JP3744066B2 - 電子部品実装方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチノズル型の移載ヘッドを用いた電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に自動搭載する電子部品実装装置として、ロータリーヘッドを備えた電子部品実装装置が広く実施されている。この電子部品実装装置は、移載ヘッドをロータリーヘッドと共にインデックス回転させながら、パーツフィーダに備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックアップし、ＸＹテーブル部に位置決めされた基板に実装するようになっている。またこの場合、電子部品を基板に実装する座標位置は、予めプログラムにより与えられており、ＸＹテーブル部を駆動して基板をＸＹ方向に水平移動させることにより、電子部品を所定の座標位置に実装するようになっている。
【０００３】
基板の移動量はタクトタイムの長短に絡んでおり、この移動量が大きい程、移動に要する時間は長くなって実装時間も長くなる。したがって実装の高速化を図るためには、基板の移動量は極力小さくした方が有利である。
【０００４】
そこで本出願人は、マルチノズル型の移載ヘッドを備えたロータリーヘッド式の電子部品実装装置において、ＸＹテーブル部の駆動による基板の移動量を短縮して実装の高速化を図れる電子部品の実装方法を提案した（特開平４−１０７９８７号公報）。このものは、移載ヘッドをモータの駆動によりその軸心を中心に回転させることにより、電子部品を真空吸着したノズルをＸ方向、Ｙ方向に移動させて、ＸＹテーブル部の駆動によるＸ方向、Ｙ方向の移動量の一部を負担するようにしている。
【０００５】
図６は、従来のマルチノズル型の移載ヘッドを用いた電子部品実装方法の説明図であって、電子部品が実装される基板を平面視したものである。図中、Ｓは基板であり、Ｐ１〜Ｐ５は基板Ｓの所定の座標位置（実装位置）に順に実装される電子部品、Ｈ１〜Ｈ５は各電子部品Ｐ１〜Ｐ５を実装する移載ヘッドである。この電子部品Ｐ１〜Ｐ５は、抵抗チップやチップコンデンサなどの極性の方向性を有しないチップタイプの電子部品である。図６では、電子部品Ｐ１〜Ｐ５は５個であるが、基板Ｓに実装される電子部品の個数は何個でもよいものである。
【０００６】
図示するように、電子部品Ｐ１〜Ｐ５は、ロータリーヘッドの円周に沿ってインデックス回転する移載ヘッドＨ１〜Ｈ５により、順に基板Ｓに実装されるが、この場合、各電子部品Ｐ１〜Ｐ５を所定の座標位置に実装できるように、基板ＳはＸＹテーブル部（図示せず）の駆動によりＸ方向やＹ方向へ水平移動する。なお図６は、作図の都合上、基板Ｓに対して移載ヘッドＨ１〜Ｈ５が移動するように描いているが、実際には各移載ヘッドＨ１〜Ｈ５が電子部品Ｐ１〜Ｐ５を基板Ｓに搭載動作を行う位置は一定であり、基板ＳをＸ方向やＹ方向へ水平移動させるものである。また図６において、移載ヘッドＨ１〜Ｈ５は複数本のノズルを有するマルチノズル型であって、基板Ｓの水平方向の移動量を稼ぐために、その軸心Ｏを中心に水平回転する（矢印Ｒ１〜Ｒ３参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６において、基板Ｓの水平方向の移動距離の総計ΣＬ’＝Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’である。多数の電子部品を高速度で基板Ｓに実装するためには、この移動距離の総計ΣＬ’を極力短縮することが望ましいが、上記従来方法ではこの点の考慮がなされておらず、このため多数個の電子部品を基板に実装する場合、基板の移動距離の総計はかなり長く、タクトタイムの短縮は十分なものではなかった。
【０００８】
したがって本発明は、多数の電子部品を基板に実装するにあたり、基板の移動距離の総計を短縮して、高速度での電子部品の基板への実装を可能とする電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板に実装される複数の電子部品の内方に距離算出の基準点を設定し、かつ電子部品を所定の座標位置に所定の姿勢で実装可能な前記移載ヘッドの２つの回転位置におけるこの移載ヘッドの軸心と前記基準点との距離を各々算出し、この各々算出された短い方の距離の場合の移載ヘッドの回転位置のデータをメモリに格納し、距離の短い方の回転位置を前記移載ヘッドに選択させて電子部品の実装を行うようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、基板の移動量が短くなる方の回転位置を各移載ヘッドに選択させて、多数個の電子部品を高速度で基板の所定の座標位置に所定の姿勢で実装していくことができる。
