JP2510695B2 - Method and device for inserting multi-pin component - Google Patents
Method and device for inserting multi-pin componentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多数の接続端子を有するピングリッドアレ
イ型の電子部品をプリント基板に挿入する方法および装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for inserting a pin grid array type electronic component having a large number of connection terminals into a printed circuit board.
(従来の技術) 電子部品の実装の分野では、高密度化を画る上で有利
なため、部品の基板接続用端子の数が増大する傾向があ
る。特にピングリッドアレイ型と言われる電子部品は第
36図に示すように、裏面に数百本から数千本の端子ピン
2を有し、これら端子ピンを基板に設けたスルーホール
に一括して挿入、はんだ付けする構造となつている。端
子ピン2は一定のピッチで規則的に設けられて格子状の
配置となり、挿入される基板側のスルーホールもピンに
対応して同様の配置となつている。(Prior Art) In the field of mounting electronic components, the number of terminals for board connection of components tends to increase because it is advantageous for achieving high density. Especially, electronic parts called pin grid array type are
As shown in FIG. 36, there are several hundreds to several thousands of terminal pins 2 on the back surface, and these terminal pins are collectively inserted and soldered into through holes provided in the board. The terminal pins 2 are regularly arranged at a constant pitch and are arranged in a lattice, and the through holes on the board side to be inserted are also arranged in a similar manner corresponding to the pins.
従来、電子部品をプリント基板に挿入する装置として
はDIP形のIC部品を対象としたものが多く開発され、一
般に用いられている。その一例として特開昭57-18390号
公報が掲げられる。この特徴を以下に列挙する。Conventionally, as a device for inserting an electronic component into a printed circuit board, a device for a DIP type IC component has been developed and generally used. As one example thereof, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-18390 can be cited. The features are listed below.
(1) プリント基板に電子部品を挿入する以前にピン
の矯正とカットを行い挿入成功率を向上させる。(1) Before inserting the electronic component into the printed circuit board, the pin is corrected and cut to improve the insertion success rate.
(2) 実際に挿入されるプリント基板のスルーホール
位置を検出する手段を使つて、挿入位置の入力方法を簡
便にすると共に、挿入時にも基板のずれに対応して位置
出しを高精度で行うことにより挿入成功率を向上させ
る。(2) The method of detecting the through-hole position of the actually inserted printed circuit board is used to simplify the method of inputting the insertion position, and the positioning is performed with high accuracy in correspondence with the displacement of the board during insertion. This improves the insertion success rate.
(3) プリント基板をテーブルの正確な位置に確実に
保持し、挿入中のずれをなくす。(3) Make sure that the printed circuit board is held at the correct position on the table to eliminate any misalignment during insertion.
(4) 電子部品を供給するカセットを多数セットする
ことが出来、カセット交換の頻度を減らすと共に全体を
小形にして操作し易くする。(4) A large number of cassettes for supplying electronic components can be set, which reduces the frequency of cassette replacement and reduces the size of the entire cassette to facilitate operation.
本従来例は複数の種類の電子部品を供給してその中か
ら挿入すべき電子部品を選択し、基板の適正な位置に高
速で挿入していくために適したものである。すなわちそ
の目的は多種類の部品を大量に供給する時の操作性と、
一定の時間に多数の電子部品を挿入する高速性を満足し
ながら高い成功率で挿入を行うことである。This conventional example is suitable for supplying a plurality of types of electronic components, selecting an electronic component to be inserted from among them, and inserting the electronic component at an appropriate position on the substrate at high speed. That is, the purpose is operability when supplying a large number of various types of parts,
It is to insert with a high success rate while satisfying the high speed of inserting a large number of electronic components in a fixed time.
(発明が解決しようとする課題) 本発明が適用対象とする端子ピンの数が非常に多いPG
A部品(以下多ピン部品と称す)は従来形のDIP部品と比
較して、ピン数が多いだけでなくその挿入工程上の性格
も大きく異るのであり、その相違点をまとめると以下の
ようになる。(Problems to be Solved by the Invention) A PG having a large number of terminal pins to which the present invention is applied.
Compared to conventional DIP parts, A part (hereinafter referred to as multi-pin part) has not only a large number of pins but also a large difference in the nature of the insertion process. The differences are summarized below. become.
(1) 端子ピンと穴の数が多いため全てのピンと穴の
組が挿入可能となる条件が厳しく高精度な位置合わせが
必要である。(1) Due to the large number of terminal pins and holes, the conditions under which all pin and hole combinations can be inserted are strict, and highly accurate alignment is required.
(2) 部品挿入の高速性はさほど求められないかわ
り、一個一個の部品が非常に高額であるため挿入失敗に
よる端子ピンの破損等の発生は許されない。(2) The high-speed insertion of parts is not required so much, and since each part is very expensive, damage to the terminal pins due to failure in insertion cannot be tolerated.
(3) 端子ピン等接続構造が微細でしかも平面上に高
密度に配されているため、端子ピンに対して矯正や位置
測定などの操作を行うには繊細な技術が必良である。(3) Since the connection structure of the terminal pins and the like is minute and is arranged at a high density on the plane, delicate technology is necessary to perform operations such as correction and position measurement on the terminal pins.
このように多ピン部品の挿入は、ピン数の多さのため
に困難であるにも拘らず挿入の確実さを強く求められ
る。そこで高い成功率でこれら多ピン部品の挿入を行う
ために、本発明は次の利点を有する挿入方法および装置
を提供するものである。As described above, it is difficult to insert a multi-pin component due to the large number of pins, but there is a strong demand for reliable insertion. In order to insert these multi-pin parts with a high success rate, the present invention provides an insertion method and device having the following advantages.
1.電子部品の端子ピン先端位置を高精度に矯正する。従
来のDIP形IC部品は端子ピンが二列であるのに対し、多
ピン部品の場合端子ピンの列が連続して多数あるためDI
P形ICの端子矯正方法は空間的に制約が生じ適用できな
い。また矯正後のピン先端位置も更に高い精度が求めら
れ、高精度に矯正する方法が必要である。1. Correct the terminal pin tip position of electronic parts with high accuracy. The conventional DIP type IC component has two rows of terminal pins, whereas the multi-pin component has many consecutive rows of terminal pins, so DI
The P-type IC terminal correction method cannot be applied because of spatial restrictions. Further, the pin tip position after straightening is required to have higher precision, and a method of straightening with high precision is required.
2.全端子ピンの位置測定を行い、後に行う位置合わせに
際し全てのピンと穴に最適な位置算出のためのピン位置
情報とすると共に、矯正結果の確認として端子ピンの中
に許容範囲以上の曲がり残つているかどうかを検出す
る。もしも許容範囲以上の曲がりがある端子ピンが存在
する時は、上記1の矯正を再び行う。従来のDIP形IC部
品に対しては端子ピンの位置測定は全く行わずにチヤッ
クした部品外形に対し所定の位置に挿入中心があるとし
て挿入を行う方法や代表ピンに対して測定を行う方法等
があつた。しかし多ピン部品の場合は高い位置合わせ精
度が必要なため端子ピンの位置測定は不可欠であり、ま
た測定を行う場合でも従来方法では多くの場合空間的な
制約から平面的に連続して設けられた多ピン部品の端子
ピンを測定することはできない。2.Measure the position of all terminal pins, and use the pin position information to calculate the optimum position for all pins and holes in the later alignment, and bend the terminal pins beyond the allowable range to confirm the correction result. Detects whether or not it remains. If there is a terminal pin having a bend exceeding the allowable range, the correction of the above 1 is performed again. For conventional DIP type IC parts, the position of the terminal pin is not measured at all, and the method is to insert it assuming that the insertion center is at the specified position with respect to the external shape of the checked part, or to measure the representative pin. I got it. However, in the case of multi-pin parts, high positioning accuracy is required, so the position measurement of the terminal pins is indispensable, and even in the case of the conventional method, in many cases the conventional method is to provide them continuously in a plane because of spatial restrictions. It is not possible to measure the terminal pins of multi-pin parts.
3.穴位置の測定を行い、全ての端子ピンと穴に最適な位
置合わせ補正量を算出し、これに基づいて位置合わせを
行う。電子部品の外形や代表ピンをもとに挿入中心を割
り出す一般的な方法では個々のピンと穴の微妙な位置関
係を考慮できず、特に回転方向のずれに影響され易い。
また基板の穴位置も製作時の誤差等によつて必らずしも
設計時の位置にあるとは限らない。そこでピンと穴両方
の位置測定を行い、かつ全てのピンと穴に最適な位置合
わせ補正を行う。3. Measure the hole position, calculate the optimum alignment correction amount for all terminal pins and holes, and perform the alignment based on this. A general method of determining the insertion center based on the outer shape of the electronic component or the representative pin cannot consider the delicate positional relationship between the individual pin and the hole, and is particularly susceptible to the deviation in the rotation direction.
Further, the hole position of the board is not always in the designed position due to an error in manufacturing. Therefore, the positions of both pins and holes are measured, and the optimum alignment correction is performed for all pins and holes.
4.位置合わせを終了し電子部品を基板に挿入する際に、
尚挿入不可能な端子ピンが残つている場合そのまま挿入
を行えばそのピンは破損し大きな障害が生じる。そこで
挿入過程においてオンラインで挿入異常の検出を行い、
異常が検出された時は挿入を中止し再び上記1の矯正か
らの動作をやり直せば、ピンの破損を防ぐことができ
る。この目的のために挿入不可能なピンが基板に接した
時に生じる挿入方向の反力を検出する方法が知られてい
る。しかし多ピン部品では端子ピンの数が多いため、大
多数の挿入可能なピンが基板の穴壁面と接触することに
よる摩擦の合計された力が大きくなる。従つて1本の挿
入不可能な端子ピンが基板から受ける反力と判別するこ
とができない。4.When you finish the alignment and insert the electronic parts into the board,
In addition, if there is a terminal pin that cannot be inserted, if it is inserted as it is, the pin will be damaged and a big trouble will occur. Therefore, in the insertion process, the insertion abnormality is detected online,
When an abnormality is detected, the insertion can be stopped and the operation from the correction of the above 1 can be redone to prevent damage to the pin. For this purpose, a method is known in which a reaction force in the insertion direction generated when a non-insertable pin contacts the substrate is known. However, in a multi-pin component, since the number of terminal pins is large, the total frictional force due to the contact of the majority of insertable pins with the hole wall surface of the substrate increases. Therefore, it cannot be distinguished from the reaction force received from the substrate by one non-insertable terminal pin.
5.挿入完了した後でも何らかの原因で基板の穴内に端子
ピンが入つていない場合、そのまま製作を進めても製品
が機能しないばかりかその復元に多大な労力を要するこ
とになる。そこで部品挿入後に基板裏面から全スルーホ
ール内に端子ピンが挿入されていることを確認する必要
がある。この挿入後検査を従来形電子部品に対して行う
手法は多種提供されている。しかしやはりDIP形電子部
品を検査対象としたものがほとんどであり、端子ピンが
高密度に多数配された多ピン部品に適用するのは困難で
ある。5. If the terminal pins are not inserted in the holes of the board for some reason even after the insertion is completed, not only will the product not function even if manufacturing proceeds, but it will also take a great deal of effort to restore it. Therefore, it is necessary to confirm that the terminal pins are inserted into all the through holes from the back surface of the board after the parts are inserted. Various methods are provided for performing this post-insertion inspection on conventional electronic components. However, most of the DIP type electronic parts are inspected, and it is difficult to apply them to multi-pin parts in which a large number of terminal pins are arranged at high density.
(課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために以下の手段を用い
る。(Means for Solving the Problems) The present invention uses the following means in order to achieve the above object.
帯状の薄い板を電子部品の端子ピンと等しい間隔で多
列平行に植えつけた矯正ツールを用いてこの薄い板を端
子ピンのかく列に押しあてて列と直角な方向に変形を与
え、しかる後に矯正部全体を90°回転して前と直角な方
向に変形を与える矯正方法において、まず端子の各列を
精度良く矯正するために最小限必要な一定の矯正量Tだ
け中心を境にして一方向に変形させ、次に反対方向にT
だけ変形させ、最後に各端子のスプリングバック量を見
越した量Sだけ変形させて端子を所定の位置に揃える三
段階の矯正動作を行う。Using a straightening tool in which strip-shaped thin plates were planted in parallel in multiple rows at the same intervals as the terminal pins of electronic parts, press this thin plate against the row of terminal pins to deform it in the direction perpendicular to the rows, and then In a straightening method in which the entire straightening portion is rotated by 90 ° to deform in a direction perpendicular to the front, first, a constant straightening amount T, which is the minimum required to accurately straighten each row of terminals, is set at the center as a boundary. In the opposite direction, then T in the opposite direction
Then, the terminal is deformed by an amount S in anticipation of the springback amount of each terminal, and a three-step straightening operation for aligning the terminals in a predetermined position is performed.
また電子部品の端子の列方向と平行にレーザスポット
光を照射し、更に端子の列と直角方向にれーざスポット
光を走査することで各端子列によつて断続されたレーザ
光を集光してセンサで検出し重なり合う端子の像の幅と
それらの間隔を測定し、一方向で全列の測定が完了した
後電子部品を90°回転して前と直角な方向で同様に測定
することで全端子ピン列の位置と幅を測定する。Laser spot light is emitted parallel to the row of terminals of the electronic component, and laser spot light is scanned in the direction perpendicular to the row of terminals to focus the laser light that is interrupted by each row of terminals. Then, measure the widths of the images of the overlapping terminals detected by the sensor and the intervals between them, and after all rows have been measured in one direction, rotate the electronic components 90 ° and make the same measurement in the direction perpendicular to the front. Measure the position and width of all terminal pin rows with.
