JPH05347499A - 電子部品のリードの先端平坦部の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の電極に搭載される電子部品のリードの
先端平坦部の位置を正確に検出する。 【構成】 チップＰの位置ずれを荒補正装置Ｂで補正し
た後、このチップＰを移載ヘッド７のノズル８に真空吸
着してレーザ装置Ｃの上方へ移送し、レーザ装置Ｃから
リードＬにリードＬにレーザ光を照射してリードＬの位
置を検出する。そしてこの検出された位置に基づいて、
リードＬの長さ方向にレーザ光を照射して、リード先端
の平坦部Ｌａの位置を検出し、検出された平坦部Ｌａの
位置データをコンピュータのメモリ５１に登録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品のリードの先端
平坦部の位置検出方法に係り、詳しくは、基板の電極に
着地させて半田付けするリード先端の平坦部の位置を正
確に検出するための電子部品のリードの先端平坦部の位
置検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＱＦＰ，ＳＯＰなどのリード付電子部品
（以下、「チップ」という）を基板に搭載する電子部品
実装装置は、チップ供給装置に設けられたトレイやテー
プユニットなどに装備されたチップを移載ヘッドのノズ
ルに真空吸着してピックアップし、移載ヘッドを基板の
上方へ移動させて、そこでノズルを下降させることによ
り、チップを基板に搭載するようになっている。

【０００３】この場合、チップのリードを基板の電極に
正確に合致させて、チップを基板に搭載しなければなら
ないので、チップを基板に搭載するのに先立って、カメ
ラによりリードを観察してその位置を検出することが行
われていた。

【０００４】しかしながらカメラは必ずしも十分な分解
能を有しないため、リードの位置を正確に検出すること
は困難であり、またカメラはリードのＸＹθ方向の位置
ずれのような平面情報は検出できるが、リードの浮きの
ような高さ情報は検出できないという問題点があった。

【０００５】そこで本出願人は、このような問題点を解
消するためのチップの実装手段を先きに提供した（特開
平３−１２６３００号公報）。このものは、同公報の第
１図〜第３図に示されるように、チップＰ（符号は同公
報援用）をＸＹテーブル２１，２４上に載置し、チップ
ＰのリードＬにカギ型の位置規制部材４３を押当するこ
とにより、チップＰのＸＹθ方向の位置ずれを荒補正
し、その後、このチップＰを移載ヘッド７のノズル８に
真空吸着してピックアップし、このチップＰをレーザ装
置Ｃの上方へ移動させて、発光部５からリードＬにレー
ザ光を照射し、その反射光を受光部６で受光して、リー
ドの位置を検出するようにしていた。この従来手段はレ
ーザ光によりリードＬを計測するので、リードのＸＹθ
方向の位置ずれ（すなわち平面情報）だけでなく、浮き
の有無（すなわち高さ情報）も高精度で検出できるもの
であり、しかもＸＹテーブル２１，２４上でチップＰの
位置ずれを荒補正することにより、レーザ光のリードＬ
に対する命中精度を上げることができるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リードはそ
の先端の平坦部を基板の電極に着地させて半田付けされ
るものであり、したがってレーザ装置によりリードの検
査をする場合、殊にこの平坦部の位置ずれ、上下方向の
浮き、水平方向の曲がり等の位置を精密に検出すること
が重要である。

【０００７】そこで本発明は、前記特開平３−１２６３
００号公報に開示されたような電子部品の荒補正手段や
レーザ装置を使用して、リード先端の平坦部の位置、浮
き等を正確に検出できる方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、ま
ず、次のようにしてリード先端の平坦部の位置のティー
チングを行う。すなわちチップの位置ずれを荒補正装置
で補正した後、このチップを移載ヘッドのノズルに真空
吸着してレーザ装置の上方へ移送し、レーザ装置からリ
ードにレーザ光を照射してリードの位置を検出する。そ
してこの検出された位置に基づいて、リードの長さ方向
にレーザ光を照射して、リード先端の平坦部の位置を検
出し、検出された平坦部の位置データをコンピュータの
メモリに登録する。このようにして平坦部の位置のティ
ーチングを行ったうえで、ティーチングにより得られた
平坦部の位置データに基づいて、基板に搭載されるリー
ドの平坦部にレーザ装置のレーザ光を照射し、この平坦
部の位置を検出する。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、基板の電極に搭載されるリ
ード先端の平坦部にレーザ装置のレーザ光を確実に命中
させて、この平坦部の位置ずれ、浮き等を正確に検出で
きる。

