JP4069739B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着ノズルによって吸着保持して基板に実装する電子部品実装装置および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り、真空吸引をオンオフすることのみによって保持状態を制御できるという利点がある。
【０００３】
この反面、吸着ノズルの吸着孔や内部に組み込まれた異物除去用のフィルタなど、真空吸引系を構成する部品の状態によって吸着動作が不安定になりやすいという欠点がある。すなわち、吸着ノズルによって電子部品を確実に吸着保持するためには、吸着ノズルの真空圧が所定圧に到達することが必要であり、また電子部品の吸着解除のためには吸着ノズルの真空を破壊して圧力を大気圧に復帰させることが必要であるが、前述のように真空吸引系に異物の付着や目詰まりが生じている場合には、これらの影響によって真空圧の上昇や真空破壊に要する応答時間が遅延し、所期の動作タクトタイムが保たれない事態が生じる。このため従来より吸着ノズルを用いた電子部品実装装置には、このような異物を排除するためのエアブローなどの機構を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−２５２６４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、吸着ノズルの端部に付着した異物を除去できるのみで、フィルタの目詰まりなどに真空吸引回路内部に存在する異物に対しては有効ではなかった。また吸着ノズルに対してエアを吹き付ける構成であるため、異物除去と同時に異物の飛散が避けられず、飛散した異物が基板の実装面に付着することによる新たな不具合を誘発する場合があった。このように、従来の電子部品実装装置においては、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引系の異物の影響によって、安定した実装動作を行うことが困難な場合があった。
【０００６】
そこで本発明は、真空吸引系の異物の影響を極力少なくし、安定した実装動作を保つことができる電子部品実装装置および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】
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、前記真空吸引手段から吸着ノズルに至る真空吸引回路を断接する真空断接手段と、前記真空吸引回路に介設され真空吸引回路を通過する空気の流量を計測する流量センサと、この流量センサの流量計測結果に基づいて前記真空断接手段の断接タイミングを制御するタイミング制御手段とを備え、流量の計測結果から正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値に対する流量偏差を求め、この流量偏差に対応したタイミング補正値に基づいて、真空断接手段の断接タイミングを制御する。
【０００８】
請求項２記載の電子部品実装方法は、部品供給部の電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルから真空吸引回路を介して真空吸引することにより吸着保持して基板に実装する電子部品実装方法であって、前記吸着ノズルの特定状態である真空吸引時において前記真空吸引回路に介設された流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測する流量計測工程と、前記真空吸引回路を断接する真空断接手段を接状態にすることにより吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出すピックアップ工程と、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させるとともに、前記真空断接手段を断状態にして吸着保持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て基板に搭載する搭載工程とを含み、また流量の計測結果から正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値に対する流量偏差を求め、この流量偏差に対応したタイミング補正値に基づいて、真空断接手段の断接タイミングを制御するようにし、且つ前記ピックアップ工程およびまたは搭載工程において、前記流量計測結果に基づいて前記真空断接手段の断接タイミングを制御する。
【０００９】
本発明によれば、吸着ノズルの特定状態において流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測し、この流量計測結果に基づいて真空吸引回路の断接タイミングを制御することにより、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引系の異物の影響を極力少なくし、安定した実装動作を保つことができる。
【００１０】
【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よるピックアップ動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品搭載動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ、図６（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の真空度と空気の流量との関係を示すグラフ、図６（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の流量偏差と切換バルブのタイミング補正値との関係を示すグラフ、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるバルブ作動タイミング設定処理のフロー図である。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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１１が配設されている。ラインカメラ１１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。
【００１４】
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。
【００１５】
ここで図３を参照して、吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引・エアブロー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、流量センサ１２を介して切換バルブ１３が接続されている。切換バルブ１３の一方側の切換ポートａは真空ポンプ１４に接続され、他方側の切換ポートｂはブローバルブ１６を介してエア供給源１７に接続されている。制御部２０によって切換バルブ１３を制御することにより、吸着ノズル１０を切換ポートａ、ｂのいずれかに選択的に接続させることができる。
