JP4356796B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品の実装方法に関するものである。

電子部品の実装装置においては、テープフィーダなどのパーツフィーダが多数台設けられており、これらのパーツフィーダでは複数種類の電子部品が移載ヘッドによるピックアップ位置に供給される。そして生産対象品種が切り替わると、これらのパーツフィーダの配置換えや他のパーツフィーダとの交換が行われる。

このパーツフィーダの配置換えや交換などの配列作業は、従来品種切り換えに先立って予め作成されるフィーダ配置データに従って行われていた。このフィーダ配置データは各パーツフィーダに収納される電子部品の種類とパーツフィーダ配置との関連を示すものである。このため、パーツフィーダの配列作業においては、作業者は予め作成されたフィーダ配置データに従って、供給部の指定された位置に指定されたパーツフィーダを装着する必要があり、データとの照合や確認のために手間と時間を要していた。そして配列作業において配列ミスがあった場合には、吸着ミスや実装ミスを生ずる場合があるという問題点があった。

そこで本発明は、パーツフィーダの配列作業を容易に行え、吸着ミスや実装ミスを減少させることができる電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の電子部品の実装方法は、電子部品の供給部に設けられた複数のパーツフィーダから移載ヘッドにより電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品の実装方法であって、基板への実装に必要な電子部品の種類に基づいて各パーツフィーダを供給部の任意の位置に装着する工程と、前記各パーツフィーダを装着することにより、前記各パーツフィーダに収納される電子部品の種類と前記各パーツフィーダのピックアップ位置での固有の位置ずれ量の学習値とを読み込む工程と、読み込まれた電子部品の種類と前記各パーツフィーダの配列位置とを関連付けることによりフィーダ配置データを生成する工程と、生成されたフィーダ配置データと基板への実装に必要な電子部品の種類と実装座標データである実装データとにより生成された実装動作シーケンスに基づいて実装作業を行う工程と、前記実装作業の開始時には、前記各パーツフィーダから読み込まれた学習値に基づいてピックアップ時の移載ヘッドの位置補正が行われ、さらに前記実装作業ごとにパーツフィーダからピックアップした電子部品を認識し、電子部品のノズルに対する位置ずれ量を検出することにより、前記位置ずれ量の検出結果に基づいて各パーツフィーダの位置ずれ量の学習値を更新する工程とを含み、実装動作中にパーツ切れが生じたならば、前記パーツ切れが生じたパーツフィーダの記憶装置に、その時点での学習値を格納することにより、またはパーツ切れが生じることなく実装を続行している間において、予定の実装作業が完了したか否かが判断され、実装完了であれば、前記各パーツフィーダへその時点での学習値を格納することにより、パーツフィーダは常に更新された学習値を記憶し、前記学習値を用いてピックアップ時の位置補正を行う。

本発明は、基板への実装に必要な電子部品の種類に基づいて各パーツフィーダを供給部の任意の位置に装着するが、その際、各パーツフィーダに収納される電子部品の種類と各パーツフィーダのピックアップ位置での固有の位置ずれ量の学習値とを読み込み、読み込まれた電子部品の種類と各パーツフィーダの配列位置とを関連付けることによりフィーダ配置データを生成して実装作業を行うが、実装作業の開始時には、各パーツフィーダから読み込まれた学習値に基づいてピックアップ時の移載ヘッドの位置補正が行われ、さらに実装作業ごとにパーツフィーダからピックアップした電子部品を認識し、電子部品のノズルに対する位置ずれ量を検出することにより、位置ずれ量の検出結果に基づいて各パーツフィーダの位置ずれ量の学習値を更新し、実装動作中にパーツ切れが生じたならば、パーツ切れが生じたパーツフィーダの記憶装置に、その時点での学習値を格納することにより、またはパーツ切れが生じることなく実装を続行している間において、予定の実装作業が完了したか否かが判断され、実装完了であれば、各パーツフィーダへその時点での学習値を格納することにより、パーツフィーダは常に更新された学習値を記憶し、前記学習値を用いてピックアップ時の位置補正を行うようにしているので、供給部へのパーツフィーダ配列時にはパーツフィーダを任意の位置に装着することができ、配列作業の効率化および配列ミスによる不具合の防止が実現される。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の平面図、図２は同電子部品の実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図３は同電子部品実装方法のフロー図である。