【００１０】

【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は電子部品実装装置の斜視図、図２は荒
補正装置の平面図である。このものは、前述した特開平
３−１２６３００号公報に記載されたものと同構造であ
り、以下、簡単にその説明を行う。

【００１１】本装置は、チップ供給部Ａと、荒補正装置
Ｂと、微細計測装置としてのレーザ装置Ｃと、基板１の
位置決め部Ｄから成っている。チップ供給部Ａにはトレ
イ２が設けられており、そのポケットにはＱＦＰのよう
なリードを有するチップＰが収納されている。チップ供
給部としては、トレイ２以外にも、テープユニット等が
多用される。

【００１２】荒補正装置Ｂは、レーザ装置Ｃによるリー
ドの精密な計測に先立ち、リードが確実にレーザ装置Ｃ
の計測エリアに入るように、チップＰの位置ずれを荒補
正するものであり、その詳細な構造は後述する。３は、
移動テーブル２０に駆動されてＸＹ方向に移動して、チ
ップ供給部ＡのチップＰをノズル４に真空吸着してピッ
クアップし、荒補正装置Ｂに移送搭載するサブ移載ヘッ
ドである。

【００１３】レーザ装置Ｃは、荒補正装置Ｂから位置決
め部ＤへのチップＰの移送路に配設されている。レーザ
装置Ｃの上面はＶ字形に切欠されており、その斜面にレ
ーザ発光部５と受光部６が設けられている（図３も参
照）。７は移載ヘッドであって、移動テーブル１９に駆
動されてＸＹ方向に移動して、荒補正装置Ｂにおいて荒
補正が終了したチップＰをノズル８に真空吸着してピッ
クアップし、レーザ装置Ｃの上方に移送して、そこでＸ
Ｙ方向に移動することにより、レーザ発光部５から照射
されたレーザ光を、チップＰの各辺から多数突出するリ
ードＬを横断する方向に照射し、その反射光を受光部６
に受光することにより、リードＬの位置ずれ，浮き，有
無等を精密に計測するものである。

【００１４】位置決め部Ｄは、基板１を両側部からクラ
ンプして固定するクランプ部材９，９を備えている。３
１は基板１に形成された電極であり、リードＬはこの電
極３１に搭載されている。１０は基板１を位置決め部Ｄ
に搬入し、またここから搬出するコンベヤである。次に
荒補正装置Ｂの詳細な構造を説明する。

【００１５】図１及び図２において、１１はベース板で
あり、その上面一側部にはシリンダ１２が、また他側部
にはＹ方向レール１３が配設されている。１４はシリン
ダ１２上に、ヒンジ１５を中心に水平回転自在に設けら
れた回転アーム、１６はその先端部に装着されたロー
ル、１７，１８はエアチューブである。チューブ１７，
１８からエアを出入させると、回転アーム１４はヒンジ
部１５を中心に水平方向Ｎ１，Ｎ２に回転する。

【００１６】図１及び図３において、２１はスライダ２
２を介して上記Ｙ方向レール１３上に摺動自在に配設さ
れたＹテーブル、２３はＹテーブル２１上に設けられた
Ｘ方向レール、２４はスライダ２５を介してＸ方向レー
ル２３上に摺動自在に配設されたＸテーブルである。Ｘ
テーブル２４は、コイルばね材２６（図１）により、シ
リンダ１２側へ付勢されている。

【００１７】２７はＹテーブル２１の側面に装着された
ブラケットであって、上記シリンダ１２の上方まで延出
している。このブラケット２７には長孔２８が開孔され
ており、この長孔２８に上記ロール１６が嵌合してい
る。したがって上述のように回転アーム１４が水平回転
して、ロール１６がＮ１方向に回転すると、Ｙテーブル
２１はＹ方向レール１３に沿ってＹ１方向に摺動し、ま
たロール１６がＮ２方向に回転すると、Ｙテーブル２１
はＹ２方向に摺動する。

【００１８】３１は上記ベース板１１の後縁部に設けら
れたブラケットであり、ピン３２に略Ｌ字形のレバー３
３が水平回転自在に軸着されており、レバー３３の先端
部にはロール３４，３５が軸着されている。３６はこの
レバー３３を付勢するコイルばね材、４９はストッパー
である。図３において、Ｙテーブル２１の先端角部には
切欠部３７が形成されており、後述するように、ロール
３４はこの切欠部３７に押当する。またＸテーブル２４
の側面には、側板３８が装着されており、上記ロール３
５はこの側板３８に押当する。図１及び図２において、
３９はＸテーブル２４に開孔された小孔、４０はＸテー
ブル２４に連結された吸引チューブであり、その吸引力
により、Ｘテーブル２４上のチップＰががたつかないよ
うに吸着する。

