WO2001024598A1

WO2001024598A1 - Procede et dispositif de montage de composants

Info

Publication number: WO2001024598A1
Application number: PCT/JP2000/006598
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Maenishi; Takahiro Inoue; Ikuo Yoshida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2001-04-05
Also published as: US6842974B1; EP1227711A4; DE60035605T2; EP1816906A1; EP1227711B1; DE60035605T8; DE60035605D1; DE60039547D1; EP1816906B1; EP1227711B9; JP3996768B2; EP1227711A1

Description

明細書部品実装方法及び部品実装装置技術分野

本発明は、多数の部品を回路基板に装着して回路基板を製造する部品実装方法及び部品実装装置に関する。背景技術

近年、電子部品の実装装置はロータリー式の高速実装機から、面積生産性や部品対応力の観点から、様々な生産形態に柔軟に対応できるロボットタイプへの実装機へとそのニーズが変貌してきている。そのような中で、さらに生産性を向上させるために、 1つのロボッ卜に搭載される装着ヘッドの数が 1つから複数に進化し、各装着へッドに使用する吸着ノズルが着脱交換可能なものが主流になってきた。

この種の電子部品実装装置においては、一枚の回路基板に同一パターンの回路を複数個設け、この回路基板に複数の電子部品を実装した後、各回路パターン毎に基板を切断して同一回路パターンの複数枚の小基板を作製する、所謂多面取り基板を用いることがある。なお、本明細書では、このような多面取り基板は、複数個の小基板からなる多面取り基板を指す。

このような複数個の小基板からなる多面取り基板に対し、電子部品を装着する従来技術としては、例えば次のような方式がある。

( 1 ) 特定の部品に対する装着（以下、装着ステップという）を全ての小基板に適用し、その装着ステップが完了した後、次の装着ステップに移るステツプリピート方式。

( 2 ) 1個の小基板につき全装着ステップを遂行し、全装着ステップ完了後、次の小基板の装着に移るパターンリピート方式。

これらのステップリピート及びパターンリピートのいずれも、 1つの小基板のみの実装プログラムとして N Cプログラムのみを作成すれば、他の小基板との相対距離を設定することにより、回路基板上のすべての実装部品に展開して実装できるものとして、従来から多く使われてきたものである。

以下に、上記多面取り基板の部品実装方法を説明する。

図 7に、従来のステップリピート方式による実装手順を示した。また、図 1

7は、この装着手順を 4つの装着ヘッドを連結して（装着ヘッド N o . 1〜 4 ) を有する電子部品実装装置により装着するステップをシーケンシャルに示している。

図 1 7において、「ステップ N o . 」は、装着するステップにシーケンシャルに付けた番号で、 4つ連結された装着ヘッドが部品を吸着してから装着する

1サイクルの動作において、装着へッドの個数の分のステップが存在するものとしている。「小基板」は、回路基板上のどの小基板に対して装着するかを、その番号で示す。「部品」は、各ステップで装着する部品を示す。「装着へッド N o . 」は、各ステップで使用する装着ヘッドを示す。「吸着ノズル」は、各ステップで、どの種類の吸着ノズルを使用するかを示す。部品の形状、大きさにより使用する吸着ノズルの種類が決まり、 S (小）サイズ、 M (中）サイズ、 L (大）サイズの吸着ノズルが存在する。ここでは、一例として、小型部品は Sサイズの吸着ノズルで吸着し、中型部品は Mサイズの吸着ノズルで吸着し、大型部品は Lサイズの吸着ノズルで吸着するとする。 1サイクルの動作において、部品を吸着しない装着ヘッドがあれば、そのステップでは実際には部品を吸着し装着しないので、部品や吸着ノズルの項目は図 1 7において「一」で示す。

図 1 7に示すように、この装着手順では、第 1パターンのチップ部品 C 1、第 2パターンの C 5、第 3パターンの C 9 ·· ·、の順で同一種類の部品を各パターン毎に装着し、一つの装着ステップを完了すると、次の同一種類のチップ部品 C 2、 C 6、 C 1 0の装着ステップに移る。この装着ステップを全部品に対して行う。なお、第 3パターンのチップ部品 C 1 2の装着後は、吸着ノズルを小型部品用の Sサイズから中型部品用の Mサイズに交換し、 S O P 1〜S〇P 3 (但し、「S O P」は Small Outline Packageの略。）の装着後は、中型部品用の Mサイズから大型部品用の Lサイズに交換する。

次に、従来のパターンリピートの実装方法を説明する。

図 1 8に、従来のパターンリピート方式による実装手順を示した。また、図 1 9は、この装着手順を 4本の装着ヘッド（ヘッド N o . ：!〜 4 ) を有する電子部品実装装置により、電子部品を装着するステップをシーケンシャルに示している。

図 1 9に示すように、この装着手順では、第 1パターンのチップ部品 C 1〜 C 4、 S O P 1 , Q F P 1 (但し、「Q F P」は Quad Flat Packageの略。）の順で第 1パターンに対する全装着ステップを完了した後、第 2パターンの装着に移る。そして第 2パターンの装着完了後、第 3パターンの装着に移る。なお、吸着ノズルの交換は、各パターンの一つの部品種の装着完了後にそれぞれ行われ、図 1 9の場合は、各パターン毎に 3回、合計 8回（最後の一回は不要）行われることになる。

しかしながら、ステップリピート方式の場合、 4本の吸着ノズルのうち、常に 1本し力使用しておらず、 1部品毎に部品吸着一部品装着を繰り返し行うことになり実装時間が長くなり、複数の吸着ノズルを有する多連式へッド構成とした利点が活かされず、非効率的な実装方法となっている。

一方、パターンリピート方式の場合、吸着ノズルの交換が頻繁に行われることになり、時間を要するノズル交換作業が多数回行なわれる度に、実装時間が長くなり、非効率的な実装方法となっている。

そして、このような実装方法を、最近多くなつてきた例えば 5 0枚〜 2 0 0 枚取り等の大規模な多面取り基板に対して適用すると、実装装置はひどく冗長に動作するようになる。このような非効率的な実装方式では、タクトアップは困難であるため、より効率の高い実装方式が切望されている。

また、吸着ノズルに電子部品を吸着する際は、例えば図 2 O A〜図 2 0 Dに示すパーツフィーダの連続した位置に吸着しようとする電子部品がある場合でも、パーツフィーダの配列間隔 Pが、移載ヘッドの吸着ノズルの配列間隔 Lと異なるため、移載ヘッドを順次移動させて部品吸着を行う必要がある。また、パーッフィ一ダの配列間隔 Pが吸着ノズルの配列間隔 Lに等しい場合であつても、電子部品が配列線上からずれていると同時に吸着できなくなる。さらに、電子部品の厚みに差があるときも同時に吸着できなくなる。

このため、吸着ノズルへの部品装着動作を一回の吸着ノズルの同時上下動作により行うことができず、移載へッドを各部品供給位置に移動させて吸着する動作を、図 2 0 A〜図 2◦ Dに示すように各吸着ノズル毎に繰り返し行う必要があった。このため、電子部品を吸着ノズルに保持させるまでの時間が長くなり、実装時間の短縮化の妨げとなっていた。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、多面取り基板に対する部品実装時に、吸着ノズルの交換回数を抑制し又は移載へッドでの吸着ノズルの間隔を調整するといつた吸着ノズルの吸着準備動作を軽減することで、実装時間の短縮化を図ることができる部品実装方法及び部品実装装置を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第 1態様によれば、部品を保持する脱着自在な吸着ノズルを複数備えた部品保持装置により上記部品を複数個の小基板からなる多面取り基板上の部品装着位置に順次装着する部品実装方法において、

上記基板に上記部品を装着する際に、上記複数の吸着ノズルのうちの少なくとも 1つの吸着ノズルにおいては同じ吸着ノズルによって保持可能な部品を上記基板に全て装着する装着ステップを全ての小基板に適用し、該装着」が完了した後に上記吸着ノス 'ノレを別の吸着ノズルに交換して次の装着- に移ることで、各小基板に対する部品の実装を行う部品実装方法を提供する。この部品実装方法では、多面取り基板に部品を装着する際に、同じ吸着ノズルによって保持可能な部品を上記基板に全て装着する装着ステップを全ての小基板に適用した後に吸着ノズルを交換することにより、吸着ノズルの交換回数を最小限に抑えることができ、部品の実装時間を大幅に短縮することができる。本発明の第 2態様によれば、部品を保持する脱着自在な吸着ノズルを複数備えた部品保持装置により上記部品を複数個の小基板からなる多面取り基板上の部品装着位置に順次装着する部品実装方法において、

