JPH0448698A - 電子部品取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、電子部品等を吸着ノズルで吸着してマウント
する電子部品取付装置に関し、基板及び取付部品に負荷
を与えることなく確実な位置決めを図って基板上に電子
部品を取付るようにしたものである。

Ｂ８発明の概要 本発明は、部品取付位置に移送される基板の基板表面の
ソリ量を、非接触測定器によって測定し、このソリ量と
取付部品高さを演算することにより、基板表面の所定位
置に部品底面が位置するように上記吸着ノズルの降下ス
トロークを制御するようにしてなるものである。

Ｃ１従来の技術 従来より、表面実装タイプの電子部品等を回路基板等に
自動マウントする装置として、例えばチンプブレーサ等
の電子部品取付装置が知られている。このチンププレー
サは、一般には、バーツカセントから供給される部品を
吸着ノズルの吸引によってピックアップし、これを回路
基板上の所定位置にマウントするものが知られている。

ところで、電子部品をマウントする基板にソリや歪みが
あると、上記吸着ノズルにより基板上の正しい位置に電
子部品をマウントできないという問題がある。特に回路
基板の実装密度が向上した今日において正確な位置に電
子部品をマウントすることは重要な課題である。

そこで、従来では基板のソリや歪みに対応して電子部品
をマウントするために、第６図に示す如く、吸着ノズル
５０の先端部にスプリング５１を嵌装し、先端の部品吸
着部５２が基板にのソリに応じて上下動することにより
基板にのソリ等を吸収して基板に上に電子部品Ｔを取付
るようにしたものが提案されている。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 しかし、上記手段によると取付る電子部品Ｔが基ＦｉＫ
に押圧され余分な圧力がかかることになる。

そのため、大きなソリ等がある場合には、取付部品に衝
撃を与え、電子部品Ｔ自体にワレやカケが発生するおそ
れがある。また、基板に側が破損する場合もある。

さらに、取付時において基板Ｋに振動が発生し、すでに
取付済の部品が位置ずれを起こすという問題もある。

そこで、上記課題を解決すべき手段として、第７図に示
すように基板Ｋを基板ホルダー６０内に収納し、このホ
ルダー６０内において基板Ｋをバキューム吸着すること
により強制的に基板にのソリ等を矯正して基板表面に電
子部品Ｔをマウントする手段が提案されている。この手
段によれば、確かに基板にのソリ等を無くして基板表面
の正確な位１に電子部品を余分な負荷を与えることなく
マウントすることが可能となる。

しかし、この手段の場合には、基板ホルダー６０内で基
板Ｋを確実に吸引するための各基板に合わせた吸引治具
６１が必要となる。そのため、汎用性及びコスト面で不
利であり、現実的には採用されがたい、また、この吸引
治具６１により確実な基板にの吸着を行なうために基板
自体を複雑な構成とすることができないという基板設計
上の制約も大きい。

そこで、本発明は、基板自体のソリ等を非接触型測定器
であらかじめ測定し、このソリ量と取付部品高さを演算
して基板表面の所定位置に部品底面が位置するように上
記吸着ノズルの降下ストロークを制御することにより、
装着時において電子部品等に衝撃を与えることなく、且
つ確実な位置決めをして基板表面に電子部品を取付るこ
とかできるようにしてなるものである。

８９課題を解決するための手段 本発明にかかる電子部品取付装置は、上記課題を達成す
べく、部品取付位置に基板を移送する基板移送手段と、
測定器駆動保持手段により駆動保持され、部品取付位置
に移送された基板の全域に亘ってそのソリ量を測定する
非接触測定器と、上記基板に取付る電子部品を吸着保持
して基板上の所定位置に移動する吸着ノズルとを有し、
上記非接触測定器により、基板表面のソリ量を検出し、
二のソリ量と部品高さとを演算して基板表面の所定位置
に部品底面が位置するように上記吸着ノズルの降下スト
ロークを制御することを特徴とするものである。

Ｆ２作用 本発明によれば、部品取付位置に移送される基板を非接
触測定器によって基板表面のソリ量を検出してこのソリ
量と取付部品高さを演算することにより、基板表面の所
定位置に部品底面が位置するように上記吸着ノズルの降
下ストロークを制御して、上記吸着ノズルによる電子部
品の基板表面への取付を行なう。