また測定される各列の端子幅を挿入不可能な曲がり端
子が含まれる場合の列幅と比較することで各端子列に挿
入不可能な曲がり端子が存在するか否かを検出し、存在
する場合は再び矯正を行う。In addition, by comparing the measured terminal width of each row with the row width in the case where a bendable terminal that cannot be inserted is included, it is detected whether or not there is a bendable terminal that cannot be inserted in each terminal row. If so, correct again.
また、複数の端子先端と穴中心の位置測定データを用
いて各端子と穴の中心間距離の二乗和が最小となるよう
電子部品およびプリント基板の基準位置からの補正量を
算出し、これに基づいて位置合わせを行なう。Also, using the position measurement data of the tips of multiple terminals and the center of the hole, the correction amount from the reference position of the electronic component and the printed circuit board is calculated so that the sum of squares of the distance between the centers of the terminals and the hole is minimized. Align based on.
またプリント基板に挿入される電子部品に振動を加え
ながら挿入を行い、この振動状態を加速度検出器で検出
できる構成とし、挿入不可能な端子が存在する場合に生
じる検出波形の振幅の変化または検出波形に含まれる高
次振動成分の増加のいずれか一方の現象が現われた時に
挿入異常として挿入を中止し、再び矯正からの動作をや
り直す。In addition, the electronic components to be inserted into the printed circuit board are inserted while applying vibration, and the vibration state is configured to be detected by the acceleration detector. Changes or detection of the amplitude of the detected waveform that occurs when there are terminals that cannot be inserted When either one of the phenomena of the higher-order vibration component included in the waveform increases, the insertion is judged to be abnormal and the insertion is stopped, and the operation from the correction is performed again.
また電子部品の挿入位置直下のプリント基板裏側にあ
つて、端子ピンと同数で同じ配列を持つプローブピン
と、このプローブピンがスルーホール内に挿入された端
子ピン先端に接した時にその圧力を検知する手段を有し
た検査ヘッドを備え、このプローブピンをプリント基板
の検査対象スルーホールに位置合わせをして、基板裏側
から挿入して端子ピンの有無の検査を行う。Also, on the back side of the printed circuit board immediately below the insertion position of the electronic component, the probe pin having the same number and the same arrangement as the terminal pin, and a means for detecting the pressure when the probe pin contacts the tip of the terminal pin inserted in the through hole The inspection head having the above is provided, the probe pin is aligned with the through hole to be inspected of the printed circuit board, and the probe pin is inserted from the back side of the circuit board to inspect the presence or absence of the terminal pin.
本発明による自動挿入装置は以上述べてきた手段を全
て備えて、挿入対象部品に連続して端子ピン矯正、ピン
位置の測定、振動によるオンライン挿入異常の検出を行
いながら挿入、基板裏側からの挿入後検査を行う構成で
ある。The automatic insertion device according to the present invention is equipped with all the above-mentioned means, and is inserted into the component to be inserted continuously while correcting the terminal pin, measuring the pin position, and detecting the online insertion abnormality due to vibration, and inserting from the back side of the board. This is a configuration for performing a post inspection.
(作用) 端子ピンに矯正を与えた時の変形特性として、ある一
定値以上の変形量を与えないと安定したスプリングバッ
ク量が得られないという特性がある。薄板を多列設けた
矯正ツールを端子ピンに押しあてて往復移動を行う際、
この一定以上の変形量が必らずピンに与えられるように
予め求めた一定の移動量に従つて矯正ツールを移動し、
最後に各端子のスプリングバック量を見越した量だけ変
形させて端子を所定の位置に揃える三段階の矯正動作を
行うので、矯正後の高いピン位置精度が得られる。(Function) As a deformation characteristic when the correction is applied to the terminal pin, there is a characteristic that a stable springback amount cannot be obtained unless the deformation amount exceeds a certain value. When pressing a straightening tool with multiple rows of thin plates against the terminal pins for reciprocating movement,
Move the orthodontic tool according to a predetermined amount of movement so that the amount of deformation above this certain amount is invariably given to the pin,
Finally, since the three-stage straightening operation of aligning the terminals at a predetermined position is performed by deforming the springback amount of each terminal in anticipation, high pin position accuracy after straightening can be obtained.
またレーザーを使つた列一括の端子測定方式としたこ
とにより、密集して配された端子ピンの位置を一列ずつ
全列測定することが可能になると共に各列の端子の測定
幅を正常な場合と比較して挿入不可能な曲がり端子のな
いことを検出することにより挿入の安全性を更に高める
ことができる。In addition, by adopting a method of terminal measurement for all rows using a laser, it is possible to measure the positions of densely arranged terminal pins one row at a time and when the measurement width of the terminals in each row is normal. Compared with, it is possible to further enhance the safety of insertion by detecting that there is no bendable terminal that cannot be inserted.
また挿入される電子部品に振動が加えながら挿入を行
う場合、その部品の振動特性として挿入不可能なピンが
少数の場合は検出波形の振幅が正常な時に比べて半分以
下に減少し、挿入不可能なピンの数が10本以上と多い場
合は検出波形に含まれる高次成分が急激に増加する特性
がある。この振動波形の振幅減少または高次振動成分の
増加のいずれか一方の現象が現われた時に挿入を中止す
ることにより、既にスルーホール内に挿入され壁面と摩
擦状態にあるピンに影響されないで、挿入不可能なピン
の数の大小に拘らず確実に検出し挿入を中止することが
できる。従つて端子ピンの破損を未然に防止し挿入の安
全性を高めることができる。Also, when inserting an electronic component to be inserted while vibrating, if the number of pins that cannot be inserted is the vibration characteristic of the component, the amplitude of the detected waveform will be reduced to less than half that of the normal state, and the insertion failure will occur. When the number of possible pins is as large as 10 or more, there is a characteristic that the higher-order components included in the detected waveform rapidly increase. By stopping the insertion when either the decrease of the amplitude of the vibration waveform or the increase of the higher-order vibration component appears, the insertion is not affected by the pin that is already inserted into the through hole and is in friction with the wall surface. It is possible to reliably detect and stop the insertion regardless of the number of impossible pins. Therefore, the damage of the terminal pin can be prevented and the safety of insertion can be improved.
またスルーホール内に挿入された端子ピンと一対一に
対応するプローブピンを一括して基板裏側から挿入し、
スルーホール内で各端子ピンの先端にこれを接触されそ
の圧力をプローブピンを通して圧力検知手段に伝えるこ
とにより、密集して配された端子ピンに対しても簡潔な
構成で端子ピンの有無を一括検出できる。In addition, the probe pins corresponding to the terminal pins inserted in the through holes one-to-one are inserted together from the back side of the board,
By contacting the tip of each terminal pin in the through hole and transmitting the pressure to the pressure detection means through the probe pin, it is possible to detect the presence or absence of terminal pins with a simple structure even for densely arranged terminal pins. Can be detected.
(実施例) 以下、本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, the Example of this invention is described.
まず本発明が適用される装置の全体構成とその動作に
ついて第1図により説明する。First, the overall configuration of a device to which the present invention is applied and its operation will be described with reference to FIG.
挿入される電子部品1はチヤック200に把持され、チ
ヤック200は挿入ヘッド20に取付けられている。挿入ヘ
ッド20は昇降機構21により上下に運動して電子部品1を
プリント基板3に挿入可能となつている。更に昇降機構
21はレール25上を横方向に移動しかつ位置決め停止可能
な移動台24に取付けられ、移動機構26とそれを駆動する
モータ27により駆動される。The electronic component 1 to be inserted is gripped by the chuck 200, and the chuck 200 is attached to the insertion head 20. The insertion head 20 moves up and down by the elevating mechanism 21 so that the electronic component 1 can be inserted into the printed circuit board 3. Further lifting mechanism
21 is mounted on a moving base 24 which can move laterally on a rail 25 and can be positioned and stopped, and is driven by a moving mechanism 26 and a motor 27 which drives it.
第1図に示した部品挿入位置における挿入ヘッド20の
直下には、プリント基板3を搭載して直角二方向に移動
する基板ステージ30があり、プリント基板の所定の挿入
穴に全ての電子部品が挿入できるように移動して、位置
決め停止する。Immediately below the insertion head 20 at the component insertion position shown in FIG. 1, there is a substrate stage 30 that mounts the printed circuit board 3 and moves in two directions at right angles, and all electronic components are placed in predetermined insertion holes of the printed circuit board. Move so that it can be inserted and stop positioning.
31はプリント基板3に設けられたスルーホール4を捉
えるテレビカメラで、その映像はモニタテレビ32上に拡
大表示される。また204,205はレーザ光を用いた端子ピ
ンの測定装置の投光部および受光部で、部品挿入位置直
上で挿入ヘッド20のチヤック200に把持された電子部品
1の端子ピン2に横方向からレーザスキヤン光を照射で
きる位置にある。テレビカメラ31とレーザ測定機の投受
光部204,205は図示されない架台構造により固定されて
いる。Reference numeral 31 is a television camera that captures the through hole 4 provided in the printed circuit board 3, and its image is enlarged and displayed on the monitor television 32. Further, reference numerals 204 and 205 denote a light projecting portion and a light receiving portion of a terminal pin measuring device using a laser beam. The laser scanning device laterally attaches to the terminal pin 2 of the electronic component 1 held by the chuck 200 of the insertion head 20 immediately above the component insertion position. It is in a position where light can be emitted. The television camera 31 and the light emitting / receiving sections 204 and 205 of the laser measuring machine are fixed by a gantry structure (not shown).
基板ステージ30に隣接して矯正部35が配置され、矯正
部35で矯正終了した電子部品1はレール25上を移動する
挿入ヘッド20により基板ステージ30上の部品挿入位置に
運ばれる。レール25、基板ステージ30および矯正部35
は、同一の台板36上に固定される。A correction unit 35 is arranged adjacent to the substrate stage 30, and the electronic component 1 that has been corrected by the correction unit 35 is carried to a component insertion position on the substrate stage 30 by an insertion head 20 moving on a rail 25. Rail 25, substrate stage 30, and correction unit 35
Are fixed on the same base plate 36.
基板ステージ30の下方で部品挿入位置の直下には挿入
後検査部37が設けられ、図示されない方法で支持、固定
されている。38は操作パネル、39は制御部匡体である。A post-insertion inspection unit 37 is provided below the substrate stage 30 and directly below the component insertion position, and is supported and fixed by a method not shown. 38 is an operation panel and 39 is a control unit.
第2図は本発明装置による電子部品の挿入工程フロー
を示し、以下この図と第1図によつて挿入方法を説明す
る。プリント基板は既に基板ステージ30にセットしてあ
るものとして、1個の電子部品の挿入工程はまず、人手
により電子部品1を矯正部35に供給して、全端子ピンを
一括して矯正する(1002,1004)。次に矯正終了した電
子部品1を挿入ヘッド20により部品挿入位置へ運搬して
所定の高さまで降下し、レーザ測定機204,205により端
子ピン位置の測定を行う(1006)。この結果、列幅測定
値が許容範囲を越えて曲がりピンが検出されれば、再び
矯正を繰り返して行う(1008)。次にテレビカメラ31に
よりモニタテレビ23上に写し出された映像を用いてプリ
ント基板3の穴位置測定を行い、これとピン位置の測定
結果をもとに位置補正量を算出、位置合わせを行う(10
10,1012)。そして振動による挿入異常の検出を行いな
がら電子部品1をプリント基板3に挿入し、最後に挿入
後検査を行つて終了する(1014,1016,1018)。挿入時の
振動による挿入異常の検出と工程最後の挿入後検査によ
つて異常が検出された場合は、異常終了となつたことを
表示によつて作業者に知らせ、再び最初からやり直すな
どの適切な処置を行う(1020)。FIG. 2 shows an electronic component inserting process flow by the device of the present invention, and the inserting method will be described below with reference to this diagram and FIG. Assuming that the printed circuit board has already been set on the substrate stage 30, the electronic component 1 is first manually supplied to the correction unit 35 to manually correct all the terminal pins in the insertion process of one electronic component ( 1002,1004). Next, the corrected electronic component 1 is conveyed to the component insertion position by the insertion head 20 and lowered to a predetermined height, and the terminal pin position is measured by the laser measuring machines 204 and 205 (1006). As a result, if the bending width is detected with the row width measurement value exceeding the allowable range, straightening is repeated again (1008). Next, the hole position of the printed circuit board 3 is measured using the image projected on the monitor TV 23 by the TV camera 31, and the position correction amount is calculated and the position is adjusted based on this and the measurement result of the pin position ( Ten
10,1012). Then, the electronic component 1 is inserted into the printed circuit board 3 while detecting the insertion abnormality due to the vibration, and finally the inspection is performed after the insertion and the processing is finished (1014, 1016, 1018). If an abnormality is detected by the detection of insertion abnormality due to vibration at the time of insertion and the inspection after the last insertion in the process, it is appropriate to notify the operator by the display that it has ended abnormally and start over from the beginning. Take appropriate action (1020).
第3図は本実施例の制御部構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the control unit of this embodiment.
