JP4715726B2

JP4715726B2 - 電子部品実装方法

Info

Publication number: JP4715726B2
Application number: JP2006301182A
Authority: JP
Inventors: 崇内野; 唯志篠崎; 倫史江口; 直樹山内; 徹中園
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: JP2008117992A

Description

本発明は、複数品種の電子部品を収納したパレットを用いた電子部品実装方法に関するものである。

電子部品を基板に実装する分野においては、生産効率の向上を目的として、電子部品を切らすことなく連続的に供給することが要求されている。そのため、電子部品実装装置には、複数の電子部品を収納した多様なパーツフィーダが用いられており、そのうち、比較的大きな電子部品を取り扱うものとして、トレイに電子部品を平面状に収納したトレイフィーダと呼ばれるものがある。トレイフィーダは、複数のトレイを一つのパレットに載置したものを複数積層してマガジンに収納し、実装予定の電子部品を収納したトレイを載置したパレットをマガジンから部品供給テーブルに交互に引き出すように構成されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３３５９５１号公報

このように構成されるトレイフィーダは、部品供給テーブルに引き出されたパレットにて部品切れが発生すると、同じ品種の電子部品を収納したパレットと交換する作業を行っていた。パレットの交換作業が行われている間は電子部品の供給が停止するため、実装動作が一時中断されることになり、生産効率の低下につながっていた。また、近年、パレットには複数のトレイに異なる品種の電子部品が収納されることが多く、結果として一品種あたりの電子部品の個数が減少してきているので、特定品種の電子部品を連続的に実装しているうちに部品切れが発生しやすくなっている。そのため、パレットの交換作業が頻繁に行われるようになり、その都度実装動作が一時停止することで生産効率がさらに低下していた。

そこで本発明は、パレット交換の頻度を低減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。

本発明の電子部品実装方法は、基板を搬送し、所定の位置に保持する基板搬送手段と、複数品種の電子部品を収納したパレットを複数収納したパレット供給手段と、前記基板搬送手段と前記パレット供給手段の間に設けられて前記パレット供給手段から取り出された前記パレットを保持するパレット保持手段と、直交する第１の移動機構と第２の移動機構とを１組にした水平移動機構によって前記パレット保持手段と前記基板搬送手段の間を移動し、前記パレット保持手段に保持された前記パレットから品種毎に電子部品をピックアップして基板に実装するノズルを有する実装ヘッドと、前記パレット供給手段と前記パレット保持手段との間で前記パレットの交換を行うパレット交換手段と、を備えた電子部品実装装置を用いる電子部品実装方法であって、前記パレット保持手段に保持されたパレットに収納された複数品種の電子部品のうちある品種の電子部品の実装中に当該品種の全ての電子部品を使い切ると、当該品種の電子部品の実装を一時中断し、前記パレットに収納された他の品種の電子部品の実装に移行し、基板の全ての箇所に対するこの他の品種の電子部品の実装を終えたならば、前記パレット保持手段に保持された前記パレットを前記一時中断された品種の電子部品と同品種の電子部品を収納するパレットと交換し、前記一時中断された品種の電子部品の実装を再開し、基板の全ての実装箇所に電子部品の実装を終えると、この基板を搬出する。

本発明によれば、パレット保持手段に保持されたパレットに収納された複数品種の電子部品のうちある品種の電子部品の実装中に当該品種の全ての電子部品を使い切ると、当該品種の電子部品の実装を一時中断し、パレットに収納された他の品種の電子部品の実装に移行する実装動作を行うので、パレットの交換作業に伴う実装動作の中断回数や中断時間を低減することが可能となり、生産効率の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図３、図４は本実施の形態の電子部品実装装置における実装動作を示す説明図である。

最初に、電子部品実装装置の構成および動作説明を行う。図１および図２において、電子部品実装装置１は、基台２と、基板搬送装置３と、電子部品供給装置４と、水平移動装置５と、撮像装置６、７、８と、実装ヘッド９と、制御部１０とで構成される。基板搬送手段としての基板搬送装置３は、基板Ｗを搬送する機能を備えるとともに所定の位置に保持する機能を備え、実装前の基板Ｗを電子部品実装装置１に搬入し、実装中は所定の位置で保持した状態を維持し、実装後は基板Ｗの保持を解除して電子部品実装装置１から搬出する。電子部品供給装置４は、部品供給ステージ、すなわち実装ヘッド９によるピックアップ位置に実装予定品種の電子部品を供給する機能を有し、パレット供給手段としてのパレット供給装置１１と、パレット交換手段としてのパレット交換装置１２と、基板搬送装置３とパレット交換装置１２の間に設けられたパレット保持手段としてのパレット保持装置１３とで構成される。パレット供給装置１１は、平板状のパレット１４を複数積層して収納するパレットリフタ１５を備え、パレットリフタ１５の昇降機能により任意のパレット１４を所定の高さに位置決めする。各パレット１４には、電子部品を品種毎に収納した複数のトレイ１６が載置されている。

