JP4413571B2 - 電子部品実装装置およびテープフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、部品供給部のテープフィーダから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置およびテープフィーダに関するものである。

電子部品実装装置において電子部品を移載ヘッドに供給する方法として、テープフィーダを用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を保持するキャリアテープをテープリールから引き出し、電子部品の実装タイミングに同期させてピッチ送りするものである。実装作業中にテープフィーダで部品切れが発生した場合には、テープリールを新たなものと交換するリール交換作業が行われる。

このリール交換作業に際し、近年キャリアテープ自体を継ぎ合わせるいわゆるスプライシング方式が採用されるようになっている（例えば特許文献１参照）。この方法によれば、既装着のキャリアテープの末尾部と新たなキャリアテープの先頭部とが継合されることから、新たなテープの先頭部をテープフィーダに装着してテープ位置合わせを行う頭出し作業を省略することができる。これにより、部品切れが発生する度に実装装置を停止させることによる無駄時間を省くことができるという利点がある。
特開平１１−４０９８４号公報

このテープ継合作業はテープの端部を所定位置で切りそろえた上で接着テープなどを用いて継合する細かい手作業を必要とするため、この作業のために装置停止を余儀なくされることのないよう、実際に部品切れが発生するタイミングから予め作業時間分だけ余裕を見込んだタイミングでテープ継合作業を開始する必要がある。

しかしながら、従来の電子部品実装装置では、既装着リール分の電子部品の部品切れを正しく予測する手段がなく、オペレータが常に目視で観察することにより、テープ継合時期を推測する必要があった。このとき推測に誤差があった場合には、継合作業完了前に既存のテープ残り分の部品が消費されてしまう事態が発生していた。そしてこのような場合には、やむを得ず作業完了まで装置を停止する必要があり、多数のテープフィーダについてこのような装置停止が発生することにより、装置稼働率の低下を招いていた。

そこで本発明は、テープ継合作業の必要時期を正しく予測して、リール交換時の装置停止による装置稼動率の低下を防止することができる電子部品実装装置およびテープフィーダを提供することを目的とする。

請求項１記載の電子部品実装装置は、部品供給部から移載ヘッドによって電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置であって、前記部品供給部に配列され電子部品を保持したキャリアテープに所定ピッチで設けられたテープ送り用の送り穴にモータにより駆動されるスプロケットの外周のピンに噛み合わせてキャリアテープをピッチ送りすることにより移載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダにおいて、前記ピックアップ位置の手前側で前記キャリアテープの継合部を検出する継合部検出手段を備え、前記継合部の前記送り穴上には送り穴閉塞用の接着テープが貼着されており、前記継合部の検出は前記送り穴の有無を前記継合部検出手段により検出するとともに、前記接着テープにはスリットが設けられており、前記スプロケットのピンはスリットを介して上方に突出可能になっている。
請求項２記載の電子部品実装装置は、請求項１記載の電子部品実装装置において、前記継合部検出手段による一のテープフィーダの継合部検出信号に基づいて、当該テープフィーダにおいて既存のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとの継合作業が必要とされるテープ継合時期を予告報知する部品切れ予告手段を備えた。

請求項３記載のテープフィーダは、電子部品を保持したキャリアテープに所定ピッチで設けられたテープ送り用の送り穴にモータにより駆動されるスプロケットの外周のピンに噛み合わせてキャリアテープをピッチ送りすることにより、移載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダであって、前記ピックアップ位置の手前側で前記キャリアテープの継合部を検出する継合部検出手段を備え、前記継合部の前記送り穴上には送り穴閉塞用の接着テープが貼着されており、前記継合部の検出は前記送り穴の有無を前記継合部検出手段により検出するとともに、前記接着テープにはスリットが設けられており、前記スプロケットのピンはスリットを介して上方に突出可能になっている。

本発明によれば、テープフィーダのピックアップ位置の手前側でキャリアテープの継合部を検出する継合部検出手段を備えことにより、当該テープフィーダにおいて既存のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとの継合作業が必要とされるテープ継合時期を予告報知することができ、部品切れ時のリール交換に起因して装置停止が生じることによる装置稼動率の低下を防止することができる。

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実装装置の断面図、図２は本発明の一実施の形態のテープフィーダの側面図、図３は本発明の一実施の形態のテープフィーダのピックアップ位置の側面図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分平面図、図４（ｂ）、（ｃ）は本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分側面図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるテープスプライシングの説明図、図６、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における継合部検出の説明図である。