パーソナルコンピュータ(以下パソコンと称す)50
は、レーザ測定機コントロール部65と挿入後検査回路51
に直結され、それぞれ端子ピンの位置測定に関するデー
タ取り込み制御、挿入後検査の判定処理を行う。またパ
ソコン50はシーケンサ52を介して各モータに移動指令を
与えて各機構に所定の動作を行わせる。53,55は基板ス
テージ30のモータ用ドライバ、54,56は基板ステージX,Y
各軸のモータを示し、基板ステージの各方向の停止位置
はカウンタ57,58によつて計測されパソコン50にフイー
ドバックされる。59,60は本装置に備えられたその他の
モータおよびドライバを示し、いずれもパソコン50の指
令に基づいてシーケンサ52の動作制御を介して駆動され
る。カメラ31が捉えたプリント基板上スルーホールの画
像はモニタテレビ32に写し出される。点線で囲まれた部
分61は作業者を表わし、作業者61はモニタテレビ32に写
し出されたスルーホール像が画面の中央に位置するまで
ジヨイステイック62を使用して基板ステージ上のプリン
ト基板の位置を調節する。そしてスルーホール像が画面
の中央に一致した時に穴データ取り込み用のボタン64を
押してその時点で移動ステージ位置をパソコン50に取り
込ませる。Personal computer (hereinafter referred to as personal computer) 50
Is the laser measuring machine control unit 65 and the post-insertion inspection circuit 51.
Are directly connected to each other, and perform the data acquisition control and the post-insertion inspection determination process related to the terminal pin position measurement. Further, the personal computer 50 gives a movement command to each motor through the sequencer 52 to cause each mechanism to perform a predetermined operation. 53 and 55 are motor drivers for the substrate stage 30, 54 and 56 are substrate stages X and Y
The motors for each axis are shown, and the stop positions of the substrate stage in each direction are measured by counters 57 and 58 and fed back to the personal computer 50. Reference numerals 59 and 60 denote other motors and drivers provided in the present apparatus, both of which are driven through operation control of the sequencer 52 based on commands from the personal computer 50. The image of the through hole on the printed circuit board captured by the camera 31 is displayed on the monitor television 32. A portion 61 surrounded by a dotted line represents a worker, and the worker 61 uses the joystick 62 to position the printed circuit board on the substrate stage until the through hole image projected on the monitor TV 32 is located at the center of the screen. Adjust. Then, when the through hole image coincides with the center of the screen, the hole data capturing button 64 is pressed to capture the moving stage position in the personal computer 50 at that time.
パソコン18は、レーザ測定機19による端子ピンの測定
データおよびX,Y2方向のカウンタ57,58による穴位置の
測定結果をもとに電子部品1とプリント基板3の位置合
わせのための補正量算出を行う。The personal computer 18 calculates a correction amount for aligning the electronic component 1 and the printed circuit board 3 based on the measurement data of the terminal pin by the laser measuring machine 19 and the measurement result of the hole position by the counters 57, 58 in the X and Y2 directions. I do.
また先に記した挿入工程フローに従つた一連の動作指
令もパソコン50によつて行われるが、必要に応じて作業
者はスイツチボックス63を操作し動作の中断や変更など
の指令を行うことができる。Also, a series of operation commands according to the insertion process flow described above is also performed by the personal computer 50, but the operator can operate the switch box 63 to issue a command such as interruption or change of operation as necessary. it can.
次に端子矯正部の機構について第4図により説明す
る。矯正ツール150の上面には、端子ピンのピッチと同
じ間隔でその数は端子列数より1枚多い枚数の帯状の薄
い板151(以下ブレードと称す)が平行に設けられてい
る。矯正ツール150はモータ152で駆動される移動機構15
3によりブレードと直角方向に、全端子ピンを変形させ
得る駆動力をもつて並進動作し、駆動機構全体は回転テ
ーブル154により正確に90°回転可能となつている。矯
正ツール150を覆うように配されたプレート155の中央に
は電子部品をセットする開口部156があり、電子部品の
底面に接してこれを支持する板157が開口部下方四隅に
設けられ、電子部品は矯正を行う時、この板156および
図に示さない機構によつて開閉動作する2つの固定爪15
8,159によつて堅固に保持される。プレート155は1対の
ガイド機構160,161で上下に摺動可能に保持されると共
に、シリンダ162で駆動される上下機構163で上下2段の
高さをとることができる。Next, the mechanism of the terminal correction portion will be described with reference to FIG. On the upper surface of the straightening tool 150, strip-shaped thin plates 151 (hereinafter referred to as blades) are provided in parallel at the same intervals as the pitch of the terminal pins, the number of which is one more than the number of terminal rows. The straightening tool 150 has a moving mechanism 15 driven by a motor 152.
By means of 3, a translational motion is performed in a direction perpendicular to the blade with a driving force capable of deforming all the terminal pins, and the entire drive mechanism can be rotated exactly 90 ° by a rotary table 154. There is an opening 156 for setting an electronic component in the center of a plate 155 arranged so as to cover the correction tool 150, and a plate 157 for contacting and supporting the bottom surface of the electronic component is provided at the lower four corners of the opening. When the component is straightened, this plate 156 and the two fixing claws 15 which are opened and closed by a mechanism not shown in the figure.
Firmly held by 8,159. The plate 155 is held by a pair of guide mechanisms 160 and 161 so as to be slidable up and down, and a vertical mechanism 163 driven by a cylinder 162 can have two vertical heights.
端子矯正の手順は、プレート155の上段位置において
電子部品を開口部156に人手でセットし固定爪158,159を
動作させて固定する。次にプレート155を下段位置に降
下させて端子ピン先端を各ブレード間のほぼ中央に入
れ、モータ152を駆動して各端子に変形動作を与える。
次にプレート155を上段位置に戻して矯正ツールを90°
回転させ、前と直角な方向に変形動作を与えて矯正を終
了する。In the terminal straightening procedure, the electronic component is manually set in the opening 156 at the upper position of the plate 155 and the fixing claws 158 and 159 are operated to fix the electronic component. Next, the plate 155 is lowered to the lower position so that the tip of the terminal pin is placed substantially in the center between the blades and the motor 152 is driven to give each terminal a deforming operation.
Then return the plate 155 to the upper position and move the straightening tool 90 °.
It is rotated and a deforming motion is given in the direction perpendicular to the front to finish the correction.
ブレード151の移動と端子ピンの変形を示すのが第5
図で、端子ピンの列と平行な方向から見た図である。
(a)は端子ピンをブレードのほぼ中央に入れた状態を
示す。ここら矯正ツール150を左方に移動して端子ピン
を左方に変形させたのが同図(b)である。端子ピン16
4にはブレード166が接触する。端子ピンを右方に変形さ
せる時は矯正ツール150を右方に移動して、ピン164に左
隣りのブレード167を接触させ変形を与える。The fifth is the movement of the blade 151 and the deformation of the terminal pin.
It is the figure seen from the direction parallel to the row of terminal pins.
(A) shows a state in which the terminal pin is put in substantially the center of the blade. The correction tool 150 is moved leftward to deform the terminal pin leftward, as shown in FIG. Terminal pin 16
The blade 166 contacts the blade 4. When the terminal pin is deformed to the right, the correction tool 150 is moved to the right, and the blade 167 on the left side is brought into contact with the pin 164 to deform it.
一方向へ矯正を加える時に端子ピンに与える変形動作
を示したのが第6図で、始め端子ピンに左方へTの変形
を与え(動作)、次に始めの位置から右方にTの変形
を与え(動作)、最後に左方にSの変形を与える。変
形量T,Sは次に述べる端子ピンの変形特性から決められ
る固定量である。Fig. 6 shows the deforming motion applied to the terminal pin when the correction is applied in one direction. First, the terminal pin is deformed to the left by T (motion), then from the initial position to T to the right. A deformation is given (motion), and finally, a deformation of S is given to the left. The deformation amounts T and S are fixed amounts determined from the deformation characteristics of the terminal pin described below.
第7図は1本の端子ピンの変形特性を示した図で、横
軸は端子ピンに与えた最大変形量、縦軸は除荷、復元後
に残つた永久変形量である。理論的には実線で示すよう
に、与える変形量がAに達するまでは永久変形は生じな
い。しかし実際の端子ピンは点で示すように変形量Aに
達する前に既に永久変形を生じ、変形量Bで理論直線に
一致している。この理論直線からはずれている領域にお
いては端子ピンの変形挙動は不安定であるため、一定の
永久変形量を得るためにはB以上の変形を与える必要が
ある。この変形特性を第6図の矯正動作に適用した時の
状況を示したのが第8図である。まずピンを中央に揃え
るための変形量Sは第7図のAに等しい。最も端子ピン
に与える変形量の大きい2回目の動作では、この時のピ
ン先端移動量が第7図のB以上でなければ安定な変形領
域に入らないため動作終了時に各端子ピンの位置は揃わ
ない。動作の開始時には端子ピン先端はスプリングバ
ックのため図の点線の位置にあることを考慮して変形量
Tは次の式で求められる。FIG. 7 is a diagram showing the deformation characteristics of one terminal pin, where the horizontal axis represents the maximum deformation amount given to the terminal pin and the vertical axis represents the permanent deformation amount left after unloading and restoration. Theoretically, as indicated by the solid line, permanent deformation does not occur until the applied deformation amount reaches A. However, the actual terminal pin already undergoes permanent deformation before reaching the deformation amount A as shown by the dot, and the deformation amount B coincides with the theoretical straight line. Since the deformation behavior of the terminal pin is unstable in the region deviating from the theoretical straight line, it is necessary to give the deformation of B or more in order to obtain a constant permanent deformation amount. FIG. 8 shows the situation when this deformation characteristic is applied to the correction operation of FIG. First, the deformation amount S for aligning the pins in the center is equal to A in FIG. In the second operation in which the amount of deformation applied to the terminal pin is the largest, the pin tip movement amount at this time must be greater than or equal to B in FIG. 7 to enter the stable deformation area, so the positions of the terminal pins are aligned at the end of the operation. Absent. Considering that the tip of the terminal pin is at the position of the dotted line in the figure at the start of the operation due to spring back, the deformation amount T is obtained by the following equation.
2T=A+B……………………(1) 従つて第8図に示される、端子ピンに3段階の変形を
与える矯正動作において、両側への振り量Tを(2)式
で求められる量とすれば、全ての端子ピンは安定な戻り
量で変形するので最終的に高い位置精度で矯正すること
が可能である。2T = A + B …………………… (1) Therefore, in the straightening operation of giving three-step deformation to the terminal pins shown in FIG. 8, if the swing amount T to both sides is the amount obtained by the equation (2), all the terminal pins have a stable return amount. Since it is deformed by, it is possible to finally correct with high positional accuracy.
次にレーザ光を利用した端子ピンの測定について説明
する。第9図はその基本構成を示している。電子部品1
はチヤック200に把持され、チヤック200は挿入ヘッド
(図示せず)に取付けられ、やはり図示しない駆動モー
タとガイド機構に平面内で回転しかつ任意の方向で停止
でき、同時に上下の挿入動作が可能で任意の高さに停止
できるようになつている。Next, the measurement of the terminal pin using laser light will be described. FIG. 9 shows its basic configuration. Electronic component 1
Is gripped by the chuck 200, and the chuck 200 is attached to the insertion head (not shown), and can rotate in the plane by the drive motor and the guide mechanism (not shown) and can be stopped in any direction, and the vertical insertion operation is possible at the same time. You can now stop at any height.
電子部品1がプリント基板201上の挿入場所の真上に
位置した時、レーザを用いた測定機の投光部204と受光
部205はその端子ピンの先端にレーザ光212が照射される
よう高さ調整してあり、後で詳述する列状に並んだ端子
ピン2の重なりあう像の幅と中心位置の測定を可能にし
ている。レーザ受光部205の前方にはフレーム206が固定
されていて、フレーム206の内部には端子ピン2よりも
大きなピン幅を持つダミーピン207をのせたスライドボ
ックス208がステッピングモータ210の駆動によりスライ
ドガイド209上をX方向に移動する。またこのスライド
ボックス208にはシヤッター211が付いておりレーザ投光
機204から照射されたレーザ光の一部をこのシヤッター2
11で完全にさえぎることで受光機205へのレーザ光212の
測定範囲を調整できる。When the electronic component 1 is located right above the insertion position on the printed circuit board 201, the light emitting unit 204 and the light receiving unit 205 of the measuring instrument using the laser are so high that the tip of the terminal pin is irradiated with the laser light 212. The widths and center positions of the overlapping images of the terminal pins 2 arranged in rows, which will be described later in detail, can be measured. A frame 206 is fixed in front of the laser light receiving portion 205, and a slide box 208 having a dummy pin 207 having a pin width larger than the terminal pin 2 is mounted inside the frame 206 by driving a stepping motor 210 to slide a guide 209. Move up in the X direction. Further, this slide box 208 is provided with a shutter 211, and a part of the laser light emitted from the laser projector 204 is partially transferred to this shutter 2.
By completely blocking with 11, the measurement range of the laser beam 212 to the photodetector 205 can be adjusted.
