いて、次のステップ5にてθ回転部4及びXYテーブル
部5により位置補正を行ないながら、ノズル部2をプリ
ント基板3の実装位置の上方に移動させる。次のステッ
プ6では、ノズル部2のノズル21を降下させて、プリ
ント基板3の上記実装位置に電子部品10を実装する。
ステップ7では、プリント基板3に予定していた全ての
電子部品10を実装したか否かが判断され、未実装の電
子部品10があるときには上記ステップ2に戻り、一方
全ての電子部品10を実装し終わったときには、次のス
テップ8へ移行する。ステップ8では、電子部品10を
実装し終わったプリント基板3を電子部品実装装置1よ
り次工程へ搬出するとともに、新たなプリント基板3を
電子部品実装装置1に搬入する。
従来の電子部品実装装置1では、電子部品10の一層の
小型、微小化、及びより高密度実装への流れに追従する
ことが困難になって来ている。即ち、近年、チップ型の
電子部品10は、1.0mm×0.5mmのサイズにて
なるものが携帯機器等で主流となり、このような微小な
電子部品10同士の基板上における隙間は、0.4mm
〜0.3mmとなって来ている。最近では、さらに、
0.6mm×0.3mmのサイズにてなる電子部品が現
われ、電子部品同士の隙間は、0.3mm以下を求めら
れている。
では、上述のようにステップ1にて基板マーク7A,7
Bを認識してプリント基板3の位置を確認した後は、ス
テップ5による位置補正を行なうが、各電子部品10の
実装位置を実装毎に確認することなく、順次、部品実装
を実行していく。したがって、例えば、隣接の電子部品
が規定位置に対して若干ずれて配置されているような場
合であっても、該位置ずれを考慮せずに電子部品を実装
することから、上述のような微小電子部品の狭隙間実装
の場合には実装に支障が生じる場合もある。又、例えば
接合不良等により、不良対象のチップ部品を取り除くリ
ペアー作業を要する場合、隣接部品との隙間が0.2m
mぐらいになるとピンセット等の工具が使用できなかっ
たり、極所的に半田を溶融させることが困難であった
り、その作業は、大変困難になる。よって、極力、実装
前に、例えばクリーム半田のような接合材料が所定の場
所に塗布されているかの確認を行う必要があるが、該確
認動作は従来の電子部品実装装置1では行なえない。本
発明は、このような問題点を解決するためになされたも
ので、微小電子部品を狭隙間で効率的に実装でき、又、
完成した回路基板の歩留りを従来に比べて向上可能な電
子部品実装装置、及び該電子部品実装装置にて実行され
る電子部品実装方法を提供することを目的とする。
本発明は以下のように構成する。本発明の第1態様にお
ける電子部品実装装置は、電子部品を保持する部品保持
部材にて保持されている第1電子部品を回路基板上に実
装する電子部品実装装置であって、上記回路基板上にお
ける上記第1電子部品の実装予定領域における上記第1
電子部品に対する実装環境を撮像する撮像装置と、上記
撮像装置から撮像情報が供給され該撮像情報に基いて上
記実装予定領域における上記第1電子部品に対する上記
実装環境が良好か否かを上記第1電子部品の実装前に判
断する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
断したときには、上記実装予定領域内における上記第1
電子部品の実装位置を修正して実装を行なうか、若しく
は実装を行なわないかを決定するようにことができる。
位置情報、該第1電子部品に隣接して実装される電子部
品の位置情報、及び上記撮像装置にて撮像された上記実
装環境の情報を格納する格納部を有することができる。
上記回路基板と上記第1電子部品との電気的接続を図る
接合材料の塗布状態とすることもできる。
して上記回路基板上に実装されている電子部品の上記実
装予定領域への侵入状態とすることもできる。
法は、電子部品を保持する部品保持部材にて保持されて
いる第1電子部品を回路基板上に実装する電子部品実装
方法であって、上記回路基板上における上記第1電子部
品の実装予定領域における上記第1電子部品に対する実
装環境を撮像し、上記撮像による撮像情報に基いて上記
実装予定領域における上記第1電子部品に対する上記実
装環境が良好か否かを上記第1電子部品の実装前に判断
する、ことを特徴とする。
実装装置、及び該電子部品実装装置にて実行される電子
部品実装方法について、図を参照しながら以下に説明す
る。尚、各図において同じ構成部分については同じ符号
を付している。本実施形態の電子部品実装装置にて扱う