上記基板に部品を装着する際に、同種類の部品を上記各吸着ノズルにそれぞれ保持させて、該保持させた複数の部品を各小基板それぞれに連続的に装着する装着ステップを全ての小基板に適用し、該装着ステップが完了した後に次の装着ステツプに移ることで、各小基板に対する部品の実装を行う部品実装方法を提供する。

この部品実装方法では、多面取り基板に部品を装着する際に、同種類の部品を各吸着ノズルにそれぞれ保持させて、各小基板に連続的に装着する装着ステップを全ての小基板に適用した後に次の装着ステップに移ることにより、従来のパターンリピート方式による 1部品毎に吸着 ·装着を繰り返す動作から、多部品を一度に吸着しておいて装着する動作となり、部品の実装時間を短縮することができる。

本発明の第 3態様によれば、部品を保持する脱着自在な吸着ノズルを複数備えた部品保持装置により上記上記部品を複数個の小基板からなる多面取り基板上の部品装着位置に順次装着する部品実装方法において、

上記基板に部品を装着する際に、一つの小基板に対して部品の装着を完了させた後、次の小基板に対する部品の装着を行うときに、装着の完了した小基板に対して最後に用いた吸着ノズルを、そのまま次の小基板に対して用いることで、各小基板に対する部品の実装を行う部品実装方法を提供する。

この部品実装方法では、多面取り基板に部品を装着する際に、一つの小基板に対して部品の装着を完了させた後、次の小基板に対する部品の装着を行うときに、装着の完了した小基板に対して最後に用いた吸着ノズルを、そのまま次の小基板に対して用いることにより、各小基板に対する吸着ノズルの交換を一回省くことができ、部品の実装時間を短縮することができる。

本発明の第 4態様によれば、第 1〜第 3のいずれか 1つの態様に記載の部品実装方法を用いて多面取り基板に部品を装着する部品実装装置を提供する。この部品実装装置では、多面取り基板に部品を装着する際に、実装動作を無駄の無いように効率良く行うことで、部品の実装時間の短縮化を図ることがでさる。

本発明の第 5態様によれば、複数の部品が配列された部品供給部から部品を保持する部品保持装置が複数個搭載された移載へッドを移動させ、上記部品供給部から上記部品を上記部品保持装置により保持させて、回路基板の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させ、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に装着する部品実装方法において、

上記移載へッドの上記部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の部品配列間隔、上記基板上の部品装着位置の間隔の少なくとも一方に一致している部品実装方法を提供する。

この部品実装方法では、部品を保持する移載ヘッドを横方向に移動させ、部品供給部から部品を保持させて、回路基板の部品装着位置上に部品を実装する部品実装方法であって、部品供給部の部品配列間隔又は上記基板上の部品装着位置の間隔と、上記移載へッドの部品保持装置の配列間隔とを一致させることにより、部品を部品供給部から取り出す際に各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を部品保持装置に保持できるようになる。また、部品保持装置に保持された部品を回路基板に装着する際に、各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を回路基板上の所望の位置に装着できるようになる。これにより、部品の実装時間を大幅に短縮することができる。本発明の第 6態様によれば、部品を実装する基板上方に、部品を保持して該基板に装着する移載へッドを横方向に移動自在に支持する移載へッド移動装置と、

上記移載ヘッドに並設され、部品を保持する複数の部品保持装置と、複数の部品が収容されて上記部品保持装置に上記部品を供給する複数の並設された部品供給部と、

上記移載へッドに配置され、かつ、上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整する部品保持装置移動機構とを備える部品実装装置を提供する。

この部品実装装置では、移載ヘッドに、複数の部品保持装置の配列間隔を調整する部品保持装置移動機構を備えたことにより、移載へッドの部品保持装置の配列間隔を、部品供給部の部品配列間隔、又は基板上の部品装着位置の間隔に一致するように調整することができ、これにより、部品を部品供給部から取り出す際に各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を部品保持装置に保持できるようになる。また、部品保持装置に保持された部品を基板に装着する際に、各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を基板上の所望の位置に装着できるようになる。以て、部品の実装時間を大幅に短縮することができる。

本発明の第 7態様によれば、部品を実装する基板上方に、部品を保持して該基板に装着する移載へッドを横方向に移動自在に支持する移載へッド移動装置と、

上記移載へッドに並設され、部品を保持する複数の部品保持装置と、複数の部品が収容されて上記部品保持装置に上記部品を供給する複数の並設されて配列された部品供給部とを備えるとともに、、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の配列間隔に一致している部品実装装置を提供する。

この部品実装装置では、移載ヘッドの部品保持装置の配列間隔が、部品供給部の部品配列間隔に一致していることにより、部品を部品供給部から取り出す際に各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を部品保持装置に保持できるようになる。以て、部品の実装時間を大幅に短縮することができる。

本発明の第 8態様によれば、部品を実装する基板上方に、部品を保持して該基板に装着する移載へッドを横方向に移動自在に支持する移載へッド移動装置と、

上記移載へッドに並設され、部品を保持する複数の部品保持装置と、複数の部品が収容されて上記部品保持装置に上記部品を供給する複数の並設された部品供給部とを備えるとともに、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、各部品保持装置に保持された上記部品の上記基板上での部品装着位置の間隔に一致している部品実装装置を提供する。

この部品実装装置では、移載ヘッドの部品保持装置の配列間隔が、各部品保持装置に保持された部品の基板上での装着位置の間隔に一致していることにより、部品保持装置に保持された部品を基板に装着する際に、各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を基板上の所望の位置に装着できるようになる。以て、部品の実装時間を大幅に短縮することができる。

本発明の第 9態様によれば、上記部品保持装置移動機構は、上記移載ヘッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の部品配列間隔に一致するように上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整する請求項 6の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 1 0態様によれば、上記部品保持装置移動機構は、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の配列間隔に一致するように上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整する第 6の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 1 1態様によれば、部品を保持する部品保持装置が複数個搭載された移載へッドを移動させ、複数の部品が配列された部品供給部から部品を上記部品保持装置により保持させたのち、回路基板の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させて、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に実装する部品実装方法において、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作及び上記複数の部品装着動作のうちの一方の動作を行う前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔が一致するように上記部品保持装置を移動させて、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整したのち、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記一方の動作を行う部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 2態様によれば、上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔である第 1 1の態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 3態様によれば、上記一方の動作が上記複数の部品装着動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記基板上の上記部品装着位置の配列位置間隔である第 1 1の態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 4態様によれば、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整する前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列位置情報を得るとともに、上記得られた上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列位置情報に基き、上記移載へッドでの上記隣接する部品保持装置間の間隔を求めたのち、

上記求められた上記移載へッドでの上記隣接する部品保持装置間の間隔になるように上記部品保持装置を移動させて上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整するようにした第 1 1〜 1 3のいずれか 1つの態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 5態様によれば、上記移載ヘッドの上記部品保持装置の配列間隔の調整は上記移載ヘッドの移動中に行うようにした第 1 1〜 1 4のいずれか

1つの態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 6態様によれば、上記複数の部品の配列位置情報を得るとき、予め記憶装置に記憶された上記複数の部品の配列位置情報を読み出すことにより行うようにした第 1 4の態様に記載の部品実装方法を提供する。

本発明の第 1 7態様によれば、上記複数の部品の配列位置情報を得るとき、上記移載へッドの部品配列位置情報認識装置により認識された上記複数の部品の配列位置情報を得るようにした第 1 4の態様に記載の部品実装方法を提供する。本発明の第 1 8態様によれば、部品を保持する部品保持装置が複数個搭載された移載へッドを移動させ、複数の部品が配列された部品供給部から部品を上記部品保持装置により保持させたのち、回路基板の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させて、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に実装する部品実装装置において、

上記移載ヘッドに備えられ、かつ、上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整すベく上記部品保持装置を移動させる部品保持装置移動機構と、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作及び上記複数の部品装着動作のうちの一方の動作を行う前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔が一致するように、上記部品保持装置移動機構を駆動して上記部品保持装置を移動させて、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記一方の動作を行うように制御する制御部と、