次にこの測定方法の測定原理について第10図を用いて
説明する。前記のレーザ投光機204と受光機205は次のよ
うな構造になつている。レーザ発振器213から発振され
たレーザ212が一定速度で回転するモータ215についてい
るポリゴンミラー214に入射され、さらにポリゴンミラ
ー214に焦点があうように位置決めされた凸レンズ216に
向かつて反射する。この凸レンズ216はレーザ光212を平
行光線にする働きを持ち、その後平行光線に集光レンズ
217によつて受光素子218にて再び一点に集光しアンプ21
9を介して出力電圧としての強度を検出する。この時仮
に凸レンズ216と集光レンズ217の間にレーザ光を遮ぎる
ような物体220が存在し影が生じれば出力電圧は降下す
る。そこでこの電圧降下している時間を測定すればポリ
ゴンミラー214の回転速度からレーザ光を遮ぎつた物体
の寸法がわかる。従つて列状に並んだ端子ピン2をその
先端部がレーザ走査光にかかるように置くと、レーザ光
212はピンに遮ぎられて明、或いは暗の部分が断続する
ので、この明、或いは暗の持続する時間を測定すること
により第11図に示す寸法a,b,cの測定が可能になる。第1
2図は電子部品1上の端子ピン2に図中上方向からレー
ザ光を照射したときの模式図である。レーザ測定器204,
205は第12図に示す影の部分の寸法S1〜S5、および明の
部分となる寸法l1〜l6を測定する。影の寸法S1〜S5はピ
ンの列の幅であり、ピンの列の中心位置は列の幅の中央
にあるとすればピン列間隔の寸法l1〜l6と組み合せて求
めることができる。レーザ走査光に対し端子ピン列の並
びが平行でない場合、挿入ヘッドの回転機構を用いて電
子部品1を微小量回転することにより端子ピン列の幅の
値が増減する。このことを利用して各端子ピン列の幅が
最小となる部品の向きを求めることにより、端子ピン先
端の形づくる仮想格子をレーザ光の方向と平行にするこ
とができる。後に説明する基板との位置合わせの際、電
子部品をこの状態にすれば端子ピンが原因となる回転補
正を省略することができる。上記の方法によつて一方向
におけるピン全列の測定が完了後、電子部品1を90°回
転させ先ほどと直角な方向について同様の測定を行え
ば、電子部品1の全端子ピン列の位置と幅を測定するこ
とができる。Next, the measurement principle of this measurement method will be described with reference to FIG. The laser projector 204 and the light receiver 205 have the following structure. A laser 212 oscillated from a laser oscillator 213 is incident on a polygon mirror 214 attached to a motor 215 that rotates at a constant speed, and is further reflected toward a convex lens 216 positioned so that the polygon mirror 214 is in focus. The convex lens 216 has a function of converting the laser beam 212 into parallel rays, and then converts the laser rays 212 into parallel rays.
The light receiving element 218 causes the light to be collected again at one point by the 217 and the amplifier 21
The intensity as output voltage is detected via 9. At this time, if there is an object 220 that blocks the laser light between the convex lens 216 and the condenser lens 217 and a shadow is generated, the output voltage drops. Therefore, by measuring the time during which the voltage drops, the size of the object blocking the laser light can be known from the rotation speed of the polygon mirror 214. Accordingly, when the terminal pins 2 arranged in a row are placed so that the tip portions thereof are exposed to the laser scanning light, the laser light
Since 212 is interrupted by the pin and the light or dark part is intermittent, the dimensions a, b, and c shown in FIG. 11 can be measured by measuring the duration of this light or dark. . First
FIG. 2 is a schematic diagram when the terminal pin 2 on the electronic component 1 is irradiated with laser light from above in the drawing. Laser measuring device 204,
205 measures the dimensions S 1 to S 5 of the shaded portion and the dimensions l 1 to l 6 of the bright portion shown in FIG. The shadow dimensions S 1 to S 5 are the width of the pin row, and if the center position of the pin row is at the center of the row width, it can be calculated in combination with the pin row spacing dimensions l 1 to l 6. it can. When the arrangement of the terminal pin rows is not parallel to the laser scanning light, the value of the width of the terminal pin rows is increased or decreased by rotating the electronic component 1 by a small amount using the rotating mechanism of the insertion head. By utilizing this fact to find the orientation of the component that minimizes the width of each terminal pin row, the virtual lattice formed by the tips of the terminal pins can be made parallel to the laser light direction. When aligning with the substrate, which will be described later, if the electronic component is placed in this state, the rotation correction caused by the terminal pin can be omitted. After the measurement of all rows of pins in one direction is completed by the above method, the electronic component 1 is rotated by 90 ° and the same measurement is performed in the direction perpendicular to the above. The width can be measured.
各方向での測定では全列に関するデータを得ることが
望ましいが、場合によつては列を割合して測定すること
も可能である。これらの測定値の収集並びに測定結果の
計算処理、挿入ヘッドの回転動作等はパソコンにより自
動で行われる。It is desirable to obtain data for all columns in the measurement in each direction, but in some cases it is possible to measure the columns in proportion. The collection of these measured values, the calculation processing of the measurement results, the rotation operation of the insertion head, etc. are automatically performed by the personal computer.
本実施例で行つた電子部品1のように端子ピン2の数
が非常に多数であると、第12図のようにレーザ光による
端子ピン列の明、或いは暗の部分の多数になる。一方、
レーザ測定機204,205の測定限界から断続した明、或い
は暗の部分を例えば2〜3個先の分しか受容できない。
そこで端子ピン2を上記方法で測定するとき、測定の終
了した端子列のレーザ光212に対しては、シヤッター211
がスライドガイド209上を動きレーザ光212を遮ぎり測定
機受光部205へ集光させないようにする。従つてこのシ
ヤッター211の移動により常に測定の対象となる端子列
をシヤッター211の隣接部分に限定できる。このように
して次々と測定終了の端子列に対応してシヤッター211
を動かしていけば本実施例の中で用いている様な非常に
数の多い端子ピンを持つ電子部品でもその端子ピンの幅
と中心位置の測定が可能である。When the number of terminal pins 2 is very large as in the electronic component 1 performed in this embodiment, a large number of bright or dark portions of the terminal pin row due to laser light are obtained as shown in FIG. on the other hand,
For example, only a few points ahead of the light or dark portions that are intermittent from the measurement limits of the laser measuring machines 204 and 205 can be accepted.
Therefore, when the terminal pin 2 is measured by the above-mentioned method, the shutter 211 does not work for the laser beam 212 of the terminal row for which the measurement has been completed.
Moves on the slide guide 209 so as to block the laser beam 212 and prevent the laser beam 212 from being focused on the light receiving unit 205 of the measuring instrument. Therefore, the movement of the shutter 211 can always limit the terminal row to be measured to the adjacent portion of the shutter 211. In this way, the shutter 211
Can be moved, the width and center position of the terminal pin can be measured even with an electronic component having a very large number of terminal pins as used in this embodiment.
前記した原理によるレーザ光を用いた端子ピンの測定
方法においては、測定可能な最小の端子ピン径には限界
がある。この対策法について次に説明する。第13図に示
すようにレーザ光212が端子ピン2を連続的に走査した
とき、時間とレーザ光量(強度)の関係において、標準
電圧値Eoを基に設定したスレッシヨルドレベルの電圧値
をEhとするとこれより小さなレーザ光量のときの時間幅
Δtが測定されるので、ポリゴンミラー214の回転速度
の関係から端子ピン2の幅を計測することが可能とな
る。しかしながら本実施例対象部品の端子ピン2の幅が
レーザビーム径より小さい場合は、第14図に示すように
レーザ光212が端子ピン2を走査してもレーザ光量値がE
h以下となる時間幅を検出することができない。従つて
このときの端子ピン2の幅を認識することは不可能とな
る。In the terminal pin measuring method using laser light based on the above-described principle, there is a limit to the minimum measurable terminal pin diameter. This countermeasure will be described below. As shown in FIG. 13, when the laser beam 212 continuously scans the terminal pin 2, in the relationship between the time and the laser beam amount (intensity), the voltage value of the threshold level set based on the standard voltage value E o. Let E h be the time width Δt when the amount of laser light is smaller than this, so that the width of the terminal pin 2 can be measured from the relationship of the rotation speed of the polygon mirror 214. However, when the width of the terminal pin 2 of the target component of this embodiment is smaller than the laser beam diameter, even if the laser beam 212 scans the terminal pin 2 as shown in FIG.
The time width below h cannot be detected. Therefore, it becomes impossible to recognize the width of the terminal pin 2 at this time.
そこで次にスライドボックス208に固定された端子ピ
ン2よりも大きなピン幅をもつダミーピン207を使つ
て、このようなレーザビーム径よりもピン幅の小さい端
子ピンを測定する方法を以下詳しく説明する。Therefore, next, a method for measuring a terminal pin having a pin width smaller than the laser beam diameter using a dummy pin 207 having a pin width larger than the terminal pin 2 fixed to the slide box 208 will be described in detail below.
レーザ測定機204,205により端子ピン列を測定する
時、まずステッピングモータ210の駆動力によつてスラ
イドボックス208上のダミーピン207の位置を移動させ、
第15図に示すような端子ピン2とダミーピン207がレー
ザ投射方向に対して一部分重なるような位置関係にさせ
る。この状態でレーザ光を測定機投光部204から照射さ
せ、この一部が重なる端子ピン2とダミーピン207の合
わせた幅Aを求め記憶しておく。ここでは端子ピン2の
幅をd、ダミーピン207の幅をDとしておく。次に再び
ステッピングモータ210を動作させて第16図に示すよう
にレーザ光212に垂直なX方向にダミーピン207をちよう
どダミーピン207幅Dだけ平行移動させて、再び端子ピ
ン2とダミーピン207がレーザ光投射方向に対して一部
が重なるようにする。そして先程と同様に端子ピン2と
ダミーピン207の2つを合わせた幅Bを求め、記憶させ
る。When measuring the terminal pin row by the laser measuring machine 204, 205, first move the position of the dummy pin 207 on the slide box 208 by the driving force of the stepping motor 210,
The terminal pin 2 and the dummy pin 207 as shown in FIG. 15 are placed in such a positional relationship that they partially overlap with each other in the laser projection direction. In this state, laser light is emitted from the measuring device projecting unit 204, and the combined width A of the terminal pin 2 and the dummy pin 207, which partially overlap, is obtained and stored. Here, the width of the terminal pin 2 is d and the width of the dummy pin 207 is D. Next, the stepping motor 210 is operated again to move the dummy pin 207 in parallel with the dummy pin 207 width D in the X direction perpendicular to the laser beam 212 as shown in FIG. Part of them overlaps with the laser beam projection direction. Then, as in the previous case, the combined width B of the terminal pin 2 and the dummy pin 207 is obtained and stored.
このレーザ投射方向に対し一部が重なり合う端子ピン
2とダミーピン207を合わせた幅A,Bは各々、 A=D+f,B=D+gであるから A+B=2D+(f+g)である。The widths A and B of the terminal pin 2 and the dummy pin 207, which partially overlap with each other in the laser projection direction, are A = B + 2D + (f + g) because A = D + f and B = D + g, respectively.
従つて、f+g=A+B−2Dが成り立ち、一方で端子
ピン2の幅dは、d=f+gがいえることから、端子ピ
ン2の幅dはd=A+B−2Dとなる。つまり、端子ピン
の幅はレーザ投射方向に対して一部が重なる端子ピン2
とダミーピン207の合わせた2つの幅と、あらかじめ既
知のダミーピン207の幅をもとに簡単な計算から算出す
ることが可能である。Therefore, f + g = A + B-2D holds, while the width d of the terminal pin 2 can be said to be d = f + g, so the width d of the terminal pin 2 becomes d = A + B-2D. That is, the width of the terminal pin partially overlaps with the laser projection direction.
It is possible to calculate it by a simple calculation based on the two combined widths of the dummy pin 207 and the width of the dummy pin 207 known in advance.
またこのレーザ測定機の測定原理から明らかなよう
に、測定対象の端子ピン列の中に基板のスルーホールに
挿入不可能な程の曲がりを生じた端子ピンが1本でも含
まれていた場合、その列の測定結果は大きな値を示す。
挿入可能な端子ピンしか含まない列の測定値の上限を
Sa、各端子ピンに最大許される基準位置からのずれ量を
daとすると、第17図に示すように挿入不可能な端子ピン
213が含まれる列の幅は より大きくなる。従つてこの挿入不可能な曲がり端子が
含まれる場合の列幅を考慮した判定値Shを予め決めてお
き各列の幅測定結果をこれと比較することで、挿入不可
能な端子ピンの有無を事前に検出することが可能であ
る。Also, as is clear from the measurement principle of this laser measuring machine, if even one terminal pin that has a bend that cannot be inserted into the through hole of the board is included in the terminal pin row to be measured, The measurement result of that row shows a large value.
The upper limit of the measured value of a column that contains only insertable terminal pins
S a , the amount of deviation from the maximum allowed reference position for each terminal pin
d a is the non-insertable terminal pin as shown in Fig. 17.
The width of the column containing 213 is Get bigger. Therefore, by determining the judgment value S h in consideration of the row width when this bendable terminal that cannot be inserted is included and comparing the width measurement result of each row with this, the presence or absence of non-insertable terminal pins is determined. Can be detected in advance.
第18図はこのようにして得た端子ピンの測定結果から
ピンの形造な仮想格子の基準位置からのずれを求める方
法を示す。前述した方法で求めた各列の中心が本来ある
べき位置から離されている量をd1〜d5とすると、求める
仮想格子のずれ量はこれを平均してdxと算出する。y方
向に関しても同様にずれ量をdyを算出する。FIG. 18 shows a method of obtaining the deviation from the reference position of the pin-shaped virtual lattice from the measurement result of the terminal pin thus obtained. When the amount of the center of each row obtained in the above-described method are separated from one should position originally and d 1 to d 5, the deviation amount of the virtual lattice seeking is calculated as dx and the average this. Similarly for the y direction, dy is calculated as the shift amount.