電子部品は、例えば、0.6mm×0.3mmのサイズ
にてなる部品であり、隣接する電子部品同士の隙間は約
0.1mmにて配列される場合を例に採る。しかしなが
ら、本実施形態の電子部品実装装置は、上述のサイズ、
配列隙間に限定されるものではなく、上述のサイズ、配
列隙間以下の寸法の場合にはより効果的となり、又、上
述のサイズ、配列隙間を超える寸法の場合でも勿論適用
可能である。
実装装置101は、大別して、部品保持装置120と、
基板搬送装置103と、XYテーブル部105と、部品
供給装置108と、電子部品認識装置109と、制御装
置180とを備える。上記部品保持装置120は、上記
部品供給装置108にて供給される電子部品110を保
持し、上記基板搬送装置103にて搬入された回路基板
3に、保持している電子部品110の実装を行なう装置
であり、ノズル部102と、θ回転部104と、撮像装
置106とを有する。又、当該部品保持装置120は、
XYテーブル部105に設置されており、XYテーブル
部105により、互いに直交するX、Y方向へ移動自在
である。よって、上記ノズル部102及び撮像装置10
6もX、Y方向へ移動自在である。
あり電子部品110を吸着保持するノズル121を、上
記ノズル部102は備え、上記ノズル121をその軸方
向に沿って上下動させる。ここで上記電子部品110
は、上述した0.6mm×0.3mmのサイズにてな
り、隣接する電子部品同士の隙間が約0.1mmにて配
列されるような微小部品である。又、回路基板3への実
装のためノズル121にて保持されている電子部品を第
1電子部品111とする。上記θ回転部104は、上記
ノズル121をその軸周り方向へ回転させる。
における第1電子部品111の実装予定領域114にお
ける第1電子部品111に対する実装環境を撮像する装
置であり、その撮像情報を制御装置180へ送出する。
ここで上記実装予定領域114とは、上記撮像装置10
6にて撮像される撮像領域に含まれる領域であって、制
御装置180にて画像処理対象となる領域である。図3
に示すように、本実施形態では、実装予定領域114
は、例えば、回路基板3上における上記第1電子部品1
11の設計上の位置に上記第1電子部品111が実装さ
れたときに当該第1電子部品111が占める設計領域1
12を含み、第1電子部品111と、該第1電子部品1
11に互いに隣接して回路基板3上に配置される各電子
部品110との設計上の隙間113を、上記設計領域1
12の周囲に設けた大きさにてなる領域である。本実施
形態の場合では、電子部品110が、上述のように、
0.6mm×0.3mmのサイズにてなり、隣接する電
子部品同士の隙間が約0.1mmであることから、上記
設計領域112は0.6mm×0.3mmとなるので、
上記実装予定領域114は、0.8(=0.6+0.1
×2)mm×0.5(=0.3+0.1×2)mmの寸
法にてなる領域となる。尚、上記実装予定領域114
は、上述の大きさに限定されるものではなく、第1電子
部品111の大きさ、及び隣接部品間の隙間寸法に応じ
て変化する。又、上記隙間寸法について設計上の値をそ
のまま使用するのか、変更して使用するのかによっても
変化させることができる。
111を回路基板3上に実装する際に影響を及ぼす可能
性のある要因であり、本実施形態では、例えば、上記実
装予定領域114にて、図4に示すように、上記回路基
板3と上記第1電子部品111との電気的接続を図る接
合材料115の塗布状態であり、又、図5及び図6に示
すように、上記実装予定領域114に隣接して上記回路
基板3上に実装されている電子部品110の上記実装予
定領域114への侵入状態である。尚、上記接合材料1
15の機能を果たす一例として、いわゆるクリーム半田
が相当する。又、上記隣接の電子部品110の実装予定
領域114への侵入状態は、換言すると、隣接する電子
部品110の実装精度の良否状態である。
から当該電子部品実装装置101へ回路基板3を搬入
し、かつ当該電子部品実装装置101から次工程へ回路
基板3を搬出する装置であり、当該基板搬送装置103
に備わる駆動装置1031にて回路基板3の移動が行な
われる。
0を供給する装置であり、本実施形態では例えば、電子
部品110を収納したテープを巻回し該テープを繰り出
すことで電子部品110の供給を行なうリール式の部品
供給装置を使用している。勿論、部品供給装置108
は、このリール式に限られず、トレイ式等、公知の形態
の供給装置を使用可能である。
保持装置120のノズル部102のノズル121にて上