を備える部品実装装置を提供する。

本発明の第 1 9態様によれば、上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔である第 1 8の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 0態様によれば、上記一方の動作が上記複数の部品装着動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記基板上の上記部品装着位置の配列位置間隔である第 1 8の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 1態様によれば、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整する前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列位置情報に基き、上記複数の部品の配列間隔を求める演算部をさらに備え、

上記制御部は、上記演算部で求められた上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔がー致するように、上記部品保持装置移動機構を駆動して上記部品保持装置を移動させて、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記一方の動作を行うように制御する第

1 8〜 2 0のいずれか 1つの態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 2態様によれば、上記制御部は、上記移載ヘッドの移動中に上記部品保持装置移動機構を駆動して上記移載へッドの上記部品保持装置の配列間隔の調整を行うようにした第 1 8〜2 1のいずれか 1つの態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 3態様によれば、上記配列位置情報を予め記憶する記憶装置をさらに備えて、

上記演算部は、上記記憶装置から読み出された上記複数の部品の配列位置情報に基き上記複数の部品の配列間隔を求めるようにした第 2 1の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 4態様によれば、上記移载へッドに配置されかつ上記部品配列位置情報を認識する部品配列位置情報認識装置をさらに備えて、

上記演算部は、上記部品配列位置情報認識装置により認識された上記基板上の上記部品装着位置の部品配列位置情報に基き、上記移載へッドでの上記隣接する部品保持装置間の間隔を求めるようにした第 2 1の態様に記載の部品実装装置を提供する。

本発明の第 2 5態様によれば、上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔であって、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔がー致するように上記部品保持装置を移動させる代わりに、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔に、上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記複数の部品供給部を移動させたのち、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品供給部での上記上記複数の部品保持動作を行うようにした第 1 2の態様に記載の部品実装方法を提供する。

すなわち、上記第 2 5態様は、部品を保持する部品保持装置が複数個搭載された移載へッドを移動させ、複数の部品が配列された部品供給部から部品を上記部品保持装置により保持させたのち、回路基板の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させて、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に実装する部品実装方法において、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行う前に、上記移載ヘッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔に、上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記複数の部品供給部を移動させて、上記隣接する部品供給部間の間隔を調整したのち、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記部品保持動作を行う部品実装方法を提供する。

本発明の第 2 6態様によれば、上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔であって、

上記部品保持装置移動機構に代えて、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔に、上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記複数の部品供給部を移動させる部品供給部移動機構を更に備えて、

上記制御部は、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行う前に、上記移載ヘッドの上記隣接する部品保持装置間の間隔に上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記部品供給部移動機構を駆動して上記部品供給部を移動させて、上記隣接する部品供給部間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行うように制御する第 1 9の態様に記載の部品実装装置を提供する。

すなわち、上記第 2 6態様は、部品を保持する部品保持装置が複数個搭載された移載へッドを移動させ、複数の部品が配列された部品供給部から部品を上記部品保持装置により保持させたのち、回路基板の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させて、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に実装する部品実装装置において、

上記複数の部品供給部の配列間隔を調整すベく上記部品部品供給部を移動させる部品部品供給部移動機構と、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行う前に、上記移載へッドの上記隣接する部品保持装置間の間隔に上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記部品供給部移動機構を駆動して上記部品供給部を移動させて、上記隣接する部品供給部間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行うように制御する制御部と、

を備える部品実装装置を提供する。図面の簡単な説明

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、

図 1は、本発明の第 1実施形態としての部品実装装置の斜視図であり、図 2は、上記部品実装装置の移載へッドの拡大斜視図であり、

図 3は、上記電子部品実装装置の概略的な平面図であり、

図 4は、同一パターンである 3枚の小基板からなる多面取り基板の一例でタスクリピート方式による装着順序を示す図であり、

図 5は、タスクリピート方式による装着ステップをシーケンシャルに示す図であり、

図 6は、縦 4 X横 4枚の合計 1 6枚の小基板を有する多面取り基板を示す図であり、

図 7は、同一パターンである 3枚の小基板からなる多面取り基板の一例で改善版ステップリピート方式による装着順序を示す図であり、

図 8は、改善版ステップリピート方式による装着ステップをシーケンシャルに示す図であり、図 9は、同一パターンである 3枚の小基板からなる多面取り基板の一例で返り打ち方式による装着順序を示す図であり、

図 1 0は、返り打ち方式による装着ステップをシーケンシャルに示す図であり、

図 1 1 A及び図 1 1 Bはそれぞれ本発明の第 2実施形態の移載へッドの構成を示す概略構成図及び斜視図であり、

図 1 2は、第 2実施形態の移載へッドの装着へッド移動機構の他の例を示す概略構成図であり、

図 1 3 A、図 1 3 Bパーツフィーダの配列間隔と装着へッドの配列間隔との関係を示す図であり、

図 1 4 A、図 1 4 Bはそれぞれ回路基板上の電子部品の装着位置の間隔と装着へッドの配列間隔の関係を示す図であり、

図 1 5は、 N Cプログラムの一例を示す説明図であり、

図 1 6は、本発明の上記実施形態にかかる電子部品実装装置のパーツフィ一ダ移動機構を示す概略構成図であり、

図 1 7は、従来のステップリピート方式による装着ステップをシーケンシャルに示す図であり、

図 1 8は、同一パターンである 3枚の小基板からなる多面取り基板の一例で従来のパターンリピート方式による装着順序を示す図であり、

図 1 9は、従来のパターンリピート方式による装着ステップをシーケンシャルに示す図であり、

図 2 0 A、図 2 0 B、図 2 0 C、図 2 0 Dはそれぞれ吸着ノズルへの部品装着動作を吸着ノズルの上下動作により行う様子を示す図であり、

図 2 1は、本発明の上記実施形態にかかる電子部品実装装置の制御部関係のブロック図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

(第 1実施形態）

図 1は、本発明の第 1実施形態としての部品実装装置の一例としての電子部品実装装置の斜視図、図 2は図 1の電子部品実装装置の移載へッドの拡大斜視図、図 3は上記電子部品実装装置の概略的な平面図である。

まず、第 1実施形態の電子部品実装装置 1 0 0の構成を説明する。

図 1に示すように、電子部品実装装置 1 0 0の基台 1 0上面中央のローダ部 1 6、基板保持部 1 8、アンローダ部 2 0には、それぞれ、回路基板 1 2の一対のガイドレール 1 4が設けられ、この各一対のガイドレール 1 4のそれぞれに備えられた搬送ベルトの同期駆動によって、回路基板 1 2は一端側のローダ部 1 6の一対のガイドレール 1 4から部品例えば電子部品を実装する位置に設けた基板保持部 1 8の一対のガイドレール 1 4に、また、基板保持部 1 8の一対のガイドレーノレ 1 4から他端側のアンローダ部 2 0の一対のガイドレーノレ 1 4に搬送される。基板保持部 1 8では、搬送されてきた回路基板 1 2を位置決め保持して部品装着に備える。

回路基板 1 2の上方の基台 1 0の上面の両側部には Y軸ロボット 2 2 , 2 4 がそれぞれ設けられ、これら 2つの Y軸ロボット 2 2， 2 4の間には X軸ロボット 2 6が懸架されて、 Y軸ロボット 2 2 , 2 4の駆動により X軸ロボット 2 6が Y軸方向に進退可能となっている。また、 X軸ロボット 2 6には移載へッド 2 8が取り付けられて、移載へッド 2 8が X軸方向に進退可能となっており、これにより、移載ヘッド 2 8を X— Y平面内で移動可能にしている。各ロボットは、例えば、モータによりボールネジを正逆回転させ、上記ボールネジに螺合したナツト部材がそれぞれの軸方向に進退可能とし、上記ナツト部材に進退させるべき部材を固定させることにより構成している。

上記 X軸ロボット 2 6、 Y軸ロボット 2 2， 2 4からなる X Yロボット（移載ヘッド移動装置の一例）上に搭載され、 X— Y平面（例えば、水平面又は基台 1 0の上面に大略平行な面）上を自在移動する移載ヘッド 2 8は、例えば抵抗チップゃチップコンデンサ等の電子部品が供給される部品供給部の一例としての複数のパーツフィーダ 3 0、又は S O Pや Q F P等の I Cやコネクタ等の比較的大型の電子部品が供給される部品供給部の別の例としてのパーツトレイ 3 2から所望の電子部品を、吸着ノズル 3 4により吸着して、回路基板 1 2の部品装着位置に装着できるように構成されている。このような電子部品の実装動作は、記憶部 1 0 0 1に記憶され予め設定された実装プログラムに基づいて、図 2 1の制御部 5 2により制御される。