次に第19図よりカメラ測定時の穴位置と電子部品の位
置関係を説明する。H1〜H4は代表穴とした四隅穴を示し
その座標はカメラによる測定によつて得られる。C1,C2
はカメラと挿入ヘッドの回転中心間の距離を示し、これ
は装置調整段階で一度測定を行う必要がある。一度測定
すればその後は定数としてそのまま使用できる。dx,dy
は前述した端子ピンの測定結果である、ピンが形成する
格子の基準位置からのずれ量である、Sは四隅ピンの設
計位置の寸法で、これは次に記す最小二乗による補正量
算出において基板穴H1〜H4を近付ける目標の仮想的な四
隅ピンP1〜P4の座標を生成するための寸法である。この
Sにより、P1〜P4は次のように算出する。Next, with reference to FIG. 19, the positional relationship between the hole position and the electronic component during camera measurement will be described. H 1 to H 4 indicate four corner holes which are representative holes, and their coordinates are obtained by measurement with a camera. C 1 , C 2
Indicates the distance between the center of rotation of the camera and the insertion head, which needs to be measured once during the device adjustment stage. Once measured, it can be used as it is as a constant. dx, dy
Is the measurement result of the terminal pin described above, is the amount of deviation from the reference position of the grid formed by the pin, S is the dimension of the design position of the four corner pins, which is the substrate in the correction amount calculation by the least squares described below. This is a dimension for generating the coordinates of the virtual four corner pins P 1 to P 4 of the target that approach the holes H 1 to H 4 . With this S, P 1 to P 4 are calculated as follows.
P1=(C1,C2)+(dx,dy)+(−S,S) P2=(C1,C2)+(dx,dy)+(−S,−S) P3=(C1,C2)+(dx,dy)+(S,−S) P4=(C1,C2)+(dx,dy)+(S,S) 第20図は最小二乗による補正移動量算出法の概念を示
す図で、n本のピンのうちi番目のピンをPi、それに対
応するi番目の穴をHiとし、それぞれのxy座標をPi1,P
i2,hi1,hi2とする。これら対応するピンと穴どうしの
距離の全ての組み合わせについての二乗和が最小となる
ように、基板をΔX,ΔY、部品をΔθだけ補正移動を行
う。この移動量ΔX,ΔY,Δθはピンと穴の位置座標を与
えるだけで算出できるので、その計算式を下記する。 P 1 = (C 1, C 2) + (dx, dy) + (- S, S) P 2 = (C 1, C 2) + (dx, dy) + (- S, -S) P 3 = (C 1 , C 2 ) + (dx, dy) + (S, −S) P 4 = (C 1 , C 2 ) + (dx, dy) + (S, S) FIG. 20 shows correction by least squares. In the figure showing the concept of the movement amount calculation method, the i-th pin of n pins is Pi, the i-th hole corresponding to it is H i, and the xy coordinates of each are Pi 1 , P i
Let i 2 , hi 1 and hi 2 . The board is corrected and moved by ΔX and ΔY and the component is moved by Δθ so that the sum of squares of all combinations of the distances between the corresponding pins and holes is minimized. The amounts of movement ΔX, ΔY, Δθ can be calculated simply by giving the position coordinates of the pin and the hole, and the calculation formulas are given below.
(3),(4)式におけるΔθは(5)式の結果を代
入して計算する。この最小二乗法による位置合わせ補正
を行うことにより計算対象としたすべてのピンと穴に最
適な位置を求めることができる。本実施例においては全
列測定結果に基づく端子ピン配列の位置情報と四隅穴測
定による四穴の座標に本計算を適用して部品と基板の位
置合わせを行う。 Δθ in the expressions (3) and (4) is calculated by substituting the result of the expression (5). By performing the alignment correction by the least squares method, it is possible to obtain the optimum positions for all the pins and holes which are the objects of calculation. In the present embodiment, this calculation is applied to the position information of the terminal pin array based on the measurement results of all columns and the coordinates of the four holes measured by the four corner holes to align the components and the board.
第21図は挿入過程においてオンラインで挿入異常の検
出を行うための構成を示す。電子部品1はチヤック200
で把持され、このチヤック200と水平面内で回転可能か
つ任意の方向で位置決め停止可能な回転機構401および
後述する振動検出のための機構等により挿入ヘッド20が
構成される。回転機構401は更に上部に2枚の板ばね40
2,403,その中央を連結する棒404によつて構成される平
行板ばね機構に結合されており、電子部品を含むこれら
の部分は支持枠405をベースとして上下に振動可能な振
動部を構成する。振動部の最上端には加振装置406が取
り付けられ、発振器407およびパワーアンプ408によつて
調節された振幅、周波数で振動部に振動を与えることが
できる。振動部には更に加速度検出器409が取り付けら
れて振動を電気信号に変換し、この出力はアンプ410を
過て信号分析器411に送り込まれる。信号分析器411は後
に説明する振動状態による挿入異常発生の有無を検出し
て、もし異常があつた場合は全体制御系へ異常信号を出
力する。FIG. 21 shows a configuration for detecting an insertion abnormality online during the insertion process. Electronic component 1 is 200
The insertion head 20 is constituted by the chuck 200, a rotation mechanism 401 that is rotatable in the horizontal plane and can be positioned and stopped in an arbitrary direction, a mechanism for detecting vibration described below, and the like. The rotating mechanism 401 is further provided with two leaf springs 40 on top.
2,403, which are connected to a parallel leaf spring mechanism constituted by a rod 404 connecting the centers thereof, and these parts including electronic parts constitute a vibrating part capable of vertically vibrating with the support frame 405 as a base. A vibrating device 406 is attached to the uppermost end of the vibrating section, and can vibrate the vibrating section at the amplitude and frequency adjusted by the oscillator 407 and the power amplifier 408. An acceleration detector 409 is further attached to the vibrating section to convert the vibration into an electric signal, and this output passes through the amplifier 410 and is sent to the signal analyzer 411. The signal analyzer 411 detects whether or not an insertion abnormality has occurred due to a vibration state, which will be described later, and if there is an abnormality, outputs an abnormality signal to the overall control system.
電子部品の挿入手順は、部品の位置決めが終了した時
点でヘッド20を端子ピン1が基板3の直前に達する高さ
まで降下する。そして加振装置406および信号分析器411
を動作させて、挿入異常発生の有無を確認しながらヘッ
ド20の微量降下を繰り返して挿入を行う。もしこの時挿
入異常が検出されればヘッド20の降下を止めて作業者に
知らせ必要な処置を行う。加振装置の振幅および周波数
は後述する原理に従つて異常挿入検出の特徴が最も良く
現われる状態に予め調節を行つておく。端子ピン2が完
全にプリント基板3の中に入る所定の高さまでヘッドが
降下した時に挿入を終了して、電子部品を解放し次の動
作に移行する。In the electronic component insertion procedure, the head 20 is lowered to a height at which the terminal pins 1 reach just before the substrate 3 when the positioning of the components is completed. Then, the vibration device 406 and the signal analyzer 411
Is operated to check whether or not the insertion abnormality has occurred, and a small amount of the head 20 is repeatedly dropped to perform the insertion. If an insertion abnormality is detected at this time, the head 20 is stopped from falling and the operator is informed and necessary measures are taken. The amplitude and frequency of the vibrating device are adjusted in advance according to the principle to be described later so that the characteristic of abnormal insertion detection can be best shown. When the head is lowered to a predetermined height where the terminal pin 2 completely enters the printed circuit board 3, the insertion is completed, the electronic parts are released, and the next operation is started.
次にこの振動による挿入異常の検出原理について説明
する。第22図は振動部の断面を示した図で、挿入部品1
を含めた振動部の重量をm、板ばね402,403による振動
部の縦方向の弾性(ばね定数)をkとすると、振動部の
固有振動数f0は と求められる。周波数を変えながら、加振した時の振動
部の振幅は、周波数f0で加振した時が極大となり、その
前後の周波数では急激に減少する。その状態を示すのが
第23図で、実際の挿入部品による実測データを示し横軸
は加振周波数、縦軸は加速度の振幅を表わす。挿入可の
場合とは振動部下端に取り付けられた電子部品1の端子
ピンの中にプリント基板3に接触して大きな反力を生じ
るようなものがない場合であり、その時の極大となる周
波数は(6)式のf0に一致する。しかし1本以上の挿入
不可能な端子ピンが存在するとそのピン自体の弾性をも
つて振動部に接触するため、振動部の固有振動数は増加
し、従つて挿入不可能な端子ピンが接触する前の固有振
動数で加振されている振動部の振幅は減少する。この挿
入前の固有振動数f0で加振した場合の挿入不可能な端子
ピンが基板に接触した時の振幅減少を検出することによ
り、電子部品の挿入異常を検出することができる。Next, the principle of detecting the insertion abnormality due to this vibration will be described. FIG. 22 is a view showing a cross section of the vibrating part, and the insertion part 1
Letting m be the weight of the vibrating part including, and k be the longitudinal elasticity (spring constant) of the vibrating part by the leaf springs 402 and 403, the natural frequency f 0 of the vibrating part is Is required. The amplitude of the vibrating portion when vibrating while changing the frequency becomes maximum when vibrating at the frequency f 0 , and sharply decreases at frequencies before and after that. This state is shown in FIG. 23, in which the actual measurement data by the actual insertion part is shown, and the horizontal axis shows the vibration frequency and the vertical axis shows the amplitude of acceleration. The case of being insertable is a case where there is no terminal pin of the electronic component 1 attached to the lower end of the vibrating part that comes into contact with the printed circuit board 3 to generate a large reaction force, and the maximum frequency at that time is It matches with f 0 in equation (6). However, when one or more non-insertable terminal pins exist, the pins themselves have elasticity and come into contact with the vibrating portion, so the natural frequency of the vibrating portion increases, and thus the non-insertable terminal pin comes into contact. The amplitude of the vibrating part excited by the previous natural frequency decreases. An abnormal insertion of the electronic component can be detected by detecting a decrease in the amplitude when the non-insertable terminal pin comes into contact with the substrate when vibrating at the natural frequency f 0 before insertion.
更に第24図は挿入可能な場合とそうでない場合の振動
波形を周波数分析した図で、横軸は周波数、縦軸は振動
波形に含まれる各周波数成分の強度を表わしている。挿
入可能な(a)の場合は加振周波数f0に近いごく限られ
た範囲にしかピークが現われないのに対し、挿入不可能
な(b)の場合は高い周波数領域まで高範囲にピークが
現われている。この傾向に挿入不可能な端子ピンの数が
10本以上と多くなると特に顕著に現われる。そこで挿入
異常時の高次振動成分の増加と前に述べた振幅減少の検
出を同時に行つてそのいずれか一方の現象が現われた時
に挿入異常と検出することにすれば、より大きな確度で
検出を行うことができる。Further, FIG. 24 is a diagram obtained by frequency analysis of vibration waveforms in the case where insertion is possible and in the case where insertion is not possible. The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents intensity of each frequency component included in the vibration waveform. In the case of insertable (a), the peak appears only in a very limited range close to the excitation frequency f 0 , whereas in the case of non-insertable (b), the peak appears in a high range up to a high frequency region. Appears. The number of terminal pins that cannot be inserted in this tendency
It becomes especially remarkable when the number is 10 or more. Therefore, if the increase in the higher-order vibration component at the time of insertion abnormality and the decrease in amplitude described above are detected at the same time, and if either one of them appears, it is detected as insertion abnormality. It can be carried out.
第25図は信号分析器411の構成および動作原理を示す
図で、端子414に入力されるのは加速度検出器のアンプ4
11の出力信号で、同図aに示す波形である。入力された
信号は415で初段増幅され(波形b)、高調波検出部と
振幅減少検出部に分岐する。高調波検出部ではまずハイ
パスフイルタ416により検出対象でない500Hz以下の周波
数成分をカットし、ローパスフイルタ417で波形を整え
る。以上の処理を行つた後の波形がcであり、高次成分
のみを含む信号である。これを418で増幅整流して、入
力信号に含まれる高次成分の大小を直流電圧値の大小に
変換する。判定器419はdの点線に示す判定域値より検
出電圧が大きい場合に異常信号を論理加算器423に出力
する。振幅現象検出部では信号bをローパスフイルタ42
0にかけて不要な高次成分をカツトし、増幅器421を過た
後の信号eと点線で示した判定閾値との大小を判定器42
2を用いて比較する。これは信号波形の山または谷の部
分が少しでも判定閾値を越えれば一定時間の異常信号を
加算器423に出力する方式で行つている。加算器423は高
調波増加または振幅減少のいずれか一方の異常信号を受
けた時に、全体制御部に信号を出力する。このようなア
ナログ回路で信号分析器を構成することにより挿入異常
時の振幅減少および高調波の増加の両方を少い遅れ時間
で検出することが可能である。FIG. 25 is a diagram showing the configuration and operation principle of the signal analyzer 411, and the input to the terminal 414 is the amplifier 4 of the acceleration detector.
The output signal of 11 is the waveform shown in FIG. The input signal is first-stage amplified at 415 (waveform b), and is branched to the harmonic detection unit and the amplitude reduction detection unit. In the harmonic detection unit, first, the high-pass filter 416 cuts off frequency components below 500 Hz that are not to be detected, and the low-pass filter 417 shapes the waveform. The waveform after the above processing is c, which is a signal containing only high-order components. This is amplified and rectified by 418, and the magnitude of the high-order component included in the input signal is converted into the magnitude of the DC voltage value. The determiner 419 outputs an abnormal signal to the logical adder 423 when the detected voltage is higher than the determination threshold value shown by the dotted line of d. In the amplitude phenomenon detector, the signal b is fed to the low-pass filter 42.
The unnecessary higher-order component is cut to 0 and the magnitude of the signal e after passing through the amplifier 421 and the threshold value shown by the dotted line is judged by the judging device 42.