【００１９】図１において、４１，４２は上記ベース材
１１に立設された支柱であり、上部にはカギ型の位置規
制部材４３が設けられている。この位置規制部材４３
は、Ｘテーブル２４の直上にあって、その直交する内面
には、Ｘ方向押当部４４とＹ方向押当部４５が設けられ
ている。３０は移載ヘッド７の移動路の下方に設けられ
た不良チップの投棄ボックスである。図４は電気回路の
ブロック図であって、レーザ装置Ｃに入手されたデータ
はメモリ５１に記憶され、このメモリ５１に記憶された
データに基づいて、ＣＰＵ等の演算部５２により必要な
演算が行われる。本装置は上記のような構成より成り、
次に全体の動作を説明する。

【００２０】形状の良いチップＰをマスターチップとし
て選択し、以下に述べるティーチングを行う。まずこの
チップＰをサブ移載ヘッド３のノズル４に真空吸着し、
Ｘテーブル２４上に載置する。次にロール１６が揺動す
ることによりＹテーブル２１はＹ方向に移動し、またロ
ール３５が揺動することによりＸテーブル２４はＸ方向
に移動し、リードＬの先端部は位置規制部材４３の押当
部４４，４５に押当し、ＸＹθ方向の位置ずれが荒補正
される。このようにリードＬの位置ずれを荒補正するこ
とにより、レーザ装置Ｃから照射されたレーザ光をリー
ドＬに確実に命中させることができる。このような動作
は前記特開平３−１２６３００号公報に記載したものと
同様である。

【００２１】次に移載ヘッド７がＸテーブル２４上のチ
ップＰをノズル８に真空吸着してピックアップし、レー
ザ装置Ｃの上方へ移送する。次に図５〜図９を参照しな
がら、リードＬの先端平坦部の検出プロセスを説明す
る。

【００２２】図５において、ＷＡはチップＰの横寸、Ｗ
Ｂは縦寸である。この横寸ＷＡと縦寸ＷＢはカタログ値
などから既知であり、コンピュータのメモリ５１に既知
データとして予め登録してある。但し、実際のチップＰ
の横寸Ｗａと縦寸Ｗｂは、成形誤差や、成形後のリード
Ｌの変形等のために、カタログ値である横寸ＷＡと縦寸
ＷＢとは微妙に異なっており、以下に述べる手法によ
り、実際の横寸Ｗａと縦寸Ｗｂが計測される。

【００２３】次に、ＷＢの１／４の点に第１のスタート
点Ｓ１を設定し、ここから矢印Ｎ１方向にレーザ光を小
ピッチｔをおいて繰り返しスキャンニング照射し、その
反射光を受光部６に受光して、各々のスキャンニングに
おける横寸Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…を計測する。そして計測
された横寸Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…の中から、最長の横寸
（例えばＷ２）を抽出する。以下同様にして、他の１／
４のスタート点Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４からもレーザ光を矢印
Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４方向にスキャンニング照射し、各々の
最長の横寸や縦寸を抽出する。図５において抽出された
最長の横寸や縦寸には、アンダーラインを付している。
なおこのような横寸、縦寸の計測や最長の横寸や縦寸の
抽出は、コンピュータの周知処理手段により簡単に行う
ことができる。

【００２４】本実施例では、図５に示すように横寸はＷ
２とＷ４が抽出され、また縦寸はＷ１とＷ２が抽出され
ている。そこで次にこれらの平均値を次のようにして求
める。

【００２５】 横寸の平均値Ｗａ＝（Ｗ２＋Ｗ４）×１／２ 縦寸の平均値Ｗｂ＝（Ｗ１＋Ｗ２）×１／２ このようにして求められた横寸Ｗａと縦寸Ｗｂがこのマ
スターチップＰの実際の横寸と縦寸であり、その寸法は
前述したように、カタログ値などの横寸ＷＡと縦寸ＷＡ
とは微妙に異なっている。