これらパーツフィーダ 3 0及びパーツトレイ 3 2が部品供給部の例に相当し、部品供給部の部品の配列間隔とは、パーツフィーダ 3 0では隣接するパーツフィーダ 3 0の部品供給口間の間隔を意味し、パーツトレイ 3 2ではパーツトレィ 3 2内の各部品を収納する収納凹部間の間隔を意味する。

パーツフィーダ 3 0は、一対のガイドレーノレ 1 4の搬送方向における両側 (図 1の右上側と左下側）に多数個並設されており、各パーツフィーダ 3 0には、例えば多数の抵抗チップやチップコンデンサ等の電子部品が収容されたテープ状の部品口ールがそれぞれ取り付けられている。

また、パーツトレイ 3 2は、一対のガイドレーノレ 1 4の基板搬送方向と直交する方向が長尺となるトレイ 3 2 aが計 2個載置可能で、各トレイ 3 2 aは部品の供給個数に応じて一対のガイドレーノレ 1 4側にスライドして、 Y方向の部品取り出し位置を一定位置に保つ構成となっている。このトレィ 3 2 a上には、多数の Q F P等の電子部品が載置される。

一対のガイドレール 1 4に位置決めされた回路基板 1 2の側部には、吸着ノズル 3 4に吸着された電子部品の二次元的な位置ずれ（吸着姿勢）を検出して、この位置ずれをキヤンセルするように移載へッド 2 8側で補正させるための認識装置 3 6が設けられている。

移載へッド 2 8は、図 2に示すように、部品保持装置の一例としての複数個

(第 1実施形態では 4個）の装着ヘッド（第 1装着ヘッド 3 8 a，第 2装着へッド 3 8 b，第 3装着ヘッド 3 8 c，第 4装着ヘッド 3 8 d ) を横並びに連結した多連式ヘッドとして構成している。 4個の装着ヘッド 3 8 a， 3 8 b , 3 8 c， 3 8 dは同一構造であって、各装着へッドは、吸着ノズル 3 4と、吸着ノズル 3 4に上下動作を行わせるためのァクチユエ一タ 4 0と、プーリ 4 6とを備える。第 1装着へッド 3 8 aのプーリ 4 6及び第 3装着へッド 3 8 cのプーリ 4 6にはタイミングベルト 4 4により Θ回転用モータ 4 2 aの正逆回転駆動力が伝達されて、両方の吸着ノズル 3 4に同時的に Θ回転（吸着ノズル 3 4 の軸芯回りの回転）を行わせるようにしている。また、第 2装着ヘッド 3 8 b のプ一リ 4 6及び第 4装着へッド 3 8 dのプーリ 4 6にはタイミングベルト 4 4により 0回転用モータ 4 2 bの正逆回転駆動力が伝達されて、両方の吸着ノズノレ 3 4に同時的に Θ回転を行わせるようにしている。各ァクチユエータ 4 0 は、例えばエアシリンダより構成し、エアシリンダのオン 'オフにより吸着ノズル 3 4を上下動させて、選択的に部品保持又は部品装着動作を行えるようにする。なお、図 2に示す通り、 0回転用モータ 4 2 aの動力がタイミングベルト 4 4で伝達され、装着へッド 3 8 a， 3 8 cの吸着ノズル 3 4をそれぞれ Θ 回転させ、 Θ回転用モータ 4 2 bの動力がタイミングベルト 4 4で伝達され、装着ヘッド 3 8 b , 3 8 dの吸着ノズル 0回転させるように構成しているが、このような構成は一例であって、各装着ヘッド 3 8 a， 3 8 b , 3 8 c， 3 8 d、それぞれに個別に 0回転させる 0回転用駆動モータが備えられた構成であつても構わない。しかし、移載ヘッド 2 8の重量を小さくするためには、 0回転させる Θ回転用駆動モータの数が少ない方が好適である。

各装着へッドの吸着ノズノレ 3 4は交換可能であり、交換する予備の吸着ノズルは電子部品実装装置 1 0 0の基台 1 0上のノズルストツ力 4 8に予め収容されている。吸着ノズノレ 3 4には、例えば、 1 . 0 X 0 . 5 mm程度の微小チップ部品を吸着する Sサイズノズル、 1 8 mm角の Q F Pを吸着する Mサイズノズル等があり、装着する電子部品の種類に応じて使用される。

上記構成の電子部品実装装置の動作を以下に説明する。

図 3に示すように、一対のガイドレール 1 4のローダ部 1 6から搬入された回路基板 1 2が基板保持部 1 8に搬送されると、移載へッド 2 8は X Yロボットにより横方向言いかえれば X Y平面内で移動してパーツフィーダ 3 0又はパーットレイ 3 2から所望の電子部品を吸着し、認識装置 3 6の姿勢認識カメラ上に移動して電子部品の吸着姿勢を認識し、認識結果に基き 0回転用モータを駆動して吸着ノズノレ 3 4を 0回転させて吸着姿勢の補正動作を行う。その後、回路基板 1 2の部品装着位置に電子部品を装着する。

各装着ヘッド 3 8 a ， 3 8 b , 3 8 c , 3 8 dは、パーツフィーダ 3 0又はパーツトレイ 3 2から吸着ノズル 3 4により電子部品を吸着するとき、及び、回路基板 1 2の部品装着位置に電子部品を装着するとき、吸着ノズル 3 4をァクチユエータ 4 0の作動により X Y平面上から上下方向（Z方向）に下降させる。また、電子部品の種類に応じて、吸着ノズル 3 4を適宜交換して装着動作が行われる。

上記の電子部品の吸着、回路基板 1 2への装着動作の繰り返しにより、回路基板 1 2に対する電子部品の実装を完了させる。実装が完了した回路基板 1 2 は基板保持部 1 8からアンローダ部 2 0へ搬出される一方、新たな回路基板が口一ダ部 1 6から基板保持部 1 8に搬入され、上記動作が繰り返される。

ここで、各電子部品の実装は、電子部品の種類（大きさ、重さ）に応じて、高速、中速、低速等のように、実装タクトが速度別に分けられている。この理由は、電子部品の†貫性によるもので、吸着ノズル 3 4の吸引力、電子部品の回路基板との密着力により決定される。また、複数の装着ヘッドで同時に部品吸着を行ったり、 1つの装着へッドずつ部品吸着を行ったり、複数の装着へッドで同時に部品装着を行ったり、 1つの装着ヘッドずつ部品装着を行ったりする。次に、本発明の第 1実施形態に係る電子部品実装装置での多面取り基板に対する電子部品実装方法の実施例を図 4〜図 1 0に基づいて説明する。

(実施例 1 )

まず、実施例 1として、タスクリピート方式による実装動作を説明する。タスクリピート方式とは、複数の装着へッドで部品を一括同時に又は個別に吸着し、認識後、装着ヘッドに保持された全ての部品を回路基板 1 2に一括同時に又は個別に装着するというタスクをパターン数分だけ繰り返す方式である。図 4は、同一パターンである 3枚の小基板からなる多面取り基板の一例を説明のために示したもので、この多面取り基板の各小基板のパターン（第 1、第 2、第 3パターン）には、チップ部品 C 1〜C 12、 SOP l〜SOP 3、及び QF P 1〜QF P 3がそれぞれ装着されるものとする。

各電子部品の実装は、本方式によれば図 4中の矢印で示すように、チップ部品→SOP→QF Pの順序で行う。即ち、図 5に装着ステップをシーケンシャルに示すように、まず、第 1装着ヘッド 38 aにチップ部品 C 1、第 2装着へッド 38 bにチップ部品 C 2、第 3装着ヘッド 38 cにチップ部品 C 3、第 4 装着へッド 38 dにチップ部品 C 4を Sサイズの吸着ノズルによりそれぞれ吸着し、移載へッド 28を第 1パターンの小基板上の各チップ部品の部品装着位置に移動させ、チップ部品 C 1〜C 4をこの順序で基板上に装着する。その後、各装着へッド 38 a〜38 dにチップ部品 C 5〜C8を吸着し、第 2パターンの小基板上の部品装着位置に移動させて装着し、さらに同様にチップ部品 C 9 ~C 1 2を各装着へッド 38 a〜38 dに吸着して第 3パターンの小基板上の部品装着位置に装着する。