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、電子部品実装装置１は電子部品を供給する部品供給部２を備えており、部品供給部２に設けられたフィーダベース３の上面には、テープフィーダ４が複数基装着されている。テープフィーダ４は、フィーダベース３の下方に位置した台車５にセットされた複数の供給リール６から、電子部品を保持したキャリアテープ７を引き出し、保持された電子部品を移載ヘッド８によるピックアップ位置まで供給する。

移載ヘッド８は制御部１１によって制御され、テープフィーダ４からピックアップした電子部品を搬送路９上に位置決めされた基板１０に実装する。制御部１１は、後述するようにテープフィーダ４のフィーダ制御部２４（図２）と接続されており、フィーダ制御部２４から伝達される信号を受信し、これらの信号に基づいて後述する部品切れ予告などの報知を報知部１２によって行う。

次に図２、図３、図４を参照して、テープフィーダ４について説明する。図２において、テープフィーダ４は細長形状のフレーム部材である本体部４ａの下面をフィーダベース３の上面に沿わせて装着され、本体部４ａの下面に設けられた係止部４ｂをフィーダベース３の端部に係止させることにより位置が固定される。そしてこの状態で、本体部４ａに内蔵されたフィーダ制御部２４が、係止部４ｂに設けられたコネクタ２８を介して、電子部品実装装置１の制御部１１（図１）と接続されるようになっている。

テープフィーダ４の前端部（図２において右側）には、スプロケット２１が配設されている。図３に示すようにスプロケット２１の外周には、キャリアテープ７に所定ピッチで設けられたテープ送り用の送り穴７ｂに噛み合う送りピン２１ａが等ピッチで設けられており、またスプロケット２１の側面には、モータ２２の出力軸に結合されたベベルギアと噛み合う歯面が設けられている。

モータ２２を回転駆動することによりスプロケット２１は回転し、これによりキャリアテープ７がテープ送りされる。このテープ送り動作において、スプロケット２２はピッチ送りパターンに対応した間欠回転動作を行い、モータ２２の回転を制御することにより、キャリアテープ７のピッチ送り速度設定やテープ位置決めが行われる。モータ２２およびスプロケット２１は、キャリアテープ７を所定ピッチでピッチ送りするテープ送り機構となっている。

このテープ送りにより、供給リール６からキャリアテープ７が引き出される。引き出されたキャリアテープ７は、後端部からテープフィーダ４の内部に導かれ、テープ送り経路に沿って前方へ送られる。テープフィーダ４の前端部は移載ヘッド８による電子部品のピックアップ位置となっており、送られてきたキャリアテープ７は上面に設けられたカバー部材２３によって上方を覆われた状態でピッチ送りされる。

このピッチ送りの途中で、カバー部材２３に設けられた切り欠き部２３ａを介して、キャリアテープ７の凹部７ａ内に保持された電子部品Ｐが移載ヘッド８によってピックアップされる。切り欠き部２３ａは、移載ヘッド８によって電子部品Ｐをピックアップして取り出すためのピックアップ位置となっており、このピックアップ位置の手前で、キャリアテープ７の凹部７ａを覆って貼着されたカバーテープ７ｃが剥離される。そしてこのカバーテープ剥離により凹部７ａ内で露呈された電子部品Ｐが移載ヘッド８によってピックアップされ、基板９に実装される。

ここで図５を参照して、この電子部品実装動作において、供給リール６に収容されたキャリアテープ７が消耗し部品切れが生じた場合に行われるテープスプライシングについて説明する。図５において、７Ａ、７Ｂはそれぞれ既装着状態のキャリアテープ７、新たな供給リールに収容されたキャリアテープ７を示している。

テープスプライシングにおいては、キャリアテープ７Ａの末尾部とキャリアテープ７Ｂの先頭部とを専用治具を用いて突き合わせ、スプライス用の接着テープ３０を突き合わせ線を挟んだ所定範囲のキャリアテープ７の表裏に貼着する。これにより、図５（ｂ）に示すように２つのキャリアテープ７Ａ，７Ｂが継合される。このテープスプライシングにより、キャリアテープ７はとぎれることなく連続してピッチ送りされることから、部品補給に際して実装動作を停止する必要がないという利点がある。

本実施の形態に示す電子部品実装装置では、このテープスプライシングに際し、テープ継合用の接着テープ３０のみならず、送り穴閉塞用の接着テープ３１を突き合わせ線の近傍に位置する送り穴７ｂ上に貼着するようにしている。接着テープ３１には、長手方向にスリット３１ａが設けられており、スプロケット２１のピン２１ａが送り穴７ｂに下方から嵌合する際に、ピン２１ａがスリット３１ａを介して上方に突出可能となっており、テープ送りに支障がないようになっている。