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図２は同電子部品実装装置に備えられた移載ヘッドの上下反転斜視図、図３は同電子部品実装装置による電子部品実装方法の説明図、図４は同電子部品実装のフローチャート、図５は同電子部品実装装置の移載ヘッドの回転位置選択の説明図である。
【００１２】
まず、図１を参照して電子部品実装装置の概略構成を説明する。１はロータリーヘッドであり、その円周方向に沿って移載ヘッド２が複数個設けられている。４は電子部品の供給装置であって、テーブル６と、このテーブル６上に複数個設けられたテープユニットやチューブフィーダのようなパーツフィーダ５と、このパーツフィーダ５をＸ方向に水平移動させる送りねじ７等から構成されている。
【００１３】
９は電子部品供給装置４の反対側に設けられたＸＹテーブル部であり、基板８が載置されている。このＸＹテーブル部９が駆動すると、基板８はＸ方向やＹ方向に水平移動し、電子部品の実装位置を移載ヘッド２のノズルの直下に位置させる。
【００１４】
図２に示すように、この移載ヘッド２は、マルチノズル型の移載ヘッドであって、その円周方向に複数本のノズル１１ａ〜１１ｄを有している。図１において、３はベルト１０によりこの移載ヘッド２をその軸心Ｏを中心に回転させるモータである。各ノズル１１ａ〜１１ｄの形状寸法は様々であり、電子部品の品種に応じて移載ヘッド２を回転させることにより、ノズル１１ａ〜１１ｄのうちの何れかのノズルを選択する。また選択されたノズル（図２の例ではノズル１１ａ）は下方へ突出される。これらのノズル１１ａ〜１１ｄは、移載ヘッドの軸心Ｏから偏心した位置にある。この電子部品実装装置は、図１において移載ヘッド２はロータリーヘッド１と共に矢印Ｎ方向へインデックス回転しながら、ピックアップステーションＰＳＴでパーツフィーダ５に備えられた電子部品を何れかのノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、マウントステーションＭＳＴで搭載動作（昇降動作）を行って基板８に実装する。この場合、電子部品を所定の座標位置に実装するように、ＸＹテーブル部９を駆動して基板８をＸ方向やＹ方向へ水平移動させる。また電子部品の向きが正しくなるようにモータ３を駆動してその向きを合わせる。
【００１５】
本電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に図３〜図５を参照して電子部品を基板に実装する方法を説明する。本例では、図３に示すように５個の電子部品Ｐ１〜Ｐ５を移載ヘッド２１〜２５により基板８上の所定の座標位置（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４），（ｘ５，ｙ５）に実装するものとする。なお図３および図５では、５つの移載ヘッドを区別するために、符号２１〜２５を付している。また各移載ヘッド２と基板８の相対的な位置関係を判りやすくするために、図６と同様に基板８を基準に図示している。まず図４のステップ１で、５つの座標位置の重心Ｇ（ｘ０，ｙ０）を求める。重心Ｇは基板８に実装される電子部品Ｐ１〜Ｐ５の内方にあり、後述する距離算出の基準点となる。なお図４に示すフローの演算や判定等はコンピュータにより行われる。
【００１６】
次に、ステップ２で、各電子部品Ｐ１〜Ｐ５のうち極性の方向性無しの電子部品についての実装座標及び実装角度に関するデータを制御装置の記憶部（図示せず）により読み取る。そしてステップ３及びステップ４のフローは極性の方向性を有する電子部品の場合は行われず、極性の方向性無しの電子部品の場合のみ行われる。すなわち、本電子部品の実装方法は、移載ヘッド２をその軸心Ｏを中心に１８０°回転させて２つの回転位置のうち何れか一方を選択しながら電子部品を基板８に実装するので、この回転位置によっては電子部品の向きは水平方向に１８０°左右反転されるものであり、したがって抵抗チップやコンデンサチップのように極性の方向性の無い電子部品のみがステップ３以下のフローの対象となるが、リード付き電子部品のような極性に方向性のあるものはその対象にはならない。本実施の形態では説明の都合上電子部品Ｐ１〜Ｐ５は極性の方向性が無いものとする。
【００１７】
次にステップ３で、実装可能な移載ヘッドの２つの回転位置における移載ヘッドの軸心（回転中心）と重心Ｇとの距離を算出する。ここで、実装可能な移載ヘッドの２つの回転位置について、図５を参照して説明する。図５において、電子部品Ｐ１〜Ｐ５は図示する座標位置に図示する姿勢で実装されるのであるが、この場合移載ヘッド２１〜２５が取り得る回転位置は２つある。この２つの回転位置を図５では実線と破線で示している。図５（ａ）は、電子部品Ｐ１を実装する場合を拡大して示している。図５（ａ）において、移載ヘッド２１は実線で示す回転位置と破線で示す回転位置の２つの回転位置で電子部品Ｐ１を所定の姿勢で実装できる。すなわち、モータ３を駆動して破線で示す移載ヘッド２１をその軸心Ｏを中心に１８０°回転させることにより、実線で示す移載ヘッド２１とすることができる。なおこのように移載ヘッド２１を１８０°回転させると、電子部品Ｐ１は左右反転するが、電子部品Ｐ１には極性の方向性はないので問題はない。