【００１６】
装着部８ｂに吸着ノズル１０を装着し、真空ポンプ１４を駆動した状態で切換バルブ１３を切換ポートａ側に切り換えることにより、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。装着部８ｂにはフィルタ１５が内蔵されており、真空吸引する際に吸着ノズル１０から空気とともに吸引された異物は、フィルタ１５によって捕集される。
【００１７】
上記構成において、吸着ノズル１０から真空ポンプ１４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おり、真空ポンプ１４は吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引手段となっている。そして切換バルブ１３は、真空吸引回路を断接する断接する真空断接手段となっている。すなわち切換ポートａ側に切り換えることにより、真空吸引回路が接状態となって吸着ノズル１０から真空吸引し、切換ポートｂ側に切り換えることにより、真空吸引回路が断状態となって吸着ノズル１０からの真空吸引が停止する。
【００１８】
そして切換バルブ１３を切換ポートｂ側に切り換えた状態で、ブローバルブ１６を開状態にすることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａから正圧空気が吐出される。吸着ノズル１０からエア供給源１７に至る回路は、エアブロー回路となっており、エア供給源１７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いる。
【００１９】
真空吸引時の真空吸引回路の流量およびエアブロー時のエアブロー回路の流量は、流量センサ１２によって計測される。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、真空吸引・エアブローによって単位時間当たりに真空吸引・エアブロー回路内を通過する空気の量を計測する。この流量計測は、吸着ノズル１０から真空吸引する方向の空気の流量および吸着ノズル１０から空気を吐出する方向の空気の流量のいずれについても計測可能となっている。流量計測結果はバルブ作動タイミング設定部１８に送られる。
【００２０】
バルブ作動タイミング設定部１８は、流量センサ１２の流量計測結果に基づき、記憶部１９に記憶されているバルブ作動タイミング補正データを用いて、切換バルブ１３の作動タイミング、すなわち真空断接手段の断接タイミングを設定する。作動タイミングの設定結果は制御部２０へ送られ、制御部２０は設定結果に基づいて切換バルブ１３を制御する。したがって、バルブ作動タイミング設定部１８と制御部２０は、流量センサ１２の流量計測結果に基づいて真空断接手段の断接タイミングを制御するタイミング制御手段となっている。
【００２１】
ここでバルブ作動タイミングおよびバルブ作動タイミング設定データについて、図４、図５および図６を参照して説明する。図４（ａ）（ｂ）は、電子部品を吸着ノズル１０によってピックアップするピックアップ動作において、真空ポンプ１４を駆動した状態で、切換バルブ１３を切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）から切換ポートａ側（真空吸引ＯＮ）に切り換えた場合の吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの時間的変化を示している。
【００２２】
また図５（ａ）（ｂ）は、吸着ノズル１０に保持された電子部品を基板３に搭載する搭載動作において、真空ポンプ１４を駆動した状態で、切換バルブ１３を切換ポートａ側（真空吸引ＯＮ）から切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）に切り換えた場合の吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの時間的変化を示している。いずれの場合も、真空圧Ｐは大気圧との差圧を示しており、絶対圧が低下して差圧が大きくなる方向を真空圧Ｐの正方向としている。
【００２３】
まず、ピックアップ動作におけるバルブ作動タイミングについて説明する。電子部品実装動作において、移載ヘッド８によって電子部品をピックアップする際には、前述のように切換バルブ１３を切換ポートａ側（真空吸引ＯＮ）に切り換えて吸着ノズル１０から真空吸引する。この部品吸着動作において、吸着ノズル１０によって電子部品を確実に吸着保持するためには、吸着ノズル１０内部の真空圧が、大気圧との差圧によって電子部品を保持するのに十分な所定圧に到達することが必要とされる。
【００２４】
このとき、切換バルブ１３を真空吸引側に切り換えたタイミングから吸着ノズル１０内の真空圧が所定圧に到達するまでにはタイムラグが存在する。すなわち、図４（ａ）に示すように、切換バルブ１３を真空吸引ＯＮへ切り換えたタイミングｔａからタイムラグｔ１だけ遅れたタイミングｔｂにおいて、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐは、所定圧（電子部品の吸着保持のための基準真空圧Ｐｓ１）に到達する（実線で示す圧力カーブｐ１参照）。そしてこの基準真空圧Ｐｓ１の到達を確認した後、吸着ノズル１０が上昇して電子部品がピックアップされる。
【００２５】
ところが吸着ノズル１０からの真空吸引を反復しておこなう過程において、フィルタ１５の目詰まりや吸着ノズル１０内部の異物付着が進行すると、真空吸引系の応答状態が劣化して基準真空圧Ｐｓ１に到達するタイミングが遅延する傾向にあり（破線で示す圧力カーブｐ２参照）、本来ピックアップが行われるべきタイミングｔｂにおいては、基準真空圧Ｐｓ１を差分ΔＰ１だけ下回った真空圧状態にある。
【００２６】
そしてこの場合には、基準真空圧Ｐｓ１の到達が確認されるまでにはさらに追加のタイムラグΔｔ１を必要とし、タイミングｔｂからさらにタイムラグΔｔ１が経過したタイミングにおいて吸着ノズル１０による電子部品のピックアップが行われる。すなわち真空吸引系の応答状態の劣化は、前述のタイムラグΔｔ１分だけピックアップ動作の遅れを招くこととなる。ここで、実際に使用される条件範囲内においては、差分ΔＰ１とタイムラグΔｔ１とは略比例関係にある。
【００２７】
このようなピックアップ動作の遅れを防止するため、本実施の形態の電子部品実装方法においては、以下に示すバルブ作動タイミング補正データを用いて切換バルブ１３のバルブ作動タイミングの設定を変更することにより、ピックアップ動作の遅れに起因するタクトタイムの増大を防止するようにしている。
【００２８】