【００２６】次に、図６を参照しながら、端リード（チ
ップＰのモールド体Ｍの各辺から外方へ延出するリード
のうち、最端部にあるリード）の検出方法を説明する。

【００２７】図５を参照しながら説明したプロセスによ
り、このチップＰの実際の外寸（横寸Ｗａ，縦寸Ｗｂ）
が判明したので、その結果に基づいて、チップＰのモー
ルド体Ｍの下辺から延出するリードＬの外方と思われる
点に第１のスタート点Ｓ１を設定し、ここから矢印Ｎ１
で示すように右方へレーザ光をスキャンニング照射し、
リードＬの有無を検出する。リードＬが検出されなかっ
たならば、ピッチｔだけ内側の点に第２のスタート点Ｓ
２を設定し、同様にレーザ光のスキャンニングを行う。
またこれによってもリードＬが検出されなかったなら
ば、更に内側に第３のスタート点Ｓ３を設定し、同様に
レーザ光をスキャンニングさせる。本実施例では、この
第３回目のスキャンニング時にレーザ光はリードＬに当
たり、両端部の端リードＬ１，Ｌ５が検出される。図示
するようにモールド体Ｍの他の辺についても矢印Ｎ２，
Ｎ３，Ｎ４方向に同様の光学走査を行うことにより、各
辺の端リードＬ１，Ｌ５が検出される。

【００２８】このようにして、モールド体Ｍの各辺の端
リードＬ１，Ｌ５の位置が判明したならば、次に図７に
示すように、端リード（例えば図６においてモールド体
Ｍの下辺の左端部の端リードＬ１）の長さ方向にレーザ
光をスキャンニング照射することにより、リードＬ１の
先端の平坦部Ｌａの下面の長さｄと、この長さｄを２等
分する点Ａの座標（Ｘ１，Ｙ１）を求める。このような
操作を他のすべて端リードＬ１，Ｌ５についても繰り返
すことにより、すべての端リードＬ１，Ｌ５の平坦部Ｌ
ａの２等分点Ｂ〜Ｈの座標（Ｘ２，Ｙ２）〜（Ｘ８，Ｙ
８）を求める（図８参照）。

【００２９】次に図８に示すように、ＡとＢ、ＣとＤ、
ＥとＦ、ＧとＨを通る線上に沿って各リードＬを横断す
るようにレーザ光をスキャンニング照射することにより
（矢印Ｎ１〜Ｎ４参照）、各辺のリードＬの本数（本実
施例ではすべて５本）と各リードＬの各ピッチＴ、更に
はすべてのリードＬの巾方向のセンターの座標を求め
る。図９はこの場合の受光部６の出力波形であって、レ
ーザ光がリードＬに反射された部分では、出力が大きく
なっており、その中間点Ｑの位置から、リードＬの巾方
向のセンター座標が判明する。

【００３０】このようにリードＬの本数を検出すれば、
リードＬの本数からチップＰの品種を確認でき、またリ
ードＬのピッチＴやその巾方向のセンターの座標を求め
ることにより、リードＬの位置や曲がりの有無を検出で
きる。因みに、図８において、モールド体Ｍの右辺に鎖
線に示すように、リードＬに水平方向の曲がりがあれ
ば、ピッチＴに狂いを生じ、またリードＬの巾方向のセ
ンターの座標も変わることから、リードＬの曲がりが検
出できる。更には、例えばＡとＢ、ＣとＤ、ＥとＦ、Ｇ
とＨを２等分する線Ｋ１，Ｋ２の交点を求めることによ
り、チップＰのセンター座標（Ｘ０，Ｙ０）を検出でき
る。以上のようにして、、マスターチップＰによるティ
ーチングが終了するが、上記ティーチングにより求めら
れたデータは、前記メモリ５１に登録し、以下に述べる
チップＰの実装データとして利用する。

【００３１】基板１へのチップＰの搭載は次のようにし
て行われる。図１において、サブ移載ヘッド３がトレイ
２のチップＰをノズル４に吸着してピックアップし、Ｘ
テーブル２４上に搭載する。次にＸテーブル２４とＹテ
ーブル２１をＸＹ方向に移動させて、位置規制部材４３
の押当部４４，４５をチップＰのリードＬの先端に押当
し、チップＰの位置ずれを荒補正する。

【００３２】次に移載ヘッド７がこのチップＰの上方へ
到来し、このチップＰをノズル８に吸着してピックアッ
プする。この場合、図８に示すプロセスにより、チップ
Ｐのセンター座標（Ｘ０，Ｙ０）が判明しているので、
ノズル８をこのセンター（Ｘ０，Ｙ０）に着地させてチ
ップＰをピックアップすることができる。