【００１８】
そこでステップ３において、実装可能な２つの回転位置における移載ヘッドの軸心（ＯとＯ’）と重心Ｇとの距離Ｄ１，Ｄ１’（図３）を算出する。そして短い方（軸心Ｏ’）の距離（すなわちＤ１）の場合の移載ヘッド２１の回転位置のデータをコンピュータのメモリに格納する。以下同様に、他の電子部品Ｐ２〜Ｐ５についても、ステップ３において実装可能な２つの回転位置における移載ヘッドの軸心と重心Ｇとの距離（Ｄ２，Ｄ２’）〜（Ｄ５，Ｄ５’）を算出し、ステップ４において短い方の距離Ｄ２〜Ｄ５の場合の移載ヘッド２２〜２５の回転位置のデータを選択してメモリに格納する。図５において（ｂ），（ｃ）は、それぞれノズル１１ｄ，１１ｂにより電子部品Ｐ３，Ｐ５を真空吸着して実装する場合を示している。
【００１９】
以上のようにしてすべての電子部品Ｐ１〜Ｐ５について、基板８に実装する際の移載ヘッド２１〜２５の回転位置のデータをメモリに格納したならば、電子部品Ｐ１〜Ｐ５を基板８に実装する動作を開始する。すなわち上述したように、移載ヘッド２をロータリーヘッド１に沿ってインデックス回転させながら、パーツフィーダ５に備えられた電子部品をノズル１１ａ〜１１ｄの下端部に真空吸着してピックアップし、基板８に次々に実装していくのであるが、この場合、移載ヘッド２が図３および図５において実線で示す回転位置をとるように、モータ３を駆動して移載ヘッド２を回転させ、またＸＹテーブル部９を駆動して基板８を所定の位置へ移動させる（ステップ５）。
【００２０】
図３を参照すれば、本方法の利点がよく理解される。すなわち、破線で示す基板８（これは、図６の従来例と同じである）の移動距離の総計ΣＬ’＝Ｌ１’＋Ｌ２’＋Ｌ３’＋Ｌ４’と、実線で示す基板８の移動距離の総計ΣＬ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４を比較すると、後者（ΣＬ）の方が前者（ΣＬ’）よりも短い。したがってそれだけＸＹテーブル部９の駆動による基板８の移動距離を短縮し、多数の電子部品を高速度で基板に実装することができる。
【００２１】
上記実施の形態では、多数の電子部品の重心Ｇの位置を算出し、これを距離比較のための基準点としているが、基準点の決定はこれに限定されるものではなく、要は基板に実装される複数の電子部品の内方に設定すればよいもので、図４のステップ１で重心Ｇを計算するのは、基準点を決定するための一方法である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ＸＹテーブル部の駆動による基板の移動量を短縮し、多数の電子部品を高速度で基板に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置に備えられた移載ヘッドの上下反転斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置による電子部品実装方法の説明図
【図４】本発明の一実施の形態における電子部品実装のフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドの回転位置選択の説明図
【図６】従来のマルチノズル型の移載ヘッドを用いた電子部品実装方法の説明図
【符号の説明】
１ ロータリーヘッド
２，２１〜２５ 移載ヘッド
３ モータ
５ パーツフィーダ
８ 基板
９ ＸＹテーブル部
Ｐ１〜Ｐ５ 電子部品

Claims (1)

1. マルチノズルを有する移載ヘッドを複数個備えたロータリーヘッドをインデックス回転させながら、パーツフィーダに備えられた電子部品を何れかのノズルの下端部に真空吸着してピックアップし、この電子部品をＸＹテーブル部に位置決めされた基板の所定の座標位置に実装するにあたり、前記移載ヘッドをモータの駆動によりその軸心を中心に回転させることにより前記ノズルを水平方向へ移動させて前記ＸＹテーブル部の水平方向の移動量の一部を負担するようにした電子部品実装方法であって、
   前記基板に実装される複数の電子部品の内方に距離算出の基準点を設定し、かつ電子部品を所定の座標位置に所定の姿勢で実装可能な前記移載ヘッドの２つの回転位置におけるこの移載ヘッドの軸心と前記基準点との距離を各々算出し、この各々算出された短い方の距離の場合の移載ヘッドの回転位置のデータをメモリに格納し、距離の短い方の回転位置を前記移載ヘッドに選択させて電子部品の実装を行うことを特徴とする電子部品実装方法。

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