次に、例えば第 1装着ヘッド 38 aの吸着ノズルを Sサイズから Mサイズに交換して（他の装着ヘッドでもよい）、第 1装着ヘッド 38 aに SOP 1を吸着し、第 1パターンの小基板上の部品装着位置に装着する。次いで、同様にして第 1装着へッドにより S〇P 2， SOP 3を順次吸着して各小基板上の部品装着位置に装着する。

そして、第 1装着ヘッド 38 aの吸着ノズノレ 34を Mサイズから Lサイズに交換して、 Q F P 1〜 3を各小基板上の部品装着位置に装着する。

ここで、上記タスクリピート方式では、 3個の小基板に対して電子部品の装着を行う際に、 C 1 2から SOP 1へ、また SOP 3から QF P 1へ移行するときにだけ吸着ノズノレを交換している。このため、吸着ノズルの交換回数が最小限で済み、高効率で電子部品を基板上に装着することができ、以て、電子部品の実装時間の短縮化を図ることができる。

このタスクリビート方式により、例えば図 6に示す縦 4 X横 4枚の合計 16 枚の小基板を有する多面取り基板に対して電子部品を装着する実装時間を試算すると、次のようになる。

チップ部品 4種類を連続装着 3秒 X 16パターン =48秒

ノズル交換（S→M) ： 2秒

SOP装着： . 5秒 X 16パターン = 24秒

ノズル交換（M→L) ： 2秒

QFP装着： . 5秒、 X 16パターン = 24秒

合計 100秒

(実施例 2)

次に、実施例 2として、改善版ステップリピート方式による実装動作を説明する。

この改善版ステップリピート方式による各電子部品の実装順序は、図 7に示すように従来のステップリピート方式と同様であり、図 7の中に矢印で示すように、チップ部品→SOP→QF Pの順序で行う。即ち、図 8に装着ステップをシーケンシャルに示すように、まず、第 1装着ヘッド 38 aにチップ部品 C 1、第 2装着ヘッド 38 bにチップ部品 C 5、第 3装着ヘッド 38 cにチップ部品 C 9を Sサイズの吸着ノズノレによりそれぞれ一括同時に又は個別に吸着し、移載ヘッド 28を移動して、チップ部品 C l、 C 5、 C 9をこの順序で各小基板上に装着する。その後、同様に各装着へッド 38 a， 38 b, 38 cにチップ部品 C 2、 C 6、 C I Oを吸着して、各小基板上に装着し、さらにチップ部品 C 3、 C 7、 C I 1を吸着及び装着し、チップ部品 C 4、 C 8、 C 12を吸着及び装着する。

次に、第 1装着へッド 38 aの吸着ノズ 4^34を Sサイズから Mサイズに交換して、第 1装着ヘッド 38 aの吸着ノズル 34に SOP 1を吸着し、第 1パターンの小基板上の部品装着位置に装着する。次いで、同様にして第 1装着へッド 38 aにより SOP 2を吸着して第 2パターンの小基板上に装着し、さらに、 SOP 3を吸着して第 3パターンの小基板上に装着する。

次いで、第 1装着へッド 38 aの吸着ノズノレ 34を Mサイズから Lサイズに交換して、 QFP 1〜3を同様にして各小基板上に順次装着する。ここで、上記改善版ステップリピート方式では、 3枚の小基板に対して電子部品の装着を行う際に、各部品に対してそれぞれ一回毎に吸着するステップリピート方式よりも部品の吸着回数を大幅に削減することができるため、高効率で電子部品を基板上に装着でき、実装時間を短縮化できる。

この改善版ステップリピート方式により、上記同様に図 6に示す縦 4 X横 4 枚の合計 1 6枚の小基板を有する多面取り基板に対して電子部品を装着する実装時間を試算すると、次のようになる。

部品 1種を 4パターン連続装着：

( 3秒 X 4パターン） X 4種類部品 = 4 8秒

ノズル交換（S→M) ： 2秒

S O P装着： 1 . 5秒 X 1 6パターン = 2 4秒

ノズル交換（M→L ) ： 2秒

Q F P装着： 1 . 5秒 X 1 6パターン = 2 4秒

合計 1 0 0秒

(実施例 3 )

次に、実施例 3として、返り打ち方式による実装動作を説明する。返り打ち方式とは、パターンリピートの改善版で、各パターンの吸着ノズルの使用順を、 1つ前のパターンの吸着ノズルの使用順の逆の順序にする方式である。

この返り打ち方式による各実装部品の実装順序を図 9を参照して説明する。各電子部品の実装順序としては、図 9の中に矢印で示すように、第 1パターンの小基板に対する電子部品の装着を行い、その装着ステップが終了した時点に使用していた吸引ノズルのまま、第 2パターンに対する装着ステツプを開始する。

即ち、図 1 0に装着ステップをシーケンシャルに示すように、まず、第 1装着ヘッド 3 8 aにチップ部品 C 1、第 2装着ヘッド 3 8 bにチップ部品 C 2、第 3装着へッド 3 8 cにチップ部品 C 3、第 4装着へッド 3 8 cにチップ部品 C 4を Sサイズの吸着ノズルによりそれぞれ吸着し、移載へッド 2 8を第 1パターンの小基板上の部品装着位置に移動して、チップ部品 C 1〜C 4をこの順序で基板上に装着する。その後、第 1装着ヘッド 38 aの吸着ノズル 34を S サイズから Mサイズに交換して、第 1装着へッド 38 aに SOP 1を吸着し、第 1パターンの小基板上の部品装着位置に装着する。次いで、同様に第 1装着ヘッド 38 aの吸着ノズル 34を Mサイズから Lサイズに交換して QF P 1を第 1パターンの小基板上の部品装着位置に装着する。

次に、第 2パターンの小基板に対する電子部品の装着を行うが、このとき、第 1パターンの小基板に対して最後に装着した Q F P 1用の吸着ノズノレ（ Lサィズ）を交換することなく、そのまま用いて、第 2パターンの小基板に QF P 2を先に装着する。 QFP 2の装着を終了すると、吸着ノズルを Lサイズから Mサイズに交換して SOP 2の装着を行い、さらに、吸着ノズルを Mサイズから Sサイズに交換してチップ部品 C 5 ~C 8を装着する。

次いで、第 3パターンの小基板に対しては、上記同様に Sサイズの吸着ノズルを交換することなく、そのまま用いて、第 3パターンの小基板にチップ部品 9〜 1 2を先に装着する。そして、 SOP 3， QFP 3の装着を行う。

このように装着することで、 1枚の小基板に対する装着ステップが終了したときに吸着ノズルを交換することがなくなり、吸着ノズルの交換回数を大きく削減することができる。以て、効率良く電子部品を基板上に装着することができ、実装時間を短縮できる。

この返り打ち方式により、上記同様に図 6に示す縦 4 X横 4枚の合計 16枚の小基板を有する多面取り基板に対して電子部品を装着する実装時間を試算すると、次のようになる。

チップ部品 4種類を連続装着： 3秒

ノズル交換 (S→ ) ： 2秒

SOP装着： 1. 5秒

ノズル交換（M—L) ： 2秒

QFP装着： 1. 5秒

小計 10秒

10秒 X I 6ノ、⁰ターン = 1 60秒ヽ合計 1 6 0秒

(比較例 1 )

比較のために、ステップリピート方式とパターンリピート方式による実装時間を以下に記す。

まず、ステップリピート方式による実装時間は次にようになる。

部品 1種当たり： 1 . 5秒 X 1 6パターン X 6種類部品 = 1 4 8秒

ノズル交換（S→M) ： 2秒

ノズル交換 (M→L ) ： 2秒

合計 1 5 2秒

(比較例 2 )

また、パターンリピート方式による実装時間は次のようになる。

チップ部品 4種類を連続装着 3秒

ノズル交換（S→M) ： 2秒

S O P装着： 1 5秒

ノズル交換（M→L ) ： 2秒

Q F P装着： 1 5秒

ノズル交換（L→S ) ： 2秒

小計 1 2秒

( 1 2秒 X 1 6パターン） (最後のノズル交換： 2秒） = 1 9 0秒

合計 1 9 0秒以上説明した各実装方式による実装時間を表 1に纏めて示した。表 1に示すように、タスクリピート方式、改善版ステップリピート方式、返り打ち方式は、ステップリピート方式と比較して部品吸着回数を大幅に低減でき、パターンリピート方式と比較してノズル交換回数を大幅に低減できる。そして、特にタスクリピート方式や改善版ステップリピート方式においては、実装時間を格段に短縮でき、設備のスループットの向上が図れる。