記部品供給装置108から保持された第1電子部品11
1の保持姿勢を、部品実装前に撮像する装置であり、そ
の撮像情報を制御装置180へ送出する。制御装置18
0では、上記保持姿勢情報と、正規の姿勢情報とに基い
て、当該第1電子部品111を回路基板3上に実装する
ときの位置補正量を求める。そして求めた上記位置補正
量に基いて、制御装置180は、上記θ回転部104及
びXYテーブル部105の少なくとも一方を動作させ
る。
部品実装装置101の動作、つまり電子部品実装方法に
ついて以下に説明する。尚、各動作は、制御装置180
の制御により実行されるものである。該制御装置180
には、実装順に従い回路基板3上の各部品実装位置と、
該実装位置に実装される電子部品110の種類との関
係、並びに各電子部品110を供給する部品供給装置1
08の設置位置等、実装動作に必要な実装情報が予め格
納されており、制御装置180は該実装情報に従い実装
動作を実行する。又、本実施形態の電子部品実装装置1
01も、従来の電子部品実装装置と同様に、回路基板3
を搬入した後、電子部品110を保持し回路基板3上へ
実装し、所望の実装終了後、回路基板3を搬出するとい
う基本的な実装動作を行なう。よって該基本的実装動作
については説明を略説し、以下では、本実施形態におい
て特徴的な動作の一つである、撮像装置106による撮
像情報の処理動作を主として説明する。
装置103により前工程から回路基板3が当該電子部品
実装装置101の所定位置に配置され固定される。次の
ステップ202では、XYテーブル部105の動作によ
りノズル部102のノズル121を部品供給装置108
における部品供給位置に配置し、さらにノズル部102
にてノズル121を下降させて電子部品110を保持す
る。尚、上述したように、ノズル121にて保持された
電子部品110を第1電子部品111とする。部品保持
後、ノズル121は上昇位置まで上昇する。次のステッ
プ203では、XYテーブル部105の動作によりノズ
ル121が電子部品認識装置109の上方に配置された
後、電子部品認識装置109にて第1電子部品111の
保持姿勢が撮像され、制御装置180では保持姿勢情報
に基いて上記位置補正量が求められる。
105の動作により部品保持装置120が移動され、回
路基板3上の上記実装予定領域114を含む範囲の上方
に撮像装置106が配置される。そして、撮像装置10
6は、実装予定領域114を含む範囲を撮像し、その撮
像情報を制御装置180へ送出する。制御装置180
は、実装予定領域114を含む範囲における上記撮像情
報の内、実装予定領域114について、第1電子部品1
11に対する上記実装環境が判断可能となるように画像
処理を行なう。つまり本実施形態では、接合材料115
の塗布状態、及び隣接電子部品110の侵入の有無が判
断可能となるように画像処理が行なわれる。
にて得た、実装予定領域114の画像処理後情報に基い
て、制御装置180は、上記接合材料115の塗布状態
の良否を判断する。塗布状態が良好な場合には次のステ
ップ206へ進み、不良な場合にはステップ207へ移
行する。又、次のステップ206では、ステップ204
にて得た、実装予定領域114の画像処理後情報に基い
て、制御装置180は、隣接電子部品110の実装予定
領域114への侵入の有無を判断する。上記侵入無しの
場合には次のステップ208へ進み、侵入有りの場合に
はステップ207へ移行する。これらの判断方法につい
て、図4〜図6を参照して具体的に以下に説明する。
尚、図4〜図6は、上記画像処理を行った画像例であ
り、これらの図において、ハッチングを施した部分は、
接合材料115を示し、Pにて示す位置は、第1電子部
品における設計上の装着予定位置の中心位置、つまり実
装予定領域114の中心位置に相当する。
装済の電子部品110は実装予定領域114へ侵入して
いないのがわかる。つまり、隣接する電子部品110の
実装精度に問題はない。しかしながら、接合材料115
は、回路基板3の電極用ランド3aのT部分にて欠落し
ているのがわかる。したがって、このような状況のま
ま、第1電子部品111を上記P位置を中心として実装
しても、半田付け不良になることは必至である。よって
このような場合には、第1電子部品111の実装中止を
決定し、ステップ207へ移行する。尚、本実施形態で
は、例えば、接合材料115が電極用ランド3aに対し
て50%以下しか塗布されていない場合には、実装中止
と判断するようにしている。
上記画像処理後画像の情報と、上記P位置の位置情報