Ｇ、実施例 以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明が適用される電子部品取付装置であるい
わゆるチッププレーサの概略外観図である。このチップ
プレーサ１は、複数の吸着ノズル２を備えるロータリヘ
ッド３と、上記吸着ノズル２に対して部品供給を行なう
部品供給部４と、基板Ｋを固定し、その部品マウント箇
所を吸着ノズル２の部品に対して互いに直交するＸ−Ｙ
方向に位置決め操作するＸ−Ｙテーブル５と、吸着ノズ
ル２がマウントを行なう前に部品の吸着の位置ズレを検
出するビデオカメ゛う６と、それぞれの固定位置で吸着
ノズル２の方向を所定量回転させる４つのアクチュエー
タ７．８，９．１０とを備えている。また上記Ｘ−Ｙテ
ーブル５の上方には、基板にのソリ量を検出する非接触
型のセンサー１１が設けられるとともに、このセンサー
１１の情報により上記吸着ノズル２のＺ軸方向のノズル
ストロークを所定量に調整するノズルストローク可変ア
クチュエータ１２が備えられている。

上記ロータリヘッド３は、円板上のベース３ａの周辺上
に等間隔に複数の吸着ノズル２が上下動可能に配置され
、ベース駆動ユニット３ｂによって吸着ノズル２の停止
位置であるステーションに各吸着ノズル２が順次歩進さ
れる。

部品供給部４は、テーピングされた電子部品Ｔを収納す
るパーツカセット１３をマウントする電子部品の種類に
応じて複数個備え、エンコーダ付のＺ軸周ＤＣサーボモ
ータ４ａを備えて、ロータリヘッド３における吸着を行
なうステーションへの所定のパーツカセット１３を部品
供給可能に位置決めする。上記ＤＣサーボモータ４ａの
エンコーダはその位置決めのためのサーボ制御に使用さ
れる。

Ｘ−Ｙテーブル５は、Ｘ軸周ＤＣサーボモータ５ａによ
りＸ方向に位置決めされるテーブル５ｂがＹ軸周ＤＣサ
ーボモータ５Ｃを備えるテーブル５ｄにより直交するＹ
方向に位置決めされてなる。

そして、電子部品Ｔがマウントされる基板には、テーブ
ル５ｂ上において基板ホルダ等適宜な固定手段で固定さ
れており、このＸ−Ｙテーブル５により、ロータリヘッ
ド３におけるマウントを行なうステーションへ基板にの
所定部品のマウント箇所が移動されるようになされてい
る。

次に、４つのアクチュエータ７．８，９．１０は、ロー
タリヘッド３の所定のステーションに対応して固定され
る。θ回転用アクチュエータ７は吸着を行なうステーシ
ョンの後のステーションに対応させて設けられ、そのス
テーションに歩進された吸着ノズル２の方向をθ角度回
転させて、吸着した部品が基板に上に所定の方向でマウ
ントされるようにする。Δθ回転用アクチュエータ８は
、マウント前のステーションであって、ビデオカメラ６
による吸着ズレの検出を行なうステーションの後のステ
ーションに対応して設けられる。このアクチュエータ８
は、検出された部品の吸着ズレのうちノズル方向（θ方
向）の角度ずれΔθだけ吸着ノズルを回転させ、部品の
方向を補正する。

−（θ＋Δθ）回転用アクチュエータ９は、マウント後
のステーションに対応して設けられ、吸着ノズル２の方
向を原点（初期状態）に戻すためのものである。吸着方
向設定用アクチュエータ１０は、上記ステーションの後
であって、部品吸着前のステージジンに対応して設けら
れる。このアクチュエータ１０は、所定のパーツカセッ
ト１３からの部品を吸着するときの吸着ノズルの方向を
設定するためのものである。各アクチュエータ７〜ＩＯ
は回転伝達手段を接端に有するレバー７ａ〜１０ａ　（
１０ａは図示せず）を有し、ステーションにおいて吸着
ノズル２の回転軸に当接してそれを回転するようになさ
れている。