この送り穴閉塞は、後述するようにキャリアテープ７Ａ，７Ｂの継合部を送り穴７ｂを利用して自動的に検出することができるように、継合部をその他の部分と区別することを目的として行われるものである。そして継合部を検出することにより、個々の供給リールによって供給される一連のキャリアテープ７の供給開始時点を特定することができ、したがって次回のテープスプライシング実行のタイミングを正確に予測することができる。

次にこの継合部検出について説明する。図３に示すように、切り欠き部２３ａの手前側には、キャリアテープ７の送り穴７ｂを検出するためのセンサ２５が配設されている。センサ２５は投光部２５ａおよび受光部２５ｂを備えており、投光部２５ａから投光された光を受光部２５ｂで受光することにより、キャリアテープ７の送り穴７ｂの有無を検出する。

受光部２５ｂからの送り穴検出信号は、フィーダ制御部２４の継合部検出部２４ａに送られる。継合部検出部２４ａは、以下に説明する送り穴検出信号に基づき、キャリアテープ７の継合部を検出する。検出結果は、電子部品実装装置の制御部１１に送られる。

送り穴検出信号について説明する。図４（ａ）に示すように、カバー部材２３の切り欠き部２３ａの前後には複数の開口が設けられている。切り欠き部２３ａの前方側のスプロケット２１に相当する位置には、ピン２１ａの逃がし用の溝部２３ｂが設けられており、キャリアテープ７の送り穴７ｂから上面側に突出した送りピン２１ａがカバー部材２３と干渉しないようになっている。

切り欠き部２３ａの後方側には、センサ２５の位置に対応して開口部２３ｃが設けられており、キャリアテープ７が走行するテープ送り経路２７にも開口部２３ｃの位置に対応して同様の開口部２７ａが設けられている。図４（ｂ）に示すように、送り穴７ｂがセンサ２５の光軸ａの位置にあるときには、開口部２７ａの下方に位置する投光部２５ａから投光された光が、開口部２７ａ、送り穴７ｂおよび開口部２３ｃを透過して受光部２５ｂによって受光されることにより、送り穴７ｂの存在を示す受光信号が発信される。そして送り穴７ｂ以外の範囲が光軸ａの位置にあるときには、送り穴が存在しないことを示す遮光信号が発信される。

すなわちキャリアテープ７が継合されていない通常範囲がセンサ２５の検査位置を通過する際には、図６（ａ）に示すように、送り穴検出信号は、キャリアテープ７における送りピッチｐに応じた間隔で受光・遮光が反復するパターンの信号となる。

これに対し、図４（ｃ）に示すように、テープスプライシングが行われ送り穴７ｂの上面が接着テープ３１で閉塞された継合部が光軸ａの位置にあるときには、投光部２５ａから投光された光は送り穴位置においても接着テープ３１によって遮光される結果、接着テープ３１が貼着された範囲については全て遮光信号が発信される。すなわち、継合部がセンサ２５の検査位置を通過する際には、送り穴検出信号は、図６（ｂ）に示すように送り穴７ｂが塞がれた個数分のピッチ（ここでは４ｐ）だけ遮光状態が継続するパターンの信号となる。

継合部検出部２４ａが上述の送り穴検出信号を常に受信することにより、キャリアテープ７の継合部がセンサ２５の検査位置を通過したタイミングが検出され、この検出タイミングは制御部１１に伝達される。したがってセンサ２５および継合部検出部２４ａは、継合部検出手段となっている。なお、センサ２５としては、ここで示す透過式のセンサ以外の反射式のセンサを使用してもよい。

そして制御部１１は、この継合部が検出されたタイミングを基準として、１つの供給リールに収納された電子部品の消費部品数監視用のカウンタをリセットする。そして電子部品実装動作が反復して行われる過程において、制御部１１は移載ヘッド８による電子部品の取り出し数を当該供給リールの初期収納部品数から前記カウンタのカウント値を減算することによって当該供給リールにおける残部品数を監視し、残部品数が部品切れ予告相当数に到達したならば、報知部１２によって部品切れ予告報知を行う。

そしてオペレータは、この部品切れ予告報知を受けて新たな供給リールのキャリアテープの先頭部と既装着状態のキャリアテープの末尾部とを継合するテープスプライシングを実行する。すなわち、制御部１１および報知部１２は、継合部検出手段によるテープフィーダの継合部検出信号に基づいて、当該テープフィーダにおいて既存のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとの継合作業が必要とされるテープ継合時期を予告報知する部品切れ予告手段となっている。