と、上記隣接して実装されている電子部品110の位置
情報とについて、これらを互いに関連付けた状態で、格
納部181へ格納する。尚、格納部181には、上述し
たような、実装を行なうか否かの決定情報も格納してい
る。格納部181にこれらの情報を格納しておくこと
で、実装後における検査データと上記格納情報との照合
を行ない接合材料115の状況及び隣接する電子部品1
10の実装精度が、実装後の品質不良とどのような因果
関係を有するのか分析することができる。よって、不良
発生低減のため、例えば接合材料115の欠落度合に基
いて、実装するか否かの判断レベルを修正する等が可能
となる。
115の塗布状態は良好であることがわかる。しかしな
がら、右側に隣接する電子部品110の実装精度が若干
悪く、右側隣接電子部品110の一部110aが実装予
定領域114へ侵入しているのがわかる。よって、第1
電子部品111について上記P位置を中心として実装し
たならば、隣接する電子部品110との間で規定の隙間
寸法を満足できない場合も生じることから、制御装置1
80は、第1電子部品111の実装予定位置であるP位
置をQ位置へシフトする必要があると判断し、実装予定
位置をQ位置へシフトして第1電子部品111の実装を
行なう。
結果、左側の隣接電子部品110と第1電子部品111
との間で規定の隙間寸法を満足できなくなる可能性があ
るときには、第1電子部品111の実装中止を決定し、
上記ステップ207へ移行し、画像処理後画像の情報
と、上記P位置の位置情報とについて、これらを互いに
関連付けた状態で、格納部181へ格納する。
部品110の実装精度が著しく悪いのがわかる。よっ
て、制御装置180は、第1電子部品111の実装中止
を決定し、上記ステップ207へ移行し、画像処理後画
像の情報と、上記P点の位置情報とについて、これらを
互いに関連付けた状態で、格納部181へ格納する。
尚、本実施形態では、例えば長さ0.6mm、幅0.3
mmの第1電子部品111では、長さ0.8mm、幅
0.5mmにてなる実装予定領域114を設定し、該実
装予定領域114の例えば幅方向に沿って隣接電子部品
110が0.05mm以上、つまり実装予定領域114
の例えば幅方向寸法の1/10以上にて当該実装予定領
域114に侵入しているときには隣接電子部品110の
実装精度が悪いと判断する。
にて求めた上記位置補正量に基いて、制御装置180
は、XYテーブル部105及びθ回転部104の少なく
とも一方を動作させて第1電子部品111の実装位置の
補正を行い、次のステップ209にて、第1電子部品1
11を上記実装予定領域114へ実装する。次のステッ
プ210では、回路基板3上に予定した全ての電子部品
110を実装したか否かが判断され、全てを実装したと
きには次のステップ211へ移行し、一方、未実装の電
子部品110が有るときには再びステップ201へ戻
る。ステップ211では、予定した全ての電子部品11
0を実装した回路基板3を、当該電子部品実装装置10
1から搬出し、次に、新たな回路基板3を当該電子部品
実装装置101に搬入する。
101によれば、第1電子部品111を回路基板3に実
装する前に、接合材料115の塗布状態の良否、及び隣
接の実装済部品110における実装精度の良否を確認す
ることから、該確認結果に基いて第1電子部品111の
実装位置を予め設計位置よりずらしたり、又は、該第1
電子部品111の実装を中止したりすることができる。
よって、例えば0.6mm×0.3mm以下のサイズに
てなる微小電子部品で、電子部品同士間の隙間が0.1
mm以下にてなる部品実装を効率良く行なうことがで
き、又、部品実装済の回路基板3の歩留りを従来に比べ
て向上させることができる。
20のノズル部102には、1本のノズル121が備わ
る場合を例に採ったが、これに限定されず、複数本のノ
ズルを有することもできる。
電子部品実装装置、及び第2態様の電子部品実装方法に
よれば、撮像装置及び制御装置を備え、回路基板上にお
ける第1電子部品の実装予定領域における上記第1電子
部品に対する実装環境を撮像し、この撮像情報に基いて
上記実装予定領域における上記第1電子部品に対する上
記実装環境が良好か否かを上記第1電子部品の実装前に
判断するようにした。よって、上記実装環境が悪い状態
のまま、第1電子部品が回路基板に実装されることはな
くなる。したがって、微小電子部品の狭隙間での実装が
効率的に行なえ、又、完成した回路基板の歩留りを従来
に比べて向上することができる。