図６（ａ）は、真空吸引回路内の空気の流量Ｑ（横軸）と、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐ（縦軸）との関係を示している。吸着ノズル１０から真空吸引した状態における空気の流量Ｑは、図６（ａ）に示すように、実際の真空吸着に用いられる条件範囲内においては、真空圧Ｐと略線形な対応関係にある。すなわち、流量Ｑが、正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値Ｑ１から流量偏差ΔＱ１だけ低下すると、真空圧Ｐはこの流量偏差ΔＱ１に比例した差分ΔＰ１だけ低下する。
【００２９】
この関係を換言すれば、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの変化の状態を検出したい場合には、流量Ｑの変化を計測すればよいことになる。本実施の形態に示すバルブ作動タイミング補正データでは、この関係を利用して、流量Ｑの計測結果から流量Ｑの基準流量値Ｑ１に対する流量偏差ΔＱ１を求め、次いでこの流量偏差ΔＱ１に対応する吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの差分ΔＰ１を求め、さらにこの差分ΔＰ１に相当するタイムラグΔｔ１（すなわち流量偏差ΔＱ１に対応するタイミング補正値Δｔ１）を求めるようにしている。
【００３０】
図６（ｂ）のグラフは、これらの流量偏差ΔＱ、真空圧Ｐの差分ΔＰおよびタイミング補正値Δｔ１の相互の関係において、流量偏差ΔＱとタイミング補正値Δｔ１との比例関係を真空圧Ｐを省略して示したものである。このようなバルブ作動タイミング補正データを準備することにより、電子部品実装装置の稼働中の適宜インターバルにおいて流量センサ１２によって真空吸引回路内の流量Ｑを計測して基準流量値Ｑ１との差を演算して流量偏差ΔＱ１を求め、この流量偏差ΔＱ１に対応したタイミング補正値Δｔ１が求められる。
【００３１】
そして求められたタイミング補正値Δｔ１だけ切り換えバルブ１３の作動タイミングを前倒しする。これにより、図４（ｂ）に示すように圧力カーブｐ２はΔｔ１だけ左側へ移動し、本来のピックアップのタイミングｔｂにおいて真空圧Ｐは基準真空圧Ｐｓ１に到達する。したがって、真空吸引回路の応答状態がフィルタ１５の目詰まりなどの要因によって変化した場合にあっても、時間遅れを生じることなく電子部品をピックアップすることができる。なお図６（ｂ）においては、流量偏差にタイミング補正値を対応させるための関連を直線状の相関線で示しているが、これ以外にもステップ状の相関線など、実用上適した相関線を選択して用いてもよい。
【００３２】
上述のバルブ作動タイミング補正は、部品搭載動作に対しても同様に適用される。すなわち図５に示すように、この部品搭載動作においては、前述のように切換バルブ１３を切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）に切り換えて吸着ノズル１０の吸着状態を解除する。この部品搭載動作において、吸着ノズル１０から電子部品を確実に離脱させるためには、吸着ノズル１０内部の真空を破壊して基準真空圧値Ｐｓ２（ほぼ大気圧に等しい圧力に設定される）にすることが必要とされる。
【００３３】
このとき、切換バルブ１３を切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）に切り換えたタイミングから、吸着ノズル１０内の真空圧が大気圧に復帰するまでには真空吸引時と同様にタイムラグが存在する。すなわち、図５（ａ）に示すように、切り換えバルブ１３を切換ポートａ（真空吸引ＯＮ）へ切り換えたタイミングｔｃからタイムラグｔ２だけ遅れたタイミングｔｄにおいて、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐは、基準真空圧値Ｐｓ２に到達する（実線で示す圧力カーブｐ３参照）。そしてこの基準真空圧Ｐｓ２の到達を確認した後、電子部品を離脱させた吸着ノズル１０が上昇して部品搭載動作が完了する。
【００３４】
ところが吸着ノズル１０からの真空吸引を反復しておこなう過程において、フィルタ１５の目詰まりや吸着ノズル１０内部の異物付着が進行すると、真空吸引系の応答状態が劣化して基準真空圧Ｐｓ２に到達するタイミングが遅延する傾向にあり（破線で示す圧力カーブｐ４参照）、本来部品離脱が行われるべきタイミングｔｄにおいては、基準真空圧Ｐｓ２を差分ΔＰ２だけ上回った真空圧状態にある。
【００３５】
そしてこの場合には、基準真空圧Ｐｓ２の到達が確認されるまでにはさらに追加のタイムラグΔｔ２を必要とし、タイミングｔｄからさらにタイムラグΔｔ２が経過したタイミングにおいて電子部品を離脱させた吸着ノズル１０を上昇させる動作が行われる。すなわち真空吸引系の応答状態の劣化は、ピックアップ動作時とほぼ同様に、タイムラグΔｔ２分だけ部品搭載動作の遅れを招くこととなる。ここで、実際に使用される条件範囲内においては、ピックアップ動作の場合と同様に、差分ΔＰ２とタイムラグΔｔ２とは略比例関係にある。
【００３６】
このような部品搭載動作の遅れを防止するため、本実施の形態の電子部品実装方法においては、ピックアップ動作におけるバルブ作動タイミング補正データと同様のバルブ作動タイミング補正データを用いて、部品搭載動作時の切換バルブ１３のバルブ作動タイミングの設定を変更することにより、部品搭載動作の遅れに起因するタクトタイムの増大を防止するようにしている。
【００３７】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、流量偏差ΔＱ２とタイミング補正値Δｔ２との関係を示すバルブ作動タイミング補正データを準備する。そして電子部品実装装置の稼働中の適宜インターバルにおいて流量センサ１２によって真空吸引回路内の流量を計測して基準流量値Ｑ２との差を演算して流量偏差ΔＱ２を求め、この流量偏差ΔＱ２に対応したタイミング補正値Δｔ２が求められる。
【００３８】
そして求められたタイミング補正値Δｔ２だけ切り換えバルブ１３の作動タイミングを前倒しする。これにより、図５（ｂ）に示すように圧力カーブｐ４はΔｔ２だけ左側へ移動し、本来の電子部品の離脱のタイミングｔｄにおいて真空圧Ｐは基準真空圧Ｐｓ２に到達する。したがって、真空吸引回路の応答状態がフィルタ１５の目詰まりなどの要因によって変化した場合にあっても、時間遅れを生じることなく電子部品を搭載することができる。
【００３９】
次に図７を参照して、上述のバルブ作動タイミング設定処理について説明する。この処理は、部品供給部４の電子部品を移載ヘッド８の吸着ノズル１０から真空吸引回路を介して真空吸引することにより吸着保持して基板３に実装する電子部品実装方法において、所定インターバル毎（例えば基板の入れ替え毎）に、バルブ作動タイミング設定部１８によって実行される。
【００４０】