パレット保持装置１３は、１つのパレット１４を水平に保持する機能を有し、実装ヘッ
ド９によりピックアップが行われる部品供給ステージを形成する。パレット交換装置１２は、パレット供給装置１１とパレット保持装置１３との間でパレット１４の交換を行う機能を有し、所定の高さに位置決めされたパレット１４をパレットリフタ１５から水平方向に押し出す機能を有するプッシャ１２ａと、パレット１４を把持する機能を有するクランプ１２ｂとで構成される。パレット１４の交換は、パレット保持装置１３に保持されたパレット１４をクランプ１２ｂで把持してパレットリフタ１５に返却し、別のパレット１４をプッシャ１２ａにより押し出してパレット保持装置１３に受け渡すことで行う。この交換動作を繰り返し行うことで、所望の品種の電子部品が部品供給ステージに供給される。

水平移動装置５は、基板Ｗの搬送方向を移動方向とした３つの第１の移動機構５ａ、５ｂ、５ｃと、第１の移動機構５ａ、５ｂ、５ｃと直交する方向を移動方向とした３つの第２の移動機構５ｄ、５ｅ、５ｆとをそれぞれ１組にした３組の水平移動機構で構成されている。これらの移動機構５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆは、図示した送りねじ機構の他にリニアモータ機構等の直動機構を使用することができる。パレット交換装置１２のクランプ１２ｂは、第１の移動機構５ｃに設けられ、第２の移動機構５ｆの駆動によってパレット供給装置１１とパレット保持装置１３の間を移動し、パレット保持装置１３に保持されたパレット１４をパレットリフタ１５に返却する。また、第１の撮像装置６は、第１の移動機構５ｃに設けられ、第１の移動機構５ｃと第２の移動機構５ｆの駆動によってパレット１４の上方を移動し、トレイ１６に格納された任意の電子部品の撮像を行う。

実装ヘッド９は第１の移動機構５ｂに水平移動可能に設けられ、第１の移動機構５ｂと第２の移動機構５ｅの駆動によってパレット保持装置１３と基板搬送装置３の間を移動し、下部に設けられたノズル１７によりパレット１４から任意の電子部品を吸着してピックアップした後に基板Ｗの実装箇所に実装する。実装ヘッド９の移動経路には第２の撮像装置７が配設され、ピックアップされた電子部品を下方から撮像する。従って、実装ヘッド９は、第１の撮像装置６で撮像された電子部品の位置に基づいてピックアップを行い、第２の撮像装置７で撮像された電子部品の位置や角度に基づいて実装位置や実装角度の補正を行った後に実装を行う。また、電子部品の各サイズに対応した各種のノズル１７が実装ヘッド９の移動経路に配設されたノズルストッカ１８に格納されており、実装する電子部品のサイズに対応した品種のノズル１７と交換しながら実装ヘッド９に装着される。

制御部１０は、次に説明する電子部品実装方法により電子部品実装装置１における実装動作の制御を行う。図１において、パレット保持装置１３に保持されたパレット１４には４つのトレイ１６が載置されており、各トレイ１６ａ、１６ｂ、１６ｃには品種の異なる電子部品Ａ、Ｂ、Ｃが複数格納されている。図２において、パレットリフタ１５に収納された各パレット１４についても同様にトレイ１６ａ、１６ｂ、１６ｃが載置されている。図１において、電子部品実装装置１に搬入され、基板搬送装置３により所定の位置に保持された基板Ｗは、図３（ａ）に示すように２行×６列の１２の区画に形成されており、各区画には電子部品Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ１個ずつ実装するためのスペース（実装箇所）が設けられている。図３（ｂ）において、最初に電子部品Ａの実装を行う。６箇所に実装を終えた時点でトレイ１６ａに格納された電子部品Ａの全てを使い切ると、残りの６箇所の実装箇所への実装を一時中断し、電子部品Ｂの実装に移行する。電子部品Ｂは電子部品Ａに比べサイズが大きいため、実装ヘッド９に装着されたノズル１７を電子部品Ｂに対応するノズルに交換する。図３（ｃ）において、電子部品Ｂの実装を行う。９箇所に実装を終えた時点でトレイ１６ｂに格納された電子部品Ｂの全てを使い切ると、残りの３箇所の実装箇所への実装を一時中断し、電子部品Ｃの実装に移行する。電子部品Ｃは電子部品Ｂに比べサイズが小さいため、実装ヘッド９に装着されたノズルを電子部品Ｃに対応するノズルに交換する。

