JP3358461B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents
電子部品実装方法Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0446—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
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Description
本備えられたノズルによりパーツフィーダの電子部品を
ピックアップして基板に移送搭載する電子部品実装方法
に関するものである。
基板に移送搭載する電子部品実装装置として、移載ヘッ
ドを移動テーブルによりX方向やY方向へ水平移動させ
ながら、パーツフィーダに備えられたチップを移載ヘッ
ドのノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、基
板の所定の座標位置に移送搭載するようにしたものが広
く実施されている。
チをおいて並設された複数個のパーツフィーダのチップ
を、移載ヘッドにピッチをおいて横一列に備えられた複
数本のノズルにより同時に真空吸着してピックアップし
(本明細書では同時ピックアップと称する)、基板に移
送搭載するようにしたものが提案されている(特公平3
−70920号公報)。この方式の電子部品実装装置
は、複数本のノズルにより複数個の電子部品を一括して
同時にピックアップするので、実装能率が大巾に向上す
るという利点がある。
ズルで複数個のパーツフィーダのチップを同時にピック
アップする方式の電子部品実装装置は、1本のノズルで
1個のパーツフィーダのチップをピックアップする方式
の電子部品実装装置と比較して、チップのピックアップ
ミスの発生率が高い。その原因は、主として以下に述べ
る理由による。
数本のノズルで複数個のパーツフィーダのチップを同時
にピックアップできるように、複数本のノズルのピッチ
はパーツフィーダのピッチの整数倍に設定される。とこ
ろが移載ヘッドへのノズルの組付け誤差やパーツフィー
ダの組立誤差や並設誤差などの様々な誤差のために、ノ
ズルのピッチはパーツフィーダのピッチ(正確には、パ
ーツフィーダのチップのピックアップ位置のピッチ)の
厳密な整数倍にはならず、若干のピッチ誤差が生じるの
は避けられない。そしてこのピッチ誤差のために、複数
本のすべてのノズルはパーツフィーダのチップを同時に
ピックアップできず、ピックアップミスを発生しやすい
ものであった。
り複数個のパーツフィーダのチップをピックアップする
ようにした電子部品実装装置において、チップのピック
アップミスを解消できる電子部品実装方法を提供するこ
とを目的とする。
本のノズルを第1のカメラにより観察して検出されたノ
ズル位置データをノズル位置記憶部に登録するととも
に、第2のカメラによりパーツフィーダのチップのピッ
クアップ位置を検出してこのピックアップ位置データを
ピックアップ位置記憶部に登録する工程と、ノズルがパ
ーツフィーダのチップをピックアップできる許容範囲を
決定する工程と、ノズルが前記許容範囲内にあってこれ
らのノズルにより複数個のパーツフィーダの電子部品を
同時にピックアップできるかどうかを制御部により判断
する工程と、すべての電子部品を同時にピックアップで
きると判断された場合にはすべてのノズルにより電子部
品を同時にピックアップしてこれらの電子部品を基板に
移送搭載し、またすべての電子部品を同時にピックアッ
プできないと判断された場合にはこれらのノズルにより
パーツフィーダの電子部品を前後複数回に分散して分散
ピックアップして基板に移送搭載する工程と、を含む。
複数個の電子部品をピックアップする場合は、1つのノ
ズルを基準ノズルに選択し、この基準ノズルを電子部品
のピックアップ位置に正しく合わせ、他のノズルが前記
許容範囲内にあるかどうかを判断するようにした。
ルで複数個のパーツフィーダのチップを同時にピックア
ップできるかどうかを事前に判断するので、ピックアッ
プミスを生じると判断されるノズルが存在する場合に
は、このノズルによるチップのピックアップを独立して