上記方法を採用することにより、実際に部品切れが発生するタイミングから常に必要充分な作業時間分だけ余裕を見込んだタイミングでテープ継合時期を予告報知することができ、テープスプライシング作業が完了する前に部品切れとなって装置停止を余儀なくされ
る事態が発生しない。したがって、多数のテープフィーダについてこのような装置停止が発生することによる装置稼働率の低下を防止することができる。

なお上記実施の形態においては、部分的に閉塞された送り穴の遮光状態検出によって継合部を検出する例を示したが、図７に示すような方法を用いてもよい。図７（ａ）はテープスプライシングにおける既装着のキャリアテープ７Ａ，新たに供給されるキャリアテープ７Ｂの継合部を示しており、これらのキャリアテープ７Ａ，７Ｂの凹部７ａのうち、突き合わせ線を挟んだ２つの凹部７ａからは電子部品Ｐが取り除かれている。そしてこの状態で２つのキャリアテープ７Ａ、７Ｂは、図５に示す接着テープ３０によって継合される。

図７（ｂ）はこのようにして継合されたキャリアテープ７から、移載ヘッド８によって電子部品Ｐをピックアップする状態を示している。移載ヘッド８には吸着検出部３２が接続されており、移載ヘッド８の吸着ノズルからの真空吸引状態を検出することにより、移載ヘッド８が正常に電子部品Ｐを吸着保持して取り出したか否か、すなわち「部品正常吸着」、「部品吸着無し」を検出できるようになっている。

この検出結果は制御部１１に送られ、制御部１１が「部品吸着無し」を連続して２回受信することにより、制御部１１はキャリアテープ７の継合部が移載ヘッド８によるピックアップ位置を通過したことを検出する。すなわちこの例では、吸着検出部３２および制御部１１が、継合部検出手段となっている。この例によれば、凹部７ａのピッチ単位で正確に継合部の位置を検出することが可能となっている。

したがって、電子部品実装装置による実装基板の製造工程において、何らかの理由により個々の基板に実装された部品履歴を追跡調査する必要が生じた場合にも、当該部品がどの供給リールから供給されたかを正確に追跡することが可能となり、よりきめの細かい品質管理を行うことができる。

本発明の電子部品実装装置およびテープフィーダは、テープ継合作業の必要時期を正しく予測して、リール交換時の装置停止による装置稼動率の低下を防止することができるという効果を有し、テープフィーダによる部品供給方式を用いた電子部品実装分野に応用可能である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の断面図 本発明の一実施の形態のテープフィーダの側面図 本発明の一実施の形態のテープフィーダのピックアップ位置の側面図 （ａ）本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分平面図（ｂ）本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分側面図（ｃ）本発明の一実施の形態のテープフィーダのカバー部材の部分側面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置におけるテープスプライシングの説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における継合部検出の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における継合部検出の説明図

符号の説明

１ 電子部品実装装置
２ 部品供給部
４ テープフィーダ
７ キャリアテープ
７ａ 凹部
７ｂ 送り孔
８ 移載ヘッド
１０ 基板
２４ フィーダ制御部
２５ センサ

Claims (3)

1. 部品供給部から移載ヘッドによって電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装装置であって、前記部品供給部に配列され電子部品を保持したキャリアテープに所定ピッチで設けられたテープ送り用の送り穴にモータにより駆動されるスプロケットの外周のピンに噛み合わせてキャリアテープをピッチ送りすることにより移載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダにおいて、前記ピックアップ位置の手前側で前記キャリアテープの継合部を検出する継合部検出手段を備え、前記継合部の前記送り穴上には送り穴閉塞用の接着テープが貼着されており、前記継合部の検出は前記送り穴の有無を前記継合部検出手段により検出するとともに、前記接着テープにはスリットが設けられており、前記スプロケットのピンはスリットを介して上方に突出可能になっていることを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記継合部検出手段による一のテープフィーダの継合部検出信号に基づいて、当該テープフィーダにおいて既存のキャリアテープと新たに供給されるキャリアテープとの継合作業が必要とされるテープ継合時期を予告報知する部品切れ予告手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
3. 電子部品を保持したキャリアテープに所定ピッチで設けられたテープ送り用の送り穴にモータにより駆動されるスプロケットの外周のピンに噛み合わせてキャリアテープをピッチ送りすることにより、移載ヘッドによるピックアップ位置に電子部品を供給するテープフィーダであって、前記ピックアップ位置の手前側で前記キャリアテープの継合部を検出する継合部検出手段を備え、前記継合部の前記送り穴上には送り穴閉塞用の接着テープが貼着されており、前記継合部の検出は前記送り穴の有無を前記継合部検出手段により検出するとともに、前記接着テープにはスリットが設けられており、前記スプロケットのピンはスリットを介して上方に突出可能になっていることを特徴とするテープフィーダ。

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