まず図１を参照して電子部品実装装置の構造について説明する。図１において基台１の
中央には、搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬送し、電子部品実装位置にて基板３を位置決めする。搬送路２の両側には、電子部品の供給部４が設けられている。供給部４にはパーツフィーダであるテープフィーダ５が多数台並設されている。テープフィーダ５は電子部品であるチップをピックアップ位置５ａまで供給する。これらのテープフィーダ５は個別に記憶装置５ｂを備えており、後述するようにチップ種類やピックアップ位置５ａにおける各テープフィーダ固有のチップ位置ずれ量の学習値などのフィーダデータを各テープフィーダが記憶している。したがって、テープフィーダ５の記憶装置５ｂは部品データ記憶手段となっている。

基台１の上面の両側端には、Ｙ軸テーブル８Ａおよびスライドガイド８Ｂが並列に配設されており、Ｙ軸テーブル８Ａおよびスライドガイド８Ｂには、Ｘ軸テーブル７が架設されている。Ｘ軸テーブル７には移載ヘッド６が装着されており、Ｘ軸テーブル７およびＹ軸テーブル８Ａを駆動することにより移載ヘッド６は水平移動し、テープフィーダ５のピックアップ位置５ａからチップをピックアップし、基板３上に実装する。このピックアップから実装までの動作途中において、移載ヘッド６のノズルに真空吸着によりピックアップされて保持されたチップは、カメラ９によって下方から撮像され、移載ヘッド６のノズルに対する位置ずれ量が検出される。

次に図２を参照して制御系について説明する。図２において、ＣＰＵ１０は全体制御部であり、プログラム記憶部１１に記憶された各種のプログラムに従って以下に説明する各部の動作制御や演算を行う。プログラム記憶部１１は各種動作や処理に必要なプログラムを記憶する。実装データ記憶部１２は、実装対象の基板３上に実装されるチップの種類や実装座標データなどの実装データを記憶する。フィーダ配置データ記憶部１３は、供給部に装着されるテープフィーダ５に収納されるチップの種類を供給部４におけるテープフィーダ５の配列位置と関連付けるフィーダ配置データを記憶する。学習値記憶部１４は、各テープフィーダ５からチップをピックアップする際に発生する位置ずれ量の学習値、すなわち各テープフィーダ５に固有のチップの位置ずれ量を各テープフィーダごとに記憶する。

フィーダ配置データ生成部１５は、各テープフィーダ５から読み込まれたチップ種類のデータを各テープフィーダの装着位置と関連付けて、フィーダ配置データを自動生成する。生成されたフィーダ配置データは、フィーダ配置データ記憶部１３に格納される。

学習値計算部１６は、各テープフィーダ５からピックアップした状態のチップをカメラ９により撮像して画像認識することにより得られた位置ずれ量のデータに基づいて、ピックアップ位置における各テープフィーダ固有のチップの位置ずれ量の学習値を計算する。ここで求められた学習値は各テープフィーダ５ごとのデータとして学習値記憶部１４に格納される。

モータ駆動部１７は、Ｘ軸テーブル７、Ｙ軸テーブル８Ａおよび移載ヘッド６の上下動テーブル（図示せず）に備えられたＸ軸モータ１８、Ｙ軸モータ１９およびヘッドＺ軸モータ２０を駆動する。画像認識部２１はカメラ９によって撮像された画像データを画像処理することにより、移載ヘッド６のノズルに保持された状態のチップの位置を検出し、ノズルに対するチップの相対的な位置ずれ量を求める。

データ書き込み部２２およびデータ読み込み部２３は、供給部４に装着されるテープフィーダ５に備えられた記憶装置５ｂへのデータ書き込み、および記憶装置５ｂからのデータ読み込みを行う。ここで書き込み・読み取りされるフィーダデータは、前述のチップ種類データおよびピックアップ位置のチップ位置ずれ量の学習値データである。

この電子部品の実装装置は上記の様に構成されており、以下動作について図３のフローに沿って説明する。まず実装作業においては、品種切り替えに伴う段取り替え作業が行われ、供給部４ではテープフィーダ５の配置換えが行われる（ＳＴ１）。この配置換えに際しては、当該実装対象基板への実装に必要なチップ種類を示すデータのみに基づいて各テープフィーダの装着が行われる。すなわち作業者は、当該チップ種類を収納するテープフィーダの供給部４における装着位置を考慮する必要はなく、順不同で任意の位置に装着すればよい。

このテープフィーダの装着により、各テープフィーダ５の記憶装置５ｂから、データ読み込み部２３によって各テープフィーダのフィーダデータ、すなわち当該テープフィーダに収納されているチップ種類と、当該テープフィーダのピックアップ位置での固有の位置ずれ量の学習値が読み込まれる（ＳＴ２）。読み込まれたチップ種類のデータはフィーダ配置データ生成部１５に送られ、ここでフィーダ配置データの自動生成を行う（ＳＴ３）。これにより、供給部４における各テープフィーダ５とチップ種類が関連付けられ、このフィーダ配置データと前述の実装データに基づいて、移載ヘッド６による実装動作シーケンスがＣＰＵ１０により作成される。