行ったり中止するなどして、ピックアップミスの発生を
未然に防止することができる。
のうち、少なくとも1本のノズル(基準ノズル)はピッ
クアップミスをすることを解消でき、また基準ノズル以
外の他のノズルのピックアップミスの有無の判断のアル
ゴリズムが簡単となる。
形態1の電子部品実装装置の斜視図、図2は同正面図、
図3は同制御系のブロック図、図4は同パーツフィーダ
の先端部の平面図、図5、図6、図7は同ノズルのピッ
クアップ動作を示す正面図、図8は同パーツフィーダの
先端部の平面図、図9、図10、図11、図12、図1
3、図14は同ノズルのピックアップ動作を示す正面
図、図15は同チップのピックアップ動作のフローチャ
ートである。
品実装装置の全体構造を説明する。基台1の上面中央に
はガイドレール2が2本設けられている。基板3はガイ
ドレール2に沿って搬送され、またガイドレール2によ
って所定の位置に位置決めされる。すなわちガイドレー
ル2は基板3の位置決め部となっている。ガイドレール
2の両側部には、パーツフィーダ4が横一列に多数並設
されている。各パーツフィーダ4には、様々な品種のチ
ップ(電子部品)が備えられている。またガイドレール
2とパーツフィーダ4の間には、第1のカメラ5が設け
られている。第1のカメラ5は、後述するように移載ヘ
ッドのノズルを観察してその位置を検出したり、各ノズ
ルに吸着されたチップの位置検出を行う。
ブル6A,6Bが設置されており、Yテーブル6A,6
B上にはXテーブル7が架設されている。Xテーブル7
には移載ヘッド8が装着されている。移載ヘッド8は複
数個(本例では3個)のヘッド(第1ヘッド8A、第2
ヘッド8B、第3ヘッド8C)を横一列に組付けて構成
されており、それぞれ第1ノズル9a、第2ノズル9
b、第3ノズル9cを備えている。また第2のカメラ1
0が移載ヘッド9に一体的に組付けられている。Yテー
ブル6A,6BとXテーブル7は移載ヘッド8をX方向
やY方向に水平移動させる移動テーブルとなっている。
また後述するように、第2のカメラ10は移載ヘッド8
と一体的に水平移動し、パーツフィーダ4に備えられた
チップもしくはこのチップを収納するテープのポケット
を観察してチップのピックアップ位置を検出する。以
下、本実施の形態ではチップの位置を観察してピックア
ップ位置を検出する場合を例にして説明を行う。また第
2のカメラ10は基板の位置を検出する場合にも使用さ
れる。なお本発明では、ガイドレール2による基板の搬
送方向をX方向とする。
の要素が接続されている。12は第1の認識ユニットで
あり、第1のカメラ5に接続されている。第1の認識ユ
ニット12は、第1のカメラ5で入手されたノズルやチ
ップの画像データのデータ処理を行う。そして制御部1
1はこれに基づいてノズルやチップの位置を計算して求
める。13は第2の認識ユニットであり、第2のカメラ
10に接続されている。第2の認識ユニット13は、第
2のカメラ10で入手された基板の位置マークやパーツ
フィーダ4のピックアップ位置のチップの画像データの
データ処理を行う。そして制御部11は、これに基づい
て基板3の位置やピックアップ位置を計算して求める。
14は移載ヘッド駆動部であり、第1ヘッド8A、第2
ヘッド8B、第3ヘッド8Cに接続されている。移載ヘ
ッド駆動部14は、第1ノズル9a、第2ノズル9b、
第3ノズル9cの上下動作の駆動などを行う。
序、実装位置などのプログラムデータなどが登録され
る。チップ寸法記憶部は、チップのタテヨコ寸法を記憶
する。係数記憶部17は、ピックアップの許容範囲(後
述)を計算するための係数を記憶する。ピックアップ位
置記憶部18は、パーツフィーダ4のチップのピックア
ップ位置を記憶する。ノズル位置記憶部19は、第1の
カメラ5で検出された第1ノズル9a、第2ノズル9
b、第3ノズル9cの位置を記憶する。記憶部20は、
同時ピックアップが予定されているパーツフィーダ4の
組合せやチップの実装に必要なその他の様々なデータを
記憶する。当然ながら同時ピックアップが予定されてい
るパーツフィーダ4は、同時ピックアップを考慮した位
置に配置されている。制御部11は、様々な演算や判断
などを行い、また各要素の制御を行う。