なお、表 1に示す実装時間は上記条件に対して試算した一例であり、他の異なる条件下で電子部品を実装する場合に、各実施例の実装時間は比較例の実装時間と比較してより顕著に実装時間短縮効果が得られることがある _t 表 1

(第 2実施形態）

次に、本発明の第 2実施形態に係る電子部品実装装置を説明する。

図 1 1 Aは、第 2実施形態の移載へッド 2 9の構成を示す概略構成図である、第 2実施形態の移載へッド 2 9は、部品保持装置の一例としての 4個の装着へッド 3 9、すなわち、 3 9 a， 3 9 b, 3 9 c， 3 9 dがボールネジ機構すなわちボールネジ 50とモータ 54とクラッチ 5 6 a , 56 b, 56 c, 56 d とを備える装着へッド移動機構 900 (部品保持装置移動機構の一例）によりそれぞれ一方向沿いに進退可能に構成されている。他の構成は前述の第 1実施形態と同様である。

この装着へッド 3 9は、制御部 5 2からの指令によりモータ 54及び各装着ヘッド毎に設けられたクラッチ 56 a， 5 6 b, 56 c, 5 6 dをオンオフ制御することで所望の位置に移動させることができ、各装着へッドの間隔 Lい L₂、 L₃をそれぞれ独立して制御して、所望の間隔に設定することができる。図 1 1 Bにクラッチ 56 a〜56 dの詳細を示す。クラッチ 5 6 a〜56 dはいずれも同一構造であるため、クラッチ 5 6として図示している。クラッチ 5 6はボールネジ 50を両側からはさむように 2分された構造になっており、互いに平行な 4本のガイド 1 04に沿って、ボールネジ 50を両側から挟み付けてクラッチ 56がボールネジ 50に嚙み合う係合位置と、クラッチ 5 6がそれぞれボールネジ 5 0から離れて係合解除される係合解除位置との間で矢印 1 0 6の両方向に移動可能である。エア供給源に連結されたエアバルブ 1 0 1の制御部 5 2の制御によるオンオフ操作により、エアー管 1 0 2を通してエアがシリンダ 1 0 3に供給され、シリンダ 1◦ 3の作動により、クラッチ 5 6がボールネジ 5 0にかみ合う係合位置、または、かみ合いを解除する係合解除位置に位置させられる。クラッチ 5 6がボールネジ 5 0にかみ合っているときは、モ —タ 5 4の正逆回転によるボールネジ 5 0の正逆回転により、クラッチ 5 6はボールネジ 5 0の軸心方向に進退移動する。

また、装着へッド 3 9 a〜3 9 dの間隔すなわち配置間隔を変更させる部品保持装置移動機構の他の例である装着へッド移動機構 9 0 1として、図 1 2に示すものでも構わない。図 1 2に示す構成では、ボールネジ 5 0 aは回転不可に固定されたものであり、 1 0 5 a， 1 0 5 b， 1 0 5 c， 1 0 5 dはそれ自身がボールネジ 5 0 aとかみ合い、ボールネジ 5 0 aのまわりを回転する中空モータである。制御部 5 2の制御により、各中空モータ 1 0 5 a〜1 0 5 dがそれぞれ個別に独立して作動することにより、装着ヘッド 3 9 a〜3 9 dが個別に独立してボールネジ 5 0 a沿いに進退移動して、装着へッド 3 9 a〜3 9 dの間隔を調整することができる。

このように、各装着ヘッドの間隔を可変とする構成にすることで、次のような効果を奏することができる。

まず第 1に、図 1 3 Aに示すように、電子部品を供給するパーツフィーダ 3

◦の部品配列の配列間隔が IV^、 M ₂、 M₃であった場合に、装着ヘッドの間隔 Lい L ₂、 L ₃をパーツフィーダ 3 0の配列間隔 Mい M ₂、 M₃に一致させることができる。これにより、吸着ノズル 3 4により電子部品 6 0を吸着する際に、全装着へッドの吸着ノズル 3 4に対して同時に一括して電子部品が吸着できるようになる。より詳細に述べれば、図 2に示すように、全装着ヘッドのァクチユエータ 4 0を同時的に駆動して全ての吸着ノズル 3 4を同時に一括して下降させることにより、 4本の吸着ノズル 3 4で 4個の電子部品を同時に一括して吸着保持することができる。また、全装着ヘッドのァクチユエータ 4 0を同時的に駆動せずとも 1つずつ順番に駆動して全ての吸着ノズル 34を連続的に次々に下降させることにより、 XY平面内で装着へッドを移動させることなく 4本の吸着ノズノレ 34で 4個の電子部品を連続的に吸着保持することができる。

また、図 1 3 Bに示すように、装着しょうとする電子部品のパーツフィーダ

30が隣接しておらず、部品吸着対象とならないパーツフィーダ 30を越えて、間隔 M ₃だけ離れてレ、るパ一ッフィーダ 30からも部品吸着する場合であつても、間隔 M₃に一致するように装着へッド 39 aと装着へッド 39 bとの間隔 (図では L₃) を適宜変更することで、離れたパーツフィーダ 30からでも同時に電子部品を吸着できる。

このため、各吸着ノズノレ 34毎に順次部品吸着する構成と比較して、各吸着ノズル 34への部品吸着を、各装着へッドが同時に一回上下動作することで完了でき、部品吸着時間を大幅に短縮することができる。

また、第 2に、図 14に示すように、吸着ノズルに保持された電子部品を回路基板上に装着する際に、装着ヘッドの間隔しい L₂、 L₃を、装着しようとする電子部品の部品配列間隔 N₂、 N₃にそれぞれ合わせることにより、即ち、 I^=Nい L₂ = N₂、 L₃ = N₃とすることにより、回路基板上への電子部品 60の装着を、各装着へッドが同時に一回上下動作することで完了できる。より詳細に述べれば、図 2に示すように、全装着ヘッドのァクチユエータ 40を同時的に駆動して全ての吸着ノズル 34を同時に一括して下降させることにより、 4本の吸着ノズル 34で 4個の電子部品を同時に一括して回路基板 12に部品装着することができる。また、全装着ヘッドのァクチユエータ 40 を同時的に駆動せずとも 1つずつ順番に駆動して全ての吸着ノズル 34を連続的に次々に下降させることにより、 XY平面内で装着へッドを移動させることなく 4本の吸着ノズノレ 34で 4個の電子部品を連続的に回路基板 1 2に部品装着することができる。

これにより、部品装着時間を大幅に短縮することができる。ここで、図 14 Aは吸着ノズルの間隔及び電子部品の間隔が等しい（Li = L。 Lg Ni N ₂ = N₃) 場合であり、図 14 Bは部品間隔の異なる場合を示している。

ここで、図 13 Aに示す状態で電子部品を装着へッドに吸着保持して図 14 Aに示すように基板上に装着することで、最も効率良く電子部品の実装が行えるが、例えば図 1 3 Aの状態で電子部品を吸着して、移載へッド 29の移動中に図 14 Bに示す装着ヘッド位置に移動させ、部品装着を行うと実装タクト向上につながる。

図 1 3 Aのような部品供給位置における装着へッド間の間隔、および図 14 のような部品装着位置における装着へッド間の間隔は、あらかじめ図 21の記憶部 1 001に記憶された図 1 5に示す NCプログラムにて部品供給位置の X， Y座標、装着位置の X, Y座標を指示し、この X， Y座標を制御部 52の制御により読み出して図 2 1の演算部 1002で演算することにより設定される。 NCプログラムは、部品実装装置が部品を実装する各動作をシーケンシャルに指令するためのプログラムである。例えば、ステップ No. ：!〜 4において、記憶部 1001から読み出された部品供給位置の X座標が、装着へッド 39 d は装着ヘッド 39 cは k₂，装着ヘッド 39 bは k₃，装着ヘッド 39 a は k₄であるとき、演算部 1002により、各装着ヘッドが指定された部品供給位置に合致するように装着ヘッド間の間隔 L , L₂， L₃が求められる。この場合、演算部 1002では、 1^ = 1^—1^, L₂=k₃— k₂， L₃=k₄_ k₃の演算を行うことにより、装着ヘッド間の間隔 L₂， L₃を求める。また、図 15のステップ N o. ；!〜 4において、記憶部 1001から読み出された部品装着位置の X座標が、装着へッド 39 dは X„, 装着へッド 39 c は X₁₂，装着ヘッド 39 bは X】 ₃，装着ヘッド 39 aは X₁₄であるとき、演算部 1002により、各装着へッドが指定された部品装着位置に合致するように装着ヘッド間の間隔しい L₂， L₃が求められる。この場合、演算部 100 2では、 L_{1 =} X₁₂— Χ_11; L₂ = X₁₃— X₁₂, L ₃ = X ₄— X ₃の演算を行うことにより、装着ヘッド間の間隔しい L₂, L₃を求める。