まずバルブ作動タイミング補正データを記憶部１９より読み込む（ＳＴ１）。ここでは、基準状態におけるバルブ作動タイミング、すなわち図４，図５に示すタイミングｔａ、ｔｃに相当するタイミングや、図６に示す基準流量値Ｑ１，Ｑ２など、以下に説明するバルブ作動タイミング設定に必要なデータを読み込む。ここで、タイミングｔａ、ｔｃは実装シーケンスより与えられる。基準流量値Ｑ１は、フィルタ１５の目詰まりや吸着ノズル１０が閉塞されていない正常な基準状態において、切換バルブ１３を真空吸引ＯＦＦから真空吸引ＯＮに切り換えたときの流量値であり、基準流量値Ｑ２は、逆に切換バルブ１３を真空吸引ＯＮから真空吸引ＯＦＦに切り換えたときの流量値である。これらのデータは予め計測され記憶部１９に記憶される。
【００４１】
次に真空吸引回路の流量を流量センサ１２によって計測する（ＳＴ２）（流量計測工程）。この流量計測においては、吸着ノズル１０に電子部品が保持されていない状態（流量計測用の特定状態）で、まず切換バルブ１３を真空吸引ＯＦＦから真空吸引ＯＮに切り換えたときの流量を計測し、次いで切換バルブ１３を真空吸引ＯＮから真空吸引ＯＦＦに切り換えたときの流量を計測する。
【００４２】
そしてこれらの流量計測結果から、流量計測値と基準流量値Ｑ１，Ｑ２の差をそれぞれ示す流量偏差ΔＱ１、ΔＱ２を求める（ＳＴ３）。次いで、流量偏差ΔＱ１，ΔＱ２に対応したタイミング補正値Δｔ１、Δｔ２を、バルブ作動タイミング補正データ（図６（ｂ）参照）から求める（ＳＴ４）。そしてタイミング補正値Δｔ１、Δｔ２を加味したバルブ作動タイミングを、新たなバルブ作動タイミングとして設定し（ＳＴ５）、設定結果を制御部２０に対して出力する。
【００４３】
このようにして新たなバルブ作動タイミングが設定されたならば、実装動作が開始される。すなわち、切換バルブ１３を切換ポートａ側に切り換えて、吸着ノズル１０によって電子部品を吸着保持して取り出す（ピックアップ工程）。このときのバルブ作動タイミングは、図４（ｂ）に示すように、タイミングｔａをΔｔ１だけ前倒ししたタイミングである。この後、電子部品を保持した移載ヘッド８はラインカメラ１１の上方を移動してここでの認識を行った後、基板３上に移動する。
【００４４】
そしてここで電子部品を吸着保持した吸着ノズル１０を基板３に対して上下動させるとともに、切換バルブ１３を切換ポートｂ側に切り換えて、吸着ノズル１０による電子部品の吸着保持を解除することにより、電子部品を吸着ノズル１０から離脱させて基板３に搭載する（搭載工程）。このときのバルブ作動タイミングは、図５（ｂ）に示すように、タイミングｔｃをΔｔ２だけ前倒ししたタイミングである。
【００４５】
すなわち、上述の電子部品実装方法のピックアップ工程および搭載工程においては、バルブ作動タイミング設定処理の流量計測工程における流量計測結果に基づいて、当初のタイミングｔａ，ｔｃにそれぞれタイミング補正値Δｔ１、Δｔ２を加味したバルブ作動タイミングを用いて、制御部２０によって切換バルブ１３の作動タイミングを制御する。
【００４６】
このように、本実施の形態に示す電子部品実装装置では、真空吸引系の異物の影響によるタクトタイムの遅延や実装動作の不安定に対する対策として、従来より用いられていたエアブローによる異物排除を用いていない。これにより、従来方法における不都合、すなわち、吸着ノズルの端部に付着した異物を除去できるのみで、フィルタの目詰まりなどに真空吸引系内部に存在する異物に対しては有効ではないという不都合、さらには吸着ノズルに対してエアを吹き付ける構成であるため、異物除去と同時に異物の飛散が避けられず、飛散した異物が基板の実装面に付着することによる新たな不具合を誘発するという不具合がない。
【００４７】
従って、稼働時間の経過と伴って不可避的に生じる真空吸引系の異物の影響を極力少なくすることができ、メンテナンス作業のインターバルを延長して作業負荷を軽減できるとともに、異物付着が進行中においても付着状態に応じてバルブ作動タイミングが更新されることから、常に安定した実装動作を保つことができる。
【００４８】
なお、上述の実施の形態においては、切換バルブ１３の作動タイミングのみをタイミング補正の対象としているが、搭載工程における部品離脱時において吸着ノズル１０内に正圧を付与するエアブローバルブ１６の作動タイミングを併せてタイミング補正の対象としてもよい。この場合には、基準流量値Ｑ２の計測およびタイミング補正時の流量計測を正圧付与の状態で行う。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着ノズルの特定状態において流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測し、この流量計測結果に基づいて真空吸引回路の断接タイミングを制御することにより、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引系の異物の影響を極力少なくし、安定した実装動作を保つことができる。
【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よるピックアップ動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品搭載動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の真空度と空気の流量との関係を示すグラフ
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の流量偏差と切換バルブのタイミング補正値との関係を示すグラフ
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるバルブ作動タイミング設定処理のフロー図
【符号の説明】
１ 基台
３ 基板
４ 部品供給部
８ 移載ヘッド
８ａ 単位移載ヘッド
８ｂ 装着部
１０ 吸着ノズル
１２ 流量センサ
１３ 切換バルブ
１４ 真空ポンプ
１５ フィルタ
１６ ブローバルブ
１８ バルブ作動タイミング設定部
１９ 記憶部
２０ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着ノズルによって吸着保持して基板に実装する電子部品実装装置および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り、真空吸引をオンオフすることのみによって保持状態を制御できるという利点がある。
【０００３】