より成り、次に動作を説明する。図15は同時ピックア
ップが可能か否かの確認処理のフローチャート、すなわ
ち移載ヘッド8の3本のノズル9a〜9cでパーツフィ
ーダ4のチップを同時にピックアップするか、あるいは
分散してピックアップするかの判断処理のフローチャー
トを示している。
カメラ5の上方へ移動させ、3本のノズル9a〜9cを
観察してそれぞれのノズル9a〜9cの位置を検出す
る。そして検出されたノズル9a〜9cの位置データ
は、ノズル位置記憶部19(図3)に登録する。
パーツフィーダ4の上方へ移動させ、各パーツフィーダ
4の先頭位置(ピックアップ位置)のチップを観察する
ことにより、各パーツフィーダ4のチップのピックアッ
プ位置を検出する。なおパーツフィーダ4は、例えば特
開平5−75294号公報に示されるように、電子部品
(チップ)収納用のテープを備え、このテープのポケッ
トにチップが収納されている。そしてテープをスプロケ
ットなどのピッチ送り手段でピッチ送りしながら、移載
ヘッドのノズルに上下動作を行わせて、先頭のチップを
ノズルの下端部に真空吸着してピックアップするように
なっている。そこで本発明では、移載ヘッド8の各ノズ
ル9a〜9cによりパーツフィーダ4のチップをピック
アップするのに先立って、すべてのパーツフィーダ4の
先頭のチップを第2のカメラ10で観察し、チップのピ
ックアップ位置を検出するものである。そして検出され
たピックアップ位置のデータは、ピックアップ位置記憶
部18(図3)に登録される。ステップ1およびステッ
プ2の工程は、チップの実装を開始する前、パーツフィ
ーダ4の交換・配置換えやノズル9a〜9cの交換など
を行ったときなどのピックアップ条件の変化があった場
合に行う。
備が終了したならば、ステップ3以下の動作に移行す
る。まず、ステップ3では、3本のノズル9a〜9cの
うちの何れかのノズル(本例では第1ノズル9a)を基
準ノズルに選択し、このノズル9aを同時ピックアップ
が予定されているパーツフィーダ4のピックアップ位置
に合わせたときの他のノズル(本例では第2ノズル9
b,第3ノズル9c)の位置を計算する。なおステップ
3〜ステップ6には、関連する図の番号を付記してい
る。図4は、ステップ3の説明図である。図4におい
て、第1ノズル9aをパーツフィーダ4Aのピックアッ
プ位置PAに合わせたと仮定する。なお図4において、
4A,4B,4Cは各ノズル9a,9b,9cがチップ
をピックアップするパーツフィーダであり、またA,
B,Cは各パーツフィーダ4A〜4Cの先頭のチップ
(すなわちピックアップの対象となるチップ)である。
またLA1,WA1,LB1,WB1,LC1,WC1
は、それぞれのチップのタテ寸法とヨコ寸法であり、チ
ップ寸法記憶部16(図3)に予めチップデータとして
登録されている。図4に示すように、3本のノズル9
a,9b,9cのピッチP1は、パーツフィーダ4のピ
ッチP2の整数倍(本例では2倍)に設定されている。
ところが、発明が解消しようとする課題の項で述べたよ
うに、このピッチP1,P2には誤差があり、したがっ
て3本のノズル9a〜9cがパーツフィーダ4A〜4C
のチップを同時に真空吸着してピックアップできるとは
限らないものである。
の内部の矩形枠は、許容範囲Kを示している。この許容
範囲Kは、ノズルがその内部に着地すればチップをピッ
クアップでき、これからはみ出せばチップをピックアッ
プできない範囲である。チップBとチップCの許容範囲
Kのタテヨコの寸法は、それぞれ次式から決定される。
すなわち、LB2=f1×LB1,WB2=f2×WB
1,LC2=f3×LC1,WC2=f4×WC1 f1,f2,f3,f4は係数であって、実験結果や経
験などに基づいて求められ、係数記憶部18(図3)に
登録される。
1ノズル9aをチップAのピックアップ位置(チップA
のセンター)PAに合わせたと仮定して、第2ノズル9
bと第3ノズル9cの位置を計算し、次いでステップ4
において、他のノズル(すなわち第2ノズル9bと第3
ノズル9c)は許容範囲K内にあるかどうかを判断す
る。図4に示す例では、図示するように第2ノズル9
b、第3ノズル9cは共に許容範囲K内にある。この場