次に、非接触型のセンサー１１は、上記Ｘ−Ｙテーブル
５の上方に設けられている。この非接触型のセンサー１
１は、基板にのソリ量を測定するためのものである。す
なわち、第３図Ａ、Ｂに示すようにこのセンサー１１に
対して上記Ｘ−Ｙテーブル５を直交するＸ−Ｙ方向に移
動させることにより、基板にの全域に亘って測定できる
ようになされている。このセンサー１１により検出され
た信号は測長ユニット１４に送られ、ＮＣデータとして
メモリされて基板にのＺ軸方向のソリ量が測定される。

上記ノズルストローク可変アクチュエータ１２は、上記
センサー１１により測定された基板にのソリ量に従って
、吸着ノズル２による基板にへの部品取付に際しての吸
着ノズル２のＺ軸方向の移動量を補正するためのもので
ある。

第２図は、チッププレーサ１の制御回路の構成を示すブ
ロック図である。

この制御回路は、チッププレーサの各駆動部を制御する
ＣＰＵ　（中央処理装置）１５と、このＣＰＵ１５のバ
スに接続され上記制御の手順を示すプログラムやその制
御に必要なデータが記録されるメモリ１６を有している
。このメモリ１６には、咬着方向設定アクチュエータ１
４の部品吸着時の吸着ノズル２の方向及び高さ位置が吸
着する部品単位であらかじめ記憶されている。また、こ
のＣＰＵＩ　５にはドライブユニ２ト１７ａ、１７ｂ。

１７ｃに接続され、それぞれＺ軸周ＤＣサーボモータ４
ａ、Ｘ軸周ＤＣサーボモータ５ａ、Ｙ軸周ＤＣサーボモ
ータ５Ｃを上記ＣＰＵ１５から与えられる制御量に基づ
いてサーボ制御を行なうようになされている。さらに、
ＣＰＵＩ　５はドライブユニット１８ａ、１８ｂ、１８
ｃ、１８ｄ、１８ｅに接続される。このドライブユニッ
ト】８ａ。

１８ｂ、１８ｃ、１８ｄはそれぞれθ回転用アクチュエ
ータ７６６回転用アクチュエータ８（θ＋Δθ）回転用
アクチュエータ９．吸着方向設定用アクチュエータ１０
に上記ＣＰＵＩ　５から与えられる角度制御値に基づい
て回転角度の制御を行なうものである。また、ドライブ
ユニット１８ｅはノズルストローク可変アクチュエータ
１２に上記ＣＰＵ１６から与えられる高さ位置制御値に
基づいて吸着ノズル２の上下動制御を行なうものである
。

ドライブユニット１９は、ＣＰＵ１５の指令によりベー
ス駆動ユニット３ｂの歩進を制御するものである。パタ
ーン認識ユニット２０は、吸着ノズル２の部品吸着のズ
レを検出するために、ビデオカメラ６の映像信号をパタ
ーン認識してズレ量（Ｘ′、Ｙ’、　　Δθ）を検出し
、ＣＰＵ１５に送出するものである。ＣＰＵ１５は、こ
のズレ量のうちΔθをΔθ回転用アクチュエータ１０に
より補正し、ズレ量ｘ’、ｙ′を基板マウント箇所の位
置決め時に同時に補正する。

また、測長ユニット１４は、基板にのソリ量を測定する
ために上記センサー１１により得られた情報をＮＣデー
タとして基板にのソリ量（ΔＬ）を検出し、ＣＰｔ、１
１５に送出するものである。ＣＰＵ１５は上記ソリ量Δ
Ｌとあらかじめプログラムされた取付部品高さとを演算
して、上記吸着ノズル２の降下ストロークを決定する。

そして、上記ノズルストローク可変アクチュエータ１２
により、第４図に示すようにマウント時において吸着ノ
ズル２が基板表面の所定位置に部品底部が位置するよう
に上記吸着ノズル２の降下ストロークを補正する。

次に、以下に本装置による部品取付工程を上記ステーシ
ョンに従って説明する。第５図はステージぢンを示す平
面図であり、各ステーションＳ〜Ｓ１゜はロークリヘン
ド３の吸着ノズル２の数と配置に対応している。

Ｓ、。（基板のソリ量測定） まず、前工程より基板Ｋが電子部品取付位置に移送され
てきたところで、上記センサー１１により１．基板ホル
ダ２１内に取付られた基板にのソリ量を測定する。この
とき、Ｘ−Ｙテーブル５を駆動して、あらかしめプログ
ラムされた部品の基板取付位置のソリ量ΔＬを測定する
。なお、上記センサ１１が基板表面全域に亘りあらかし
め測定するようしてもよい。この場合、−度基板全体の
ソリ量の測定を行えばよいこととなる。