【００３３】次に移載ヘッド７はこのチップＰをレーザ
装置Ｃの上方へ移送し、そこで図１０に示すように、図
７で説明した場合と同様の手法により、レーザ光を平坦
部Ｌａ１の長さ方向にスキャンニング照射し、平坦部Ｌ
ａ１の長さｄ１の２等分点であるセンターＡ１を求め
る。この操作は毎回せずに、適宜行ってもよい。この場
合、上記ティーチングにおいて、マスターチップＰを使
用してリードＬの平坦部ＬａのセンターＡをすでに求め
ているので、レーザ光を平坦部Ｌａ１に確実に命中させ
てそのセンターＡ１を求めることができる。

【００３４】このようにしてすべての端リードＬ１，Ｌ
５のセンターＡ１〜Ｈ１（図１１参照）の位置を求めた
ならば、図８で説明した場合と同様に、各点Ａ１〜Ｈ１
を通る方向にレーザ光を横断照射し（矢印Ｎ１〜Ｎ４参
照）、すべてのリードＬの位置ずれ、浮き、曲がり等を
検出する。

【００３５】リードＬの浮き、曲がりが検出された不良
品のチップＰは、これを投棄ボックス３０上に移送し、
そこでノズル８の真空吸着状態を解除して投棄する。ま
た良品のチップＰは、そのＸＹθ方向の位置ずれを補正
したうえで、基板１に搭載する。なおＸＹ方向の位置ず
れは、移載ヘッド７のＸＹ方向の移動量を補正すること
により補正し、またθ方向の位置ずれは、モータ（図
外）によりノズル８をその軸心を中心に回転させること
により補正する。このようにＸＹθ方向の位置ずれを補
正することにより、リードＬを基板１の電極３１に正確
にマッチングさせて搭載できる。

【００３６】なお、上記ティーチングにおいて判明した
横寸Ｗａ、縦寸Ｗｂ、ピッチＴなどのデータと、実際の
チップＰの搭載作業により判明したデータが異なってい
る場合には、実際のチップＰのデータをティーチングの
データと差し替えてメモリ５１に登録することが望まし
く、このようにすることにより、データの信頼性を向上
できる。また、多数個のチップの平坦部Ｌａの２等分点
Ａ〜Ｈの座標値や横寸Ｗａ，縦寸 Ｗｂなどのデータの
平均値を登録して信頼性をあげてもよく、更には荒補正
は上記荒補正装置Ｂにかえてカメラを用いた手段で行っ
てもよいものであり、様々の態様が可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、チップのリードの先端
の平坦部の位置を正確に検出し、この平坦部を基板の電
極に正確に合致させてチップを基板に搭載でき、しかも
リードの浮き、曲がりを有する不良チップも確実に検出
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子部品実装装置の斜
視図

【図２】本発明の一実施例に係る荒補正装置の平面図

【図３】本発明の一実施例に係る荒補正装置とレーザ装
置の正面図

【図４】本発明の一実施例に係る電気回路のブロック図

【図５】本発明の一実施例に係る光学走査中のチップの
平面図

【図６】本発明の一実施例に係る光学走査中のチップの
平面図

【図７】本発明の一実施例に係る光学走査中のチップの
側面図

【図８】本発明の一実施例に係る光学走査中のチップの
平面図

【図９】本発明の一実施例に係るレーザ装置の受光部の
出力波形図

【図１０】本発明の一実施例に係る光学走査中のチップ
の側面図

【図１１】本発明の一実施例に係る光学走査中のチップ
の平面図

【符号の説明】

Ａ チップ供給部 Ｂ 荒補正装置 Ｃ レーザ装置 Ｐ 電子部品 Ｌ リード Ｌａ 平坦部 ５ 発光部 ６ 受光部 ７ 移載ヘッド ８ ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荒補正装置により電子部品の位置ずれを荒
   補正するプロセスと、 荒補正さ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、この電子部品をレーザ装置の上方
   へ移送するプロセスと、 電子部品のリードにレーザ装置の発光部から照射された
   レーザ光を照射し、その反射光をレーザ装置の受光部に
   受光することにより、リードの位置を検出するプロセス
   と、 前記プロセスで検出されたリードの位置に基づいて、リ
   ードの長さ方向にレーザ光を照射して、リード先端の平
   坦部の位置を検出するプロセスと、 前記プロセスで検出された平坦部の位置データをコンピ
   ュータのメモリに登録するプロセスと、 からリード先端の平坦部の位置のティーチングプロセス
   を構成し、前記位置データに基づいて、基板に搭載され
   る電子部品のリードの平坦部に前記レーザ装置のレーザ
   光を照射して、この平坦部の位置を検出することを特徴
   とする電子部品のリードの先端平坦部の位置検出方法。