Compare using 2. This is performed by a method of outputting an abnormal signal for a certain period of time to the adder 423 if the peaks or troughs of the signal waveform exceed the determination threshold even for a small amount. The adder 423 outputs a signal to the overall control unit when it receives an abnormal signal of either harmonic increase or amplitude decrease. By configuring the signal analyzer with such an analog circuit, it is possible to detect both the amplitude decrease and the harmonic increase at the time of abnormal insertion with a small delay time.
次に第26によって挿入後検査部の構成を説明する。プ
ローブピン501は検査ヘッド500の上面に電子部品の端子
ピンと同数で同じ配置をもつて配せられ、検査ヘッド50
0の内部には図示しないがプローブピン501がプリント基
板3内に挿入された端子ピンに接触する圧力を検知して
これを電気的導通に変換する手段を有している。検査ヘ
ッドの直下にはこの電気的導通を検出する回路基板502
が置かれ、後に説明する方法で検査ヘッド感圧部と接続
されている。検査ヘッド全体はガイド機構503およびシ
リンダ504によつて昇降運動し、上昇した位置ではプロ
ーブピン501が基板3内の端子ピン先端に接触する高さ
に調節されている。更にガイド503およびシリンダ504は
三個のモータ505,506,507によつて駆動され、4組のす
べり架台570によつて前後、左右に摺動可能に支持され
た微動プレート508に固定されている。この微動機構に
より検査ヘッド500のプローブピン501を基板のスルーホ
ールに裏側から挿入可能となるように位置決めを行う。Next, the configuration of the post-insertion inspection unit will be described with reference to 26th. The probe pins 501 are arranged on the upper surface of the inspection head 500 in the same number and the same arrangement as the terminal pins of the electronic component.
Although not shown in the drawing, 0 has means for detecting a pressure at which the probe pin 501 contacts a terminal pin inserted in the printed circuit board 3 and converting the pressure into electrical conduction. Immediately below the inspection head is a circuit board 502 that detects this electrical continuity.
Is placed and connected to the inspection head pressure-sensitive section by a method described later. The entire inspection head is moved up and down by the guide mechanism 503 and the cylinder 504, and at the elevated position, the height is adjusted so that the probe pin 501 comes into contact with the tip of the terminal pin in the substrate 3. Further, the guide 503 and the cylinder 504 are driven by three motors 505, 506 and 507, and are fixed to a fine movement plate 508 which is slidably supported front and back and left and right by four slide mounts 570. The fine movement mechanism positions the probe pin 501 of the inspection head 500 so that it can be inserted into the through hole of the substrate from the back side.
挿入後検査部の動作手順は、電子部品が基板に挿入完
了した時点から始まり、まず電子部品と基板の間で位置
合わせを行つた時の位置補正データをもとにして3個の
モータ505,506,507の移動量をパソコンで求め、モータ
回転、検査ヘッドの位置合わせを行う。次にシリンダ50
4を上昇させてプローブピン501をスルーホールに挿入
し、パソンの指令に基づいて検出回路502を動作させて
検査を行う。検査終了後や他の作業を行う時はシリンダ
504を下げて基板ステージ30との干渉を防止する。The operation procedure of the post-insertion inspection unit starts from the time when the electronic component is completely inserted into the board, and first, based on the position correction data when the electronic component and the board are aligned, the three motors 505, 506, 507 are operated. The amount of movement is calculated with a personal computer, and the motor is rotated and the inspection head is aligned. Then cylinder 50
4 is raised to insert the probe pin 501 into the through hole, and the detection circuit 502 is operated based on a command from the person to perform an inspection. Cylinder after inspection or when performing other work
504 is lowered to prevent interference with the substrate stage 30.
第26図の微動機構を更に詳しく説明すると、微動プレ
ート508の裏面には第27図に示す正方形のプロック509が
取付けられ、この側面に接するように三個のローラ510,
511,512が設けられている。各ローラはねじ軸513に固定
され、ねじ軸513はギア514,515を介してモータ505で駆
動される機構となつている。各軸の移動量をそれぞれx,
y1,y2とすると、微動機構を図のX方向に駆動する時は
モータ505のみを回転して−xだけ移動させる。Y方向
へ駆動する時はモータ511,512を同量回転してy1=y2だ
け移動させる。微動機構を回転させる時はモータ505は
停止したままモータ511と512をそれぞれ逆方向に駆動す
る。この時の移動量y1,y2は微動回転角をθ、ローラ51
1,512間の距離をlとすると、 と表わされ、この(7)式に従つて移動を行えば精度的
に十分な回転微動が行える。本微動機構のX,Y、回転の
各方向への動作範囲はあまり大きくする必要はない。そ
の理由は電子部品の基板への挿入およびそれに引き続き
行われる挿入後検査は同じ位置で行われるため、予め挿
入後検査部の位置を挿入位置に設定すれば微動機構の動
作範囲は電子部品や基板の寸法誤差に対応するだけで良
いからである。To describe the fine movement mechanism in FIG. 26 in more detail, a square block 509 shown in FIG. 27 is attached to the back surface of the fine movement plate 508, and three rollers 510,
511 and 512 are provided. Each roller is fixed to a screw shaft 513, and the screw shaft 513 is a mechanism driven by a motor 505 via gears 514 and 515. The movement amount of each axis is x,
If y 1 and y 2 are set, when the fine movement mechanism is driven in the X direction in the figure, only the motor 505 is rotated and moved by -x. When driving in the Y direction, the motors 511 and 512 are rotated by the same amount and moved by y 1 = y 2 . When rotating the fine movement mechanism, the motors 511 and 512 are driven in opposite directions while the motor 505 is stopped. The movement amounts y 1 and y 2 at this time are the fine rotation angle θ and the roller 51
If the distance between 1,512 is l, If the movement is performed in accordance with the equation (7), it is possible to perform fine rotational fine movement with high accuracy. It is not necessary to make the operating range of the fine movement mechanism in each of the X, Y and rotation directions so large. The reason is that the insertion of the electronic component into the substrate and the subsequent post-insertion inspection performed at the same position are performed at the same position. Therefore, if the position of the post-insertion inspection unit is set to the insertion position in advance, the operating range of the fine movement mechanism is the electronic component or the substrate. This is because it is sufficient to deal with the dimensional error of.
次に挿入後検査ヘッドの構成について述べる。 Next, the structure of the post-insertion inspection head will be described.
第28図は検出ヘッド部の構成を示す斜視断面図であ
る。電子部品1の端子ピン2とそれに対応するそれぞれ
の位置にガイド516に支承されているプローブピン501が
形成され、プローブピン501の直下には押しブロック517
がある。またガイド516に密接して電極板518,519および
加圧導電シート520が配設されている。電気板518,519と
しては端子ピンに対応する位置に電極521,522の形成さ
れているフレキシブル基板を用い、さらに電極板521に
は後に述べる目的のために突起状のポスト535を設けて
いる。FIG. 28 is a perspective sectional view showing the structure of the detection head unit. The terminal pin 2 of the electronic component 1 and the probe pin 501 supported by the guide 516 are formed at the respective positions corresponding to the terminal pin 2 and the push block 517 is provided immediately below the probe pin 501.
There is. Further, the electrode plates 518, 519 and the pressure conductive sheet 520 are arranged in close contact with the guide 516. A flexible substrate having electrodes 521, 522 formed at positions corresponding to the terminal pins is used as the electric plates 518, 519, and the electrode plate 521 is provided with a projection-shaped post 535 for the purpose described later.
電子部品1の端子ピン2は基板3のスルーホールに挿
入される。この時個々の端子ピンがスルーホールに完全
に入つていれば、検査ヘッド部500のブロープピン501を
押し、この力は押しブロック517を介して、電極板518,5
19とこの両者にはさみこまれた加圧導電シート520に伝
えられる。加圧導伝シート520は一定値以上の力が加え
られると、その部分の電気抵抗が急激に減少する特性を
持つているため、プローブピン501による加圧力が加え
られると、対応する電極521,522が導通し電子部品1の
基板3への挿入が成功であることを検出することができ
る。The terminal pin 2 of the electronic component 1 is inserted into the through hole of the substrate 3. At this time, if each terminal pin is completely inserted in the through hole, the probe pin 501 of the inspection head unit 500 is pushed, and this force is applied through the pushing block 517 to the electrode plates 518,5.
It is transmitted to the pressure conductive sheet 520 sandwiched between 19 and both. Since the pressure transmission sheet 520 has a characteristic that the electric resistance of the portion rapidly decreases when a force of a certain value or more is applied, and therefore when the pressure applied by the probe pin 501 is applied, the corresponding electrodes 521, 522 are formed. It is possible to detect the success and the successful insertion of the electronic component 1 into the substrate 3.
導通を利用した検出方法の一例として第29図(a)に
示すように、基板の裏面に密接して配置される可撓性を
有する導電シート524と、電子部品531の端子ピン532に
対応した位置に開口部525を有する絶縁シート526と、絶
縁シート526の開口部525に対応した位置に個別に配置さ
れた電極529と、絶縁シート523、絶縁板528、検出回路5
30から成り立つており、電子部品531の端子ピン532をプ
リント基板534の所定の挿入穴に挿入すると、第29図
(b)に示すように導電シート524が端子ピン532で圧下
されて下方に変形し、その変形部が絶縁シート526の開
口部525を介してその下の個別電極529に接触することに
より回路の導通が完成し、端子ピン532が挿入穴に所定
位置まで挿入されたことが検出回路530で確認されると
いうものがある。As an example of the detection method using conduction, as shown in FIG. 29 (a), a flexible conductive sheet 524 closely arranged on the back surface of the substrate and a terminal pin 532 of the electronic component 531 are supported. An insulating sheet 526 having an opening 525 at a position, electrodes 529 individually arranged at positions corresponding to the opening 525 of the insulating sheet 526, an insulating sheet 523, an insulating plate 528, and a detection circuit 5
When the terminal pin 532 of the electronic component 531 is inserted into a predetermined insertion hole of the printed board 534, the conductive sheet 524 is pressed down by the terminal pin 532 and deformed downward as shown in FIG. 29 (b). Then, the deformed portion comes into contact with the individual electrode 529 thereunder through the opening 525 of the insulating sheet 526 to complete circuit continuity, and it is detected that the terminal pin 532 has been inserted into the insertion hole to a predetermined position. Something is confirmed by circuit 530.
この検出方法において、端子ピン532の先端が平坦な
形状をした電子部品の場合は有効であるが、挿入率向上
を目的として端子ピン先端を鋭利な形状(例えばVカッ
ト)にした電子部品を使用したものについては、絶縁シ
ートに損傷を与える恐れがあり、適用に制限がある。ま
た導電性シートが端子ピンによつて撓まされ、狭い開口
部を介して電極と接触されるので導電性シートを電極と
接触させるだけの力が端子ピンに加わり、そのため端子
ピン径の細い本発明の対象部品等については端子ピンが
折れ曲つてしまう可能性がある。In this detection method, it is effective in the case of an electronic component in which the tip of the terminal pin 532 is flat, but an electronic component in which the tip of the terminal pin is sharp (for example, V-cut) is used for the purpose of improving the insertion rate. There is a possibility that the insulating sheet may be damaged and the application is limited. Further, since the conductive sheet is bent by the terminal pin and comes into contact with the electrode through the narrow opening, a force sufficient to bring the conductive sheet into contact with the electrode is applied to the terminal pin, and therefore a book with a small terminal pin diameter is used. The terminal pins of the subject parts of the invention may be bent.
本実施例では上記問題点にの対応できる装置構成であ
る。The present embodiment has an apparatus configuration that can deal with the above problems.
第30図に示すプローブピン501は、電子部品1の端子
ピン2に接触してその押圧力を押しブロック517に伝達
させる。押しブロック517はさらにプローブピン501によ
る電極板518の損傷を防ぐと共に押圧力を平均した力に
分散させて加圧導電シート520に伝える。The probe pin 501 shown in FIG. 30 contacts the terminal pin 2 of the electronic component 1 and transmits the pressing force to the pressing block 517. The pressing block 517 further prevents the electrode plate 518 from being damaged by the probe pin 501 and disperses the pressing force into an averaged force to transmit it to the pressing conductive sheet 520.
電極板518,519には各々第32図(a),(b)に示す
電極パターンが加圧導電シート520側に向いた面に形成
されている。また電極板518については、プローブピン5
01の自重によつて加圧導電シート520に加圧れないよ
う、ポスト535を形成しこれを防止している。Electrode patterns shown in FIGS. 32 (a) and 32 (b) are formed on the electrode plates 518 and 519, respectively, on the surface facing the pressure conductive sheet 520. For electrode plate 518, probe pin 5
A post 535 is formed to prevent the pressure conductive sheet 520 from being pressed by its own weight of 01 to prevent this.
従つて第31図(a)に示すように、端子ピン2が挿入
穴に円滑に挿入されると端子ピン2がプローブピン501
を下方に押しつけ、加圧導電シート520が加圧され、加
圧された付近が絶縁状態から導電状態に変わり、電極52
1,522間の導通が完成される電子部品1の挿入が成功で
あることが検出できる。しかしながら、第31図(b)に
示すように、電子部品1の端子ピン2aが挿入穴に挿入さ
れず折れ曲つているとプローブピン501は下降せず加圧
導電シート520は加圧されないので、電極521,522間の導
通は完成されず挿入不良と検出される。Therefore, as shown in FIG. 31 (a), when the terminal pin 2 is smoothly inserted into the insertion hole, the terminal pin 2 becomes the probe pin 501.
Is pressed downwards, the pressure conductive sheet 520 is pressed, and the vicinity of the pressure is changed from the insulating state to the conductive state.