次に、作成された実装動作シーケンスに従って実装動作が開始される（ＳＴ４）。実装動作開始時には、各テープフィーダ５から読み込まれた学習値に基づいて、ピックアップ時の移載ヘッド６の位置補正が行われ、さらに各実装動作ごとにテープフィーダ５からピックアップしたチップをカメラ９によって認識し、チップのノズルに対する位置ずれ量が検出される（ＳＴ５）。そして位置ずれ検出結果に基づき、位置ずれ量の学習値を更新する。すなわち学習値記憶部１４には常に更新された学習値が記憶され、この学習値に基づいてピックアップ時の位置補正が行われる。

実装動作中にパーツ切れが生じたならば（ＳＴ７）、当該パーツ切れが生じたテープフィーダ５の記憶装置５ｂに、データ書き込み部２２によってその時点での学習値が格納される（ＳＴ８）。これにより、テープフィーダ５は常に最新の学習値を記憶する。そして当該パーツ切れのテープフィーダ５は新しいテープフィーダ５と交換される。この後ＳＴ２に戻ってこの新しいテープフィーダ５からはフィーダデータが読み込まれ、前述の同様の処理が行われる。

またパーツ切れを生じることなく実装を続行している間において、予定の実装作業が完了したか否かが判断され（ＳＴ１０）、実装続行であればＳＴ５に戻って同様の実装動作を継続する。そして実装完了であれば、供給部４の各テープフィーダ５へその時点での学習値を格納して学習値の更新を行い（ＳＴ１１）、この後実装作業を終了する。これにより、テープフィーダ５は常に更新された学習値を記憶しており、次回に実装作業を再開する際には、他の実装装置に装着される場合にあっても各テープフィーダ固有の学習値を当該実装装置に読み込ませることができる。これにより、当該実装装置ではこの学習値を用いてピックアップ時の位置補正を行うことができ、従来の実装装置において品種切り替え時に発生していた、位置ずれに起因するピックアップミスなどの不具合を大幅に減少させることができる。

本発明によれば、パーツフィーダが収納する電子部品の種類を表わす部品データを各パーツフィーダに記憶させ、この部品データを読み取ってフィーダ配置データを自動生成するようにしたので、品種切り替え時のパーツフィーダ配列作業において、作業者はパーツフィーダを任意の位置に装着すればよく、配列作業の効率化および配列ミスによるエラーを排除することができ、電子部品を基板に実装する実装方法として有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品の実装装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の電子部品実装方法のフロー図

符号の説明

３ 基板
４ 供給部
５ テープフィーダ
５ｂ 記憶装置
６ 移載ヘッド
９ カメラ
１０ ＣＰＵ
１３ フィーダ配置データ記憶部
１５ フィーダ配置データ生成部
２２ データ書き込み部
２３ データ読み込み部

Claims (1)

1. 電子部品の供給部に設けられた複数のパーツフィーダから移載ヘッドにより電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品の実装方法であって、
   基板への実装に必要な電子部品の種類に基づいて各パーツフィーダを供給部の任意の位置に装着する工程と、
   前記各パーツフィーダを装着することにより、前記各パーツフィーダに収納される電子部品の種類と前記各パーツフィーダのピックアップ位置での固有の位置ずれ量の学習値とを読み込む工程と、
   読み込まれた電子部品の種類と前記各パーツフィーダの配列位置とを関連付けることによりフィーダ配置データを生成する工程と、
   生成されたフィーダ配置データと基板への実装に必要な電子部品の種類と実装座標データである実装データとにより生成された実装動作シーケンスに基づいて実装作業を行う工程と、
   前記実装作業の開始時には、前記各パーツフィーダから読み込まれた学習値に基づいてピックアップ時の移載ヘッドの位置補正が行われ、さらに前記実装作業ごとにパーツフィーダからピックアップした電子部品を認識し、電子部品のノズルに対する位置ずれ量を検出することにより、前記位置ずれ量の検出結果に基づいて各パーツフィーダの位置ずれ量の学習値を更新する工程とを含み、
   実装動作中にパーツ切れが生じたならば、前記パーツ切れが生じたパーツフィーダの記憶装置に、その時点での学習値を格納することにより、
   またはパーツ切れが生じることなく実装を続行している間において、予定の実装作業が完了したか否かが判断され、実装完了であれば、前記各パーツフィーダへその時点での学習値を格納することにより、パーツフィーダは常に更新された学習値を記憶し、前記学習値を用いてピックアップ時の位置補正を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。

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