この反面、吸着ノズルの吸着孔や内部に組み込まれた異物除去用のフィルタなど、真空吸引系を構成する部品の状態によって吸着動作が不安定になりやすいという欠点がある。すなわち、吸着ノズルによって電子部品を確実に吸着保持するためには、吸着ノズルの真空圧が所定圧に到達することが必要であり、また電子部品の吸着解除のためには吸着ノズルの真空を破壊して圧力を大気圧に復帰させることが必要であるが、前述のように真空吸引系に異物の付着や目詰まりが生じている場合には、これらの影響によって真空圧の上昇や真空破壊に要する応答時間が遅延し、所期の動作タクトタイムが保たれない事態が生じる。このため従来より吸着ノズルを用いた電子部品実装装置には、このような異物を排除するためのエアブローなどの機構を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−２５２６４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、吸着ノズルの端部に付着した異物を除去できるのみで、フィルタの目詰まりなどに真空吸引回路内部に存在する異物に対しては有効ではなかった。また吸着ノズルに対してエアを吹き付ける構成であるため、異物除去と同時に異物の飛散が避けられず、飛散した異物が基板の実装面に付着することによる新たな不具合を誘発する場合があった。このように、従来の電子部品実装装置においては、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引系の異物の影響によって、安定した実装動作を行うことが困難な場合があった。
【０００６】
そこで本発明は、真空吸引系の異物の影響を極力少なくし、安定した実装動作を保つことができる電子部品実装装置および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】
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、前記真空吸引手段から吸着ノズルに至る真空吸引回路を断接する真空断接手段と、前記真空吸引回路に介設され真空吸引回路を通過する空気の流量を計測する流量センサと、この流量センサの流量計測結果に基づいて前記真空断接手段の断接タイミングを制御するタイミング制御手段とを備え、流量の計測結果から正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値に対する流量偏差を求め、この流量偏差に対応したタイミング補正値に基づいて、真空断接手段の断接タイミングを制御する。
【０００８】
請求項２記載の電子部品実装方法は、部品供給部の電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルから真空吸引回路を介して真空吸引することにより吸着保持して基板に実装する電子部品実装方法であって、前記吸着ノズルの特定状態である真空吸引時において前記真空吸引回路に介設された流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測する流量計測工程と、前記真空吸引回路を断接する真空断接手段を接状態にすることにより吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出すピックアップ工程と、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させるとともに、前記真空断接手段を断状態にして吸着保持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て基板に搭載する搭載工程とを含み、また流量の計測結果から正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値に対する流量偏差を求め、この流量偏差に対応したタイミング補正値に基づいて、真空断接手段の断接タイミングを制御するようにし、且つ前記ピックアップ工程およびまたは搭載工程において、前記流量計測結果に基づいて前記真空断接手段の断接タイミングを制御する。
【０００９】
本発明によれば、吸着ノズルの特定状態において流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測し、この流量計測結果に基づいて真空吸引回路の断接タイミングを制御することにより、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引系の異物の影響を極力少なくし、安定した実装動作を保つことができる。
【００１０】
【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よるピックアップ動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品搭載動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ、図６（ａ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の真空度と空気の流量との関係を示すグラフ、図６（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の流量偏差と切換バルブのタイミング補正値との関係を示すグラフ、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるバルブ作動タイミング設定処理のフロー図である。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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１１が配設されている。ラインカメラ１１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。
【００１４】
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。
【００１５】
ここで図３を参照して、吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引・エアブロー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、流量センサ１２を介して切換バルブ１３が接続されている。切換バルブ１３の一方側の切換ポートａは真空ポンプ１４に接続され、他方側の切換ポートｂはブローバルブ１６を介してエア供給源１７に接続されている。制御部２０によって切換バルブ１３を制御することにより、吸着ノズル１０を切換ポートａ、ｂのいずれかに選択的に接続させることができる。
【００１６】
装着部８ｂに吸着ノズル１０を装着し、真空ポンプ１４を駆動した状態で切換バルブ１３を切換ポートａ側に切り換えることにより、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。装着部８ｂにはフィルタ１５が内蔵されており、真空吸引する際に吸着ノズル１０から空気とともに吸引された異物は、フィルタ１５によって捕集される。
【００１７】