図４（ａ）において、電子部品Ｃの実装を行う。１２箇所全てに実装を終えた時点でトレイ１６ｃに格納された電子部品Ｃの全てを使い切っていない場合には、当該トレイ１６ｃが載置されているパレット１４のＩＤとともに電子部品Ｃの残数が制御部１０の記憶領域１０ａに記憶される。この時点で、基板Ｗの未実装箇所に実装すべき電子部品Ａ、Ｂはパレット１４に存在しておらず、また、電子部品Ｃについては基板Ｗに未実装箇所が存在していないので、以後の実装動作を継続することが不可能になっている。従って、図４（ａ）において、一時中断されている電子部品Ａ、Ｂの実装を再開するため、パレット保持装置１３に保持されて前記のように電子部品Ａ、Ｂが使い切られたパレット１４をパレットリフタ１５に返却し、別のパレット１４と交換する。なお、記憶手段としての記憶領域１０ａには、パレット毎の各電子部品Ａ、Ｂ、Ｃの残数が記憶されており、基板Ｗの未実装箇所（本実施の形態では、電子部品Ａは６箇所、電子部品Ｂは３箇所）より多くの電子部品Ａ、Ｂを収納したパレット１４と交換される。

電子部品Ａ、Ｂの実装の再開に際しては、一時中断以前における実装と同様に最初に電子部品Ａを実装した後に電子部品Ｂを実装し、基板Ｗの全ての実装箇所に電子部品Ａ、Ｂ、Ｃの実装を終えると、電子部品実装装置１から搬出し、実装前の基板Ｗを搬入する。この時点で、実装ヘッド９には先の基板Ｗに最後に実装した電子部品Ｂに対応するノズル１７が装着されているので、新たに搬入された実装前の基板Ｗには電子部品Ｂから実装を開始する。このように同一のノズル１７で実装可能な品種の電子部品から実装を行うように実装順序をかえることで、ノズル１７の交換回数を減らすことが可能となり実装効率の向上につながる。なお、実装ヘッド９に多数のノズル１７を装着することができる場合には、電子部品Ａ、Ｂ、Ｃに対応するノズル１７を装着しておくことで、ノズルの交換自体を不要とすることができる。また、電子部品Ａ、Ｂ、Ｃの品種によってはサイズがほぼ同等の場合があり、この場合はノズルを交換することなく複数品種の電子部品の実装を行うことができる。

このように本実施の形態の電子部品実装装置１においては、パレット保持装置１３に保持されたパレット１４に収納された複数品種の電子部品のうちある品種の電子部品の実装中に当該品種の全ての電子部品を使い切ると、当該品種の電子部品の実装を一時中断し、同じパレット１４に収納された他の品種の電子部品の実装に移行することで、できるだけパレット交換を行うことなく実装動作が継続できるように制御される。これにより、パレットの交換作業に伴う実装動作の中断回数や中断時間を低減することが可能となり、生産効率の向上を図ることができる。

本発明によれば、パレット保持手段に保持されたパレットに収納された複数品種の電子部品のうちある品種の電子部品の実装中に当該品種の全ての電子部品を使い切ると、当該品種の電子部品の実装を一時中断し、パレットに収納された他の品種の電子部品の実装に移行する実装動作を行うので、パレットの交換作業に伴う実装動作の中断回数や中断時間を低減することが可能となり、生産効率の向上を図ることができるという利点を有し、基板に多品種の電子部品を実装する分野において特に有用である。

本実施の形態の電子部品実装装置の平面図本実施の形態の電子部品実装装置の平面図本実施の形態の電子部品実装装置における実装動作を示す説明図本実施の形態の電子部品実装装置における実装動作を示す説明図

符号の説明

３基板搬送装置
９実装ヘッド
１０ａ記憶領域
１１パレット供給装置
１２パレット交換装置
１３パレット保持装置
１４パレット
１７ノズル
Ｗ基板

Claims

基板を搬送し、所定の位置に保持する基板搬送手段と、複数品種の電子部品を収納したパレットを複数収納したパレット供給手段と、前記基板搬送手段と前記パレット供給手段の間に設けられて前記パレット供給手段から取り出された前記パレットを保持するパレット保持手段と、直交する第１の移動機構と第２の移動機構とを１組にした水平移動機構によって前記パレット保持手段と前記基板搬送手段の間を移動し、前記パレット保持手段に保持された前記パレットから品種毎に電子部品をピックアップして基板に実装するノズルを有する実装ヘッドと、前記パレット供給手段と前記パレット保持手段との間で前記パレットの交換を行うパレット交換手段と、を備えた電子部品実装装置を用いる電子部品実装方法であって、
前記パレット保持手段に保持されたパレットに収納された複数品種の電子部品のうちある品種の電子部品の実装中に当該品種の全ての電子部品を使い切ると、当該品種の電子部品の実装を一時中断し、前記パレットに収納された他の品種の電子部品の実装に移行し、基板の全ての箇所に対するこの他の品種の電子部品の実装を終えたならば、前記パレット保持手段に保持された前記パレットを前記一時中断された品種の電子部品と同品種の電子部品を収納するパレットと交換し、前記一時中断された品種の電子部品の実装を再開し、基板の全ての実装箇所に電子部品の実装を終えると、この基板を搬出する電子部品実装方法。