合はYesであって、同時ピックアップの予定を変更し
ない(ステップ5)。従ってチップを実装するときは、
すべてのノズル9a〜9cに上下動作を行わせて、それ
ぞれチップA,チップB,チップCを同時に真空吸着し
てピックアップする。図5〜図7は、同時ピックアップ
の場合のピックアップ動作を示している。
いる。すなわち、図8に示すように、第1ノズル9aを
ピックアップ位置(チップAのセンター)PAに合わせ
たと仮定した場合、第3ノズル9cは許容範囲K内にあ
るが、第2ノズル9bは許容範囲Kからはみ出してい
る。したがってこの状態ですべてのノズル9a〜9cに
同時にピックアップ動作を行わせても、第2ノズル9b
はチップBのピックアップに失敗すると予想される。そ
こでこの場合には、同時ピックアップの予定を変更して
分散ピックアップに変更する(ステップ6)。分散ピッ
クアップは、図9〜図11に示すように第1ノズル9a
と第3ノズル9cのみに先行して上下動作を行わせてそ
れぞれチップA,Cをピックアップし、第2ノズル9b
によるチップBのピックアップは中止する。そしてその
後、図12において第2ノズル9bを許容範囲K内に移
動させてピックアップ位置PBに合わせたうえで(矢印
N)、図13および図14に示すように第2ノズル9b
のみに上下動作を行わせ、チップBをピックアップす
る。
示しており、このように3本のノズル9a〜9cで同時
にチップA〜Cをピックアップせず、前後複数回(本例
では、第1ノズル9aと第3ノズル9cによる第1回目
のピックアップと、第2ノズル9bによる第2回目のピ
ックアップ、すなわち前後2回のピックアップ)に分散
してチップをピックアップすることを本発明では分散ピ
ックアップと称する。勿論、ステップ4において、第2
ノズル9bと第3ノズル9cが共に許容範囲K外にある
ときは、3つのノズル9a〜9cは1本のノズル毎に分
散ピックアップする。
ている全てのパーツフィーダ4に対してステップ3〜ス
テップ6の処理が行われ、予定変更の情報は記憶部20
に記憶される。そして実際にチップを基板3に実装する
場合は記憶部20の情報を参照しながら行う。
の形態2の電子部品実装装置のパーツフィーダの先端部
の平面図、図17および図18は同チップのピックアッ
プ動作のフローチャートである。
cのうち、1本のノズル(第1ノズル9a)を基準ノズ
ルに選択し、ステップ3(図15)以下のフローを行っ
たものである。これに対し以下に述べる実施の形態2で
は、すべてのノズル9a〜9cについて(すなわち、第
2ノズル9bおよび第3ノズル9cについても)図15
のステップ3以下と同様のフローを行うものである。以
下、図16および図17を参照して、動作の説明を行
う。
〜図7に示す図15のステップ1〜ステップ5と同じで
あるから詳細な説明は省略する。さてステップ4でNo
の場合には、ステップ6へ移行する。図18のステップ
6では、第2ノズル9bを基準ノズルに選択し、第2ノ
ズル9bをパーツフィーダ4のチップのピックアップ位
置に合わせたときの他のノズル9a,9cの位置を計算
する。そしてステップ7で他のノズル9a,9cはチッ
プのピックアップ可能位置にあるかどうかを判定し、Y
esであればステップ8で同時ピックアップの予定は変
更せず基準ノズルの変更のみ行う。またステップ7でN
oの場合は、ステップ9へ移行し、第3ノズル9cを基
準ノズルに選択し、第3ノズル9cをパーツフィーダ4
のチップのピックアップ位置に合わせたときの他のノズ
ル9a,9bの位置を計算する(図16参照)。そして
ステップ10で他のノズル9a,9bはチップのピック
アップ可能な位置にあるかどうかを判定し、Yesであ
ればステップ11で同時ピックアップの予定は変更せず
基準ノズルの変更のみ行い、Noであれば、ステップ1
2で分散ピックアップに予定を変更する。以上のように
同時ピックアップが予定されている全てのパーツフィー
ダ4に対してステップ3〜ステップ12の処理が行われ
実施の形態1と同様に実装が行われる。
準ノズルに選択して3本のノズル9a〜9cによる同時
ピックアップが可能であるか否かを判断し(ステップ
4)、Noであれば次に第2ノズル9bを基準ノズルに
選択して同様の判定を行い(ステップ7)、Noであれ