ここで、部品供給位置における装着ヘッド間の間隔の切替えは、部品供給位置において行っても良いが、 1つ前の部品装着後の移載へッド 29の移動中に行う方が、実装タクト向上ができる。なお、上記例では、部品供給位置の X , Y座標、装着位置の X， Y座標に基き、演算部 1 0 0 2で演算して部品吸着及び部品装着動作時の装着へッド間の間隔を求めるようにしているが、記憶部 1 0 0 1に予めパーツフィーダ 3 0の間隔又は装着位置の間隔又はそれらの両方を記憶しておき、単にそれらの間隔を読み出すだけで演算処理することなく、装着へッドの調整動作が行えるようにしてもよい。要するに、記憶部 1 0 0 1 に、予めパーツフィーダ 3 0又は装着位置の配列情報、具体的には、間隔又は位置情報が記憶されておればょレ、。

また、部品供給位置における装着ヘッド間の間隔の切替えは、パーツフィーダ 3 0にあるマーク等の部品配列位置情報を、移載へッド 2 8又は 2 9に備えたカメラまたはセンサ等の認識装置 9 0 5 (部品配列位置情報認識装置の一例）で認、識して、演算部 1 0 0 2で演算処理することによりパーツフィーダ 3 0の間隔を得て、得られたパーツフィーダ 3 0の間隔に合致するように装着へッド間の間隔を調整するものでも構わない。

また、同様に、図 1 3 Bに示す状態で電子部品を吸着保持して、図 1 4 A、図 1 4 Bに示す装着へッド位置に移動させて部品装着を行うようにしてもよレ、。上記いずれの場合であっても、各装着へッドが同時に一回上下動作することで、全装着ヘッドに対する部品吸着又は部品装着を完了でき、部品実装時間を大幅に短縮することができる。

なお、装着へッドの間隔を調整するために装着へッドを移動させる装着へッド移動機構としては、ボールネジ機構の他、移動速度及び精度が保つことができる装置であれば如何なる装置であってもよい。また、第 1及び第 2実施形態の移載ヘッドは、 4連の装着ヘッドを構成しているが、本発明はこれに限定されることなく、任意の数の装着へッドを備えた構成であってもよい。

第 1及び第 2実施形態においては、パーツフィーダ 3 0の配列間隔、回路基板上の電子部品装着位置の間隔に各装着へッドの配列間隔を一致させるように調整する構成を示したが、これに限らず、例えば、各装着ヘッドの配列間隔を基準として、パーツフィーダ 3 0の配列間隔をパーツフィーダ移動機構（部品供給部移動機構の一例）で調整したり、回路基板上の電子部品装着位置の間隔を設計変更する構成としてもよい。こうすることで、移載ヘッド側の装着へッド移動機構が不要となり、移載ヘッドを軽量化できるため、移動速度が向上でき、より高速な実装が可能となる。

ここで、パーツフィーダ 3 0の配列間隔を変更するパーツフィーダ移動機構

1 2 0 (部品供給部移動機構の一例）として図 1 6に具体例を示す。パーツフィーダ移動機構 1 2 0はパーツフィーダ 3 0をそれぞれ載置する載置台 1 1 1 a , 1 1 1 b , 1 1 1 c , 1 1 1 d力回転不可に固定されたボールネジ 1 1 0に沿って、進退移動可能になっている。載置台 1 1 1 a〜l 1 1 dの内部にはボールネジ 1 1 0のまわりを回転する中空モータ 1 1 5 a〜 1 1 5 dがそれぞれ備えられており、制御部 5 2からの制御により、各中空モータ 1 1 5 a〜 1 1 5 dがそれぞれ個別に独立して作動することにより、載置台 1 1 1 a〜l 1 1 dが個別に独立してボールネジ 1 1 0沿いに進退移動して、隣接する装着ヘッド間の間隔に合致するようにパーツフィーダ 3 0の配列間隔 M _{1 ;} M₂， M ₃を変更することができる。

また、部品の高さに合致するように、各装着ヘッドの高さを上下調整できるものであれば、各装着へッドの下降量を部品高さに応じて最適な位置に調整しつつ部品を吸着または装着することができる。

本発明の部品実装方法及び部品実装装置によれば、多面取り基板に部品を装着する際に、

( 1 ) 同じ吸着ノズルによって保持可能な部品を上記基板に全て装着する装着ステツプを全ての小基板に適用した後に吸着ノズルを交換することにより、吸着ノズルの交換回数を最小限に抑えることができ、

( 2 ) 同種類の部品を各吸着ノズルにそれぞれ保持させて、各小基板に連続的に装着する装着ステップを全ての小基板に適用した後に次の装着ステップに移ることにより、 1部品毎に吸着 ·装着を繰り返す動作から、多部品を一度に吸着しておいて装着する動作にでき、

( 3 ) 一つの小基板に対して部品の装着を完了させた後、次の小基板に対する部品の装着を行うときに、装着の完了した小基板に対して最後に用いた吸着ノズルを、そのまま次の小基板に対して用いることにより、吸着ノズノレの交換回数を低減することができる。

これら（1 ) 〜（3 ) の方式により実装動作を無駄の無いように効率良く行うことができ、部品の実装時間の短縮化を図れ、設備のスループットの向上が図れる。

また、部品供給部の部品配列間隔又は基板上の部品装着位置の間隔と、移載へッドの部品保持装置の配列間隔とを一致させることにより、部品を部品供給部から取り出す際に各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品を部品保持装置に保持できるようになる。また、部品保持装置に保持された部品を回路基板に装着する際に、各部品保持装置を同時に一回上下動作させることで、部品が回路基板上の所望の位置に装着できるようになる。これにより、部品の実装時間を大幅に短縮することができる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとつては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims

請求の範囲

1. 部品を保持する脱着自在な吸着ノズル（34) を複数備えた部品保持装置（3 8 a， 38 b， 3 8 c， 38 d， 3 9) により上記部品を複数個の小基板からなる多面取り基板（1 2) 上の部品装着位置に順次装着する部品実装方法において、

上記基板に上記部品を装着する際に、上記複数の吸着ノズルのうちの少なくとも 1つの吸着ノズルにおいては同じ吸着ノズルによって保持可能な部品を上記基板に全て装着する装着ステップを全ての小基板に適用し、該装着ステップが完了した後に上記吸着ノズルを別の吸着ノズルに交換して次の装着ステップに移ることで、各小基板に対する部品の実装を行う部品実装方法。

2. 部品を保持する脱着自在な吸着ノズル（34) を複数備えた部品保持装置（3 8 a , 3 8 b， 38 c， 38 d, 3 9) により上記部品を複数個の小基板からなる多面取り基板（1 2) 上の部品装着位置に順次装着する部品実装方法において、

上記基板に部品を装着する際に、同種類の部品を上記各吸着ノズルにそれぞれ保持させて、該保持させた複数の部品を各小基板それぞれに連続的に装着する装着ステップを全ての小基板に適用し、該装着ステップが完了した後に次の装着ステップに移ることで、各小基板に対する部品の実装を行う部品実装方法。

3. 部品を保持する脱着自在な吸着ノズル（34) を複数備えた部品保持装置（3 8 a， 3 8 b， 3 8 c， 38 d, 3 9) により上記上記部品を複数個の小基板からなる多面取り基板（1 2) 上の部品装着位置に順次装着する部品実装方法において、

上記基板に部品を装着する際に、一つの小基板に対して部品の装着を完了させた後、次の小基板に対する部品の装着を行うときに、装着の完了した小基板に対して最後に用いた吸着ノズルを、そのまま次の小基板に対して用いることで、各小基板に対する部品の実装を行う部品実装方法。