上記構成において、吸着ノズル１０から真空ポンプ１４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おり、真空ポンプ１４は吸着ノズル１０から真空吸引する真空吸引手段となっている。そして切換バルブ１３は、真空吸引回路を断接する断接する真空断接手段となっている。すなわち切換ポートａ側に切り換えることにより、真空吸引回路が接状態となって吸着ノズル１０から真空吸引し、切換ポートｂ側に切り換えることにより、真空吸引回路が断状態となって吸着ノズル１０からの真空吸引が停止する。
【００１８】
そして切換バルブ１３を切換ポートｂ側に切り換えた状態で、ブローバルブ１６を開状態にすることにより、吸着ノズル１０の下端部の吸着面に設けられた吸着孔１０ａから正圧空気が吐出される。吸着ノズル１０からエア供給源１７に至る回路は、エアブロー回路となっており、エア供給源１７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いる。
【００１９】
真空吸引時の真空吸引回路の流量およびエアブロー時のエアブロー回路の流量は、流量センサ１２によって計測される。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、真空吸引・エアブローによって単位時間当たりに真空吸引・エアブロー回路内を通過する空気の量を計測する。この流量計測は、吸着ノズル１０から真空吸引する方向の空気の流量および吸着ノズル１０から空気を吐出する方向の空気の流量のいずれについても計測可能となっている。流量計測結果はバルブ作動タイミング設定部１８に送られる。
【００２０】
バルブ作動タイミング設定部１８は、流量センサ１２の流量計測結果に基づき、記憶部１９に記憶されているバルブ作動タイミング補正データを用いて、切換バルブ１３の作動タイミング、すなわち真空断接手段の断接タイミングを設定する。作動タイミングの設定結果は制御部２０へ送られ、制御部２０は設定結果に基づいて切換バルブ１３を制御する。したがって、バルブ作動タイミング設定部１８と制御部２０は、流量センサ１２の流量計測結果に基づいて真空断接手段の断接タイミングを制御するタイミング制御手段となっている。
【００２１】
ここでバルブ作動タイミングおよびバルブ作動タイミング設定データについて、図４、図５および図６を参照して説明する。図４（ａ）（ｂ）は、電子部品を吸着ノズル１０によってピックアップするピックアップ動作において、真空ポンプ１４を駆動した状態で、切換バルブ１３を切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）から切換ポートａ側（真空吸引ＯＮ）に切り換えた場合の吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの時間的変化を示している。
【００２２】
また図５（ａ）（ｂ）は、吸着ノズル１０に保持された電子部品を基板３に搭載する搭載動作において、真空ポンプ１４を駆動した状態で、切換バルブ１３を切換ポートａ側（真空吸引ＯＮ）から切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）に切り換えた場合の吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの時間的変化を示している。いずれの場合も、真空圧Ｐは大気圧との差圧を示しており、絶対圧が低下して差圧が大きくなる方向を真空圧Ｐの正方向としている。
【００２３】
まず、ピックアップ動作におけるバルブ作動タイミングについて説明する。電子部品実装動作において、移載ヘッド８によって電子部品をピックアップする際には、前述のように切換バルブ１３を切換ポートａ側（真空吸引ＯＮ）に切り換えて吸着ノズル１０から真空吸引する。この部品吸着動作において、吸着ノズル１０によって電子部品を確実に吸着保持するためには、吸着ノズル１０内部の真空圧が、大気圧との差圧によって電子部品を保持するのに十分な所定圧に到達することが必要とされる。
【００２４】
このとき、切換バルブ１３を真空吸引側に切り換えたタイミングから吸着ノズル１０内の真空圧が所定圧に到達するまでにはタイムラグが存在する。すなわち、図４（ａ）に示すように、切換バルブ１３を真空吸引ＯＮへ切り換えたタイミングｔａからタイムラグｔ１だけ遅れたタイミングｔｂにおいて、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐは、所定圧（電子部品の吸着保持のための基準真空圧Ｐｓ１）に到達する（実線で示す圧力カーブｐ１参照）。そしてこの基準真空圧Ｐｓ１の到達を確認した後、吸着ノズル１０が上昇して電子部品がピックアップされる。
【００２５】
ところが吸着ノズル１０からの真空吸引を反復しておこなう過程において、フィルタ１５の目詰まりや吸着ノズル１０内部の異物付着が進行すると、真空吸引系の応答状態が劣化して基準真空圧Ｐｓ１に到達するタイミングが遅延する傾向にあり（破線で示す圧力カーブｐ２参照）、本来ピックアップが行われるべきタイミングｔｂにおいては、基準真空圧Ｐｓ１を差分ΔＰ１だけ下回った真空圧状態にある。
【００２６】
そしてこの場合には、基準真空圧Ｐｓ１の到達が確認されるまでにはさらに追加のタイムラグΔｔ１を必要とし、タイミングｔｂからさらにタイムラグΔｔ１が経過したタイミングにおいて吸着ノズル１０による電子部品のピックアップが行われる。すなわち真空吸引系の応答状態の劣化は、前述のタイムラグΔｔ１分だけピックアップ動作の遅れを招くこととなる。ここで、実際に使用される条件範囲内においては、差分ΔＰ１とタイムラグΔｔ１とは略比例関係にある。
【００２７】
このようなピックアップ動作の遅れを防止するため、本実施の形態の電子部品実装方法においては、以下に示すバルブ作動タイミング補正データを用いて切換バルブ１３のバルブ作動タイミングの設定を変更することにより、ピックアップ動作の遅れに起因するタクトタイムの増大を防止するようにしている。
【００２８】
図６（ａ）は、真空吸引回路内の空気の流量Ｑ（横軸）と、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐ（縦軸）との関係を示している。吸着ノズル１０から真空吸引した状態における空気の流量Ｑは、図６（ａ）に示すように、実際の真空吸着に用いられる条件範囲内においては、真空圧Ｐと略線形な対応関係にある。すなわち、流量Ｑが、正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値Ｑ１から流量偏差ΔＱ１だけ低下すると、真空圧Ｐはこの流量偏差ΔＱ１に比例した差分ΔＰ１だけ低下する。
【００２９】
この関係を換言すれば、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの変化の状態を検出したい場合には、流量Ｑの変化を計測すればよいことになる。本実施の形態に示すバルブ作動タイミング補正データでは、この関係を利用して、流量Ｑの計測結果から流量Ｑの基準流量値Ｑ１に対する流量偏差ΔＱ１を求め、次いでこの流量偏差ΔＱ１に対応する吸着ノズル１０内の真空圧Ｐの差分ΔＰ１を求め、さらにこの差分ΔＰ１に相当するタイムラグΔｔ１（すなわち流量偏差ΔＱ１に対応するタイミング補正値Δｔ１）を求めるようにしている。