第1電子部品の実装位置を修正したり、実装を中止する
ことで、微小電子部品の狭隙間での実装が効率的に行な
え、又、完成した回路基板の歩留りを従来に比べて向上
することができる。
第1電子部品に隣接して実装される電子部品の位置情
報、及び撮像装置にて撮像された実装環境の情報を格納
する格納部を、上記制御装置に設けることで、実装後に
おける検査データと格納情報との照合を行ない、上記実
装環境の状況及び隣接する電子部品の実装精度が、実装
後の品質不良とどのような因果関係を有するのかを分析
することができる。よって、不良発生低減のため、例え
ば接合材料の欠落度合に基いて、実装するか否かの判断
レベルを修正する等が可能となる。
を選定することで、たとえ実装したとしても接合不良に
なる状態を、実装前に検出することができる。よって、
微小電子部品の狭隙間での実装が効率的に行なえ、又、
完成した回路基板の歩留りを従来に比べて向上すること
ができる。
接電子部品の侵入を選定することで、隣接する電子部品
との隙間が規定値内に収まるように第1電子部品の実装
位置を設計位置からずらすことが可能となる。よって、
微小電子部品の狭隙間での実装が効率的に行なえ、又、
完成した回路基板の歩留りを従来に比べて向上すること
ができる。
略斜視図である。
ャートである。
実装予定領域を説明するための図である。
装予定領域のサンプル画像であって接合材料の欠落状態
を示す図である。
装予定領域の他のサンプル画像であって隣接する電子部
品が実装予定領域に侵入している状態を示す図である。
装予定領域の別のサンプル画像であって隣接する電子部
品が実装予定領域に著しく侵入している状態を示す図で
ある。
る。
トである。
像装置、110…電子部品、111…第1電子部品、1
14…実装予定領域、121…ノズル、180…制御装
置、181…格納部。
Claims (7)
- 【請求項1】 電子部品(110)を保持する部品保持
部材(121)にて保持されている第1電子部品(11
1)を回路基板(3)上に実装する電子部品実装装置で
あって、 上記回路基板上における上記第1電子部品の実装予定領
域(114)における上記第1電子部品に対する実装環
境を撮像する撮像装置(106)と、 上記撮像装置から撮像情報が供給され該撮像情報に基い
て上記実装予定領域における上記第1電子部品に対する
上記実装環境が良好か否かを上記第1電子部品の実装前
に判断する制御装置(180)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】 上記制御装置は、上記実装環境を不良と
判断したときには、上記実装予定領域内における上記第
1電子部品の実装位置を修正して実装を行なうか、若し
くは実装を行なわないかを決定する、請求項1記載の電
子部品実装装置。 - 【請求項3】 上記制御装置は、上記第1電子部品の実
装位置情報、該第1電子部品に隣接して実装される電子
部品の位置情報、及び上記撮像装置にて撮像された上記
実装環境の情報を格納する格納部(181)を有する、
請求項2記載の電子部品実装装置。 - 【請求項4】 上記実装環境は、上記実装予定領域に
て、上記回路基板と上記第1電子部品との電気的接続を
図る接合材料(115)の塗布状態である、請求項1か
ら3のいずれかに記載の電子部品実装装置。 - 【請求項5】 上記実装環境は、上記実装予定領域に隣
接して上記回路基板上に実装されている電子部品の上記
実装予定領域への侵入状態である、請求項1から4のい
ずれかに記載の電子部品実装装置。 - 【請求項6】 電子部品(110)を保持する部品保持
部材(121)にて保持されている第1電子部品(11
1)を回路基板(3)上に実装する電子部品実装方法で
あって、 上記回路基板上における上記第1電子部品の実装予定領
域(114)における上記第1電子部品に対する実装環
境を撮像し、 上記撮像による撮像情報に基いて上記実装予定領域にお
ける上記第1電子部品に対する上記実装環境が良好か否
かを上記第1電子部品の実装前に判断する、ことを特徴
とする電子部品実装方法。 - 【請求項7】 上記実装環境を不良と判断したときに
は、上記実装予定領域内における上記第1電子部品の実
装位置を修正して実装を行なうか、若しくは実装を行な
わないかを決定する、請求項6記載の電子部品実装方
法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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