4. 請求項 1〜請求項 3のいずれか 1つに記載の部品実装方法を用いて多面取り基板に部品を装着する部品実装装置。

5. 複数の部品が配列された部品供給部（30， 3 2) から部品を保持する部品保持装置（38 a， 38 b， 38 c， 38 d, 3 9) が複数個搭載された移載ヘッド（28, 2 9) を移動させ、上記部品供給部から上記部品を上記部品保持装置により保持させて、回路基板（1 2) の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させ、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に装着する部品実装方法において、

上記移載へッドの上記部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の部品配列間隔、上記基板上の部品装着位置の間隔の少なくとも一方に一致している部品実装方法。

6. 部品を実装する基板（1 2) 上方に、部品を保持して該基板に装着する移載ヘッド（28, 2 9) を横方向に移動自在に支持する移載ヘッド移動装置（22， 24， 26) と、

上記移載へッドに並設され、部品を保持する複数の部品保持装置（3 8 a，

38 b, 38 c， 38 d, 3 9) と、

複数の部品が収容されて上記部品保持装置に上記部品を供給する複数の並設された部品供給部（30) と、

上記移載ヘッドに配置され、かつ、上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整する部品保持装置移動機構（900， 90 1) とを備える部品実装装置。

7. 部品を実装する基板（1 2) 上方に、部品を保持して該基板に装着する移載ヘッド（28， 2 9) を横方向に移動自在に支持する移載ヘッド移動装置（22， 24, 26) と、

上記移載ヘッドに並設され、部品を保持する複数の部品保持装置（38 a， 38 b， 38 c , 3 8 d, 3 9) と、

複数の部品が収容されて上記部品保持装置に上記部品を供給する複数の並設されて配列された部品供給部（30) とを備えるとともに、、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の配列間隔に一致している部品実装装置。

8. 部品を実装する基板（1 2) 上方に、部品を保持して該基板に装着する移載ヘッド（28， 29) を横方向に移動自在に支持する移載ヘッド移動装置（2 2， 24， 26) と、

上記移載ヘッドに並設され、部品を保持する複数の部品保持装置（3 8 a， 38 b, 3 8 c， 38 d， 3 9) と、

複数の部品が収容されて上記部品保持装置に上記部品を供給する複数の並設された部品供給部（30) とを備えるとともに、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、各部品保持装置に保持された上記部品の上記基板上での部品装着位置の間隔に一致している部品

9. 上記部品保持装置移動機構（900， 90 1) は、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の部品配列間隔に一致するように上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整する請求項 6に記載の部

1 0. 上記部品保持装置移動機構（900， 90 1) は、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置の配列間隔が、上記部品供給部の配列間隔に一致するように上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整する請求項 6に記載の部品

1 1. 部品を保持する部品保持装置（3 8 a， 3 8 b, 3 8 c， 3 8 d, 3 9) が複数個搭載された移載ヘッド（28， 29) を移動させ、複数の部品が配列された部品供給部（30) から部品を上記部品保持装置により保持させたのち、回路基板（1 2) の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させて、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に実装する部品実装方法において、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記一方の動作を行う部品実装方法。

1 2 . 上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔である請求項 1 1に記載の部品実装方法。

1 3 . 上記一方の動作が上記複数の部品装着動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記基板上の上記部品装着位置の配列位置間隔である請求項 1 1に記載の部品実装方法。

1 4 . 上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整する前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列位置情報を得るとともに、上記得られた上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列位置情報に基き、上記移載へッドでの上記隣接する部品保持装置間の間隔を求めたのち、

上記求められた上記移載へッドでの上記隣接する部品保持装置間の間隔になるように上記部品保持装置を移動させて上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整するようにした請求項 1 1〜 1 3のいずれか 1つに記載の部品実装方法。

1 5 . 上記移載へッドの上記部品保持装置の配列間隔の調整は上記移載へッドの移動中に行うようにした請求項 1 1〜 1 4のいずれか 1つに記載の部品実装方法。

1 6 . 上記複数の部品の配列位置情報を得るとき、予め記憶装置に記憶された上記複数の部品の配列位置情報を読み出すことにより行うようにした請求項 1 4に記載の部品実装方法。

1 7 . 上記複数の部品の配列位置情報を得るとき、上記移載へッドの部品配列位置情報認識装置（9 0 5 ) により認識された上記複数の部品の配列位置情報を得るようにした請求項 1 4に記載の部品実装方法。

1 8 . 部品を保持する部品保持装置（3 8 a， 3 8 b， 3 8 c， 3 8 d , 3 9 ) が複数個搭載された移載ヘッド（2 8， 2 9 ) を移動させ、複数の部品が配列された部品供給部（3 0 ) から部品を上記部品保持装置により保持させたのち、回路基板（1 2 ) の部品装着位置上で上記部品保持装置を下降させて、上記部品保持装置に保持された上記部品を上記回路基板上に実装する部品実装装置において、

上記移載ヘッドに備えられ、かつ、上記複数の部品保持装置の配列間隔を調整すべく上記部品保持装置を移動させる部品保持装置移動機構（9 0 0， 9 0 1 ) と、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作及び上記複数の部品装着動作のうちの一方の動作を行う前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔が一致するように、上記部品保持装置移動機構（9 0 0， 9 0 1 ) を駆動して上記部品保持装置を移動させて、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記一方の動作を行うように制御する制御部（5 2 ) と、

を備える部品実装装置。

1 9 . 上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔である請求項 1 8に記載の部品実装装置。

2 0 . 上記一方の動作が上記複数の部品装着動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記基板上の上記部品装着位置の配列位置間隔である請求項 1 8に記載の部品実装装置。

2 1 . 上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整する前に、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列位置情報に基き、上記複数の部品の配列間隔を求める演算部（1 0 0 2 ) をさらに備え、

上記制御部（5 2 ) は、上記演算部（1 0 0 2 ) で求められた上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔が一致するように、上記部品保持装置移動機構（9 0 0， 9 0 1 ) を駆動して上記部品保持装置を移動させて、上記隣接する部品保持装置間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記一方の動作を行うように制御する請求項 1 8〜 2 0のいずれか 1つに記載の部品実装装置。

2 2 . 上記制御部は、上記移載ヘッドの移動中に上記部品保持装置移動機構（9 0 0， 9 0 1 ) を駆動して上記移載へッドの上記部品保持装置の配列間隔の調整を行うようにした請求項 1 8〜 2 1のいずれか 1つに記載の部品実装

2 3 . 上記配列位置情報を予め記憶する記憶装置（1 1 0 1 ) をさらに備えて、

上記演算部は、上記記憶装置から読み出された上記複数の部品の配列位置情報に基き上記複数の部品の配列間隔を求めるようにした請求項 2 1に記載の部

2 4 . 上記移載へッドに配置されかつ上記部品配列位置情報を認識する部品配列位置情報認識装置（9 0 5 ) をさらに備えて、

上記演算部（1 0 0 2 ) は、上記部品配列位置情報認識装置により認識された上記基板上の上記部品装着位置の部品配列位置情報に基き、上記移載へッドでの上記隣接する部品保持装置間の間隔を求めるようにした請求項 2 1に記載の部品実装装置。

2 5 . 上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔であって、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔に、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔が一致するように上記部品保持装置を移動させる代わりに、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔に、上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記複数の部品供給部を移動させたのち、

上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品供給部での上記上記複数の部品保持動作を行うようにした請求項 1 2に記載の部品実装方法。

2 6 . 上記一方の動作が上記複数の部品保持動作であり、上記一方の動作の対象となる上記複数の部品の配列間隔は、上記部品供給部の部品配列の配列位置間隔であって、

上記部品保持装置移動機構に代えて、上記移載へッドで上記隣接する部品保持装置間の間隔に、上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記複数の部品供給部を移動させる部品供給部移動機構（1 2 0 ) を更に備えて、上記制御部（5 2 ) は、上記移載ヘッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行う前に、上記移載へッドの上記隣接する部品保持装置間の間隔に上記複数の部品供給部の配列間隔が一致するように上記部品供給部移動機構 ( 1 2 0 ) を駆動して上記部品供給部を移動させて、上記隣接する部品供給部間の間隔を調整したのち、上記移載へッドの上記複数の部品保持装置による上記複数の部品保持動作を行うように制御する請求項 1 9に記載の部