【００３０】
図６（ｂ）のグラフは、これらの流量偏差ΔＱ、真空圧Ｐの差分ΔＰおよびタイミング補正値Δｔ１の相互の関係において、流量偏差ΔＱとタイミング補正値Δｔ１との比例関係を真空圧Ｐを省略して示したものである。このようなバルブ作動タイミング補正データを準備することにより、電子部品実装装置の稼働中の適宜インターバルにおいて流量センサ１２によって真空吸引回路内の流量Ｑを計測して基準流量値Ｑ１との差を演算して流量偏差ΔＱ１を求め、この流量偏差ΔＱ１に対応したタイミング補正値Δｔ１が求められる。
【００３１】
そして求められたタイミング補正値Δｔ１だけ切り換えバルブ１３の作動タイミングを前倒しする。これにより、図４（ｂ）に示すように圧力カーブｐ２はΔｔ１だけ左側へ移動し、本来のピックアップのタイミングｔｂにおいて真空圧Ｐは基準真空圧Ｐｓ１に到達する。したがって、真空吸引回路の応答状態がフィルタ１５の目詰まりなどの要因によって変化した場合にあっても、時間遅れを生じることなく電子部品をピックアップすることができる。なお図６（ｂ）においては、流量偏差にタイミング補正値を対応させるための関連を直線状の相関線で示しているが、これ以外にもステップ状の相関線など、実用上適した相関線を選択して用いてもよい。
【００３２】
上述のバルブ作動タイミング補正は、部品搭載動作に対しても同様に適用される。すなわち図５に示すように、この部品搭載動作においては、前述のように切換バルブ１３を切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）に切り換えて吸着ノズル１０の吸着状態を解除する。この部品搭載動作において、吸着ノズル１０から電子部品を確実に離脱させるためには、吸着ノズル１０内部の真空を破壊して基準真空圧値Ｐｓ２（ほぼ大気圧に等しい圧力に設定される）にすることが必要とされる。
【００３３】
このとき、切換バルブ１３を切換ポートｂ側（真空吸引ＯＦＦ）に切り換えたタイミングから、吸着ノズル１０内の真空圧が大気圧に復帰するまでには真空吸引時と同様にタイムラグが存在する。すなわち、図５（ａ）に示すように、切り換えバルブ１３を切換ポートａ（真空吸引ＯＮ）へ切り換えたタイミングｔｃからタイムラグｔ２だけ遅れたタイミングｔｄにおいて、吸着ノズル１０内の真空圧Ｐは、基準真空圧値Ｐｓ２に到達する（実線で示す圧力カーブｐ３参照）。そしてこの基準真空圧Ｐｓ２の到達を確認した後、電子部品を離脱させた吸着ノズル１０が上昇して部品搭載動作が完了する。
【００３４】
ところが吸着ノズル１０からの真空吸引を反復しておこなう過程において、フィルタ１５の目詰まりや吸着ノズル１０内部の異物付着が進行すると、真空吸引系の応答状態が劣化して基準真空圧Ｐｓ２に到達するタイミングが遅延する傾向にあり（破線で示す圧力カーブｐ４参照）、本来部品離脱が行われるべきタイミングｔｄにおいては、基準真空圧Ｐｓ２を差分ΔＰ２だけ上回った真空圧状態にある。
【００３５】
そしてこの場合には、基準真空圧Ｐｓ２の到達が確認されるまでにはさらに追加のタイムラグΔｔ２を必要とし、タイミングｔｄからさらにタイムラグΔｔ２が経過したタイミングにおいて電子部品を離脱させた吸着ノズル１０を上昇させる動作が行われる。すなわち真空吸引系の応答状態の劣化は、ピックアップ動作時とほぼ同様に、タイムラグΔｔ２分だけ部品搭載動作の遅れを招くこととなる。ここで、実際に使用される条件範囲内においては、ピックアップ動作の場合と同様に、差分ΔＰ２とタイムラグΔｔ２とは略比例関係にある。
【００３６】
このような部品搭載動作の遅れを防止するため、本実施の形態の電子部品実装方法においては、ピックアップ動作におけるバルブ作動タイミング補正データと同様のバルブ作動タイミング補正データを用いて、部品搭載動作時の切換バルブ１３のバルブ作動タイミングの設定を変更することにより、部品搭載動作の遅れに起因するタクトタイムの増大を防止するようにしている。
【００３７】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、流量偏差ΔＱ２とタイミング補正値Δｔ２との関係を示すバルブ作動タイミング補正データを準備する。そして電子部品実装装置の稼働中の適宜インターバルにおいて流量センサ１２によって真空吸引回路内の流量を計測して基準流量値Ｑ２との差を演算して流量偏差ΔＱ２を求め、この流量偏差ΔＱ２に対応したタイミング補正値Δｔ２が求められる。
【００３８】
そして求められたタイミング補正値Δｔ２だけ切り換えバルブ１３の作動タイミングを前倒しする。これにより、図５（ｂ）に示すように圧力カーブｐ４はΔｔ２だけ左側へ移動し、本来の電子部品の離脱のタイミングｔｄにおいて真空圧Ｐは基準真空圧Ｐｓ２に到達する。したがって、真空吸引回路の応答状態がフィルタ１５の目詰まりなどの要因によって変化した場合にあっても、時間遅れを生じることなく電子部品を搭載することができる。
【００３９】
次に図７を参照して、上述のバルブ作動タイミング設定処理について説明する。この処理は、部品供給部４の電子部品を移載ヘッド８の吸着ノズル１０から真空吸引回路を介して真空吸引することにより吸着保持して基板３に実装する電子部品実装方法において、所定インターバル毎（例えば基板の入れ替え毎）に、バルブ作動タイミング設定部１８によって実行される。
【００４０】
まずバルブ作動タイミング補正データを記憶部１９より読み込む（ＳＴ１）。ここでは、基準状態におけるバルブ作動タイミング、すなわち図４，図５に示すタイミングｔａ、ｔｃに相当するタイミングや、図６に示す基準流量値Ｑ１，Ｑ２など、以下に説明するバルブ作動タイミング設定に必要なデータを読み込む。ここで、タイミングｔａ、ｔｃは実装シーケンスより与えられる。基準流量値Ｑ１は、フィルタ１５の目詰まりや吸着ノズル１０が閉塞されていない正常な基準状態において、切換バルブ１３を真空吸引ＯＦＦから真空吸引ＯＮに切り換えたときの流量値であり、基準流量値Ｑ２は、逆に切換バルブ１３を真空吸引ＯＮから真空吸引ＯＦＦに切り換えたときの流量値である。これらのデータは予め計測され記憶部１９に記憶される。
【００４１】
次に真空吸引回路の流量を流量センサ１２によって計測する（ＳＴ２）（流量計測工程）。この流量計測においては、吸着ノズル１０に電子部品が保持されていない状態（流量計測用の特定状態）で、まず切換バルブ１３を真空吸引ＯＦＦから真空吸引ＯＮに切り換えたときの流量を計測し、次いで切換バルブ１３を真空吸引ＯＮから真空吸引ＯＦＦに切り換えたときの流量を計測する。
【００４２】