It can be detected that the insertion of the electronic component 1 in which the conduction between the 1,522 is completed is successful. However, as shown in FIG. 31 (b), when the terminal pin 2a of the electronic component 1 is not inserted into the insertion hole and is bent, the probe pin 501 does not descend and the pressure conductive sheet 520 is not pressed. The conduction between the electrodes 521 and 522 is not completed and it is detected that the insertion is defective.
第33図は全ての端子ピンが挿入された時に、加圧導電
ゴム520を介して形成される導通経路を示している。上
側の電極518を完線で、下側の径519を破線で示し、端子
ピンからの圧力により加圧導電ゴムが短絡したことを示
すために抵抗の記号を記入してある。上側および下側の
電極518,519はそれぞれ互い違い2個ずつパタン接続さ
れているので、全ての端子ピンによる加圧力が加えられ
た時は横一列の導通経路が構成され、両端の電極519′,
519″に接続されている端子X1,Y間は導通となる。しか
しこの横一列の経路の中に1本でも挿入されていない端
子があつた場合、それに対応した電極間が絶縁状態とな
るため端子X1,Y間は絶縁となる。従つて電子部品を挿入
して全プローブピンを基板穴に入れた状態で端子X1,
X2,…間の導通状態を調べることによつて、その電子部
品に挿入不良ピンが含まれるかどうかを検査することが
できる。FIG. 33 shows a conduction path formed through the pressure conductive rubber 520 when all the terminal pins are inserted. The upper electrode 518 is shown in a complete line, the lower diameter 519 is shown in a broken line, and a resistance symbol is shown to show that the pressure conductive rubber is short-circuited by the pressure from the terminal pin. Since the upper and lower electrodes 518 and 519 are connected in a pattern of two staggered patterns, a horizontal one-row conduction path is formed when pressure is applied by all the terminal pins, and electrodes 519 ′,
There is conduction between terminals X 1 and Y connected to 519 ″. However, if there is any terminal not inserted in this horizontal line, the corresponding electrodes will be insulated. Therefore, insulation is provided between terminals X 1 and Y. Therefore, with the electronic components inserted and all probe pins inserted into the board holes, terminals X 1 and
By checking the conduction state between X 2 , ..., It is possible to check whether or not the electronic component includes a defective insertion pin.
次に挿入後検査装置における検出ヘッド部と検出回路
部の接続構造に関して説明する。Next, the connection structure of the detection head unit and the detection circuit unit in the post-insertion inspection device will be described.
上記検出ヘッド部500における電極間の導通判定は、
電極521,522と接続する信号ケーブルを介して検出回路
に導かれ行われる。その際、電子部品1の端子ピン2の
数が多いと信号ケーブルの数も非常に増えてしまい、本
発明の対象部品の場合数十本の信号ケーブルを必要とす
る。このように信号ケーブル数が増えると、検出ヘッド
部500からの配線取出し方法が問題となる。この場合信
号ケーブルは検出ヘッド500の上下運動や基板ステージ3
0の運動に際して完全い保護されている必要があり、ま
たノイズ等に対する検出の安定性からも多数本の信号ケ
ーブルを長々と取り廻すことは好ましくない。Conduction determination between the electrodes in the detection head unit 500,
It is conducted by being guided to a detection circuit through a signal cable connected to the electrodes 521 and 522. In that case, if the number of terminal pins 2 of the electronic component 1 is large, the number of signal cables will also increase significantly, and in the case of the target component of the present invention, several tens of signal cables are required. When the number of signal cables increases in this way, the method of extracting the wiring from the detection head unit 500 becomes a problem. In this case, the signal cable moves up and down the detection head 500 and the substrate stage 3
It is necessary to be completely protected in the movement of 0, and it is not preferable to keep a large number of signal cables for a long time in view of stability of detection against noise and the like.
第34図は本発明による検出ヘッド部と検出回路部が一
体となつた装置の断面を示す。第34図において、ガイド
516とプレート536との間に、加圧導電シート520とこれ
をはさむ2枚のフレキシブル基板518,519(電極板)が
収納され検出ヘッド部500を構成する。検出回路部540は
この検出ヘッド部500の直下に配設されている。フレキ
シブル基板518,519には周辺部から配線パターンを有す
る配線取出部537,538がケーブル状に延長して形成され
ており、それぞれ下方に屈曲して、検出回路基板541,54
1′上に設けた基板コネクタ542,542′に接続される。検
出回路基板539,541,541′から外部へ接続するケーブル
は、検出ヘッド部500と検出回路部540を搭載したベース
543の小穴544を通つて下方へ導かれる。検出ヘッド部50
0と検出回路部540は、ベース543の下方に配設されたガ
イド部545をシリンダ546からなる昇降機構547により上
下運動を行う。フレキシブル基板518,519からの配線取
出部537,538はベース543の周囲に装着したカバー548に
より保護され、外部に露出することはない。FIG. 34 shows a cross section of an apparatus in which a detection head unit and a detection circuit unit according to the present invention are integrated. In Fig. 34, the guide
The pressure conductive sheet 520 and two flexible substrates 518 and 519 (electrode plates) sandwiching the pressure conductive sheet 520 are housed between the plate 516 and the plate 536 to form the detection head unit 500. The detection circuit unit 540 is arranged immediately below the detection head unit 500. The flexible boards 518 and 519 are provided with wiring lead-out portions 537 and 538 having a wiring pattern extending from the periphery to form a cable shape, and are bent downward to detect the detection circuit boards 541 and 54, respectively.
It is connected to the board connectors 542, 542 'provided on the 1'. The cable that connects the detection circuit board 539, 541, 541 'to the outside is the base on which the detection head unit 500 and the detection circuit unit 540 are mounted.
It is guided downward through a small hole 544 in 543. Detection head section 50
0 and the detection circuit unit 540 vertically move the guide unit 545 arranged below the base 543 by the lifting mechanism 547 including the cylinder 546. The wiring lead-out portions 537, 538 from the flexible boards 518, 519 are protected by a cover 548 mounted around the base 543 and are not exposed to the outside.
第35図は検出回路部540の回路構成を示す図で、549は
加圧導電シート520とフレキシブル基板518,519の電極52
1,522によつて構成されるスイッチ群を表わす。アナロ
グマルチプレクサ550(MX−1〜MX−8)は、入力信号
A,B,Cの組み合わせによつて、X端子へのアナログ入力
信号(+V)をX1〜X9のどれか一つの端子に伝達する。
デジタルマルチプレクサ551(DMX)は、複数個あるいは
アナログマルチプレクサ550のうち動作するものを一つ
だけ信号Iによつて選択する。以上の切替部がフレキシ
ブル基板518,519の電極521,522と加圧導電シート549に
よつて構成される直列状の導通経路に対応してこれらの
中から検査を行う導通経路を選択する。FIG. 35 is a diagram showing a circuit configuration of the detection circuit unit 540, and 549 is a pressure conductive sheet 520 and electrodes 52 of the flexible substrates 518 and 519.
A switch group composed of 1,522 is shown. The analog multiplexer 550 (MX-1 to MX-8) is the input signal
Depending on the combination of A, B and C, the analog input signal (+ V) to the X terminal is transmitted to any one terminal of X 1 to X 9 .
The digital multiplexer 551 (DMX) selects one of a plurality of analog multiplexers 550 that operates, or one of the analog multiplexers 550, by the signal I. The above-mentioned switching unit corresponds to the serial conductive path formed by the electrodes 521 and 522 of the flexible substrates 518 and 519 and the pressure conductive sheet 549, and selects a conductive path to be inspected from these.
アナログマルチプレクサ550により選択された導通経
路の導通状態は反転回路552とトランジスタ553により増
幅され出力される。このような回路を用いると、外部へ
の信号ケーブルの本数は数本に減少する。The conduction state of the conduction path selected by the analog multiplexer 550 is amplified and output by the inverting circuit 552 and the transistor 553. When such a circuit is used, the number of signal cables to the outside is reduced to several.
(発明の効果) 以上詳細に説明してきたように本発明によれば、多ピ
ン部品の平面上に連続して配された端子ピンの全てを一
括して高精度の矯正することができ、また全端子ピンを
レーザにより列ごとに一括して測定できるので全端子ピ
ンの位置に基づいた位置合わせと許容範囲を越えた曲が
りを生じた端子ピンの検出が行え、最小二乗法によつて
全てのピンと基板の位置関係を考慮に入れた位置合わせ
補正量を算出するのでより高精度に位置合わせをするこ
とができ、更に多ピン部品を基板に挿入する際オンライ
ンで挿入異常を検出するので挿入不可能な端子ピンの破
損を未然に防止でき、多ピン部品の挿入後に基板裏側か
らスルーホール内に全ての端子ピンが挿入されているこ
とを確認するので挿入不良が生じたまま次の工程へ進行
することを防止できるので、この種非常に多数の端子ピ
ンを持つた電子部品のプリント基板への挿入工程におけ
る、その成功率増大による工程の効率向上、製品および
部品自体に対する安全性向上の効果がある。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, all of the terminal pins continuously arranged on the plane of a multi-pin component can be collectively corrected with high precision, and Since all terminal pins can be collectively measured by laser for each row, it is possible to perform alignment based on the position of all terminal pins and to detect terminal pins that are bent beyond the permissible range. The alignment correction amount is calculated in consideration of the positional relationship between the pins and the board, so that the alignment can be performed with higher accuracy, and an insertion error is detected online when a multi-pin component is inserted into the board. It is possible to prevent possible damage to the terminal pins, and after inserting the multi-pin component, it is confirmed that all the terminal pins are inserted into the through holes from the back side of the board, so proceed to the next step with defective insertion. Do Since it is possible to prevent this, there is an effect of improving the efficiency of the process due to the increased success rate in the process of inserting an electronic component having such a large number of terminal pins into the printed circuit board and improving the safety of the product and the component itself. .
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図は本発
明装置による電子部品挿入工程フロー図、第3図は本発
明の実施例における制御部構成を示す図、第4図は端子
矯正部の機構を表した斜視図、第5図(a),(b)は
ブレードの移動と端子ピンの変形を示す図、第6図は端
子ピンに与える変形動作を示した図、第7図は1本の端
子ピンの変形特性を示した図、第8図は第7図に示す変
形特性を第6図の矯正動作に適用した時を表わす図、第
9図はレーザ光を利用した端子ピン測定の基本構成を示
す斜視図、第10図は端子ピン測定における測定原理を表
した概念図、第11図はレーザ光で端子ピンを測定した時
の斜視図、第12図はレーザ光による端子ピンの測定状態
を示す上面図、第13図(a),(b)、第14図(a),
(b)はレーザ光で端子ピンを走査した模式図およびそ
の時のレーザ光量と時間の関係を表わすグラフ、第15図
および第16図は測定方法の説明図、第17図は挿入不可能
な端子ピンを含む場合の端子ピン列を示す図、第18図は
端子ピンの基準位置からのずれを求める方法を説明する
ための図、第19図はカメラ測定時の穴位置と電子部品の
位置関係を示した図、第20図は最小二乗による補正移動
量算出法の概念を示す図、第21図はオンライン挿入異常
検出を行うための構成を示した斜視図、第22図は振動部
の断面図、第23図は挿入可と挿入不可の場合での加振周
波数とそのときのヘッドの加速度振幅を表わしたグラ
フ、第24図(a),(b)は挿入可と挿入不可の場合で
の振動波形の周波数分析図、第25図は信号分析器の構成
および動作原理を示す図、第26図は挿入後検査部の構成
を示す斜視図、第27図は微動機構を示した模式図、第28
図は検出ヘッド部の一部断面斜視図、第29図(a),
(b)は導通を利用した検査装置例の断面図、第30図、
第31図(a),(b)は本実施例による検査ヘッドの断
面図、第32図(a),(b)はフレキシブル基板上の電
極パターン図、第33図は全端子ピン検査時に構成される
導通経路を示す斜視図、第34図は本発明による検査ヘッ
ド部と検出回路を収納する部分の縦断面図、第35図は検
出回路部の回路構成図、第36図は本実施例で用いた電子
部品の下面および側面図である。 1……電子部品、2……端子ピン、3……基板、20……
挿入ヘッド、27……モータ、30……基板ステージ、31…
…テレビカメラ、32……モニタテレビ、35……矯正部、
37……挿入後検査部、150……矯正ツール、151……ブレ
ード、204……レーザ測定機の投光部、205……レーザ測
定機の受光部、207……ダミーピン、211……シヤッタ
ー、214……ポリゴンミラー、401……回転機構、402,40
3……波ばね、406……加振装置、407……発振器、409…
…加速度検出器、411……信号分析器、419……判定器、
500……検査ヘッド、501……プローブピン、503……ガ
イド機構、505,506,507……モータ、517……押しブロッ
ク、518,519……電極板(フレキシブル基板)、520……
加圧導電シート、521,522……電極、535……ポスト、54
0……検出回路部、537,538……配線取出部、539,541,54
1′……検出回路基板、542,542′……基板コネクタ、54
3……ベース、545……ガイド部、546……シリンダ、547
……昇降機構、548……カバー、550……アナログマルチ
プレクサ、551……デジタルマルチプレクサ、553……ト
ランジスタ。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart of an electronic component inserting process by the device of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing a control unit configuration in an embodiment of the present invention, and FIG. Is a perspective view showing the mechanism of the terminal correction unit, FIGS. 5 (a) and 5 (b) are diagrams showing movement of the blade and deformation of the terminal pin, and FIG. 6 is a diagram showing deformation operation given to the terminal pin, FIG. 7 is a diagram showing the deformation characteristic of one terminal pin, FIG. 8 is a diagram showing the deformation characteristic shown in FIG. 7 when it is applied to the correction operation of FIG. 6, and FIG. A perspective view showing the basic configuration of the terminal pin measurement used, FIG. 10 is a conceptual diagram showing the measurement principle in the terminal pin measurement, FIG. 11 is a perspective view when the terminal pin is measured with laser light, and FIG. 12 is Top view showing the measurement state of the terminal pin by laser light, FIG. 13 (a), (b), FIG. 14 (a),
(B) is a schematic diagram of scanning the terminal pin with laser light and a graph showing the relationship between the laser light quantity and time at that time, FIGS. 15 and 16 are explanatory diagrams of the measuring method, and FIG. 17 is a non-insertable terminal. FIG. 18 is a diagram showing a terminal pin row in the case of including pins, FIG. 18 is a diagram for explaining a method for obtaining the deviation of the terminal pin from the reference position, and FIG. 19 is a positional relationship between hole positions and electronic parts during camera measurement. Fig. 20 is a diagram showing the concept of the correction movement amount calculation method by least squares, Fig. 21 is a perspective view showing a configuration for performing online insertion abnormality detection, and Fig. 22 is a cross section of the vibrating part. Figures and 23 are graphs showing the vibration frequency and the acceleration amplitude of the head at that time with and without insertion. Figures 24 (a) and (b) show the cases with and without insertion. Fig. 25 is a frequency analysis diagram of the vibration waveform of Fig. 25. Fig. 25 is a diagram showing the configuration and operating principle of the signal analyzer. FIG. 26 is a perspective view showing the configuration of the inspection unit after insertion, FIG. 27 is a schematic view showing the fine movement mechanism, and FIG.