ば更に第3ノズル9cを基準ノズルに選択して同様の判
定を行うものである(ステップ10)。そして何れのノ
ズル9a〜9cを基準ノズルに選択した場合でも、同時
ピックアップが不能と判断した場合には分散ピックアッ
プを行うものである(ステップ12)。したがって実施
の形態2は、実施の形態1よりも同時ピックアップを行
える確率が高くなり、タクトタイムが長くなる分散ピッ
クアップを極力回避して実装能率を上げることができ
る。
ーツフィーダから同時にチップをピックアップする電子
部品実装方法において、複数本のノズルで複数個のパー
ツフィーダのチップを同時にピックアップできるかどう
かを事前に判断するようにし、NOと判断された場合、
すなわちピックアップミスを生じると判断されるノズル
が存在する場合には、同時ピックアップを中止して分散
ピックアップするようにしているので、ピックアップミ
スの発生を未然に防止し、ひいては実装能率をあげるこ
とができる。
視図
面図
御系のブロック図
ーツフィーダの先端部の平面図
ズルのピックアップ動作を示す正面図
ズルのピックアップ動作を示す正面図
ズルのピックアップ動作を示す正面図
ーツフィーダの先端部の平面図
ズルのピックアップ動作を示す正面図
ノズルのピックアップ動作を示す正面図
ノズルのピックアップ動作を示す正面図
ノズルのピックアップ動作を示す正面図
ノズルのピックアップ動作を示す正面図
ノズルのピックアップ動作を示す正面図
チップのピックアップ動作のフローチャート
パーツフィーダの先端部の平面図
チップのピックアップ動作のフローチャート
チップのピックアップ動作のフローチャート
Claims (2)
- 【請求項1】パーツフィーダをピッチをおいて並設し、
また移載ヘッドに前記ピッチの整数倍のピッチをおいて
複数本のノズルを備え、移載ヘッドを移動テーブルによ
り水平方向へ移動させながら、複数本のノズルにより複
数個のパーツフィーダの電子部品をピックアップして位
置決め部に位置決めされた基板に移送搭載する電子部品
実装方法であって、複数本のノズルを第1のカメラにより観察して検出され
たノズル位置データをノズル位置記憶部に登録するとと
もに、第2のカメラによりパーツフィーダのチップのピ
ックアップ位置を検出してこのピックアップ位置データ
をピックアップ位置記憶部に登録する工程と、ノズルが
パーツフィーダのチップをピックアップできる許容範囲
を決定する工程と、ノズルが前記許容範囲内にあってこ
れら のノズルにより複数個のパーツフィーダの電子部品
を同時にピックアップできるかどうかを制御部により判
断する工程と、前記複数個のパーツフィーダの電子部品
を同時にピックアップできると判断された場合には前記
複数本のノズルにより電子部品を同時にピックアップし
てこれらの電子部品を基板に移送搭載し、また前記複数
個のパーツフィーダの電子部品を同時にピックアップで
きないと判断された場合にはこれらのノズルによりパー
ツフィーダの電子部品を前後複数回に分散して分散ピッ
クアップして基板に移送搭載する工程と、を含むことを
特徴とする電子部品実装方法。 - 【請求項2】前記複数本のノズルで複数個の電子部品を
ピックアップする場合は、1つのノズルを基準ノズルに
選択し、この基準ノズルを電子部品のピックアップ位置
に正しく合わせ、他のノズルが前記許容範囲内にあるか
どうかを判断するようにしたことを特徴とする請求項1
記載の電子部品実装方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP25611596A JP3358461B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | 電子部品実装方法 |
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| KR1019970049105A KR100267526B1 (ko) | 1996-09-27 | 1997-09-26 | 기판상에 전자부품을 실장하기 위한 방법 및 장치 |
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