そしてこれらの流量計測結果から、流量計測値と基準流量値Ｑ１，Ｑ２の差をそれぞれ示す流量偏差ΔＱ１、ΔＱ２を求める（ＳＴ３）。次いで、流量偏差ΔＱ１，ΔＱ２に対応したタイミング補正値Δｔ１、Δｔ２を、バルブ作動タイミング補正データ（図６（ｂ）参照）から求める（ＳＴ４）。そしてタイミング補正値Δｔ１、Δｔ２を加味したバルブ作動タイミングを、新たなバルブ作動タイミングとして設定し（ＳＴ５）、設定結果を制御部２０に対して出力する。
【００４３】
このようにして新たなバルブ作動タイミングが設定されたならば、実装動作が開始される。すなわち、切換バルブ１３を切換ポートａ側に切り換えて、吸着ノズル１０によって電子部品を吸着保持して取り出す（ピックアップ工程）。このときのバルブ作動タイミングは、図４（ｂ）に示すように、タイミングｔａをΔｔ１だけ前倒ししたタイミングである。この後、電子部品を保持した移載ヘッド８はラインカメラ１１の上方を移動してここでの認識を行った後、基板３上に移動する。
【００４４】
そしてここで電子部品を吸着保持した吸着ノズル１０を基板３に対して上下動させるとともに、切換バルブ１３を切換ポートｂ側に切り換えて、吸着ノズル１０による電子部品の吸着保持を解除することにより、電子部品を吸着ノズル１０から離脱させて基板３に搭載する（搭載工程）。このときのバルブ作動タイミングは、図５（ｂ）に示すように、タイミングｔｃをΔｔ２だけ前倒ししたタイミングである。
【００４５】
すなわち、上述の電子部品実装方法のピックアップ工程および搭載工程においては、バルブ作動タイミング設定処理の流量計測工程における流量計測結果に基づいて、当初のタイミングｔａ，ｔｃにそれぞれタイミング補正値Δｔ１、Δｔ２を加味したバルブ作動タイミングを用いて、制御部２０によって切換バルブ１３の作動タイミングを制御する。
【００４６】
このように、本実施の形態に示す電子部品実装装置では、真空吸引系の異物の影響によるタクトタイムの遅延や実装動作の不安定に対する対策として、従来より用いられていたエアブローによる異物排除を用いていない。これにより、従来方法における不都合、すなわち、吸着ノズルの端部に付着した異物を除去できるのみで、フィルタの目詰まりなどに真空吸引系内部に存在する異物に対しては有効ではないという不都合、さらには吸着ノズルに対してエアを吹き付ける構成であるため、異物除去と同時に異物の飛散が避けられず、飛散した異物が基板の実装面に付着することによる新たな不具合を誘発するという不具合がない。
【００４７】
従って、稼働時間の経過と伴って不可避的に生じる真空吸引系の異物の影響を極力少なくすることができ、メンテナンス作業のインターバルを延長して作業負荷を軽減できるとともに、異物付着が進行中においても付着状態に応じてバルブ作動タイミングが更新されることから、常に安定した実装動作を保つことができる。
【００４８】
なお、上述の実施の形態においては、切換バルブ１３の作動タイミングのみをタイミング補正の対象としているが、搭載工程における部品離脱時において吸着ノズル１０内に正圧を付与するエアブローバルブ１６の作動タイミングを併せてタイミング補正の対象としてもよい。この場合には、基準流量値Ｑ２の計測およびタイミング補正時の流量計測を正圧付与の状態で行う。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、吸着ノズルの特定状態において流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測し、この流量計測結果に基づいて真空吸引回路の断接タイミングを制御することにより、吸着ノズルから真空吸引する真空吸引系の異物の影響を極力少なくし、安定した実装動作を保つことができる。
【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よるピックアップ動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置による部品搭載動作における真空吸引回路内部の真空度の時間的変化を示すグラフ
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の真空度と空気の流量との関係を示すグラフ
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における真空吸引回路内部の流量偏差と切換バルブのタイミング補正値との関係を示すグラフ
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法におけるバルブ作動タイミング設定処理のフロー図
【符号の説明】
１ 基台
３ 基板
４ 部品供給部
８ 移載ヘッド
８ａ 単位移載ヘッド
８ｂ 装着部
１０ 吸着ノズル
１２ 流量センサ
１３ 切換バルブ
１４ 真空ポンプ
１５ フィルタ
１６ ブローバルブ
１８ バルブ作動タイミング設定部
１９ 記憶部
２０ 制御部
Claims (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、前記真空吸引手段から吸着ノズルに至る真空吸引回路を断接する真空断接手段と、前記真空吸引回路に介設され真空吸引回路を通過する空気の流量を計測する流量センサと、この流量センサの流量計測結果に基づいて前記真空断接手段の断接タイミングを制御するタイミング制御手段とを備え、
流量の計測結果から正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値に対する流量偏差を求め、この流量偏差に対応したタイミング補正値に基づいて、真空断接手段の断接タイミングを制御することを特徴とする電子部品実装装置。 - 部品供給部の電子部品を移載ヘッドの吸着ノズルから真空吸引回路を介して真空吸引することにより吸着保持して基板に実装する電子部品実装方法であって、前記吸着ノズルの特定状態である真空吸引時において前記真空吸引回路に介設された流量センサによって真空吸引回路内を通過する空気の流量を計測する流量計測工程と、前記真空吸引回路を断接する真空断接手段を接状態にすることにより吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出すピックアップ工程と、前記電子部品を吸着保持した吸着ノズルを前記基板に対して上下動させるとともに、前記真空断接手段を断状態にして吸着保持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て基板に搭載する搭載工程とを含み、
また流量の計測結果から正常な真空吸引状態における流量を示す基準流量値に対する流量偏差を求め、この流量偏差に対応したタイミング補正値に基づいて、真空断接手段の断接タイミングを制御するようにし、且つ前記ピックアップ工程およびまたは搭載工程において、前記流量計測結果に基づいて前記真空断接手段の断接タイミングを制御することを特徴とする電子部品実装方法。
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