The figure shows a partial cross-sectional perspective view of the detection head, Fig. 29 (a),
(B) is a cross-sectional view of an example of an inspection device using continuity, FIG. 30,
FIGS. 31 (a) and 31 (b) are sectional views of the inspection head according to this embodiment, FIGS. 32 (a) and 32 (b) are electrode pattern diagrams on a flexible substrate, and FIG. 33 is a configuration at the time of inspecting all terminal pins. FIG. 34 is a perspective view showing a conduction path to be formed, FIG. 34 is a vertical sectional view of a portion accommodating an inspection head portion and a detection circuit according to the present invention, FIG. 35 is a circuit configuration diagram of the detection circuit portion, and FIG. 36 is this embodiment. 3A and 3B are a bottom view and a side view of the electronic component used in FIG. 1 ... Electronic parts, 2 ... Terminal pins, 3 ... Substrate, 20 ...
Insertion head, 27 ... Motor, 30 ... Substrate stage, 31 ...
… TV camera, 32… Monitor TV, 35… Correction department,
37 …… Inspection section after insertion, 150 …… Correcting tool, 151 …… Blade, 204 …… Laser measuring machine light emitting section, 205 …… Laser measuring machine light receiving section, 207 …… Dummy pin, 211 …… Shutter, 214 …… Polygon mirror, 401 …… Rotating mechanism, 402,40
3 ... Wave spring, 406 ... Exciter, 407 ... Oscillator, 409 ...
… Accelerometer, 411 …… Signal analyzer, 419 …… Judge,
500 ... Inspection head, 501 ... Probe pin, 503 ... Guide mechanism, 505, 506, 507 ... Motor, 517 ... Push block, 518, 519 ... Electrode plate (flexible substrate), 520 ...
Pressurized conductive sheet, 521,522 …… electrode, 535 …… post, 54
0 …… Detection circuit section, 537,538 …… Wiring extraction section, 539,541,54
1 '... Detection circuit board, 542, 542' ... Board connector, 54
3 ... Base, 545 ... Guide part, 546 ... Cylinder, 547
...... Lifting mechanism, 548 ...... Cover, 550 ...... Analog multiplexer, 551 ...... Digital multiplexer, 553 ...... Transistor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福岡 洋一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−121499(JP,A) 特開 昭62−5686(JP,A) 特開 昭63−8505(JP,A) 特開 昭59−29499(JP,A) 特開 昭58−131797(JP,A) 特開 昭62−285500(JP,A) 特開 昭62−190800(JP,A) 実開 昭61−9899(JP,U) 実開 昭59−191757(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Yoichi Fukuoka, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Hitachi, Ltd., Institute of Industrial Science (56) Reference JP-A-61-121499 (JP, A) JP JP 62-5686 (JP, A) JP 63-8505 (JP, A) JP 59-29499 (JP, A) JP 58-131797 (JP, A) JP 62-285500 (JP , A) JP 62-190800 (JP, A) Actually open 61-9899 (JP, U) Actually open 59-191757 (JP, U)
Claims (9)
部品をプリント基板に設けられたスルーホールに挿入す
る電子部品の挿入方法において、 電子部品の全ての端子の先端位置のピッチがほぼ等しく
なるよう該端子を矯正し、 次に該電子部品の端子先端の位置を測定し、 前記電子部品の端子先端のピッチが等しくなければ前記
矯正を再び行ない、 前記ピッチがほぼ等しければ前記プリント基板の位置ず
れを計算して位置合わせを行ない、 前記電子部品を前記プリント基板に挿入する方向に振動
させ、 前記プリント基板のスルーホールに挿入する際、 前記電子部品又はプリント基板の低域及び高域周波数の
振動レベルを検出し、 該低域周波数の振動レベルが所定のレベルより大きく、
かつ高域周波数成分が所定のレベルより小さい場合に挿
入することを特徴とする電子部品の挿入方法。1. A method of inserting an electronic component having a pin grid array-shaped terminal into a through hole provided on a printed circuit board, wherein the pitches of the tip positions of all the terminals of the electronic component are substantially equal. The terminals are rectified, then the positions of the terminal tips of the electronic parts are measured, and if the pitches of the terminal tips of the electronic parts are not equal, the correction is performed again. If the pitches are substantially equal, the printed circuit board is displaced. The position of the electronic component or the printed circuit board is oscillated in the direction of inserting the printed circuit board into the through hole of the printed circuit board, and the electronic component or the printed circuit board is oscillated at low and high frequencies. The level is detected, and the vibration level of the low frequency is higher than a predetermined level,
A method of inserting an electronic component, characterized in that the electronic component is inserted when the high frequency component is smaller than a predetermined level.
つ任意の方向で位置決め可能なチャック機構と、 部品を把持した部分に任意の振幅、周波数で機械的に加
振する機構と、 部品を含んだこれらの部分に上下に振動可能に支持する
機構と、 電子部品と共に振動する部分の振動を検出分析する手段
を備えたヘッドを有し、 ヘッドを上下運動して電子部品をプリント基板に挿入可
能な昇降軸を有し、 更にヘッドを横方向に移動しかつ停止可能な移動機構を
有し、 ヘッド挿入位置直下にはプリント基板を載せて直角2方
向に移動し位置決め可能なステージ機構と、 ステージ上のプリント基板のスルーホールをカメラでと
らえその位置を測定する手段と、 同じくヘッド挿入位置にて電子部品の端子に横方向から
レーザスキャン光を照射してその位置を測定する手段を
有し、 前記ステージの隣りにてかつヘッドが移動可能な位置に
端子矯正装置を設けたことを特徴とする電子部品の挿入
装置。2. A chuck mechanism that can rotate in a horizontal plane while holding a component and can be positioned in an arbitrary direction; a mechanism that mechanically vibrates a portion that grips the component at an arbitrary amplitude and frequency; It has a head that has a mechanism that vertically supports these included parts and that can detect and analyze the vibration of the part that vibrates together with the electronic parts.The head is moved up and down to insert the electronic parts into the printed circuit board. And a stage mechanism that has a movable vertical axis and a moving mechanism that can move and stop the head laterally, and that can mount and position the printed circuit board immediately below the head insertion position and can move in two directions at right angles. A means to measure the position of the through-hole on the printed circuit board on the stage with a camera, and also to irradiate the terminal of the electronic component with laser scanning light from the lateral direction at the head insertion position. And means for measuring the position, the insertion device of the electronic component, characterized in that a terminal straightening device next in and head that are movable position of the stage.
て、 挿入終了した電子部品の端子がスルーホール内にあるこ
とを基板裏側から検出することを特徴とする電子部品の
挿入方法。3. The method of inserting an electronic component according to claim 1, wherein it is detected from the back side of the substrate that the terminal of the electronic component that has been inserted is in the through hole.
子部品の端子ピンと同数で同じ配置を持つプローブピン
と、該プローブピンにスルーホール内に挿入された端子
ピン先端が接するとその圧力を検知する手段を有した検
査ヘッドを有し、該検査ヘッドのプローブピンをプリン
ト基板の検査対象スルーホールに位置合わせする微動機
構および位置決め終了後にプローブピンがスルーホール
内の端子ピンに接触するまで検査ヘッドを上昇する機構
を備えたことを特徴とする挿入装置。4. The insertion device according to claim 2, wherein the probe pins are provided on the back side of the printed circuit board immediately below the head insertion position and have the same number and the same arrangement as the terminal pins of the electronic component, and the probe pins are inserted into the through holes. When the tip of the terminal pin is contacted, it has an inspection head having means for detecting the pressure, the fine movement mechanism for aligning the probe pin of the inspection head with the through hole of the printed circuit board to be inspected, and the probe pin after the positioning is completed. An insertion device comprising a mechanism for raising an inspection head until it comes into contact with a terminal pin in a through hole.
隔で多列平行に植え付けた矯正ツールを電子部品の端子
の各列に押しあて、前記帯状板の植え付け方向と直角な
方向に移動して各端子に変形を与え、しかる後に矯正部
全体を90°回転して前と直角な方向に矯正を与える電子
部品の矯正方法において、 まず端子の各列を精度良く矯正するために最小限必要な
一定の矯正量Tだけ中心を境にして一方向に変形させ、 次に反対方向にTだけ変形させ、 最後に各端子のスプリングバック量を見越した矯正量S
だけ変形させて端子を所定の位置に揃える三段階の動作
を与えることを特徴とする端子矯正装置。5. A straightening tool, in which a strip-shaped thin plate is planted in parallel in multiple rows at equal intervals with terminals of an electronic component, is pressed against each row of terminals of the electronic component and moved in a direction perpendicular to the planting direction of the strip-shaped plate. Then, each terminal is deformed, and then the entire correction section is rotated 90 ° to correct it in the direction perpendicular to the front.First, in order to correct each row of terminals accurately, the minimum It is deformed in one direction with the required constant correction amount T as the boundary, and then it is deformed in the opposite direction by T, and finally, the correction amount S in anticipation of the springback amount of each terminal.
A terminal straightening device, characterized in that it is given a three-step operation of deforming only the terminals to align them in a predetermined position.
子と穴の中心間距離の二乗和が最小となるよう電子部品
およびプリント基板の基準位置からの補正量を算出し、 これに基づいて位置合わせを行なうことを特徴とする電
子部品の挿入方法。6. The insertion method according to claim 1, wherein the sum of squares of the distance between the centers of the terminals and the holes is minimized by using the position measurement data of the tips of the terminals and the centers of the holes. An electronic component insertion method, characterized in that a correction amount from a reference position is calculated, and alignment is performed based on the calculated correction amount.
動状態を加速度検出器で検出し、 挿入不可能な端子が存在する場合に生じる検出波形の振
幅の変化または検出波形に含まれる高次振動成分の増加
のいずれか一方の現象が現れた時に挿入異常として挿入
を中止して端子破損を防ぐことを特徴とする電子部品の
挿入方法。7. The detection method according to claim 1, wherein a vibration is applied to an electronic component which is being inserted into a printed circuit board and the vibration state is detected by an acceleration detector, and a detection waveform is generated when a non-insertable terminal exists. A method of inserting an electronic component, characterized in that when any one of a change in the amplitude of the signal and an increase in a higher-order vibration component included in the detected waveform appears, the insertion is stopped as an insertion error to prevent terminal damage.
ピンと、 該プローブピンと同数の電極およびプローブピンの自重
による加圧防止用ポストを有する一対の可撓性プリント
基板と圧力の刺激に応じて抵抗変化を示す導電素子から
成ることを特徴とする電子部品の端子挿入不良検査ヘッ
ド。8. The insertion device according to claim 4, wherein the inspection head has probe pins corresponding to the terminal pins in a one-to-one correspondence, and a pair of flexible members having the same number of electrodes as the probe pins and posts for preventing pressure by the weight of the probe pins. Insertion head inspection head for electronic parts, comprising a conductive printed circuit board and a conductive element that exhibits a resistance change in response to a pressure stimulus.
部の直下に配置し、 前記可撓性プリント基板の周辺部を延長して形成した配
線取出部を下方に屈曲して、検出回路基板上に設けた基
板コネクタに直接接続したことを特徴とする電子部品の
端子ピン挿入検出装置。9. The inspection head according to claim 8, wherein an electric circuit portion for detecting a resistance change of the conductive element is arranged directly below the inspection head portion, and a peripheral portion of the flexible printed circuit board is extended and formed. A terminal pin insertion detection device for an electronic component, characterized in that the wiring lead-out portion is bent downward and directly connected to a board connector provided on a detection circuit board.
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JP63232449A JP2510695B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Method and device for inserting multi-pin component |
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JP63232449A JP2510695B2 (en) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | Method and device for inserting multi-pin component |
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Family
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Family Applications (1)
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-
1988
- 1988-09-19 JP JP63232449A patent/JP2510695B2/en not_active Expired - Lifetime
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