そして、上記センサ１１により測定した情報を測長ユニ
ット１４でＮＣデータとして変換しメモリ１６に記録す
る。

Ｓ、（吸着） パーツカセット１３内にセットされたテーピング部品を
吸着ノズル２により吸着する。

Ｓ３（θ回転） あらかしめ入力された所定のプログラムに従い、電子部
品Ｔが基板に上に所定の方向でマウントされるように吸
着ノズル２を回転する。吸着ノズル２の回転はθ回転用
アクチュエータフにより動力が供給されて行われる。

Ｓ、（カメラ） 吸着ノズル２に吸着された部品の所定の位置に対する量
（Ｘ’、Ｙ’、　　θ方向）をビデオカメラ６により検
出する。

Ｓｓ（Δθ回転） Ｓ４にて検出されたθ方向の回転ズレを修正する。

Ｓ、（マウント） Ｘ−Ｙテーブル５が予め入力されたプログラムに従い吸
着ノズル２に吸着された部品Ｔが基板に上の所定位置に
マウントされるように移動する。

そして、この後マウントされる。このマウントに際して
、上記基板にのソリ量測定で測定されたソリ量ΔＬとあ
らかじめプログラムされた取付部品高さとを演算するこ
とによってノズルストローク可変アクチュエータ１２が
吸着ノズル２の降下ストロークを調整し、基板表面の所
定高さ位置に部品底面が位置するようになす、また、上
記Ｓ４にて検出されたχ−Ｙ方向の部品位置ズレは、上
記移動の際においてＸ−Ｙテーブル５の停止する位置を
補正することにより修正される。

Ｓｔ（（θ＋Δθ）回転） 吸着ノズルの回転方向をもとの原点（初期状Ｂ）にもど
す。

Ｓｓ（吸着方向設定） あらかじめ入力されているプログラムに従い吸着する部
品に合わせて吸着ノズル２の部品吸着方向を設定する。

以上のように本発明は、基板にのソリ量に対応して吸着
ノズル２の降下ストロークを可変するので、基板Ｋ及び
取付部品Ｔに悪影響を与えることなく基板表面の所定位
置に確実に電子部品Ｔを取付けることができる。

Ｈ１発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による電子部品
取付装置によれば、部品取付位置に移送される基板を非
接触測定器によって基板表面のソリ量を検出してこのソ
リ量及び取付部品高さを演算することにより、基板表面
の所定位置に部品底面が位置するように上記吸着ノズル
の降下ストロークを制御して、上記吸着ノズルによる電
子部品の基板表面への取付を行なうことができるので、
電子部品の基板への取付時において基板や電子部品に余
分な衝撃を与えることなく、且つ確実な位置決めを行な
うことができる。

・・・ロータリーヘッド ト・・センサー ２・・・ノズルストローク可変アクチュエータ４・・・
測長ユニット ５・・・ＣＰＵ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子部品取付装置を示す外観斜視
図、第２図は上記装置の制御回路を示すブロック回路図
、第３図Ａは本装置における非接触測定器による基板の
ソリ量の測定状態を示す概略斜視図、第３図Ｂは上記測
定により得られたＮＣデータを示す図、第４図は本装置
の吸着ノズルによる電子部品の基板取付状態を示す要部
断面図、第５図はステーションの平面図である。 第６図は従来の電子部品取付装置の吸着ノズルによる電
子部品の基板取付状態を示す要部断面図であり、第７図
は従来のバキューム方式の基板ホルダを示す要部断面図
である。 ２・・・吸着ノズル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　部品取付位置に基板を移送する基板移送手段と、測定
   器駆動保持手段により駆動保持され、部品取付位置に移
   送された基板の全域に亘ってそのソリ量を測定する非接
   触測定器と、 上記基板に取付る電子部品を吸着保持して基板上の所定
   位置に移動する吸着ノズルとを有し、上記非接触測定器
   により、基板表面のソリ量を検出し、このソリ量と部品
   高さとを演算して基板表面の所定位置に部品底面が位置
   するように上記吸着ノズルの降下ストロークを制御する
   ことを特徴とする電子部品取付装置。